JPS5932722B2 - 液面形状測定装置 - Google Patents
液面形状測定装置Info
- Publication number
- JPS5932722B2 JPS5932722B2 JP51076447A JP7644776A JPS5932722B2 JP S5932722 B2 JPS5932722 B2 JP S5932722B2 JP 51076447 A JP51076447 A JP 51076447A JP 7644776 A JP7644776 A JP 7644776A JP S5932722 B2 JPS5932722 B2 JP S5932722B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid level
- measuring device
- shape measuring
- level shape
- laser beam
- 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.)
- Expired
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- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は液面の高さ、傾き等を測定する装置に関する。
従来、水面の高さの測定方法として、（１）フロートの
上下動によるもの、（２）電極間の静電容量の水面の高
さによる変化を求めるもの、（３）超音波の反射時間の
変化を利用するものなどがある。
上下動によるもの、（２）電極間の静電容量の水面の高
さによる変化を求めるもの、（３）超音波の反射時間の
変化を利用するものなどがある。
しかしながら、例えば水面に生じた細かな波の状態を正
確に測定しようとすると、これらの測定方法では応答速
度が遅い、位置分解能が低い、検出子が水面に接触する
ためにかく乱が生じてしまうなど多くの問題点があつた
。本発明はこれらの問題点を解決し、液面に無接触で応
答速度及び位置分解能の優れた液面形状測定装置を提供
することを目的とする。
確に測定しようとすると、これらの測定方法では応答速
度が遅い、位置分解能が低い、検出子が水面に接触する
ためにかく乱が生じてしまうなど多くの問題点があつた
。本発明はこれらの問題点を解決し、液面に無接触で応
答速度及び位置分解能の優れた液面形状測定装置を提供
することを目的とする。
例えば水面は光に対してかなりの鏡面であり、実験によ
ればレーザビームを照射したときに波面の乱れはほとん
ど起こらず、ビーム状の反射光が得られた。
ればレーザビームを照射したときに波面の乱れはほとん
ど起こらず、ビーム状の反射光が得られた。
すなわち、本発明の原理を第１図を用いて説明すれば、
波面１に対して照射されたレーザ光２は点０で反射され
、反射光３となる。この反射光３の位置を互に光路長の
異なる２点Ｐ、Ｑで検出することによつて、反射点Ｏの
位置すなわち反射点Ｏでの波の高さは計算によつて求め
ることができる。第１図のようにレーザ光２を液面１に
対し垂直方向から照射した場合、液面１の傾きが小さい
ときの液面の高さを求めることは困難になるので、次に
示す実施例ではレーザ光を斜めに入射している。第２図
は本発明の最も好ましい実施例を示す図である。
波面１に対して照射されたレーザ光２は点０で反射され
、反射光３となる。この反射光３の位置を互に光路長の
異なる２点Ｐ、Ｑで検出することによつて、反射点Ｏの
位置すなわち反射点Ｏでの波の高さは計算によつて求め
ることができる。第１図のようにレーザ光２を液面１に
対し垂直方向から照射した場合、液面１の傾きが小さい
ときの液面の高さを求めることは困難になるので、次に
示す実施例ではレーザ光を斜めに入射している。第２図
は本発明の最も好ましい実施例を示す図である。
１０は液面、１１は測定線である。
レーザ発振器１２からのレーザ光１３は、測定線１１か
ら液面１０の最大傾き以上の角度たけ傾けて入射される
。このレーザ光１３は液面１０で反射し、その反射光１
４はレンズ系■を介した後半透鏡１６により２光路に分
割され、互いに異なる光路長に位置する光位置検出器１
？、１８に導かれる。光位置検出器１７、１８は光スポ
ットの２次元的位置を検出するもので、例えば位置検出
ホトダイオートを用いることができる。光位置検出器１
７，１８において検出された互いに光路長の異なる点で
の位置情報は例えば電子計算機からなるデータ処理装置
１９に供給されて反射点での液面１０の高さが計算され
る。第３図はデータ処理装置１９における処理の流れを
示す図である。
ら液面１０の最大傾き以上の角度たけ傾けて入射される
。このレーザ光１３は液面１０で反射し、その反射光１
４はレンズ系■を介した後半透鏡１６により２光路に分
割され、互いに異なる光路長に位置する光位置検出器１
？、１８に導かれる。光位置検出器１７、１８は光スポ
ットの２次元的位置を検出するもので、例えば位置検出
ホトダイオートを用いることができる。光位置検出器１
７，１８において検出された互いに光路長の異なる点で
の位置情報は例えば電子計算機からなるデータ処理装置
１９に供給されて反射点での液面１０の高さが計算され
る。第３図はデータ処理装置１９における処理の流れを
示す図である。
互いに光路長の異なる点での位置情報は、レンズ系１５
、半透鏡１６、位置検出器１７，１８のそれぞれの配置
条件等から公知の光線追跡法による計算を実行すること
によつて、レーザ光の反射点での液面の高さ及び傾きを
知ることができる。さらに反射点での液面の高さ及び傾
きから直線近似を行なうことによつて測定線１１での液
面の高さが求められる。第４図に示すように、レーザ光
１３を斜めに照射したとき反射点は測定線１１からδだ
け隔たる。
、半透鏡１６、位置検出器１７，１８のそれぞれの配置
条件等から公知の光線追跡法による計算を実行すること
によつて、レーザ光の反射点での液面の高さ及び傾きを
知ることができる。さらに反射点での液面の高さ及び傾
きから直線近似を行なうことによつて測定線１１での液
面の高さが求められる。第４図に示すように、レーザ光
１３を斜めに照射したとき反射点は測定線１１からδだ
け隔たる。
これによつて生じる誤差はレーザ光の入射角が２０度以
内であれば直線近似による補正計算で△に縮小され実用
上充分小さくすることができる。上記のように本発明に
よれば光を用いることによつて、測定対象に擾乱を与え
ることなく無接触で液面の高さを測定することができる
。したがつて液面の形伏を唯一箇所のみでなく多点での
測定が容易に行なえる。また位置分解能は細いレーザ光
のビーム太さで与えられるため細かな波の測定ができる
。更に液面の高さ方向の分解能、応答速度は光位置検出
器の特性のみによつて決定されるため、シリコンホトダ
イオードを用いたものでは特に高性能が得られる。なお
、上記実施例ではレンズ系を用いているが、液面の変化
が少ない場合には必ずしも必要ではない。
内であれば直線近似による補正計算で△に縮小され実用
上充分小さくすることができる。上記のように本発明に
よれば光を用いることによつて、測定対象に擾乱を与え
ることなく無接触で液面の高さを測定することができる
。したがつて液面の形伏を唯一箇所のみでなく多点での
測定が容易に行なえる。また位置分解能は細いレーザ光
のビーム太さで与えられるため細かな波の測定ができる
。更に液面の高さ方向の分解能、応答速度は光位置検出
器の特性のみによつて決定されるため、シリコンホトダ
イオードを用いたものでは特に高性能が得られる。なお
、上記実施例ではレンズ系を用いているが、液面の変化
が少ない場合には必ずしも必要ではない。
本発明は上記実施例に限定されるものではない。
上述した直線近似誤差が大きい場合は、第５図に示すよ
うに測定線に関して対称な２点を偏光中心として２つの
レーザビームを液面上で交差するように入射し、夫々の
反射ビームを互いに偏向点に対応するところで位置検出
する。２つの反射点での液面の傾き、高さから二次曲線
近似によつて測定線上の高さを計算することによつて、
誤差を充分小さくすることができる。
うに測定線に関して対称な２点を偏光中心として２つの
レーザビームを液面上で交差するように入射し、夫々の
反射ビームを互いに偏向点に対応するところで位置検出
する。２つの反射点での液面の傾き、高さから二次曲線
近似によつて測定線上の高さを計算することによつて、
誤差を充分小さくすることができる。
また第２図においてレーザ光１３の入射角を４５度とし
、反射レーザ光１４の位置をレンズ系１５の焦点面上で
測定すれば、レンズのフーリエ変換作用により反射水面
の傾きが直接求まる。
、反射レーザ光１４の位置をレンズ系１５の焦点面上で
測定すれば、レンズのフーリエ変換作用により反射水面
の傾きが直接求まる。
更に反射点の結像面で反射レーザ光１４の位置を検出す
れば反射水面の高さが直接対応する。
れば反射水面の高さが直接対応する。
第１図は本発明の原理を説明する図、第２図は本発明の
一実施例を示す図、第３図は第２図に示す実施例におけ
るデータ処理装置の流れ図、第４図は第２図に示す実施
例におけるレーザ光の経路を示す図、第５図は本発明の
他の実施例を説明するための図である。 １２・・・・・・レーザ光、１５・・・・・・レンズ系
、１６・・・・・・半透鏡、１７，１８・・・・・・光
位置検出器、１９・・・・・・データ処理装置。
一実施例を示す図、第３図は第２図に示す実施例におけ
るデータ処理装置の流れ図、第４図は第２図に示す実施
例におけるレーザ光の経路を示す図、第５図は本発明の
他の実施例を説明するための図である。 １２・・・・・・レーザ光、１５・・・・・・レンズ系
、１６・・・・・・半透鏡、１７，１８・・・・・・光
位置検出器、１９・・・・・・データ処理装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ レーザ発振器と、このレーザ発振器により発生され
たレーザ光を液面に照射し、その反射光の光スポットの
２次元的位置を検出する２つの光位置検出器とを備え、
この光位置検出器は前記反射光の光路長が互いに異なる
位置に配置されたことを特徴とする液面形状測定装置。 ２ 前記レーザ発振器により発生されたレーザ光は前記
液面に対し傾斜して照射されることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の液面形状測定装置。 ３ 前記光位置検出器はレンズ系を介して前記反射光を
受光することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
液面形状測定装置。 ４ 前記光位置検出器の一方は前記レンズ系の焦点面に
配置され、他方が前記レンズ系の像面に配置されたこと
を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の液面形状測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51076447A JPS5932722B2 (ja) | 1976-06-30 | 1976-06-30 | 液面形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51076447A JPS5932722B2 (ja) | 1976-06-30 | 1976-06-30 | 液面形状測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS533365A JPS533365A (en) | 1978-01-13 |
| JPS5932722B2 true JPS5932722B2 (ja) | 1984-08-10 |
Family
ID=13605398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51076447A Expired JPS5932722B2 (ja) | 1976-06-30 | 1976-06-30 | 液面形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5932722B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5511506A (en) * | 1978-06-16 | 1980-01-26 | Wakunaga Yakuhin Kk | Preparation of cysteamine or cystamine |
| JPH0713707B2 (ja) * | 1985-04-26 | 1995-02-15 | オリンパス光学工業株式会社 | 走査型光学顕微鏡 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4959663A (ja) * | 1972-10-05 | 1974-06-10 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS478479Y1 (ja) * | 1968-03-07 | 1972-03-31 | ||
| JPS4811181U (ja) * | 1971-06-24 | 1973-02-07 | ||
| BE794953A (fr) * | 1972-02-04 | 1973-05-29 | Hairlok Ltd | Matieres textiles stratifiees |
-
1976
- 1976-06-30 JP JP51076447A patent/JPS5932722B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4959663A (ja) * | 1972-10-05 | 1974-06-10 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS533365A (en) | 1978-01-13 |
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