JPH01163621A - タンク内の材料の量を測定する装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は一般に貯蔵タンク内にある材料の量を測定す
る装置および方法に関する。本発明はタンク内にある材
料の感知した量による出力を供給する１種の感知装置を
校正するのに用いられる。

（従来の技術） タンクに含有される液体の量を測定する在来の方法は液
体レベル感知器を使用する。これらの感知器はどれも、
タンク内のレベルの高さによる値を有する出力を供給づ
る。かかる感知器はくωタンクの寸法を測定し、（ｂ）
寸法に基づいて異なる液体レベルに対応づるタンク内の
液体の容積量を割算し、そして（ｃ）計算された量を感
知器の液体レベル出力に関係づ（プることによって校正
される。実際には、連続「特性」すなわち校正曲線を与
えるように計算された量をＷなる液体レベルの感知器出
力に関係づりるグラフがブロワ１〜される。実際に、感
知器の校正は補間の方法によって、例えばグラフを実際
にプロン１〜づ−るのを回避したり、異なる液体レベル
の割算を重ねて行うことを回避したりするために行われ
る。感知器は、感知した値を与えられた寸法のタンク内
にある液体の量を表わす出力に変換する回路に接続され
る。かかる出力は、タンク内にある液体の量を示すよう
にアナログまたはディジタル表示装置によって使用され
る。

（発明が解決しようとする問題点） 液体貯蔵タンクは通常、球状端を備えた円筒形状である
。それらは円筒軸線が水平であるにうに、しばしば支持
されている。例えば、給油所に石油を貯蔵するのに用い
られる地下タンクはかかる形状および配置を有する。し
かし、かかるタンク（ま理論的な形状に従うことはたと
えあってもごくまれである。また、それらはへこんだり
ゆがんだりすることがあり、さらに必ずしも地中に直角
に置かれない。これは、容積量の理論的割算が不正確で
かつ特定のタンクと共に使用する液体レベル感知器の校
正誤差を招くことを意味する。本発明の少なくとも１つ
の面はこの問題を解決しようとする。

在来の方法の１例は液体レベル感知と関連して上記に説
明したが、言うまでもなく、本発明は一段と広範囲に適
用することができる。例えば、タンク内に貯蔵される（
Ａ籾は気体でも、例えば流れることのできる粒剤や粒末
の形をした固体でもよい。気体材料の場合、圧力感知器
がタンク内の材料の量に比例する出力を供給する。流動
性固体のの場合、超音波感知器が適当な出力を供給する
くただし測定可能なレベルを得るためにある種のかくは
んや振動を必要とすることがある）。

ｔＪ　Ｓ　−Ａ　−４３４，９８８２は、タンク内の燃
料のレベルしたがってその容積を計算するように、マイ
クロコンピュータが貯蔵タンク内にある多区分キャパシ
タンス・プローブの各感知レベルのキ〜７パシタンスを
周期的に測定する液体レベル測定装置を開示している。

複数個の各感知レベルでタンクの公称容積を与えかつタ
ンクの公称長さおよび直径から前もって求められる、Ｅ
ＰＲＯＭに前もってロードされる補助容積表は、タンク
内の燃わ１の吊を割算しかつ校正レベル間に増分容積を
補間するのに用いられる１、ざらに、タンク送出しト一
タライザは各校正レベル用の容積校正データを計算させ
る。

（問題を解決するための手段） 本発明により、タンク内にある材料の量による出力を供
給する一種の感知装置を校正する装置であって、感知装
置からの出力を受ける第１入力と、タンクに出入する材
料の容積量を測定するのに用いられる計測装置からの出
力を受ける第２入力と、下記の働きをする処理装置、す
なわち （ａ）　タンク内にある材料のそれぞれ異なる量の初度
見積りを表わす感知装置からの出力に関連した第１組の
データ値を記憶し、 （ｂ）　計測出力から得られかつ感知装置によってタン
ク内で感知された材料の量に関係づけられる第２組のデ
ータを記憶し、 （ｃ）第２組のデータ値に関して第１組のデータ値にあ
る誤差を計算するように第１組および第２組のデータ値
を比較し、 （ｃ）　前記第１組のデータ値を変化させて、新しいデ
ータ値を記憶させかつどんな改良でもあったかどうかを
知るために前記第２組の対応づるデータ値ど比較さぜ、
新しいデータ値は改良がある場合に記憶され、古いデー
タ値は改良がない場合に保持され、次に改良を含む第１
１１のデータ値は感知装置の補正された校正特性を与え
るために使用され、 （ｅ）　　第１組のデータ値を再び変化させかつ第１お
よび第２１１のデータ値を比較づる工程を繰り返し、そ
してどんな追加の改良でも含む新しい１組の第１データ
ｌ１ｆｊを記憶することによって補正された校正特性を
改善し、 （ｆ）　　補正された校正特性に追加または有意義な改
良がないときを決定するために、各比較の後で、第１お
よび第２組のデータ値間の相関を計算し、Ｏ）　改善さ
れかつ補正された校正特性を記憶する 前記処理装置と、を含むことを特徴とする感知装置を校
正する装置が提供される。

また本発明は、タンク内にある材料の量による出力を供
給する感知装置を校正する方法であって、タンクに出入
する計測される材料の容積量を表わす計測出力を供給し
、感知装置の出力から得られる値を計測出力から得られ
かつタンク内で感知された材料の量に関係づけられる値
と比較し、後者の値の比較に関して感知装置用の補正さ
れた校正特性を供給づ−る諸段階を含み、さらに感知装
置の出力が得られる値を変化させて変化した値を計測出
力から得られる値と比較してこの工程を校正特性に有意
義な改良が存在しな（なるまで繰り返づ一諸段階を含む
、ことを特徴とする方法をも提供する。

（作用） 校正特性を改善する工程の各繰返しについて第１組のデ
ータ値が変えられる吊を適当に増減することによって、
校正特性は一般に所要の精度まで改良される。改善され
た校正特性の改良は工程の各繰返し後に第１および第２
組のデータ値間の相関を計算し、次に相関に有意義な変
化がないとき、または相関が受入れ可能なとぎに工程を
停止することによって測定することができる。

例えば相関は、工程の各繰返しについて第１組のデータ
値の誤差として二乗の和を算出することによって計算す
ることができる。

本発明は、通常円筒の形をした石油燃料のような液体を
含むタンクの含有物を測定するのに特に役立つ。この場
合には、また以下に詳しく説明される通り、第１組のデ
ータ値、すなわち異なる液体レベルでのタンク内の容積
量の第１近似値を得るように、タンクの外径および寸法
に関する数式が得られる。しかし、本発明のより広い面
に関して、最初のｉｉｔ　ＩＩをかかる理論的な詳細に
行う必要ｔまない。例えば、もし円筒形タンクの直径が
その全容積量と共に既知であるならば、唯一の正当に正
確な数字、すなわちタンクの全内容物の半分に相当する
タンクの直径方向に通過する感知軸の中点によって開始
することができる。感知軸の中点の各側にある抜取点で
は、第１組の近似データ値（近似と思われる値を与える
表からざっと算出されたり読み出される）は、計測出力
がより多くのデータを処理装置に供給づ−るにつれて速
やかに更−９＝ 新される。明らかに、このデータは感知軸の中点の各側
のかつその中点に隣接する液体レベルの変化に関係する
。しかし、液体は実際にはその中点を通ってタンクから
汲み出されるのが普通である。

これによって、液体レベル感知器はタンクが正常な使用
状態にある間容易に校正される。

タンクの直径およびその全容積が正確に知られていない
場合、または大きな誤差が現われる場合（例えばタンク
の直径はほぼ正確だがその容積が予想にりもはるかに大
または小である場合−地下タンクの場合）でも、本発明
は液体レベル感知器を校正するように同じ最小＠始デー
タを依然として適用することができる。この場合、すな
わちタンク直径がほぼ正確である場合、処理装置は例え
ばより大きな容積のタンクに関するデータを（例えばキ
ーボードにより新しい容積を入力することによって）手
動で供給されたり、処理装置は第１組のデータ値と「よ
り良い」適合を得るためにアルゴリズムに使用されるそ
れぞれのパラメータを変えるようにプログラムされたり
する。もつと適＝　１０− 当な第１組のデータ値が各場合に供給される。逆に、処
理装置は異なるタンク直径に関するデータを手動で供給
されたり、その全容積に関するデータが不変に保たれる
場合にアルゴリズムに使用されるそれぞれのパラメータ
を変えるようにプログラムされたりする。

これらの近似の場合、すなわちデータが制限されたり、
タンクの形状および司法がよく知られていなかったりす
る場合は、言うまでもなく、第１組のごく近似なデータ
値が依然として工程を開始させるのは、１回または２回
の繰返しが間もなく工程を補正したり、問題の存在を示
したりするからである。

本発明は、タンクの形状や寸法またはその両方が未知で
ある場合にも適用される。例えば計測出力は、タンクが
空から満杯まで充填されるにつれて第１組のデータ値を
供給するのに用いられる。

処理装置は、タンクが満杯であるとぎに全容積を提供す
る必ｇ５：（過充填防止のため）があるかどうかを「知
らされる」。別法として、タンク充填後、それは計測出
力したがって所要の第１組のデータ値を提供するために
ドレーンされる。

ある場合には、改善された校正特性は材料レベルが常時
変動するタンクの区域にわたって作１ｊＪすることがあ
る。例えば地下石油貯蔵タンクは、タンクの底に沈殿す
ることがあるど／ｖな水の侵入の可能性をも回避するた
めに、決して空にされない。

またタンクは決して完全に充填もされない。かくて計測
出力は、石油が計測される感知レベルを校正するために
のみ役立つ。しかし、作業区域の各側のレベルは、普通
よりも多い石油が追加されたり抽出されたときに必ず校
正される。

本発明は極めて正確な校正特性を得ることができるので
、それはタンクからの（例えば小さな盗みによる）材料
のわずかな漏れまたは考えられない損失を検出するのに
具合、Ｊ：＜用いることができる。さらに詳しく述べれ
ば、処理装置は所定の時期にわたって計測出力から得ら
れるデータ値と感知装置から得られるデータ値との間の
どんな差でも記憶するようにプログラムされ、最新の校
正時−１２＝ 性に基づいて計算される。これらの差は所定の時期にわ
たって平均され、平均の差の値は材料の漏れや考えられ
ない損失によるどんな重大な変化でも測定するために基
準値と比較される。所定の時期にわたる差の平均は、例
えばタンク内の材料の移動、気泡、圧力変化などによる
、わずかな不一致を狛容する。しかし、温度のｊ；うな
周囲条件による変化は処理装置に温度感知入力を供給し
て、それにしたがって第１組のデータ値を変えるように
（すなわちタンク内の材料と共にタンクの寸法の膨張や
収縮を許すように）それをプログラムすることによって
補償されることが望ましい。この方法の利点は、例えば
タンクを密封して加圧する必要があり次に圧力の損失を
検出する時間を残Ｊ−必要がある場合に、他の方法のよ
うに給油所を閉鎖する必要なく漏れを検出し得る点であ
る。

／、ｆるべく、第１組のデータ値は感知出力をタンク内
の容積量を表わすデータに変換−リ“るのに用いられる
数式にある１個以トの定数を変えることによって所定量
だり変えられることが望ましい。例えば、感知出力はタ
ンク内の液体レベルの高さ、またはタンク内の気体の圧
力を表わすことがあり、これはタンクの寸法に基づく容
積量に変換覆ることができる。ドーム端を備える円筒形
タンクの場合は、（例えば）異なる液体レベルについて
の容積量に対するタンクの外形と寸法の関係を示す数式
が得られる。かかる数式はく例えば）２個の定数を含み
、そのいずれか一方もしくは両方は与えられた液体レベ
ルについての異なるそれぞれの容積値を供給するＪ：う
に所定量だけ順次変えることができる。これは、感知装
置が１次校正されて、所定の校正点く例えば水平配置の
円筒形タンクの直径にわたり等間隔に置かれた点）で、
タンク内の材料の容積量に関する感知出力を供給するよ
うな場合に有利である。１次校正は例えばタンクのゆが
みまたは誤配置による誤差を含むことがあり、また処理
装置は与えられた校正点に関する感知出力の初度記録を
記憶して、適切な変換率で変化を作ることによって対応
する容積データ（「１を改訂するのに用いられる。

実際には、第１および第２組のデータ値はタンク内容物
の変化を表ねり。例えば、第１組のデータは信号Ａから
信号を引くことにＪ：って得られ、ただしＢはタンク内
の連続した校正点に関してＡの次に、すなわちタンクが
空になるにつれて得られる。第２組のデータ値は、材料
がタンクから引き出されるに゛つれて、計測された全容
積に関して計測信号Ｃから計測信号［〕を引くことによ
って得られる。（タンクが空でなく充填されている場合
は逆が成り立つ。）上述の通り、データ値の１つ、例え
ば第１組の中間のデータ値はタンク内にある実際の材料
の容積量を計算する基準または基礎として使用され、そ
れによってデータ値はタンク内にある材料の量の容積変
化を表わす。

本発明の第１面の利点の１つは、それが適当なハードウ
ェアによって後に実現される補正された校正１ｚｒ性を
提供するように、現場に一時取り付けられる「ブラック
・ボックス１　（すなわち校正器具）の形で具体化され
ることである。例えば、本発す１が地下石油貯蔵タンク
に取り付けられた感知装置を校正するのに適用される場
合、［ブラック・ボックス」は（ａ）液体レベル感知装
置からの出ｊノ、および（ｂ）分配される石油の容積お
よび価格を計測する装置を備えた石油ポンプに接続され
た売店機器からの信号、を受信するデータ入力装置を持
つマイクロプロセッサを含むことがある。これに関して
、「現場」に取り付けられた計測装置は計測出力を提供
するのに用いられるので、特殊な計測装置が不要である
ことが分かる。マイクロプロセッサは、補正された校正
特性に対応するデータ値を得て、例えばＰＲＯＭに記憶
するＪ：うに、データ入力を処理するようにプログラム
される。

［ブラック・ボックス］が例えばタンクの充填ｄ３よび
空白の数サイクルを起こさせる所定の時間のあいだ設置
されてから、「ブラック・ボックス」は取り除かれて、
ｌ）　ＲＯＭは例えばタンク内の石油の量を表示づ−る
表示装置を作動させる出力信号を供給づるよう（こ整え
られる別のマイクロプロセッサと共に使用される。

例えばタンクの漏れのような異常状態の早期警戒も、一
定の時期にわたって感知出力と「ブラック・ボックス」
の計測値との間の相関のブリントアウ１−を比較Ｊ−る
ことによって検出される。しかし、上述の平均法が望ま
しい。

本発明の装置および方法はいずれも、例えば段階的変化
のにうな不連続性が検出されるとき、感知出力の明らか
な矛盾を除去する装置を含めることによってさらに改良
される。これは、例えば実際の感知出力を予想感知出力
と比較して所定の誤差を越える差を測定することによっ
て、手動でも自動でも行うことができる。温度変化につ
いて感知出力を補正する温度補償も行うことができる。

校正特性は、第１組のデータ値（すなわち感知出力から
得られるもの〉をタンク内容物のほぼ空白から満杯まで
の範囲にわたって変えることにより改善することができ
る。別法として、かかる範囲にわたりタンクの各（理論
的）区分に関する１つの校正点を持つ代わりに、複数個
の校正点が各タンク区分に指定され、これらは第１組の
データ値を得るのに用いられる。タンクの各区分は、−
段と正確な校正特性を作るように、十分なデータが１つ
のタンク「満−空」サイクルにわたって収集され次に分
析されるような同様な仕方で処理される。

本発明の装置および方法は、タンクに出入する全容積量
ならびに測定誤差の表示と共に、感知出力と計測値との
間の相関を示すハード・コピー報告書を作る装置を含む
ことがある。かかる報告書は、タンクが空にされたり材
料を充填される度に、自動的にあるいは要請にＪ−り作
られる。ハード・コピー報告書を提供する１つの別法と
して、あるいはそれに加えて、報告書用のデータは例え
ばそれが手によって、または電気通信リンクによって収
集されるまで記憶装置に記憶される。後者の場合には、
報告書のデータは、複数個の場所でタンクの内容および
状態を検査するようにプログラムされる中央データ収集
／計算装置に送信される。

本発明のある応用において、タンクが空であるときには
感知出力は「Ｕロー１または「空」を表わηものとして
とられ、またタンクが満杯であるときには感知出力は「
満」を表わすものとしてとられる。次に、タンクが充填
されたり空にされるにつれて、計測出力は例えばマイク
ロプロセッサによって対応する感知出力に周期的に関係
づけられる。これは時間間隔を置いて、例えばタンクが
−様な流量で充填される時期にわたって行われる。

別法として、所定の感知出力（例えばタンク内の材料の
所定レベルが検出されるときに得られる）は、対応する
計測出力との即時比較を開始するのに用いられる。マイ
クロプロセッサは対応する組の感知出力および計測出力
を記憶して、タンク内容物の表示装置を駆動する信号を
以後の感知出力に応じて供給するように、記憶済の値の
間に補間する（必要な場合）ようにプログラムされる。

これは複雑または不規則な構造のタンクの（例えば）燃
料訓を供給するのに具合よく使用される。計測装置は燃
料計を最初に校正するだけのデータが記憶されてから取
り除かれる（その理由はマイクロプロセッサがそのとき
表示装置を駆動するために感知出力に応動するだｔ）で
事足りるからである）。

（実施例） 本発明の１つの例を付図に関してこれから説明するが、
図面は給油所にａ３Ｇプるタンク・レベル感知装置の校
正に用いられる本発明の１つの実施例を概略的に示す。

第１図から、地下貯蔵タンク１はおのおの分配ボースお
よびノズル３を持つそれぞれの分配器２と流体で通じ合
っている。タンク１および分配器２は在来構造のもので
ある。各分配器２はポンプと、弁と、分配される石油の
量を測る計測装置とを含み、売店／現場制御器５に接続
される数個の内の１個であるかもしれない。売店／現場
制御器５は在来構造のものであり、各分配器ににり分配
される量の容積および費用ならびに同じタンクに接続さ
れるすべての分配器により分配される全容積を表示する
装置を含む。後者の装置はデータ、すなわち分配される
全容積と対応する「計測値」、を供給する在来回路を含
む。

既知構造のタンク・レベル感知装置４が各タンク１に取
り付けられている。装置４はタンク１の中の液体のレベ
ルの変化に応じて電気信号を出す変換器（例えばキャパ
シタンス・プローブ）を含む。またそれはこれらの電気
信号を対応する液体レベルに関してタンク１の中の材料
の容積量を表わす伯の信号ま／ｊはデータに変換するマ
イクロプロセッサをも含む。かかるマイクロプロセッサ
は、液体のレベルとタンクの形状寸法との間の関係に基
づく「変換率１を使用する。この例に用いられたレベル
感知装置４は、米国］ネヂカット州バー１へフォード市
ザージャン１〜通り７０番地のビーダー・ルート（Ｖｅ
ｅｄｅｒ　Ｒｏｏｔ　）から入手し得るＴｌＳ−２５０
タンク・レベル感知器であった。

各タンク１の中の月利の容積量を表わしかつ液体レベル
信号から得られるデータは、それぞれのタンク１に接続
される分配器２によって分配される石油の［バ１測値ｊ
または全容積量を表わす現場制御器５からのデータ信号
をも受信づ−る校正ボックス刀なわち自動校正／調停装
置６に供給される。

校正装置６（必要に応じ、すなわら信号入力がディジタ
ル形でなくア犬ログ形である場合、Ａ／Ｄ変換器を含む
ことがある）は、それによってタンク１の液体レベルを
分配器２により分配される容積量に関係づける同時発生
の信号またはデータを受信する。各タンク１の中の材料
の量を表示するタンク・ゲージ７は、感知装置４からの
液体レベル信号を校正装置６に中継する。タンク・ゲー
ジ７は、以下に説明する目的のプリンタ８をも含んでい
る。

説明された例では、感知装置４および校正装置６はいず
れも以下の機能を果たすようにプログラムされるマイク
ロプロセッサを含んでいる。

感知装置４ タンク１の中の液体の容積に液体のレベルを関係づりる
アルゴリズムが使用される。アルゴリズムは感知装置４
の変換器からの入力信号により、また−・定の形状と大
ぎさを有しかつその円筒軸線が水平面内にある「標準」
タンクについて廿１算される理論容積により作動する。

このデータは（例えばキーボードによって）タンクの直
径〈垂直面内あるものと考えられる）を横切って隔置さ
れた２０個の各校正点用の液体の理論容積の形でマイク
１］プロセツサに供給される。各校正点が目盛棒おにび
理論容積にＪ：って検査できるのは、その液体レベルが
計算された容積に関係づけられるタンク・チャート（タ
ンク製造業者により供給される）から１ｑられるからで
ある。アルゴリズムは、どんな変換器出力信号についで
も液体の容積を提供するように隣接校正点間に液体レベ
ルを補間する。

この液体レベル（変換器信号）の対応する容積量への「
変換」は、完全な円筒形状、完全球状ドーム端を有しか
つその円筒軸線が水平面内にある［標準」タンクについ
て理論的に正当である。しかし量産のタンクは「標準」
タンクと全く同じでは４丁り、それらは形がゆがんだり
、へこみその他の欠陥を有することがある。ざらに実際
には、作動タンクはその円筒軸線が水平面内にあるよう
に取りイ」けられていないことがある。かくて作動タン
クでは、校正点におけるまたはその間の液体レベル対容
積の関係がアルゴリズムの予想とぴったり同じでないこ
とが考えられる。したがって、マイクロプロセッサによ
って求められた容積は近似値または■測値としてのみと
られることがあり、校正装置６は誤差を補正するのに使
用される。

校正装置６ マイクロプロセッサは下記２つの仮定に基づいてプログ
ラムされる： （ａ）　売店機器または現場制御器５にあるトータライ
ザによって表示される容積はいつでも正しい（これは実
際に、分配された容積について正しい費用が表示される
ことを保証するために達成されなければならない）、（
ｂ）　液体レベル感知装置４によって感知される液体レ
ベルはいつでも正しい。

これらの仮定が実際に妥当であるのは、（ａ）　分配器
にある計測装置が±０．０３％以内まで正確でありかつ
その短期ドリフトはほとんどなく、 （ｂ）　感知装置４の液体レベル／容積［感知出力ｊは
正しくないかもしれないが、感知／検出の反復性はすぐ
れている、からである。

売店機器または現場制御器５から得られた「計測値」は
、したがって、タンク１の漏れのようなある異常な状態
がまさる場合のほか、誤差を補正づるために感知装置４
を校正するのに用いられることがある。（これば、校正
ボックスにより供給される「報告書」がタンクの状態に
ついての早期警戒を勾えることができるのを意味する。

）マイクロプロセッサ−のプログラムは下記のＪ：うに
作動づ−る。

現場制御器５および感知装置４によって収集されたデー
タは、下記に示される液体レベル（ｍｍ　）にポンプ・
１−一タライザ（１）を関係づけるファイルく例えばＰ
ＲＯＭの形をしたもの）を作るのに用いられる。（この
データは規則正しい計測間隔でく例えば２００ｊ！ごと
に）ポンプ・トータライザから収集される。感知装置４
によって検出された対応する液体レベル（ｍｍ　）を表
わすデータが同時に収集される。

ポンプ・ 記録番号　１ヘータライザ（１）　液体レベル（Ｓ　）
１　　　　　２０００　　　　　２・４８０２　　　　
　２２００　　　　　２．４２２３　　　　　２　／１
．　ＯＯ２３７２５２８０，０２３０８ 感知装＠４の１次校正データ、ずなわち液体レベル（履
）をタンク内の容積量（Ａ）に関係づけるデータも記憶
されるのは、このデータが特定のタンクの一段と正確な
校正特性を提供するように改訂されるからである。校正
装置６のマイク１］プロセツサもこのデータを容積量に
変換づるアルゴリズムによってプログラムされるのは、
このアルゴリズムが校正特性の改訂に使用されるからで
ある。

いったんこのデータが収集されると、校正装置６のプロ
グラムは下記のタスクを遂行する。

１　　それは各校正点について（すなわち補間によって
）下記情報を計算する： 八、　計測された全容積量の変化（すなわち現計測値か
ら前計測値を引いたもの）によって定められる隣接校正
点間に分配された容積（ｊり ８１次校正に基づき感知装置４によって定められる容積
変化（ｊり Ｃ，Ａに関するＢの絶対誤差 り、　　Ｃの百分率誤差。

校正装置６のマイクロプロセッサにあるプログラムは、
校正点の範囲にわたって、計測装置２゜３により定めら
れる分配された液体の全容積と感知装置４により定めら
れるタンク１から除去された液体の全容積との間の相関
をも計算する。この相関は例えば、校正点の範囲にわた
って誤差（ＣまたはＤ　）の二乗の和を４算することに
よって算出される。

２　　それは、感知装置の１次校正値を算出するために
アルゴリズムで使用された数式にある１個以上の定数を
所定量（例えば±３％）だけまず変えることによって新
しいデータ値を算出する。すなわち、校正点（ｒｔｖｎ
　）は固定されるが、（理論的な）対応する容積（タン
ク１の）は変化されて新しい校正値を提供しかつ記憶す
る。これらの新しい校正値は次に、感知装置４用の新し
い容積変化Ｂ　を計算するのに用いられる。これらの値
Ｂ１は次に、誤差ＣおよびＤを求めるために対応覆る値
Ａと順次比較される。改良があったならば、タンク内に
ある液体の容積に関する新しい値（液体レベル感知装置
用の適当な校正点に対応する）はタンクの対応する区分
用の一段と正確な値として記憶される（ＰＲＯＭに）。

もし改良がないならば、タンク内にある液体の容積に関
する前の値（感知装置用の同じ校正点に対応する）は記
憶装置内に保持されている。「反復」といわれるこの工
程は、数式内の定数（変換率）の各変化について繰り返
される。例えば２個の定数に１およびに２が含まれる場
合、第１反復は＋３％たり変化されるに１と共に遂行さ
れる。第２反復では、ｋ　は不変の定数であるが、ｋ２
は＋３％だけ変化される。次に、ｋ　およびに２はいず
れも→−３％だけ変化される。これらの反復は次に、＋
３％ではなく一３％の変化と共に繰り返される。

タンクから除去される液体の全容積と各反復後に分配さ
れる液体の全容積との間の相関は、（継続して）改良が
行われかつ工程が記憶されている最良数詞データにＪ：
って停止することを確認するために計算されろく前述の
通り）。

３　　ブ［Ｊグラムは次に、定数（ｋ　およびに２）が
変化された段階サイズ（３％）を減少ざＵて工程（ａ）
を繰り返させる。

４、　プログラムは段階サイズを減少させかつ相関に改
良または有意義な改良がなくなるまで反復しながら続行
される。

５　　いったん相関が最適値に達すると、下記のような
報告書が作られる。く＊印は各区分内にあるデータ点の
数を表わす。） １３２０　　　１３２０　　　−０　　　−０．０１％
１６６４　　　１６６４　　　−０　　　−０．０２％
１９１４　　　１９１５　　　−１　　　−０．０５％
２１０３　　　２１０４　　　−１　　　−０．０３％
２２５０　　　２２５１　　　−１　　　−０．０４％
２３６０　　　２３６１　　　−１　　　−０．０４％
２４４０　　　２４４１　　　−１　　　−０．０５％
２４９２　　　２４９３　　　−１　　　−０．０３％
２５１６　　　２５１７　　　−１　　　−０．０３％
２５１７　　　２５１７　　　−０　　　−０．０２％
２４９２　　　２４９３　　　−１　　　−０．０２％
２４４０　　　２４４０　　　−０　　　−０．０１％
２３６０　　　２３６０　　　−０　　　−０．０２％
２２５０　　　２２５０　　　０　　　０．０１％２１
０３　　　２１０３　　　０　　　０．００％１９１４
　　　１９１４　　　−０　　　−０．０１％１６６４
　　　１６６４　　　０　　　０．００％合計３６７９
９　　３６８０７　　　−８　　　−０．０２％平均誤
差−０，０２％ ＝　３０− （［容積変化−１は計測装置により測定された容積ｉ）
であり、「算出された容積」は補正された校正特性から
感知装置によって測定された容積（１）である。表の各
行は測定の範囲にわたる校正点に対応する−これはタン
クが校正工程の間に完全に充填または空にされない場合
の校正点の総数よりも少ないかもしれない。「自分率差
」は−段と正確なデータの、例えば小数点以下１２位ま
でのｓＩ算による同様な［容積変化」および「算出され
た容積」の数字のわずかな変化を示す。）＝　３１　− １１」新 ３７／１．２１　　　３７／１．２１ ３４．０３７　　　３４．０３７ ２盲。６２　　　膚６６２　　” １０２１４、　　　１０２１４ ４．０１７　　　　４０１７ （これらの「旧」おにび「新」の数字はそれぞれの校正
点でのタンクの内容量を示す。）データの妥当性 プログラムは、例えば液体レベル（高さ）の上方への段
階変化が見られるとき（タンク内への供給にＪ：る）の
明らかな矛盾を消去するように入力データをフィルタす
るように設計される。これは敏感な規則にプログラムを
実行させる最初の測定期間中に手動で行うことができる
。

感知装置から得られるデータの精度に及ばず温度の影響
の補償は下記の通り行われる。

感知装置または校正ボックスのいずれかにあるマイクロ
プロセッサにデータを供給する温度感知器がタンクの中
に取りイ」けられる。どちらのマイクロプロセッサも、
「感知出力」　（所定の基準温度で適正なものとしてと
られる）に及ぼす温度変化の影響を許すようにプログラ
ムされる。

別の作動モード 各反復について数式（変換式）にある定数を変える代わ
りに、データはタンクの各１区分」の複数個の抜取点で
感知装置から収集されることがある。このデータは、最
良の相関すなわち最適の校正特性を求めるように統計的
な方法で分析されることがある。

校正中の給油所の操作 データ収集の装置は完全自動化することができるので、
「現場」の職員の唯一の要件は校正ボックスが依然とし
て作動しているかどうかを検査することである。かれら
は１報告書」のプリントアラ１へを調べることによって
これを行うことができる。かれらがこれを行うのを怠る
と、校正ボックスは所定の時間間隔で（例えば９時間置
きに）「整然」としている「メツセージ」を作るように
整えられることがある。他の唯一の数例は、職員が「操
作制限」内で、タンクを満杯から空にさせることである
。かれらがこれを行わないと、タンクの最上部と底部で
の校正を検査することができない。

第２図ないし第４図は、作動モードがある改善を除き基
本的に前述のものと同じである第１図に示された装置の
作動モードを示す流れ図である。

こうした改善は、地下タンクの正確な直径および＝　３
４− 最大容積を知らないものとして行われる。作動モードは
、ある校正データがタンク・ゲージ７から入手できる点
から「開始」するが、この校正データはタンクに適用す
ると思われる寸法、および液体感知装置の校正レベルで
これらの寸法に適用するパラメータ、すなわち「タンク
表」または数式から算出されたパラメータに基づく。こ
れは第１近似値として使用されるが、データは不正確で
あるかもしれない。しかし、分配器２によって駆動され
る１ヘータライザから」−分なデータが収集されると、
タンクの直径および最大容積の良好な見積りが得られ、
この情報は感知装置の校正レベルでタンクの良好な結合
及び容積量を有する初度パラメータを変えるのに用いる
ことができる。

第２図は、現場制御器５からの新しい１−一タライザ値
が収集されて校正リストに挿入され、遂には十分良好な
データがタンクの直径および最大容積を見積るように収
集される第１ループを示す。

工程はざらに、正しい寸法のタンクに合うようにアルゴ
リズムで初度パラメータを計算することにより、また計
測出力から得られるデータに合うように各パラメータを
調節することににつて続行する。最良の一致が得られて
から、最良のタンク直径および最大容積に関係する変形
されたパラメータは、タンク・ゲージ７にコピーされる
。

次に反復工程が上述とほぼ同じように行われる。

しかし第３図は、特定の感知レベルでタンクの容積量を
計算するのに用いられるアルゴリズムのパラメータが各
反復について増減され、かつそれぞれの相関がこのパラ
メータの増減が最適の効果を持つかどうかを決定するた
めに目算される工程を示す。ざらに詳しく述べれば、残
り（すなわちレベル感知出力から得られるデータ値と計
測出力から得られるデータ値との差に基づく）の二乗の
最初の和を目算してから、アルゴリズムに用いられる数
式にある選択されたパラメータは所定の量だけ変化され
、すなわちそれは同じ量だ（プ増減され、したがって新
しい残りの二乗の和（ＳＳＲ）はそれぞれ、かかるどん
な目算されたＳＳＲでも工程を反復する前にパラメータ
を変える段階のサイズを減少させる前に最初のＳ　Ｓ　
ＲＪ：り低いかどうかを決定する前に計算することがで
きる。段階サイズが最大であるとき、工程は停止する。

その点で、装置は正確に計算され、次に調停プログラム
に移ることができるが、その全体のレイアラ１〜は第４
図に示されている。

（発明の効果） 調停プログラムにおいて、校正装置６は校正モードで行
ったＪ：うに依然として情報をとらえるが、もし分配器
２から収集されたデータとレベル感知器４から１９られ
たデータとに間にどんな重大な差でも存在するならば、
装置に漏れがないか、または例えば小さな盗みによる燃
料の不明な損失がないかどうかを調べる措置をとるよう
に警報が発せられる。これによって装置は漏れと盗みを
探知するのに使用できる。

第４図において、調停リストは分配器２から得られるト
ータライザ情報から算出された容積量と最新の校正特性
に基づいてに１算された容積データどの差を４算するこ
とににつてコンパイルされる。

−３７＝ これら２組の情報の間のどんな差でも所定の時期にわた
って平均され、その平均値は基準値と比較されるが、も
し基準値を越えると、漏れまたは材料の損失があること
を示す警報あるいは表示（警報音のようなあの）が与え
られる。差が平均される時期の長さは、（タンク内の材
料の運動のような）過渡作用に起因するわずかな変化に
より警報を除去するように決定される。温度のような周
囲条件による変化については、補償はこれらの自然現象
により変化が生じる場合に警報が出されないＪ：うに行
うことができる。

仕置 球状ドーム端を持つ円筒形タンクでは、容積量は下記の
式によって測定された容積の間に補間されるニ ー　３８　＝ ただし： ■　−高さｌ−１ｘにおけるタンク１の中の材料の容積 Ｖ２＝ｌ」、より上の次の最高校正点］−１２におりる
容積 Ｖ１＝１−１．より下の次の最低校正点Ｈ１における容
積 八　−高さＨｘにおけるタンク内容物の横断面積 八　−高さト１２におけるタンク内容物の横断面積 Ａ１−高さＨｌにおｔ−するタンク内容物の横断面積 ただし： ま　１こ　　： ０　−　ｃｏｓ”＜１−２１−１　　）１−１　　　　
　＝　　１１／　　Ｄ 一　　　　３９　　　− １」は任意な高さ１−１１、Ｉ」２、またはＨｘ、ぞし
てＤはタンクの円筒の直径である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化する装置を示す図、第２図ない
し第４図は第１図の装置の作動モードを説明する流れ図
を示す。 符号の説明： １−燃料タンク；２−分配器；３−分配ホースおよびノ
ズル；４−レベル感知装置；５−現場制御器５；６−自
動校正／調停装置；７−タンク・ゲージ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）タンク内にある材料の量による出力を供給する一
   種の感知装置を校正する装置であつて、感知装置からの
   出力を受ける第１入力と、タンクに出入する材料の容積
   量を測定するのに用いられる計測装置からの出力を受け
   る第２入力と、下記の働きをする処理装置、すなわち （ａ）タンク内にある材料のそれぞれ異なる量の初度見
   積りを表わす感知装置からの出力に関係づけられる第１
   組のデータを記憶し、 （ｂ）計測出力から得られかつ感知装置によつてタンク
   内で感知された材料の量に関係づけられる第２組のデー
   タを記憶し、 （ｃ）第２組のデータ値に関して第１組のデータ値にあ
   る誤差を計算するように第１組および第２組のデータ値
   を比較し、 （ｄ）前記第１組のデータ値を変化させて、新しいデー
   タ値を記憶させかつどんな改良でもあつたかどうかを知
   るために前記第２組の対応するデータ値と比較させ、新
   しいデータ値は改良がある場合に記憶され、古いデータ
   値は改良がない場合は保持され、次に改良を含む第１組
   のデータ値は感知装置の補正された校正特性を与えるた
   めに使用され、 （ｅ）第１組のデータ値を再び変化させかつ第１組およ
   び第２組のデータ値を比較する工程を繰り返し、そして
   どんな追加の改良でも含む新しい１組の第１データ値を
   記憶することによつて補正された校正特性を改善し、 （ｆ）校正特性に追加または有意義な改良がないときを
   決定するために、各比較の後で、第１組および第２組の
   データ間の相関を計算し、 （ｇ）改善されかつ補正された校正特性を記憶する 前記処理装置と、を含むことを特徴とする感知装置を校
   正する装置。