JPS61161479A - 液面高さ計測装置 - Google Patents
液面高さ計測装置Info
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- JPS61161479A JPS61161479A JP188185A JP188185A JPS61161479A JP S61161479 A JPS61161479 A JP S61161479A JP 188185 A JP188185 A JP 188185A JP 188185 A JP188185 A JP 188185A JP S61161479 A JPS61161479 A JP S61161479A
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- light
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- objective optical
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- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 79
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 abstract description 22
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 abstract description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
- G01F23/284—Electromagnetic waves
- G01F23/292—Light, e.g. infrared or ultraviolet
- G01F23/2921—Light, e.g. infrared or ultraviolet for discrete levels
- G01F23/2928—Light, e.g. infrared or ultraviolet for discrete levels using light reflected on the material surface
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
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- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
遣1」Jlυ【1駄
本発明は、予め定められた変調信号で変調される測距光
・を用いて被検液面の高さを計測する液面高さ計測装置
に関するものである。
・を用いて被検液面の高さを計測する液面高さ計測装置
に関するものである。
丈米立1監
従来、この種の液面高さ測定装置は1例えば。
第4図に示すような原油タンクl内の被検液面S(以下
単に液面Sと略称する)の高さを測定するのに用いられ
ている・。
単に液面Sと略称する)の高さを測定するのに用いられ
ている・。
この第4図において、液面高さ計測装置は、予め定めら
れた変調信号で変調される測距光を発生する光波測距部
2と、′測距光出入射用の対物光学手段3と、光波測距
部2からの測距光を対物光学手段3に伝送させる光ファ
イバー4を備えている。
れた変調信号で変調される測距光を発生する光波測距部
2と、′測距光出入射用の対物光学手段3と、光波測距
部2からの測距光を対物光学手段3に伝送させる光ファ
イバー4を備えている。
そして、対物光学手段3は、原油タンク1の土壁1a内
にブラケット5を介して取り付けられている。
にブラケット5を介して取り付けられている。
このような液面高さ計測装置においては、所定波長の?
tI!l距光を光波測距部2で発生させると、この測距
光は、光ファイバー4を介して対物光学手段3まで伝送
されて此れから液面Sに向けて照射される。この照射さ
れた測距光が液面Sで反射して反射光となり、この反射
光が対物光学手段3および光ファイバー4を介して光波
測距部2に戻される。この光波測距部2は、測距光の変
調信号に対する前記反射光の時間遅れを演算して、液面
Sの高さHを表示する。
tI!l距光を光波測距部2で発生させると、この測距
光は、光ファイバー4を介して対物光学手段3まで伝送
されて此れから液面Sに向けて照射される。この照射さ
れた測距光が液面Sで反射して反射光となり、この反射
光が対物光学手段3および光ファイバー4を介して光波
測距部2に戻される。この光波測距部2は、測距光の変
調信号に対する前記反射光の時間遅れを演算して、液面
Sの高さHを表示する。
日が しようとする4 声
ところで、上述した対物光学手段3は、此れの対物レン
ズ(図示せず)の光軸が液面Sに対して垂直になるよう
に原油タンク1の上壁1aに取り付けられるが、この取
付けは、原油タンク1内に原油が入っていない状態で行
なわれる。この様な原油タンク1は内部に原油6が貯蔵
されると変形し。
ズ(図示せず)の光軸が液面Sに対して垂直になるよう
に原油タンク1の上壁1aに取り付けられるが、この取
付けは、原油タンク1内に原油が入っていない状態で行
なわれる。この様な原油タンク1は内部に原油6が貯蔵
されると変形し。
その変形量は原油6の貯蔵量によって変化する。
そして、この変形量は原油タンクlの大きさによっても
異なる。すなわち、原油タンク1が小さい場合には、原
油6の貯蔵による原油タンク1の変形量が小さいので、
この変形により対物光学手段3が傾くようなことはない
。
異なる。すなわち、原油タンク1が小さい場合には、原
油6の貯蔵による原油タンク1の変形量が小さいので、
この変形により対物光学手段3が傾くようなことはない
。
し′hSシ、原油タンクlが大型化すると、原油タンク
lの側壁tbが内部に貯蔵される原油6によって第5図
に示す如く側方に大きく湾曲変形させられ、上壁1aが
偏平化する方向に比較的大きく変形させられる。したが
って、この場合には、対物光学手段3が第5図に示す如
く大きく傾くこととなる。この結果、測距光を対物光学
手段3から液面Sに向けて照射しても、液面Sからの反
射光は対物光学手段3側に向かわないため、この反射光
を対物光学手段3の対物レンズで受光して、上述した液
面Sの高さHを計測することは不可能となり問題となっ
ている。
lの側壁tbが内部に貯蔵される原油6によって第5図
に示す如く側方に大きく湾曲変形させられ、上壁1aが
偏平化する方向に比較的大きく変形させられる。したが
って、この場合には、対物光学手段3が第5図に示す如
く大きく傾くこととなる。この結果、測距光を対物光学
手段3から液面Sに向けて照射しても、液面Sからの反
射光は対物光学手段3側に向かわないため、この反射光
を対物光学手段3の対物レンズで受光して、上述した液
面Sの高さHを計測することは不可能となり問題となっ
ている。
また、対物光学手段3と光伝送手段である光ファイバー
4を接続し、これらを原油タンク1内に支持させる場合
、光ファイバー4の配設状態や外部撮動等によっては、
対物光学手段3の重心が光フアイバ−4自体の重さによ
りずれることが考えられる。そして、この重心のずれが
生じると、対物光学手段3の指向方向が液面Sに対して
垂直な(正常な)方向とならず、液面Sの高さHの計測
が不可能となる虞れもある。
4を接続し、これらを原油タンク1内に支持させる場合
、光ファイバー4の配設状態や外部撮動等によっては、
対物光学手段3の重心が光フアイバ−4自体の重さによ
りずれることが考えられる。そして、この重心のずれが
生じると、対物光学手段3の指向方向が液面Sに対して
垂直な(正常な)方向とならず、液面Sの高さHの計測
が不可能となる虞れもある。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するため1本発明の構成は、光波測距
部からの測距光を、対物光学手段から被検液面に照射し
、該被検液面からの反射光を再び前記対物光学手段で受
けると共に、前記光波測距部で前記測距光と前記反射光
の時間遅れから前記被検液面の高さを計測する液面高さ
計測装置において、前記対物光学手段を、前記測距光を
その焦点に結像させるリレーレンズを内蔵する対物光学
ユニットと、前記焦点からの光を前記被検液面に向けて
照射する対物レンズを内蔵する補助光学ユニットとの2
部材から構成すると共に、前記補助光学ユニットは、前
記焦点を中心として前記対物光学ユニットに対して回動
可能となる如く該対物光学ユニットに懸垂支持機構にて
連結されていることを特徴としている。
部からの測距光を、対物光学手段から被検液面に照射し
、該被検液面からの反射光を再び前記対物光学手段で受
けると共に、前記光波測距部で前記測距光と前記反射光
の時間遅れから前記被検液面の高さを計測する液面高さ
計測装置において、前記対物光学手段を、前記測距光を
その焦点に結像させるリレーレンズを内蔵する対物光学
ユニットと、前記焦点からの光を前記被検液面に向けて
照射する対物レンズを内蔵する補助光学ユニットとの2
部材から構成すると共に、前記補助光学ユニットは、前
記焦点を中心として前記対物光学ユニットに対して回動
可能となる如く該対物光学ユニットに懸垂支持機構にて
連結されていることを特徴としている。
走−里
上記構成とすることにより1例えば、原油タンクの土壁
が変形したとしても、該原油タンクの土壁に一体的に取
り付けられた対物光学手段は、対物光学ユニットと補助
光学ユニットとから構成され、しかも、補助光学ユニッ
トは対物光学ユニットに懸垂支持機構にて連結されてい
るので、17に油タンクの土壁の変形に伴い、対物光学
ユニットが回動しても、補助光学ユニットは回動せず正
常な姿勢を保つこととなり、補助光学ユニットを経て液
面に照射した光は、該液面に対して垂直に反射して対物
光学手段に向かうので該液面の高さは正確にして確実に
計測されることとなる。
が変形したとしても、該原油タンクの土壁に一体的に取
り付けられた対物光学手段は、対物光学ユニットと補助
光学ユニットとから構成され、しかも、補助光学ユニッ
トは対物光学ユニットに懸垂支持機構にて連結されてい
るので、17に油タンクの土壁の変形に伴い、対物光学
ユニットが回動しても、補助光学ユニットは回動せず正
常な姿勢を保つこととなり、補助光学ユニットを経て液
面に照射した光は、該液面に対して垂直に反射して対物
光学手段に向かうので該液面の高さは正確にして確実に
計測されることとなる。
寒庭涯
以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明する。
第1図ないし第3図において、対物光学手段21は、対
物光学ユニット22と補助光学ユニット23とから成っ
ている。対物光学ユニット22は、プリズム40、対物
レンズ24を内蔵する上ケース25と、リレーレンズ2
6を内蔵する下ケース27と、上ケース25と下ケース
27とを一体的に連結する連結環28等から構成されて
いる。補助光学ユニット23は、対物レンズ29と、該
対物レンズ29を内蔵保持するケ−ス30とから構成さ
れている。そして、補助光学ユニット23は、It11
垂支持機構の一種である後述するジンバル機構31にて
対物光学ユニット22に一体的に連結されており、リレ
ーレンズ2Gの焦点32は。
物光学ユニット22と補助光学ユニット23とから成っ
ている。対物光学ユニット22は、プリズム40、対物
レンズ24を内蔵する上ケース25と、リレーレンズ2
6を内蔵する下ケース27と、上ケース25と下ケース
27とを一体的に連結する連結環28等から構成されて
いる。補助光学ユニット23は、対物レンズ29と、該
対物レンズ29を内蔵保持するケ−ス30とから構成さ
れている。そして、補助光学ユニット23は、It11
垂支持機構の一種である後述するジンバル機構31にて
対物光学ユニット22に一体的に連結されており、リレ
ーレンズ2Gの焦点32は。
対物レンズ29の焦点と一致している。このため、対物
光学ユニット22と補助光学ユニット23とが共に液面
S(図示せず)に対して垂直な方向に向くときは、第1
図に示す如く、焦点32からの光を受ける対物レンズ2
9はその光を液面Sに垂直に出射させ、かつ、液面Sか
らの垂直な反射光を入射する如く配設されている。
光学ユニット22と補助光学ユニット23とが共に液面
S(図示せず)に対して垂直な方向に向くときは、第1
図に示す如く、焦点32からの光を受ける対物レンズ2
9はその光を液面Sに垂直に出射させ、かつ、液面Sか
らの垂直な反射光を入射する如く配設されている。
対物光学ユニット22の下端部近傍には、第2図に示す
如く、左右方向に2個の円錐状の突起33が焦点32の
同一水平面内に形成されており、該突起33は、中間リ
ング34に形成された2個の円錐状の凹部35に夫々係
合している。また、中間リング34の前後方向には2個
の円錐状の突起36が焦点32と同一水平面内に形成さ
れており、該突起36は、補助光学ユニット23の上端
部近傍に形成された2個の円錐状の凹部37に夫々係合
している。これらの突起33,36、凹部35.3フ、
中間リング34等でジンバル機構31が構成されている
。すなわち、左右方向に対物光学ユニット22が回動し
たときは、突起36と凹部37との係合部を支点として
対物光学ユニット22と中間リング34とが回動し、補
助光学ユニット23は回動せず正常の姿勢を保つことと
なる。また1前後方向に対物光学ユニット22が回動し
たときは、突起33と凹部35との係合部を支点として
対物光学ユニット22が回動するのみで、補助光学ユニ
ット23は、中間リング34と共に回動せず、やはり、
正常の姿勢を保つこととなる。したがって、対物光学ユ
ニット22が焦点32を中心としてどのような方向に回
動しても補助光学ユニット23は回動せず、常に正常な
姿勢を保つこととなる。
如く、左右方向に2個の円錐状の突起33が焦点32の
同一水平面内に形成されており、該突起33は、中間リ
ング34に形成された2個の円錐状の凹部35に夫々係
合している。また、中間リング34の前後方向には2個
の円錐状の突起36が焦点32と同一水平面内に形成さ
れており、該突起36は、補助光学ユニット23の上端
部近傍に形成された2個の円錐状の凹部37に夫々係合
している。これらの突起33,36、凹部35.3フ、
中間リング34等でジンバル機構31が構成されている
。すなわち、左右方向に対物光学ユニット22が回動し
たときは、突起36と凹部37との係合部を支点として
対物光学ユニット22と中間リング34とが回動し、補
助光学ユニット23は回動せず正常の姿勢を保つことと
なる。また1前後方向に対物光学ユニット22が回動し
たときは、突起33と凹部35との係合部を支点として
対物光学ユニット22が回動するのみで、補助光学ユニ
ット23は、中間リング34と共に回動せず、やはり、
正常の姿勢を保つこととなる。したがって、対物光学ユ
ニット22が焦点32を中心としてどのような方向に回
動しても補助光学ユニット23は回動せず、常に正常な
姿勢を保つこととなる。
なお、図において、38は光ファイバーであり。
測距光を発光させる発光ダイオード、反射光を受光する
受光ダイオード、前記発光ダイオードに変調信号を出力
し、且つ、前記受光ダイオードからの出力信号を入力す
る演算処理制御回路等を内蔵する光波測距部(図示せず
)からの測距光を対物光学手段21内に伝送し、39は
、反射光を対物光学手段21から光波測距部へ伝送する
ための光ファイバーである。
受光ダイオード、前記発光ダイオードに変調信号を出力
し、且つ、前記受光ダイオードからの出力信号を入力す
る演算処理制御回路等を内蔵する光波測距部(図示せず
)からの測距光を対物光学手段21内に伝送し、39は
、反射光を対物光学手段21から光波測距部へ伝送する
ための光ファイバーである。
以上が本実施例の構成であるが1次に作用を説明する。
光波測距部から発光させられた測距光は、光ファイバー
38を経て対物光学ユニット22内に入り、プリズム4
0にて反射され、対物レンズ24、リレーレンズ26を
経て焦点32にて結像する。焦点32を経た測距光は、
補助光学ユニット23内の対物レンズ29を経て液面(
図示せず)に垂直に照射する。液面からの反射光は該液
面から垂直に反射して対物レンズ29を経て焦点32を
通り、リレーレンズ26゜対物レンズ24を通過してプ
リズム40にて反射し。
38を経て対物光学ユニット22内に入り、プリズム4
0にて反射され、対物レンズ24、リレーレンズ26を
経て焦点32にて結像する。焦点32を経た測距光は、
補助光学ユニット23内の対物レンズ29を経て液面(
図示せず)に垂直に照射する。液面からの反射光は該液
面から垂直に反射して対物レンズ29を経て焦点32を
通り、リレーレンズ26゜対物レンズ24を通過してプ
リズム40にて反射し。
光フアイバー39内を通って光波測距部へ戻る。此り(
図示せず)等の土壁が変形して第3図に示す如く、対物
光学ユニット22が角度θだけ回動した場合、該回動は
焦点32を中心として行なわれ、かつ、補助光学ユニッ
ト23′は、ジンバル機構31の作用により不動である
ので、対物光学ユニット22内に入った測距光は、該対
物光学ユニット22の回動前の状態時と同様に、対物レ
ンズ24.リレーレンズ26、焦点32を通り、対物レ
ンズ29を経てtt=at壽キ液面を垂直に照射する。
図示せず)等の土壁が変形して第3図に示す如く、対物
光学ユニット22が角度θだけ回動した場合、該回動は
焦点32を中心として行なわれ、かつ、補助光学ユニッ
ト23′は、ジンバル機構31の作用により不動である
ので、対物光学ユニット22内に入った測距光は、該対
物光学ユニット22の回動前の状態時と同様に、対物レ
ンズ24.リレーレンズ26、焦点32を通り、対物レ
ンズ29を経てtt=at壽キ液面を垂直に照射する。
そして、液面からの反射光は、該液面から垂直に反射し
て対物レンズ29を経て焦点32を通ることとなり、対
物光学ユニット22の回動にもかかわらず、該対物光学
ユニット22の回動前の状態時と同様に、光ファイバー
39を通って光波測距部へ戻る。すなわち、対物光学ユ
ニット22が取り付けられる原油タンク等の上壁が変形
して該対物光学ユニット22が回動しても平常時と同様
に液面高さが測定できる。補助光学ユニットの懸垂支持
機構は上述のジンバル機構以外に3本の線材で吊り下げ
る構成としてもよい。
て対物レンズ29を経て焦点32を通ることとなり、対
物光学ユニット22の回動にもかかわらず、該対物光学
ユニット22の回動前の状態時と同様に、光ファイバー
39を通って光波測距部へ戻る。すなわち、対物光学ユ
ニット22が取り付けられる原油タンク等の上壁が変形
して該対物光学ユニット22が回動しても平常時と同様
に液面高さが測定できる。補助光学ユニットの懸垂支持
機構は上述のジンバル機構以外に3本の線材で吊り下げ
る構成としてもよい。
見匪立羞米
以上述べた如く、本発明によれば、対物光学手段を支持
する原油タンクの内部上壁等が変形しても、被検液面の
高さを正確にして確実に計測することが可能となるとい
う効果が得られる。
する原油タンクの内部上壁等が変形しても、被検液面の
高さを正確にして確実に計測することが可能となるとい
う効果が得られる。
第1図ないし第3図は1本発明の一実施例を示すもので
、第1図は要部の断面正面図、第2図は第1図の■−■
線に沿う断面図、第3図は作用を説明するための要部の
断面正面図、第4図および第5図は―来例を示すもので
、第4図は平常時の説明図、第5図は異常時の説明図で
ある。−2・・・光波測距部、 3・・・対物光学手段
。 21・・・対物光、学手段、22・・・対物光学ユニッ
ト。 23・・・補助光学ユニット、26・・・リレーレンズ
、29・・・対物レンズ、 31・・・ジンバル機構、
32・・・焦点、 33.36・・・突起。 34・・・中間リング、 35,37・・・凹部I!I
wの浄ff(内容に変J!暮し)−−率′1図 n 第2図 第4図 第5図 手続補正書(方式) 昭和60年5月9日
、第1図は要部の断面正面図、第2図は第1図の■−■
線に沿う断面図、第3図は作用を説明するための要部の
断面正面図、第4図および第5図は―来例を示すもので
、第4図は平常時の説明図、第5図は異常時の説明図で
ある。−2・・・光波測距部、 3・・・対物光学手段
。 21・・・対物光、学手段、22・・・対物光学ユニッ
ト。 23・・・補助光学ユニット、26・・・リレーレンズ
、29・・・対物レンズ、 31・・・ジンバル機構、
32・・・焦点、 33.36・・・突起。 34・・・中間リング、 35,37・・・凹部I!I
wの浄ff(内容に変J!暮し)−−率′1図 n 第2図 第4図 第5図 手続補正書(方式) 昭和60年5月9日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 光波測距部からの測距光を、対物光学手段から被検液面
に照射し、該被検液面からの反射光を再び前記対物光学
手段で受けると共に、前記光波測距部で前記測距光と前
記反射光の時間遅れから前記被検液面の高さを計測する
液面高さ計測装置において、 前記対物光学手段を、前記測距光をその焦点に結像させ
るリレーレンズを内蔵する対物光学ユニットと、前記焦
点からの光を前記被検液面に向けて照射する対物レンズ
を内蔵する補助光学ユニットとの2部材から構成すると
共に、前記補助光学ユニットは、前記焦点を中心として
前記対物光学ユニットに対して回動可能となる如く該対
物光学ユニットに懸垂支持機構にて連結されていること
を特徴とする液面高さ計測装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP188185A JPH0616088B2 (ja) | 1985-01-09 | 1985-01-09 | 液面高さ計測装置 |
US06/816,581 US4692023A (en) | 1983-07-30 | 1986-01-06 | Optical adapter for a light-wave rangefinder |
DE8686400030T DE3662729D1 (en) | 1985-01-09 | 1986-01-08 | Liquid level height-measuring apparatus |
EP19860400030 EP0191658B1 (en) | 1985-01-09 | 1986-01-08 | Liquid level height-measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP188185A JPH0616088B2 (ja) | 1985-01-09 | 1985-01-09 | 液面高さ計測装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61161479A true JPS61161479A (ja) | 1986-07-22 |
JPH0616088B2 JPH0616088B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=11513904
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP188185A Expired - Lifetime JPH0616088B2 (ja) | 1983-07-30 | 1985-01-09 | 液面高さ計測装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0191658B1 (ja) |
JP (1) | JPH0616088B2 (ja) |
DE (1) | DE3662729D1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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