JP2015064266A - Position measuring system for medium boundary - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空間と被測定物との間の境界の位置を、電波の伝搬速度の差に基づいて計測する、媒質境界位置の計測システムに関するものである。 The present invention relates to a medium boundary position measurement system that measures the position of a boundary between a space and an object to be measured based on a difference in propagation speed of radio waves.
被測定物に向けて電波を送信し、被測定物によって反射された電波を受信し、送信から受信までの経過時間に基づいて、被測定物の位置を計測する計測装置には、様々な方式のものがある。例えば、チャープ方式や、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）レーダー方式などが知られている。 There are various methods for measuring devices that transmit radio waves to the object to be measured, receive radio waves reflected by the object to be measured, and measure the position of the object to be measured based on the elapsed time from transmission to reception. There are things. For example, a chirp method and an FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) radar method are known.
ＦＭＣＷレーダー方式は、図４に示すように、予め決められた固定時間（この時間を掃引時間（Ｔ）という。）において、予め決められた周波数を掃引しながら測定地点に向けて電波を送信する方式である。この送信される電波の周波数を掃引周波数（Ｆ）という。 As shown in FIG. 4, the FMCW radar system transmits radio waves toward a measurement point while sweeping a predetermined frequency during a predetermined fixed time (this time is referred to as a sweep time (T)). It is a method. The frequency of the transmitted radio wave is called a sweep frequency (F).
送信された電波が被測定物で反射されて戻るまでの往復時間をｔとすると、図５に示すように、往復時間ｔが経過する間に、送信周波数はＦ・ｔ／Ｔだけ掃引される。反射波を受信した時点の送信波と反射波を混合したビート信号の周波数（ビート周波数ＦＢ）は、送信周波数ＦＴと受信周波数ＦＲの差となる。 Assuming that the round-trip time until the transmitted radio wave is reflected and returned by the object to be measured is t, the transmission frequency is swept by F · t / T during the round-trip time t as shown in FIG. . Frequency of the beat signal obtained by mixing the transmission wave and the reflected wave at the time of receiving the reflected wave (beat frequency F B) is a difference between the reception frequency F R and the transmission frequency F T.
往復時間ｔは「ｔ＝（Ｔ／Ｆ）×ＦＢ」で定まるから、上記ビート周波数ＦＢを知ることができれば、送信地点から測定地点まで電波が往復するのに要した時間ｔを算定できる。自由空間における電波の伝搬速度は光速Ｃであるから、送信地点から測定地点までの距離Ｌは、「Ｌ＝Ｃ×ｔ／２＝Ｃ×Ｔ×ＦＢ／２Ｆ」（式Ａ）により算出することができる。 Since the round-trip time t is determined by “t = (T / F) × F B ”, if the beat frequency F B can be known, the time t required for radio waves to travel back and forth from the transmission point to the measurement point can be calculated. . Since the propagation speed of the radio wave in free space is the speed of light C, the distance L from the transmission point to the measurement point is calculated by “L = C × t / 2 = C × T × F B / 2F” (formula A). be able to.
以上説明したＦＭＣＷレーダー方式を用いた従来例の計測装置について説明する。図６は従来のＦＭＣＷデータ方式の測定装置の機能ブロックの例を示している。図６において、ＦＭＣＷレーダー方式の測定装置１００は、ＤＳＰ（デジタル信号処理装置：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｓｅｓｓｏｒ）１０１と、デジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）１０２と、ＶＣＯ（電圧制御発振器）１０３と、結合回路（ＨＹＢ）１０４と、トランスデューサ１０６と、混合器（Ｍｉｘｅｒ）１０７と、自動利得制御回路（ＡＧＣ）１０８と、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）１０９と、を有してなる。ＤＡＣ１０２とＶＣＯ１０３を含む部分は送信系を構成し、Ｍｉｘｅｒ１０７からＡＤＣ１０９に至る部分は受信系を構成する。 A conventional measuring apparatus using the FMCW radar method described above will be described. FIG. 6 shows an example of functional blocks of a conventional FMCW data type measuring apparatus. In FIG. 6, an FMCW radar type measuring apparatus 100 includes a DSP (digital signal processor) 101, a digital-analog converter (DAC) 102, a VCO (voltage controlled oscillator) 103, and a coupling circuit ( HYB) 104, transducer 106, mixer 107, automatic gain control circuit (AGC) 108, and analog-to-digital converter (ADC) 109. A portion including the DAC 102 and the VCO 103 constitutes a transmission system, and a portion from the mixer 107 to the ADC 109 constitutes a reception system.
ＤＳＰ１０１にはメモリ１１１が内蔵されている。メモリ１１１には、掃引時間Ｔに対するＶＣＯ１０３の発振周波数を決定するデータであって、ＶＣＯ１０３への印加電圧と掃引時間Ｔとの関係を規定する電圧−時間カーブ（Ｖ−Ｔカーブ）が、電圧−時間テーブル（Ｖ−Ｔテーブル）として記憶されている。また、メモリ１１１には、上記にて説明したＦＭＣＷレーダー方式による、距離の測定処理を実行するためのプログラムが記憶されている。 The DSP 101 has a built-in memory 111. The memory 111 has data for determining the oscillation frequency of the VCO 103 with respect to the sweep time T, and a voltage-time curve (VT curve) that defines the relationship between the voltage applied to the VCO 103 and the sweep time T is voltage- It is stored as a time table (VT table). In addition, the memory 111 stores a program for executing a distance measurement process using the FMCW radar method described above.
ＤＳＰ１０１は、メモリ１１１に記憶されているプログラムに基づいて、Ｖ−Ｔテーブルを読み出す。読み出されたＶ−Ｔテーブルは、ＤＡＣ１０２によって、時間の経過に伴い連続的に変化する電圧値（アナログ信号）に変換される。このアナログ信号がＶＣＯ１０３の制御電圧となる。この制御電圧がＶＣＯ１０３に加えられると、発振される信号の周波数（発振周波数）は、連続的に変化する。この周波数が連続的に変化する発振信号が、ＨＹＢ１０４を経てアンテナであるトランスデューサ１０６において電波に変換される。この電波が測定地点（例えば、液面計であれば液体の液面）に向けて送信される。 The DSP 101 reads out the VT table based on the program stored in the memory 111. The read V-T table is converted by the DAC 102 into a voltage value (analog signal) that continuously changes with time. This analog signal becomes the control voltage of the VCO 103. When this control voltage is applied to the VCO 103, the frequency of the oscillated signal (oscillation frequency) changes continuously. The oscillation signal whose frequency continuously changes is converted into a radio wave by the transducer 106 which is an antenna through the HYB 104. This radio wave is transmitted toward a measurement point (for example, a liquid level of a liquid level gauge).
上記トランスデューサ１０６から測定地点までの間には被測定系３１が介在している。測定地点で反射された電波は被測定系３１を介して上記トランスデューサ１０６でとらえられる。トランデューサ１０６でとらえられた反射波は受信信号に変換されて、ＨＹＢ１０４を経て受信系に導かれる。受信系では、Ｍｉｘｅｒ１０７において、受信信号と、この受信信号を受信した時刻の発振信号が混合される。受信信号と送信信号の混合によって、受信周波数と送信周波数の差の周波数によるビート信号が生成される。このビート信号がＡＧＣ１０８に入力される。このビート信号の周波数をビート周波数ＦＢという。 A system under measurement 31 is interposed between the transducer 106 and the measurement point. The radio wave reflected at the measurement point is captured by the transducer 106 via the system under measurement 31. The reflected wave captured by the transducer 106 is converted into a reception signal and guided to the reception system via the HYB 104. In the receiving system, the mixer 107 mixes the received signal and the oscillation signal at the time when the received signal is received. By mixing the reception signal and the transmission signal, a beat signal having a frequency difference between the reception frequency and the transmission frequency is generated. This beat signal is input to the AGC 108. The frequency of the beat signal that beat frequency F B.
ビート信号は、ＡＧＣ１０８で適宜の振幅値に制御されたのち、ＡＤＣ１０９でデジタル信号に変換されて、振幅値としてＤＳＰ１０１に入力される。ＤＳＰ１０１では、Ｖ−Ｔデータの読み出しからビート信号の振幅値を取込む処理を、掃引時間（Ｔ）の間実行する。この掃引時間（Ｔ）の間に取り込まれた時間軸データであるビート信号振幅値群に対して、フィルタリング処理を行ない不要なノイズ成分を除去した後に、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理が行なわれて、ビート周波数ＦＢが抽出される。 The beat signal is controlled to an appropriate amplitude value by the AGC 108, converted to a digital signal by the ADC 109, and input to the DSP 101 as an amplitude value. In the DSP 101, processing for taking in the amplitude value of the beat signal from reading of the VT data is executed during the sweep time (T). Filtering processing is performed on the beat signal amplitude value group which is time axis data captured during the sweep time (T) to remove unnecessary noise components, and then FFT (Fast Fourier Transform) processing is performed. , beat frequency F B is extracted.
メモリ１１１に記憶されているプログラムは、抽出されたビート周波数ＦＢを用いて、上記式Ａによる算定処理を実行して、測定地点までの距離Ｌを算定する。 Program stored in the memory 111, using the extracted beat frequency F B, by performing the calculation processing by the above formula A, it calculates the distance L to the measurement point.
以上説明したＦＭＣＷレーダー方式の計測装置は、タンクに備蓄されている液体の液位測定などに用いられる。その例を図７に示す。図７において、計測装置１００ａはタンク４００ａの天板上に設置されている。タンク４００ａは液体４０１ａを備蓄するものである。タンク４００ａの上部には、アンテナであるトランスデューサ１０６ａが、タンク４００ａの天板から液体４０１ａの液面に向けて設置されている。トランスデューサ１０６ａから液体４０１ａに向けて送信される電波は、タンク４００ａ内を光速Ｃで伝搬し、液体４０１ａの液面で反射されて、トランスデューサ１０６ａで受信される。 The FMCW radar type measuring device described above is used for measuring the level of liquid stored in a tank. An example is shown in FIG. In FIG. 7, the measuring device 100a is installed on the top plate of the tank 400a. The tank 400a stores the liquid 401a. On the upper part of the tank 400a, a transducer 106a as an antenna is installed from the top plate of the tank 400a toward the liquid surface of the liquid 401a. A radio wave transmitted from the transducer 106a toward the liquid 401a propagates in the tank 400a at the speed of light C, is reflected by the liquid surface of the liquid 401a, and is received by the transducer 106a.
図７に示すように、タンク４００ａ内の空間に向けて電波を送信すると、液体４０１ａの誘電率が低いときは、液面での電波の反射レベルが低く、液面位の測定精度が低下する。これを解消するために、図８に示すように、計測装置１００をタンク４００の天板上に設置し、円筒形状の円形導波管３００を、タンク４００の天板から底に向けて設置する。この円形導波管３００内に向けてアンテナであるトランスデューサ１０６から電波を送信し、液体４００の液面で反射してくる反射波をトランスデューサ１０６で受信する。なお、円形導波管３００内には液体４０１が進入することができ、タンク４００内の液体レベルと円形導波管３００内の液体レベルが一致するようになっている。 As shown in FIG. 7, when radio waves are transmitted toward the space in the tank 400a, when the dielectric constant of the liquid 401a is low, the reflection level of radio waves at the liquid level is low and the measurement accuracy of the liquid level is lowered. . In order to solve this problem, as shown in FIG. 8, the measuring device 100 is installed on the top plate of the tank 400, and the cylindrical circular waveguide 300 is installed from the top plate of the tank 400 toward the bottom. . A radio wave is transmitted from the transducer 106 which is an antenna toward the inside of the circular waveguide 300, and a reflected wave reflected by the liquid surface of the liquid 400 is received by the transducer 106. The liquid 401 can enter the circular waveguide 300 so that the liquid level in the tank 400 matches the liquid level in the circular waveguide 300.
ここで計測装置１００の機能構成について説明する。図６は、計測装置１００の機能構成の例を示すブロック図である。計測装置１００は、ＦＭＣＷレーダー方式の計測装置であって、この計測装置１００と円形導波管３００の上端との間にはトランスデューサ１０６が介在している。トランスデューサ１０６は、上記計測装置１００から出力される高周波信号を電波に変換して円形導波管３００内に放射する送信アンテナとして、また、液体４０１の液面で反射した電波を受信する受信アンテナとして機能する。 Here, the functional configuration of the measuring apparatus 100 will be described. FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the measurement apparatus 100. The measuring apparatus 100 is an FMCW radar type measuring apparatus, and a transducer 106 is interposed between the measuring apparatus 100 and the upper end of the circular waveguide 300. The transducer 106 is a transmitting antenna that converts a high-frequency signal output from the measuring device 100 into a radio wave and radiates it into the circular waveguide 300, and a receiving antenna that receives a radio wave reflected by the liquid surface of the liquid 401. Function.
計測装置１００は、例えば１０ＧＨｚ帯の電波を使用する。上記天板面から液体４０１の面までの距離をＬとし、円形導波管３００の内径をｄとする。ＦＴは計測装置１００から液面に向かって円形導波管３００内に放射される電波の周波数を、ＦＲは上記電波が液面で反射され円形導波管３００内を計測装置１００に向かって戻る電波の周波数を示している。 The measuring apparatus 100 uses, for example, a 10 GHz band radio wave. The distance from the top plate surface to the surface of the liquid 401 is L, and the inner diameter of the circular waveguide 300 is d. F T is the frequency of the radio waves radiated into the circular waveguide 300 toward the liquid level from the measuring apparatus 100, F R is toward the radio wave measuring apparatus in the circular waveguide 300 is reflected by the liquid surface 100 Indicates the frequency of the radio wave that returns.
計測装置１００によって距離Ｌを算定するには、送信される電波および反射波の速度が明らかでなければならない。図７に示した例において、空間での電波の伝搬速度は光速Ｃと同一であることが知られている。これに対して図８のように、円形導波管３００を用いたときは、送信波の波長をλ０とすると、円形導波管３００内における電波の波長λｇεは、「εr×(λ０／（εr−（λ０／（Ｋｍｎ×ｄ））2)1/2)」により求められることが知られている。ここで、円形導波管３００の内径をｄ、円形導波管３００内の伝搬モードの係数をＫｍｎ、円形導波管３００内（伝搬路）の比誘電率εrとする。 In order to calculate the distance L by the measuring apparatus 100, the velocity of the transmitted radio wave and the reflected wave must be clear. In the example shown in FIG. 7, it is known that the propagation speed of radio waves in space is the same as the speed of light C. In contrast as shown in FIG. 8, when using a circular waveguide 300, when 0 the wavelength of the transmitted wave lambda, the radio wave of a wavelength lambda Jiipushiron in the circular waveguide 300, "epsilon r × ( It is known that λ 0 / (ε r − (λ 0 / (K mn × d)) 2 ) 1/2 ) ”. Here, the inner diameter of the circular waveguide 300 is d, the coefficient of the propagation mode in the circular waveguide 300 is Kmn, and the relative dielectric constant εr in the circular waveguide 300 (propagation path).
一般に円形導波管３００内の電波伝搬係数Ｋｍｎは知られている。空気中の比誘電率は１であるから、円形導波管３００の内径ｄを決定することで、円形導波管３００内における管内の波長λｇεが算出される。これを用いることで、電波の速度ｖｇは「（λ０／λｇ）×Ｃ」により算出される。 In general, the radio wave propagation coefficient Kmn in the circular waveguide 300 is known. Since the relative permittivity in air is 1, the wavelength λ gε in the tube in the circular waveguide 300 is calculated by determining the inner diameter d of the circular waveguide 300. By using this, the radio wave velocity v g is calculated by “(λ 0 / λ g ) × C”.
しかし、タンク４００内の液体４０１の液面からタンク４０の天井面までの空間には、液体４０１の蒸発気体が充満していて、測定地点に至る伝搬空間中（液面上方）に滞留したガスの成分や、伝搬空間中の温度および圧力の影響を受けて比誘電率が変化する場合には、比誘電率を求めなければ、円形導波管３００内の波長λｇεを決定することができない。 However, the space from the liquid level of the liquid 401 in the tank 400 to the ceiling surface of the tank 40 is filled with the evaporated gas of the liquid 401, and the gas stays in the propagation space (above the liquid level) to the measurement point. If the relative permittivity changes due to the influence of the component of, and the temperature and pressure in the propagation space, the wavelength λ gε in the circular waveguide 300 cannot be determined without obtaining the relative permittivity. .
タンク４００内のガスの成分や温度および圧力が予め判明しているならば、それに応じた誘電率を計測装置１０に予め設定し、正確な電波の速度を用いて距離Ｌを算定することができる。しかし、滞留ガスの成分や、測定時の温度、圧力などは状況によって変化するものであり、これらを正確に測定しなければ、正確な誘電率に基づく距離Ｌの算定をすることはできない。 If the component, temperature, and pressure of the gas in the tank 400 are known in advance, a dielectric constant corresponding to the gas component can be preset in the measuring device 10, and the distance L can be calculated using the accurate radio wave velocity. . However, the components of the stagnant gas, the temperature and pressure at the time of measurement vary depending on the situation, and unless these are measured accurately, the distance L based on the accurate dielectric constant cannot be calculated.
上記課題に対し、円形導波管内の誘電率が所定の数値範囲に収まることを前提として、液面上方に滞留ガスがあっても、精度よく液位の測定をすることができる液面計測システムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。 In response to the above problems, a liquid level measurement system that can accurately measure the liquid level even if there is a stagnant gas above the liquid level, assuming that the dielectric constant in the circular waveguide is within a predetermined numerical range. Is known (see, for example, Patent Document 1).
特許文献１の液面計測システムは、液面上の正確なガス成分の状況や圧力に係る情報がなくても、前提にした比誘電率の変動範囲による測定結果が、測定誤差の許容範囲内であれば有効である。 The liquid level measurement system disclosed in Patent Document 1 shows that the measurement result based on the fluctuation range of the relative permittivity is within the allowable range of measurement error, even if there is no information on the accurate gas component status and pressure on the liquid level. If it is effective.
しかし、特許文献１の液面計測システムでは、媒質の境界面（液面）における電磁波の反射率が小さい場合には、反射波の振幅が雑音に比べて充分には大きくないために不確定な反射波を利用して計測することになる。そうすると、液面の位置を確実に計測することはできない。 However, in the liquid level measurement system disclosed in Patent Document 1, when the reflectance of the electromagnetic wave at the boundary surface (liquid level) of the medium is small, the amplitude of the reflected wave is not sufficiently large compared to the noise, which is uncertain. Measurements are made using reflected waves. If it does so, the position of a liquid level cannot be measured reliably.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであって、反射波の振幅の大きさに依存することなく、正確に媒質境界の位置を計測することができる媒質境界位置計測システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a medium boundary position measurement system capable of accurately measuring the position of the medium boundary without depending on the amplitude of the reflected wave. With the goal.
本発明は、被測定物に向けて電波を伝搬する伝搬空間を形成する構造体と、上記伝搬空間内において電波を送受信する電波送受信装置と、上記電波送受信装置の動作制御と、上記電波送受信装置が受信した電波に基づいて被測定物の位置計測処理を実行する演算装置と、を有する媒質境界の位置計測システムであって、上記構造体の伝搬空間内には、上記電波送受信装置からの位置を検出可能な電波反射手段が複数設置されていて、上記演算装置は、上記電波送受信装置が上記被測定物に向けて電波を送信してから、上記電波が上記電波反射手段に至るまでの第１伝搬時間系列Ｔｋ(ｋ＝１，２，…，Ｎ)と、上記被測定物との境界面に至るまでの第２伝搬時間Ｔnと、を計測する伝搬時間計測手段と、上記計測された伝搬時間に基づいて、上記被測定物と上記伝搬空間との媒質境界の位置を計測する位置計測手段と、を有することを最も主な特徴とする。 The present invention provides a structure that forms a propagation space for propagating radio waves toward a device under test, a radio transmission / reception device that transmits / receives radio waves in the propagation space, operation control of the radio transmission / reception device, and the radio transmission / reception device. A medium boundary position measurement system having a calculation device for performing position measurement processing of an object to be measured based on a radio wave received by the device, wherein the position from the radio wave transmission / reception device is within the propagation space of the structure. A plurality of radio wave reflection means capable of detecting the radio wave are installed, and the arithmetic unit is configured to perform a process from the time when the radio wave transmission / reception apparatus transmits a radio wave to the device under test until the radio wave reaches the radio wave reflection means. A propagation time measuring means for measuring one propagation time series T k (k = 1, 2,..., N) and a second propagation time T n until reaching the boundary surface with the object to be measured; Based on measured propagation time And most main feature in that it has a position measuring means for measuring the position of the medium boundary between the measurement object and the propagation space, the.
本発明によれば、反射波の振幅の大きさに依存することなく、正確に媒質境界の位置を計測することができる。 According to the present invention, the position of the medium boundary can be accurately measured without depending on the amplitude of the reflected wave.
以下、本発明にかかる媒質境界の位置計測システムの実施形態について、図面を参照しながら説明する。本発明の実施例を図１に示す。図１は、本実施形態に係る媒質境界の位置計測システムの例である計測システム１を示す構成図である。 Embodiments of a medium boundary position measurement system according to the present invention will be described below with reference to the drawings. An embodiment of the present invention is shown in FIG. FIG. 1 is a configuration diagram showing a measurement system 1 which is an example of a medium boundary position measurement system according to the present embodiment.
図１に示すように計測システム１は、電波送受信装置１０と、構造体である導波管２と、図示しない演算手段と、を有してなる。演算手段については、後述する。 As shown in FIG. 1, the measurement system 1 includes a radio wave transmission / reception device 10, a waveguide 2 that is a structure, and a calculation unit (not shown). The calculation means will be described later.
電波送受信装置１０は、被測定物である液体３１が貯蓄されるタンク３の天板上に設置されている。この電波送受信装置１０からタンク３の内部に向かって、導波管２が設置されている。 The radio wave transmission / reception device 10 is installed on the top plate of the tank 3 in which the liquid 31 to be measured is stored. A waveguide 2 is installed from the radio wave transmitter / receiver 10 toward the inside of the tank 3.
導波管２の内部空間には、電波反射手段である基準ピン２１が複数接地されている。計測システム１は、電波送受信装置１０からの基準ピン２１の位置を検出可能であって、さらに、実際の位置と計測位置との誤差を較正可能とする。基準ピン２１は、導波管２内の伝搬空間を適当な数の区間に分割するものである。基準ピン２１の設置位置は、電波送受信装置１０からの距離によって決まる。予め、この距離を正確に測った上で、各基準ピン２１を設置する。設置された各基準ピン２１における電波送受信装置１０からの距離は、図示しない演算手段の記憶部に記憶しておく。 A plurality of reference pins 21 serving as radio wave reflecting means are grounded in the internal space of the waveguide 2. The measurement system 1 can detect the position of the reference pin 21 from the radio wave transmission / reception device 10 and can calibrate the error between the actual position and the measurement position. The reference pin 21 divides the propagation space in the waveguide 2 into an appropriate number of sections. The installation position of the reference pin 21 is determined by the distance from the radio wave transmission / reception device 10. Each reference pin 21 is installed after accurately measuring this distance in advance. The distance from the radio wave transmitting / receiving apparatus 10 at each installed reference pin 21 is stored in a storage unit of a calculation unit (not shown).
ここで、計測システム１における媒質境界位置の計測原理について説明する。計測システム１は、被測定物である液体３１に向けて照射されたマイクロ波の反射波ではなく、透過波の被測定物（媒質）内における伝搬速度を計測する。計測された伝搬速度に基づいて、被測定物と伝搬空間との境界位置を計測することができる。計測システム１は、媒質境界における反射波の振幅の大きさに依存することなく、媒質境界の位置を正確に計測することができる。 Here, the measurement principle of the medium boundary position in the measurement system 1 will be described. The measurement system 1 measures the propagation speed of the transmitted wave in the measured object (medium), not the reflected wave of the microwave irradiated toward the liquid 31 that is the measured object. Based on the measured propagation velocity, the boundary position between the object to be measured and the propagation space can be measured. The measurement system 1 can accurately measure the position of the medium boundary without depending on the amplitude of the reflected wave at the medium boundary.
そのために、導波管２の内部空間（電波の全伝搬空間）を、適当な数の区間に分割しておく。各区間内における電波の伝搬時間を計測結果に応じて算出し、これに基づいて媒質境界の位置を算出するものである。 For this purpose, the internal space of the waveguide 2 (the entire radio wave propagation space) is divided into an appropriate number of sections. The propagation time of the radio wave in each section is calculated according to the measurement result, and the position of the medium boundary is calculated based on this.
導波管２に形成されている各区間は、媒質境界が含まれる区間もあるし、液体３１のみの区間もある。もちろん、空気のみの区間もある。 Each section formed in the waveguide 2 includes a section including a medium boundary and a section including only the liquid 31. Of course, there are air-only sections.
媒質境界を含む区間において電波の伝搬時間は、気体中（伝搬空間内）の伝搬速度と液体３１中（被測定物内）の伝搬速度の距離配分で決まる。一方、媒質境界を含まない区間では、各々の速度のみで伝搬時間が決まる。この伝搬時間の違いを算出することで、媒質境界の正確な位置を演算により計測することができる。 In the section including the medium boundary, the propagation time of the radio wave is determined by the distance distribution between the propagation speed in the gas (in the propagation space) and the propagation speed in the liquid 31 (in the object to be measured). On the other hand, in the section not including the medium boundary, the propagation time is determined only by each speed. By calculating the difference in propagation time, the exact position of the medium boundary can be measured by calculation.
具体的には、基準ピン２１により区間が分割された伝搬空間において、各区間における透過伝搬波を反射させて、この反射波を計測する。この反射波に基づいて、各区間における透過伝搬速度を算出する。 Specifically, in the propagation space in which the section is divided by the reference pin 21, the transmitted propagation wave in each section is reflected and the reflected wave is measured. Based on this reflected wave, the transmission propagation speed in each section is calculated.
このように、本実施形態に係る計測システム１は、透過波の持つ情報（伝搬速度、伝搬時間等）から導波管２内に設置される基準ピン２１の位置を算出する。例えば、導波管２の内部空間である伝搬区間内に基準ピン２１を５か所設置した例を用いて、計測システム１による媒質境界の計測方法について説明する。図２は、導波管２を横方向に描いた概略図である。図２紙面左側が電波送受信装置１０であって、図２紙面右側がタンク３の底面である。 Thus, the measurement system 1 according to the present embodiment calculates the position of the reference pin 21 installed in the waveguide 2 from the information (propagation speed, propagation time, etc.) of the transmitted wave. For example, a medium boundary measurement method by the measurement system 1 will be described using an example in which five reference pins 21 are installed in a propagation section that is an internal space of the waveguide 2. FIG. 2 is a schematic view of the waveguide 2 drawn in the horizontal direction. 2 is the radio wave transmitter / receiver 10, and the right side of FIG. 2 is the bottom surface of the tank 3.
図２に示す導波管２は、内部の伝搬区間を６区間に分割したものの例である。なお、各基準ピン２１の位置は既知であるものとする。液面位置ＰＲが、媒質境界の位置である。まず、液面位置ＰＲが属する区間を判定し（第１ステップ）、次に、この区間内における液面位置ＰＲを計算によって算出する（第２ステップ）。 The waveguide 2 shown in FIG. 2 is an example in which an internal propagation section is divided into six sections. It is assumed that the position of each reference pin 21 is known. Liquid level P R is the position of the medium boundary. First, to determine the interval in which the liquid surface position P R belongs (first step), then, it is calculated by calculating the level position P R of the section in the (second step).
●第１ステップ
図２に示すように、５本の基準ピン２１とタンク３の底面によって伝搬空間は、ｘ１，ｘ２，…，ｘ６の６区間に分割される。各区間における電波伝搬時間（Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔ６）は、漸化式により以下の式（１）、式（２）によって表される。
First Step As shown in FIG. 2, the propagation space is divided into six sections x 1 , x 2 ,..., X 6 by the five reference pins 21 and the bottom surface of the tank 3. The radio wave propagation times (T 1 , T 2 ,..., T 6 ) in each section are expressed by the following formulas (1) and (2) by a recurrence formula.
式（１）及び式（２）において、ｃ（ｘ１），ｃ（ｘ２），…，ｃ（ｘ６）は、各区間における区間内平均伝搬速度とする。
In the expressions (1) and (2), c (x 1 ), c (x 2 ),..., C (x 6 ) are the average propagation speeds within each section.
上記の式（１）及び式（２）に基づいて、各区間内平均速度ｃ（ｘｎ）は以下の式（３）及び式（４）により得られる。
Based on the above formulas (1) and (2), the intra-section average speed c (x n ) is obtained by the following formulas (3) and (4).
一例として６区間の中のいずれかの区間に境界面（液面）が存在する場合について説明する。 As an example, a case where a boundary surface (liquid level) exists in any one of the six sections will be described.
液面が存在する区間の前後では、区間内平均速度ｃ（ｘｎ）が隣接区間と比べて大きく変化する。 Before and after the section in which the liquid level exists, the intra-section average speed c (x n ) changes greatly compared to the adjacent sections.
したがって、液面存在区間ｎは、以下の式（５）によって求めることできる。なお、式（５）において、ｃ（ｘ０）は、空気中の伝搬速度とする。
Therefore, the liquid level existence section n can be obtained by the following equation (5). In equation (5), c (x0) is the propagation velocity in the air.
以上説明した演算処理を、全ての区間において実行する。その中でｅｎが最大となった区間が、液面位置ＰＲの属する区間である。すなわち、上記の演算によりｅｎの判定が行われるとき、液面位置ＰＲはＰｎ−１とＰｎとの間にある。 The arithmetic processing described above is executed in all sections. E n within which the section with the largest, is a section belongs liquid level P R. That is, when the determination of e n is performed by the operation of the liquid surface position P R is between P n-1 and P n.
●第２ステップ
基準面である電波送受信装置１０のアンテナ面から、液面位置ＰＲまでの距離をＸＲとする。また、ピンｐｎ−１までの距離をＸｎ−１等とする。ＸＲは、以下の式（６）、式（７）、式（８）によって表わされる。ここで、ガス中および液中速度としてガス側および液側の隣接区間の値を代用する。
● the antenna surface of the radio transceiver 10 is a second step the reference plane, the distance to the liquid level position P R and X R. Further, the distance to the pin p n-1 and X n-1 and the like. X R is the following formula (6), equation (7), represented by the formula (8). Here, the values of the adjacent sections on the gas side and the liquid side are substituted for the gas and liquid velocity.
なお、液面位置ＰＲが基準ピン２１の区間外にあるときであって、第１基準ピンＰ１よりも上にあるときには、以下の式（９）を用いてδ１を算出すればよい。算出されたδ１を上記の式（６）に用いて、液面位置ＰＲまでの距離ＸＲを算出すればよい。なお、ｃＧ（ｘ１）は、空気中の速度を代用すればよい。
Incidentally, there is when the liquid level position P R is outside the interval of the reference pin 21, when in the above the first reference pin P 1 may be calculated [delta] 1 using the following equation (9) . The calculated [delta] 1 using the above equation (6), may be calculated distance X R to the liquid level position P R. Note that c G (x 1 ) may be replaced with the velocity in the air.
また、液面位置ＰＲが基準ピン２１の区間外にある場合であって、第５基準ピンＰ５と第６基準ピンに相当するタンク３の底面との間にあるときには、以下の式（１０）を用いてδ６を算出すればよい。算出されたδ６を上記の式（６）を用いて、液面位置ＰＲまでの距離ＸＲを算出すればよい。なお、ｃＬ（ｘ６）は、液体中の平均速度を代用すればよい。
Further, in a case where the liquid level position P R is outside the interval of the reference pin 21, when it is between the fifth reference pin P 5 and the bottom of the tank 3 which corresponds to the sixth reference pin has the following formula ( Δ 6 may be calculated using 10). The [delta] 6 calculated using the above equation (6), may be calculated distance X R to the liquid level position P R. For c L (x 6 ), the average velocity in the liquid may be substituted.
次に、本実施形態に係る計測システム１の動作について説明する。図３は、計測システム１の機能構成を示すブロック図である。図３に示す計測システム１は、大きく３つの部分からなる。すなわち、計測システム１は、電波送受信装置１０と、導波管２と、演算装置４０と、を有してなる。 Next, the operation of the measurement system 1 according to this embodiment will be described. FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the measurement system 1. The measurement system 1 shown in FIG. 3 mainly includes three parts. That is, the measurement system 1 includes the radio wave transmission / reception device 10, the waveguide 2, and the arithmetic device 40.
電波送受信装置１０は、従来から知られているチャープ方式によるものであるから、電波送受信装置１０の詳細な構成については、説明を省略する。本実施形態に係る計測システム１は、電波送受信装置１０に導波管２と演算装置４０とを付加することで、媒質境界の計測方法を実行することができる。 Since the radio wave transmitting / receiving apparatus 10 is based on a conventionally known chirp method, the detailed configuration of the radio wave transmitting / receiving apparatus 10 will not be described. The measurement system 1 according to the present embodiment can execute the medium boundary measurement method by adding the waveguide 2 and the arithmetic device 40 to the radio wave transmission / reception device 10.
電波送受信装置１０が備えるＴＲＸ１１から送信された電波は、導波管２の内部空間を伝搬して、液面位置ＰＲにおいて反射される。反射波は、ＴＲＸ１１の受信ミキサーにおいて周波数変換される。その後、ＬＰＦ１２を経由し、スペクトル推定部１３と伝搬時間算出部１４によって、受信した周波数における伝搬時間が算出される。この伝搬時間を用いて、液面位置ＰＲまでの距離が算出される。なお、算出された液面位置ＰＲの距離は、表示部に表示される。 Radio wave transmitted from TRX11 radio waves transceiver 10 comprises propagates through the interior space of the waveguide 2 is reflected at the liquid surface position P R. The reflected wave is frequency-converted in the reception mixer of TRX11. Thereafter, the propagation time at the received frequency is calculated by the spectrum estimation unit 13 and the propagation time calculation unit 14 via the LPF 12. With this propagation time, the distance to the liquid level position P R are calculated. The distance of the calculated liquid surface position P R is displayed on the display unit.
電波送受信装置１０と演算装置４０は、演算装置４０が備える第１記憶部４１を介して接続される。なお、第１記憶部４１を介することなく、電波送受信装置１０において算出された上記の伝搬時間がグループ演算部４４に通知されてもよい。 The radio wave transmission / reception device 10 and the arithmetic device 40 are connected via a first storage unit 41 included in the arithmetic device 40. The propagation time calculated in the radio wave transmission / reception device 10 may be notified to the group calculation unit 44 without going through the first storage unit 41.
第１記憶部４１には、電波送受信装置１０において算出された伝搬時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、・・・が、時系列に沿って記憶される。 The first storage unit 41 stores the propagation times T 1 , T 2 , T 3 ,... Calculated in the radio wave transmitting / receiving apparatus 10 in time series.
演算装置４０は、電波送受信装置１０の動作制御を行う図示しない制御部と、被測定物の位置計測処理を実行する演算処理部と、を有してなる。 The arithmetic device 40 includes a control unit (not shown) that controls the operation of the radio wave transmission / reception device 10 and an arithmetic processing unit that executes a position measurement process of the object to be measured.
演算装置４０が備える第２記憶部４２には、各基準ピン２１に対する伝搬時間が、予め計測されて記憶されている。なお、第２記憶部４２に記憶される伝搬時間は、導波管２内の伝搬空間が空気である場合における伝搬時間系列Ｔｋ Ｇ（ｋ＝１，…，Ｎ）と、液体で満たされている場合における伝搬時間系列Ｔｋ Ｌ（ｋ＝１，…，Ｎ）との対によって構成される伝搬時間系列である。 In the second storage unit 42 provided in the arithmetic device 40, the propagation time for each reference pin 21 is measured and stored in advance. Incidentally, the propagation time stored in the second storage unit 42, the propagation time series T k G when the propagation space in the waveguide 2 is air (k = 1, ..., N ) and, filled with liquid Is a propagation time sequence composed of a pair with a propagation time sequence T k L (k = 1,..., N).
グループ演算部４４は、第１記憶部４１に記憶されている各伝搬時間と、第２記憶部４２に記憶されている各基準ピン２１対する伝搬時間とを比較する演算処理を行う。このグループ演算部４４おける演算処理によって、第１記憶部４１に記憶されている各伝搬時間は２つのグループに分けられる。すなわち、基準ピン２１によって反射されたであろう電波による第１伝搬時間の組（第１伝搬時間系列Ｔｋ）と、それには属さない第２伝搬時間の組（第２伝搬時間Ｔｎ）に、グループ分けがされる。 The group calculation unit 44 performs calculation processing for comparing each propagation time stored in the first storage unit 41 with the propagation time for each reference pin 21 stored in the second storage unit 42. By the calculation processing in the group calculation unit 44, each propagation time stored in the first storage unit 41 is divided into two groups. That is, the first propagation time group (first propagation time series T k ) due to the radio wave that would have been reflected by the reference pin 21 and the second propagation time group (second propagation time T n ) that does not belong to the first propagation time group. , Grouped.
ここで、第１伝搬時間系列データＴｋは、伝搬路が全てガスで充填されているときの時間系列データ（Ｔｋ Ｇ）と、全て媒質で充填されているときの時間系列データ（Ｔｋ Ｌ）からなる。このＴｋ ＧとＴｋ Ｌは前もって実験より事前に記録し、第２記憶部４２に保存しておくものとする。 Here, the first propagation time series data T k is the time-series data (T k when the propagation path all the time-series data (T k G) when being filled with a gas, which is filled with all medium L ). These T k G and T k L are recorded in advance from the experiment and stored in the second storage unit 42 in advance.
次に、第１速度演算部４５において、基準ピン２１によって反射された電波の伝搬時間には属さない第２伝搬時間の組（Ｔｎ）を用いて、電波伝搬速度を算出する演算処理を実行する。すなわち、第２伝搬時間の組（Ｔｎ）における各伝搬時間に基づく電波伝搬速度を算出する。 Next, the first speed calculation unit 45 executes a calculation process for calculating the radio wave propagation speed using the second set of propagation times (T n ) that does not belong to the propagation time of the radio wave reflected by the reference pin 21. To do. That is, the radio wave propagation speed based on each propagation time in the second set (T n ) of propagation times is calculated.
第１速度演算部４５において算出された各伝搬時間に対応する電波伝搬速度から逆算をして、各伝搬時間に応じた距離を算出する。この算出された各距離と、第３記憶部４３に予め記憶されている各基準ピン２１までの距離とを比較して、基準ピン２１の間の各区間の距離には相当しない区間の速度ｃｎを、第２速度演算部４６に通知する。 The distance corresponding to each propagation time is calculated by performing a reverse calculation from the radio wave propagation speed corresponding to each propagation time calculated in the first velocity calculation unit 45. The calculated distances are compared with the distances to the reference pins 21 stored in advance in the third storage unit 43, and the speed c of a section not corresponding to the distance of each section between the reference pins 21 is obtained. n is notified to the second speed calculation unit 46.
第２速度演算部４６は、通知された距離に基づいて、上記式（７）から式（１０）に基づく演算処理を実行し、δｎを算出する。 Based on the notified distance, the second speed calculation unit 46 performs calculation processing based on the above formulas (7) to (10) to calculate δ n .
この算出されたδｎを用いて、媒質境界位置算出部４７において、上記式（６）に基づく演算処理を実行し、媒質境界位置Ｘｎを算出し、その結果をディスプレイに出力する。 Using the calculated δ n , the medium boundary position calculation unit 47 executes arithmetic processing based on the above equation (6), calculates the medium boundary position X n , and outputs the result to the display.
このように、本実施形態に係る計測システム１は、電波が電波反射手段２１に至るまでの第１伝搬時間系列Ｔｋ(ｋ＝１，２，…，Ｎ)と、媒質境界面に至るまでの第２伝搬時間Ｔnと、を計測する伝搬時間計測手段を用いて、被測定物と上記伝搬空間との媒質境界の位置を計測することが出来る。 Thus, in the measurement system 1 according to the present embodiment, the first propagation time series T k (k = 1, 2,..., N) until the radio wave reaches the radio wave reflecting means 21 and the medium boundary surface. using the propagation time measurement unit for the second propagation time T n of the measurement, it is possible to measure the position of the medium boundary between the measurement object and the propagation space.
なお、媒質境界の存在区間の判定処理は、上記の式（５）を用いなくてもよい。この場合、第２記憶部４２に記憶されている伝搬時間（Ｔ１〜Ｔ６）により、基準ピン２１によって形成される区間の伝搬時間を算出する。この算出された区間伝搬時間と、各基準ピン２１間の距離とを用いることで、各区間における伝搬速度を算出することができる。算出された各区間の伝搬速度において、隣接区間との差が大きい区間を、媒質境界が存在する区間ｎとして決定してもよい。 Note that the above-described equation (5) may not be used for the determination process of the existing section of the medium boundary. In this case, the propagation time of the section formed by the reference pin 21 is calculated from the propagation times (T 1 to T 6 ) stored in the second storage unit 42. By using the calculated section propagation time and the distance between the reference pins 21, the propagation speed in each section can be calculated. In the calculated propagation velocity of each section, a section having a large difference from an adjacent section may be determined as a section n in which a medium boundary exists.
なお、媒質境界が存在する区間の判定に用いる演算処理は、上記した式（５）を用いた演算処理でもよい。 Note that the arithmetic processing used for determining the section where the medium boundary exists may be arithmetic processing using the above-described equation (5).
また、媒質境界が存在する区間の判定は、上記に示したいずれかの判定処理によって行い、さらに媒質境界の検出精度を高めるために、反射の振幅情報を用いてもよい。 Further, the determination of the section where the medium boundary exists is performed by any one of the determination processes described above, and the reflection amplitude information may be used in order to further improve the detection accuracy of the medium boundary.
この場合、図３に示したスペクトル推定部１３から、反射波の各周波数に関する振幅情報が振幅情報付加部４８に対して通知される。振幅情報付加部４８は、各周波数における振幅情報を算出する。振幅情報付加部４８において算出された振幅情報群は、グループ演算部４４に通知される。この振幅情報群を加味して、グループ演算部４４における比較演算処理に用いることで、媒質の境界検出精度を高めることができる。 In this case, amplitude information regarding each frequency of the reflected wave is notified to the amplitude information adding unit 48 from the spectrum estimation unit 13 shown in FIG. The amplitude information adding unit 48 calculates amplitude information at each frequency. The amplitude information group calculated by the amplitude information adding unit 48 is notified to the group calculating unit 44. By taking this amplitude information group into consideration and using it for the comparison calculation processing in the group calculation unit 44, the boundary detection accuracy of the medium can be increased.
以上説明した計測システム１によれば、被測定対象や伝搬空間の状況等により、電波の反射率が小さく、反射波の振幅が安定しない場合であっても、媒質の境界を正確に計測することができる。 According to the measurement system 1 described above, even when the reflectivity of radio waves is small and the amplitude of the reflected wave is not stable depending on the condition of the measurement target or the propagation space, the boundary of the medium can be accurately measured. Can do.
また、上説明した計測システム１においては、導波管内の電波反射手段として基準ピン２１を用いているが、反射手段としては特定の形状および材質に限定されず、同様の効果を得ることができる。 In the measurement system 1 described above, the reference pin 21 is used as the radio wave reflecting means in the waveguide. However, the reflecting means is not limited to a specific shape and material, and the same effect can be obtained. .
第２の実施例として、第１の実施例の媒質境界面を含む区間ｎの判定において、原理の式（５）を用いることができる。この場合には第２記憶部４２を不要である。 As the second embodiment, the principle formula (5) can be used in the determination of the section n including the medium boundary surface of the first embodiment. In this case, the second storage unit 42 is unnecessary.
１ 計測システム
２ 導波管
１０ 電波送受信装置
４０ 演算装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Measurement system 2 Waveguide 10 Radio wave transmitter / receiver 40 Arithmetic unit
Claims (1)
上記伝搬空間内において電波を送受信する電波送受信装置と、
上記電波送受信装置の動作制御と、上記電波送受信装置が受信した電波に基づいて被測定物の位置計測処理を実行する演算装置と、
を有する媒質境界の位置計測システムであって、
上記構造体の伝搬空間内には、上記電波送受信装置からの位置を検出可能な電波反射手段が複数設置されていて、
上記演算装置は、
上記電波送受信装置が上記被測定物に向けて電波を送信してから、上記電波が上記電波反射手段に至るまでの第１伝搬時間系列Ｔｋ(ｋ＝１，２，…，Ｎ)と、上記被測定物との境界面に至るまでの第２伝搬時間Ｔnと、を計測する伝搬時間計測手段と、
上記計測された伝搬時間に基づいて、上記被測定物と上記伝搬空間との媒質境界の位置を計測する位置計測手段と、
を有することを特徴とする媒質境界の位置計測システム。 A structure that forms a propagation space for propagating radio waves toward the object to be measured;
A radio wave transmitter / receiver for transmitting / receiving radio waves in the propagation space;
Operation control of the radio wave transmission / reception device, and an arithmetic device that executes a position measurement process of an object to be measured based on radio waves received by the radio wave transmission / reception device;
A medium boundary position measurement system having
In the propagation space of the structure, a plurality of radio wave reflecting means capable of detecting the position from the radio wave transmitting / receiving device are installed,
The arithmetic unit is
A first propagation time sequence T k (k = 1, 2,..., N) from when the radio wave transmitting / receiving apparatus transmits radio waves to the device under test until the radio waves reach the radio wave reflecting means; A propagation time measuring means for measuring a second propagation time T n until reaching the interface with the object to be measured;
Position measuring means for measuring the position of a medium boundary between the object to be measured and the propagation space based on the measured propagation time;
A medium boundary position measurement system characterized by comprising:
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017192006A (en) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | ムサシノ機器株式会社 | Propagation mode transducer |
| JP2019200053A (en) * | 2018-05-14 | 2019-11-21 | ムサシノ機器株式会社 | Liquid-level meter and high liquid-level alarm device |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106525198B (en) * | 2015-09-09 | 2019-04-19 | 桓达科技股份有限公司 | The method for measuring controlling level using material level measurement device |
| CN106338315B (en) * | 2016-08-30 | 2023-04-18 | 瑞安市胜王汽车电器有限公司 | Vibration-proof oil level sensor for vehicle |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1082684A (en) * | 1996-09-09 | 1998-03-31 | Yokogawa Electric Corp | Reflected wave detecting circuit of ultrasonic level meter |
| JPH1123350A (en) * | 1997-06-30 | 1999-01-29 | Hitachi Ltd | Method and apparatus for measuring liquid level |
| JP2000298054A (en) * | 1999-04-15 | 2000-10-24 | Niigata Eng Co Ltd | Method and device for measuring liquid level |
| JP2006515068A (en) * | 2003-01-29 | 2006-05-18 | サーブ ローズマウント タンク レーダー アクチボラゲット | Bottom reflector for radar level gauge |
| JP2011221025A (en) * | 2010-04-12 | 2011-11-04 | Kongsberg Maritime As | Method and device for measuring liquid density |
| JP2012513026A (en) * | 2008-12-19 | 2012-06-07 | ローズマウント タンク レーダー アクチボラゲット | Filling level determination system and method |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4405238C2 (en) * | 1994-02-18 | 1998-07-09 | Endress Hauser Gmbh Co | Arrangement for measuring the level in a container |
| DE19723646C2 (en) * | 1997-06-05 | 1999-07-29 | Endress Hauser Gmbh Co | Method for measuring the level of a product in a container according to the radar principle |
| DE59813795D1 (en) * | 1998-05-06 | 2006-12-21 | Endress & Hauser Gmbh & Co Kg | Method for measuring the level of a product in a container according to the radar principle |
| EP1059516A1 (en) * | 1999-06-07 | 2000-12-13 | Endress + Hauser GmbH + Co. | Apparatus and method for measuring filling level of containers |
| US6734819B2 (en) * | 2001-02-14 | 2004-05-11 | Endress + Hauser Gmbh + Co. | Level measuring device operating with microwaves |
| US7328611B2 (en) * | 2003-12-22 | 2008-02-12 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Level measurement arrangement |
-
2013
- 2013-09-25 JP JP2013197758A patent/JP5932746B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2014
- 2014-09-11 KR KR20140120404A patent/KR20150034091A/en not_active Application Discontinuation
- 2014-09-22 CN CN201410488488.7A patent/CN104457910B/en not_active Expired - Fee Related
-
2015
- 2015-08-18 HK HK15107957.9A patent/HK1207414A1/en unknown
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1082684A (en) * | 1996-09-09 | 1998-03-31 | Yokogawa Electric Corp | Reflected wave detecting circuit of ultrasonic level meter |
| JPH1123350A (en) * | 1997-06-30 | 1999-01-29 | Hitachi Ltd | Method and apparatus for measuring liquid level |
| JP2000298054A (en) * | 1999-04-15 | 2000-10-24 | Niigata Eng Co Ltd | Method and device for measuring liquid level |
| JP2006515068A (en) * | 2003-01-29 | 2006-05-18 | サーブ ローズマウント タンク レーダー アクチボラゲット | Bottom reflector for radar level gauge |
| JP2012513026A (en) * | 2008-12-19 | 2012-06-07 | ローズマウント タンク レーダー アクチボラゲット | Filling level determination system and method |
| JP2011221025A (en) * | 2010-04-12 | 2011-11-04 | Kongsberg Maritime As | Method and device for measuring liquid density |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017192006A (en) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | ムサシノ機器株式会社 | Propagation mode transducer |
| JP2019200053A (en) * | 2018-05-14 | 2019-11-21 | ムサシノ機器株式会社 | Liquid-level meter and high liquid-level alarm device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| CN104457910B (en) | 2019-03-12 |
| JP5932746B2 (en) | 2016-06-08 |
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