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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid surface
- receiver
- reflector
- transmitter
- reference distance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Level Indicators Using A Float (AREA)
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 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6631639B1 (en) | System and method of non-invasive discreet, continuous and multi-point level liquid sensing using flexural waves | |
US4470299A (en) | Ultrasonic liquid level meter | |
CA1123946A (en) | Ultrasonic transducer with reference reflector | |
US4578997A (en) | Time-shaped AGC for ultrasonic liquid level meter of the echo-ranging type | |
US4383443A (en) | Liquid-level measurement | |
US3834233A (en) | Apparatus for measuring the level of the contents of a container | |
WO1989001638A1 (en) | Apparatus for measuring distances | |
JPS6219695B2 (ja) | ||
JPH0618316A (ja) | 液面位置計測装置 | |
Grossman et al. | Measurement of mechanical, quantities using quartz sensors | |
US4065745A (en) | Doppler speedometer | |
JP3117372B2 (ja) | 超音波距離測定装置 | |
US3541499A (en) | Acoustic speedmeter (log) | |
JPH0486525A (ja) | 超音波レベル計 | |
GB1600079A (en) | Liquid level measuring | |
JPH06249697A (ja) | 超音波液面計 | |
JP2003215112A (ja) | 超音波密度計 | |
JP2944187B2 (ja) | 超音波式傾斜計 | |
EP1785701A1 (en) | Apparatus and method for determining a temperature of a volume of gas | |
SU537253A1 (ru) | Ультразвуковой измеритель уровн жидкости | |
SU765659A1 (ru) | Способ компенсации погрешностей акустических локационных уровнемеров и устройство дл его осуществлени | |
JPS6073311A (ja) | 超音波水位測定装置 | |
RU53001U1 (ru) | Электронно-акустическое устройство измерения уровня жидкости | |
JPH07318397A (ja) | 超音波液位計 | |
RU2123191C1 (ru) | Эхолот |