JP2010175308A - 容量計測システム - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の液面計を使用する場合において、液面計同士の相互干渉を防止し、安定して容量を計測できる容量計測システムを実現する。
【解決手段】複数の液面計を配置し、これらの液面計の出力に基づいて液体の容量を計測する容量計測システムにおいて、
前記液面計は、
液体の液面に向けて無線信号を送信する送信部1と、
無線信号の液面からの反射信号を受信する受信部2と、
無線信号の送信から受信までの時差に基づいて液体の液面高さを計測する計測部3と、
無線信号の周波数を、他の液面計で使用されている無線信号と相互干渉しない周波数に制御する周波数制御部4と、
を備えたことを特徴とする。
【選択図】図2
【解決手段】複数の液面計を配置し、これらの液面計の出力に基づいて液体の容量を計測する容量計測システムにおいて、
前記液面計は、
液体の液面に向けて無線信号を送信する送信部1と、
無線信号の液面からの反射信号を受信する受信部2と、
無線信号の送信から受信までの時差に基づいて液体の液面高さを計測する計測部3と、
無線信号の周波数を、他の液面計で使用されている無線信号と相互干渉しない周波数に制御する周波数制御部4と、
を備えたことを特徴とする。
【選択図】図2
Description
本発明は容量計測システムに関し、詳しくは、複数の液面計を配置し、これらの液面計の出力に基づいて液体の容量を計測する容量計測システムに関する。
図6は従来の容量計測システムを構成する液面計の一例を示す図である。
タンク内に液体が収容されている。図6の(a)に示すように、この液体の上方でタンク底面Tbから高さHの位置に、送信部11、受信部12、計測部13からなる液面計が設置されている。液面計は、送信部11から液体の液面Aに向けて音波などの無線信号を送信し、この送信信号の液面Aからの反射信号を受信部12で受信する。
タンク内に液体が収容されている。図6の(a)に示すように、この液体の上方でタンク底面Tbから高さHの位置に、送信部11、受信部12、計測部13からなる液面計が設置されている。液面計は、送信部11から液体の液面Aに向けて音波などの無線信号を送信し、この送信信号の液面Aからの反射信号を受信部12で受信する。
無線信号の送信と受信の間には、図6の(b)に示すように、時差Δt1が生じる。計測部13は、無線信号の伝播速度Vおよび時差Δt1に基づいて、液面計と液面Aとの距離Dを求める。高さHおよび距離Dから、タンク内の液面高さLが求められる。タンク内の液面高さLを把握することにより、タンク内の液体の容量を求めることができる。
ところで、航空機では、機体の傾きや加速度の影響により、燃料タンク内で燃料が傾く。そのため、特に大型航空機の燃料タンクでは、通常、タンク内の異なる位置に液面計を設置し、複数の位置で燃料の液面高さを計測する。
下記特許文献1には、超音波センサや光電センサ等から発信した信号を液面で反射させ、その反射信号を受信する液面レベル計が記載されている。
また、下記特許文献2には、燃料タンク内に複数の位置での燃料の高さを出力する複数のプローブを備えた燃料計量装置が記載されている。
また、下記特許文献2には、燃料タンク内に複数の位置での燃料の高さを出力する複数のプローブを備えた燃料計量装置が記載されている。
しかしながら、航空機の燃料タンクのように複数の液面計を使用する必要がある場合には、これらの液面計の送信信号が互いに他の液面計に影響を与え、正常な計測ができない場合がある。
図7は液面計同士の相互干渉の説明図である。
同じ構成の液面計LG10,LG20が、ひとつの燃料タンク内に設置されているとする。液面計LG10,LG20は、それぞれ自機の送信部11,21から無線信号を送信し、自機が送信した無線信号の反射信号をそれぞれ自機の受信部12,22で受信する。しかし、図7に示すように、液面計LG10の受信部12に、液面計LG20から送信された無線信号の一部が入射する場合がある。すると、液面計LG10の受信部12は、液面計LG20からの無線信号を自機が送信した無線信号の反射信号であると誤認してしまう。その結果、液面計LG10は、無線信号の送信から受信までの時差Δt1を誤って認識し、誤った液面高さを算出してしまう。
同じ構成の液面計LG10,LG20が、ひとつの燃料タンク内に設置されているとする。液面計LG10,LG20は、それぞれ自機の送信部11,21から無線信号を送信し、自機が送信した無線信号の反射信号をそれぞれ自機の受信部12,22で受信する。しかし、図7に示すように、液面計LG10の受信部12に、液面計LG20から送信された無線信号の一部が入射する場合がある。すると、液面計LG10の受信部12は、液面計LG20からの無線信号を自機が送信した無線信号の反射信号であると誤認してしまう。その結果、液面計LG10は、無線信号の送信から受信までの時差Δt1を誤って認識し、誤った液面高さを算出してしまう。
そこで、従来は、このような液面計同士の相互干渉を防止するために、タンク内での液面計の取り付け位置を制限したり、液面計にフードを被せて送信信号の伝播経路を制限したり、液面計同士の間に送信信号を減衰させる吸収板(仕切り板)を設けるなどの措置を行っていた。しかし、これらの措置は、液面計の使用上の制限を増加させたり、コスト増、質量増、タンク容積の減少といった問題を招いていた。
本発明は、従来の問題をなくし、液面計以外の部分に対策を施すことなく、液面計同士の相互干渉を防止し、安定して容量を計測できる容量計測システムを実現することを目的とする。
このような課題を達成するために、請求項1に記載の発明は、
複数の液面計を配置し、これらの液面計の出力に基づいて液体の容量を計測する容量計測システムにおいて、
前記液面計は、
前記液体の液面に向けて無線信号を送信する送信部と、
前記無線信号の前記液面からの反射信号を受信する受信部と、
前記無線信号の送信から受信までの時差に基づいて前記液体の液面高さを計測する計測部と、
前記無線信号の周波数を、他の液面計で使用されている無線信号と相互干渉しない周波数に制御する周波数制御部と、
を備えたことを特徴とする。
複数の液面計を配置し、これらの液面計の出力に基づいて液体の容量を計測する容量計測システムにおいて、
前記液面計は、
前記液体の液面に向けて無線信号を送信する送信部と、
前記無線信号の前記液面からの反射信号を受信する受信部と、
前記無線信号の送信から受信までの時差に基づいて前記液体の液面高さを計測する計測部と、
前記無線信号の周波数を、他の液面計で使用されている無線信号と相互干渉しない周波数に制御する周波数制御部と、
を備えたことを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、
請求項1に記載の容量計測システムにおいて、
前記周波数制御部は、前記受信部が相互干渉する可能性のある周波数の無線信号を受信した場合に、自機の無線信号の周波数を変更することを特徴とする。
請求項1に記載の容量計測システムにおいて、
前記周波数制御部は、前記受信部が相互干渉する可能性のある周波数の無線信号を受信した場合に、自機の無線信号の周波数を変更することを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、
請求項1に記載の容量計測システムにおいて、
前記周波数制御部は、定期的に周波数をホッピングさせることを特徴とする。
請求項1に記載の容量計測システムにおいて、
前記周波数制御部は、定期的に周波数をホッピングさせることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、
請求項1〜3のいずれかに記載の容量計測システムにおいて、
前記送信部は、前記無線信号に自機を示す識別信号を付加することを特徴とする。
請求項1〜3のいずれかに記載の容量計測システムにおいて、
前記送信部は、前記無線信号に自機を示す識別信号を付加することを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、
請求項1〜4のいずれかに記載の容量計測システムにおいて、
前記液面計が航空機の燃料タンク内に配置され、この燃料タンク内に収容された燃料の容量を計測することを特徴とする。
請求項1〜4のいずれかに記載の容量計測システムにおいて、
前記液面計が航空機の燃料タンク内に配置され、この燃料タンク内に収容された燃料の容量を計測することを特徴とする。
請求項1の発明によれば、
周波数制御部が自機の無線信号の周波数を他の液面計で使用されている無線信号と相互干渉しない周波数に制御することにより、液面計以外の部分に対策を施すことなく、液面計同士の相互干渉を防止し、安定して容量を計測できる容量計測システムを実現できる。
また、何らかの理由により特定の周波数で正常に測定できないような場合に、その周波数を使用せず、他の周波数を用いて測定を継続できる。
周波数制御部が自機の無線信号の周波数を他の液面計で使用されている無線信号と相互干渉しない周波数に制御することにより、液面計以外の部分に対策を施すことなく、液面計同士の相互干渉を防止し、安定して容量を計測できる容量計測システムを実現できる。
また、何らかの理由により特定の周波数で正常に測定できないような場合に、その周波数を使用せず、他の周波数を用いて測定を継続できる。
請求項2の発明によれば、
周波数制御部が、受信部が相互干渉する可能性のある周波数の無線信号を受信した場合に自機の無線信号の周波数を変更するため、他の液面計の状況に応じて効率良く相互干渉を防止できる。
周波数制御部が、受信部が相互干渉する可能性のある周波数の無線信号を受信した場合に自機の無線信号の周波数を変更するため、他の液面計の状況に応じて効率良く相互干渉を防止できる。
請求項3の発明によれば、
周波数制御部が定期的に周波数をホッピングさせるため、液面計が使用する周波数が分散し、ノイズ成分のレベルを低減できる。
周波数制御部が定期的に周波数をホッピングさせるため、液面計が使用する周波数が分散し、ノイズ成分のレベルを低減できる。
請求項4の発明によれば、
送信部が無線信号に自機を示す識別信号を付加するため、受信した無線信号が自機の送信した無線信号であるか否かの判断が容易になる。
送信部が無線信号に自機を示す識別信号を付加するため、受信した無線信号が自機の送信した無線信号であるか否かの判断が容易になる。
請求項5の発明によれば、
液面計を航空機の燃料タンク内に配置することにより、航空機の燃料タンク内に収容された燃料の容量を計測するためのシステムにも適用できる。
液面計を航空機の燃料タンク内に配置することにより、航空機の燃料タンク内に収容された燃料の容量を計測するためのシステムにも適用できる。
図1は本発明の実施例を示す構成図である。本実施例では、本発明の容量計測システムを航空機の燃料タンクに収容された燃料の容量計測に適用した例について説明する。
航空機の燃料タンクT内に燃料Gが収容されている。燃料タンクTの上側の内壁の異なる位置に、液面計LG1〜LG4が取り付けられている。液面計LG1〜LG4は、それぞれの位置において、燃料Gのタンク底面Tbからの液面高さを計測し、演算部100に出力する。演算部100は、各位置において得られる燃料Gの液面高さおよび燃料タンクTの形状に基づいて、燃料タンクT内にある燃料Gの容量Vを算出する。
図2は液面計LG1の構成を示す図である。なお、液面計LG2〜LG4についても同様の構成となっている。
液面計LG1は、タンク底面Tbから高さHの位置に取り付けられている。液面計LG1は、送信部1、受信部2、計測部3、周波数制御部4から構成されている。
送信部1は、燃料Gの液面Aに向けて超音波信号を送信する。受信部2は、この超音波信号の液面Aからの反射信号を受信する。
周波数制御部4は、送信部1が送信する超音波信号の周波数を制御する。すなわち、送信部1は、周波数制御部4から超音波信号の周波数の指示を受け、その指示された周波数の超音波信号を生成する。図2では、周波数制御部4は送信部1に周波数f1を指示し、送信部1は周波数f1の超音波信号を液面Aに向けて送信している。
周波数制御部4は、送信部1が送信する超音波信号の周波数を制御する。すなわち、送信部1は、周波数制御部4から超音波信号の周波数の指示を受け、その指示された周波数の超音波信号を生成する。図2では、周波数制御部4は送信部1に周波数f1を指示し、送信部1は周波数f1の超音波信号を液面Aに向けて送信している。
超音波信号の送信と受信の間には、液面計LG1と液面Aまでの距離Dに応じた時差Δt1が生じる。計測部3は、超音波信号の伝播速度Vおよび時差Δt1に基づいて、液面計LG1と液面Aとの距離Dを求める。計測部3は、高さHおよび距離Dから燃料Gの液面高さLを求め、演算部100に出力する。
なお、送信信号は、実際には、図3の(a)に示すように、液面Aだけでなくタンク底面Tbやタンク側面Tsにおいても反射される。反射される位置が異なると、超音波信号が送信されてから受信部2に到達するまでの経路長が変化する。そのため、受信部2で得られる受信信号は、図3の(b)に示すように、異なる時差Δt1’,Δt1”,・・・で戻ってきた複数の反射信号が合成されたものとなる。この中で、最初に得られる第1の反射信号が液面Aによる反射信号と考え、この第1の反射信号が受信されるまでの時差Δt1を用いて液面高さLを計算する。以下の説明では、第1の反射信号についてのみ記載し、その後に得られる第2、第3、・・・の反射信号については記載を省略する。
ここで、図4に示すように、他の液面計から送信された、周波数f1とは異なる周波数f1’の超音波信号が液面計LG1の受信部2に入射してきたとする。
液面計LG1の受信部2は、自機の周波数f1とは異なる周波数の超音波信号を受信すると、その超音波信号の周波数(周波数f1’)を検出し、周波数制御部4に通知する。周波数制御部4は、周波数f1と周波数f1’が相互干渉するか否かを検討する。周波数制御部4は、周波数f1と周波数f1’が相互干渉すると判断した場合には、自機の周波数を相互干渉するおそれのない別の周波数f2に変更する。周波数制御部4は、新しい周波数f10を送信部1に指示し、送信部1は送信する超音波信号の周波数をf10に変更する。
図5は本発明の効果を示す図であり、図5の(a)は液面計LG1の超音波信号の送信タイミング、(b)は液面計LG2の超音波信号の送信タイミング、(c)は液面計LG1の受信信号のタイミングを示している。
図5の(c)に示すように、液面計LG1の受信部2は、自機の反射信号よりも先に液面計LG2の反射信号を受信している。しかし、液面計LG1と液面計LG2の超音波信号は周波数が異なるため、液面計LG1の受信部2は、自機の超音波信号の反射信号が戻ってきたタイミングを見分けることができる。これにより、液面計LG1は、自機の超音波信号の反射信号が戻ってくるまでの時差Δt1を正しく認識でき、液面高さを正しく求めることができる。
図5の(c)に示すように、液面計LG1の受信部2は、自機の反射信号よりも先に液面計LG2の反射信号を受信している。しかし、液面計LG1と液面計LG2の超音波信号は周波数が異なるため、液面計LG1の受信部2は、自機の超音波信号の反射信号が戻ってきたタイミングを見分けることができる。これにより、液面計LG1は、自機の超音波信号の反射信号が戻ってくるまでの時差Δt1を正しく認識でき、液面高さを正しく求めることができる。
液面計LG2〜LG4についても、それぞれ液面計LG1と同様の動作を行う。たとえば、液面計LG2が周波数f2の超音波信号を送信している場合に、この周波数と相互干渉する周波数f2’の超音波信号を受信したら、液面計LG2の周波数制御部4は、自機の超音波信号の周波数を相互干渉するおそれのない別の周波数f20に変更する。
本実施例は以上のように構成され、
周波数制御部4が、自機の液面計の超音波信号の周波数を周囲の液面計の超音波信号と相互干渉しない周波数に制御することにより、液面計以外の部分に対策を施すことなく液面計同士の相互干渉を防止し、安定して容量を計測できる容量計測システムを実現できる。
周波数制御部4が、自機の液面計の超音波信号の周波数を周囲の液面計の超音波信号と相互干渉しない周波数に制御することにより、液面計以外の部分に対策を施すことなく液面計同士の相互干渉を防止し、安定して容量を計測できる容量計測システムを実現できる。
また、周波数制御部が、受信部が相互干渉する周波数の超音波信号を受信した場合に自機の超音波信号の周波数を変更するため、周囲の液面計が使用している周波数の状況に応じて効率良く相互干渉を防止できる。
なお、相互干渉する周波数の超音波信号の送信元は問わないため、周囲の液面計が相互干渉する周波数で超音波信号を送信している場合に限らず、たとえば燃料タンクTの外部からノイズとなる超音波信号が入射してきたような場合にも対応できる。
なお、相互干渉する周波数の超音波信号の送信元は問わないため、周囲の液面計が相互干渉する周波数で超音波信号を送信している場合に限らず、たとえば燃料タンクTの外部からノイズとなる超音波信号が入射してきたような場合にも対応できる。
なお、本実施例では、受信部が相互干渉する周波数の超音波信号を受信した場合に自機の周波数を変更したが、自機の超音波信号の周波数で正常に反射信号が得られない場合にも自機の周波数を変更するようにしてもよい。何らかの理由により特定の周波数では正常に測定できない場合であっても、他の周波数を用いて液面高さの計測を継続できる。
また、本実施例では、受信部が相互干渉する周波数の超音波信号を受信した場合に自機の周波数を変更したが、周波数制御部は定期的に自機の超音波信号の周波数をホッピングさせてもよい。超音波信号の周波数が分散し、ノイズ成分のレベルを低減できる。
また、送信部は、送信する超音波信号に自機を示す識別信号を付加してもよい。受信した超音波信号が自機の送信した超音波信号であるか否かの判断が容易になる。
また、本実施例では、液面Aに向けて超音波信号を送信したが、送信する信号はこれに限らず、光信号や電波信号であってもよい。
また、本実施例では、液面計LG1〜LG4は液面Aの上方から超音波信号を送信したが、液面計LG1〜LG4は、タンク底面Tbに取り付けられ、液面Aの下方から超音波信号を送信する方式であってもよい。また、タンク側面Tsから超音波信号を入射させ、その反射吸収量により液面を検出する方式にも適用可能である。
本実施例における燃料Gは請求項における液体に相当し、超音波信号は請求項における無線信号に相当する。
1 送信部
2 受信部
3 計測部
4 周波数制御部
A 液面
2 受信部
3 計測部
4 周波数制御部
A 液面
Claims (5)
- 複数の液面計を配置し、これらの液面計の出力に基づいて液体の容量を計測する容量計測システムにおいて、
前記液面計は、
前記液体の液面に向けて無線信号を送信する送信部と、
前記無線信号の前記液面からの反射信号を受信する受信部と、
前記無線信号の送信から受信までの時差に基づいて前記液体の液面高さを計測する計測部と、
前記無線信号の周波数を、他の液面計で使用されている無線信号と相互干渉しない周波数に制御する周波数制御部と、
を備えたことを特徴とする容量計測システム。 - 前記周波数制御部は、前記受信部が相互干渉する可能性のある周波数の無線信号を受信した場合に、自機の無線信号の周波数を変更することを特徴とする請求項1に記載の容量計測システム。
- 前記周波数制御部は、定期的に周波数をホッピングさせることを特徴とする請求項1に記載の容量計測システム。
- 前記送信部は、前記無線信号に自機を示す識別信号を付加することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の容量計測システム。
- 前記液面計が航空機の燃料タンク内に配置され、この燃料タンク内に収容された燃料の容量を計測することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の容量計測システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009016098A JP2010175308A (ja) | 2009-01-28 | 2009-01-28 | 容量計測システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009016098A JP2010175308A (ja) | 2009-01-28 | 2009-01-28 | 容量計測システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010175308A true JP2010175308A (ja) | 2010-08-12 |
Family
ID=42706439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009016098A Pending JP2010175308A (ja) | 2009-01-28 | 2009-01-28 | 容量計測システム |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2010175308A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101926342B1 (ko) | 2017-12-18 | 2018-12-07 | 대하테크원(주) | 채널설정이 가능한 플로트 레벨 센서장치 |
WO2019140055A1 (en) * | 2018-01-11 | 2019-07-18 | Walbro Llc | Radio frequency based liquid level sensor |
-
2009
- 2009-01-28 JP JP2009016098A patent/JP2010175308A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101926342B1 (ko) | 2017-12-18 | 2018-12-07 | 대하테크원(주) | 채널설정이 가능한 플로트 레벨 센서장치 |
WO2019140055A1 (en) * | 2018-01-11 | 2019-07-18 | Walbro Llc | Radio frequency based liquid level sensor |
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