JPS63261114A - タンク内液体の体積測定方法及びその装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、タンク内液体の体積測定方法及びその装置に
関するものである。

［従来の技術］ 一般に、各種タンクに於いて、該タンク内に貯蔵されて
いる液体量を測定する方法としては、ガラス管の上下端
をタンクの頂と底とに連結して構成される液面計等を用
い、ガラス管内に液体を導き液面を指示させる方法や、
タンクの支持部にロードセル等を設はタンク総重量を測
定し液体の重量を測定する方法等がある。

［発明か解決しようとする問題点コ しかしなから、前記タンクが宇宙空間等の無重力下に存
在している場合、前記液面計による測定では、タンク内
の液体の表面形状及び位置が不安定であるため正確な測
定を行うことは困難であり、又、前記重量を測定する方
法では、何らかの形でタンクに対し新たに加速度を生じ
させない限り測定は不可能であり、タンクに対し加速度
を生じさせ得る宇宙航行体内で該重量測定方法を採用し
ても、宇宙航行体の推力及び加速度等を正確に測定する
必要があり精度の面に於いて問題がある。

本発明は、斯かる実情に鑑み、宇宙空間等の無重力下に
於いても、タンク内液体の体積を正確に測定し得る方法
及び装置を提供しようとするものである。

「問題点を解決するための手段］ 本発明は、液体を貯蔵した被測定タンク内気体圧力に対
し圧力差を有する気体を封入した較正タンクと、該較正
タンクを前記被測定タンク〜　３− に対し接続可能な配管と、該配管途中に設けた遮断弁と
、前記較正タンク内気体の圧力及び温度を検出する圧力
センサ及び温度センサと、前記被測定タンク内気体の圧
力及び温度を検出する圧力センサ及び温度センサと、前
記各圧力センサ及び温度センサに接続され該各圧力セン
サ及び温度センサにて検出した初期状態に於ける較正タ
ンク及び被測定タンク内気体の各圧力及び温度と前記遮
断弁を開き両タンクを連通せしめ再び遮断弁を閉じた後
の較正タンク及び被測定タンク内気体の各圧力及び温度
と予めメモリにストアされた較正タンク容積及び被測定
タンク容積とから被測定タンク内液体の体積を演算する
演算装置とを備えてなることを特徴とするものである。

［作　　　用］ 配管途中の遮断弁を閉じた状態で較正タンクを被測定タ
ンクに対し接続せしめ、各圧力センサ及び温度センサに
て初期状態に於ける各タンク内気体の圧力及び温度と、
遮断弁を開き両夕ンクを連通せしめ再び遮断弁を閉じた
後の各タンク内気体の圧力及び温度とが検出でき、該検
出された各圧力及び温度と、予め測定された被測定タン
ク容積及び較正タンク容積とから被測定タンク内液体の
体積が算出される。

［実　施　例］ 以下、図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。

第１図に示す如く、液体１を貯蔵した被測定タンク２と
、加圧ガス３を封入可能な較正タンク４とを、クイック
ディスコネクタ５にて接続・切離し自在な配管６，７を
介して連通可能とし、該配管７途中に遮断弁８を設ける
と共に該遮断弁８の反較正タンク４側に較正タンク４内
の加圧ガス３が被測定タンク２内へ流入する方向に逆止
弁９を設ける。

前記遮ｍｌ弁８の較正タンク４側に於ける配管７途中に
安全弁１０を設け、前記較正タンク４には、図示しない
加圧ガス供給源に接続可能なりイックディスコネクタ１
１及び遮断弁１２を有する加圧ガス供給配管１３を接続
する。

前記遮断弁８の較正タンク４側に於ける配管７途中に、
較正タンク４内の加圧ガス３の圧力及び温度を検出する
圧力センサ１４及び温度センサＩ５を取付けると共に、
前記逆止弁９の反較正タンク４側に於ける配管７途中に
、前記被測定タンク２内の圧力及び温度を検出する圧力
センサ１６及び温度センサ１７を取付ける。

前記圧力センサ１４．１Ｂ及び温度センサ１５，１７に
は、前記遮断弁８を閉じた状態で配管８．７を接続した
際圧力センサ１４，１Ｂ及び温度センサ１５゜１７にて
検出される較正タンク４及び被測定タンク２内の初期状
態に於ける各圧力ＰＩＯ，Ｐ２０及び温度Ｔ＋ｏ、Ｔ２
ｏと、遮断弁８を開いて両タンク４．２を連通せしめ再
び遮断弁８を閉じた後圧力センサ１４．１６及び温度セ
ンサ１５，１７にて検出される４、２内の圧力ｐｎ、ｐ
２＋及び温度Ｔ１１゜Ｔ２１と、予めメモリにストアさ
れた較正タンク容積ｖ１及び被測定タンク容積ｖ２１と
から被測定タンク２内の液体体積ｖＬを演算する演算装
置１８を接続し、該演算装置１８には該演算装置１８の
演算結果を表示するディスプレイ装置１９を接続する。

ここで、前記液体体積ＶＬを算出するには、較正タンク
４及び被測定タンク２内の初期状態に於ける各気体重量
Ｗ１０．．Ｗ２ｏは、ガス定数をＲとするとボイル・シ
ャルルの法則より、ＷＩＯ−Ｐｒｏ　Ｖ＋　／ＲＴ＋。

Ｗ２Ｏ＝Ｐ２０　Ｖ２　／ＲＴ２０ （ｖ２　：被測定タンク２内の気体の占める体積）とな
り、遮断弁８を開き再び遮断弁８を閉じた後の較正タン
ク４及び被測定タンク２内の各気体重量ｗ、、、ｗ２．
は、 Ｗｎ　＝Ｐ＋＋　Ｖ＋　／ＲＴｎ Ｗ２＋　−Ｐ２１　Ｖ２　／ＲＴ２１ となり、較正タンク４から被測定タンク２へ流入した気
体（加圧ガス）重量は Ｗ２１−Ｗ２Ｏ＝ＷＩＯ−Ｗ＋＋ で表わされ、 （Ｐ２１　／Ｔ２１−　Ｐ２Ｏ／Ｔ２０　）　Ｖ２＝Ｐ
＋ｏ　／ＴＩＯ−Ｐｕ　／Ｔｎ　）　　Ｖ＋Ｖ２　−　
　（ＰＩＯ／ＴＩＯ−Ｐｎ　／Ｔ１１）　　′Ｔ２０　
　＠Ｔ２１　　。

Ｖ＋　　／　（Ｐ２１　／Ｔ２０−Ｐｌ！Ｏ／Ｔ２１　
）となり、ここでＶ２＝Ｖ２Ｔ　　ＶＬであるからＶＬ
　＝Ｖ２Ｔ−（ＰＩＯ／ＴＩＯ−Ｐｎ　／Ｔｎ　）　　
・Ｔ２０φＴ２１　＠Ｖ＋　／　（Ｐ２１　Ｔ２Ｏ−Ｐ
２ＯＴ２１　）　−（ａ）となって、上式に各数値を代
入することにより液体体積ｖしを求めることができる。

尚、前記演算装置１８及びディスプレイ装置１９を省略
し、前記圧力センサ１４．ｌＢ及び温度センサ１５．１
７によって検出される圧力及び温度の各数値を測定者が
読み取って式（ωに代入し、手計算にて液体体積ｖＬを
求めてもよい。

次に、測定手順としは、予め加圧ガス供給源（図示せず
）から加圧ガス供給配管１３を介して加圧ガス３を較正
タンク４に収容し遮断弁８，１２を閉じた状態の配管７
を、被測定タンク２の配管６にクイックディスコネクタ
５によつ接続すると、圧力センサ１４及び温度センサ１
５は較正タンク４内の初期状態に於ける圧力ＰＩＧ及び
温度Ｔｌｏを検出し、圧力センサ１６及び温度センサ１
７は被測定タンク２内の初期状態に於ける圧力Ｐ２０及
び温度Ｔ２０を検出する。

該検出された圧力ＰＩ０１Ｐ２０及び温度ＴＩＯ。

Ｔｏｏは演算装置１８のメモリにストアされる。

続いて、遮断弁８をゆっくり開き較正タンク４内の加圧
ガス３を被測定タンク２内へ流入せしめた後再び遮断弁
８を閉じると較正タンク４及び被測定タンク２内の各状
態量は夫々変化し、この時の較正タンク４内の圧力Ｐｌ
＋及び温度Ｔｌ＋を圧力センサ１４及び温度センサ１５
にて検出すると共に、被測定タンク２内の圧力Ｐ２１及
び温度Ｔ２１を圧力センサ１６及び温度センサ１７にて
検出する。

該検出された圧力Ｐｎ＋Ｐ２１及び温度Ｔ１１゜Ｔ２１
の多値は演算装置１８に送られ、該演算装置１８内で、
前記較正タンク容積ＶＩ、被測定タンク容積Ｖ　２　Ｔ
　ｓ圧力Ｐ　１０　＋　Ｐ　２０　ｌＰ　ＩＩ　＋　Ｐ
　２１及び温度Ｔｅａ　、　Ｔ２Ｏ、Ｔｎ　、　Ｔ２１
の多値を式（田に代入する演算が行われ、演算結果とし
ての液体　９一 体積ＶＬがディスプレイ装置１９に表示される。

即ち、較正タンク４を用い加圧ガス３の移動量を正確に
求めることができるため被測定タンク２内の液体１の表
面形状及び位置によらず液体体積ｖＬを正確に測定でき
、測定装置がユニット化されているため別の被測定タン
クにもコネクタさえあれば簡単に接続でき、被測定タン
ク側に特別な装置を必要としない。

尚、本発明は、前記実施例にのみ限定されるものではな
く、宇宙空間でなく地上に設けられたタンクにも有効で
あり、その場合逆止弁９の向きを反対にすると共に、較
正タンク４内の気体圧力を被測定タンク２内の気体圧力
に対して負圧とし、被測定タンク２から較正タンク４へ
気体が流入するようにしてもよいこと、液体１の被測定
タンク２への供給量又は被測定タンク２からの排出量を
測定することにより、その際の被測定タンク２内気体の
状態変化前後差から液体ｌの体積を求めてもよいこと、
等、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に於いて種々変更
を加え得ることは勿論である。

［発明の効果］ 以上述べた如く、本発明のタンク内液体の体積測定方法
及びその装置によれば、被測定タンク内気体に対し圧力
差を有する気体を封入した較正タンクを用い、初期状態
の各タンク内気体の圧力及び温度と両タンク連通後の各
タンク内気体の圧力及び温度とを測定することにより被
測定タンク内液体の体積を算出するため、被測定タンク
の設置場所が地上であろうと宇宙空間であろうと関係な
く液体体積を正確に求めることができ、しかも測定装置
は簡単な構造でユニット化でき機動性に富み、被測定タ
ンク側に特別な装置を必要としない等の優れた効果を奏
し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す説明図である。 Ｊは液体、２は被測定タンク、３は加圧ガス、４は較正
タンク、６，７は配管、８は遮断弁、１４゜−１１＝ Ｊ６は圧力センサ、１５．１７は温度センサ、１８は演
算装置、１９はディスプレイ装置を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）気体と共に液体を貯蔵した既知容積のタンクに於い
   て、前記気体に既知の外因を与えて状態変化させ、該気
   体の状態変化前後差を求めて液体の体積を求めることを
   特徴とするタンク内液体の体積測定方法。 ２）液体を貯蔵した被測定タンク内気体圧力に対し圧力
   差を有する気体を封入した較正タンクと、該較正タンク
   を前記被測定タンクに対し接続可能な配管と、該配管途
   中に設けた遮断弁と、前記較正タンク内気体の圧力及び
   温度を検出する圧力センサ及び温度センサと、前記被測
   定タンク内気体の圧力及び温度を検出する圧力センサ及
   び温度センサと、前記各圧力センサ及び温度センサに接
   続され該各圧力センサ及び温度センサにて検出した初期
   状態に於ける較正タンク及び被測定タンク内気体の各圧
   力及び温度と前記遮断弁を開き両タンクを連通せしめ再
   び遮断弁を閉じた後の較正タンク及び被測定タンク内気
   体の各圧力及び温度と予めメモリにストアされた較正タ
   ンク容積及び被測定タンク容積とから被測定タンク内液
   体の体積を演算する演算装置とを備えてなることを特徴
   とするタンク内液体の体積測定装置。