JPH0618316A - 液面位置計測装置 - Google Patents
液面位置計測装置Info
- Publication number
- JPH0618316A JPH0618316A JP19904092A JP19904092A JPH0618316A JP H0618316 A JPH0618316 A JP H0618316A JP 19904092 A JP19904092 A JP 19904092A JP 19904092 A JP19904092 A JP 19904092A JP H0618316 A JPH0618316 A JP H0618316A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid surface
- receiver
- reflector
- transmitter
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 液面上に充満している気体の濃度に影響され
ることなく液面までの距離を正確に測定できる様にする
こと。 【構成】 液面４の上方に位置した送受波器１から液面
４に向かって超音波パルスを発射し、超音波パルスの伝
播時間によって送受波器から液面４までの距離を測定す
る液面位置計測装置において、送受波器１直下の液面４
上に浮子式反射器８を浮かべ、この浮子式反射器８の上
面に基準距離反射器７を取付けると共に送受波器１の下
面にも基準距離反射器６を取付ける。
ることなく液面までの距離を正確に測定できる様にする
こと。 【構成】 液面４の上方に位置した送受波器１から液面
４に向かって超音波パルスを発射し、超音波パルスの伝
播時間によって送受波器から液面４までの距離を測定す
る液面位置計測装置において、送受波器１直下の液面４
上に浮子式反射器８を浮かべ、この浮子式反射器８の上
面に基準距離反射器７を取付けると共に送受波器１の下
面にも基準距離反射器６を取付ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は液面位置計測装置、詳
しくは超音波を利用して液面までの距離を無接触で正確
に計測することができる液面位置計測装置に関するもの
である。
しくは超音波を利用して液面までの距離を無接触で正確
に計測することができる液面位置計測装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の代表的な液面位置計測装置
の概念図である。図中１は送受波器、２は送受信器、３
は表示器、４は液面、５は底面であり、送受波器１は液
面４から一定の距離をへだてて、その上方に位置せしめ
られており、送受波器１から液面４に向かって発射した
超音波パルスが液面４で反射して送受波器１に戻ってく
る時間（伝播時間）から液面位置を測定する様になって
いた。
の概念図である。図中１は送受波器、２は送受信器、３
は表示器、４は液面、５は底面であり、送受波器１は液
面４から一定の距離をへだてて、その上方に位置せしめ
られており、送受波器１から液面４に向かって発射した
超音波パルスが液面４で反射して送受波器１に戻ってく
る時間（伝播時間）から液面位置を測定する様になって
いた。
【０００３】図３を参照しながらその動作を説明する
と、送受信器２において繰返しパルス（Ａ）を発生さ
せ、その立上り点において送信パルス（Ｂ）を発生し、
搬送パルス（Ｃ）を出力し、送受波器１に電気出力とし
て供給する。送受波器１はこの電気出力を機械振動−音
響と変換し、音波出力が液面４に向かって発射される。
と、送受信器２において繰返しパルス（Ａ）を発生さ
せ、その立上り点において送信パルス（Ｂ）を発生し、
搬送パルス（Ｃ）を出力し、送受波器１に電気出力とし
て供給する。送受波器１はこの電気出力を機械振動−音
響と変換し、音波出力が液面４に向かって発射される。
【０００４】発射された音波は液面４で反射され、再び
送受波器１に戻り、電気信号に可逆変換されて再び送受
信器２に入力され、受波信号（Ｄ）となる。この受波信
号（Ｄ）は増巾され、検波出力（Ｅ）からサンプリング
パルス６を発生し、伝播時間ｔが計測されている。又、
ＲＭＰ発生パルス（Ｇ）によりＲＭＰ信号（Ｈ）を発生
し、サンプリングパルス（Ｆ）によって時間／電圧変換
し、距離に比例した電圧（Ｉ）を発生し、表示器３に距
離出力される。
送受波器１に戻り、電気信号に可逆変換されて再び送受
信器２に入力され、受波信号（Ｄ）となる。この受波信
号（Ｄ）は増巾され、検波出力（Ｅ）からサンプリング
パルス６を発生し、伝播時間ｔが計測されている。又、
ＲＭＰ発生パルス（Ｇ）によりＲＭＰ信号（Ｈ）を発生
し、サンプリングパルス（Ｆ）によって時間／電圧変換
し、距離に比例した電圧（Ｉ）を発生し、表示器３に距
離出力される。
【０００５】これらの関係は、液面４までの距離をＬ
1 、伝播音速をＣ、伝播時間をｔとしたとき、
1 、伝播音速をＣ、伝播時間をｔとしたとき、
【数１】 で示される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、一般には液面
４の上方には液体から蒸発した気体１０が充満してお
り、この気体１０の濃度が上下で異なる場合には超音波
の伝播速度（音速）が変化し、その変化分だけ、誤差が
生ずることは避けられなかった。つまり、伝播音速Ｃは
普遍ガス定数をＲ、分子量をＭ、密度をρ、気圧をｐ、
定圧比熱／定体比熱をγとした場合。
４の上方には液体から蒸発した気体１０が充満してお
り、この気体１０の濃度が上下で異なる場合には超音波
の伝播速度（音速）が変化し、その変化分だけ、誤差が
生ずることは避けられなかった。つまり、伝播音速Ｃは
普遍ガス定数をＲ、分子量をＭ、密度をρ、気圧をｐ、
定圧比熱／定体比熱をγとした場合。
【数２】 となり、Ｃは各種定数の変化に従って変化するので、条
件が一定でない場合には誤差が生じることになる。
件が一定でない場合には誤差が生じることになる。
【０００７】同様に、温度、湿度、圧力によっても音速
は影響を受けやすく、誤差発生の原因となっていた。な
お、温度については測温体による計測で一応補正可能で
あるが、どこの点で補正するかがかなりむずかしく、又
温度分布が一定でない場合には補正できない欠点もあっ
た。
は影響を受けやすく、誤差発生の原因となっていた。な
お、温度については測温体による計測で一応補正可能で
あるが、どこの点で補正するかがかなりむずかしく、又
温度分布が一定でない場合には補正できない欠点もあっ
た。
【０００８】この発明は上記従来の問題点に鑑み発明さ
れたものであり、液面側の音速を測定することにより、
正確に平均音速を算出して音速補正を実施し、測定の高
精度化を図ると共に、液面ゆれに影響されない測定の安
定化を実現した液面位置測定装置を提供せんとするもの
である。
れたものであり、液面側の音速を測定することにより、
正確に平均音速を算出して音速補正を実施し、測定の高
精度化を図ると共に、液面ゆれに影響されない測定の安
定化を実現した液面位置測定装置を提供せんとするもの
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この本発明は、液面４の
上方に位置した送受波器１から液面４に向かって超音波
パルスを発射し、超音波パルスの伝播時間によって送受
波器から液面４までの距離を測定する液面位置計測装置
において、送受波器１直下の液面４上に浮子式反射器８
を浮かべ、この浮子式反射器８の上面に基準距離反射器
７を取付けると共に送受波器１の下面にも基準距離反射
器６を取り付けて液面位置計測装置を構成することによ
り、上記課題を解決せんとするものである。
上方に位置した送受波器１から液面４に向かって超音波
パルスを発射し、超音波パルスの伝播時間によって送受
波器から液面４までの距離を測定する液面位置計測装置
において、送受波器１直下の液面４上に浮子式反射器８
を浮かべ、この浮子式反射器８の上面に基準距離反射器
７を取付けると共に送受波器１の下面にも基準距離反射
器６を取り付けて液面位置計測装置を構成することによ
り、上記課題を解決せんとするものである。
【００１０】
【作用】送受信器２において発生された搬送パルス
（Ｃ）が送受波器１において音響信号に変換され、音波
出力として液面４に向かって発射される。液面４で発射
された音波は送受波器１に戻り、電気信号に可逆変換さ
れ、送受信器２において受波信号（Ｄ）となり、音波の
伝播時間ｔが計測される。
（Ｃ）が送受波器１において音響信号に変換され、音波
出力として液面４に向かって発射される。液面４で発射
された音波は送受波器１に戻り、電気信号に可逆変換さ
れ、送受信器２において受波信号（Ｄ）となり、音波の
伝播時間ｔが計測される。
【００１１】この際、受波信号（Ｄ）には送受波器１側
の基準距離反射器６と液面４側の基準距離反射器７から
の受信波が出力されるので、送受波器１側の基準距離反
射６のサンプリングパルス（Ｊ）によりＲＭＰ発生パル
ス発生点（Ｇ）を制御し、液面４側の基準距離反射器７
のサンプリングパルスと浮子式反射器８のサンプリング
パルス（Ｋ）により基準距離時間を出力し、基準時間
（Ｍ）との伝播時間差（Ｎ）を出力し、この時間差信号
によりＲＭＰ電圧（Ｏ）の傾きを可変することにより、
音速変化分を補正し、距離の真値（Ｉ）を電圧出力とし
て出力表示する。
の基準距離反射器６と液面４側の基準距離反射器７から
の受信波が出力されるので、送受波器１側の基準距離反
射６のサンプリングパルス（Ｊ）によりＲＭＰ発生パル
ス発生点（Ｇ）を制御し、液面４側の基準距離反射器７
のサンプリングパルスと浮子式反射器８のサンプリング
パルス（Ｋ）により基準距離時間を出力し、基準時間
（Ｍ）との伝播時間差（Ｎ）を出力し、この時間差信号
によりＲＭＰ電圧（Ｏ）の傾きを可変することにより、
音速変化分を補正し、距離の真値（Ｉ）を電圧出力とし
て出力表示する。
【００１２】
【実施例】図１はこの発明の一実施例の概念図であり、
図中１は送受波器、２は送受信器、３は表示器であり、
図２に示した従来例と同様に、送受波器１は液面４から
一定の距離をへだててその上方に位置せしめられてい
る。
図中１は送受波器、２は送受信器、３は表示器であり、
図２に示した従来例と同様に、送受波器１は液面４から
一定の距離をへだててその上方に位置せしめられてい
る。
【００１３】そして、この送受波器１の下面には基準距
離反射器６が取付けられている。一方、送受波器１の直
下の液面４上には浮子式反射器８が浮かべられており、
この浮子式反射器８の上面には基準距離反射器７が取付
けられている。
離反射器６が取付けられている。一方、送受波器１の直
下の液面４上には浮子式反射器８が浮かべられており、
この浮子式反射器８の上面には基準距離反射器７が取付
けられている。
【００１４】基準距離反射器６の厚さをＬ1 、基準基準
距離反射器７の厚さをＬ4 、液面４から底面５までの距
離をＬ2 、基準距離反射器６の下面から基準基準距離反
射器７の上面までの距離をＬ3 、送受波器１の下面から
底面５までの距離をＬとした場合、 Ｌ＝（Ｌ1 ＋Ｌ3 ＋Ｌ4 ）＋Ｌ2 ∴Ｌ2 ＝Ｌ−（Ｌ1 ＋Ｌ3 ＋Ｌ4 ）となっている。
距離反射器７の厚さをＬ4 、液面４から底面５までの距
離をＬ2 、基準距離反射器６の下面から基準基準距離反
射器７の上面までの距離をＬ3 、送受波器１の下面から
底面５までの距離をＬとした場合、 Ｌ＝（Ｌ1 ＋Ｌ3 ＋Ｌ4 ）＋Ｌ2 ∴Ｌ2 ＝Ｌ−（Ｌ1 ＋Ｌ3 ＋Ｌ4 ）となっている。
【００１５】又、前記浮子式反射器８と底面５とは接地
線９によって接続されている。これは構造物と同一電位
にし、静電気等の発生の阻止を図る安全性確保の為であ
る。
線９によって接続されている。これは構造物と同一電位
にし、静電気等の発生の阻止を図る安全性確保の為であ
る。
【００１６】次に、図４を参照しながらその動作を説明
すると、送受信器２において繰返しパルス（Ａ）を発生
させ、その立上がり点において送信パルス（Ｂ）を発
し、これに基づき搬送パルス（Ｃ）を送受波器１に出力
する。この搬送パルス（Ｃ）は送受波器１において電気
−機械振動−音響に変換されて超音波信号となり、液面
４に向かって発射される。液面４で反射された超音波信
号は再び送受波器１に戻り、音響−機械信号−電気信号
に可逆変換され、再び送受信器２に入力され受信出力
（Ｄ）となる。
すると、送受信器２において繰返しパルス（Ａ）を発生
させ、その立上がり点において送信パルス（Ｂ）を発
し、これに基づき搬送パルス（Ｃ）を送受波器１に出力
する。この搬送パルス（Ｃ）は送受波器１において電気
−機械振動−音響に変換されて超音波信号となり、液面
４に向かって発射される。液面４で反射された超音波信
号は再び送受波器１に戻り、音響−機械信号−電気信号
に可逆変換され、再び送受信器２に入力され受信出力
（Ｄ）となる。
【００１７】送受波器１の下部には基準距離反射器６
が、液面４上には基準距離反射器７がそれぞれ位置して
おり、受信出力（Ｄ）には基準距離反射器６からの受信
波及び基準距離反射器７からの受信波がそれぞれ出力さ
れるので、送受波器側の基準距離反射器６のサンプリン
グパルス（Ｊ）によりＲＭＰ発生パルス（Ｇ）の発生点
を制御する。又、液面４側の基準距離反射器７のサンプ
リングパルスと浮子サンプリングパルス（Ｋ）により基
準距離時間（Ｌ）を出力し、基準時間（Ｍ）との伝播時
間差（Ｎ）を出力し、この時間差信号によりＲＭＰ電圧
（Ｏ）の傾きを可変し、音速変化分を補正し、距離の真
値を電圧出力（Ｉ）として出力表示する。
が、液面４上には基準距離反射器７がそれぞれ位置して
おり、受信出力（Ｄ）には基準距離反射器６からの受信
波及び基準距離反射器７からの受信波がそれぞれ出力さ
れるので、送受波器側の基準距離反射器６のサンプリン
グパルス（Ｊ）によりＲＭＰ発生パルス（Ｇ）の発生点
を制御する。又、液面４側の基準距離反射器７のサンプ
リングパルスと浮子サンプリングパルス（Ｋ）により基
準距離時間（Ｌ）を出力し、基準時間（Ｍ）との伝播時
間差（Ｎ）を出力し、この時間差信号によりＲＭＰ電圧
（Ｏ）の傾きを可変し、音速変化分を補正し、距離の真
値を電圧出力（Ｉ）として出力表示する。
【００１８】
【発明の効果】上記構成により、気体１０の濃度、圧
力、温度等の分布が異っていても、上下一対の基準距離
反射器６，７により上下の音速を計測し、精度の高い定
性化した平均音速を算出できるようになっている。
力、温度等の分布が異っていても、上下一対の基準距離
反射器６，７により上下の音速を計測し、精度の高い定
性化した平均音速を算出できるようになっている。
【００１９】この様に、常に基準距離と対比する計測法
であり、変化分を音速補正できるので測定の高精度化が
図られ、又位相合成による変動や液面のゆれを浮子によ
って制圧できるので、測定の安定化も図ることができ、
極めて高い実用性を有するものである。
であり、変化分を音速補正できるので測定の高精度化が
図られ、又位相合成による変動や液面のゆれを浮子によ
って制圧できるので、測定の安定化も図ることができ、
極めて高い実用性を有するものである。
【００２０】
【図１】この発明に係る液面位置計測装置の一実施例の
概念図である。
概念図である。
【図２】従来例の一例の概念図である。
【図３】従来例における各信号のタイムチャートであ
る。
る。
【図４】この発明の実施例において発生する各信号のタ
イムチャートである。
イムチャートである。
１ 送受波器 ２ 送受信器 ３ 表示器 ４ 液面 ５ 底面 ６ 基準距離反射器 ７ 基準距離反射器 ８ 浮子式反射器 ９ 接地線 １０ 気体
Claims (1)
- 【請求項１】 液面４の上方に位置した送受波器１から
液面４に向かって超音波パルスを発射し、超音波パルス
の伝播時間によって送受波器から液面４までの距離を測
定する液面位置計測装置において、送受波器１直下の液
面４上に浮子式反射器８を浮かべ、この浮子式反射器８
の上面に基準距離反射器７を取付けると共に送受波器１
の下面にも基準距離反射器６を取付けたことを特徴とす
る液面位置計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19904092A JPH0618316A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 液面位置計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19904092A JPH0618316A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 液面位置計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0618316A true JPH0618316A (ja) | 1994-01-25 |
Family
ID=16401121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19904092A Pending JPH0618316A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 液面位置計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0618316A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004036645A1 (de) * | 2004-07-28 | 2006-02-16 | Landis+Gyr Gmbh | Ultraschall-Niveausensorvorrichtung |
| KR20150140952A (ko) * | 2014-06-09 | 2015-12-17 | 주식회사 대유위니아 | 정전용량형 수위 감지 장치 |
| CN105424139B (zh) * | 2015-11-05 | 2018-08-28 | 河海大学 | 基于超声波负压的地下水位密封测量装置及其方法 |
| DE102019207892A1 (de) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | Pepperl+Fuchs Gmbh | Füllstandsmesseinrichtung und Verfahren zum Messen eines Füllstands |
| CN115540976A (zh) * | 2022-11-24 | 2022-12-30 | 安徽新建控股集团有限公司 | 一种基于浮力的定向测量装置及其定向测量方法 |
| CN115597686A (zh) * | 2022-11-21 | 2023-01-13 | 安徽新建控股集团有限公司（Cn） | 含油污水静置分层后的油层深度的测量与分离装置及方法 |
| CN117848458A (zh) * | 2024-03-06 | 2024-04-09 | 潍坊远邦人工智能研发有限公司 | 一种基于单片机的液位测量装置 |
-
1992
- 1992-07-03 JP JP19904092A patent/JPH0618316A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004036645A1 (de) * | 2004-07-28 | 2006-02-16 | Landis+Gyr Gmbh | Ultraschall-Niveausensorvorrichtung |
| KR20150140952A (ko) * | 2014-06-09 | 2015-12-17 | 주식회사 대유위니아 | 정전용량형 수위 감지 장치 |
| CN105424139B (zh) * | 2015-11-05 | 2018-08-28 | 河海大学 | 基于超声波负压的地下水位密封测量装置及其方法 |
| DE102019207892A1 (de) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | Pepperl+Fuchs Gmbh | Füllstandsmesseinrichtung und Verfahren zum Messen eines Füllstands |
| CN115597686A (zh) * | 2022-11-21 | 2023-01-13 | 安徽新建控股集团有限公司（Cn） | 含油污水静置分层后的油层深度的测量与分离装置及方法 |
| CN115540976A (zh) * | 2022-11-24 | 2022-12-30 | 安徽新建控股集团有限公司 | 一种基于浮力的定向测量装置及其定向测量方法 |
| CN117848458A (zh) * | 2024-03-06 | 2024-04-09 | 潍坊远邦人工智能研发有限公司 | 一种基于单片机的液位测量装置 |
| CN117848458B (zh) * | 2024-03-06 | 2024-05-31 | 潍坊远邦人工智能研发有限公司 | 一种基于单片机的液位测量装置 |
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