JP2987468B2 - 水準検出方法および装置 - Google Patents
水準検出方法および装置Info
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- JP2987468B2 JP2987468B2 JP3089685A JP8968591A JP2987468B2 JP 2987468 B2 JP2987468 B2 JP 2987468B2 JP 3089685 A JP3089685 A JP 3089685A JP 8968591 A JP8968591 A JP 8968591A JP 2987468 B2 JP2987468 B2 JP 2987468B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、物体の微細な傾斜角を
検出する水準検出方法およびその装置に関し、特に傾斜
角とともにその傾斜方向も同時に検出出来るものに係
る。
検出する水準検出方法およびその装置に関し、特に傾斜
角とともにその傾斜方向も同時に検出出来るものに係
る。
【０００２】
【従来の技術】物体の水平面からの傾斜、あるいは鉛直
方向からの傾斜度を検出する所謂水準検出方法には種々
のものが知られている。
方向からの傾斜度を検出する所謂水準検出方法には種々
のものが知られている。
【０００３】水平面からの傾斜を知る方法および装置と
してもっともポピュラーなものは、透明な曲管または球
殻内に一個のバブルを残して液体を封入して成るもの
で、いわゆる水準器と呼ばれるものであろう。特に球殻
を用いたものでは、傾斜の度合とともにその方向まで知
ることができて甚だ便利なものである。
してもっともポピュラーなものは、透明な曲管または球
殻内に一個のバブルを残して液体を封入して成るもの
で、いわゆる水準器と呼ばれるものであろう。特に球殻
を用いたものでは、傾斜の度合とともにその方向まで知
ることができて甚だ便利なものである。
【０００４】鉛直方向における傾斜を知るものとして最
も簡単かつポピュラーなものは自由に支持された振子
（ペンデュラム）であろう。
も簡単かつポピュラーなものは自由に支持された振子
（ペンデュラム）であろう。
【０００５】しかしながら、上記水準器は直接目視でき
る場合には便利であるが、遠隔指示させるための手だて
が難しく、また直接目視できる場合でも、対象物体が水
平であることを確認する場合はともかく、水平面からの
偏倚の程度を知ろうとするときにはその正確さの点で満
足できるものではない。特に微小な傾斜時には液体の粘
性や表面張力などによって正確を期することができな
い。
る場合には便利であるが、遠隔指示させるための手だて
が難しく、また直接目視できる場合でも、対象物体が水
平であることを確認する場合はともかく、水平面からの
偏倚の程度を知ろうとするときにはその正確さの点で満
足できるものではない。特に微小な傾斜時には液体の粘
性や表面張力などによって正確を期することができな
い。
【０００６】ペンデュラムの場合には、一方向での傾き
については容易に電気的な変換手段も考えられるが、二
次元方向の傾斜を電気的手段を仲介として検出させよう
とすると、途端に複雑なものとなってしまう。
については容易に電気的な変換手段も考えられるが、二
次元方向の傾斜を電気的手段を仲介として検出させよう
とすると、途端に複雑なものとなってしまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明では、特定方向
に限定されない、任意方向の傾斜角が正確にかつ電気的
手段を介して検出できる水準検出方法および装置を提供
しようとするものである。
に限定されない、任意方向の傾斜角が正確にかつ電気的
手段を介して検出できる水準検出方法および装置を提供
しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題は、平板固体に
同心円状に表面波またはラム波を励起させる手段と、こ
の表面波またはラム波によって生起した倒立円錐状の縦
波を受ける圧電変換電極とを設け、この圧電変換電極は
前記励起手段を囲繞し、かつ複数のセクタに分割して設
けるとともに、各セクタの前記電極を前記同心円の中心
に近い方から順次傾斜角と関連付けておく方法および装
置。または、計時手段を設けて反射波が各圧電変換電極
に到達する時間差を計測し、この時間差から傾斜角を捕
らえ水準を検出する水準検出方法および装置によって達
成される。
同心円状に表面波またはラム波を励起させる手段と、こ
の表面波またはラム波によって生起した倒立円錐状の縦
波を受ける圧電変換電極とを設け、この圧電変換電極は
前記励起手段を囲繞し、かつ複数のセクタに分割して設
けるとともに、各セクタの前記電極を前記同心円の中心
に近い方から順次傾斜角と関連付けておく方法および装
置。または、計時手段を設けて反射波が各圧電変換電極
に到達する時間差を計測し、この時間差から傾斜角を捕
らえ水準を検出する水準検出方法および装置によって達
成される。
【０００９】
【実施例】薄い平板固体に生じた弾性表面波またはラム
波は、この平板固体に接する液体中に、該平板への垂線
に対する角度θ0の方向に縦波を生起させる。ただし、
前記液体中の音速をＶl、前記平板固体中の音速をＶsと
した場合、 θ0＝Ｓｉｎ-1Ｖl／Ｖs ・・・・式（１） によって与えられるものであり、この角度θ0はまた前
記液体から前記固体中へ超音波を入射する際の臨界角で
もあることともに周知である。
波は、この平板固体に接する液体中に、該平板への垂線
に対する角度θ0の方向に縦波を生起させる。ただし、
前記液体中の音速をＶl、前記平板固体中の音速をＶsと
した場合、 θ0＝Ｓｉｎ-1Ｖl／Ｖs ・・・・式（１） によって与えられるものであり、この角度θ0はまた前
記液体から前記固体中へ超音波を入射する際の臨界角で
もあることともに周知である。
【００１０】そこで本発明の第一の方法は、液体容器の
底部に薄い平板固体を固設し、同心円状に弾性表面波ま
たはラム波を励起し、この表面波またはラム波によって
前記同心円中心から上方に向けて頂角２θ0の倒立円錐
状に縦波を発生させ、この円錐状に液体中に拡がる超音
波が気液境界面で反射し、截頭円錐形に再び前記平板固
体面に向かってくる反射音波を捕えるべく、複数の圧電
変換電極群を、前記平板固体表面上において前記縦波発
生中心を囲繞して同心状に設け、前記平板固体と液体表
面との相対傾斜角毎の圧電変換信号を発信する圧電変換
電極を予め設定しておくことにより、容器の傾斜を検出
するものである。
底部に薄い平板固体を固設し、同心円状に弾性表面波ま
たはラム波を励起し、この表面波またはラム波によって
前記同心円中心から上方に向けて頂角２θ0の倒立円錐
状に縦波を発生させ、この円錐状に液体中に拡がる超音
波が気液境界面で反射し、截頭円錐形に再び前記平板固
体面に向かってくる反射音波を捕えるべく、複数の圧電
変換電極群を、前記平板固体表面上において前記縦波発
生中心を囲繞して同心状に設け、前記平板固体と液体表
面との相対傾斜角毎の圧電変換信号を発信する圧電変換
電極を予め設定しておくことにより、容器の傾斜を検出
するものである。
【００１１】そこで、図１および図２を援用して本発明
の第１の方法を実現した装置を説明する。図１は超音波
励振手段および圧電変換電極群の構成を示す平面図、図
２は装置の縦断面図を示している。
の第１の方法を実現した装置を説明する。図１は超音波
励振手段および圧電変換電極群の構成を示す平面図、図
２は装置の縦断面図を示している。
【００１２】傾斜角検出装置１０は液体Ａを自由表面を
有するように密封した液体容器１１と、この密封液体容
器１１の底部近傍に薄板状の平板固体である圧電板１２
を固設して成っている。液体容器１１は円筒壁面をなし
ているが、円筒であることは必ずしも必須要件ではな
い。
有するように密封した液体容器１１と、この密封液体容
器１１の底部近傍に薄板状の平板固体である圧電板１２
を固設して成っている。液体容器１１は円筒壁面をなし
ているが、円筒であることは必ずしも必須要件ではな
い。
【００１３】圧電板１２は図１のように円形をしてお
り、中心部に図示のように同心円状に形成された励振用
すだれ状電極（以後、励振用ＩＤ電極という）１３が配
設されている。図中１４は励振用ＩＤ電極１３の接地端
子、１５は同じく入力端子である。
り、中心部に図示のように同心円状に形成された励振用
すだれ状電極（以後、励振用ＩＤ電極という）１３が配
設されている。図中１４は励振用ＩＤ電極１３の接地端
子、１５は同じく入力端子である。
【００１４】そして、上記励振用ＩＤ電極１３を囲繞
し、しかも４個の象限（セクタ）Ｉ〜ＩＶに分割され、
それぞれのセクタＩ〜ＩＶ毎に多数の受波用ＩＤ電極群
１６〜１９が配設されている。図中例えば１６ａ1、１
６ａ2は対を成して構成される出力端子を表している。
本実施例では以後内側から外側に向けて前記のような対
毎に例えばセクタＩの第１端子、第ｎ端子、または第ｎ
順位の端子、あるいはセクタＩＩの第ｎ端子、第ｎ順位
の端子などと称し、当該端子に連なる電極も同様に第ｎ
電極、第ｎ順位電極などと称する。
し、しかも４個の象限（セクタ）Ｉ〜ＩＶに分割され、
それぞれのセクタＩ〜ＩＶ毎に多数の受波用ＩＤ電極群
１６〜１９が配設されている。図中例えば１６ａ1、１
６ａ2は対を成して構成される出力端子を表している。
本実施例では以後内側から外側に向けて前記のような対
毎に例えばセクタＩの第１端子、第ｎ端子、または第ｎ
順位の端子、あるいはセクタＩＩの第ｎ端子、第ｎ順位
の端子などと称し、当該端子に連なる電極も同様に第ｎ
電極、第ｎ順位電極などと称する。
【００１５】しかして、上記角電極１６〜１９はそれぞ
れ液面傾斜角θと、そのとき最も強く反射波を受ける電
極との関係が予め設定されている。
れ液面傾斜角θと、そのとき最も強く反射波を受ける電
極との関係が予め設定されている。
【００１６】上記の構成において、励振用ＩＤ電極１３
の入力端子１５に高周波信号電圧を印加すると、圧電板
１２に同心円中心に向こう表面波が生起する。そして、
この表面波によって図２のように頂角２θ0の倒立円錐
方向の縦波が液中に発生する。上記円錐方向に生起した
縦波は気液境界面において反射し、今度は截頭円錐形に
下降し、受波用ＩＤ電極群１６〜１９に受波される。こ
のとき、容器１１が水平におかれている場合には、各セ
クタＩ〜ＩＶの受波用ＩＤ電極群１６〜１９の特定の同
一順位の電極によって同時に受波され、同一順位の端子
から信号出力される。
の入力端子１５に高周波信号電圧を印加すると、圧電板
１２に同心円中心に向こう表面波が生起する。そして、
この表面波によって図２のように頂角２θ0の倒立円錐
方向の縦波が液中に発生する。上記円錐方向に生起した
縦波は気液境界面において反射し、今度は截頭円錐形に
下降し、受波用ＩＤ電極群１６〜１９に受波される。こ
のとき、容器１１が水平におかれている場合には、各セ
クタＩ〜ＩＶの受波用ＩＤ電極群１６〜１９の特定の同
一順位の電極によって同時に受波され、同一順位の端子
から信号出力される。
【００１７】しかしながら、容器１１が傾斜し、したが
って圧電板１２と液面とが相対的に角度θだけ傾いてい
るときには、図２のように励振中心Ｏからの到達距離
（Ｓ1、Ｓ2）がそれぞれ異なってくるので、受信電極の
順位にもばらつきができる。しかして、前記傾斜角θに
対応して、各セクタＩ〜ＩＶの各受波電極１６〜１９の
順位が予め決められているから、出力された最高順位の
端子によって傾斜角θを直ちに知ることができる。ま
た、当該端子の属するセクタによって傾斜方向も同時に
知ることができる。上記Ｓ1、Ｓ2は液深をｌとすると、 Ｓ1＝［ｔａｎ（θ0＋２θ）＋ｔａｎθ0］ｌ／［１ーｔａｎθ0ｔａｎθ］ ・・・式（２） Ｓ2＝［ｔａｎ（θ0−２θ）＋ｔａｎθ0］ｌ／［１＋ｔａｎθ0ｔａｎθ］ ・・・式（３）
って圧電板１２と液面とが相対的に角度θだけ傾いてい
るときには、図２のように励振中心Ｏからの到達距離
（Ｓ1、Ｓ2）がそれぞれ異なってくるので、受信電極の
順位にもばらつきができる。しかして、前記傾斜角θに
対応して、各セクタＩ〜ＩＶの各受波電極１６〜１９の
順位が予め決められているから、出力された最高順位の
端子によって傾斜角θを直ちに知ることができる。ま
た、当該端子の属するセクタによって傾斜方向も同時に
知ることができる。上記Ｓ1、Ｓ2は液深をｌとすると、 Ｓ1＝［ｔａｎ（θ0＋２θ）＋ｔａｎθ0］ｌ／［１ーｔａｎθ0ｔａｎθ］ ・・・式（２） Ｓ2＝［ｔａｎ（θ0−２θ）＋ｔａｎθ0］ｌ／［１＋ｔａｎθ0ｔａｎθ］ ・・・式（３）
【００１８】上記実施例ではセクタの数を４個とした
が、例えばこれを８個とすることによって傾斜方向を一
層正確に知ることができる。
が、例えばこれを８個とすることによって傾斜方向を一
層正確に知ることができる。
【００１９】液体の表面を自由表面としないで、表面を
薄膜などの被覆体で覆ってもよい。特に被覆体の固有音
響インピーダンス（以後、ρｃまたはローシーなどと称
する）を液体のρｃよりも大きくして、反射効率を高め
るようにした方がよい。たとえば、アルミニュウムなど
の軽金属の極薄板などがよい例である。この際、平板の
ままでは、たいていの液体の比重よりも大きくて沈んで
しまうので、周縁を上方に曲折させ、浮力の付くように
した方がよい。このような固体の被覆体では、水平時と
傾斜時との液面の外周形状の形状変化には追随しない
が、微小傾斜時の外周形状の変化は僅かであり、被覆体
として実用上の問題はない。
薄膜などの被覆体で覆ってもよい。特に被覆体の固有音
響インピーダンス（以後、ρｃまたはローシーなどと称
する）を液体のρｃよりも大きくして、反射効率を高め
るようにした方がよい。たとえば、アルミニュウムなど
の軽金属の極薄板などがよい例である。この際、平板の
ままでは、たいていの液体の比重よりも大きくて沈んで
しまうので、周縁を上方に曲折させ、浮力の付くように
した方がよい。このような固体の被覆体では、水平時と
傾斜時との液面の外周形状の形状変化には追随しない
が、微小傾斜時の外周形状の変化は僅かであり、被覆体
として実用上の問題はない。
【００２０】本発明に係る第２の方法は、第１の方法と
同様に生起させた液中の反射波が、前記平板固体表面も
しくは該平板固体に平行な平面上に到達する到達時間と
その分布とから容器の傾斜角と傾斜方向とを知ろうとす
るものである。
同様に生起させた液中の反射波が、前記平板固体表面も
しくは該平板固体に平行な平面上に到達する到達時間と
その分布とから容器の傾斜角と傾斜方向とを知ろうとす
るものである。
【００２１】そこで上記方法を実現した傾斜角の検出装
置３０を図３および図４によって説明する。図３は超音
波励振手段および圧電変換電極群の構成を示す平面図、
図４は装置の縦断面図を示している。
置３０を図３および図４によって説明する。図３は超音
波励振手段および圧電変換電極群の構成を示す平面図、
図４は装置の縦断面図を示している。
【００２２】傾斜角検出装置３０は液体Ａを自由表面を
有するように密封した液体容器３１と、この密封液体容
器３１の底部近傍に薄板状の平板固体である圧電板３２
を固設して成っている。液体容器３１は円筒壁面をなし
ているが、円筒であることは必ずしも必須要件ではな
い。
有するように密封した液体容器３１と、この密封液体容
器３１の底部近傍に薄板状の平板固体である圧電板３２
を固設して成っている。液体容器３１は円筒壁面をなし
ているが、円筒であることは必ずしも必須要件ではな
い。
【００２３】圧電板３２は図３のように円形をしてお
り、中心部に図示のように同心円状に形成された励振用
ＩＤ電極３３が配設されている。図中３４は励振用ＩＤ
電極３３の接地端子、３５は同じく入力端子である。
り、中心部に図示のように同心円状に形成された励振用
ＩＤ電極３３が配設されている。図中３４は励振用ＩＤ
電極３３の接地端子、３５は同じく入力端子である。
【００２４】そして、上記励振用ＩＤ電極３３を囲繞
し、しかも４個の象限（セクタ）Ｉ〜ＩＶに分割され、
それぞれのセクタＩ〜ＩＶ毎に一群の受波用ＩＤ電極群
３６〜３９が配設されている。図中例えば３６ａはセク
タＩの接地端子、３６ｂは同じく出力端子である。電極
群３７、３８、３９等についてもそれぞれの接地端子３
７ａ、３８ａ、３９ａおよび出力端子３７ｂ、３８ｂ、
３９ｂが図示のように設けられている。
し、しかも４個の象限（セクタ）Ｉ〜ＩＶに分割され、
それぞれのセクタＩ〜ＩＶ毎に一群の受波用ＩＤ電極群
３６〜３９が配設されている。図中例えば３６ａはセク
タＩの接地端子、３６ｂは同じく出力端子である。電極
群３７、３８、３９等についてもそれぞれの接地端子３
７ａ、３８ａ、３９ａおよび出力端子３７ｂ、３８ｂ、
３９ｂが図示のように設けられている。
【００２５】ところで、圧電板３２から液面までの深さ
をＤとすれば反射波の行路長Ｌ0はすべて等しく、下記
式（４）によって与えられる。 Ｌ0＝２Ｄ√（１＋ｔａｎ2θ0） ・・・式（４） しかしながら、圧電板３２と液面との相対傾斜角がθと
なった場合、その行路長Ｌは一般に式（５）にて与えら
れ、各セクタ毎の到達反射波の行路長はそれぞれ異なっ
たものとなり、当然到達時間にも時間差が生じる。 Ｌ＝（Ｄ／１ーｔａｎθ0ｔａｎθ） ＊［√（１＋ｔａｎ2θ0）＋√｛１＋ｔａｎ2（θ0＋２θ）｝］ ・・・式（５） そこで周知の計時手段が図外に設けられ、得られた時間
差から前記傾斜角度θを演算する演算手段が設けられて
いる。
をＤとすれば反射波の行路長Ｌ0はすべて等しく、下記
式（４）によって与えられる。 Ｌ0＝２Ｄ√（１＋ｔａｎ2θ0） ・・・式（４） しかしながら、圧電板３２と液面との相対傾斜角がθと
なった場合、その行路長Ｌは一般に式（５）にて与えら
れ、各セクタ毎の到達反射波の行路長はそれぞれ異なっ
たものとなり、当然到達時間にも時間差が生じる。 Ｌ＝（Ｄ／１ーｔａｎθ0ｔａｎθ） ＊［√（１＋ｔａｎ2θ0）＋√｛１＋ｔａｎ2（θ0＋２θ）｝］ ・・・式（５） そこで周知の計時手段が図外に設けられ、得られた時間
差から前記傾斜角度θを演算する演算手段が設けられて
いる。
【００２６】セクタの数を多くすること、液体表面を覆
う被覆体を設けることができるなどは上記第１実施例と
同様である。
う被覆体を設けることができるなどは上記第１実施例と
同様である。
【００２７】上記構成において、傾斜角θのときには、
反射波の行路長は式（５）のようになり、各セクタＩ〜
ＩＶ毎に異なり、到達時間差が生じるから、これにより
傾斜角を知ることができる。
反射波の行路長は式（５）のようになり、各セクタＩ〜
ＩＶ毎に異なり、到達時間差が生じるから、これにより
傾斜角を知ることができる。
【発明の効果】本発明の水準検出方法および装置では、
容器に液体を収容し、底部に固定した平板固体表面に同
心円状に弾性表面波またはラム波を励振させ、これによ
り液体中に半頂角θ0の倒立円錐方向に縦波を発生さ
せ、この縦波が液体の自由表面において反射する反射波
を受けて、電気信号として送信する複数の圧電変換電極
群を、平板固体表面上に縦波発生中心を囲繞して同心状
に、かつ前記中心に対して複数のセクタに分割して設
け、各セクタの各圧電変換電極を前記中心に近い方から
順次順位をつけておき、前記平板固体と液体表面との相
対傾斜角毎に圧電変換信号を発信する圧電変換電極を予
め設定しておく方向および構成、または反射波の到達時
間差を得る方法および構成としたから、特定方向に限定
されない、任意方向の傾斜角が正確にかつ電気的手段を
介して検出できるようになった。
容器に液体を収容し、底部に固定した平板固体表面に同
心円状に弾性表面波またはラム波を励振させ、これによ
り液体中に半頂角θ0の倒立円錐方向に縦波を発生さ
せ、この縦波が液体の自由表面において反射する反射波
を受けて、電気信号として送信する複数の圧電変換電極
群を、平板固体表面上に縦波発生中心を囲繞して同心状
に、かつ前記中心に対して複数のセクタに分割して設
け、各セクタの各圧電変換電極を前記中心に近い方から
順次順位をつけておき、前記平板固体と液体表面との相
対傾斜角毎に圧電変換信号を発信する圧電変換電極を予
め設定しておく方向および構成、または反射波の到達時
間差を得る方法および構成としたから、特定方向に限定
されない、任意方向の傾斜角が正確にかつ電気的手段を
介して検出できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の超音波励振手段および圧電変換電
極群の構成を示す平面図。
極群の構成を示す平面図。
【図２】同じく装置の縦断面図。
【図３】第２実施例の超音波励振手段および圧電変換電
極群の構成を示す平面図。
極群の構成を示す平面図。
【図４】同じく装置の縦断面図。
１０ 傾斜角の検出装置（第１実施例） １１ 容器 １２ 圧電板（平板固体） １３ 励振用すだれ状電極（励振用ＩＤ電極）（超音波
励振手段） １４ 励振用ＩＤ電極の接地端子 １５ 励振用ＩＤ電極の入力端子 １６〜１９ 受波用ＩＤ電極群 ３０ 傾斜角の検出装置（第２実施例） ３１ 容器 ３２ 圧電板（平板固体） ３３ 励振用すだれ状電極（励振用ＩＤ電極）（超音波
励振手段） ３４ 励振用ＩＤ電極の接地端子 ３５ 励振用ＩＤ電極の入力端子 ３６〜３９ 受波用ＩＤ電極群 Ｌ０ 反射波の行路長（水平時） Ｌ 反射波の行路長（角度θに傾斜時）
励振手段） １４ 励振用ＩＤ電極の接地端子 １５ 励振用ＩＤ電極の入力端子 １６〜１９ 受波用ＩＤ電極群 ３０ 傾斜角の検出装置（第２実施例） ３１ 容器 ３２ 圧電板（平板固体） ３３ 励振用すだれ状電極（励振用ＩＤ電極）（超音波
励振手段） ３４ 励振用ＩＤ電極の接地端子 ３５ 励振用ＩＤ電極の入力端子 ３６〜３９ 受波用ＩＤ電極群 Ｌ０ 反射波の行路長（水平時） Ｌ 反射波の行路長（角度θに傾斜時）
Claims (8)
- 【請求項１】容器に自由表面を有するごとく液体を収容
し、その液体内で自由表面に対抗した位置に固定された
平板固体表面に、同心円状に拡がる弾性表面波またはラ
ム波を励振させるとともに、該同心円状の表面波または
ラム波によって、前記同心円の中心から前記液体中に、
倒立円錐方向にモード変換されて生起する縦波を発生さ
せ、該縦波が液体の自由表面において反射する反射波を
受けて、電気信号として送信する複数の圧電変換電極群
を、前記平板固体表面上において前記縦波発生中心を囲
繞して同心状に、かつ前記中心に対して複数のセクタに
分割して設けるとともに、各セクタの各圧電変換電極を
前記中心に近い方から順次順位をつけておき、前記平板
固体表面と液体表面との基準姿勢に対する相対傾斜角毎
に圧電変換信号を発信する圧電変換電極を予め設定して
おくことにより、容器の傾斜により水準を検出する水準
検出方法。 - 【請求項２】自由表面を有するごとく液体を収容する液
体容器と、該液体内で自由表面に対抗した位置に固定さ
れた平板固体センサと、該平板固体センサの表面に同心
円状に拡がる弾性表面波またはラム波を励振させる超音
波励振手段と、該同心円状の表面波またはラム波によっ
てモード変換され、前記同心円の中心から前記液体中に
倒立円錐方向に拡がる縦波が、液体の自由表面において
反射する反射波を受けて、電気信号として送信する複数
の圧電変換電極とを具備するとともに、前記各圧電変換
電極は、前記同心円中心に対して複数のセクタに分割さ
れ、かつ前記中心に近い方から順次順位をつけて設けら
れ、前記液体容器の基準姿勢に対する傾斜角および傾斜
方向によって、圧電変換信号を発信する圧電変換電極を
それぞれ予め設定して構成したことを特徴とする水準検
出装置。 - 【請求項３】上記超音波励振手段は、液体内で自由表面
に対抗した位置に固定された前記平板固体としての平板
圧電体と、該平板圧電体表面において同心状に形成さ
れ、高周波励振電圧を入力する励振用すだれ状電極（励
振用ＩＤ電極）とで構成されるとともに、上記圧電変換
電極は、同じく前記平板圧電体と、前記励振用すだれ状
電極（励振用ＩＤ電極）を同心状に囲繞するとともに、
複数のセクタ毎に分けて同じく前記平板圧電体表面上に
形成され、前記励振用すだれ状電極（励振用ＩＤ電極）
に近い側から外方にむけて順次配列された複数の受波用
すだれ状電極（受振用ＩＤ電極）群とから構成されたも
のである請求項２記載の水準検出装置。 - 【請求項４】容器に自由表面を有するごとく液体を収容
し、前記液体内で自由表面に対抗した位置に固定された
平板固体表面に、同心円状に拡がる弾性表面波またはラ
ム波を励振させるとともに、該同心円状の表面波または
ラム波によって、前記同心円の中心から前記液体中に、
倒立円錐方向にモード変換されて生起する縦波を発生さ
せるとともに、該縦波が液体の自由表面において反射す
る反射波の到達時間と、前記平板固体表面もしくは該平
板固体に平行な平面上における該到達時間の分布とか
ら、容器の傾斜角と傾斜方向とによって水準を検出する
水準検出方法。 - 【請求項５】自由表面を有するごとく液体を収容する液
体容器と、該液体内で自由表面に対抗した位置に固定さ
れた平板固体センサと、該平板固体センサの表面に同心
円状に拡がる弾性表面波またはラム波を励振させる超音
波励振手段と、該同心円状の表面波またはラム波によっ
てモード変換されて生起し、前記同心円の中心から前記
液体中に倒立円錐方向に拡がる縦波が、液体の自由表面
において反射する反射波を受けて、電気信号として送信
する複数の圧電変換電極群とを具備するとともに、前記
各圧電変換電極群は、前記平板固体表面上において前記
超音波励振手段と同心にこれを囲繞し、前記同心円中心
を中心とする放射状の複数のセクタに分割して設けられ
るとともに、前記反射波が各セクタ毎に設けられた前記
圧電変換電極に到達する時間を計測する計時手段と、計
測された前記到達時間およびセクタ毎の到達時間の分布
から基準姿勢に対する容器の傾斜角度および傾斜方向を
判定する演算手段とを具備したことを特徴とする水準検
出装置。 - 【請求項６】上記超音波励振手段は、前記液体内で自由
表面に対抗した位置に固定された前記平板固体としての
平板圧電体と、該平板圧電体表面において同心状に形成
され、高周波励振電圧を入力する励振用すだれ状電極
（励振用ＩＤ電極）とで構成されるとともに、上記圧電
変換電極群は、前記平板圧電体と、前記励振用すだれ状
電極（励振用ＩＤ電極）を同心状に囲繞し、前記同心円
中心を中心とする放射状の複数のセクタに分割して前記
平板圧電体表面上に形成された受波用すだれ状電極（受
振用ＩＤ電極）とから構成された請求項５記載の水準検
出装置。 - 【請求項７】容器内の液体の表面は、前記容器の傾斜に
拘わらず常に水平を自由に保持でき、かつ液体と接する
面が平坦な被覆体によって被覆されていることを特徴と
する請求項１乃至同６に記載の水準検出方法および装
置。 - 【請求項８】前記被覆体の固有音響インピーダンスは、
容器内の液体の固有音響インピーダンスよりも大または
小である請求項７記載の水準検出方法および装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP3089685A JP2987468B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 水準検出方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3089685A JP2987468B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 水準検出方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04299212A JPH04299212A (ja) | 1992-10-22 |
| JP2987468B2 true JP2987468B2 (ja) | 1999-12-06 |
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ID=13977627
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|---|---|---|---|
| JP3089685A Expired - Fee Related JP2987468B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 水準検出方法および装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2987468B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017209897A1 (en) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | Qualcomm Incorporated | Ultrasonic tilt sensor and related methods |
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| JP6281445B2 (ja) * | 2014-08-28 | 2018-02-21 | 株式会社デンソー | 液面検出装置 |
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-
1991
- 1991-03-28 JP JP3089685A patent/JP2987468B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| WO2017209897A1 (en) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | Qualcomm Incorporated | Ultrasonic tilt sensor and related methods |
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| Publication number | Publication date |
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| JPH04299212A (ja) | 1992-10-22 |
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