DE112013004042T5

DE112013004042T5 - Flüssigkeitsbehälter und Verfahren zur Messung des Flüssigkeitsspiegels unter Verwendung desselben

Info

Publication number: DE112013004042T5
Application number: DE112013004042.5T
Authority: DE
Inventors: c/o Adeka Corporation Enomoto Yoshiji; c/o Adeka Corporation Takahashi Kazuto
Original assignee: Adeka Corp
Current assignee: Adeka Corp
Priority date: 2012-08-13
Filing date: 2013-07-29
Publication date: 2015-05-07
Also published as: KR20150040934A; TW201425882A; US9605990B2; JP2014037994A; CN104583736A; JP5814886B2; TWI592640B; WO2014027561A1; KR102000329B1; US20150185065A1

Abstract

Ein Flüssigkeitsbehälter gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Behälterhauptkörper 1, der Flüssigkeit aufbewahrt; einen Ultraschallsensor 2, der so angeordnet ist, dass er eine äußere Seitenwand des Behälterhauptkörpers berührt und eine Ultraschallwelle in die Flüssigkeit emittiert; und ein Reflektormittel 3, das an einem inneren Bodenteil des Behälterhauptkörpers 1 angeordnet ist und das eine Ultraschallwelle, die von dem Ultraschallsensor 2 in die Flüssigkeit emittiert wird, in Richtung der Flüssigkeitsoberfläche reflektiert, wobei das Reflektormittel 3 an einer Position angeordnet ist, an der die Entfernung, welche die Ultraschallwelle auf ihrem Weg von dem Ultraschallsensor zu einer reflektierenden Oberfläche des Reflektormittels durch die Flüssigkeit zurücklegt, größer ist als eine Entfernung, bei der eine unempfindliche Bande des Ultraschallsensors 2 erhalten wird. Mit dem Flüssigkeitsbehälter der vorliegenden Erfindung ist es möglich den Flüssigkeitspegel innerhalb einer kurzen Zeitspanne zu messen, ohne dabei durch die unempfindliche Bande des Ultraschallsensors beeinträchtigt zu sein, selbst wenn der Flüssigkeitspegel niedrig ist.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsbehälter und ein Verfahren zu Messung eines Flüssigkeitspegels unter Verwendung des Flüssigkeitsbehälters, wodurch der Pegel einer Flüssigkeit, die im Inneren des Behälters aufbewahrt wird, von außen gemessen werden kann.
Hintergrund der Erfindung
Herkömmlich sind viele Behälter bekannt, in denen der Pegel einer Flüssigkeit, die im Inneren des Behälters aufbewahrt wird, detektiert oder gemessen wird, wobei ein Ultraschallsensor verwendet wird. Bei Behältern, die Probleme, wie zum Beispiel eine Verschmutzung der aufbewahrten Flüssigkeit oder eine Korrosion des Ultraschallsensors, wenn der Ultraschallsensor im Inneren des Behälter installiert ist (zum Beispiel Behälter für Rohmaterialien für chemische Gasphasenepitaxie, die bei der Herstellung von Halbleitern verwendet werden, etc., Batteriegehäuse für ein Auto und so fort), verursachen können, muss der Ultraschallsensor auf der Außenseite des Behälters bereitgestellt und der Flüssigkeitspegel von der Außenseite detektiert oder gemessen werden.
Deshalb sind verschiedene Technologien vorgeschlagen worden, die diese Anforderungen erfüllen. Das Patentdokument 1, zum Beispiel, offenbart ein Flüssigkeitspegeldetektionsvorrichtung, umfassend: einen Ultraschallsensor, der an einer außenseitigen Seitenoberfläche eines Behälters anliegt; ein Versetzungsmittel zum Versetzen des Ultraschallsensors in einer senkrechten Richtung entlang der außenseitigen Seitenoberfläche; und ein Flüssigkeitsoberflächendetektionsmittel zur Detektion eines Flüssigkeitspegels, basierend auf einer Veränderung in dem Ausgangspegel von einer reflektierten Welle, die eine Ultraschallwelle betrifft, die im Inneren des Behälters emittiert wird. Darüber hinaus offenbart das Patentdokument 2 eine Flüssigkeitsoberflächendetektionsvorrichtung, umfassend: ein piezoelektrisches Element, das auf einer außenseitigen Bodenoberfläche eines Tanks mittels einer Ausgleichsschicht installiert ist; ein Ultraschallemissionsmittel zum Emittieren einer Ultraschallwelle im Inneren des Tanks, indem es das piezoelektrische Element veranlasst in einer Dickenrichtung zu vibrieren; ein Ultraschallempfängermittel, das die Ultraschallwelle, die von einer Oberfläche einer Flüssigkeit, die im Inneren des Tanks aufbewahrt wird, zurückreflektiert wird, empfängt; und ein Flüssigkeitspegeldetektionsmittel zur Detektion eines absoluten Werts für den Pegel der Flüssigkeit, die im Inneren des Tanks aufbewahrt wird, basierend auf der Zeit ab der Emission der Ultraschallwelle bis zum Empfang der reflektierten Ultraschallwelle. Darüber hinaus offenbart das Patentdokument 3 einen Ultraschallsensor zur Bestimmung eines Flüssigkeitspegels, ausgestattet mit einem Ultraschallwellensender und -empfänger, der auf der Außenseite eines Gehäuses, in der Basis des Gehäuses an der Peripherie der Messkammer lokalisiert ist, wobei das Gehäuse eine untereinander verbundene Messkammer und Eintrittskammer hat.

Patentdokument 1: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2000-121410
Patentdokument 2: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2000-314651
Patentdokument 3: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2009-544045

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Die Flüssigkeitspegeldetektionsvorrichtung, die in dem Patentdokument 1 offenbart ist, wiederholt jedoch einen Arbeitsablauf von Versetzen eines Ultraschallsensors, Emittieren einer Ultraschallwelle und Detektieren, ob dort Flüssigkeit oder nicht ist, und es gibt hier dahingehend ein Problem, dass es Zeit benötigt, den Flüssigkeitspegel zu messen. Darüber hinaus ist bei der Flüssigkeitspegeldetektionsvorrichtung, die in dem Patentdokument 2 offenbart ist, und dem Ultraschallsensor, der in dem Patentdokument 3 offenbart ist, der Sensor in einem Bodenteil angeordnet, und deshalb kann der Pegel der Flüssigkeit, die im Inneren des Behälters aufbewahrt wird, nicht mehr gemessen werden kann, wenn der Pegel gleich oder niedriger als ein vorgeschriebener Wert wird. Dies liegt daran, weil der Ultraschallsensor einen Bereich hat, in dem keine Messung möglich ist (auch „unempfindliche Bande” genannt).
Deshalb ist es das von der vorliegenden Erfindung zu lösende Problem einen Flüssigkeitsbehälter bereitzustellen, mit dem ein Flüssigkeitspegel innerhalb einer kurzen Zeit gemessen werden kann, ohne dabei durch die unempfindliche Bande des Ultraschallsensors beeinträchtigt zu sein, selbst wenn der Flüssigkeitspegel niedrig ist.
Lösung des Problems
Als ein Ergebnis von umfassender Forschung habend die vorliegenden Erfinder und andere entdeckt, dass das oben genannte Problem gelöst werden kann, indem ein Reflektormittel bereitgestellt wird, das in der Lage ist eine Ultraschallwelle, die von einem Ultraschallsensor in die Flüssigkeit emittiert wird, in Richtung der Flüssigkeitsoberfläche zu reflektieren, und sie gelangten dadurch zu der vorliegenden Erfindung.
Genauer gesagt stellt die vorliegende Erfindung einen Flüssigkeitsbehälter bereit, umfassend: einen Behälterhauptkörper, der Flüssigkeit aufbewahrt; einen Ultraschallsensor, der so angeordnet ist, dass er eine äußere Seitenwand von dem Behälterhauptkörper berührt und eine Ultraschallwelle in die Flüssigkeit emittiert; und ein Reflektormittel, das an einem inneren Bodenteil des Behälterhauptkörpers angeordnet ist und eine Ultraschallwelle, die von dem Ultraschallsensor in die Flüssigkeit emittiert wird, in Richtung der Flüssigkeitsoberfläche reflektiert; wobei das Reflektormittel an einer Position angeordnet ist, an der eine Entfernung, welche die Ultraschallwelle auf ihrem Weg von dem Ultraschallsensor zu einer reflektierenden Oberfläche des Reflektormittels durch die Flüssigkeit zurücklegt, größer ist als eine Entfernung, bei der eine unempfindliche Bande des Ultraschallsensors erhalten wird.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, selbst wenn der Flüssigkeitspegel niedrig ist, den Flüssigkeitspegel innerhalb einer kurzen Zeit zu messen, ohne dabei durch die unempfindliche Bande des Ultraschallsensors beeinträchtigt zu sein.
Kurze Beschreibungen der Zeichnungen
Die 1 ist eine schematische Zeichnung eines Flüssigkeitsbehälters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Die 2 ist eine schematische Zeichnung eines Flüssigkeitsbehälters gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Die 3 ist eine schematische Zeichnung eines Flüssigkeitsbehälters gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Die 4 ist eine schematische Zeichnung eines Flüssigkeitsbehälters gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Die 5 ist eine schematische Zeichnung eines Flüssigkeitsbehälters gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Die 6 ist eine schematische Zeichnung eines Flüssigkeitsbehälters gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Die 7 ist eine Querschnittzeichnung eines Flüssigkeitsbehälters gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Die 8 ist eine schematische Zeichnung von dem Flüssigkeitsbehälter, der in der 7 gezeigt ist, in einer Ansicht von oben;
Die 9 ist eine schematische Zeichnung, die L₁ und L₂ in dem Flüssigkeitsbehälter, der in dem Beispiel 1 verwendet wird, zeigt;
Die 10 ist eine schematische Zeichnung, die L₃ in dem Flüssigkeitsbehälter, der in dem Vergleichsbeispiel 1 verwendet wird, zeigt.
Beschreibung der Ausführungsformen
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden. Die vorliegende Erfindung wird jedoch nicht in irgendeiner Weise durch die unten beschriebenen Zeichnungen eingeschränkt.
Die 1 ist eine schematische Zeichnung von einem Flüssigkeitsbehälter, der sich auf eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht. In der 1 umfasst der erfindungsgemäße Flüssigkeitsbehälter einen Behälterhauptkörper 1, der Flüssigkeit aufbewahrt, einen Ultraschallsensor 2 und Reflektormittel 3. Der Behälterhauptkörper 1 hat eine zylindrische Form, die aus einer Decke, Seitenwänden und einer Bodenplatte besteht. Die Form des Behälterhauptkörpers 1, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist nicht auf diese Form beschränkt, unter der Voraussetzung, dass die Form eine solche Kapazität aufweist, um eine vorgegebene Menge an Flüssigkeit aufzubewahren. Weitere mögliche Formen für den Behälterhauptkörper 1 sind, zum Beispiel, eine runde konische Form, eine Vierkantform, eine Vierkantkegelform oder dergleichen, die wünschenswerte Form für den Behälterhauptkörper 1 ist eine zylindrische Form, wenn die Leichtigkeit der Reinigung in Betracht gezogen wird.
Das Material von dem Behälterhauptkörper 1, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist nicht speziell eingeschränkt, es sollte aber ein Material sein, das keine Veränderung an dem Behälterhauptkörper 1 oder der Flüssigkeit, die in dem Behälter aufbewahrt wird, auf Grund des Kontakts zwischen dem Behälterhauptkörper 1 und der im Inneren des Behälters aufbewahrten Flüssigkeit verursacht. Das Material des Behälterhauptkörpers 1 kann zum Beispiel Glas, Metall, Plastik, Edelstahl, Teflon (registrierte Handelsmarke) oder dergleichen sein. Für den Fall eines Behälters, der verwendet wird, um eine hochreine Verbindung aufzubewahren, die als ein Rohmaterial für chemische Gasphasenepitaxie verwendet wird, ist insbesondere Edelstahl wünschenswert, weil der Behälter eine sehr gute Reinigungsfähigkeit und eine hohe Festigkeit aufweist und nur eine geringe Veränderung an der Flüssigkeit, die im Inneren des Behälters aufbewahrt wird, auftritt.
Der Ultraschallsensor 2 ist ein Sensor, der die Anwesenheit oder Abwesenheit von einem Objekt und die Entfernung zu dem Objekt detektiert oder misst, indem in Richtung eines Objekts von einem Wellensender eine Ultraschallwelle emittiert wird und eine entsprechende reflektierte Welle empfangen wird. Der Ultraschallsensor 2 wird an dem Behälterhauptkörper 2 in einem Kontaktzustand mit dem untersten Teil von der äußeren Oberfläche von einer Seitenwand des Behälterhauptkörpers 1 installiert. Es wird von dem Ultraschallsensor 2 eine Ultraschallwelle in die Flüssigkeit, die in dem Behälterhauptkörper 1 aufbewahrt wird, über die Seitenwand emittiert. Der Ultraschallsensor 2, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist nicht speziell eingeschränkt und es ist möglich einen gut bekannten, gewöhnlichen Ultraschallsensor zu verwenden. Darüber hinaus kann der Ultraschallsensor 2 an der äußeren Oberfläche von der Seitenwand des Behälterhauptkörpers 1 befestigt sein oder er kann abnehmbar sein.
Das Reflektormittel 3 ist ein Element, das eine reflektierende Oberfläche 3a hat, die in Bezug auf die senkrechte Richtung geneigt ist, und sie ist auf der oberen Oberfläche der Bodenplatte im Inneren des Behälterhautkörpers 1 installiert. Die Form des Reflektormittels 3, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist zum Beispiel eine viereckige konische Form, Plattenform, Würfelform, Quaderform, Vierkantform oder dergleichen, oder sie kann eine Kombination aus diesen Formen sein. Das Material des Reflektormittels 3, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist nicht speziell eingeschränkt, unter der Voraussetzung, dass es in der Lage ist Ultraschallwellen zu reflektieren, und insbesondere kann das Material Glas, Metall, Plastik, Edelstahl, Teflon (registrierte Handelsmarke) oder dergleichen sein. Das Material des Reflektormittels 3 kann das gleiche sein, wie es für den Behälterhauptkörper 1 verwendet wird, oder es kann unterschiedlich sein, wenn jedoch das Material unterschiedlich ist, dann besteht die Gefahr, dass Flüssigkeitslecks an den Verbindungsabschnitten auftreten können, und es besteht die Gefahr von Einschränkungen in Bezug auf das Detergenz, das verwendet werden kann, wenn der Innenraum des Behälters gewaschen wird, und deshalb ist es wünschenswert, das gleiche Material wie für den Behälterhauptkörper 1 zu verwenden. Darüber hinaus, wenn der Flüssigkeitsbehälter, der die vorliegende Erfindung betrifft, verwendet wird, um eine hochreine Verbindung aufzubewahren, die als ein Rohmaterial für chemische Gasphasenepitaxie verwendet wird, dann ist das Material für das Reflektormittel 3 vorzugsweise Edelstahl, weil nur eine geringe Veränderung an der Flüssigkeit, die im Inneren des Behälters ausbewahrt wird, auftritt. Darüber hinaus kann das Reflektormittel 3 mit dem Behälterhauptkörper 1 einen Verbund bilden, oder es kann durch Schweißen oder durch Fixierelemente, typsicherweise Schrauben, Bolzen oder dergleichen, installiert sein.
Darüber hinaus ist das Reflektormittel 3 derart angeordnet, dass der Ultraschallsensor 2 und die reflektierende Oberfläche 3a des Reflektormittels 3 sich gegenüberstehen. Darüber hinaus ist der Neigungswinkel der reflektierenden Oberfläche 3a nicht speziell eingeschränkt, unter der Voraussetzung, dass eine Ultraschallwelle, die von dem Ultraschallsensor 2 emittiert wird, in Richtung der Flüssigkeitsoberfläche abgelenkt werden kann. Die Ultraschallwelle, die von dem Ultraschallsensor 2 in die Flüssigkeit emittiert wird, wird durch die reflektierende Oberfläche 3a des Reflektormittels 3 in Richtung der Flüssigkeitsoberfläche reflektiert. Die reflektierte Welle, die ferner von der Flüssigkeitsoberfläche reflektiert wird, wird von der reflektierenden Oberfläche 3a wieder in Richtung des Ultraschallsensors 2 reflektiert und kommt an dem Ultraschallsensor 2 an.
Wie gut bekannt ist, hat der Ultraschallsensor einen Bereich, in dem keine Messung möglich ist (unempfindliche Bande). Deshalb, wenn die Entfernung von dem Ultraschallsensor zu der Flüssigkeitsoberfläche geringer ist, als die Entfernung, die eine unempfindliche Bande begründet, dann kann der Flüssigkeitspegel nicht gemessen werden. In der vorliegenden Erfindung wird das Reflektormittel 3 an einer Position installiert, bei der die Entfernung, welche die Ultraschallwelle auf ihrem Weg von dem Ultraschallsensor 2 zu einer reflektierenden Oberfläche 3a des Reflektormittels 3 durch die Flüssigkeit zurücklegt, größer ist als die Entfernung, bei der in dem Ultraschallsensor 2 eine unempfindliche Bande erhalten wird. Deshalb ist es möglich den Flüssigkeitspegel innerhalb einer kurzen Zeitspanne zu messen, ohne dabei durch die unempfindliche Bande des Ultraschallsensors 2 beeinträchtigt zu sein, unter der Voraussetzung, dass die Flüssigkeitsoberfläche höher liegt, als die Reflexionsposition der Ultraschallwelle auf der reflektierenden Oberfläche 3a.
Die 2 ist eine schematische Zeichnung von einem Flüssigkeitsbehälter, der sich auf eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht. In der 2 umfasst der erfindungsgemäße Flüssigkeitsbehälter einen Behälterhauptkörper 1, einen Ultraschallsensor 2, Reflektormittel 3 und Leitmittel 4. Die Ausgestaltung des Behälterhauptkörpers 1, des Ultraschallsensors 2 und des Reflektormittels 3 ist dieselbe wie in der 1 und auf deren Beschreibung wird deshalb hier verzichtet.
Das Leitmittel 4 hat eine zylindrische Form, welche eine umlaufende Wand hat. Das Leitmittel 4 wird im Inneren des Behälterhauptkörpers 1 installiert, so dass es sowohl die Ultraschallwelle, die an der reflektierenden Oberfläche 3a des Reflektormittels 3 in Richtung der Flüssigkeitsoberfläche reflektiert wird, als auch die von der Flüssigkeitsoberfläche in Richtung des Reflektormittels 3 reflektierte Welle leitet. Darüber hinaus kann das Leitmittel 4 mit dem Behälterhauptkörper 1 und dem Reflektormittel 3 einen Verbund bilden, oder es kann durch Schweißen oder durch Fixierelemente, wie zum Beispiel Schrauben, Bolzen oder dergleichen, installiert sein. Die Form des Leitmittels 4 ist nicht auf diese Form beschränkt, unter der Voraussetzung, dass die Form in der Lage ist, die Ultraschallwelle, die von dem Reflektormittel 3 in Richtung der Flüssigkeitsoberfläche reflektiert wird, und auch die von der Flüssigkeitsoberfläche in Richtung des Reflektormittels 3 reflektierte Welle zu leiten. Eine weitere mögliche Form für das Leitmittel 4 ist eine viereckige Röhrenform oder eine Plattenform, etc. Eine zylindrische Form oder eine viereckige Röhrenform ist wünschenswert, weil diese Form die Abschwächung der Ultraschallwellen wirksam unterdrückt.
Das für das Leitmittel 4 verwendete Material ist nicht speziell eingeschränkt, das Material sollte jedoch keine Veränderung an dem Leitmittel 4 und der Flüssigkeit, die in dem Behälterhauptköper 1 aufbewahrt wird, auf Grund des Kontakts zwischen dem Leitmittel 4 und der Flüssigkeit, die in dem Behälterhauptkörper 1 aufbewahrt wird, verursachen und das gleiche Material wie für den Behälterhauptkörper 1 ist wünschenswert.
Darüber hinaus hat das Leitmittel 4 einen derartigen Öffnungsabschnitt 4a, dass die Ultraschallwellen, die von dem Ultraschallsensor 2 emittiert werden, an der reflektierenden Oberfläche 3a des Reflektormittels 3 ankommen. Genauer gesagt, der Öffnungsabschnitt 4a wird in dem untersten Teil der umlaufenden Wand von dem Leitmittel 4 auf einer Seite bereitgestellt, an der der Ultraschallsensor 2 angeordnet ist. Die Form und Größe des Öffnungsabschnitts 4a sind nicht speziell eingeschränkt, unter der Voraussetzung, dass es die Form und die Größe einer Ultraschallwelle, die von dem Ultraschallsensor 2 emittiert wird, erlauben, durch den Öffnungsabschnitt 4a zu laufen und an der reflektierenden Oberfläche 3a des Reflektormittels 3 anzukommen. Das Leitmittel 4 kann eine dimensionale Länge verwenden, die nicht die reflektierende Oberfläche 3a des Reflektormittels 3 abdeckt, in welchem Fall es keinen Bedarf dafür gibt, einen Öffnungsabschnitt 4a bereitzustellen.
Die Ultraschallwelle, die von dem Ultraschallsensor 2 in die Flüssigkeit emittiert wird, durchläuft den Öffnungsabschnitt 4a und wird von der reflektierenden Oberfläche 3a des Reflektormittels 3 in Richtung der Flüssigkeitsoberfläche reflektiert und kommt dann an der Flüssigkeitsoberfläche an, nachdem sie den Bereich im Inneren der umlaufenden Wand des Leitmittels 4 durchlaufen hat. Die reflektierte Welle, die ferner durch die Flüssigkeitsoberfläche reflektiert wird, durchläuft den Bereich im Inneren der umlaufenden Wand des Leitmittels 4, wird wieder von der reflektierenden Oberfläche 3a in Richtung des Ultraschallsensors 2 reflektiert, durchläuft den Öffnungsabschnitt 4a und kommt an dem Ultraschallsensor 2 an. In den Fällen, in denen Blasen in der Flüssigkeit, die im Inneren des Behälters aufbewahrt wird, auf Grund von Erwärmen, Schütteln oder dergleichen, auftreten, ist es möglich, indem das Leitmittel 4 bereitgestellt wird, die Auswirkungen von Blasen auf die Messung zu verringern, und es ist auch möglich die Streuung der Ultraschallwellen zu verhindern und dadurch die Abschwächung der Ultraschallwelle zu unterdrücken.
Indem ein oder mehrere Löcher bereitgestellt werden, die sich durch die umlaufende Wand des Leitmittels 4 erstecken, und zwar getrennt von dem Öffnungsabschnitt 4a, ist es möglich die Fluidität der Flüssigkeit, die in dem Behälterhauptkörper 1 aufbewahrt wird, zu verbessern. Es gibt keine bestimmten Einschränkungen für die Positionen der Löcher, die in den oberen, mittleren oder unteren Teilen der umlaufenden Wand der Führungsvorrichtung 4 sein können. Darüber hinaus gibt es keine bestimmten Einschränkungen für die Form der Löcher, die eine runde, polygonale oder eine andere Form haben können.
In einem Flüssigkeitsbehälter dieser Art ist es möglich, indem das Leitmittel 4 bereitgestellt wird, die Auswirkungen von Blasen, in den Fällen, in denen Blasen in der Flüssigkeit, die im Inneren des Behälters aufbewahrt wird, auf Grund von Erwärmen, Schütteln, etc., auftreten, auf die Messung zu verringern und darüber hinaus wird die Streuung der Ultraschallwellen verhindert, wodurch eine Abschwächung der Ultraschallwelle unterdrückt wird, was bedeutet, dass der Flüssigkeitspegel mit einer hohen Genauigkeit gemessen werden kann.
Die 3 ist eine schematische Zeichnung von einem Flüssigkeitsbehälter, die sich auf eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht. In der 3 umfasst der erfindungsgemäße Flüssigkeitsbehälter einen Behälterhauptkörper 1, einen Ultraschallsensor 2, Reflektormittel 3, einen Ultraschallsensor zur Kalibrierung 5 und Reflektormittel zur Kalibrierung 6. Die Ausgestaltung des Behälterhauptkörpers 1, des Ultraschallsensors 2 und des Reflektormittels 3 ist dieselbe wie in der 1 und auf deren Beschreibung wird deshalb hier verzichtet.
Die 4 ist eine schematische Zeichnung von einem Flüssigkeitsbehälter, der sich auf eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht. In der 4 umfasst der erfindungsgemäße Flüssigkeitsbehälter einen Behälterhauptkörper 1, einen Ultraschallsensor 2, Reflektormittel 3, einen Ultraschallsensor zur Kalibrierung 5 und Reflektormittel zur Kalibrierung 6. In dem Flüssigkeitsbehälter, der in der 3 gezeigt ist, sind das Reflektormittel und das Reflektormittel zur Kalibrierung 6 getrennt voneinander bereitgestellt, der Flüssigkeitsbehälter der 4 unterscheidet sich jedoch von diesem dahingehend, dass das Reflektormittel 3 und das Reflektormittel zur Kalibrierung 6 miteinander verbunden sind. Die Ausgestaltung des Behälterhauptkörpers 1, des Ultraschallsensors 2 und des Reflektormittels 3 ist dieselbe wie in der 1 und auf deren Beschreibung wird deshalb hier verzichtet.
Der Ultraschallsensor zur Kalibrierung 5 ist an dem Behälterhauptkörper 1 in einem Kontaktzustand mit dem untersten Teil der äußeren Oberfläche von der Seitenwand des Behälterhauptkörpers 1 installiert. Der Ultraschallsensor zur Kalibrierung 5 kann an der äußeren Oberfläche von der Seitenwand des Behälterhauptkörpers 1 befestigt sein oder er kann abnehmbar sein. Von dem Ultraschallsensor zur Kalibrierung 5 wird eine Ultraschallwelle in die Flüssigkeit, die in dem Behälterhauptkörper 1 aufbewahrt wird, durch die Seitenwand emittiert. Der Ultraschallsensor zur Kalibrierung 5 ist nicht speziell eingeschränkt und es ist möglich einen gut bekannten, gewöhnlichen Ultraschallsensor zu verwenden. Darüber hinaus ist es möglich für den Ultraschallsensor zur Kalibrierung 5 einen Ultraschallsensor desselben Typs wie für den Ultraschallsensor 2 oder einen Ultraschallsensor unterschiedlichen Typs zu verwenden.
Das Reflektormittel zu Kalibrierung 6 ist ein quaderförmiges Element, das eine reflektierende Oberfläche 6a hat, die senkrecht zur Bodenplatte ist, und es ist auf der oberen Oberfläche von der Bodenplatte im Inneren des Behälterhauptkörpers 1 mittels Schweißen oder durch Fixierelemente, wie zum Beispiel Schrauben, Bolzen oder dergleichen, installiert. Die Form des Reflektormittels zur Kalibrierung 6 ist nicht auf diese Form beschränkt und kann zum Beispiel eine Plattenform, Würfelform, viereckiger Kegel, Vierkantform oder dergleichen sein, oder sie kann durch kann eine Kombination aus diesen Formen gebildet sein. Darüber hinaus können das Reflektormittel zur Kalibrierung 6 und das Reflektormittel 3 miteinander verbunden sein, wie es in der 4 gezeigt ist.
Das Material für das Reflektormittel zur Kalibrierung 6 ist nicht speziell eingeschränkt, unter der Voraussetzung, dass es in der Lage ist Ultraschallwellen zu reflektieren, und insbesondere kann als das Material Glas, Metall, Plastik, Edelstahl, Teflon (registrierte Handelsmarke) oder dergleichen verwendet werden. Das Material für das Reflektormittel zur Kalibrierung 6 kann das gleiche sein, wie es für den Behälterhauptkörper 1 verwendet wird, oder es kann unterschiedlich sein, wenn jedoch das Material unterschiedlich ist, dann besteht die Gefahr, dass Flüssigkeitslecks an den Verbindungsabschnitten auftreten können, und es besteht die Gefahr von Einschränkungen in Bezug auf das Detergenz, das verwendet werden kann, wenn der Innenraum des Behälters gewaschen wird, und deshalb ist es wünschenswert, das gleiche Material wie für den Behälterhauptkörper 1 zu verwenden. Darüber hinaus, wenn der erfindungsgemäße Flüssigkeitsbehälter verwendet wird, um eine hochreine Chemikalie aufzubewahren, die als ein Rohmaterial für chemische Gasphasenepitaxie verwendet wird, dann ist es besonders wünschenswert Edelstahl als Material für das Reflektormittel zur Kalibrierung 6 zu verwenden, weil dadurch nur eine geringe Veränderung an der Flüssigkeit, die im Inneren des Behälters aufbewahrt wird, verursacht wird.
Das Reflektormittel zur Kalibrierung 6 ist derart angeordnet, dass sich die reflektierende Oberfläche 6a des Reflektormittels zur Kalibrierung 6 und der Ultraschallsensor zur Kalibrierung 5 gegenüber stehen. Darüber hinaus, wie gut bekannt ist, hat der Ultraschallsensor einen Bereich, in dem keine Messung möglich ist (unempfindliche Bande), und deshalb ist das Reflektormittel zur Kalibrierung 6 an einer Position angeordnet, an der die Entfernung, welche die Ultraschallwelle auf ihrem Weg von dem Ultraschallsensor zur Kalibrierung 5 zu der reflektierenden Oberfläche 6a des Reflektormittels zur Kalibrierung 6 durch die Flüssigkeit zurücklegt, größer ist als die Entfernung, bei der eine unempfindliche Bande des Ultraschallsensors zur Kalibrierung 5 erhalten wird. Die Ultraschallwelle, die von dem Ultraschallsensor zur Kalibrierung 5 in die Flüssigkeit emittiert wird, wird durch die reflektierende Oberfläche 6a des Reflektormittels zur Kalibrierung 6 in Richtung des Ultraschallsensors zur Kalibrierung 5 reflektiert und kommt an dem Ultraschallsensor zur Kalibrierung 5 an.
Im Allgemeinen, wenn der Pegel der Flüssigkeit, die im Inneren des Behälters aufbewahrt wird, detektiert wird, dann kann es, weil sich die Geschwindigkeit der Ultraschallwelle, die durch die Flüssigkeit übertragen wird mit dem Flüssigkeitstyp und der Temperatur der Flüssigkeit, die im Inneren des Behälters aufbewahrt wird, ändert, Fälle geben, in denen es nicht möglich ist einen genauen Wert zu messen, außer es wurden im Voraus für unterschiedliche Bedingungen kalibrierte Werte vorbereitet. Deshalb ist es durch die Bereitstellung eines derartigen Ultraschallsensors zur Kalibrierung 5 und derartigen Reflektormittels zur Kalibrierung 6 möglich, einen kalibrierten Wert für die Schallgeschwindigkeit der Ultraschallwellen unter den herrschenden Bedingungen in Bezug auf den Flüssigkeitstyp und die Temperatur, etc. von der Flüssigkeit, die im Inneren des Behälters aufbewahrt wird, zu erhalten, wenn der Flüssigkeitspegel gemessen wird, und deshalb ist es möglich einen genaueren Messwert zu erreichen, selbst wenn im Voraus keine kalibrierten Werte für unterschiedliche Bedingungen vorbereitet worden sind.
Die 5 ist eine schematische Zeichnung von einem Flüssigkeitsbehälter, der sich auf eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht. In der 5 umfasst der erfindungsgemäße Flüssigkeitsbehälter einen Behälterhauptkörper 1, einen Ultraschallsensor 2, Reflektormittel 3, Leitmittel 4, einen Ultraschallsensor zur Kalibrierung 5 und Reflektormittel zur Kalibrierung 6. Die Ausgestaltung des Behälterhauptkörpers 1, des Ultraschallsensors 2, des Reflektormittels 3 und des Leitmittels 4 ist dieselbe wie in der 2 und die Ausgestaltung des Ultraschallsensors zur Kalibrierung 5 ist dieselbe wie in der 3 und auf deren Beschreibung wird deshalb hier verzichtet. Das Reflektormittel zur Kalibrierung 6 ist an einer äußeren Region von der umlaufenden Wand des Leitmittels 4 angeordnet. Die restliche Ausgestaltung des Reflektormittels zur Kalibrierung 6 ist dieselbe wie in der 3 und auf deren Beschreibung wird deshalb hier verzichtet.
Die 6 ist eine schematische Zeichnung von einem Flüssigkeitsbehälter, der sich auf eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht. In der 6 umfasst der erfindungsgemäße Flüssigkeitsbehälter den Behälterhauptkörper 1, den Ultraschallsensor 2, das Reflektormittel 3, das Leitmittel 4, den Ultraschallsensor zur Kalibrierung 5 und das Reflektormittel zur Kalibrierung 6, und das Reflektormittel 3 und das Reflektormittel zur Kalibrierung 6 sind miteinander verbunden. Die Ausgestaltung des Behälterhauptkörpers 1, des Ultraschallsensors 2, des Reflektormittels 3, des Ultraschallsensors zur Kalibrierung 5 und des Reflektormittels zur Kalibrierung 6 ist dieselbe wie in der 4 und auf deren Beschreibung wird deshalb hier verzichtet.
Das Leitmittel 4 hat einen derartigen Öffnungsbereich 4b, dass eine Ultraschallwelle, die von dem Ultraschallsensor zur Kalibrierung 5 emittiert wird, an der reflektierenden Oberfläche 6a des Reflektormittels zur Kalibrierung 6 ankommen kann. Genauer gesagt, der Öffnungsabschnitt 4b ist in dem untersten Teil der umlaufenden Wand von dem Leitmittel 4 in der Richtung, in der der Ultraschallsensor zur Kalibrierung 4 angeordnet ist, bereitgestellt. Die Form und Größe des Öffnungsabschnitts 4b sind nicht speziell eingeschränkt, unter der Voraussetzung, dass die Form und Größe derart sind, dass eine Ultraschallwelle, die von dem Ultraschallsensor zur Kalibrierung 5 emittiert wird, durch den Öffnungsabschnitt 4b laufen kann und an der reflektierenden Oberfläche 6a des Reflektormittels 6 ankommen kann. Das Leitmittel 4 kann ein Mittel sein, das eine dimensionale Länge hat, die nicht die reflektierende Oberfläche 6a des Reflektormittels zur Kalibrierung 6 abdeckt, in welchem Fall es nicht notwendig ist den Öffnungsabschnitt 4b bereitzustellen. Die restliche Ausgestaltung des Leitmittels 4 ist dieselbe wie in der 2 und auf deren Beschreibung wird deshalb hier verzichtet.
Die 7 ist eine Querschnittzeichnung von der Seitenoberfläche eines Flüssigkeitsbehälters, der sich auf eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht, und die 8 ist eine Zeichnung von dem Flüssigkeitsbehälter, der in der 7 gezeigt ist, in einer Ansicht von oben. Die Flüssigkeitsbehälter die in der 7 und der 8 dargestellt sind, sind dieselben. In der 7 umfasst der erfindungsgemäße Flüssigkeitsbehälter einen Behälterhauptkörper 1, einen Ultraschallsensor 2, Reflektormittel 3, ein erstes Flüssigkeitstransportmittel 7a, ein zweites Flüssigkeitstransportmittel 7b, Gastransportmittel 8, Steuermechanismen 9a, 9b und 9c und einen Öffnungs- und Schließmechanismus 10. Die Ausgestaltung des Behälterhauptkörpers 1, des Ultraschallsensors 2 und des Reflektormittels 3 ist dieselbe wie in der 3 und auf deren Beschreibung wird deshalb hier verzichtet.
Das erste Flüssigkeitstransportmittel 7a hat eine röhrenförmige Form, welche durch den Behälterhauptkörper 1 hindurchgeführt ist und an dem Behälterhauptkörper 1 durch Schweißen oder durch Fixierelemente, wie zum Beispiel Schrauben, Bolzen oder dergleichen, installiert ist. Die Form des ersten Flüssigkeitstransportmittels 7a ist nicht auf diese Form beschränkt, unter der Voraussetzung, dass die Form es ermöglicht die Flüssigkeit zu transportieren. Das Ende des ersten Flüssigkeitstransportmittels 7a, das ins Innere von dem Behälterhauptkörper 1 eingeführt ist, erstreckt sich in die Umgebung der oberen Oberfläche von der Bodenplatte im Inneren des Behälterhauptkörpers 1. Indem ein derartiges erstes Flüssigkeitstransportmittel 7a bereitgestellt wird, ist es möglich, Flüssigkeit in den Behälterhauptkörper 1 einzuführen und die aufbewahrte Flüssigkeit zur Außenseite des Systems zu entlassen.
Das zweite Flüssigkeitstransportmittel 7b hat eine röhrenförmige Form, welche durch den Behälterhauptkörper 1 hindurchgeführt ist und an dem Behälterhauptkörper 1 durch Schweißen und durch Fixierelemente, wie zum Beispiel Schrauben, Bolzen oder dergleichen, installiert ist. Die Form des zweiten Flüssigkeitstransportmittels 7b ist nicht auf diese Form beschränkt, unter der Voraussetzung, dass die Form es ermöglicht die Flüssigkeit zu transportieren. Das Ende des zweiten Flüssigkeitstransportmittels 7b, das ins Innere von dem Behälterhauptkörper eingeführt ist, ist über dem Ende des ersten Flüssigkeitstransportmittels 7a, das ins Innere von dem Behälterhauptkörper 1 eingeführt ist, positioniert. Indem ein derartiges zweites Flüssigkeitstransportmittel 7b bereitgestellt wird, ist es dennoch möglich, selbst wenn das erste Flüssigkeitstransportmittel 7a blockiert ist und nicht verwendet werden kann, Flüssigkeit in den Behälterhauptkörper 1 einzuführen und die aufbewahrte Flüssigkeit zur Außenseite des Systems zu entlassen. Darüber hinaus ist es möglich, den Innenraum des Behälters wirksam zu reinigen, indem eine Reinigungsflüssigkeit in den Behälterhauptkörper 1 aus dem zweiten Flüssigkeitstransportmittel 7b in den Behälterhauptkörper 1 eingeführt wird.
Das Material des ersten Flüssigkeitstransportmittels 7a und des zweiten Flüssigkeitstransportmittels 7b ist nicht speziell eingeschränkt, es sollte aber eine Material sein, das die Qualität dieser Mittel nicht verändert, wenn das erste Flüssigkeitstransportmittels 7a, das zweite Flüssigkeitstransportmittels 7b und die Flüssigkeit miteinander in Kontakt kommen. Nach diesen Ausführungen ist es bevorzugt, dass diese Mittel aus dem gleichen Material wie der Behälterhauptkörper 1 gebildet sind.
Das erste Flüssigkeitstransportmittel 7a und das zweite Flüssigkeitstransportmittel 7b sind derart angeordnet, dass die Teile des ersten Flüssigkeitstransportmittels 7a und des zweiten Flüssigkeitstransportmittels 7b, die im Inneren des Behälterhauptkörpers 1 angeordnet sind, nicht auf dem Weg der Ultraschallwelle lokalisiert sind, damit sie die Ultraschallwelle nicht behindern, die von dem Ultraschallsensor 2 in die Flüssigkeit emittiert wird.
Das Gastransportmittel 8 hat eine röhrenförmige Form, welche durch den Behälterhauptkörper 1 hindurchgeführt ist und an dem Behälterhauptkörper 1 durch Schweißen oder durch Fixierelemente, wie zum Beispiel Schrauben, Bolzen oder dergleichen, installiert ist. Das Gastransportmittels 8 ist nicht darauf beschränkt, unter der Voraussetzung, dass es eine Form hat, die es ermöglicht Gas zu transportieren. Das Ende des Gastransportmittels 8 ist derart angeordnet, dass sich das Ende des Gastransportmittels 8 über der Oberfläche der Flüssigkeit befindet, wenn der Behälter feststehend ist, sodass der Teil des Gastransportmittels 8, der ins Innere von dem Behälterhauptkörper 1 eingeführt ist, nicht die Oberfläche der Flüssigkeit, die in dem Behälterhauptkörper 1 aufbewahrt wird, berührt. Das Gastransportmittel 8 kann die Funktion haben, den Innenraum des Behälterhauptkörpers 1 zu evakuieren, um ein Vakuum zu erzeugen, oder es kann die Funktion haben, Gas ins Innere des Behälterhauptkörpers 1 zu injizieren. Wenn das Gastransportmittel 8 die Funktion hat, den Innenraum des Behälterhauptkörpers 1 zu evakuieren, um ein Vakuum zu erzeugen, dann ist dies für einen Behälter für ein Rohmaterial für chemische Gasphasenepitaxie wünschenswert, das bei der Herstellung von Halbleitern und dergleichen verwendet wird. Der Grund dafür ist, dass bei dem erfindungsgemäßen Flüssigkeitsbehälter das Medium, durch das die Ultraschallwelle übertragen wird, eine Flüssigkeit ist und es deshalb möglich ist, den Flüssigkeitspegel genau zu messen, selbst wenn sich der Innenraum des Behälterhauptkörpers 1 in einem Vakuumstadium befindet. Darüber hinaus ist es einfach möglich, indem Gas aus dem Gastransportmittel 8 ins Innere des Behälterhauptkörpers 1 injiziert wird, die Flüssigkeit aus dem ersten Flüssigkeitstransportmittel 7a oder dem zweiten Flüssigkeitstransportmittel 7b zur Außenseite des Systems zu entlassen.
Das Material für das Gastransportmittel 8 ist nicht speziell eingeschränkt, unter der Voraussetzung, dass das Material keine irgendwie gestaltete Veränderung an dem Gastransportmittel 8 oder dem transportiertem Gas bewirkt, nachdem ein Kontakt zwischen beiden stattgefunden hat, es ist jedoch wünschenswert, das gleiche Material wie für den Behälterhauptkörper 1 zu verwenden.
Das erste Flüssigkeitstransportmittel 7a, das zweite Flüssigkeitstransportmittel 7b und das Gastransportmittel 8 haben jeweils auf der Außenseite des Behälterhauptkörpers 1 Steuermechanismen 9a, 9b, 9c, die typsicherweise Ventile sind. Es gibt keine speziellen Beschränkungen für die Ventile, die gut bekannte Ventile sein können, welche gewöhnlich verwendet werden, aber mögliche Beispiele sind ein Schieberventil, Kugelventil, Diaphragmaventil oder dergleichen sind.
Der Öffnungs- und Schließmechanismus 10 ist ein Deckel, der an der Deckelplatte des Behälterhauptkörpers 1 bereitgestellt ist. Der Öffnungs- und Schließmechanismus 10 hat eine runde Scheibenform, die an dem Behälterhauptkörper 1 durch Fixierelemente wie zum Beispiel Schrauben, Bolzen oder dergleichen fixiert sein oder abnehmbar sein kann. Die Form des Öffnungs- und Schließmechanismus 10 ist nicht darauf beschränkt.
Das Material für den Öffnungs- und Schließmechanismus 10 ist nicht speziell eingeschränkt, es sollte aber ein Material sein, das die Qualität dieses Mechanismus nicht verändert. Nach diesen Ausführungen ist es bevorzugt, dass der Mechanismus aus dem gleichen Material wie der Behälterhauptkörper 1 gebildet ist.
Darüber hinaus, entsprechend den Anforderungen, ist es möglich Kopplungsmittel an der Deckenplatte, den Seitenwänden und der Bodenplatte von dem Behälterhauptkörper 1 bereitzustellen und den Flüssigkeitsbehälter selbst an einer Basis oder dergleichen zu fixieren, oder Rohre, die mit dem Flüssigkeitsbehälter verbunden sind, zu fixieren. Mögliche Beispiele für die Kopplungsmittel sind Fixierelemente, wie zum Beispiel Schrauben, Bolzen oder dergleichen.
Darüber hinaus kann der Pegel von der Flüssigkeit, die in dem erfindungsgemäßen Behälter aufbewahrt wird, bestimmt werden, indem die Zeit ab der Emission der Ultraschallwelle von dem Ultraschallsensor bis zu ihrem Empfang gemessen wird, die gemessene Zeit in eine Distanz umgewandelt wird und von dieser Entfernung, die Entfernung, die die Ultraschallwelle auf ihrem Weg von dem Ultraschallsensor zu der reflektierenden Oberfläche des Reflektormittels durch die Flüssigkeit zurücklegt, subtrahiert wird.
Wie oben beschrieben, ist der erfindungsgemäße Flüssigkeitsbehälter in der Lage, den Flüssigkeitspegel innerhalb einer kurzen Zeitspanne zu messen, ohne dabei durch die unempfindliche Bande des Ultraschallsensors beeinträchtigt zu sein, selbst wenn der Flüssigkeitspegel niedrig ist. Darüber hinaus kann der Flüssigkeitsbehälter, der mit dem erfindungsgemäßen Leitmittel ausgestattet ist, die Auswirkungen auf die Messung verringern, selbst wenn ein Flüssigkeitspegel im Fall von Blasen gemessen wird, die in der Flüssigkeit, die im Inneren des Behälters aufbewahrt wird, auf Grund von Erwärmen, Schütteln oder dergleichen, auftreten, und er kann die Abschwächung der Ultraschallwellen unterdrücken, indem er die Streuung der Ultraschallwellen verhindert, und deshalb kann der Flüssigkeitspegel mit einer hohen Genauigkeit gemessen werden kann. Darüber hinaus kann der erfindungsgemäße Flüssigkeitsbehälter, der mit einem Ultraschallsensor zur Kalibrierung und dem Reflektormittel zur Kalibrierung ausgestattet ist, den Flüssigkeitspegel genau messen, selbst wenn im Voraus keine kalibrierten Werte für unterschiedliche Bedingungen vorbereitet worden sind. Darüber hinaus kann der erfindungsgemäße Flüssigkeitsbehälter, der mit dem Gasevakuierungsmittel ausgestattet ist, zur Aufbewahrung einer hochreinen Verbindung zweckmäßig verwendet werden, die als ein Rohmaterial für chemische Gasphasenepitaxie verwendet wird.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird detaillierter mittels Beispielen beschrieben. Die vorliegende Erfindung wird jedoch nicht in irgendeiner Weise durch die folgenden Beispiele eingeschränkt.
Beispiel 1
Der Flüssigkeitspegel wurde gemessen, wobei der erfindungsgemäße Flüssigkeitsbehälter verwendet wurde. Die 9 zeigt eine Ausführungsform von dem Flüssigkeitsbehälter, der in dem Beispiel 1 verwendet wurde. Hierin repräsentiert L₁ die Entfernung, die von der Ultraschallwelle durch die Flüssigkeit auf ihrem Weg von dem Ultraschallsensor 2 zu der reflektierenden Oberfläche 3a des Reflektormittels 3 zurückgelegt wird, und L₂ repräsentiert die Entfernung von der reflektierenden Oberfläche 3a des Reflektormittels 3 zu der Flüssigkeitsoberfläche. L₁ + L₂ wird unter der Annahme gemessen, dass L₁ = 60 mm und L₂ = 20 mm ist. Nachdem L₁ konstant ist, ist es dann möglich den Flüssigkeitspegel zu berechnen, indem L₁ von L₁ + L₂ subtrahiert wird. Die unempfindliche Bande des Ultraschallsensors ist 30 mm. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 1
Der Flüssigkeitspegel wurde gemessen, wobei ein Flüssigkeitsbehälter verwendet wurde, der einen Ultraschallsensor hatte, der an dem äußeren Bodenteil des Behälterhauptkörpers bereitgestellt war. Die 10 zeigt eine Ausführungsform von dem Flüssigkeitsbehälter, der in dem Vergleichsbeispiel 1 verwendet wurde. Hier repräsentiert L₃ die Entfernung, die von der Ultraschallwelle durch die Flüssigkeit auf ihrem Weg von dem Ultraschallsensor 2 zu der Flüssigkeitsoberfläche zurückgelegt wird. Diese wird als L₃ = 20 mm gemessen. Die unempfindliche Bande des Ultraschallsensors ist 30 mm. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt. [Tabelle 1]

L₁ L₂ L₁ + L₂ L₃ Messergebnis

Beispiel 1 60 mm 20 mm 80 mm - 81 mm

Vergleichsbeispiel 1 - - - 20 mm nicht messbar^*1

^*1Der Flüssigkeitspegel ist in der unempfindlichen Bande des Ultraschallsensors und kann deshalb nicht gemessen werden.
Aus den Ergebnissen des Beispiels 1 ist ersichtlich, dass, gemäß der vorliegenden Erfindung, der Pegel einer Flüssigkeit, die im Inneren des Behälters aufbewahrt wird, exakt gemessen werden kann, selbst wenn der Flüssigkeitspegel niedriger ist als die unempfindliche Bande des Ultraschallsensors.
Legende der Bezugszeichen

1 Behälterhauptkörper, 2 Ultraschallsensor, 3 Reflektormittel, 3a reflektierende Oberfläche, 4 Leitmittel, 4a und 4b Öffnungsabschnitt, 5 Ultraschallsensor zur Kalibrierung, 6 Reflektormittel zur Kalibrierung, 6a reflektierende Oberfläche, 7a erstes Flüssigkeitstransportmittel, 7b zweites Flüssigkeitstransportmittel, 8 Gastransportmittel, 9a, 9b und 9c Steuermechanismus, 10 Öffnungs- und Schließmechanismus.

Claims

Flüssigkeitsbehälter, umfassend: einen Behälterhauptkörper, der eine Flüssigkeit aufbewahrt; einen Ultraschallsensor, der so angeordnet ist, dass er eine äußere Seitenwand des Behälterhauptkörpers berührt und eine Ultraschallwelle in die Flüssigkeit emittiert; und ein Reflektormittel, das an einem inneren Bodenteil des Behälterhauptkörpers angeordnet ist und eine Ultraschallwelle, die von dem Ultraschallsensor in die Flüssigkeit emittiert wird, in Richtung der Flüssigkeitsoberfläche reflektiert, wobei das Reflektormittel an einer Position angeordnet ist, an der eine Entfernung, welche die Ultraschallwelle auf ihrem Weg von dem Ultraschallsensor zu einer reflektierenden Oberfläche des Reflektormittels durch die Flüssigkeit zurücklegt, größer ist als eine Entfernung, bei der eine unempfindliche Bande des Ultraschallsensors erhalten wird.
Flüssigkeitsbehälter nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Leitmittel zum Leiten einer Ultraschallwelle, die von dem Reflektormittel in Richtung der Flüssigkeitsoberfläche reflektiert wird, und zum Leiten einer reflektierten Welle von der Flüssigkeitsoberfläche in Richtung des Reflektormittels.
Flüssigkeitsbehälter nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: einen Ultraschallsensor zur Kalibrierung, der so angeordnet ist, dass er eine äußere Seitenwand des Behälterhauptkörpers berührt und eine Ultraschallwelle in die Flüssigkeit emittiert; und ein Reflektormittel zur Kalibrierung, das an einem inneren Bodenteil des Behälterhauptkörpers angeordnet ist und eine Ultraschallwelle, die von dem Ultraschallsensor zur Kalibrierung in die Flüssigkeit emittiert wird, in Richtung des Ultraschallsensors zur Kalibrierung reflektiert.
Flüssigkeitsbehälter nach Anspruch 1 bis 3, ferner umfassend ein Gasevakuierungsmittel zur Evakuierung von Gas aus dem Innernaum des Behälterhauptkörpers, um ein Vakuum zu erzeugen.
Verfahren zur Messung eines Pegels von einer Flüssigkeit, die in einem Flüssigkeitsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4 aufbewahrt wird, wobei das Verfahren umfasst: Messung einer Zeit ab der Emission einer Ultraschallwelle von dem Ultraschallsensor bis zum Empfang der Ultraschallwelle; Umwandeln der gemessenen Zeit in eine Entfernung; und Subtrahieren, von dieser Entfernung, der Entfernung, welche die Ultraschallwelle auf ihrem Weg von dem Ultraschallsensor zu der reflektierenden Oberfläche des Reflektormittels durch die Flüssigkeit zurücklegt.