JPS613022A - 液化ガス容器からの漏洩量の測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、超音波を利用した液化ガス例えばＬＰＧ　　
（液化石油ガス）容器からの漏洩量の測定方法に関する
ものである。

（従来の技術） 燃焼器の故障あるいは操作ミスで液化ガス容器からガス
漏洩が発生したとき、漏洩発生建物内の住人及び消火、
救助活動に従事する消防職のなどの生命の安全を確保す
るために液化ガス例えばＬＰＧの漏洩量を一刻も早く知
ることが望まれる。液化ガスの漏洩量は漏洩直前の容器
の型部あるいはガスメータの目盛を事前に調べることに
より測定される。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、液化ガス容器の設置場所には台秤が配置されて
いないし、漏洩直前のガスメータの目盛が事前に調べら
れていない坦状においては、液化ガスの漏洩ｍを測定で
きない。

本発明は、液化ガス容器の設首揚所で簡易に測定ターる
ことかできる液化ガス容器からの漏洩量の測定す法を提
供覆ることをその目的とりるのものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、液化ガス容器外壁に超音波送受波器を接触さ
けて移動し、その各位置で該送受波器から前記容器のほ
ぼ中心軸に向けてパルス状超名波を発射すると共にその
及射波を前記送受波器で・受波し、その出カイへ号が変
化する位置より前記容器内の液面高さＨを測定し、また
該容器の器壁温度Ｔと外気温度Ｔ。との温度差Ｔ　　Ｔ
ｏ　’ｅ　？ｌｌ’ｌ定し、次式％式％］） 但し、Ｗｏ・・・漏洩前の容器内液化ガス液体手引Ｗ・
・閲洩中の容器内液化ガス液体重量ρ・・・液化ガス液
体密度 Ｓ・・・容器断面積 Ｃ・・・液化ガス液体の比熱 ９・・・・蒸発潜熱に依存する常数 から漏洩ｉ　ｗ−ｗ、を求めることを特徴とする。

（作　用） 漏洩中の容器内の液化ガス液体ｉＩ　１ｉ’＋　Ｗ　Ｊ
、り漏洩時間旧の間に液化ガスがｄ−漏洩しＩことき、
該液体の気化に際し周囲より蒸発潜熱を奪うので１該液
体したがって容器の外壁温度はｄｌだけ低十する。

この温度変化６１と漏洩ｆｌ’１（１−との関係ｔま、
液チ、 化ガス液体の増発潜熱を９′、比熱をＣとすると、 （ＩＴ　　　　’ｉ　　　　ｄＷ ｄｔ　　　　ＣＷ　　　　ｄｔ　　　　　・・・　（１
）の関係式で近似ぐきる。

（１）式を積分して、初期条ｆｔＷ−ＷＯ（漏洩前の容
器内の液化ガス液体重量）、Ｔ＝１ｉ＋（漏洩前の容器
外壁澗瓜すなわち外気温度）を代入すると、 Ｗ＝Ｗｏ　ｅｘｐ［ｃ　（Ｔ−Ｔｏ）　／’ｉｌ　　＝
−（２１が得られる。

（２）式において、ＣとＴは変らないとみ’Ｊせるから
、Ｗ、はＷとＴ−ｉを測定することにより推定できる。

（２）式を更に変形すると、 ｗｏ−ｗ＝ｗ　（ｅｘｐ　［Ｃ（Ｔｏ−Ｔ’）　、”ｉ
］　−１］＝ρ５Ｈ（ｅｘｐ　　［Ｃ（Ｔｏ−１−）／
’ｔ］　−１）・・・　　（３） （３）式から、漏洩ωＷｏ　−ｗは漏洩中の液面の高さ
ト１、容器のｌｌ′ｉ面ｖＪｓ、液体密良ρを知ること
にＪ：り求めることができる。

そこで漏洩ｍ　Ｗｏ　−ｗを測定りるために、先ず、漏
洩中の容器内の液面の高さを次のようにして測定１Ｊる
。

第１図（＾）に示すように、液化ガス液体ａの液面以下
の容器すの壁面に超８波送受波Ｚ　（＋）を接触させ、
該容器すのほぼ中心軸に向けてパルス状超音波を該送受
波器（１）から発射さＵると、超音波は密度の大きい液
化ガス液体ａ（例えばＬＰＧ　Ｌｔ密ｍｌ）　Ｌ　＝０
．５９／ｃａｒ＞に伝播しやすいから、第１図（８）に
矢示のように液体ａ中を容器すの壁面で反射されて往復
し、送受波器（１）から出カイ九号として往復時間に対
応する時間間隔でパルス状信号が出力する。しかるに該
送受波器（１）を液面状の容器すの壁面に接触させてパ
ルス状超音波を発射させると超音波は密度の小さい液化
ガス気体（例えばｔｐｃは密度ρｇ　＝２ｘ１０’　ｇ
／ｃｄ＞には伝播しにくいので、第１図（Ｃ）に矢示の
ように主どして器壁内をその一部が壁面で反射されなが
ら周回し、送受波器（１）から出力信号として密集した
パルス状信号が出力Ｊ−る。

Ｌ、たがって超音波送受波器（１）を容器すの壁面に接
触しながら移動すると、液化ガス液体ａと液化ガス気体
Ｃの境界である液面を通加した際、該送受波器（１〉か
ら出力する出力信号が変化し、この変化する位置から液
化ガス容器す内の液面位置が測定され、それから液面高
さ］」が求められる。

次に温度センサを容器の外壁に接触させてその外壁温度
を測定しまた外気温度を測定づる。

更に容器の断面を測定する。

以上のようにして求めた測定値を前記（３）式に代入す
ると漏洩量Ｗ。−Ｗが得られる。

（実施例） 第２図は、本発明の一実施例の測定方法を実施するのに
使用づる液面位置測定装置のブロック図を示す。

同図において、（１）は超音波用送受波器で、該送受波
器（１）には、パルス発生１５１　（２）から振幅的−
８０Ｖ、接続時間的０．５μ秒のパルス波がタイマ（３
）で約０２秒毎に自動的に印加されるように構成されて
いる。該送受波器（１）の共振周波数は、例えば現在最
も多く流通している充填ｆｆ＋　５ＯＮシのＬＰＧ容器
を対象とした場合、Ｓ／Ｎ比の、＆い周波数として実験
的に約Ｉ　Ｍ　Ｈｚに選定した。（４）は増幅回路で、
該増幅回路（４）には、その出力が検波回路（５）及び
自動利得制御回路（６）を介して不帰還されるようにし
、かくてこの回路で送受波器（１）の出力（、ｉ号の波
形の辺いを検出するようにした。（７）は微分回路で、
該微分回路（７）は検波回路（５）の出力を微分して出
カイ３号の波形の違いを更に選別づるものであり、（８
）は微分回路（７）の出力パルスで作動し、ブザー等の
報知器（９）を作動させる接続的な伯動信号を出力する
報知器作動回路、（イ））は％源電圧が所定伯を有（る
かどうかをチェックする電源ヂエツク回路である。また
、ＯＯは電源、θのは電＃Ａ（ｕ）と増幅回路（４）と
の間に介入され、タイマ（３）の出力により制御されて
超音波を弁銅してから最初の発射波がｔｌｌ達りるまぐ
の時間（例えば０．８　ｖｒ秒）に対応づる一定時間例
えば１１ｒＬ秒間のみ電源電圧を増幅回路（４）Ｉこ加
えるようにする電源制御回路で、この回路によれば、電
源（１１）の消耗を少なく覆ることができる。

次に、上記装置を使用して液面高さを測定づる方法につ
いて説明りる。

今、接触媒質を薄く塗布した超音波用送受器（１）を、
第１図（Ａ）に示づように、液化ガス容器すの外壁に軽
く押し付けながら、壁面に治つて上下させる該送受波器
（１）が液面以下の容器すの外壁に接触しているとき（
よ、送受波器（１）から出力する出力信号は液化ガス液
体ａを往復する時間間隔のパルス状信号であるから、増
幅回路（４）を介して検波器（５）からパルス状信号が
出力する。この信号は微分回路（４）を介して報知器作
動回路（８）を駆動するから、接続する作動信号により
報知器（９）例えばブザーが鳴動する。

送受波器（１）を液面より上の容器すの外壁に接触させ
ると、送受波器（１）から出力Ｊる出力信号は密集した
パルス状信号゛Ｃあるから、この信号は自動利１７制御
回路（６）によって利得が自動制御される増幅回路（４
）を経ることによってほとんど消去され、検波器（り）
から出力が生じない。たとえ僅かに出力したとしでも微
分回路（７）を経ることによって消滅し、報知器作動回
路（８）を駆動しないから、例えばシザーは鳴動しない
。

したかつて送受波器（１）を下から上に移動し、ブザ〜
の鳴動が停止した位置から液化ガス液体ａの液面位置、
それから液面高さを知ることができる。

第３図は第２図に示されるブロック図を具体化した電気
回路図である。

同図中、第２図と同一の符号は同一のものを示す。

第４図（八）及び第４図（Ｂ）はともに送受波器（１）
を液面位置より上方に位置させ、第４図（Ａ）（よ第３
図示の回路において自動利得制御回路（６）を省略した
場合、第４図（Ｂ）は自動利得制御回路（６）を有する
場合のＸ点における出力信号波形であり、第４図（Ｃ）
は送受波器（１）を液面位置より下方に位置させたとき
の第３図示の回路のＸ点における出力信号波形である。

この波形を対比すれば、自動利得制御回路り６）を接続
した増幅回路（４）は液面の上下を選別して報知器（９
）を作動、不作動を決定Ｊる到別回路であることが理解
できる。液面高さの測定方法として、この他に、送受波
器（１）の出力信号波形を直接あるいは増幅器を介して
陰極線管に加え、該管上でその波形を観測することによ
り液面位置を測定し、それから求める方法、あるいは図
示説明しないが、公知の技術を用いて出力信号の変化を
測定することにより求める方法等を使用することができ
る。

次に容器すの外壁温度Ｔを測定づる。その測定箇所は外
壁のどこでもよいが、精度上液面以下の外壁が望ましい
。この場合、温度センサ０３）は容易壁面と接触させ、
外気と遮断して取付【プる。

尚、第２図及び第３図において、（ロ））は温度センサ
Ｏのに接続されてその温度を直示Ｊる例えば発光ダイオ
ード等から成る湿度表示部である。また、温度センサ０
３）を使用し℃外気温度を温度表示部０４）に表示させ
る。

ＬＰＧ　５０Ｋｇを充填可能な容器からの漏洩８を測定
するときは、 Ｗｏ　　Ｗ＝０．５４・Ｈ（ｅｘｐ［（Ｔｏ　　Ｔ＞　
／８８］　　　１１（但し、係数０．５４は容器の大き
さと密度で決まり、係数８８はＬＰＧの比熱及び蒸発潜
熱ににり決まった値である。） の式に上記測定値を代入して算出づる。

尚、液化ガスとしてＬＰＧを例示したが、ＩＮＧを例示
したが、ＬＮＧ　　（液化天然ガス）、液体窒素等の気
化に際して蒸発潜熱により４撃温度の変化を伴う液体に
も適用できる。

（発明効果） 本発明は、液化ガス容器の接地楊屓で簡易に液化ガスの
漏洩量を測定″ｃき、例えば消防職員による救助災害防
止のための活動方釦が立てやすい等の効果を右する。

【図面の簡単な説明】

第゛１図（Ａ）は本発明の測定方法を説明づるための液
化ガス容器の要部のＭ［ｉ側面図、第１図＜８）は第１
図（Ａ）におけるＢ−Ｂ義截断面図、第１図（Ｃ）は第
１図（Ａ）にお（プるＣ−ＣＭ截断面図、第２図は本発
明の測定方法の一実施例に使用Ｊる液面位置測定装置の
ブロック図、第３図は第２図に示される回路を具体化し
た電気回路図、第４図（Ａ）は送受波器を液面位置より
トに位置させ、第３図に示される回路において、自動利
得制御回路（６）を省略したときのＸ点にお＋ｊる出力
信号の波形図、第４図（Ｂ）及び（Ｃ）はそれぞれ送受
波器を液面の上及び下に位置させたときの第３図に示さ
れる回路のＸ点における出力（７号の波形図を示す。 ａ・・・液化ガス液体　　ｂ・・・液化ガス容器Ｃ・・
・液化ガス気体 （１）・・・超音波送受波器　（４）・・・増幅回路（
５）・・・検波回路　　　　（６）・・・自動利得制御
回路（７）・・・微分回路　　　　（９）・・・報知器
１Ｃ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 液化ガス容器外壁に超音波送受波器を接触させて移動し
   、その各位置で該送受波器から前記容器のほぼ中心軸に
   向けてパルス状超音波を発射すると共にその反射波を前
   記送受波器で受波し、その出力信号が変化する位置より
   前記容器内の液面高さＨを測定し、また該容器の器壁温
   度Ｔと外気温度Ｔ＿０との温度差Ｔ−Ｔ＿０を測定し、
   次式 Ｗ＿０−Ｗ＝ρＳＨ｛（ｅｘｐ［Ｃ（Ｔ＿０−Ｔ）／ｑ
   ］−１｝但し、Ｗ＿０…漏洩前の容器内液化ガス液体重
   量Ｗ…漏洩中の容器内液化ガス液体重量 ρ…液化ガス液体密度 Ｓ…容器断面積 Ｃ…液化ガス、液体の比熱 ｑ…蒸発潜熱に依存する常数 から漏洩量Ｗ−Ｗ＿０を求めることを特徴とする液化ガ
   ス容器からの漏洩量の測定方法。