JPH01118724A - Ultrasonic level gauge - Google Patents
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
発明の目的
（産業上の利用分野）
この発明は超音波を利用して被検出面のレベルを検出す
るために使用される超音波式レベル計に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to an ultrasonic level meter used to detect the level of a surface to be detected using ultrasonic waves.
（従来の技術）
従来、この種のレベル計として、例えばパルス変調され
た超音波を超音波送受波器から被検出液面に向けて発射
し、同液面にて反射される超音波を前記超音波送受波器
にて受波するように構成したものが知られている。そし
て、超音波送受波器から発射された超音波が被検８暑反
面で反射した後超音波送受波器にて受波されるまでの所
要時間を計測して超音波送受波器から被検出液面までの
距離を演算処理して、被検出液面近レベルを測定するよ
うにしていた。(Prior Art) Conventionally, this type of level meter has been used, for example, by emitting pulse-modulated ultrasonic waves from an ultrasonic transducer toward the liquid surface to be detected, and then emitting the ultrasonic waves reflected from the liquid surface. A device configured to receive waves using an ultrasonic transducer is known. Then, the time required for the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic transducer to be received by the ultrasonic transducer after being reflected by the surface of the object to be tested is measured, and the ultrasonic wave is detected by the ultrasonic transducer. The distance to the liquid surface is calculated and the level near the liquid surface to be detected is measured.
（発明が解決しようとする問題点）
ところが、従前のレベル計では超音波が所定のビーム幅
を有しているため、被検出液面近くに障害物等がある場
合には、超音波送受波器から発射された超音波が前記障
害物等で反射される虞れがあり、その反射波が超音波送
受波器にて受波されて検出誤差を生じるという虞れがあ
った。又、超音波送受波器では被検出液面にて反射され
る超音波以外の外部からのノイズ信号を受波する虞れが
あり、検出誤差の発生原因となっていた。(Problem to be solved by the invention) However, since the ultrasonic waves in conventional level meters have a predetermined beam width, if there is an obstacle near the liquid surface to be detected, the ultrasonic wave transmission and reception will be interrupted. There was a risk that the ultrasonic waves emitted from the device would be reflected by the obstacles, etc., and the reflected waves would be received by the ultrasonic transducer, causing a detection error. Furthermore, the ultrasonic transducer may receive external noise signals other than the ultrasonic waves reflected on the surface of the liquid to be detected, which may cause detection errors.
又、車両等の移動体に搭載されたタンク内の液面レベル
を検出するような場合には、移動体の移動中に液面が太
き（揺れると、液面レベルの正確な検出が困難であった
。In addition, when detecting the liquid level in a tank mounted on a moving object such as a vehicle, it is difficult to accurately detect the liquid level if the liquid level is thick (shaking) while the moving object is moving. Met.
更に、従前のレベル計では液面レベルを検出するために
、レベル計を被検出液面の真上に配置しなければならず
、レベル計の配置位置が限定されるという問題があった
。Furthermore, in the conventional level meter, in order to detect the liquid level, the level meter had to be placed directly above the liquid level to be detected, and there was a problem that the placement position of the level meter was limited.
ところで、超音波はその伝播特性として、超音波周波数
に対応した所定内径のパイプ内を通過することが知られ
ている。Incidentally, it is known that the propagation characteristic of ultrasonic waves is that they pass through a pipe having a predetermined inner diameter corresponding to the ultrasonic frequency.
この発明は前述した事情に迄みてなされたものであり、
超音波がその周波数に対応した所定内径のパイプ内を通
過する伝播特性を利用することに着目してなされたもの
であって、被検出面近傍の障害物やノイズ信号等の影響
による検出誤差を防止し得ると共に、被検出面の揺れに
よる検出誤差を防止することが可能で、更には取付位置
の自由度を向上し得る超音波式レベル計の提供を目的と
している。This invention was made in view of the above-mentioned circumstances,
This method was developed by taking advantage of the propagation characteristics of ultrasonic waves passing through a pipe with a predetermined inner diameter corresponding to their frequency, and it eliminates detection errors caused by obstacles near the detection surface, noise signals, etc. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic level meter that can prevent detection errors caused by shaking of a surface to be detected, and can further improve the degree of freedom in mounting position.
発明の構成
（問題点を解決するための手段）
上記の目的を達成するためにこの発明においては、超音
波を発生させるための信号を出力する超音波発振手段と
、その超音波発振手段にて出力された信号に基き超音波
を発射すると共にその超音波を受波する超音波送受波器
と、その超音波送受波器から発射された超音波を被検出
面まで案内し、その被検出面で反射された超音波を超音
波送受波器まで案内するための案内パイプと、超音波送
受波器から発射された超音波が被検出面で反射した後、
超音波送受波器にて受波されるまでの所要時間を計測し
て超音波送受波器から被検出面までの距離を演算処理す
る信号処理手段とを備えている。Structure of the Invention (Means for Solving Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides an ultrasonic oscillation means for outputting a signal for generating ultrasonic waves, and an ultrasonic oscillation means for outputting a signal for generating ultrasonic waves. An ultrasonic transducer that emits ultrasonic waves based on the output signal and receives the ultrasonic waves, and an ultrasonic transducer that guides the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic transducer to the detected surface and detects the detected surface. A guide pipe for guiding the ultrasonic waves reflected by the ultrasonic transducer to the ultrasonic transducer, and a guide pipe for guiding the ultrasonic waves reflected by the ultrasonic transducer to the ultrasonic transducer.
The apparatus includes a signal processing means that measures the time required for the wave to be received by the ultrasonic transducer and calculates the distance from the ultrasonic transducer to the detection surface.
（作用）
従って、超音波発振手段にて出力された信号に基き超音
波送受波器により超音波を案内パイプの一端側から案内
パイプ内に発射することにより、その超音波が案内パイ
プを介して被検出面まで案内されて反射される。又、被
検出面にて反射された超音波は再び案内パイプを介して
超音波送受波器まで案内されて受波される。そして、信
号処理手段により、超音波送受波器から発射された超音
波が被検出面で反射した後、超音波送受波器にて受波さ
れるまでの所要時間が計測されて超音波送受波器から被
検出面までの距離が演算処理される。(Function) Therefore, by emitting ultrasonic waves from one end of the guide pipe into the guide pipe using the ultrasonic transducer based on the signal output by the ultrasonic oscillating means, the ultrasonic waves can be transmitted through the guide pipe. It is guided to the detection surface and reflected. Further, the ultrasonic wave reflected from the detection surface is guided again to the ultrasonic transducer via the guide pipe and is received. Then, the signal processing means measures the time required for the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic transducer to be received by the ultrasonic transducer after it is reflected on the detection surface, and the ultrasonic wave is transmitted and received. The distance from the device to the detection surface is calculated.
そして、その処理結果に基き被検出面のレベル計測が可
能となる。Based on the processing results, it becomes possible to measure the level of the detection surface.
このように、超音波送受波器と被検出面との間を往復す
る超音波が案内バイブを介して案内されるので、被検出
面以外の部分で超音波が反射されることはなく、検出誤
差が低減される。又、案内パイプにより外部のノイズ信
号が遮断されるので、ノイズ信号による検出誤差が低減
される。更に、被検出面の大きさは案内パイプ内側の断
面の大きさに略限られるので、被検出体の揺れに暴く被
検出面の揺れが小さくなり、検出誤差が低減される。In this way, the ultrasonic waves that travel back and forth between the ultrasonic transducer and the detection surface are guided via the guide vibrator, so the ultrasonic waves are not reflected on parts other than the detection surface, and the detection Errors are reduced. Furthermore, since external noise signals are blocked by the guide pipe, detection errors due to noise signals are reduced. Furthermore, since the size of the detected surface is approximately limited to the size of the cross section inside the guide pipe, the shaking of the detected surface due to the shaking of the detected object is reduced, and detection errors are reduced.
又、超音波は案内パイプを介して被検出面まで案内され
るので、案内パイプにより超音波の進路を変化させるこ
とができ、超音波送受波器の配置位置が被検出面の真上
に限定されることはない。In addition, since the ultrasonic waves are guided to the detection surface via the guide pipe, the course of the ultrasonic waves can be changed by the guide pipe, and the placement position of the ultrasonic transducer is limited to just above the detection surface. It will not be done.
（実施例）
以下、この発明を具体化した一実施例を第１図〜第５図
に基いて詳細に説明する。(Embodiment) Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5.
第１図に示すように、この実施例の超音波式レベル計１
はタンク２内に貯留された液体３の液面レベルＬを検出
するように構成されている。As shown in FIG. 1, the ultrasonic level meter 1 of this embodiment
is configured to detect the liquid level L of the liquid 3 stored in the tank 2.
前記タンク２の一例上部には液体供給用の給入口２ａが
形成され、同給入口２ａにはキャップ４が着脱可能に装
着されている。又、タンク２の下部には液体を外部へ導
出するための排出口２ｂが形成され、同排出口２ｂには
導出パイプ５の一端が接続されている。そして、タンク
２内の液体３が導出パイプ５を介して所定の液体処理袋
！（図示路）に導出され、その装置にて適宜消費される
ようになっている。従って、液体３が消費される毎に、
タンク２内の液面レベルＬが低くなる。A liquid supply inlet 2a is formed at the upper part of the tank 2, and a cap 4 is removably attached to the inlet 2a. Further, a discharge port 2b for discharging the liquid to the outside is formed in the lower part of the tank 2, and one end of a discharge pipe 5 is connected to the discharge port 2b. Then, the liquid 3 in the tank 2 flows through the outlet pipe 5 to a predetermined liquid processing bag! (as shown in the diagram) and is consumed as appropriate by the device. Therefore, every time liquid 3 is consumed,
The liquid level L in the tank 2 becomes low.
前記タンク２の上部中央には、上方へ突出して開口する
開口部２ｃが形成されている。第１，２図に示すように
、レベル計１は開口部２ｃに嵌着されたキャップ体６を
備え、その下側には円環状に下方へ突出する嵌合部６ａ
が形成されている。An opening 2c that projects upward is formed in the center of the upper part of the tank 2. As shown in FIGS. 1 and 2, the level meter 1 includes a cap body 6 fitted into an opening 2c, and a fitting part 6a projecting downward in an annular shape on the lower side thereof.
is formed.
キャップ体６の下側において嵌合部６ａ内側には、圧電
素子よりなる超音波送受波器７が下方へ向かって配設さ
れている。そして、この超音波送受波器７から超音波を
発射すると共にその超音波を受波するようになっている
。On the lower side of the cap body 6 and inside the fitting part 6a, an ultrasonic transducer 7 made of a piezoelectric element is disposed facing downward. The ultrasonic transducer 7 emits ultrasonic waves and receives the ultrasonic waves.
又、前記嵌合部６ａには、タンク２内に挿入されると共
に液体３内に挿入される案内パイプ８の基端側開口部８
ａが超音波送受波器７を内包するように嵌着固定されて
いる。この開口部８ａの近傍にはパイプ内側８ｂに空気
を取り入れるための空気孔８ｃが形成されている。更に
、案内パイプ８の先端側は有底状をなし、その底壁８ｄ
にはパイプ内側８ｂに貫通する小孔８ｅが形成されてい
る。そして、案内バイブ８の先端側をタンク２内の液体
３に挿入することにより、前記小孔８ｅを介してパイプ
内側８ｂに液体を導入するようになっている。又、パイ
プ内側８ｂに液体を導入することにより、そのパイプ内
側８ｂの液面３ａが他の液面３ｂと同じになると共に、
同液面３ａが被検出面になる。この液面３ａの位置は液
体３の増減に伴いパイプ内側８ｂを上下に変化する。そ
して、超音波送受波器７から発射される超音波は案内パ
イプ８を介して液面３ａまで案内され、更にその液面３
ａから反射された超音波は案内バイブ８を介して超音波
送受波器７まで案内されるようになっている。Further, the fitting part 6a has a proximal opening 8 of a guide pipe 8 which is inserted into the tank 2 and into the liquid 3.
a is fitted and fixed so as to enclose the ultrasonic transducer 7. An air hole 8c is formed in the vicinity of this opening 8a for introducing air into the inner side 8b of the pipe. Furthermore, the tip side of the guide pipe 8 has a bottomed shape, and the bottom wall 8d
A small hole 8e penetrating the inner side of the pipe 8b is formed in the pipe. By inserting the distal end of the guide vibrator 8 into the liquid 3 in the tank 2, the liquid is introduced into the inner side of the pipe 8b through the small hole 8e. In addition, by introducing the liquid into the pipe inner side 8b, the liquid level 3a on the pipe inner side 8b becomes the same as the other liquid levels 3b, and
The liquid surface 3a becomes the surface to be detected. The position of this liquid level 3a changes up and down inside the pipe 8b as the liquid 3 increases and decreases. The ultrasonic waves emitted from the ultrasonic transducer 7 are guided to the liquid level 3a via the guide pipe 8, and then further to the liquid level 3a.
The ultrasonic waves reflected from a are guided to the ultrasonic transducer 7 via a guide vibrator 8.
尚、この案内パイプ８の材質としては、ゴム、或いは塩
化ビニル、ポリアミド及びポリアセタール等の合成樹脂
を使用することができ、更にはステンレス、アルミニウ
ム及び真鍮等の金属でもよい。The guide pipe 8 may be made of rubber or synthetic resins such as vinyl chloride, polyamide, and polyacetal, and may also be made of metal such as stainless steel, aluminum, and brass.
又、案内パイプ８の内径りの大きさは、パイプ内側８ｂ
を通過する超音波の周波数の大きさに対応して決定され
るものである。即ち、第５図に示すように、パイプ内を
通過できる超音波周波数は超音波周波数ｆが高くなるに
従ってパイプ内径りが小さくなる傾向にある。又、第５
図に示すグラフの左側領域は超音波がパイプ内を通過で
きない非通過帯域を示し、同グラフの右側領域は超音波
がパイプ内を通過できる通過帯域を示している。Moreover, the size of the inner diameter of the guide pipe 8 is the inner diameter of the pipe 8b.
It is determined in accordance with the frequency of the ultrasonic waves passing through. That is, as shown in FIG. 5, as the ultrasonic frequency f that can pass through the pipe increases, the inner diameter of the pipe tends to decrease. Also, the fifth
The left side area of the graph shown in the figure shows a non-pass band where ultrasonic waves cannot pass through the pipe, and the right side area of the graph shows a pass band where ultrasonic waves can pass through the pipe.
このようなパイプ内径りと超音波周波数ｒとの関係に基
き、この実施例の案内バイブ８では使用する超音波周波
数ｆの４０ｋＨｚに対してパイプ内径りを７〜８ ｘｍ
に設定している。Based on this relationship between the pipe inner diameter and the ultrasonic frequency r, the guide vibrator 8 of this embodiment has a pipe inner diameter of 7 to 8 x m for the used ultrasonic frequency f of 40 kHz.
It is set to .
又、この実施例のレベル計１は、超音波発振子・段及び
信号処理手段等を一体的に備えたものであり、キャンプ
体６の上側にはそれらを構成する電子回路を備えた回路
基板９が配設されている。そして、この回路基板９はカ
バー１０により被覆されている。又、カバー１０の頂部
に形成した透孔１０ａからは一端が回路基板９に接続さ
れたリード線１１が導出され、同リード線１１の他端に
はコネクタ１２が設けられている。そして、このコネク
タ１２には液面レベルＬを表示するための表示装置２１
（第３図参照）が接続されている。In addition, the level meter 1 of this embodiment is integrally equipped with an ultrasonic oscillator/stage, signal processing means, etc., and on the upper side of the camp body 6 is a circuit board equipped with an electronic circuit constituting them. 9 are arranged. This circuit board 9 is covered with a cover 10. Further, a lead wire 11 having one end connected to the circuit board 9 is led out from a through hole 10a formed at the top of the cover 10, and a connector 12 is provided at the other end of the lead wire 11. This connector 12 has a display device 21 for displaying the liquid level L.
(See Figure 3) are connected.
次に、このレベル計１の電気的構成を第３図及び第４図
に従って説明する。Next, the electrical configuration of this level meter 1 will be explained according to FIGS. 3 and 4.
第３図に示すように、超音波発振手段を構成する超音波
発振装置２２はパルス変調回路２３を備え、同回路２３
には所定の発振信号（第４図参照）を発生させるための
発振回路２４と、所定周期の送信トリガ（第４図参照）
を発生させるための送信トリガ発生回路２５とがそれぞ
れ接続されている。そして、パルス変調回路２３には各
回路２４゜２５から発振信号及び送信トリガがそれぞれ
入力され、同変調回路２３はそれらの入力に基き送信ト
リガのタイミングに同期して変調された送信パルス（第
４図参照）を出力する。As shown in FIG.
includes an oscillation circuit 24 for generating a predetermined oscillation signal (see Fig. 4) and a transmission trigger with a predetermined cycle (see Fig. 4).
A transmission trigger generation circuit 25 for generating is connected to each of them. The pulse modulation circuit 23 receives an oscillation signal and a transmission trigger from each circuit 24 and 25, and the modulation circuit 23 receives a transmission pulse (fourth pulse) modulated in synchronization with the timing of the transmission trigger based on these inputs. (see figure) is output.
前記パルス変調回路２３は切換回路２６を介して超音波
送受波器７に接続されている。そして、パルス変調回路
２３がら出力される送信パルスは切換回路２６を介して
超音波送受波器７へ出力され、その送信パルスに基き超
音波送受波器７がらは超音波としての送信信号（第４図
参照）が発射される。The pulse modulation circuit 23 is connected to the ultrasonic transducer 7 via a switching circuit 26. Then, the transmission pulse outputted from the pulse modulation circuit 23 is outputted to the ultrasonic transducer 7 via the switching circuit 26, and based on the transmission pulse, the ultrasonic transducer 7 converts the transmission signal (the ultrasonic signal) into an ultrasonic wave. (See Figure 4) is fired.
前記切換回路２６は送信時間ゲート回路２７を介して信
号処理手段としての信号処理装置２８に接続されている
。そして、超音波送受波器７にて受波された超音波とし
ての受信信号（第４図参照）が送信時間ゲート回路２７
を介して信号処理装置２８に入力される。又、送信時間
ゲート回路２７には前記送信トリガ発生回路２５が接続
され、送信トリガが入力される。そして、送信時間ゲー
ト回路２７は送信トリガが人力される間だけ信号処理装
置２８に信号を出力しないようになっている。The switching circuit 26 is connected to a signal processing device 28 as a signal processing means via a transmission time gate circuit 27. Then, the received signal as an ultrasonic wave received by the ultrasonic transducer 7 (see FIG. 4) is sent to the transmission time gate circuit 27.
The signal is input to the signal processing device 28 via. Further, the transmission trigger generation circuit 25 is connected to the transmission time gate circuit 27, and a transmission trigger is input thereto. The transmission time gate circuit 27 is configured not to output a signal to the signal processing device 28 only while the transmission trigger is manually input.
これにより、信号処理装置２８には超音波送受波器７に
て受波された受信信号のみが入力されることになり、送
信信号を発射させる際に生じる送信漏れ信号Ｘ（第４図
参照）が１３号処理装置２８に入力されないようになっ
ている。As a result, only the received signal received by the ultrasonic transducer 7 is input to the signal processing device 28, and a transmission leakage signal X (see FIG. 4) that occurs when transmitting a transmission signal is input. is not input to the No. 13 processing device 28.
前記信号処理装置２８は送信時間ゲート回路２７からの
受信信号を入力する増幅回路２９を備え、同回路２９は
帯域フィルタ３０を介して検波回路３１に接続されてい
る。又、検波回路３１は時間比較回路３２に接続され、
更に同回路３２は演算制御回路３３に接続されている。The signal processing device 28 includes an amplifier circuit 29 that inputs the received signal from the transmission time gate circuit 27, and the circuit 29 is connected to a detection circuit 31 via a bandpass filter 30. Further, the detection circuit 31 is connected to a time comparison circuit 32,
Further, the circuit 32 is connected to an arithmetic control circuit 33.
そして、送信時間ゲート回路２７を介して増幅回路２９
に入力される受信信号は増幅回路２９にて増幅され、そ
の増幅信号（第４図参照）は帯域フィルタ３０にて発振
周波数成分のみを通過させた後、検波回路３１に入力さ
れる。検波回路３１では、帯域フィルタ３０からの入力
タイミングに同期したトリガ・パルスよりなる検波信号
（第４図参照）を発生させて時間比較回路３２に出力す
る。Then, via the transmission time gate circuit 27, the amplifier circuit 29
The received signal input to the detector is amplified by an amplifier circuit 29, and the amplified signal (see FIG. 4) is input to a detection circuit 31 after passing only the oscillation frequency component to a bandpass filter 30. The detection circuit 31 generates a detection signal (see FIG. 4) consisting of a trigger pulse synchronized with the input timing from the bandpass filter 30 and outputs it to the time comparison circuit 32.
又、前記時間比較回路３２には送信トリガ発生回路２５
が接続され、同発生回路２５からの送信トリガが入力さ
れる。そして、時間比較回路３２では送信トリガの立ち
上がりから検波信号の立ち上がりまでの間でハイレベル
となる出力信号（第４図参照）を発生させて演算制御回
路３３に出力する。又、演算制御回路３３では、出力信
号のハイレベルの継続時間Ｔをカウントし、その継続時
間Ｔに基き超音波送受波器７から液面３ａまでの距離Ｌ
１を演算すると共に、更にその距離Ｌｌに基いて液面レ
ベルし、即ち液面３ｂがらタンク底面２ｄまでの距離を
演算処理するようになっている。The time comparison circuit 32 also includes a transmission trigger generation circuit 25.
is connected, and a transmission trigger from the same generation circuit 25 is input. Then, the time comparator circuit 32 generates an output signal (see FIG. 4) that becomes high level from the rising edge of the transmission trigger to the rising edge of the detection signal, and outputs it to the arithmetic control circuit 33. In addition, the arithmetic control circuit 33 counts the high level duration T of the output signal, and calculates the distance L from the ultrasonic transducer 7 to the liquid level 3a based on the duration T.
1 is calculated, and the liquid level is calculated based on the distance Ll, that is, the distance from the liquid level 3b to the tank bottom 2d is calculated.
更に、演算制御回路３３には所定の表示装置２１が接続
され、演算制御回路３３にて演算処理された信号が入力
されて液面レベルＬをデジタル表示するようになってい
る。Further, a predetermined display device 21 is connected to the arithmetic control circuit 33, and a signal processed by the arithmetic control circuit 33 is inputted to digitally display the liquid level L.
又、前記各回路２３〜２７．２９〜３３等に作動電圧を
供給するために、回路基板９には電源コード（図示路）
が接続されて所定のＴＬ源が供給されるようになってい
る。Further, in order to supply operating voltage to each of the circuits 23 to 27, 29 to 33, etc., the circuit board 9 is equipped with a power cord (as shown in the diagram).
is connected to supply a predetermined TL source.
従って、第１図に示す状態において、回路基板９に電源
を投入すると、超音波発振装置２２から出力された送信
パルスが切換回路２６を介して超音波送受波器７に出力
され、同送受波器７から送信信号が発射される。そして
、その送信信号は案内パイプ８を介して液面３ａまで案
内され、同液面３ａにて反射される。又、液面３ａにて
反射された超音波は案内パイプ８を介して再び超音波送
受波器７まで案内されて受波される。Therefore, when power is applied to the circuit board 9 in the state shown in FIG. A transmission signal is emitted from the device 7. The transmitted signal is then guided to the liquid surface 3a via the guide pipe 8 and reflected at the liquid surface 3a. Further, the ultrasonic wave reflected on the liquid surface 3a is guided again to the ultrasonic transducer 7 via the guide pipe 8 and is received.
この時、前記超音波送受波器７はその受波した超音波に
基き切換回路２６を介して送信時間ゲート回路２７に受
信信号を出力する。そして、この受信信号の出力タイミ
ングにおいて、送信時間ゲート回路２７の信号処理装置
２８への信号出力が可能な状態になっているので、受信
信号は信号処理装置２８に出力される。At this time, the ultrasonic transducer 7 outputs a reception signal to the transmission time gate circuit 27 via the switching circuit 26 based on the received ultrasonic wave. At this output timing of the received signal, the transmission time gate circuit 27 is ready to output the signal to the signal processing device 28, so the received signal is outputted to the signal processing device 28.
前記信号処理装置２８では前記送信信号の発生と同時に
送信トリガ発生回路２５から入力された送信トリガの入
力タイミングから前記受信信号の入力タイミングまでの
継続時間Ｔがカウントされ、その継続時間Ｔに基き液面
レベルＬが演算処理される。そして、その処理結果とし
ての液面レベルＬが表示装置２１にてデジタル表示され
る。The signal processing device 28 counts the duration T from the input timing of the transmission trigger inputted from the transmission trigger generation circuit 25 to the input timing of the reception signal at the same time as the generation of the transmission signal, and calculates the liquid based on the duration T. The surface level L is calculated. Then, the liquid level L as a result of the processing is digitally displayed on the display device 21.
又、この実施例では、送（ε信号は送信トリガ発生回路
２５の送信トリガに基き所定の周期で連続的に発生され
るので、超音波の発射及び受波を各周期毎に行うことに
より、液面３ａが連続的に変化する場合でも液面レベル
Ｌを連続的に計測することができる。Furthermore, in this embodiment, since the transmission (ε signal) is continuously generated at a predetermined period based on the transmission trigger of the transmission trigger generation circuit 25, by emitting and receiving ultrasonic waves at each period, Even when the liquid level 3a changes continuously, the liquid level L can be continuously measured.
（別の実施例）
次に、この発明を具体化した別の実施例を第６図に従っ
て説明する。尚、この実施例において前記実施例と同様
の部材については同様の符号を付して説明を省略し、異
なった点についてのみ説明する。(Another Embodiment) Next, another embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the same members as in the previous embodiment are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted, and only the different points will be explained.
この実施例のレベル計１はその取付位置と案内パイプ８
の形状に異なった特徴を有するものである。即ち、レベ
ル計１を取り付けるための開口部２Ｃはタンク２の一側
壁面に対して側方へ向がって突設されている。そして、
この開口部２ｃに対してキャップ体６が嵌着されている
。又、キャップ体６の嵌合部６ａに嵌着固定された案内
パイプ８は、その途中が略直角に屈曲されて先端側が液
体３内に挿入されている。The level meter 1 of this embodiment has its mounting position and guide pipe 8.
They have different characteristics in their shape. That is, the opening 2C for attaching the level meter 1 is provided to protrude laterally from one side wall surface of the tank 2. and,
A cap body 6 is fitted into this opening 2c. Further, the guide pipe 8 fitted and fixed to the fitting part 6a of the cap body 6 is bent at a substantially right angle in the middle, and the tip side is inserted into the liquid 3.
従って、この実施例のレベル計１においても、超音波送
受波器７から発射される超音波は案内パイプ８の形状に
対応して液面３ａまで案内されて反射される。又、その
液面３ａにて反射される超音波は再び案内パイプ８の形
状に対応して超音波送受波器７まで案内されて受波され
る。Therefore, in the level meter 1 of this embodiment as well, the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic transducer 7 are guided to the liquid surface 3a according to the shape of the guide pipe 8 and reflected. Further, the ultrasonic waves reflected from the liquid surface 3a are again guided to the ultrasonic transducer 7 in accordance with the shape of the guide pipe 8 and are received.
そして、第６図に示すように、この実施例のレベル計１
により計測される超音波送受波器７がら液面３ａまでの
距離Ｌ２は、案内パイプ７によって案内される超音波の
経路長さとなるので、距離Ｌ２を案内パイプ８により案
内されてタンク底面２ｄまでの長さＬＯから減算するこ
とにより、液面レベルＬを計測することができる。As shown in FIG. 6, the level meter 1 of this embodiment
The distance L2 from the ultrasonic transducer 7 to the liquid level 3a measured by is the path length of the ultrasonic wave guided by the guide pipe 7, so the distance L2 is guided by the guide pipe 8 to the tank bottom 2d. By subtracting from the length LO, the liquid level L can be measured.
上記のように、各実施例では、超音波送受波器７と液面
３ａとの間を往復する超音波が案内パイプ８を介して案
内されるので、タンク２の内壁面等にて超音波が反射さ
れることはない。この結果、目的の液面３ａ以外のタン
ク２の内壁面等にて反射された超音波による検出誤差を
防止することができる。As described above, in each embodiment, the ultrasonic waves reciprocating between the ultrasonic transducer 7 and the liquid surface 3a are guided via the guide pipe 8, so that the ultrasonic waves are generated on the inner wall surface of the tank 2, etc. is never reflected. As a result, detection errors due to ultrasonic waves reflected from the inner wall surface of the tank 2 other than the target liquid level 3a can be prevented.
又、案内パイプ８により、液面３ａにて反射された超音
波以外の外部からのノイズ信号を遮断することができ、
よってノイズ信号による検出誤差を防止することができ
る。Furthermore, the guide pipe 8 can block external noise signals other than the ultrasonic waves reflected on the liquid surface 3a.
Therefore, detection errors due to noise signals can be prevented.
更に、各実施例のレベル計１では、その被検出。Furthermore, in the level meter 1 of each embodiment, the detected object.
而が案内パイプ８内の液面３ａの範囲に限られる。However, this is limited to the range of the liquid level 3a within the guide pipe 8.
このため、例えば自動車等の車両に搭載したタンクに適
用してそのタンク内の液体の液面レベルを計測するよう
に構成した場合に、自動車の移動中に液体が揺れても被
検出液面の変位を小さくすることができ、よって被検出
液面の液面レベルの検出誤差を低減することができる。For this reason, if the system is configured to measure the level of liquid in a tank mounted on a vehicle such as a car, even if the liquid shakes while the car is moving, the level of the liquid to be detected will be The displacement can be made small, and therefore the detection error of the liquid level of the liquid surface to be detected can be reduced.
加えて、超音波は案内パイプ８を介して液面３ａまで案
内されるので、案内パイプ８の形状に対応して超音波の
経路を変化させることができる。In addition, since the ultrasonic waves are guided to the liquid level 3a via the guide pipe 8, the path of the ultrasonic waves can be changed depending on the shape of the guide pipe 8.
この結果、超音波送受波器７の取付位置を液面３ａの真
上に限定する必要がなく、レベル計１の取付位置の自由
度を向上することができる。As a result, it is not necessary to limit the mounting position of the ultrasonic transducer 7 to just above the liquid level 3a, and the degree of freedom in the mounting position of the level meter 1 can be improved.
尚、この発明は前記各実施例に限定されるものではなく
、例えば前記信号処理装置２８に、前記タンク２内の温
度データを入力して液面レベルＬを補正し得る温度補正
回路を設けるように構成したり、前記案内パイプ８の底
壁８ｄを省略して案内パイプ８を無底状に形成したり、
前記超音波送受波器７をタンク２から離れた位置に配置
して、長い案内パイプ８を介して超音波を液面３ａまで
案内するように構成したり、第７図に示すように案内パ
イプ８の基端側８ｆを渦状に巻いて形成して反射波の到
達時間を長くし、被検出面が超音波送受波器７に接近し
過ぎた場合でもレベル検出できるようにしたり、第８図
に示すように案内パイプ８の略全長に渡って所定ピンチ
の螺旋状に形成し、液面の変位よりも伝播距離の変位を
長くすることにより検出精度を向上させたり、更には前
記液体３以外の粉粒体の被検出面のレベルの計測に適用
したりする等、発明の趣旨を逸脱しない範囲において構
成の一部を適宜に変更して実施することもできる。It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments. For example, the signal processing device 28 may be provided with a temperature correction circuit capable of inputting temperature data in the tank 2 and correcting the liquid level L. The bottom wall 8d of the guide pipe 8 may be omitted to form the guide pipe 8 without a bottom.
The ultrasonic transducer 7 may be arranged at a position away from the tank 2 to guide the ultrasonic waves to the liquid level 3a via a long guide pipe 8, or a guide pipe may be used as shown in FIG. The proximal end 8f of the ultrasonic transducer 7 is formed by winding it in a spiral shape to extend the arrival time of the reflected waves, so that even if the detection surface is too close to the ultrasonic transducer 7, the level can be detected. As shown in FIG. 2, the guide pipe 8 is formed in a spiral shape with a predetermined pinch over almost the entire length, and the displacement of the propagation distance is made longer than the displacement of the liquid level, thereby improving the detection accuracy. It is also possible to implement the present invention by changing a part of the configuration as appropriate without departing from the spirit of the invention, such as applying the present invention to measuring the level of the detection surface of powder or granular material.
発明の効果
以上詳述したようにこの発明によれば、被検出面近傍に
障害物がある場合、や外部からのノイズ信号がある場合
には、それらの影響を防止して検出誤差の発生を防止す
ることができ、被検出面の揺れを小さくして正確な検出
を行うことができ、更には取付位置の限定を排除して取
付位置の自由度を向−トすることができるという優れた
効果を発揮する。Effects of the Invention As detailed above, according to the present invention, when there are obstacles near the detection surface or noise signals from the outside, these effects can be prevented and detection errors can be prevented. It has the advantage of being able to prevent vibrations, reduce vibrations on the detection surface and perform accurate detection, and also eliminate restrictions on the mounting position and increase the degree of freedom in the mounting position. be effective.
第１図〜第５図はこの発明を具体化した一実施例を示す
図面であって、第１図はレベル計をタンクに取り付けた
状態を示す部分破断正面図、第２図はレベル計の部分破
断正面図、第３図はレベル計の電気的構成を示すブロッ
ク回路図、第４図は各信号を示すタイムチャート、第５
図はパイプ内径と超音波周波数との関係を示すグラフで
ある。
第６図はこの発明を具体化した別の実施例を示す部分破
断正面図である。第７図及び第８図は同じく別の実施例
を示す案内パイプの部分破断正面図である。
３ａ・・・被検出面としての液面、７・・・超音波送受
波器、８・・・案内パイプ、８ｂ・・・パイプ内側、８
ｅ・・・小孔、２２・・・超音波発振装置、２８・・・
信号処理装置、Ｌｌ、Ｌ２・・・距離、Ｔ・・・所要時
間としての！！続待時間Figures 1 to 5 are drawings showing an embodiment of the present invention, in which Figure 1 is a partially cutaway front view showing a level meter attached to a tank, and Figure 2 is a partially cutaway front view of a level meter attached to a tank. A partially cutaway front view, Figure 3 is a block circuit diagram showing the electrical configuration of the level meter, Figure 4 is a time chart showing each signal, and Figure 5 is a block circuit diagram showing the electrical configuration of the level meter.
The figure is a graph showing the relationship between pipe inner diameter and ultrasonic frequency. FIG. 6 is a partially cutaway front view showing another embodiment embodying the invention. FIGS. 7 and 8 are partially cutaway front views of a guide pipe showing another embodiment. 3a...Liquid level as a surface to be detected, 7...Ultrasonic transducer, 8...Guide pipe, 8b...Inside of pipe, 8
e...Small hole, 22...Ultrasonic oscillator, 28...
Signal processing device, Ll, L2...distance, T...as required time! ! Waiting time
Claims (1)
振手段（２２）と、 前記超音波発振手段（２２）にて出力された信号に基き
超音波を発射すると共にその超音波を受波する超音波送
受波器（７）と、 前記超音波送受波器（７）から発射された超音波を被検
出面（３ａ）まで案内し、その被検出面（３ａ）で反射
された超音波を超音波送受波器（７）まで案内するため
の案内パイプ（８）と、前記超音波送受波器（７）から
発射された超音波が被検出面（３ａ）で反射した後、超
音波送受波器（７）にて受波されるまでの所要時間（Ｔ
）を計測して前記超音波送受波器（７）から前記被検出
面（３ａ）までの距離（Ｌ１、Ｌ２）を演算処理する信
号処理手段（２８）と を備えたことを特徴とする超音波式レベル計。 ２ 前記案内パイプ（８）は有底状をなし、その外壁の
一部に被検出液体をパイプ内側（８ｂ）に導入するため
の小孔（８ｅ）を設けたものである特許請求の範囲第１
項に記載の超音波式レベル計。[Claims] 1. Ultrasonic oscillation means (22) that outputs a signal for generating ultrasonic waves; and an ultrasonic oscillation means (22) that emits ultrasonic waves based on the signals output by the ultrasonic oscillation means (22) and generates the ultrasonic waves. an ultrasonic transducer (7) that receives ultrasonic waves; and an ultrasonic transducer (7) that guides the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic transducer (7) to a detection surface (3a), and transmits the ultrasonic waves on the detection surface (3a). A guide pipe (8) for guiding the reflected ultrasonic waves to the ultrasonic transducer (7), and an ultrasonic wave emitted from the ultrasonic transducer (7) reflected by the detection surface (3a). After that, the time required for the wave to be received by the ultrasonic transducer (7) (T
) and a signal processing means (28) for calculating the distance (L1, L2) from the ultrasonic transducer (7) to the detection surface (3a). Sonic level meter. 2. The guide pipe (8) has a bottomed shape, and a small hole (8e) is provided in a part of its outer wall for introducing the liquid to be detected into the inside of the pipe (8b). 1
The ultrasonic level meter described in section.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62276592A JPH01118724A (en) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | Ultrasonic level gauge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62276592A JPH01118724A (en) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | Ultrasonic level gauge |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01118724A true JPH01118724A (en) | 1989-05-11 |
Family
ID=17571595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62276592A Pending JPH01118724A (en) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | Ultrasonic level gauge |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01118724A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001295998A (en) * | 2000-04-12 | 2001-10-26 | Ueda Japan Radio Co Ltd | Pressure gas cylinder with ultrasonic wave level gage |
| JP2015187500A (en) * | 2009-06-11 | 2015-10-29 | イートン コーポレーションＥａｔｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | Failure detection and failure reduction in hybrid drive system |
| CN109084864A (en) * | 2018-09-12 | 2018-12-25 | 北方工业大学 | Slender straight pipe type ultrasonic liquid level measuring device and measuring method |
-
1987
- 1987-10-30 JP JP62276592A patent/JPH01118724A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001295998A (en) * | 2000-04-12 | 2001-10-26 | Ueda Japan Radio Co Ltd | Pressure gas cylinder with ultrasonic wave level gage |
| JP2015187500A (en) * | 2009-06-11 | 2015-10-29 | イートン コーポレーションＥａｔｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | Failure detection and failure reduction in hybrid drive system |
| CN109084864A (en) * | 2018-09-12 | 2018-12-25 | 北方工业大学 | Slender straight pipe type ultrasonic liquid level measuring device and measuring method |
| CN109084864B (en) * | 2018-09-12 | 2020-10-09 | 北方工业大学 | Slender straight pipe type ultrasonic liquid level measuring device and measuring method |
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