JPS63165719A - 体積計 - 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】 本発明は、音響系の反共振周波数の変化を利用した音響
式の体積針に係る。

複雑な形状をした容器の容積や、その容器に入れられた
液体もしくは固体の物体の体積を測定する一方法として
、ヘルムホルツ共鳴子の共振を利用した音響的方法があ
る。すなわち容器に音響管を接続して一つのへルムホル
ッ共鳴子を構成したとき、その共振周波数が、容器の容
積とその中に入れられた物体の体積との差によって変化
することを利用して、空のときの容器の容積もしくはそ
の中に入れられた物体の体積を知るものである。

この種の体積針の一つとして、ヘルムホルツ共鳴子にさ
らに補助音響共振器を接続し、この補助音響共振器の共
振周波数の一つと主たるヘルムホルツ共鳴子の共振周波
数との比をとることにより温度等に対する補償を行うも
のが、すでに出願人により示されている（特願昭１３１
−１８ｆ３？３１）　。

ここで一つ問題になるのは、ヘルムホルツ共鳴子におい
ては、その音響管の一端が外気に開放されているので、
中に入れた液体が蒸発によって散逸したり、あるいは外
気中のほこりが容器内へ侵入したりすることである。こ
の点に関しては、二つの容器を音響管で接続してえられ
る、外気に対して閉じた音響共振系を用いて体積測定を
行う方法が、すでに出願人により示されている（特願昭
８ｌ−２５８１１３２）　、　Ｌかしながらこの方法は
、音源の振動板の弾性などに起因する等価容積が容器の
実容積に付加され、この等価容積の不確定さが精密な体
積測定の妨げになるという欠点がある。

本発明の目的は、上記のような問題点や欠点を解消する
ことを意図して、外気に対して閉じた音響系を用いしか
も音源の容積が測定結果に影響しないような音響式体積
針を提供することである。

すなわち本発明の体積針は、一つの音響管の両端に容器
と音源矢ｘを接続してえられる外部に対して音響的に閉
じた音響系と、音源直前の音響系内部の音を検知するマ
イクロホンと、上記音源を駆動しマイクロホン出力が極
小となる反共振周波数を測定する手段とによって構成さ
れ、この測定された反共振周波数から容器の容積もしく
はその中に入れられた物体の体積を知るものである。上
記の反共振周波数は、容器の容積とその中に入れられた
物体の体積との差および音響管の長さと断面積によって
定まり、音源の等価容積等にはよらないことが１本発明
の特徴である。

第１図において、１は空のときの容積がｖｏの容器で、
その中に液体７が体１ｋＶだけ入れられている。１の上
部の栓８を内部断面積Ｓ、長さＬの音響管３が貫通して
おり、その先には音源の箱２が接続されている。５は駆
動用音源で、その振動板前面の室の容積はｖｌである。

この音源としては、容器１が小容積の場合はイアホンな
どが用いられ、１が大容積の場合にはスピーカなどが用
い合は箱２内部の音を検出する。１１は出口弁であって
、この弁を通して液体７は外部にとりだされるが、その
際に生ずる容器１の内外の圧力差は、毛細管１０を通し
て外部から空気が容器ｌの内部に流入することにより平
衡する。しかしながら毛細管１０の内径は細くその音響
抵抗が非常に大きいので、容器ｌの内部は音響的には閉
じられた空間となっている。また毛細管１０を通して外
気中に逃げる液体の蒸気の量もわずかである。

容器１の上部の残余の空間の体積をｖｌとするＶｚ　＝
ｖｏ　−ｖ　　　　　　　　　　　　　　（１）である
が、この体積による音響コンプライアンスＣ１は Ｃｘ　＝Ｖｘ　／’ｆＰｏ　　　　　　　　　　（２）
である、ここでγは容器１内部の気体の定圧定容比熱比
であり、またＰａは容器ｌ内部の気圧で、この場合は毛
細管１０の作用により外部の大気圧に等しくなっている
。また音源の箱２の前室の容積ｖ２による音響コンプラ
イアンスＣ２はＣ’２　＝　Ｖ２　／　ｙ７’ｏ　　　
　　　　　　　（３）であるが、上式のｖｌには音源５
の振動板の弾性などによる等価容積が含まれており、し
たがって音源として使用するスピーカなどのコーンの弾
性が温度によって変化すると、上記の音響コンプライア
ンスＣ２も変化する。一方、音響管３内部の気体の質量
による音響イナータンスＬは近似的にＬ＝ρＬ　／Ｓ　
　　　　　　　　　　　　（４）となる、ここでρは音
響管３内部の気体の密度である。なお、音響管３は直管
である必要はなく。

音響管３が一つの音響イナータンスとして作用するなら
ば曲っていてもよい、またその内部断面積Ｓも一定であ
る必要はなく、後述するように、Ｓは管の長さ方向につ
いて変化しても差支えない。

以上三つの音響要素は一つの音響系を構成しているが、
いま音源５への入力電圧ｅｇ（ｆ）（ｆは時間を表わす
）からマイクロホン６の出力電圧ｅＩＩＩ（ｔ）までの
周波数特性をＧ（ｆ）（ｆは周波数を表わす）とすると
、第２図に示すように、ｆｒ’　とｆ　ｒ　’″の二つ
の周波数においてゲイン特性ＩＧ（ｆ）Ｉが極大になる
共振を生じ、また周波数ｆｒにおいてＩＧ＜ｆ）ｌが極
小になる反共振の現象を生ずる。このうちｆ、１　にお
ける共振はマイクロホン６への導管４の共振によるもの
でｆｒ’　＝ｃ／４Ｚｚ　　　　　　　　　　（５）と
表わされる。ここでＣは音速で ｃ＝Ｊ”’；−Σｒ７丁　　　　　　　　　（６）であ
る　ｆ、＃ｌにおける共振は音響コンプライアンスＣｘ
、Ｃｘと音響管３のイナータンスＬで構成される速成系
のそれであって ｆｒ”＝ＣＬ／２π）ＣＣ，＋Ｃ２）／ＬＣ，Ｃ２＝（
Ｃ／：２ｒ）　　ＳＣＶ、＋Ｖｚ）／ＬＶ、Ｉ２で表わ
される。ｆｒにおける反共振は、音響コンプライアンス
Ｃ１と音響イナータンスＬの作用が打消し合って、音源
の箱２から音響管３をみたときの音響インピーダンスが
極小となる場合であって ｆｒ＝（１／２π）ｆ「π雇バ ＝（ｃ／２π）ｆ乞［口町　　　（８）と表わされる。

（７）式から明らかなように共振周波数ｆ、　ＩＰは体
積ｖ１とＩ２の関数であるから、Ｉ２が既知であればｆ
　、　Ｎを測定することにより体積Ｖ１が求められる。

モしてｖｌが求められれば、（１）式の関係により、ｖ
Ｏが既知であれば液体７の体積Ｖが知れる。またｖ＝Ｏ
であれば容器」の容積Ｖｏが知れる。しかしながら、前
述したように、体積ｖ２には音源５の振動板の弾性など
による等価容積が含まれており、その不確定さが精密な
体積測定を困難ならしめる。一方、（８）式で示される
ように、反共振周波数ｆ、−から体積ｖ１を求めること
もできるが、その際、！、は体積ｖ２には依存しないの
で、より精密な体積測定が可能である０本発明は、この
反共振周波数ｆ、を測定することにより体積ｖ１を求め
、それによってＶ。

もしくはＶを知るものである。

第３図は上記の反共振周波数を測定するためにマイクロ
ホン６と音源５の間に接続する電子回路の一例である。

マイクロホン６の出力ｅＩＩＩ（ｔ）は増幅器２０によ
って増幅されフィルタ２１によってｆ、−近傍の周波数
成分のみの信号ｅｒ（ｔ）となる、２２は位相検出器で
あり、電圧制御発振器２３とともに一つの２エーズロツ
クループ（ＰＬＬ）を構成している。すなわち２２は信
号ｅｒ（ｆ）と１３の出力ｅｏ（ｔ）との位相差に比例
した直流出力Ｅｔｔを発生し、これによってｅｏ　（ｔ
）がｅｒ（ｔ）に対して一定の位相差になるように２３
の発振周波数を制御する。出力ｅｏ（ｔ〉は増幅器２５
により増幅されて、音源５への入力電圧ｅｓ（ｔ）とな
る、ここで２２．２３を適当に調整すると、第２図の位
相特性ｌＧｃりの曲線上のＡ点に位相をロックして！、
なる反共振周波数において持続的に発振する。

２４は信号処理装置で、上記の発振状態においてｅｏ（
ｔ）の周波数！、もしくは周期１／ｆｒを測定し、それ
に引き続く必要な演算等を行う。

まず、２４内部の計数回路などによってｆ、またはＬ／
ｆｒが計数測定される。（８）式よりＶｘ　＝　（ＣＩ
２Ｓ／　４π’　ｌ）　　／　ｆｒ　’　　　（９）と
なるが、ここで容器１および音響管３内部の気体は同一
組成で同一温度であり、その中での音速Ｃは既知とする
と、上式の演算を行うことによりｆどもしくは１／ｆｒ
の測定値から体積ｖ１が求められる。したがって（１）
式により容器ｌの容ｆＩｔｖｏもしくは液体７の体積Ｖ
が知れる。この演算結果は信号処理装！ｔ２４の出力信
号ＥＣとして表示器（図示せず）に送られて体積を表示
したりあるいは出口弁１１の開閉を制御したりする。

以上の説明では、容器内部の気体の温度は一定であり、
音速Ｃもまた一定でかつ既知であるとしたが、実際には
温度変化等によりＣは変化する。

これに対処するため、第１図の装置においては、音響管
３の外壁にサーミスタなどの温度センサ９を貼付け、そ
れを温度検出回路２６に接続して温度信号８丁をうるよ
うにしている。たとえば、容器１内部の気体が空気の場
合には、音速ｃ　（ｍ／Ｓ）と絶対温度Ｔ　（Ｋ）の間
には、近似的にｃ＝２ｏＪＹ　　　　　　　　　　　　
　（ｔｏ）なる関係があるから、この関係を用いてＥＴ
からＣの値を算出し、　（９）式に基づいてｖｌを算出
する過程において上記のＣの値を用いるようにする。

（９）式で表わされるｖｌとｆ、の関係は、理想的条件
の下で理論的に導出されたもので、実際のｖｌ　とｆ、
の関係を精度よく表わしえない場合もある。そのときに
は、　（９）式にさらに補正項を加えて Ｖｘ　＝ａｏ　＋ａ１／ｆｒ　＋ａ２／ｆｒ”＋α３／
ｆｒ３＋・・・　　（１１） のような形式のＬ　／　ｆ　ｒの多項式の演算を行う。

ここでα０．α１、ａｚ、ａ３、・φ・等は既知の体積
を用いた校正により実験的に定められる定数である。あ
るいはＸを実数として Ｖｌ　＝　ａｚ　／　ｆ　ｒ”　　　　　　　　　（１
２）のような形式の１　／　ｆ　ｒのべき関数としてＶ
ｌの値を求める。

第３図の装置では反共振周波ａｆｒにおいて持続的に発
振させてその周波数を計数測定するが、周波数ｆ、の近
傍でマイクロホン出力ｅ＊（ｔ）の振幅がきわめて小さ
くなり、そのため発振周波数を音響系の反共振周波数ｆ
、に正確に一致させることが困難となる場合もある。第
４図の装置はこのような状況に対処するためのものであ
る。

２７は周波数てい減口路で、電圧制御発振器２３の出力
ｅｏ（ｔ）の周波数をＬ／２ＭＣＭは正整数）にして、
第５図（ａ）に示すような周期Ｔｔｔの矩形波ｅｔｔ（
ｔ）を発生し、これを加算器２８によって位相検出器２
２の出力Ｅｔｔに重畳する。

この場合、ｅｏ（ｔ）の周波数は、第５図（ｂ）に示す
ように、Ｍサイクルの間はｆ、＋Δに、それに続くＭサ
イクルの間は！、−Δとなり、以下この変動をくり返す
、信号処理装置２４において計数測定されるのは、ｅｔ
ｔ（ｔ）の周期Ｔｔｔであるが、Δが小であれば近似的
に Ｔａ　＝　２Ｍ／　ｆ　ｒ　　　　　　　　　　　（１
３）となるから、その測定値より体積ｖ１が求められる
。結局この方法は、マイクロホン出力ｅｒａ（ｔ）が極
端に小さくなるｆ、を避け、その上下にΔだけ離れた周
波数において交互に発振させ、それら二つの周波数の平
均をもってｆ、とみなすものである。

第６図は手動方式による反共振周波数ｆ、の測定を示す
ものである。　２９は可変周波数発振器で、その出力ｅ
ｏ（ｆ）は増幅器２５により増幅されて音源５への入力
信号ｅｇ（ｔ）となる、マイクロホン６からの出力信号
ｅ１１（ｔ）は増幅器２０によって増幅されたのち、同
期検波回路３０によって振幅が検出され、その結果はメ
ータ３１で表示される。ここで３１の針の読みが最小と
なるように２９の発振周波数を調整すると、それは反共
振周波数ｆ、にほかならないから、そのときの周波数を
計数回路３２によって計数測定する。

−実温度センサ９からの信号は温度検出回路２６によっ
て温度信号ＥＴに変換され表示器３３で表示される。こ
の表示された温度と計数回路３２に測定表示された周波
数とを読みとり、　（９）式。

（１０）式によって計算器等により体積Ｖ１を算出する
１反共振周波数！、の測定には、このほかにも既知の種
々の方法が適用できる。

以上に説明した実施例では、音速Ｃの変化は温度変化に
よってのみ生ずるとし、温度センサからえられる温度信
号によって温度に対する補償を行っているが、音速の変
化は、温度のみならず、容器１内部の気体の組成変化に
よっても生ずる。

このような状況に対しては、以下に説明するように、補
助音響共振器を用いて音速Ｃを直接に測定して補償する
方法が有効である。

第１図の装置においてはマイクロホン６への導管４が上
記の補助音響共振器として機能する。すなわち導管４の
共振周波数は（５）で与えられるｆｒ’およびその整数
倍の周波数であり、　（８）式で与えられる反共振周波
数ｆ、と同様に、音速Ｃに比例する。したがって導管４
のいずれの共振周波数も補償に用いることができるが、
いま最低次の共振周波数ｆｒ−’　を用いることにし、
なんらかの方法により周波数比ｆ、’／ｆ、を測定すれ
ば、音速Ｃの変化を補償して体積ｖ１を精密に求めるこ
とができる。

第７図は、上記の目的を達成するために、ｆ。

とｆｒ′の二つの周波数で発振する多重発振器を構成し
、それら二つの発振周波数の比を測定する電子回路であ
る。マイクロホン６の出力ｅ票（ｔ）は増幅器２０によ
って増幅されるが、　ここでフィルタ２１および２１′
によって反共振周波数！、の近傍の周波数の成分ｅｒ（
ｆ）と、補助音響共振器である導管４の共振周波数ｆＦ
−’の近傍の周波数の成分ｅｒ’（ｔ）とに分けられる
。

ｅｒ（ｔ）は位相検出器２２と電圧制御発振器２３とか
らなるＰＬＬ回路への入力となり、これと一定位相差の
出力ｇｏ（ｆ）を生ずることは第３図の装置の場合と同
じである。同様に、ｅｒ’（ｔ）は位相検出器２２′と
電圧制御発振器２３′とからなるＰＬＬ回路への入力と
なり、これと一定位相差の出力ｇｏ’（ｔ）を生ずる。

　ｅｏ　（ｔ）とｃｏ’（ｆ）は加算器３４によって加
え合わされ、増幅器２５により増幅されて音源５への入
力電圧ｅｓ（ｔ）となる、ここで２２．２３および２２
’　、２３’を適当に調整すると、第２図の位相特性１
Ｇ（ｆ）の曲線上のＡ点およびＡ′点に位相をロックし
てそれぞれ！、およびｆ、Ｉなる周波数において持続的
に発振する。

信号処理装＃！ｔ２４においては、上記の発振状態にお
いてｅｏ’（ｆ）とｅｏ（ｆ）の周波数の比ｆ、’　　
／ｆ、を測定し、それに引き続く必要な演算等を行う０
周波数比測定の具体的手段には既知の種々の方法がある
が、たとえば第８図に示すように、周波数てい倍回路２
４０にｇｏ’（ｔ）を入力してＮｆｒ’　　（Ｎは正整
数）なる周波数のパルスを作り、このパルスをクロック
パルスとみなしてｅｏ（ｔ）で制御されるゲート２４１
を通して計数回路２４２でｅｏ（ｆ）の周期１　／　ｆ
　ｒの間だけ計数すると、＃　、ｆ　ｒ　’　／　ｆ　
ｒなる周波数比の測定値かえられる。

いま容器１と導管４の内部の気体は同一組成でかつ同一
温度にあるものとすると、　（５）式および（８）式に
含まれている音速Ｃの値は同じであるから、これらの式
から ｆｒ’　／ｆｒ　＝　（ｗ／２Ｚ１）　Ｊ「ｆ１アＴと
なる、したがって Ｖｌ　＝ｂ　　Ｃｆｒ’　　／ｆｒ）　２　　　　　（
１５）となる、ここでｂは定数で ｂ＝４Ｚ１２Ｓ／π２Ｚ　　　　　　　（１８）である
から、周波数比！、’／ｆ、から体積Ｖ１が求められる
。したがって（１）式により容器１の容積Ｖｏもしくは
液体７の体積Ｖが知れる。これらの演算は第８図の演算
回路２４３で行われ、その出力信号Ｅｃは表示器（図示
せず）に送られて体積を表示したり、あるいは出口弁１
１の開閉を制御したりする。なお定数すの値は、実際上
は既知の体積を用いた校正により実験的に定められる。

以上の方法とは逆に、ｇｏ（ｆ）を周波数てい倍してＮ
ｆｒなる周波数のパルスを作り、　これをクロックパル
スとしてｅｏ’（ｔ）の周期ｌ／ｆ　ｒ　’を計数測定
して周波数比ｆ、／ｆ、’をえて、それを用いて体積ｖ
１を求めるようにしてもよい、また理想的条件の下で導
かれた（１５）式では、実際のｖｌとｆ、’／ｆ、の関
係を精度よく表わしえない場合もある。そのときには、
　　（１５）式にさらに補正項を加えて Ｖｘ　＝ｂｏ　＋ｂＩ　Ｃｆｒ’　　／ｆｒ）＋２１２
　　（ｆｒ’　／ｆｒ）” ＋ｂｓ　　（ｆｒ’　　／ｆｒ）３ ＋・・・・　　　　　　　　（１７） のような形式の！、’／ｆ、の多項式の演算を行うか、
あるいはＸを実数として χ ｖｉ　　＝ｂｘ　　　Ｃｆｒ　’　　　／ｆｒ−＞　　
　　　　　　　　　　　（ｔ８）のような形式の　！、
’　／ｆ、のべき関数として体積ｖ１の値を求める。さ
らにまたｖｌとｆｒ′／ｆ、との関係を数式で表わすの
ではなく、　校正によってえられたｖｌとｆｒ’／ｆ、
もしくはｆ、／ｆ、’　との関係を表の形式で信号処理
装置内に記憶し、ｆ、’／ｆ、もしくはｆｒ／ｆ、’の
測定値かえられるたびにこの表を引いてｖｌを求めるよ
うにしてもよい、いずれにせよ重要なことは、周波数比
をとることにより音速Ｃが互に相殺されて、その変化が
最終結果に影響しなくなるということである。

以上の説明においては、ＰＬＬ回路を用いて発振器を構
成するようにしたが、これは単なる一手段であって、音
響系を含む発振器を構成するにはこのほかにも既知の種
々の手段がある。たとえば第７図において、　　２２．
２２′を移相回路に、２３．２３′を増幅器におきかえ
、それらの出力から２２．２２′にいたるフィードバッ
ク結線はとりさるようにしても発振器を構成することが
できる。また発振波形も完全な正弦波である必要はなく
、たとえば第７図の装置において、２３および２３′の
出力として、それぞれ周波数！、およびｆ　ｒ　’の三
角波を発生するようにしても差支えない。

第９図は補助音響共振器として小さなヘルムホルツ共鳴
子を使用した実施例である。すなわち小容積Ｖ′の容器
１２と内部断面積がＳ′で長さがＬ′の導管１３からな
るヘルムホルツ共鳴子が音源の箱２に接続されており、
マイクロホン６は容器１２に接続されていて、ヘルムホ
ルツ共鳴子を介して音源の箱２の内部の音を検出する。

このヘルムホルツ共鳴子の共振周波数ｆｒ’は、Ｖ′が
ｖ２にくらべて十分に小であれば ｆｒ’　＝　（ｃ／２π）　　、５’　／ｌ’　Ｖ’　
　（１９）で音速Ｃに比例し、また音源への入力電圧ｅ
ｘ　（ｔ）からマイクロホン出力ｇｍ（ｔ）までの周波
数特性Ｇ（ｆ＞は第２図に示したようになる。したがっ
て前例と同じく、第７図の回路を用いることにより、周
波数ｆ、とｆ　ｒ　’において発振させることができ、
これら二つの発振周波数の比により体積ｖ１が求められ
る。

第１Ｏ図は、マイクロホン６を音響管３の中に封入した
実施例である。すなわち導管４は枠１４と１４′によっ
て音響管３の内部に支持されており、音源の箱２の内部
の音源直前の音圧は導管４を通って下端につけられたマ
イクロホン６により検出される。６の出力信号ｅｖｅ（
ｔ）は、気密端子１５を通してリード線により外部に導
き出される。１６は毛細管で、音源５の振動板前後の静
圧を平衡させるものである。このような構造にすると、
音響系全体が外気に対して密閉されるから、たとえば容
器ｌ内部にあらかじめ高圧ガスを封入しておき、出口弁
１１を開いたときその圧力によって液体を吐出させるよ
うにすることもできる。

その場合においても、音源５の振動板や、マイクロホン
６のダイアフラムの表裏両面にかかる静圧力は平衡して
おり、これらが損傷されることはない。

なお、上記の実施例においては、音響管３の内部断面積
は一定ではなく、導管４およびマイクロホン６によって
、その部分の内部断面積は他の部分にくらべて小さくな
っている。しかしながら音響管３は、それが一つの音響
イナータンスとして作用する限りにおいては、その内部
断面積は管の長さ方向に関して変化しても差支えない、
すなわち、断面積が一定でない長さＬの音響管の音響イ
ナータンスがＬであるとすると、この管はＳｅ　＝ｐ　
ｌ　／Ｌ　　　　　　　　　　　　（２０）なる一定の
内部断面積を有する同長の管と等価であり、　　したが
ってこの場合の反共振周波数ｆ。

は、　（８）式において、Ｓのかわりに上記の等価断面
積Ｓｅを代入することにより与えられる。

第１１図は主音響系を構成する音響管を補助音響共振器
として兼用した実施例である。すなわち固体の物体７を
入れた容器１に蓋１７がかぶせられ、それに音響管３が
接続されている。音響管の先端には音源の箱２が接続さ
れており、その中にこの音響系を駆動する音源５がある
。６は主音響系の反共振周波数！、の近傍の周波数の成
分を検出するマイクロホンで、短い導管４で音源の箱２
に接続され、その内部の音を検出する。

音響管３はそれ自身一つの音響共振器であり、その共振
周波数は両端開放の管のそれであってｆｒ’　−ｃ／２
１　　　　　　　　　　　（２１，）およびその整数倍
の周波数となる。前述したように本実施例ではこの音響
管３を補助音響共振器として使用する。そのため、音響
管３の中程に、音源５″とマイクロホン６′をそれぞれ
短い導管により接続して、音響管を駆動しまたその内部
の音を検出する。これら二つの音源と二つのマイクロホ
ンは第１２図に示される回路で結合される。すなわち、
マイクロホン６と音源５の間には、増幅器２０、フィル
タ２１、位相検出器２２、電圧制御発振器２３．および
増幅器２５からなる回路が結合され、周波数！、で発振
する。これとは独立に、マイクロホン６″　と音源５′
の間には、増幅器２０′、フィルタ２１′、位相検出器
２２′電圧制御発振器２３′、および増幅器２５′から
なる回路が結合され、こちらは周波数ｆ　ｒ　’で発振
する。信号処理装置２４においてこれら二つの周波数の
比！、’／ｆ、を測定して体積ｖ１を求めることは前例
と同様である。

この実施例のように、主音響系と補助音響共振器にそれ
ぞれ専用の音源やマイクロホンを用いることの利点は、
ｆ、とｆ、ｌの二つの周波数にそれぞれ最も適した音源
やマイクロホンを使用しうることである。たとえば、マ
イクロホン６は比較的低周波数のｆ、の成分のみを検出
すればよいから、反共振周波数！、が可聴周波数以下と
なった場合に、直流圧力から低周波数の圧力変動までを
検出しうる一般の微圧センサをマイクロホン６として使
用しうる。

本実施例に特有のもう一つの利点は、音響管３を補助音
響共振器として利用することにより、音速Ｃの変化に対
してより精密な補償が可能となる点である。温度や気体
の組成などによって主音響系の反共振周波数ｆ、−が変
化する主たる原因は、音響管３内部の気体の密度ρが変
化し、そのため音響イナータンスＬが変化することであ
る。したがってｆ、を与える（８）式の中の音速Ｃは、
厳密にいえば音響管３内部の音速とみなすべきものであ
り、そのため、音響管３を補助音響共振器として兼用し
その共振周波数を用いる本実施例は、他の補償方法にく
らべて、より精密な補償をなしうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例、第２図は音響系の周波数特
性、第３図は本発明に使用する電子回路の一例、第４図
は本発明に使用する電子回路の他の例、第５図は第４図
の回路における信号および周波数変化の波形、第６図は
反共振周波数の手動による測定回路、第７図は補助音響
共振器を用いた場合の電子回路の一例、第８図は信号処
理装置の構成の一例、第９図は補助音響共振器としてヘ
ルムホルツ共鳴子を用いた本発明の一実施例、第１０図
は音響管内部にマイクロホンを封入した本発明の一実施
例、第１１図は音響管を補助音響共振器として兼用した
場合の本発明の一実施例、第１２図は第１１図の装置に
接続して用いられる電子回路の一例である。 ■−−−−容器、２−−−一音源の箱、３−一一一音響
管、４−一一一マイクロホンへの導管、５．５’　−−
−一音源、６．６’−−−一音検出器のマイクロホン、
７−−−−容器に入れた物体、８−一一一栓、９−−−
一温度センサ、１０−−−一毛細管、１１−−−一出口
弁、１２−−−一小容器、１３−−−一導管、１４．１
４’−−−一支持枠、１５−−−一気密端子、１６−−
−−毛細管、　　１７−−−−蓋、２０．２０’−−−
一増幅器、２１．２１’　−−−−フィルタ、２２．２
２’−−−一位相検出塁、２３．２３’−−ｍ−電圧制
御発振器、２４−−−一信号処理装置、２５．２５’−
−−一増幅器、２６−−−一温度検出回路、２７−−−
−周波数てい減口路、２８−−−一加算器、２９−−−
一可変周波数発振器、３０−−−一同期検波回路、３１
−−−−メータ、３２−−−一計数回路、３３−−−一
表示器、３４−−−一加算器、２４０−−−一周波数て
い倍回路、　　２４１−−−−ゲート、２４２−一計数
回路、２４３−一−〜演算回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一つの音響管の両端に容器と音源とを接続してえられる
   外部に対して音響的に閉じた音響系と、上記音源の直前
   の上記音響系内部の音を検出するマイクロホンと、上記
   音源を駆動したときの上記マイクロホンの出力が極小と
   なる反共振周波数を測定する手段とからなり、上記手段
   によって測定された反共振周波数から上記容器の容積も
   しくは上記容器に入れた物体の体積を求めることを特徴
   とする体積計。