WO2014027561A1 - 液体用容器及びこれを用いた液面レベルの測定方法 - Google Patents

液体用容器及びこれを用いた液面レベルの測定方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2014027561A1
WO2014027561A1 PCT/JP2013/070486 JP2013070486W WO2014027561A1 WO 2014027561 A1 WO2014027561 A1 WO 2014027561A1 JP 2013070486 W JP2013070486 W JP 2013070486W WO 2014027561 A1 WO2014027561 A1 WO 2014027561A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
liquid
container
ultrasonic sensor
ultrasonic
reflecting
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/070486
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
圭司 榎本
一人 ▲高▼橋
Original Assignee
株式会社Adeka
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社Adeka filed Critical 株式会社Adeka
Priority to KR1020157004079A priority Critical patent/KR102000329B1/ko
Priority to DE112013004042.5T priority patent/DE112013004042T5/de
Priority to US14/419,331 priority patent/US9605990B2/en
Priority to CN201380043021.5A priority patent/CN104583736A/zh
Publication of WO2014027561A1 publication Critical patent/WO2014027561A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296—Acoustic waves
    • G01F23/2962—Measuring transit time of reflected waves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D25/00—Details of other kinds or types of rigid or semi-rigid containers
    • B65D25/02—Internal fittings
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296—Acoustic waves

Definitions

  • the present invention relates to a liquid container capable of measuring the liquid level of the liquid stored inside the container from the outside, and a liquid level measurement method using the liquid container.
  • Patent Document 1 discloses an ultrasonic sensor that is brought into contact with an outer side surface of a container, a displacement unit that displaces the ultrasonic sensor in a vertical direction along the outer side surface of the container, and an ultrasonic wave emitted into the container.
  • a liquid level detecting device including a liquid level detecting means for detecting a liquid level based on a change in an output level of a reflected wave.
  • Patent Document 2 discloses a piezoelectric element attached to an outer bottom surface of a tank via a matching layer, an ultrasonic wave emitting means for vibrating the piezoelectric element in the thickness direction to emit ultrasonic waves into the tank, The ultrasonic wave receiving means for receiving the ultrasonic wave reflected and returned by the liquid level of the liquid stored in the tank, and the time period from when the ultrasonic wave is emitted until it is received is stored in the tank There is disclosed a liquid level detecting device including a liquid level detecting means for detecting an absolute value of a liquid level.
  • Patent Document 3 discloses an ultrasonic wave for obtaining a liquid surface level in which an ultrasonic transmitter / receiver is provided at the bottom of a housing in the range of the measurement chamber outside the housing having the measurement chamber and the inlet chamber connected to each other. A sensor is disclosed.
  • the liquid level detecting device disclosed in Patent Document 1 repeats the operation of irradiating an ultrasonic wave by displacing the ultrasonic sensor and detecting whether or not there is liquid. There was a problem that it took time to measure.
  • the liquid level detection device disclosed in Patent Document 2 and the ultrasonic sensor disclosed in 3 since the sensor is installed at the bottom, the liquid level of the liquid stored inside the container is constant. There was a problem that measurement could not be performed when the value was below the value. This is because the ultrasonic sensor has a non-measurable region (sometimes referred to as a dead zone).
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a liquid container capable of measuring the liquid level in a short time without being affected by the dead zone of the ultrasonic sensor even when the liquid level is low. It is to provide.
  • the present invention relates to a container main body for storing a liquid, an ultrasonic sensor that is in contact with the outer wall of the container main body and that transmits ultrasonic waves into the liquid, and an inner bottom portion of the container main body. And reflecting means for reflecting ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic sensor into the liquid toward the liquid surface of the liquid, and the reflecting means is a reflecting surface of the reflecting means from the ultrasonic sensor. It is the container for liquids installed in the position where the distance which passes in the liquid among the ultrasonic paths up to becomes larger than the distance which becomes the dead zone of the ultrasonic sensor.
  • the liquid level can be measured in a short time without being affected by the dead zone of the ultrasonic sensor.
  • FIG. 7 It is a schematic diagram of the container for liquids concerning the embodiment of the present invention. It is a schematic diagram of the container for liquids concerning the embodiment of the present invention. It is a schematic diagram of the container for liquids concerning the embodiment of the present invention. It is a schematic diagram of the container for liquids concerning the embodiment of the present invention. It is a schematic diagram of the container for liquids concerning the embodiment of the present invention. It is a schematic diagram of the container for liquids concerning the embodiment of the present invention. It is sectional drawing of the container for liquids concerning embodiment of this invention. It is a block diagram at the time of seeing the container for liquids shown in FIG. 7 from upper direction. 4 is a schematic diagram showing L 1 and L 2 in the liquid container used in Example 1. FIG. 6 is a schematic diagram showing L 3 in the liquid container used in Comparative Example 1. FIG.
  • FIG. 1 is a schematic view of a liquid container according to an embodiment of the present invention.
  • the liquid container of the present invention includes a container main body 1 for storing liquid, an ultrasonic sensor 2 and a reflecting means 3.
  • the container main body 1 is a cylindrical thing comprised by the top plate, the side wall, and the bottom plate.
  • the shape of the container main body 1 used for this invention is not limited to this, What is necessary is just a shape which has the volume for storing a desired quantity of liquids.
  • a conical shape, a prismatic shape, a pyramid shape, and the like can be mentioned.
  • the shape of the container main body 1 is preferably a cylindrical shape.
  • the raw material of the container main body 1 used for this invention is not specifically limited, When the liquid stored in the container main body 1 and a container contacts, the liquid stored in the container main body 1 and a container inside Anything that does not change quality is acceptable.
  • the material of the container body 1 include glass, metal, plastic, stainless steel, and Teflon (registered trademark).
  • the container In the case of containers used to store high-purity compounds used as raw materials for chemical vapor deposition, the container must have good cleanability, high strength, and little change in the liquid stored in the container. Therefore, stainless steel is particularly preferable.
  • the ultrasonic sensor 2 is a sensor that detects and measures the presence / absence of an object and the distance to the object by transmitting the ultrasonic wave toward the object with a transmitter and receiving the reflected wave with a receiver. is there.
  • the ultrasonic sensor 2 is attached to the container main body 1 in a state where it is in contact with the lowermost part of the outer surface of the side wall of the container main body 1.
  • the ultrasonic wave from the ultrasonic sensor 2 is transmitted through the side wall into the liquid stored in the container body 1.
  • the ultrasonic sensor 2 used in the present invention is not particularly limited, and a well-known general ultrasonic sensor can be used.
  • the ultrasonic sensor 2 may be fixed to the outer surface of the side wall of the container body 1 or may be removable.
  • the reflecting means 3 is a member having a reflecting surface 3 a inclined with respect to the vertical direction, and is attached to the upper surface of the bottom plate inside the container body 1.
  • the shape of the reflecting means 3 used in the present invention may be, for example, a pyramid, a plate, a cube, a rectangular parallelepiped, a prism, or a combination of these shapes.
  • the material of the reflecting means 3 used in the present invention is not particularly limited as long as it can reflect ultrasonic waves. Specifically, glass, metal, plastic, stainless steel, Teflon (registered) Trademark) and the like.
  • the material of the reflecting means 3 may be the same as or different from the material used for the container body 1, but if the materials are different, there is a risk of liquid leakage from the joint or when cleaning the inside of the container It is preferable to use the same material as the container body 1 because there is a risk that the type of cleaning agent used for the container body 1 may be limited.
  • the material of the reflecting means 3 alters the liquid stored in the container. Stainless steel is particularly preferable because it is rare.
  • the reflecting means 3 may be integrated with the container body 1 or may be attached by a fixing member typified by welding, a screw, a screw or the like.
  • the reflecting means 3 is arranged so that the ultrasonic sensor 2 and the reflecting surface 3a of the reflecting means 3 face each other.
  • the inclination angle of the reflecting surface 3a is not particularly limited as long as the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic sensor 2 can be converted into the liquid surface direction.
  • the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic sensor 2 into the liquid is reflected by the reflecting surface 3a of the reflecting means 3 toward the liquid surface of the liquid.
  • the reflected wave further reflected by the liquid surface of the liquid is reflected again by the reflecting surface 3 a toward the ultrasonic sensor 2 and reaches the ultrasonic sensor 2.
  • the ultrasonic sensor has a non-measurable area (dead zone). For this reason, if the distance from the ultrasonic sensor to the liquid level becomes smaller than the distance that becomes the dead zone, the liquid level cannot be measured.
  • the reflecting means 3 is a position where the distance passing through the liquid in the ultrasonic path from the ultrasonic sensor 2 to the reflecting surface 3a of the reflecting means 3 is larger than the distance at which the ultrasonic sensor 2 becomes the dead zone. Is attached. Thereby, as long as the liquid level is higher than the reflection position of the ultrasonic wave on the reflection surface 3a, the liquid level can be measured in a short time without being affected by the dead zone of the ultrasonic sensor 2.
  • FIG. 2 is a schematic view of a liquid container according to another embodiment of the present invention.
  • the liquid container of the present invention includes a container body 1, an ultrasonic sensor 2, a reflecting means 3 and a guide means 4.
  • the configurations of the container main body 1, the ultrasonic sensor 2, and the reflecting means 3 are the same as those in FIG.
  • the guide means 4 has a cylindrical shape having a peripheral wall.
  • the guide means 4 guides the ultrasonic wave reflected by the reflecting surface 3a of the reflecting means 3 toward the liquid surface of the liquid, and guides the reflected wave from the liquid surface toward the reflecting means 3. It is attached inside the main body 1.
  • the guide means 4 may be integrated with the container main body 1 and the reflection means 3, and may be attached by fixing members represented by welding, screws, screws, or the like.
  • the shape of the guide means 4 is not limited to this, and the ultrasonic wave reflected by the reflecting means 3 is guided toward the liquid surface of the liquid, and the reflected wave from the liquid surface is reflected by the reflecting means 3. Any shape can be used as long as it can be guided toward the vehicle. Examples of another shape of the guide means 4 include a rectangular tube shape and a plate shape. A cylindrical shape or a rectangular tube shape is preferable because it has a high effect of suppressing attenuation of ultrasonic waves.
  • the material used for the guide means 4 is not particularly limited, but the liquid stored in the guide means 4 and the container body 1 is altered by the contact between the guide means 4 and the liquid stored in the container body 1. Any material may be used as long as it is not made to be the same as the container body 1.
  • the guide means 4 has an opening 4a so that the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic sensor 2 can reach the reflection surface 3a of the reflection means 3.
  • the opening 4 a is provided at the lowermost part of the peripheral wall of the guide means 4 in the direction in which the ultrasonic sensor 2 is installed.
  • the shape and size of the opening 4a are not particularly limited, and the size and shape that allows the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic sensor 2 to pass through the opening 4a and reach the reflecting surface 3a of the reflecting means 3. If it is.
  • the guide means 4 can also use the length which does not cover the reflective surface 3a of the reflection means 3, and in that case, it is not necessary to provide the opening part 4a.
  • the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic sensor 2 into the liquid passes through the opening 4 a, is reflected by the reflecting surface 3 a of the reflecting means 3 toward the liquid surface of the liquid, and passes through the inner region of the peripheral wall of the guide means 4. And reaches the liquid level.
  • the reflected wave further reflected by the liquid surface of the liquid passes through the inner region of the peripheral wall of the guide means 4 and is reflected again by the reflecting surface 3a toward the ultrasonic sensor 2, and passes through the opening 4a and becomes ultrasonic.
  • the sensor 2 is reached.
  • the fluidity of the liquid stored in the container body 1 may be improved by providing one or more holes penetrating the peripheral wall of the guide means 4 separately from the opening 4a.
  • the position of the hole is not particularly limited, and may be any of an upper part, a middle part, and a lower part of the peripheral wall of the guide means 4.
  • the shape of a hole is not specifically limited, A circular shape, polygonal shape, etc. are mentioned.
  • FIG. 3 is a schematic view of a liquid container according to another embodiment of the present invention.
  • the liquid container of the present invention comprises a container body 1, an ultrasonic sensor 2, a reflecting means 3, a calibration ultrasonic sensor 5, and a calibration reflecting means 6.
  • the structure of the container main body 1, the ultrasonic sensor 2, and the reflection means 3 is the same as FIG. 1, description is abbreviate
  • FIG. 4 is a schematic view of a liquid container according to another embodiment of the present invention.
  • the liquid container of the present invention comprises a container body 1, an ultrasonic sensor 2, a reflecting means 3, a calibration ultrasonic sensor 5, and a calibration reflecting means 6.
  • the reflecting means 3 and the calibration reflecting means 6 are provided separately.
  • the reflecting means 3 and the calibration reflecting means 6 are integrated. This is different from the liquid container shown in FIG.
  • description is abbreviate
  • the ultrasonic sensor 5 for calibration is attached to the container main body 1 in contact with the lowermost part of the outer surface of the side wall of the container main body 1.
  • the calibration ultrasonic sensor 5 may be fixed to the outer surface of the side wall of the container body 1 or may be removable.
  • the ultrasonic wave from the calibration ultrasonic sensor 5 is transmitted through the side wall into the liquid stored in the container body 1.
  • the calibration ultrasonic sensor 5 is not particularly limited, and a well-known general ultrasonic sensor can be used.
  • the calibration ultrasonic sensor 5 may be the same type of ultrasonic sensor as the ultrasonic sensor 2 or may be a different type of ultrasonic sensor.
  • the calibration reflecting means 6 is a rectangular parallelepiped member having a reflecting surface 6a perpendicular to the bottom plate, and is attached to the upper surface of the bottom plate inside the container body 1 by a fixing member typified by welding, screws, screws or the like. ing.
  • the shape of the calibration reflection means 6 is not limited to this, and may be, for example, a plate shape, a cube, a pyramid, a prism, or a combination of these shapes.
  • the calibration reflecting means 6 may be integrated with the reflecting means 3 as shown in FIG.
  • the calibration reflecting means 6 may be integrated with the container body 1 and the guide means 4.
  • the material of the reflection means 6 for calibration is not particularly limited as long as it can reflect ultrasonic waves. Specifically, glass, metal, plastic, stainless steel, Teflon (registered trademark), etc. Is mentioned.
  • the material of the reflection means 6 for calibration may be the same as or different from the material used for the container body 1, but if the materials are different, there is a risk of liquid leakage from the joint or cleaning the inside of the container. It is preferable to use the same material as the container body 1 because the type of cleaning agent used may be limited.
  • the material of the calibration reflecting means 6 is a liquid stored in the container. Stainless steel is particularly preferred because it is rarely altered.
  • the calibration reflection means 6 is arranged so that the reflection surface 6a of the calibration reflection means 6 and the calibration ultrasonic sensor 5 face each other. Further, as is well known, since the ultrasonic sensor has a non-measurable region (dead zone), the calibration reflecting means 6 is an ultrasonic path from the calibration ultrasonic sensor 5 to the reflecting surface 6 a of the calibration reflecting means 6. Is installed at a position where the distance that passes through the liquid becomes larger than the distance that becomes the dead zone of the calibration ultrasonic sensor 5. The ultrasonic wave transmitted from the calibration ultrasonic sensor 5 into the liquid is reflected by the reflection surface 6 a of the calibration reflection means 6 toward the calibration ultrasonic sensor 5 and reaches the calibration ultrasonic sensor 5.
  • the speed of the ultrasonic wave transmitted through the liquid changes depending on the type of liquid stored in the container and the temperature of the liquid. If calibration values for conditions are not prepared, accurate values may not be measured. Therefore, by providing the calibration ultrasonic sensor 5 and the calibration reflecting means 6 as described above, ultrasonic waves under conditions such as the type of liquid stored in the container and the temperature of the liquid when the liquid level is measured are measured. Since a calibration value for sound velocity can be obtained, a more accurate value can be measured without preparing calibration values for various conditions in advance.
  • FIG. 5 is a schematic view of a liquid container according to another embodiment of the present invention.
  • the liquid container of the present invention comprises a container body 1, an ultrasonic sensor 2, a reflection means 3, a guide means 4, a calibration ultrasonic sensor 5 and a calibration reflection means 6.
  • the configurations of the container main body 1, the ultrasonic sensor 2, the reflecting means 3, and the guide means 4 are the same as those in FIG. 2, and the configuration of the calibration ultrasonic sensor 5 is the same as that in FIG.
  • the calibration reflecting means 6 is arranged in an external region of the peripheral wall of the guide means 3.
  • the other configuration of the calibration reflecting means 6 is the same as that in FIG.
  • FIG. 6 is a schematic view of a liquid container according to another embodiment of the present invention.
  • the liquid container of the present invention comprises a container body 1, an ultrasonic sensor 2, a reflecting means 3, a guide means 4, a calibration ultrasonic sensor 5, and a calibration reflecting means 6.
  • the calibration reflecting means 6 is integrated.
  • the configurations of the container main body 1, the ultrasonic sensor 2, the reflecting means 3, the calibration ultrasonic sensor 5 and the calibration reflecting means 6 are the same as those in FIG.
  • the guide unit 4 has an opening 4b so that the ultrasonic wave transmitted from the calibration ultrasonic sensor 5 can reach the reflection surface 6a of the calibration reflection unit 6.
  • the opening 4 b is provided at the lowermost part of the peripheral wall of the guide means 4 in the direction in which the calibration ultrasonic sensor 5 is installed.
  • the shape and size of the opening 4b are not particularly limited, and the ultrasonic wave transmitted from the calibration ultrasonic sensor 5 can pass through the opening 4b and reach the reflection surface 6a of the calibration reflecting means 6. Any size and shape may be used.
  • the guide means 4 may be of a length that does not cover the reflection surface 6a of the calibration reflection means 6. In this case, it is not necessary to provide the opening 4b. Since the other structure of the guide means 4 is the same as FIG. 2, description is abbreviate
  • FIG. 7 is a side cross-sectional view of a liquid container according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a view of the liquid container shown in FIG. 7 as viewed from above.
  • the liquid containers shown in FIGS. 7 and 8 are the same.
  • the container for liquid of the present invention includes a container body 1, an ultrasonic sensor 2, a reflecting means 3, a first liquid transporting means 7a, a second liquid transporting means 7b, a gas transporting means 8, and a control mechanism. 9a, 9b, 9c and an opening / closing mechanism 10 are provided. Since the configurations of the container body 1, the ultrasonic sensor 2, and the reflection means 3 are the same as those in FIG. 3, the description thereof is omitted here.
  • the first liquid transporting means 7a is a tubular one that penetrates the container body 1 and is attached to the container body 1 by a fixing member typified by welding, screws, screws, or the like.
  • the shape of the first liquid transporting means 7a is not limited to this, and may be any shape that can transport the liquid.
  • the end portion of the first liquid transporting means 7 a inserted into the container body 1 extends to the vicinity of the upper surface of the bottom plate inside the container body 1. By providing such first liquid transporting means 7a, the liquid can be introduced into the container body 1 or the stored liquid can be discharged out of the system.
  • the second liquid transporting means 7b is a tubular one that penetrates the container body 1 and is attached to the container body 1 by a fixing member typified by welding, screws, screws, or the like.
  • the shape of the second liquid transporting means 7b is not limited to this, and may be any shape that can transport the liquid.
  • the end of the second liquid transporting means 7b inserted into the container main body 1 is located above the end of the first liquid transporting means 7a inserted into the container main body 1.
  • the materials of the first liquid transporting means 7a and the second liquid transporting means 7b are not particularly limited, and the first liquid transporting means 7a, the second liquid transporting means 7b, and the liquid are not limited. Any material may be used as long as it does not change quality by contact, but the same material as that of the container body 1 is preferably used.
  • the first liquid transporting means 7a and the second liquid transporting means 7b are arranged such that the first liquid transporting means 7a and the second liquid transporting means 7b are not obstructed by the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic sensor 2 into the liquid.
  • the part inserted into the container main body 1 of the second liquid transporting means 7b is installed so as not to exist on the ultrasonic path.
  • the gas transport means 8 is a tubular member that penetrates the container main body 1 and is attached to the container main body 1 by a fixing member represented by welding, screws, screws, or the like.
  • the gas transport means 8 is not limited to this, and may be any shape that can transport gas.
  • the gas transporting means 8 is configured such that the portion of the gas transporting means 8 inserted into the container main body 1 does not come into contact with the liquid stored in the container main body 1 when the container is left standing. The part is installed so as to be above the liquid level of the liquid.
  • the gas transport means 8 may be one having a function of evacuating the inside of the container main body 1 (exhaust means), or may be one having a function of injecting gas into the container main body 1.
  • the gas transporting means 8 When the gas transporting means 8 has a function of evacuating the inside of the container main body 1, it is suitable as a container for chemical vapor deposition raw materials used for semiconductor manufacturing or the like.
  • the medium through which the ultrasonic wave is transmitted is a liquid, so that the liquid level can be correctly measured even when the container body 1 is in a vacuum state.
  • the liquid can be easily discharged out of the system from the first liquid transport means 7a or the second liquid transport means 7b. .
  • the material for the gas transport means 8 is not particularly limited as long as the gas transport means 8 and the transported gas come into contact with each other as long as they do not change in quality. It is preferable to use a material.
  • the first liquid transporting means 7a, the second liquid transporting means 7b, and the gas transporting means 8 have control mechanisms 9a, 9b, 9c represented by valves, respectively, outside the container body 1.
  • the valve is not particularly limited, and a commonly used valve may be used. Examples thereof include a gate valve, a ball valve, and a diaphragm valve.
  • the opening / closing mechanism 10 is a lid provided on the top plate of the container body 1.
  • the opening / closing mechanism 10 has a disk shape, and may be fixed to the container body 1 by a fixing member represented by a screw, a screw, or the like, or may be detachable.
  • the shape of the opening / closing mechanism 10 is not limited to this.
  • the material of the opening / closing mechanism 10 is not particularly limited as long as the opening / closing mechanism 10 and the liquid in the container main body 1 or the vapor generated therefrom are brought into contact with each other. It is preferable to use the same material.
  • the top plate, the side wall, and the bottom plate of the container body 1 are provided with coupling means so that the liquid container itself is fixed to a stand or the pipe connected to the liquid container is fixed. Also good.
  • the coupling means include fixing members represented by screws, screws and the like.
  • the liquid level of the liquid stored in the liquid container measures the time from when an ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic sensor until it is received, converts the measurement time into a distance, It can be obtained by subtracting the distance passing through the liquid in the ultrasonic path from the ultrasonic sensor to the reflecting surface of the reflecting means from the distance.
  • the liquid container of the present invention can measure the liquid level in a short time without being affected by the dead zone of the ultrasonic sensor even when the liquid level is low.
  • the liquid container provided with the guide means of the present invention has an influence on the measurement even when bubbles are generated in the liquid stored in the container due to heating, vibration or the like when measuring the liquid level. Since it can be reduced and ultrasonic wave diffusion is prevented and attenuation of the ultrasonic wave can be suppressed, the liquid level can be measured with high accuracy.
  • the liquid container provided with the calibration ultrasonic sensor and the calibration reflecting means of the present invention can measure the liquid level with high accuracy without preparing calibration values under various conditions in advance.
  • the container for liquid provided with the exhaust means of this invention can be used conveniently for storing the high purity compound used as a chemical vapor deposition raw material.
  • Example 1 The liquid level was measured using the liquid container of the present invention.
  • the form of the liquid container used in Example 1 is shown in FIG.
  • L 1 represents the distance that the ultrasonic wave passes through the liquid in the ultrasonic path from the ultrasonic sensor 2 to the reflective surface 3 a of the reflecting means 3
  • L 2 represents the liquid surface from the reflecting surface 3 a of the reflecting means 3.
  • L 1 60 mm
  • L 1 + L 2 20 mm
  • L 1 is constant, the liquid level can be calculated by subtracting the L 1 from L 1 + L 2.
  • the dead zone of this ultrasonic sensor is 30 mm. The results are shown in Table 1.
  • Example 1 From the results of Example 1, it can be seen that according to the present invention, the liquid level can be accurately measured even when the liquid level of the liquid stored in the container is lower than the dead zone of the ultrasonic sensor. .
  • Container body 1. Ultrasonic sensor, 3. Reflection means, 3a reflection surface, 4. Guide means, 4a, 4b opening, 5. Calibration ultrasonic sensor, 6. Calibration reflection means, 6a reflection surface, 7a.
  • First liquid transport Means, 7b second liquid transport means, 8 gas transport means, 9a, 9b, 9c control mechanism, 10 opening / closing mechanism.

Abstract

　本発明の液体用容器は、液体を貯留する容器本体１と、該容器本体１の外側壁に当接し且つ超音波が該液体中に発信されるように設置された超音波センサ２と、該容器本体１の内底部に設置され且つ超音波センサ２から該液体中に発信された超音波を該液体の液面に向けて反射する反射手段３とを備えており、該反射手段３は、該超音波センサ２から該反射手段３の反射面までの超音波経路のうち該液体中を通過する距離が該超音波センサ２の不感帯となる距離よりも大きくなる位置に設置されている。本発明の液体用容器は、液面レベルが低い場合であっても超音波センサが有する不感帯の影響を受けることなく液面レベルを短時間で測定することができる。

Description

液体用容器及びこれを用いた液面レベルの測定方法
　本発明は、容器内部に貯留された液体の液面レベルを外部から測定することができる液体用容器、及び該液体用容器を用いた液面レベルの測定方法に関する。
　従来、容器内部に貯留された液体の液面レベルを超音波センサを用いて検出または測定する容器は多数知られている。なかでも、超音波センサを容器内部に設置した場合に、貯留される液体が汚染されたり超音波センサが腐食されるといった問題が起こり得る容器（例えば、半導体の製造等に用いられる化学気相成長法用原料用の容器、自動車用のバッテリーケース等）では、超音波センサを容器外部に設置し、液面レベルを外部から検出または測定する必要がある。
　そこで、このような要求に応える技術が幾つか提案されている。例えば、特許文献１には、容器の外部側面に当接される超音波センサと、超音波センサを容器外部側面に沿って鉛直方向に変位させる変位手段と、容器内部へ発射された超音波に対する反射波の出力レベルの変化に基づいて液面レベルを検出する液面検出手段とを備える液面レベル検出装置が開示されている。また、特許文献２には、タンクの外部底面に整合層を介して取り付けられた圧電素子と、圧電素子を厚み方向に振動させてタンク内に超音波を発射させる超音波発射手段と、タンク内に貯留されている液体の液面で反射して戻ってくる超音波を受信する超音波受信手段と、超音波が発射されてから受信されるまでの時間に基づいてタンク内に貯留されている液体の液面レベルの絶対値を検出する液面レベル検出手段とを備える液面レベル検出装置が開示されている。また、特許文献３には、互いに接続されている測定室及び入口室を有するハウジングの外で測定室の範囲にあるハウジングの底に超音波送受信器を設けた液面レベルを求めるための超音波センサが開示されている。
特開２０００－１２１４１０号公報 特開２０００－３１４６５１号公報 特表２００９－５４４０４５号公報
　しかしながら、特許文献１に開示されている液面レベル検出装置は、超音波センサを変位させては超音波を発射し、液体が有るか否かを検出する作業を繰返すものであり、液面レベルを測定するまでに時間が掛かるという問題があった。また、特許文献２に開示されている液面レベル検出装置及び３に開示されている超音波センサでは、センサを底部に設置しているため、容器内部に貯留された液体の液面レベルが一定値以下になると測定することができなくなってしまうという問題があった。これは、超音波センサが測定不能領域（不感帯という場合がある。）を有することに起因するものである。
　従って、本発明が解決しようとする課題は、液面レベルが低い場合であっても超音波センサが有する不感帯の影響を受けることなく液面レベルを短時間で測定することができる液体用容器を提供することにある。
　本発明者等は、検討を重ねた結果、超音波センサから液体中に発信された超音波を液体の液面に向けて反射することのできる反射手段を容器本体の特定の位置に設置することにより、上記課題を解決できることを知見し、本発明に到達した。
　即ち、本発明は、液体を貯留する容器本体と、該容器本体の外側壁に当接し且つ超音波が該液体中に発信されるように設置された超音波センサと、該容器本体の内底部に設置され且つ超音波センサから該液体中に発信された超音波を該液体の液面に向けて反射する反射手段とを備え、該反射手段は、該超音波センサから該反射手段の反射面までの超音波経路のうち該液体中を通過する距離が該超音波センサの不感帯となる距離よりも大きくなる位置に設置されている液体用容器である。
　本発明によれば、液面レベルが低い場合であっても、超音波センサが有する不感帯の影響を受けることなく液面レベルを短時間で測定することができる。
本発明の実施形態に係る液体用容器の概要図である。 本発明の実施形態に係る液体用容器の概要図である。 本発明の実施形態に係る液体用容器の概要図である。 本発明の実施形態に係る液体用容器の概要図である。 本発明の実施形態に係る液体用容器の概要図である。 本発明の実施形態に係る液体用容器の概要図である。 本発明の実施形態に係る液体用容器の断面図である。 図７で示す液体用容器を上方から見た場合の構成図である。 実施例１で用いた液体用容器におけるＬ1及びＬ2を示す模式図である。 比較例１で用いた液体用容器におけるＬ3を示す模式図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。しかしながら、本発明は以下の図面によって何ら制限を受けるものではない。
　図１は、本発明の実施形態に係る液体用容器の概要図である。同図において、本発明の液体用容器は、液体を貯留する容器本体１、超音波センサ２及び反射手段３を備えている。容器本体１は、天板、側壁及び底板で構成された円筒状のものである。なお、本発明に用いられる容器本体１の形状は、これに限定されるものではなく、所望の量の液体を貯留するための容積を有する形状であればよい。容器本体１の別の形状としては、例えば、円錐状、角柱状、角錐状等が挙げられるが、洗浄の容易さを考慮すると、容器本体１の形状は、円筒状であることが好ましい。
　本発明に用いられる容器本体１の素材は、特に限定されるものではないが、容器本体１と容器内部に貯留される液体が接触することによって、容器本体１及び容器内部に貯留される液体が変質しないものであればよい。容器本体１の素材としては、例えば、ガラス、金属、プラスチック、ステンレス、テフロン（登録商標）等が挙げられる。化学気相成長法用原料として用いられる高純度化合物を貯留するために用いられる容器の場合、容器の洗浄性が良く、強度が高く、さらに容器内部に貯留される液体を変質させることが少ないことから、ステンレスが特に好ましい。
　超音波センサ２は、送波器により超音波を対象物に向け発信し、その反射波を受波器で受信することにより、対象物の有無や対象物までの距離を検出及び測定するセンサである。超音波センサ２は、容器本体１の側壁の外面最下部に接触した状態で容器本体１に取り付けられている。超音波センサ２からの超音波は、容器本体１に貯留された液体中に側壁を介して発信される。本発明に用いられる超音波センサ２は、特に限定されるものではなく、周知一般の超音波センサを用いることができる。また、超音波センサ２は容器本体１の側壁の外面に固定してもよく、着脱可能なものであってもよい。
　反射手段３は、鉛直方向に対して傾斜された反射面３ａを有する部材であり、容器本体１内部の底板の上面に取り付けられている。本発明に用いられる反射手段３の形状は、例えば、角錐、板状、立方体、直方体、角柱等であるか、またはこれらの形状の組合せからなっていてもよい。本発明に用いられる反射手段３の素材は、特に限定されるものではなく、超音波を反射することができるものであればよく、具体的には、ガラス、金属、プラスチック、ステンレス、テフロン（登録商標）等が挙げられる。反射手段３の素材は、容器本体１に用いられる素材と同一でもあってもよく、異なっていてもよいが、素材が異なる場合には接合部から液体漏れが生じる恐れや容器内部を洗浄する際に使用する洗浄剤の種類が制限される恐れがあることから、容器本体１と同じ素材を用いることが好ましい。また、本発明に係る液体用容器が、化学気相成長法用原料として用いられる高純度化合物を貯留するために用いられる場合、反射手段３の素材は、容器内部に貯留される液体を変質させることが少ないことから、ステンレスが特に好ましい。また、反射手段３は、容器本体１と一体であってもよく、溶接やネジ、ビス等に代表される固定部材によって取り付けられていてもよい。
　さらに、反射手段３は、超音波センサ２と反射手段３の反射面３ａとが向き合うように配置されている。また、反射面３ａの傾斜角度は、特に限定されず、超音波センサ２から発信された超音波を、液面方向に転換できるような角度であればよい。超音波センサ２から液体中に発信された超音波は、液体の液面に向けて反射手段３の反射面３ａで反射される。液体の液面でさらに反射された反射波は、超音波センサ２に向けて反射面３ａで再度反射され、超音波センサ２に到達する。
　周知のように、超音波センサは、測定不能領域（不感帯）を有する。このため、超音波センサから液面までの距離が不感帯となる距離より小さくなってしまうと、液面レベルを測定することができない。本発明では、反射手段３は、超音波センサ２から反射手段３の反射面３ａまでの超音波経路のうち該液体中を通過する距離が超音波センサ２の不感帯となる距離よりも大きくなる位置に取り付けられている。これにより、反射面３ａにおける超音波の反射位置よりも液面が高い限り、超音波センサ２が有する不感帯の影響を受けることなく液面レベルを短時間で測定することができる。
　図２は、本発明の別の実施形態に係る液体用容器の概要図である。同図において、本発明の液体用容器は、容器本体１、超音波センサ２、反射手段３及びガイド手段４を備えている。容器本体１、超音波センサ２及び反射手段３の構成は、図１と同じであるため、ここでは説明を省略する。
　ガイド手段４は、周壁を有する円筒状のものである。ガイド手段４は、反射手段３の反射面３ａで反射された超音波を液体の液面に向けて案内すると共に、その液面からの反射波を反射手段３に向けて案内するように、容器本体１内部に取り付けられている。また、ガイド手段４は、容器本体１や反射手段３と一体になっていてもよく、溶接やネジ、ビス等に代表される固定部材によって取り付けられていてもよい。なお、ガイド手段４の形状は、これに限定されるものではなく、反射手段３で反射された超音波を液体の液面に向けて案内すると共に、その液面からの反射波を反射手段３に向けて案内することができる形状であればよい。ガイド手段４の別の形状としては、例えば、角筒状や板状等が挙げられる。円筒状または角筒状であるものが、超音波の減衰を抑える効果が高く好ましい。
　ガイド手段４に用いられる素材は、特に限定されるものではないが、ガイド手段４と容器本体１に貯留される液体が接触することによって、ガイド手段４及び容器本体１に貯留される液体を変質させないものであればよく、容器本体１と同じ素材であることが好ましい。
　また、ガイド手段４は、超音波センサ２から発信された超音波が、反射手段３の反射面３ａに到達できるように、開口部４ａを有する。詳しくは、開口部４ａは、ガイド手段４の周壁の超音波センサ２が設置されている方向の最下部に設けられている。開口部４ａの形状や大きさは、特に限定されず、超音波センサ２から発信された超音波が、開口部４ａを通過して、反射手段３の反射面３ａに到達できるような大きさや形状であればよい。なお、ガイド手段４は、反射手段３の反射面３ａを覆わないような長さのものを使用することもでき、その場合は、開口部４ａを設ける必要はない。
　超音波センサ２から液体中に発信された超音波は、開口部４ａを通過して液体の液面に向けて反射手段３の反射面３ａで反射され、ガイド手段４の周壁の内部領域を通過して液面に到達する。該液体の液面でさらに反射された反射波は、ガイド手段４の周壁の内部領域を通過して超音波センサ２に向けて反射面３ａで再度反射され、開口部４ａを通過して超音波センサ２に到達する。ガイド手段４を備えることにより、加熱、振動等によって容器内部に貯留される液体に泡が発生した場合であっても泡の測定への影響を減らすことができ、且つ超音波の拡散が防止されて超音波の減衰を抑えることができる。
　なお、開口部４ａとは別に、ガイド手段４の周壁を貫通する１つ以上の穴を設けることで、容器本体１に貯留される液体の流動性を向上させてもよい。穴の位置は、特に限定されるものではなく、ガイド手段４の周壁の上部、中部及び下部のいずれでもよい。また、穴の形状は特に限定させるものではなく、円状、多角状等が挙げられる。
　このような液体用容器では、ガイド手段４を備えることにより、加熱、振動等によって容器内部に貯留される液体に泡が発生した場合であっても泡の測定への影響を減らすことができ、且つ超音波の拡散が防止されて超音波の減衰を抑えることができるため、高精度で液面レベルを測定することができる。
　図３は、本発明の別の実施形態に係る液体用容器の概要図である。同図において、本発明の液体用容器は、容器本体１、超音波センサ２、反射手段３、校正用超音波センサ５及び校正用反射手段６を備えている。なお、容器本体１、超音波センサ２及び反射手段３の構成は、図１と同じであるため、ここでは説明を省略する。
　図４は、本発明の別の実施形態に係る液体用容器の概要図である。同図において、本発明の液体用容器は、容器本体１、超音波センサ２、反射手段３、校正用超音波センサ５及び校正用反射手段６を備えている。図３に示す液体用容器では、反射手段３と校正用反射手段６とが別々に設けられていたが、図４に示す液体用容器では、反射手段３と校正用反射手段６とが一体となっている点が図３に示す液体用容器と異なる。なお、容器本体１、超音波センサ２及び反射手段３の構成は、図１と同じであるため、ここでは説明を省略する。
　校正用超音波センサ５は、容器本体１の側壁の外面最下部に接触した状態で容器本体１に取り付けられている。なお、校正用超音波センサ５は容器本体１の側壁の外面に固定してもよく、着脱可能なものであってもよい。校正用超音波センサ５からの超音波は、容器本体１に貯留された液体中に側壁を介して発信される。校正用超音波センサ５は、特に限定されるものではなく、周知一般の超音波センサを用いることができる。また、校正用超音波センサ５は、超音波センサ２と同じ種類の超音波センサを用いてもよく、異なる種類の超音波センサを用いてもよい。
　校正用反射手段６は、底板に対して鉛直となる反射面６ａを有する直方体状の部材であり、容器本体１内部の底板の上面に溶接やネジ、ビス等に代表される固定部材によって取り付けられている。なお、校正用反射手段６の形状は、これに限定されず、例えば、板状、立方体、角錐、角柱等であるか、またはこれらの形状の組み合わせからなっていてもよい。また、校正用反射手段６は、図４のように反射手段３と一体であってもよい。なお、校正用反射手段６は、容器本体１及びガイド手段４と一体であってもよい。
　校正用反射手段６の素材は、特に限定されるものではなく、超音波を反射することができるものであればよく、具体的には、ガラス、金属、プラスチック、ステンレス、テフロン（登録商標）等が挙げられる。校正用反射手段６の素材は、容器本体１に用いられる素材と同一でもあってよく、異なっていてもよいが、素材が異なる場合には接合部から液体漏れが生じる恐れや容器内部を洗浄する際に使用する洗浄剤の種類が制限される恐れがあることから、容器本体１と同じ素材を用いることが好ましい。また、本発明に係る液体用容器が、化学気相成長法用原料として用いられる高純度化合物を貯留するために用いられる場合、校正用反射手段６の素材は、容器内部に貯留される液体を変質させることが少ないことから、ステンレスが特に好ましい。
　校正用反射手段６は、校正用反射手段６の反射面６ａと校正用超音波センサ５とが向き合うように配置されている。さらに、周知のように、超音波センサは、測定不能領域（不感帯）を有するため、校正用反射手段６は、校正用超音波センサ５から校正用反射手段６の反射面６ａまでの超音波経路のうち液体中を通過する距離が校正用超音波センサ５の不感帯となる距離よりも大きくなる位置に設置される。校正用超音波センサ５から液体中に発信された超音波は、校正用反射手段６の反射面６ａで校正用超音波センサ５に向けて反射され、校正用超音波センサ５に到達する。
　一般的に、容器内部に貯留された液体の液面レベルを検出する場合、容器内部に貯留する液体の種類や液体の温度によって、液中を伝わる超音波の速度が変化するため、予め種々の条件の校正値を用意しておかなければ、正確な値を測定することができない場合がある。そこで、このような校正用超音波センサ５及び校正用反射手段６を備えることで、液面レベルを測定する際の容器内部に貯留する液体の種類や液体の温度等の条件下における超音波の音速の校正値を得ることができるため、予め種々の条件の校正値を用意しなくとも、より正確な値を測定することができる。
　図５は、本発明の別の実施形態に係る液体用容器の概要図である。同図において、本発明の液体用容器は、容器本体１、超音波センサ２、反射手段３、ガイド手段４、校正用超音波センサ５及び校正用反射手段６を備えている。容器本体１、超音波センサ２、反射手段３及びガイド手段４の構成は、図２と同じであり、校正用超音波センサ５の構成は、図３と同じであるため、説明は省略する。校正用反射手段６は、ガイド手段３の周壁の外部領域に配置される。校正用反射手段６のその他の構成は、図３と同じであるため、ここでは説明を省略する。
　図６は、本発明に別の実施形態に係る液体用容器の概要図である。同図において、本発明の液体用容器は、容器本体１、超音波センサ２、反射手段３、ガイド手段４、校正用超音波センサ５及び校正用反射手段６を備えており、反射手段３と校正用反射手段６とが一体となっている。容器本体１、超音波センサ２、反射手段３、校正用超音波センサ５及び校正用反射手段６の構成は、図４と同じであるため、ここでは説明を省略する。
　ガイド手段４は、校正用超音波センサ５から発信された超音波が、校正用反射手段６の反射面６ａに到達できるように、開口部４ｂを有する。詳しくは、開口部４ｂは、ガイド手段４の周壁の校正用超音波センサ５が設置されている方向の最下部に設けられている。開口部４ｂの形状や大きさは、特に限定されず、校正用超音波センサ５から発信された超音波が、開口部４ｂを通過して、校正用反射手段６の反射面６ａに到達できるような大きさや形状であればよい。なお、ガイド手段４は、校正用反射手段６の反射面６ａを覆わないような長さのものを使用することもでき、その場合は、開口部４ｂを設ける必要はない。ガイド手段４のその他の構成は図２と同じであるため、ここでは説明を省略する。
　図７は、本発明の別の実施形態に係る液体用容器側面断面図であり、図８は、図７で示す液体用容器を上方から見た場合の図である。図７及び図８で表される液体用容器は、同一のものである。図７において、本発明の液体用容器は、容器本体１、超音波センサ２、反射手段３、第１の液体輸送用手段７ａ、第２の液体輸送手段７ｂ、気体輸送用手段８、制御機構９ａ，９ｂ，９ｃ及び開閉機構１０を備えている。容器本体１、超音波センサ２及び反射手段３の構成は、図３と同じであるため、ここでは説明を省略する。
　第１の液体輸送用手段７ａは、容器本体１を貫通して容器本体１に溶接やネジ、ビス等に代表される固定部材によって取り付けられている管状のものである。第１の液体輸送用手段７ａの形状は、これに限定されず、液体が輸送できるような形状ものであればよい。容器本体１内に挿入された第１の液体輸送用手段７ａの端部は、容器本体１内部の底板の上面近傍まで延びている。このような第１の液体輸送用手段７ａを備えることにより、容器本体１内に液体を導入したり、貯留された液体を系外に排出することができる。
　第２の液体輸送用手段７ｂは、容器本体１を貫通して容器本体１に溶接やネジ、ビス等に代表される固定部材によって取り付けられている管状のものである。第２の液体輸送用手段７ｂの形状は、これに限定されず、液体が輸送できるような形状ものであればよい。容器本体１内に挿入された第２の液体輸送用手段７ｂの端部は、容器本体１内に挿入された第１の液体輸送用手段７ａの端部よりも上方に位置している。このような第２の液体輸送用手段７ｂを備えることにより、第１の液体輸送用手段７ａが閉塞して使用できなくなった場合であっても、容器本体１内に液体を導入したり、貯留された液体を系外に排出することができる。さらに、第２の液体輸送用手段７ｂから容器本体１内に洗浄液を導入することで、容器内部を効率良く洗浄することができる。
　第１の液体輸送用手段７ａ及び第２の液体輸送用手段７ｂの素材は、特に限定されるものではなく、第１の液体輸送用手段７ａ及び第２の液体輸送用手段７ｂと液体とが接触することによって、これらが変質しないものであればよいが、容器本体１と同じ素材を用いることが好ましい。
　なお、第１の液体輸送用手段７ａ及び第２の液体輸送用手段７ｂは、超音波センサ２から液体中に発信された超音波の障害とならないよう、第１の液体輸送用手段７ａ及び第２の液体輸送用手段７ｂの容器本体１内に挿入された部分が超音波経路上に存在しないように設置されている。
　気体輸送用手段８は、容器本体１を貫通して容器本体１に溶接やネジ、ビス等に代表される固定部材によって取り付けられている管状のものである。気体輸送用手段８は、これに限定されず、気体が輸送できるような形状ものであればよい。気体輸送用手段８は、気体輸送用手段８の容器本体１内に挿入された部分が容器本体１に貯留された液体と接触しないよう、容器を静置したときに気体輸送用手段８の端部が液体の液面よりも上方となるように設置されている。気体輸送用手段８は、容器本体１内を真空排気する機能を有するもの（排気手段）であってもよいし、あるいは容器本体１内に気体を注入する機能を有するものであってもよい。気体輸送用手段８が容器本体１内を真空排気する機能を有する場合、半導体の製造等に用いられる化学気相成長法用原料の容器として好適である。その理由は、本発明に係る液体用容器では、超音波が伝わる媒体が液体であるため、容器本体１内を真空状態にしていても液面レベルを正しく測定することができるためである。また、気体輸送用手段８から容器本体１内に気体を注入することで、第１の液体輸送用手段７ａ又は第２の液体輸送用手段７ｂから液体を系外に排出し易くすることができる。
　気体輸送用手段８の素材は、特に限定されるものではなく、気体輸送用手段８と輸送される気体とが接触することによって、これらが変質しないものであればよいが、容器本体１と同じ素材を用いることが好ましい。
　第１の液体輸送用手段７ａ、第２の液体輸送用手段７ｂ及び気体輸送用手段８は、バルブに代表される制御機構９ａ，９ｂ，９ｃを容器本体１の外部にそれぞれ有している。バルブとしては、特に限定されるものではなく、周知一般に用いられるものを用いればよいが、例えば、ゲートバルブ、ボールバルブ、ダイアフラムバルブ等が挙げられる。
　開閉機構１０は、容器本体１の天板に設けられた蓋である。開閉機構１０は、円板状であり、ネジ、ビス等に代表される固定部材によって、容器本体１に固定されていてもよく、着脱可能なものであってもよい。なお、開閉機構１０の形状は、これに限定されない。
　開閉機構１０の素材は、特に限定されるものではなく、開閉機構１０と容器本体１内の液体若しくはそれから生じる蒸気とが接触することによって、これらが変質しないものであればよいが、容器本体１と同じ素材を用いることが好ましい。
　また、必要に応じて、容器本体１の天板、側壁及び底板には、結合用手段を設け、液体用容器そのものを台等に固定したり、液体用容器に接続された配管を固定してもよい。結合用手段としては、ネジ、ビス等に代表される固定部材が挙げられる。
　また、本発明の上記液体用容器に貯留された液体の液面レベルは、超音波センサから超音波が発信されてから受信するまでの時間を計測し、その計測時間を距離に換算し、その距離から、超音波センサから反射手段の反射面までの超音波経路のうち液体中を通過する距離を減算することにより求めることができる。
　以上のように、本発明の液体用容器は、液面レベルが低い場合であっても超音波センサが有する不感帯の影響を受けることなく液面レベルを短時間で測定することができる。また、本発明のガイド手段を備える液体用容器は、液面レベルを測定する際に、加熱、振動等によって容器内部に貯留された液体に泡が発生した場合であっても測定への影響を減らすことができ、且つ超音波の拡散が防止されて超音波の減衰を抑えることができるため、高精度で液面レベルを測定することができる。また、本発明の校正用超音波センサ及び校正用反射手段を備える液体用容器は、予め様々な条件での校正値を用意しなくとも、高精度に液面レベルを測定することができる。また、本発明の排気手段を備える液体用容器は、化学気相成長法原料として用いられる高純度化合物を貯留するのに好適に使用できる。
　以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら、本発明は以下の実施例等によって何ら制限を受けるものではない。
　＜実施例１＞
　本発明の液体用容器を用いて液面レベルを測定した。実施例１で用いた液体用容器の形態を図９に示す。ここで、Ｌ1は超音波センサ２から反射手段３の反射面３ａまでの超音波経路のうち超音波が液体中を通過する距離を表し、Ｌ2は反射手段３の反射面３ａから液面までの距離を表す。Ｌ1＝６０ｍｍ、Ｌ2＝２０ｍｍとしてＬ1＋Ｌ2を測定した。Ｌ1は一定であることから、液面レベルはＬ1＋Ｌ2からＬ1を減算することで算出することができる。なお、この超音波センサの不感帯は３０ｍｍである。結果を表１に示す。
　＜比較例１＞
　超音波センサを容器本体の外底部に設置した液体用容器を用いて、液面レベルを測定した。比較例１で用いた液体用容器の形態を図１０に示す。ここで、Ｌ3は超音波センサ２から液面までの超音波経路のうち超音波が液中を通過する距離を表す。Ｌ3＝２０ｍｍとして測定した。なお、この超音波センサの不感帯は３０ｍｍである。結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　実施例１の結果により、本発明によれば、容器内部に貯留された液体の液面レベルが超音波センサの不感帯よりも低い場合においても、液面レベルを正確に測定することができることがわかる。
　１　容器本体、２　超音波センサ、３　反射手段、３ａ　反射面、４　ガイド手段、４ａ，４ｂ　開口部、５　校正用超音波センサ、６　校正用反射手段、６ａ　反射面、７ａ　第１の液体輸送用手段、７ｂ　第２の液体輸送手段、８　気体輸送手段、９ａ，９ｂ，９ｃ　制御機構、１０　開閉機構。

Claims (5)

  1. 　液体を貯留する容器本体と、
    　該容器本体の外側壁に当接し且つ超音波が該液体中に発信されるように設置された超音波センサと、
    　該容器本体の内底部に設置され且つ超音波センサから該液体中に発信された超音波を該液体の液面に向けて反射する反射手段と
    を備え、
    　該反射手段は、該超音波センサから該反射手段の反射面までの超音波経路のうち該液体中を通過する距離が該超音波センサの不感帯となる距離よりも大きくなる位置に設置されている液体用容器。
  2. 　前記反射手段で反射された超音波を前記液体の液面に向けて案内すると共に、その液面からの反射波を前記反射手段に向けて案内するためのガイド手段を更に備える請求項１に記載の液体用容器。
  3. 　前記容器本体の外側壁に当接し且つ超音波が前記液体中に発信されるように設置された校正用超音波センサと、
    　前記容器本体の内底部に設置され且つ該校正用超音波センサから前記液体中に発信された超音波を該校正用超音波センサに向けて反射する校正用反射手段と
    を更に備える請求項１又は２に記載の液体用容器。
  4. 　前記容器本体内を真空排気するための排気手段を更に備える請求項１～３のいずれか一項に記載の液体用容器。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の液体用容器に貯留された液体の液面レベルを測定する方法であって、前記超音波センサから超音波が発信されてから受信するまでの時間を計測し、その計測時間を距離に換算し、その距離から、前記超音波センサから前記反射手段の反射面までの超音波経路のうち前記液体中を通過する距離を減算することを含む、液面レベルの測定方法。
PCT/JP2013/070486 2012-08-13 2013-07-29 液体用容器及びこれを用いた液面レベルの測定方法 WO2014027561A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020157004079A KR102000329B1 (ko) 2012-08-13 2013-07-29 액체용 용기 및 이것을 사용한 액면 레벨의 측정 방법
DE112013004042.5T DE112013004042T5 (de) 2012-08-13 2013-07-29 Flüssigkeitsbehälter und Verfahren zur Messung des Flüssigkeitsspiegels unter Verwendung desselben
US14/419,331 US9605990B2 (en) 2012-08-13 2013-07-29 Liquid container and method for measuring liquid level using same
CN201380043021.5A CN104583736A (zh) 2012-08-13 2013-07-29 液体用容器和使用该液体用容器的液面高度的测量方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012179357A JP5814886B2 (ja) 2012-08-13 2012-08-13 液体用容器及びこれを用いた液面レベルの測定方法
JP2012-179357 2012-08-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014027561A1 true WO2014027561A1 (ja) 2014-02-20

Family

ID=50286249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/070486 WO2014027561A1 (ja) 2012-08-13 2013-07-29 液体用容器及びこれを用いた液面レベルの測定方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9605990B2 (ja)
JP (1) JP5814886B2 (ja)
KR (1) KR102000329B1 (ja)
CN (1) CN104583736A (ja)
DE (1) DE112013004042T5 (ja)
TW (1) TWI592640B (ja)
WO (1) WO2014027561A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016101202A1 (en) * 2014-12-25 2016-06-30 Fontem Holdings 2 B.V. Electronic cigarette liquid detection and measurement systems
US20160216148A1 (en) * 2013-09-27 2016-07-28 Continental Automotive Gmbh Liquid Tank With An Ultrasonic Sensor

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103201600B (zh) * 2010-11-11 2015-05-20 Ssi技术公司 确定柴油机排气流体的质量和/或深度的系统和方法
DE102012212210A1 (de) * 2012-07-12 2014-01-16 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer Höhe eines Fluidniveaus in einem Fluidbehälter
DE102014210080A1 (de) * 2014-05-27 2015-12-03 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung zum Bestimmen einer Höhe einer Fluidoberfläche in einem Fluidbehälter
DE102014210077A1 (de) 2014-05-27 2015-12-03 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen einer Höhe einer Fluidoberfläche in einem Fluidbehälter
DE102014213233A1 (de) * 2014-07-08 2016-01-14 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung zum Bestimmung einer Schallgeschwindigkeit eines Schallsignals in einem Fluid
ES2648541B1 (es) * 2016-07-01 2018-10-10 Serviglp, S.L. Monitorización del nivel de un producto en un contenedor
WO2019020151A1 (en) * 2017-07-27 2019-01-31 Odin & Thor Aps ELECTRONIC SMOKING SYSTEM
CN110501055A (zh) * 2018-05-16 2019-11-26 国网福建省电力有限公司漳州供电公司 基于超声探测的变压器油枕油位的测量方法
CN111938450B (zh) * 2019-05-15 2023-08-22 广东美的生活电器制造有限公司 上盖组件及加热容器
CN110146894A (zh) * 2019-05-19 2019-08-20 瑞立集团瑞安汽车零部件有限公司 基于气囊内超声波测距的汽车高度传感器
TWI708045B (zh) * 2019-06-28 2020-10-21 黃智淵 桶裝物料的配送系統及其操作方法
CN113432674B (zh) * 2021-06-30 2023-09-26 杭州艾科赛德电子科技有限公司 一种基于声呐的容器液位探测系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4120560B2 (ja) * 2003-10-24 2008-07-16 株式会社デンソー 車両用液面検出装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04120560A (ja) 1990-09-11 1992-04-21 Minolta Camera Co Ltd 作像装置
JP2000121410A (ja) 1998-10-13 2000-04-28 Toyota Motor Corp 液面レベル検出装置
JP4248078B2 (ja) 1999-04-30 2009-04-02 リコーエレメックス株式会社 液面レベル検出方法および装置
EP1176403A3 (en) * 2000-07-28 2003-03-19 Seiko Epson Corporation Detector of liquid consumption condition
US7117738B2 (en) * 2003-10-02 2006-10-10 Denso Corporation Liquid level detecting apparatus
US7542870B2 (en) * 2006-02-28 2009-06-02 Ssi Technologies, Inc. Immersed fuel level sensor
JP5024686B2 (ja) 2006-07-18 2012-09-12 コンティ テミック マイクロエレクトロニック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 液体レベルを求めるための多室超音波センサ
WO2008101339A1 (en) * 2007-02-21 2008-08-28 Sensotech Inc. Fluid level measuring method and system therefor
DE102008029771A1 (de) * 2008-06-25 2009-12-31 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Anordnung zur Füllstandsmessung
CN101723373B (zh) * 2008-10-23 2011-12-14 北京有色金属研究总院 一种带有氮气保护的三氯氢硅或四氯化硅工艺系统的控制管路
US20110232381A1 (en) * 2010-03-25 2011-09-29 Al-Absi Munir A System for monitoring liquid level in underground storage tank
US8583387B2 (en) * 2010-06-04 2013-11-12 Ssi Technologies, Inc. Ultrasonic level, on-board diagnostic assessment
DE102010023742A1 (de) * 2010-06-14 2011-12-15 Fafnir Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen von Flüssigkeit in einer Gasrückführungsleitung
CN103201600B (zh) * 2010-11-11 2015-05-20 Ssi技术公司 确定柴油机排气流体的质量和/或深度的系统和方法
CN102275697B (zh) * 2011-04-20 2013-01-02 长沙汇一制药机械有限公司 一种能在线清洗和消毒的压力平衡罐

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4120560B2 (ja) * 2003-10-24 2008-07-16 株式会社デンソー 車両用液面検出装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160216148A1 (en) * 2013-09-27 2016-07-28 Continental Automotive Gmbh Liquid Tank With An Ultrasonic Sensor
US9885597B2 (en) * 2013-09-27 2018-02-06 Continental Automotive Gmbh Liquid tank with an ultrasonic sensor
WO2016101202A1 (en) * 2014-12-25 2016-06-30 Fontem Holdings 2 B.V. Electronic cigarette liquid detection and measurement systems
US10736357B2 (en) 2014-12-25 2020-08-11 Fontem Holdings 1 B.V. Electronic cigarette liquid detection and measurement systems

Also Published As

Publication number Publication date
US20150185065A1 (en) 2015-07-02
TW201425882A (zh) 2014-07-01
KR20150040934A (ko) 2015-04-15
DE112013004042T5 (de) 2015-05-07
US9605990B2 (en) 2017-03-28
TWI592640B (zh) 2017-07-21
JP2014037994A (ja) 2014-02-27
JP5814886B2 (ja) 2015-11-17
CN104583736A (zh) 2015-04-29
KR102000329B1 (ko) 2019-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5814886B2 (ja) 液体用容器及びこれを用いた液面レベルの測定方法
CN106338332B (zh) 用于测量液体或气态介质中的声音速度的系统和方法
US10228275B2 (en) System and method for non-intrusive and continuous level measurement in a cylindrical vessel
CN106338320B (zh) 用于液体的非侵入性连续液位测量的系统和方法
US20100018309A1 (en) Fluid level measuring method and system therefor
US20160320226A1 (en) Determining height of a liquid level interface in a container from acoustic signal or echo time measurement
US20190078927A1 (en) Sensor
US20170292870A1 (en) Ultrasonic level sensor with reflectors
JP6826097B2 (ja) 液体レベルのガス組成及び温度が補償された音響測定を提供するための装置
US20120079890A1 (en) Measuring device and method for measuring a measured variable
US8180582B2 (en) System and method for sensing liquid levels
TWI413769B (zh) 偵測流體的系統
US6990046B2 (en) Sonar transducer
KR20160056872A (ko) 액체 레벨의 가스 조성 및 온도 보상형 음향 측정 장치
CN106482809B (zh) 用于确定容器内液体高度的方法和装置
JP2004340911A (ja) 車両用液面検出装置
WO2006134358A1 (en) Acoustic wave sensor for sensing fluid level
CN112798465A (zh) 用于确定容器中的液体性质的测量系统
US20230417590A1 (en) Hygienic guided wave level measurement with sheath
MacIntosh et al. Noninvasive noncontact fluid detection in submerged containers using swept frequency ultrasonic technique
CN117906690A (zh) 超声波流量计
JP2000046631A (ja) 超音波による液面レベル測定装置
FI71839B (fi) Vaetskenivaokaenselorgan
JP2020098129A (ja) 超音波レベル計用の導波管
JP2008151667A (ja) 測距センサ及びそれを備えた設備機器

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13879432

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14419331

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112013004042

Country of ref document: DE

Ref document number: 1120130040425

Country of ref document: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20157004079

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13879432

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1