JPS59500012A - 容器内充填物質の定量検知監視装置 - 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】 貯蔵槽の貯蔵定量の確認もしくは制御のための装置本発明は貯蔵槽の貯蔵物定量 を確認するか、もしくは制御する為の装置に関するものである。７この装置は、 同一の共振周波数を持ち、反対回転する二つの回転振動子として形成され、同軸 上に配置され、一定間隔において相互に包含する振動子を備えた振動構造を持っ ており、その振動は貯蔵物が内側振動子を包含する夕１側振動子と接触する際減 衰させられる。捷だ、この装置は振動の振幅Ｑて依拠して指示過程であるか、も しくはスイッチ過程への開放を行う装置を有する。

この種の装置は自体公知である。これは振動エネルギーがノくルスの伝播により 振動装置から貯蔵物へと伝達されることで、振動を励起さｔた装置が被る減衰効 果を活用するものである。

ドイツ特許出願公告公報５８２７６０及びイギリス特許出願公告公報１０１３１ ８６で公知されている装置に於ては、共振周波数で曲げ振動を励起された振動棒 を、管理すべき貯蔵槽に挿入し、その振動を貯蔵物との接触で減衰させる。この 振動変化を利用して貯蔵量を指示させるものである。

しかしこの公知の貯蔵量測定装置は、単一の振動棒が固定された装置並びに貯蔵 槽の壁に著しい交番応力を及はす為に振動エネルギーが振動棒から貯蔵槽壁へ伝 達されてし捷う欠点がある。それ故振動励起システムの無負荷損失は振動が保持 されるよう十分な強度をもって設計されねばならない。これはをらに、振動装置 を比較的小ざい減衰能力の軽い散荷に沈めた場合十分に減衰きれないという結果 をもたらす。この為、厳密な管理は極めて困難である。

それ故、単一の振動棒の代りに並列きれた二本の振動棒を貯蔵槽に挿入する案件 が申請された。この振動棒は取付箇所で一本の横桁に一緒に固定され、反対方向 に振動することが可能である（ドイツ特許公告公報１７７３８１５　）。この音 叉形状の装置は単一の振動棒を持つ計測装置と比較して、極めて大きな構造とな るという欠点と並んで振動棒間に粉末状もしくは繊維状の貯蔵物が付着したり、 とりわけ粒状物が堆積しうる為貯蔵量が低位であるにも拘らず振動装置の減衰が 生じてし甘うという欠点を示している。

それ故、同一の共振周波数を有する回転振動子として形成され、反対方向に振動 して貯蔵量を測定する、二つの重なり合って配置された振動子を持つ振動装置を 備える案件が申請さねている。この際、同軸上にある振動子は一部は一定の間隔 で包含することが可能である。当該の設計で得られる利点は貯蔵槽への振動エネ ルギーの伝達なしに、貯蔵量レベルの極めて正確な管理がコストのかかる構造を 必要せずして可能となる点にある。

本発明の課題は、はぼ任意の、従って密度の大小に拘らぬ貯蔵物の測定への使用 が可能となり、その検知性能が振動装置の取付状態に殆んど依存しないという前 述の方法による装置を形成する点に存する。

本発明によるこの課題の解決は、外側振動子に対して戻すノ（ネの役割を果す振 動板の中心に、同軸上の二つの振動子に共通の支点を設け、内側振動子を棒状に 形成し、支点のある部分にもどりバネとして作用する小径部を設ける点にある。

本発明の構成は下記の請求の範囲で明らかとなる。二つの振動子は同一の大きな 質量と共通の重心を持つ。さらに、振動板と小径部によりその都度生じる弾力は 振動子により支点の周囲に励起された回転モメントがその都度相殺するように同 調される。

本発明の構成にあっては外側撮動子は、内側振動子を包含する範囲では管状に形 成される。しかし、この振動子の固定されていない末端は、より高度の測定精度 を得る為に、その外側では主に種型をなしている。外側振動子に対する振動板及 び内側振動子の少なくとも小径部の上にある部分は貯蔵槽ケーシングに固定され る。

振動装置の起動及び振動の検出には主に振動板上に直径方向に向きあって固定き れた圧電素子型の電気工学式変換器により行われる。

本発明の理論により得られる利点はなかんずく、内側振動子により励起はれる反 対回転モメントが貯蔵槽壁に自動的に適応すること及び前述した装置の取付関係 に依存しないことが検知性能の向上として現れるという点にある。本発明による 装置が単純かつ頑丈な構造により卓越している点も言及の価値があると言える。

二つの振動子を備えた貯蔵量測定装置に於ける技術水準により、振動エネルギー の貯蔵槽壁への伝達の回避もしくは低減を試みる場合、本発明は以下の考察から 出発する。ここに各々異る物理的前提を持つ二つの限界条件が存する。本発明に よる装置の実用はこの二つの両極限の間で行われる。一方の極限の場合、振動装 置は無限の質量と剛性を持つと仮定された貯蔵壁は螺子止めされる。

この場合、貯蔵物により減衰される外側振動子の得られる忠実度は貯蔵槽壁の性 質には侵害キｆ′Ｌない。言葉を変えれば、反対モメントをもたらすべき内側振 動子は弾性部品として作用する振動板が完全に固定されるが故に不必要となる。

他方の限界条件の場合、振動装置は無限に弾性を持ち、固定されずに空間に掛け られていると考えると、振動装置の貯蔵槽壁への取付部が静止状態を維持するた めには内側撮動子は外側振動子の回転モメントに対して、同じ大きざの、しかし 反作用する回転モメントを作り出さねばならない。この場合でも同様に高い忠実 度の条件が与えられる。

実用に当っては、装置の一部が貯蔵槽壁に支えを持ち、一部は内側振動子の反対 モメントにより支持されるという本発明による装置の取付条件が生じる。特許の 範囲を引出すべき本発明による装置の特徴により常時同一で良好な検知性能を維 持することで直面する実用条件にそのｓ度、自動的に適合することが可能となる 。

本発明の細目及び利点と特徴は以下の図の説明により明らかとなる。

図１．　本発明による装置の第一の構造見本図２．第二の構造見本 を示す。

図１．は貯蔵槽の貯蔵定量を確認するか、もしくは制御するための、本発明によ る装置の第一の構造見本の断面図を示している。

この構造見本は、同軸上に配置され、少くとも一部は一定間隔をおいで包含きれ る振動子１０及び１２からなる。この場合構造見本に於ては外側振動子１０は内 側振動子の部分では管状をなし、内側振動子１２は棒状をなしている。内側振動 子１２を包含しない、振動子１０の固定されていない末端は主として一図示され てはいないが一権型を得る為に平らに押しつぶしである。これにより定茄管理を するうえでより高い感度が得られる。

外側振動子１０の上部の固定されていない末端は戻りバネとして作用する振動板 １４に連絡きれており、この振動板は螺子留め部１６により貯蔵槽壁に固定され ている。振動板１４が振動子１０に対し２てもどりバネとしての機能を持つとす れば、小径部１７は内側振動子１２の上部で同じ作用をする。この場合図１で明 らかなＬ５に小径部１７は振動板１４の高感に設けられている。振動子１２の上 部は小径部１７の上で螺子留め部１６に固定される。

棒状振動子１２と管状振動子１０は共通の支点２０を備えるように形成される。

この支点は従って振動子１０及び１２の重合する主軸トに設けられる。これに加 えて振動子１０及び１２は同一の入きな質ａと共通の重心２２を有する。振動板 １４と小径部１７の弾力を順次同調させて外側振動子１０及び内側振動子１２、 従って棒と管により支点１０の周囲に励起された回転モメン）Ｍｌ及びＭ２をそ の都度相殺はせる。

これらの諸前提により、二つの振動子１０及び１２が同一の共振周波数で振動す ることが保証される。起動システムとしては振動装置の共振周波数で脈動する直 流電圧により励起される圧電素子２４の形式で電気工学式変換器が活用される。

圧電素子２４は振動板１４の一方の側に備えられる。圧電素子の直径方向へのパ ルス伸長作用により振動板の対応する側に同様の伸長をもたらし、管もしくは外 側振動子１０に振動が引起きれる。振動エネルギーが螺子留め部１６を経て運び 出され、その結果棒状の内側振動子１２へと伝達される。この内側振動子１２は 結果として外側振動子とは反対方向に振動することになる。これが妥当するのは 、螺子留め部１６、なかんずく貯蔵槽壁が無限の剛性と質量とを持たないと児な された場合である。これに対して無限大の質量の場合には内側振動子１２は静止 したま１となろう。

検知は同様に圧電素子２３の形式にある電子工学式変換器を経て行われる。この 圧電素子２３は振動板１４の上に圧電素子２４の反対側に設けられる。振動によ り引起きれた振動板１４の伸長及びそこに固定された圧電素子２６の伸長はその 中にパルス直流電圧を生じる。このパルス電圧は外側振動子１０の貯蔵物との接 触により、システムが減衰することにより消滅する。その際、図示されていない 装置により指示過程かもしくはスイッチ過程の開放が行われる。圧電素子２６な いし２４と増幅器ないしはそれに接続をれる伸長量分析器及び指示過程もしくは スイッチ過程へのリレーとの接続は螺子留め部の穴２６及び２８を通じて導かれ る。

図１の構造見本によれば、振動板１４は振動子の軸に対して直角に走る底面６０ により形成され、さらに直１径の異なるシリンダ一部分が相反する方向に突出し ており、その一つ６２は管状の外側振動子１０と結合し、同列となってこれに移 行する。これに対してもう一方の部分３４は主にシリンダー状の突出部の形で螺 子留め部１６と結合している。

図２による構造見本は振動板３６と螺子留め部３８の形成の点で図１による構造 見本と区別される。それ以外の他の構成要素は同様に形成きれており、その為図 １と全く同じ引用記号が使用されてる。それ故、より立入った説明は必要ではな い。

図２による振動板３６は図１と同様、螺子留め部３８に直接固定された、振動子 軸に直角に走る底面４０を有する。振動板３６と外側振動子１０との連結は図１ の場合と同様管状振動子１０に同列となってこれに移行する、底面４０から突出 したシリンダー状部分４２を経て行なわれる。圧電素子２６及び２４と図示され でいないが指示及び分析装置との電気配線の実施は図による通り、棒状に形成は ねた内側振動子１２の上にある小径部１７の上の部分の内側を通して行われる。

主に図２．の構造見本に於でも外側振動子１０の固定ざれていない末端もまた、 図示されてはいないが櫂型に形成されている。

Ｆ　Ｉ　Ｇ、２ 補正書翻訳文提出書（’！Ｆｉｅｆ杯ト叶り４１１１）昭和５８年／月２７日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、　事件の表示 ｐｃＴ／ＤＥＢ１１００１５８ ２、発明の名称 レベルゲージ ６、特許出願人 住　所　ドイツ連邦共和国Ｄ−７６２２シルタッハ。

アム・ホーエンジュタイン１３．ポストファソハ１０名　称　ベガ・グリースハ ーバ−・ゲゼルシャフト・ミド・ヘシュレンクテル・ハフソング・ラントカンパ ニー４、代理人 住　所　東京都千代田区九段北１−９−５朝日九段マンション６０２号 １９８２年９月６日 ６、添付書類の目録 （１）補上書翻訳文　１通 特許請求の範囲 １、　貯蔵槽の定量確認の為の装置であって、α）同一の共振周波数を有し、相 反する回転方向に振動し、相互に間隔をおいて同軸に装置された二つの振動子を 有し、少くともそのうちの一方が、復元バネとして作用する損ｂ　板の中央に装 置されている振動子を備えていること、 ｂ）その振動が、内側雀動子を包含する外信振動子と貯賦物とが接触する際にｅ Ｌ哀すること、及び、Ｃ）その振動の振１隔に依存して指示過程かもしくはスイ ッチ過程へ開放する装置を有する 装置にあって、下記の早埴 ｄ）振動子（１０，１２）が共通の支点（２０）を有していること、 リ　支点（２０）が、外側振動子に対して僅元ノく坏の役目をする振動＊（１４ ）の中心に位置すること、及び、 ｆ）内側撮動子（１２）が仲秋に形成され、支点（２０）のＢｔ分で復元バネと して作用する径部を備えていること、 を含んでなることを特徴とする、貯絨槽の定量確認の為の装置。

２、振動子（１０，１２）が同一の大きな質賞と共通の半径上を運動する共通の 重心（２２）を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。

６、振動板（１４）と小径部（１７）とによシその都度中じる弾力と、振動子に よシ支点（２０）の周囲に励起される回転モメントを、その都度相殺することを 特徴とする特許請求の範囲第１項と第２項に記載の装置。

４　振動板（１４）の上に直径方向にあい対して固定された、圧電素子（２３， ２４）の形式にある電気工学的変換機によシ振動装置の起動並びに振幅の検出を 行なうことを特徴とする、少くとも特許請求の範囲第１項に記載の装置。

５、外側振動子（１０）が少くとも内側撮動子（１２）の部分で管状に形成され 、その固定されていない末端の外側が痘型を成していることを特徴とする、少く とも特許請求の範囲第１項に記載の装置。

６、振動板（１４）及び、少くとも内側撮動子（１２）の小径部（１７）の上部 にある部分（１８）が主に螺子留め部（１６，３８）を経て、貯蔵槽に固定され ていることを特徴とする、少くとも特許請求の範囲第１項と第６項に記載の装置 。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．貯蔵槽の定量確認の為の装置であって、α）同一の共振周波数を持ち相反す る回転方向に振動り１、一定間隔をおいて配置された二つの振動子を有する振動 装置を備え、 ｂ）その振動が貯蔵物と、内側振動子を包含する外側振動子と接触する際減衰さ れ、 Ｃ）指示過程かもしくはスイッチ過程へ開放する装置が振動の振幅に依存する装 置にあって 下記の事項； ｄ）振動子（１０，１２）が共通の支点（２０）を有し、同軸上に配置されてい ること； ｅ）支点（２０）が外側振動子に対してもどりバネの役割を果す振動板（１４） の中心に位置すること、及び；ｆ）内側振動子（１２）が棒状に形成され、支点 （２０）の部分で戻りバネとして作用する小径部を有するとと；を含んでなるこ とを特徴とする、貯蔵槽の定量確認の為の装置。 ２、振動子（１０，１２）が、同一の大きな質量及び共通の半径上を運動する共 通の重心（２２）を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装置 。 ６、振動板（１４）と小径部（１７）とにより生じる弾力と、振動子により支点 （２０）の周囲に励起される回転モメントをその都度相殺することを特徴とする 特許請求の範囲第１項と第２項に記載の装置。 ４、振動板（１４）の上に直径方向に相対して固定さｔた圧電素子（２３，２４ ）形式の電気工学式変換器により、振動装置の起動並びに振幅の検出を行なうこ とを特徴とする、少くとも特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ５、外側振動子（１０）が少くともａ制振動子（１２）の部分で管状に形成され 、その固定きれていない末端の外側が権型を成していることを特徴とする、少く とも特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ６、振動板（１４）及び内側振動子（１２）の小径部（１７）の上にある部分（ １８）が主に螺子留め部（１６，３８）を経て貯蔵槽に固定されていることを特 徴とする、少くとも特許請求の範囲第１項と第２項に記載の装置。