JPH02216452A - 超音波濃度測定方法およびシステム - Google Patents
超音波濃度測定方法およびシステムInfo
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- JPH02216452A JPH02216452A JP1262285A JP26228589A JPH02216452A JP H02216452 A JPH02216452 A JP H02216452A JP 1262285 A JP1262285 A JP 1262285A JP 26228589 A JP26228589 A JP 26228589A JP H02216452 A JPH02216452 A JP H02216452A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は超音波による液体燃料の濃度測定システムおよ
び方法に関する。以下に説明する本発明の実施例は、燃
料容器内の基準物質が反射する3つの超音波パルスの振
幅に基づき濃度を測定する。
び方法に関する。以下に説明する本発明の実施例は、燃
料容器内の基準物質が反射する3つの超音波パルスの振
幅に基づき濃度を測定する。
[従来の技術と発明が解決しようとする課題]米国特許
出願第4.297.608号(発明者ジエンセン)は超
音波によって液体の濃度を測定する装置を開示する。こ
の開示において超音波変換器の発信するパルスは、反射
不連続面を有する基準物質を通過し、液体媒質を含む領
域を通過し、反射器に至る。この反射器は前記媒質を介
して反射パルスを返す、前記基準物質の表面および反射
器から返される各パルスを分析して前記液体の濃度を測
定する。この発明は定数を必要とし、該定数は較正手順
によって実験的に決定されるべきものである。
出願第4.297.608号(発明者ジエンセン)は超
音波によって液体の濃度を測定する装置を開示する。こ
の開示において超音波変換器の発信するパルスは、反射
不連続面を有する基準物質を通過し、液体媒質を含む領
域を通過し、反射器に至る。この反射器は前記媒質を介
して反射パルスを返す、前記基準物質の表面および反射
器から返される各パルスを分析して前記液体の濃度を測
定する。この発明は定数を必要とし、該定数は較正手順
によって実験的に決定されるべきものである。
米国特許出願第4.380.929号(発明者タスザレ
ク他)は試料中における傷(割れや空隙などの不連続性
)を検出するための8音波検査装置を開示する。この開
示は、傷を有すると思われる試料に超音波を発信する9
発信された超音波エネルギの一部は傷の共鳴特性の関数
として反射される9反射共鳴エネルギをその波長に関し
て分析し、傷の物理特性を決定する。この発明は濃度測
定を開示していない。
ク他)は試料中における傷(割れや空隙などの不連続性
)を検出するための8音波検査装置を開示する。この開
示は、傷を有すると思われる試料に超音波を発信する9
発信された超音波エネルギの一部は傷の共鳴特性の関数
として反射される9反射共鳴エネルギをその波長に関し
て分析し、傷の物理特性を決定する。この発明は濃度測
定を開示していない。
米国特許出願第4.364.273号(発明者レッディ
ング)は媒体中の界面を探索する装置を開示する。
ング)は媒体中の界面を探索する装置を開示する。
この開示の一実施例において、超音波変換器は受信器に
対してエネルギを発信し、石油ガス容器内の高濃度層を
検出する。この発明は燃料測定における不均一性の検出
に関係するが、濃度測定は開示していない。
対してエネルギを発信し、石油ガス容器内の高濃度層を
検出する。この発明は燃料測定における不均一性の検出
に関係するが、濃度測定は開示していない。
米国特許出願下4.391.142号(発明者カントレ
ルジュニア他)は超音波分析技術を開示する。スペクト
ル分析器の掃引周波数局所発振器によって超音波変換器
を駆動し、試料内に周波数搬送の質問パルスを発信する
。
ルジュニア他)は超音波分析技術を開示する。スペクト
ル分析器の掃引周波数局所発振器によって超音波変換器
を駆動し、試料内に周波数搬送の質問パルスを発信する
。
米国特許出願下4.566、330号(発明者フジイ他
)は特に超音波医療装置に使用されることを目的とした
装置および方法を開示する。この開示の提供する較正装
置は基準液体(脱ガス水)の容器と反射器とを含む0発
信器は多周波質問パルスを発信する0反射パルスを分析
して減衰係数を提供する。
)は特に超音波医療装置に使用されることを目的とした
装置および方法を開示する。この開示の提供する較正装
置は基準液体(脱ガス水)の容器と反射器とを含む0発
信器は多周波質問パルスを発信する0反射パルスを分析
して減衰係数を提供する。
この発明は質問パルスの発信と反射パルスの測定とを開
示しており、介在する液体の減衰係数の測定に関係して
いるが、その液体の濃度測定には関係していない。
示しており、介在する液体の減衰係数の測定に関係して
いるが、その液体の濃度測定には関係していない。
ザックスの「超音波分光測定による弾性固体中の液体含
有物の濃度測定J (1974年超音波シンポジウム
議事録、I EEEカタログ#74CHO896−l5
LI、716〜719ページ)は超音波手法を開示する
。この手法は弾性固体中の円筒形の空洞に収容された液
体の濃度を測定する。
有物の濃度測定J (1974年超音波シンポジウム
議事録、I EEEカタログ#74CHO896−l5
LI、716〜719ページ)は超音波手法を開示する
。この手法は弾性固体中の円筒形の空洞に収容された液
体の濃度を測定する。
[課趙を解決するための手段及び作用]本発明は測定物
質の濃度を測定する方法を提供する。この方法は、第1
および第2反射面を有する基準物質を提供し、質問超音
波を発信し測定物質を通過させて前記基準物質に到達さ
せ、前記第1反射面によって1回反射された前記質問超
音波の第1部分によって第1の振幅を有する第1反射波
を形成し、前記第2反射面によって1回反射された前記
質問超音波の第2部分によって第2の振幅を有する第2
反射波を形成し、前記第2反射面によって2回反射され
た前記質問超音波の第3部分によって第3の振幅を有す
る第3反射波を形成し、前記第1反射波の振幅を測定し
、前記第2反射波の振幅を測定し、前記第3反射波の振
幅を測定し、前記第1.第2および第3の振幅を用いて
測定物質の濃度を決定する。
質の濃度を測定する方法を提供する。この方法は、第1
および第2反射面を有する基準物質を提供し、質問超音
波を発信し測定物質を通過させて前記基準物質に到達さ
せ、前記第1反射面によって1回反射された前記質問超
音波の第1部分によって第1の振幅を有する第1反射波
を形成し、前記第2反射面によって1回反射された前記
質問超音波の第2部分によって第2の振幅を有する第2
反射波を形成し、前記第2反射面によって2回反射され
た前記質問超音波の第3部分によって第3の振幅を有す
る第3反射波を形成し、前記第1反射波の振幅を測定し
、前記第2反射波の振幅を測定し、前記第3反射波の振
幅を測定し、前記第1.第2および第3の振幅を用いて
測定物質の濃度を決定する。
また本発明は液体燃料の濃度を測定するシステムを提供
する。このシステムは、超音波変換器と容器と基準物質
とを備え、前記容器が前記基準物質と液体燃料とを収容
し、前記基準物質が第1の平坦な音波反射側面と第2の
平坦な音波反射側面とを有し、前記側面が互いに平行で
あり、前記第1の側面が前面と後面とを有し、前記第2
の側面が前面を有し、前記超音波変換器が前記燃料を通
過する質問音波を発信し、前記基準物質の前記各面が前
記質問音波を部分的に反射して第1.第2゜第3の振幅
を各々有する第1.第2.第3の反射音波を提供すべく
配置され、前記超音波変換器が前記第1.第2.第3の
反射音波を検出して前記第1.第2.第3の振幅を代表
する信号を発生し、該信号に応答して前記液体燃料の濃
度を決定する濃度決定手段を備える。
する。このシステムは、超音波変換器と容器と基準物質
とを備え、前記容器が前記基準物質と液体燃料とを収容
し、前記基準物質が第1の平坦な音波反射側面と第2の
平坦な音波反射側面とを有し、前記側面が互いに平行で
あり、前記第1の側面が前面と後面とを有し、前記第2
の側面が前面を有し、前記超音波変換器が前記燃料を通
過する質問音波を発信し、前記基準物質の前記各面が前
記質問音波を部分的に反射して第1.第2゜第3の振幅
を各々有する第1.第2.第3の反射音波を提供すべく
配置され、前記超音波変換器が前記第1.第2.第3の
反射音波を検出して前記第1.第2.第3の振幅を代表
する信号を発生し、該信号に応答して前記液体燃料の濃
度を決定する濃度決定手段を備える。
本発明に基づく超音波濃度測定システムおよび方法を図
面を参照して以下に説明するが、この説明は例示的なも
のであり発明を限定するものではない。
面を参照して以下に説明するが、この説明は例示的なも
のであり発明を限定するものではない。
[実施例]
航空燃料などの液体の濃度を測定するための本発明に基
づく方法およびシステムを説明する9本発明は、基準物
質の壁面から反射される超音波パルスの振幅を測定する
ことによって濃度を測定する0本濃度測定システムは変
換器を使用して超音波質量パルスを発信する。この質問
パルスは、液体燃料などの測定物質を通過し基準物質に
到達する。基準物質は既知の濃度と明確に区画された境
界とを有し、ガラスやスグネシウムまたはアルミニウム
のブロックで形成される。この基準物質は1対の平坦な
平行側面を有する。これら側面は、該側面の中心を通る
前記パルスの通路に対してほぼ垂直である。
づく方法およびシステムを説明する9本発明は、基準物
質の壁面から反射される超音波パルスの振幅を測定する
ことによって濃度を測定する0本濃度測定システムは変
換器を使用して超音波質量パルスを発信する。この質問
パルスは、液体燃料などの測定物質を通過し基準物質に
到達する。基準物質は既知の濃度と明確に区画された境
界とを有し、ガラスやスグネシウムまたはアルミニウム
のブロックで形成される。この基準物質は1対の平坦な
平行側面を有する。これら側面は、該側面の中心を通る
前記パルスの通路に対してほぼ垂直である。
前記質問パルスは基準物質の平坦な側面によって反射さ
れ、第1、第2および第3の反射パルスを提供する。こ
れら反射パルスを利用して測定物質の濃度を測定できる
。前記第1の反射パルスは、基準物質の近位の側面の外
面から反射される。第2の反射パルスは、基準物質の遠
位の側面の内面から反射される。第3の反射パルスは、
前記第2の反射パルスの残留パルスであり、i&準物質
の近位の側面の裏側つまり内面で反射され、それが基準
物質の遠位の側面の内面で2回目の反射がなされたもの
である。測定物質の濃度はこれら反射パルスの振幅の関
数として決定される。
れ、第1、第2および第3の反射パルスを提供する。こ
れら反射パルスを利用して測定物質の濃度を測定できる
。前記第1の反射パルスは、基準物質の近位の側面の外
面から反射される。第2の反射パルスは、基準物質の遠
位の側面の内面から反射される。第3の反射パルスは、
前記第2の反射パルスの残留パルスであり、i&準物質
の近位の側面の裏側つまり内面で反射され、それが基準
物質の遠位の側面の内面で2回目の反射がなされたもの
である。測定物質の濃度はこれら反射パルスの振幅の関
数として決定される。
第1図を多照して詳細に説明する。超音波濃度測定シス
テム10は、容器12と超音波変換器14とモニタ回路
16とを旙える。超音波変換器14は容器12とモニタ
回路16とに接続される。容器12は、液体君空燃料な
どの測定物質18と基準物質20とを収容する。基準物
質20はガラスやアルミニウムまたはマグネシウムで形
成することが好ましい、i*なのはガラスである。超音
波変換器14は、導電線22.24を介して受信増幅器
26に接続される。受信増幅器26は超音波変換器14
からの信号を受信して増幅し、増幅信号を導電線28を
介してサンプル・ホールド回路30に送る。サンプル・
ホールド回路30は導電線32によってアナログデジタ
ル(A/D)変換器34に接続される。A/D変換器3
4はデジタル信号を導電R36を介してコンピュータ3
8に送る。
テム10は、容器12と超音波変換器14とモニタ回路
16とを旙える。超音波変換器14は容器12とモニタ
回路16とに接続される。容器12は、液体君空燃料な
どの測定物質18と基準物質20とを収容する。基準物
質20はガラスやアルミニウムまたはマグネシウムで形
成することが好ましい、i*なのはガラスである。超音
波変換器14は、導電線22.24を介して受信増幅器
26に接続される。受信増幅器26は超音波変換器14
からの信号を受信して増幅し、増幅信号を導電線28を
介してサンプル・ホールド回路30に送る。サンプル・
ホールド回路30は導電線32によってアナログデジタ
ル(A/D)変換器34に接続される。A/D変換器3
4はデジタル信号を導電R36を介してコンピュータ3
8に送る。
コンピュータ38は信号を、導@1140を介して発信
器42に送り、導電線46を介してタイマに送り、導電
線44を介してサンプル・ホールド回路30に送る。
器42に送り、導電線46を介してタイマに送り、導電
線44を介してサンプル・ホールド回路30に送る。
発信器42は導’JJ%47を介して超音波変換器14
に接続される。コンピュータ38は導電線52を介して
デイスプレィ54に接続される。
に接続される。コンピュータ38は導電線52を介して
デイスプレィ54に接続される。
コンピュータ38は中央処理装置 (CPU、マイクロ
プロセッサが好ましい)39を含む、CPU39はメモ
リ39′に接続される。液体燃料などの測定物質18は
、容器】2からライン58を介してポンプ60によって
エンジン56に送り込まれる。エンジン56とポンプ6
0はライン62を介して接続される。エンジン56はジ
ェットエンジンまたはタービン燃焼エンジンである。
プロセッサが好ましい)39を含む、CPU39はメモ
リ39′に接続される。液体燃料などの測定物質18は
、容器】2からライン58を介してポンプ60によって
エンジン56に送り込まれる。エンジン56とポンプ6
0はライン62を介して接続される。エンジン56はジ
ェットエンジンまたはタービン燃焼エンジンである。
第2図はコンピュータ38の動作を示すフローチャー1
゛である。コンピュータ38は発信器42をトリガして
超音波変換器14に信号を送らす、超音波変換器14か
ち測定物質ls内にM音波を発信させる。
゛である。コンピュータ38は発信器42をトリガして
超音波変換器14に信号を送らす、超音波変換器14か
ち測定物質ls内にM音波を発信させる。
この超音波は、超音波変換器14から測定物質18を通
り基準物質20に至る距離を伝播する。そしてそこで反
射されて超音波変換器14に戻る。この時間はTである
。811定物質18内における音速C1は伝播距1lI
Dを時間Tで割ったものに等しい0時間Tは、超音波が
超音波変換器14から基準物質20の面21に至9その
面21から超音波変換器14に戻るまでの既知の距MO
を伝播するのに要する時間である。すなわち第2図に示
すようにCI=Dバの関係が成り立つ。
り基準物質20に至る距離を伝播する。そしてそこで反
射されて超音波変換器14に戻る。この時間はTである
。811定物質18内における音速C1は伝播距1lI
Dを時間Tで割ったものに等しい0時間Tは、超音波が
超音波変換器14から基準物質20の面21に至9その
面21から超音波変換器14に戻るまでの既知の距MO
を伝播するのに要する時間である。すなわち第2図に示
すようにCI=Dバの関係が成り立つ。
超音波(パルスまたはエコー)がB音波変換器14に最
も近い基準物質20の面21の外面から反射されて超音
波変換器14に戻ると、超音波変換器14は受信増幅器
26に信号を送る。受信増幅器26は導電線50を介し
てタイマ48に信号を送る。超音波パルスは超音波変換
器14から基準物質20に伝わる。その第1の反射パル
ス(エコー)が超音波変換器14に戻る時間はコンピュ
ータ38によって記憶され、測定物質18中の音速を測
定するために使用される。
も近い基準物質20の面21の外面から反射されて超音
波変換器14に戻ると、超音波変換器14は受信増幅器
26に信号を送る。受信増幅器26は導電線50を介し
てタイマ48に信号を送る。超音波パルスは超音波変換
器14から基準物質20に伝わる。その第1の反射パル
ス(エコー)が超音波変換器14に戻る時間はコンピュ
ータ38によって記憶され、測定物質18中の音速を測
定するために使用される。
測定物質18からの第1の反射パルスの振幅A1は、C
PU39によって測定されメモリ39′に記憶される。
PU39によって測定されメモリ39′に記憶される。
基準物質20の遠位の側面21′の内面から1回目に反
射される超音波は第2の反射パルス(エコー)である、
この第2の反射パルスの振幅A2は、CPU39によっ
て測定されメモリ39′に記憶される。基準物質20の
遠位の側面21′の内面から2回目に反射される超音波
は第3の反射パルス(エコー)テアル。
射される超音波は第2の反射パルス(エコー)である、
この第2の反射パルスの振幅A2は、CPU39によっ
て測定されメモリ39′に記憶される。基準物質20の
遠位の側面21′の内面から2回目に反射される超音波
は第3の反射パルス(エコー)テアル。
この第3の反射パルスの振幅A3は、CPU39によっ
て測定されメモリ39′に記憶される。測定物質18の
濃度は、CPU39によって測定されデイスプレィ54
に表示される。測定物質18および基準物質2゜のモニ
タされる部分の寸法は、前記3つの反射パルスが重なら
ないようおよび互いに干渉しないよう十分大きくしなけ
ればならない0例えば基準物1j20(7)J%す、幅
、高すヲ各々1531IIm(6インチ)トすることが
できる。好ましくは基準物質20の長さ、輻、高さは各
々約25〜305IIl(1〜12インチ)とする。基
準物質20の寸法がこれより大きいと動作は可能である
が航空機の運搬重量が増力■するので好ましくない、測
定物質18のモニタされる部分の寸法は、長さ、幅、高
さとも、少なくとも基準物質20の好適寸法範囲と同じ
程度が望丈れる。8N定物質18のモニタされる部分の
「長、さ」とは、超音波変換器14に隣接する容器壁か
ら基準物質20の超音波変換器14に最も近い面21才
での距離である。容器12内における測定物質18のモ
ニタされる部分の高さは、基準物質20を十分るニカバ
ーすることが好ましい、このため基準物質20は容器1
2の下部に配置することが好ましい。
て測定されメモリ39′に記憶される。測定物質18の
濃度は、CPU39によって測定されデイスプレィ54
に表示される。測定物質18および基準物質2゜のモニ
タされる部分の寸法は、前記3つの反射パルスが重なら
ないようおよび互いに干渉しないよう十分大きくしなけ
ればならない0例えば基準物1j20(7)J%す、幅
、高すヲ各々1531IIm(6インチ)トすることが
できる。好ましくは基準物質20の長さ、輻、高さは各
々約25〜305IIl(1〜12インチ)とする。基
準物質20の寸法がこれより大きいと動作は可能である
が航空機の運搬重量が増力■するので好ましくない、測
定物質18のモニタされる部分の寸法は、長さ、幅、高
さとも、少なくとも基準物質20の好適寸法範囲と同じ
程度が望丈れる。8N定物質18のモニタされる部分の
「長、さ」とは、超音波変換器14に隣接する容器壁か
ら基準物質20の超音波変換器14に最も近い面21才
での距離である。容器12内における測定物質18のモ
ニタされる部分の高さは、基準物質20を十分るニカバ
ーすることが好ましい、このため基準物質20は容器1
2の下部に配置することが好ましい。
測定物質18の濃度はメモリ39′に記憶されている情
報および量体式を使用してCPU39において決定され
る。メモリ39′は次式(1)を記憶する。
報および量体式を使用してCPU39において決定され
る。メモリ39′は次式(1)を記憶する。
Pi = [<1−4)/(1+R)](P2)C2/
CI ・・・(1)ここで21は測定物質18の濃度
、P2は基準物質20の濃度、C1は測定物質18中の
音速、C2は基準物質20中の音速、Rは基準物質20
と測定物質18との間の界面21.21’の反射率(反
射係数)である。
CI ・・・(1)ここで21は測定物質18の濃度
、P2は基準物質20の濃度、C1は測定物質18中の
音速、C2は基準物質20中の音速、Rは基準物質20
と測定物質18との間の界面21.21’の反射率(反
射係数)である。
基準物質20は面21.21’を含む、これら面は実質
的に同等Gご研磨さね8、実質的に同等に超音波を反則
する0面21.2]’は互いに実質的に平行であり、超
音波変換器14から基準物質20の面21の中心に至る
パルス伝送路に対して実質的に垂直である。界面21.
21’の反射率は次式<2〉によって決定される。
的に同等Gご研磨さね8、実質的に同等に超音波を反則
する0面21.2]’は互いに実質的に平行であり、超
音波変換器14から基準物質20の面21の中心に至る
パルス伝送路に対して実質的に垂直である。界面21.
21’の反射率は次式<2〉によって決定される。
R= (AC/(^C−1))l/2 ・・・(2
)ここでRは基準物質20の反射率であり、ACは次式
(3〉により決定される。
)ここでRは基準物質20の反射率であり、ACは次式
(3〉により決定される。
AC= (AI/A2)*(A、3/A2)
・・・ く3)ここでA1は第1の反射(すなわち基
準物質20の超音波変換器14に最も近い開面21の外
面から反射された第1の反射パルス)の@幅(またはピ
ーク)、A2は第2の反射(すなわぢ基準物質20の遠
位の側面21″の内面から1回目に反射された第2の反
射パルス)の振幅(またはピーク)、八3は第3の反射
(すなわち基準物質20の遠位の側面21′の内面から
2回目に反射された第3の反射パルス)の振@(嘘たは
ピーク)である。
・・・ く3)ここでA1は第1の反射(すなわち基
準物質20の超音波変換器14に最も近い開面21の外
面から反射された第1の反射パルス)の@幅(またはピ
ーク)、A2は第2の反射(すなわぢ基準物質20の遠
位の側面21″の内面から1回目に反射された第2の反
射パルス)の振幅(またはピーク)、八3は第3の反射
(すなわち基準物質20の遠位の側面21′の内面から
2回目に反射された第3の反射パルス)の振@(嘘たは
ピーク)である。
式〈2)は式(4)、 (5)、 (6)における反射
率Rを解くことによって得られる。
率Rを解くことによって得られる。
AI ・ AORe’−”五)(2d) 、、、
(4)ここでAOは初期パルスの振幅、Rは面21の反
射率、a]は測定物質18の減衰係数、2dは振幅A1
を有し基準物質20の面21から反射される第1の反射
パルスが伝播される経路の長さである。
(4)ここでAOは初期パルスの振幅、Rは面21の反
射率、a]は測定物質18の減衰係数、2dは振幅A1
を有し基準物質20の面21から反射される第1の反射
パルスが伝播される経路の長さである。
A、2:八〇(1+R)(−R)(1−R)e(−自I
J (24) 6 (−* 2ン(2@)・・・(5
) ここで(1+R)は測定物質18から基準物質2(]丈
での透過率、(−R)は面21゛の反射率、(1−R)
は基準物質20から測定物質18までの透過率、C2は
基準物質20の減衰体数、2aは振幅A2を有し面21
゛から反射される第2の反射パルスの基準物質20内に
おける経路の長さである。
J (24) 6 (−* 2ン(2@)・・・(5
) ここで(1+R)は測定物質18から基準物質2(]丈
での透過率、(−R)は面21゛の反射率、(1−R)
は基準物質20から測定物質18までの透過率、C2は
基準物質20の減衰体数、2aは振幅A2を有し面21
゛から反射される第2の反射パルスの基準物質20内に
おける経路の長さである。
^3=AO(1+R)←R) 3(1−R)e(−慟1
)(2dl、(−C2)(4a)・・(6) ここで(−R)3は基準物質20における3つの反射、
4aは振fki4A3を有し面21′から2回目に反射
される第3の反射パルスの基準物質20内における経路
の長さである。
)(2dl、(−C2)(4a)・・(6) ここで(−R)3は基準物質20における3つの反射、
4aは振fki4A3を有し面21′から2回目に反射
される第3の反射パルスの基準物質20内における経路
の長さである。
測定物質18は液体航空燃料であることが好ま[。
い、エンジン56の動作中、前記燃料は燃料ライン58
を介してポンプ60によって吸い上げられ、燃料ライン
62を介してエンジン56に送り込まれる。
を介してポンプ60によって吸い上げられ、燃料ライン
62を介してエンジン56に送り込まれる。
第2図はコンピュータ39が実行する論理ステップを示
す、ステップ70の手順は発信器42をトリガしてタイ
マ48を始動させる。ステップ72においてタイマ48
は第1の反射パルスを受は収ると停止する9次にステッ
プ74において、測定物質18中の音速が計算される。
す、ステップ70の手順は発信器42をトリガしてタイ
マ48を始動させる。ステップ72においてタイマ48
は第1の反射パルスを受は収ると停止する9次にステッ
プ74において、測定物質18中の音速が計算される。
ステップ76.78.80において振幅ピークAl、
A2. A3が各々測定される1次にステップ82.8
4において測定物質J8の濃度が決定され表示される。
A2. A3が各々測定される1次にステップ82.8
4において測定物質J8の濃度が決定され表示される。
以上説明した通り、本発明のシステムおよび方法は、超
音波を利用し基準物質の各面からの反則波の振幅から液
体の濃度を測定する0本発明は現在数も実際的で好適と
思われる実施例に関連して説明したが、本発明はそれら
実施例に限定されるものではな(、特許請求の範囲を逸
脱せずに各種の変更形態や同等形態が可能である。これ
ら同等形態のすべては特許請求の範囲に含まれるもので
ある。
音波を利用し基準物質の各面からの反則波の振幅から液
体の濃度を測定する0本発明は現在数も実際的で好適と
思われる実施例に関連して説明したが、本発明はそれら
実施例に限定されるものではな(、特許請求の範囲を逸
脱せずに各種の変更形態や同等形態が可能である。これ
ら同等形態のすべては特許請求の範囲に含まれるもので
ある。
第1rMは本発明の一実施例に基づ<S音波濃度測定シ
ステムを示す構成図、および 第2図は第1図のB音波濃度測定システムのメモリに記
憶され同システムのコンピュータのマイクロプロセッサ
によって実行される論理ステップを示す図である。 10・・・超音波濃度測定システム 12・・・容器 14・・・超音波変換器 16・・・モニタ回路 18・・・測定物質 20・・・基準物質 26・・・受信増幅器 30・・・サンプル・ホールド回路 34・・・アナログデジタル(A/D)変換器38・・
・コンピュータ 39・・・CPU 39′・・・メモリ 42・・・発信器 48・・・タイマ 54・・・デイスプレィ 56・・・エンジン 60・・・ポンプ
ステムを示す構成図、および 第2図は第1図のB音波濃度測定システムのメモリに記
憶され同システムのコンピュータのマイクロプロセッサ
によって実行される論理ステップを示す図である。 10・・・超音波濃度測定システム 12・・・容器 14・・・超音波変換器 16・・・モニタ回路 18・・・測定物質 20・・・基準物質 26・・・受信増幅器 30・・・サンプル・ホールド回路 34・・・アナログデジタル(A/D)変換器38・・
・コンピュータ 39・・・CPU 39′・・・メモリ 42・・・発信器 48・・・タイマ 54・・・デイスプレィ 56・・・エンジン 60・・・ポンプ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、第1および第2反射面(21、21′)を有する基
準物質(20)を提供し、 質問超音波を発信し測定物質(18)を通過させて前記
基準物質(20)に到達させ、 前記第1反射面(21)によつて1回反射された前記質
問超音波の第1部分によって第1の振幅を有する第1反
射波を形成し、 前記第2反射面(21′)によつて1回反射された前記
質問超音波の第2部分によって第2の振幅を有する第2
反射波を形成し、 前記第2反射面(21′)によつて2回反射された前記
質問超音波の第3部分によって第3の振幅を有する第3
反射波を形成し、 前記第1反射波の振幅を測定し、 前記第2反射波の振幅を測定し、 前記第3反射波の振幅を測定し、 前記第1、第2および第3の振幅を用いて測定物質(1
8)の濃度を決定する各段階を備える、測定物質(18
)の濃度を測定する方法。 2、前記第1および第2反射面(21、21′)が平行
であつて前記基準物質(20)によって互いに隔てられ
ていることを特徴とする、請求項1に記載の方法。 3、前記質問超音波の第3部分が、前記第2反射面(2
1′)による2回の反射の間に、前記第1反射面(21
)の後面によつて1回反射されることを特徴とする、請
求項2に記載の方法。 4、前記測定物質が液体燃料であることを特徴とする、
請求項1〜3のいずれかに記載の方法。 5、前記基準物質がアルミニウムであることを特徴とす
る、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。 6、前記基準物質(20)がガラスであることを特徴と
する、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。 7、前記基準物質(20)が2つの側面を備え、前記側
面の各々が平坦な外面を有し、前記外面が互いに平行で
あることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載
の方法。 8、前記側面の各々が超音波を実質的に同等に反射する
ことを特徴とする、請求項7に記載の方法。 9、前記濃度を決定する段階が、メモリ(39′)と中
央処理装置(39)とを有するコンピュータ(38)に
よつて実行されることを特徴とする、請求項1〜8のい
ずれかに記載の方法。 10、前記濃度を決定する段階が前記各振幅と前記基準
物質(20)中の音速を含むデータとを用いて実行され
ることを特徴とする、請求項9に記載の方法。 11、前記測定物質(18)の濃度が前記基準物質(2
0)の第1および第2反射面(21、21′)からの超
音波の反射率を含むデータに基づき決定されることを特
徴とする、請求項10に記載の方法。 12、前記基準物質(20)の濃度、音速および反射率
についてのデータが前記メモリ(39′)に記憶されて
いることを特徴とする、請求項11に記載の方法。 13、超音波変換器(14)と容器と基準物質(20)
とを備え、前記容器が前記基準物質(20)と液体燃料
(18)とを収容し、前記基準物質(20)が第1の平
坦な音波反射側面(21)と第2の平坦な音波反射側面
(21′)とを有し、前記側面(21、21′)が互い
に平行であり、前記第1の側面(21)が前面と後面と
を有し、前記第2の側面(21′)が前面を有し、前記
超音波変換器(14)が前記燃料(18)を通過する質
問音波を発信し、前記基準物質(20)の前記各面が前
記質問音波を部分的に反射して第1、第2、第3の振幅
を各々有する第1、第2、第3の反射音波を提供すべく
配置され、前記超音波変換器(14)が前記第1、第2
、第3の反射音波を検出して前記第1、第2、第3の振
幅を代表する信号を発生し、該信号に応答して前記液体
燃料(18)の濃度を決定する濃度決定手段を備える、
液体燃料(18)の濃度を測定するシステム。 14、前記濃度決定手段が、メモリ(39′)と中央処
理装置(39)とを有し前記超音波変換器(14)に接
続されたコンピュータ(38)を備えることを特徴とす
る、請求項13に記載のシステム。 15、前記基準物質(20)がガラスであることを特徴
とする、請求項13または14のいずれかに記載のシス
テム。 16、前記基準物質(20)がアルミニウムであること
を特徴とする、請求項13または14のいずれかに記載
のシステム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US255900 | 1988-10-11 | ||
US07/255,900 US4991124A (en) | 1988-10-11 | 1988-10-11 | System and method for ultrasonic determination of density |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02216452A true JPH02216452A (ja) | 1990-08-29 |
Family
ID=22970323
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1262285A Pending JPH02216452A (ja) | 1988-10-11 | 1989-10-09 | 超音波濃度測定方法およびシステム |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4991124A (ja) |
EP (1) | EP0364168B1 (ja) |
JP (1) | JPH02216452A (ja) |
DE (1) | DE68918546T2 (ja) |
IL (1) | IL91912A0 (ja) |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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EP0482326B1 (de) * | 1990-09-28 | 1995-07-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Ultraschall (US)-Dichtemesser zum Messen der spezifischen Dichte eines Fluid |
FR2700854B1 (fr) * | 1993-01-27 | 1995-03-03 | Snecma | Appareil et procédé de mesure de caractéristiques physiques d'un liquide par voie acoustique. |
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DE29916826U1 (de) * | 1999-09-23 | 2000-11-02 | Siemens AG, 80333 München | Vorrichtung zum Messen der spezifischen Dichte eines gasförmigen oder flüssigen Mediums |
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US10126266B2 (en) | 2014-12-29 | 2018-11-13 | Concentric Meter Corporation | Fluid parameter sensor and meter |
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DE102016102131A1 (de) * | 2015-07-17 | 2017-01-19 | E3 Technology Sp. z o.o. | Vorrichtung und Verfahren zur Untersuchung von Materialien durch akustische Spektroskopie |
US11221314B2 (en) | 2015-09-20 | 2022-01-11 | Baker Hughes Oilfield Operations Llc | Combined pulse echo inspection of pipeline systems |
US11761870B2 (en) | 2021-06-01 | 2023-09-19 | The Government of the United States of America, as represented by the Secretary of Homeland Security | Miniature wireless concentration meter |
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-
1988
- 1988-10-11 US US07/255,900 patent/US4991124A/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-10-05 IL IL91912A patent/IL91912A0/xx unknown
- 1989-10-05 DE DE68918546T patent/DE68918546T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-10-05 EP EP89310231A patent/EP0364168B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-10-09 JP JP1262285A patent/JPH02216452A/ja active Pending
Also Published As
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---|---|
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EP0364168A3 (en) | 1990-11-22 |
IL91912A0 (en) | 1990-06-10 |
US4991124A (en) | 1991-02-05 |
DE68918546D1 (de) | 1994-11-03 |
DE68918546T2 (de) | 1995-05-04 |
EP0364168A2 (en) | 1990-04-18 |
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