JP2000337946A - Liquid level measurement method and device - Google Patents
Liquid level measurement method and deviceInfo
- Publication number
- JP2000337946A JP2000337946A JP11146145A JP14614599A JP2000337946A JP 2000337946 A JP2000337946 A JP 2000337946A JP 11146145 A JP11146145 A JP 11146145A JP 14614599 A JP14614599 A JP 14614599A JP 2000337946 A JP2000337946 A JP 2000337946A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid level
- ultrasonic wave
- liquid
- frequency
- wave
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 対象物にビームを当てるとともに該対象物か
らの反射ビームを受信し、送波が行われた時点から上記
反射ビームが受波された時点までの時間に基づいて、上
記対象物の液面の位置を測定する液面測定装置におい
て、精度良く液面検知を行う。
【解決手段】 判別部41により、所定周波数Foと異
なる周波数の超音波が受信されたか否かを判別し、演算
部44により、該判別部41からの判別結果に基づいて
上記液面の高さを算出する。
(57) [Problem] To irradiate a beam on an object and receive a reflected beam from the object, and based on a time from a point in time when transmission is performed to a point in time when the reflected beam is received. In the liquid level measuring device for measuring the position of the liquid level of the object, the liquid level is detected with high accuracy. SOLUTION: A determination unit 41 determines whether an ultrasonic wave having a frequency different from the predetermined frequency Fo has been received, and a calculation unit 44 determines the height of the liquid level based on the determination result from the determination unit 41. Is calculated.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、所定周波数の電気
信号に基づき対象物に対して超音波を送信する超音波送
信と、対象物から送られてくる超音波を受信して電気信
号を出力する超音波受信とを行って圧力容器内の液面の
高さを測定する液面測定方法及びその装置に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic transmission for transmitting an ultrasonic wave to an object based on an electric signal of a predetermined frequency, and receiving an ultrasonic wave transmitted from the object to output an electric signal. The present invention relates to a liquid level measuring method and apparatus for measuring the liquid level in a pressure vessel by performing ultrasonic reception.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、上記液面測定装置として、大
気に露出した振動板等の超音波振動体を振動させること
により大気中に超音波を送信して対象物に当てる超音波
送信器、該対象物から送られてくる超音波を受信する超
音波受信器、並びに該送信器及び該受信器の機能を兼ね
備えた超音波送受信器等を用いて、密閉容器内の対象物
の液面検知を行う液面測定装置が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as the above-mentioned liquid level measuring device, an ultrasonic transmitter for transmitting ultrasonic waves into the atmosphere by vibrating an ultrasonic vibrating body such as a diaphragm exposed to the atmosphere and applying the ultrasonic waves to an object, Liquid level detection of an object in a closed container using an ultrasonic receiver that receives ultrasonic waves sent from the object, and an ultrasonic transceiver that also has the function of the transmitter and the receiver. Is known.
【0003】このような液面測定装置において、液面検
知は通常以下のように行われる。すなわち、上記対象物
に超音波を当てるとともに該対象物からの反射波を受信
し、送信器から送波される超音波と同じ周波数の超音波
が所定レベル以上受信された時点を上記反射波が受信さ
れた時点として、上記送信器からの送波が行われた時点
から上記反射波が受信された時点までの時間(以下、反
射時間という)に基づいて、該対象物の液面の位置を測
定する。In such a liquid level measuring device, liquid level detection is usually performed as follows. That is, the ultrasonic wave is applied to the object and the reflected wave from the object is received, and the ultrasonic wave transmitted from the transmitter has the same frequency as the ultrasonic wave at a predetermined level or more. As the time of reception, the position of the liquid surface of the object is determined based on the time from when the wave is transmitted from the transmitter to when the reflected wave is received (hereinafter referred to as reflection time). Measure.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、送信器から
送波される超音波の中には、密閉容器内に収容されてい
る対象物に当たって反射されるもの(以下、反射波とい
う)のみならず、密閉容器内壁で反響したり、密閉容器
を構成する壁部中を伝わったりして残響となるもの(以
下、残響波という)もある。そして、この残響も上記受
信器に受信されることとなる。さらに、上記送信器から
送波されてそのまま上記受信器に受信されるもの(以
下、直接波という)もある。これらの超音波のうち、ま
ず直接波が受信器に到達し、次に残響波が到達する。と
ころが、該残響波のレベルが上記所定レベル未満に低下
しないうちに反射波が受信器に到達すると、該反射波が
残響波に埋もれてしまうため、該反射波が受信器に到達
したタイミングが判別できない。このため、上記受信器
に受信された超音波のうち、上記反射波がどのタイミン
グで受信器に受信したのかを正確に判定することが困難
であった。この結果、上記反射時間を正確に算出して、
精度良く液面検知を行うことが困難であるという問題点
があった。However, among the ultrasonic waves transmitted from the transmitter, not only those reflected on an object accommodated in a closed container (hereinafter referred to as "reflected waves"). Some reverberation occurs on the inner wall of the closed vessel, or propagates through the walls constituting the closed vessel to produce reverberation (hereinafter referred to as reverberation waves). This reverberation is also received by the receiver. Further, there is also a type that is transmitted from the transmitter and directly received by the receiver (hereinafter, referred to as a direct wave). Among these ultrasonic waves, a direct wave reaches the receiver first, and then a reverberation wave. However, if the reflected wave reaches the receiver before the level of the reverberation wave falls below the predetermined level, the reflected wave is buried in the reverberation wave. Can not. For this reason, it was difficult to accurately determine at which timing the reflected wave was received by the receiver among the ultrasonic waves received by the receiver. As a result, the reflection time is accurately calculated,
There is a problem that it is difficult to accurately detect the liquid level.
【0005】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的は、精度良く液面検知を行うことが可
能となる液面測定方法及びその装置を提供することであ
る。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid level measuring method and a liquid level measuring apparatus capable of performing liquid level detection with high accuracy.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、圧力容器内の液体の液面に対し
て超音波を送信するとともに該液面で反射した超音波を
受信することにより、該液面の高さを測定する液面測定
方法において、上記送信された超音波の周波数と異なる
周波数の超音波が受信されたタイミングに基づいて、上
記液面の高さを測定することを特徴とするものである。In order to achieve the above object, an object of the present invention is to transmit ultrasonic waves to a liquid surface of a liquid in a pressure vessel and to transmit ultrasonic waves reflected by the liquid surface. By receiving, in the liquid level measuring method for measuring the height of the liquid level, based on the timing at which the ultrasonic wave of a frequency different from the frequency of the transmitted ultrasonic wave is received, the height of the liquid level is It is characterized by measuring.
【0007】請求項2の発明は、圧力容器内の液体の液
面に対して超音波を送信するとともに該液面で反射した
超音波を受信することにより、該液面の高さを測定する
液面測定装置において、上記送信された超音波の周波数
と異なる周波数の超音波が受信されたか否かを判別する
判別手段と、該判別手段からの判別結果に基づいて上記
液面の高さを算出する算出手段とを備えたことを特徴と
するものである。According to a second aspect of the present invention, the height of the liquid surface is measured by transmitting ultrasonic waves to the liquid surface of the liquid in the pressure vessel and receiving the ultrasonic waves reflected by the liquid surface. In the liquid level measurement device, a determination unit that determines whether an ultrasonic wave having a frequency different from the frequency of the transmitted ultrasonic wave has been received, and the height of the liquid surface based on a determination result from the determination unit. Calculating means for calculating.
【0008】請求項3の発明は、請求項2の液面測定装
置において、上記超音波を送信する送信部から超音波が
送信されたタイミングから、上記送信された超音波の周
波数と異なる周波数の超音波が受信されたタイミングま
での所要時間を算出し、該所要時間から上記液面の高さ
を算出するように、上記算出手段を構成したことを特徴
とするものである。According to a third aspect of the present invention, in the liquid level measuring apparatus according to the second aspect, the frequency of the transmitted ultrasonic wave is different from the frequency of the transmitted ultrasonic wave from the timing at which the ultrasonic wave is transmitted from the transmitting section that transmits the ultrasonic wave. The present invention is characterized in that the calculating means is configured to calculate a required time until a timing at which an ultrasonic wave is received, and calculate the height of the liquid level from the required time.
【0009】上記圧力容器内に送信された超音波が当た
り得るのは、圧力容器を構成する壁と該圧力容器内の液
体とである。そして、該液体の液面には、該壁の壁面に
比して動きが生じていることが多い。具体的には、地面
からの微小な振動により液面に波が生じていたり、上記
液体の気化によって気泡が生じていたりすることが多
い。これに対して、上記壁面は静止している状態となっ
ている。従って、上記送信された超音波のうち、上記液
面に反射されることなくそのまま受信器に到達したもの
や、静止物である上記圧力容器を構成する壁部の中を伝
わったり内壁面で反射されたりして上記受信器に到達し
たものは、上記送信された際の周波数と同じ周波数のま
まであるが、上記液面から反射したものは、上記液面が
微動することによって周波数が変化することとなる。[0009] The ultrasonic waves transmitted into the pressure vessel can hit the walls constituting the pressure vessel and the liquid in the pressure vessel. The liquid surface of the liquid often moves more than the wall surface. Specifically, in many cases, waves are generated on the liquid surface due to minute vibration from the ground, and bubbles are generated due to vaporization of the liquid. On the other hand, the wall surface is stationary. Therefore, of the transmitted ultrasonic waves, those that have reached the receiver as they are without being reflected by the liquid surface, or that are transmitted through the wall constituting the pressure vessel that is a stationary object or reflected by the inner wall surface Those that have arrived at the receiver remain the same frequency as the transmitted frequency, but those that have reflected from the liquid surface change in frequency due to slight movement of the liquid surface It will be.
【0010】このことを利用して、請求項1の液面測定
方法においては、上記送信された超音波の周波数と異な
る周波数の超音波が受信されたタイミングに基づいて、
上記液面の高さを測定する。これにより、上記受信器に
受信された超音波のうち、上記液面から反射された超音
波がどのタイミングで受信器に受信したのかを正確に判
定することが可能となる。Utilizing this, in the liquid level measuring method according to the first aspect, based on the timing at which an ultrasonic wave having a frequency different from the frequency of the transmitted ultrasonic wave is received,
The height of the liquid level is measured. Accordingly, it is possible to accurately determine at which timing the ultrasonic wave reflected from the liquid surface among the ultrasonic waves received by the receiver is received by the receiver.
【0011】また、請求項2及び3の液面測定装置にお
いては、上記判別手段により、上記送信された超音波の
周波数と異なる周波数の超音波が受信されたか否かを判
別する。そして、上記算出手段により、該判別手段から
の判別結果に基づいて、上記液面の高さを算出する。こ
れにより、上記受信器に受信された超音波のうち、上記
液面から反射された超音波がどのタイミングで受信器に
受信したのかを正確に判定することが可能となる。In the liquid level measuring device according to the second and third aspects, the determining means determines whether or not an ultrasonic wave having a frequency different from the frequency of the transmitted ultrasonic wave is received. Then, the height of the liquid level is calculated by the calculating means based on the determination result from the determining means. Accordingly, it is possible to accurately determine at which timing the ultrasonic wave reflected from the liquid surface among the ultrasonic waves received by the receiver is received by the receiver.
【0012】また、請求項3の液面測定装置において
は、上記算出手段により、上記超音波を送信する送信部
から超音波が送信されたタイミングから、上記送信され
た超音波の周波数と異なる周波数の超音波が受信された
と上記判別手段によって判別されたタイミングまでの所
要時間を算出し、該所要時間から上記液面の高さを算出
することで、上記液面の高さを測定する。According to a third aspect of the present invention, in the liquid level measuring device according to the first aspect of the present invention, the calculating unit determines a frequency different from a frequency of the transmitted ultrasonic wave from a timing at which the ultrasonic wave is transmitted from the transmitting unit transmitting the ultrasonic wave. The height of the liquid level is measured by calculating the required time until the timing at which the determination unit determines that the ultrasonic wave has been received, and calculating the height of the liquid level from the required time.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明を超音波を用いて高
圧ガス容器内の液面を測定する超音波液面測定装置(以
下、液面測定装置という)に適用した実施形態について
説明する。図1は本実施形態に係る液面測定装置の概略
構成を示す部分断面図である。この液面測定装置は、高
圧ガス容器100の外壁部100aの天面に設置された
超音波装置(以下「センサユニット」という)としての
送信器11及び受信器21と、送信器11に駆動信号を
送るとともに受信器21からの電気信号を処理する駆動
制御装置40とを用いて構成されている。なお、一つの
センサユニットを送信器と受信器とに兼用し、該センサ
ユニットから超音波を間欠的に送波するとし、液体であ
る液体ガスの液面Lから反射してきた超音波を同じセン
サユニットで受波するように構成してもよい。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to an ultrasonic liquid level measuring device (hereinafter, referred to as a liquid level measuring device) for measuring the liquid level in a high-pressure gas container using ultrasonic waves will be described below. . FIG. 1 is a partial sectional view showing a schematic configuration of a liquid level measuring device according to the present embodiment. The liquid level measuring device includes a transmitter 11 and a receiver 21 as ultrasonic devices (hereinafter, referred to as “sensor units”) installed on the top surface of an outer wall 100 a of the high-pressure gas container 100, and a driving signal transmitted to the transmitter 11. And a drive control device 40 for processing the electric signal from the receiver 21. It is assumed that one sensor unit is also used as a transmitter and a receiver, and that the ultrasonic wave is intermittently transmitted from the sensor unit. You may comprise so that a unit may receive a wave.
【0014】図2は、本液面測定装置のブロック図であ
る。この液面測定装置は、送波手段としての超音波送波
部10と、受波手段としての超音波受波部20と、駆動
制御装置40とを備えている。FIG. 2 is a block diagram of the present liquid level measuring apparatus. This liquid level measuring device includes an ultrasonic wave transmitting unit 10 as a wave transmitting unit, an ultrasonic wave receiving unit 20 as a wave receiving unit, and a drive control device 40.
【0015】上記超音波送波部10は、所定周波数Fo
の基準信号に基づいて送波器11で生成した超音波を、
容器内の液面Lに向けて送波するものであり、電気信号
を超音波に変換する超音波振動子等からなる送波器1
1、所定周波数Foの基準信号を発生させるための基準
発振器12、後述する間欠制御器41からの間欠制御信
号によりON/OFF制御されて、発振器からの基準信
号を基準信号を送波器の駆動に必要なレベルまで増幅し
た信号を間欠的に出力する出力増幅器13等により構成
されている。The ultrasonic transmitting section 10 has a predetermined frequency Fo.
The ultrasonic wave generated by the transmitter 11 based on the reference signal of
A transmitter 1 for transmitting a wave toward a liquid level L in a container, and including an ultrasonic vibrator for converting an electric signal into an ultrasonic wave.
1. A reference oscillator 12 for generating a reference signal of a predetermined frequency Fo, which is ON / OFF controlled by an intermittent control signal from an intermittent controller 41 to be described later, and transmits a reference signal from the oscillator to the transmitter. And an output amplifier 13 for intermittently outputting a signal amplified to a required level.
【0016】上記超音波受波部20は、上記液面Lから
反射された超音波を受波器21で受波して受信信号とす
るものであり、超音波を電気信号に変換する超音波振動
子等からなる受波器21、受波器21から出力された微
弱な受信信号を増幅する前置増幅器22を有している。The ultrasonic wave receiving section 20 receives the ultrasonic waves reflected from the liquid level L by a receiver 21 to generate a reception signal, and converts the ultrasonic waves into electric signals. A receiver 21 including a vibrator or the like, and a preamplifier 22 for amplifying a weak reception signal output from the receiver 21 are provided.
【0017】上記駆動制御装置40は、上記超音波受波
部20から出力される受信信号が、上記液面Lから反射
された反射波に相当する反射波信号を含んでいるか否か
を判定する判定部41と、該判定部41からの信号を、
速度算出するのに必要なレベルまで増幅する増幅器42
と、前述のように送波器11を間欠的に制御するための
間欠制御信号を出力する間欠制御器43と、該間欠制御
信号と上記増幅器42の出力信号とに基づいて速度を算
出する演算部44とを有している。The drive control device 40 determines whether or not the received signal output from the ultrasonic wave receiving section 20 includes a reflected wave signal corresponding to the reflected wave reflected from the liquid surface L. A determination unit 41 and a signal from the determination unit 41 are
Amplifier 42 amplifies to the level required for speed calculation
An intermittent controller 43 that outputs an intermittent control signal for intermittently controlling the transmitter 11 as described above, and an operation that calculates a speed based on the intermittent control signal and the output signal of the amplifier 42. And a portion 44.
【0018】以上のような構成の液面測定装置におい
て、上記送信器11から容器100内の液面Lに向けて
超音波を送波し、該液面Lからの反射波を受信器21で
受波する。そして、上記演算部43は、上記送波器11
からの送波を開始したタイミングから上記液面Lから反
射された反射波に相当する反射波信号を含んでいると上
記判定部41によって判定された受信信号が上記受信器
21で受信されたタイミングまでの時間を計測する。こ
の計測値のデータを処理することにより、上記送信器1
1の送波面と上記容器の液面Lとの間の距離、すなわち
液面の位置を算出する。In the liquid level measuring apparatus having the above-described configuration, an ultrasonic wave is transmitted from the transmitter 11 toward the liquid level L in the container 100, and a reflected wave from the liquid level L is received by the receiver 21. Receive the wave. Then, the arithmetic unit 43 is configured to transmit the transmitter 11
The timing at which the receiver 21 receives the reception signal determined by the determination unit 41 to include the reflected wave signal corresponding to the reflected wave reflected from the liquid surface L from the timing at which the transmission of the signal from the transmitter is started. Measure the time until. By processing the data of this measurement value, the transmitter 1
The distance between the wave transmitting surface 1 and the liquid level L of the container, that is, the position of the liquid level is calculated.
【0019】ところで、前述のように、上記高圧ガス容
器100内に送信された超音波が当たり得るのは、該容
器100を構成する壁及び該容器100内の液体ガスで
ある。そして、該液体ガスの液面Lには、該壁の壁面に
比して動きが生じていることが多い。具体的には、地面
からの微小な振動により液面Lに波が生じていたり、上
記液体ガスの気化によって気泡が生じていたりすること
が多い。これに対して、上記壁面は静止している状態と
なっている。従って、上記送信された超音波のうち、上
記液面に反射されることなくそのまま受信器に到達した
ものや、静止物である上記圧力容器を構成する壁部の中
を伝わったり内壁面で反射されたりして上記受信器に到
達したものは、上記送信された際の周波数と同じ周波数
のままであるが、上記液面から反射したものは、上記液
面が微動することによって周波数が変化することとな
る。By the way, as described above, the ultrasonic waves transmitted into the high-pressure gas container 100 can hit the wall constituting the container 100 and the liquid gas in the container 100. In addition, the liquid surface L of the liquid gas often moves more than the wall surface. Specifically, waves are often generated on the liquid surface L due to minute vibrations from the ground, and bubbles are often generated due to vaporization of the liquid gas. On the other hand, the wall surface is stationary. Therefore, of the transmitted ultrasonic waves, those that have reached the receiver as they are without being reflected by the liquid surface, or that are transmitted through the wall constituting the pressure vessel that is a stationary object or reflected by the inner wall surface Those that have arrived at the receiver remain the same frequency as the transmitted frequency, but those that have reflected from the liquid surface change in frequency due to slight movement of the liquid surface It will be.
【0020】そこで、本実施形態に係る液面測定装置に
おいては、上記送信された超音波の周波数すなわち前記
所定周波数Foと異なる周波数の超音波が受信されたタ
イミングに基づいて、上記液面の高さを測定する。具体
的には、上記所定周波数Foと異なる周波数の超音波が
受信されたか否かを判別する判別手段と、該判別手段か
らの判別結果に基づいて上記液面の高さを算出する算出
手段とを備えた構成を採用している。以下、この構成及
び動作について説明する。Therefore, in the liquid level measuring apparatus according to the present embodiment, the height of the liquid level is determined based on the frequency of the transmitted ultrasonic wave, that is, the timing at which the ultrasonic wave having a frequency different from the predetermined frequency Fo is received. Measure the length. Specifically, determining means for determining whether an ultrasonic wave having a frequency different from the predetermined frequency Fo has been received, and calculating means for calculating the height of the liquid level based on the determination result from the determining means Is adopted. Hereinafter, this configuration and operation will be described.
【0021】この液面測定装置においては、上記判定部
41を、上記判別手段として構成している。すなわち、
上記超音波受波部20から出力される受信信号が上記所
定周波数Foと異なる周波数の超音波に相当する信号で
あるか否かを判別することで、上記受信信号が、上記液
面Lから反射された反射波に相当する反射波信号を含ん
でいるか否かを判定する。具体的には、上記受信信号が
上記所定周波数Foと異なる周波数の超音波に相当する
信号である場合には、上記受信信号が、上記液面Lから
反射された反射波に相当する反射波信号を含んでいると
判定する。In this liquid level measuring device, the judging section 41 is constituted as the judging means. That is,
By determining whether the received signal output from the ultrasonic wave receiving unit 20 is a signal corresponding to an ultrasonic wave having a frequency different from the predetermined frequency Fo, the received signal is reflected from the liquid level L. It is determined whether or not a reflected wave signal corresponding to the reflected wave is included. Specifically, when the received signal is a signal corresponding to an ultrasonic wave having a frequency different from the predetermined frequency Fo, the received signal is a reflected wave signal corresponding to a reflected wave reflected from the liquid level L. Is determined to be included.
【0022】ここで、ドップラー効果等によって信号の
周波数が変化する場合には、該変化によって信号の波形
が変化し、デューティが変動する。例えば、図3(a)
に示すようなデューティ50%の矩形波である信号の周
波数が高くなる場合には、図3(b)に示すように、各
パルスのパルス幅がだんだん短くなっていく。そして、
このパルス幅がだんだん短くなっていく間、この信号の
デューティは変動することとなる。従って、上記判定部
41としては、入力信号のデューティが変動したか否か
を判別することで上記判定を行うものを用いることがで
きる。Here, when the frequency of the signal changes due to the Doppler effect or the like, the waveform of the signal changes due to the change, and the duty changes. For example, FIG.
As shown in FIG. 3B, when the frequency of a rectangular wave signal having a duty of 50% increases, as shown in FIG. 3B, the pulse width of each pulse gradually decreases. And
While the pulse width is gradually reduced, the duty of the signal fluctuates. Therefore, as the determination unit 41, one that performs the determination by determining whether the duty of the input signal has changed can be used.
【0023】このような判定部41の一構成例を図4に
示す。この判定部41はインバータ411と、コンデン
サC1と抵抗R1とによって構成されたローパスフィル
タ422と、コンパレータ413とを有するものであ
る。上記インバータ411は、正弦波の状態で受信され
る受信信号の波形を矩形波に変換するためのものであ
る。また、ローパスフィルタ422は、入力端子INに
入力された電気信号の平均電圧値が出力されるように上
記コンデンサC1と抵抗R1との値が設定されている。
例えば、前記送波器から送波する超音波に相当する電気
信号として、図3(a)に示すような所定周波数Fo例
えば40kHz、デューティ50%の、パルストップ電
圧がV1、パルスベース電圧がV0である矩形波信号を
用いる場合、該矩形波信号が印加されている間は、出力
端子OUTからの出力信号が、図5(a)に示すよう
に、上記矩形波の平均電圧値(V1−V0)/2とな
る。また、コンパレータ413は、上記ローパスフィル
タ412の出力信号が変動して、上記送波器から送波す
る超音波に相当する電気信号の平均電圧値(以下、基準
平均電圧値という)からずれたか否かによって、Hig
h又はLowの信号を出力する、例えば、変動したとき
にはHigh、変動しなかったときにはLowを出力す
るものである。FIG. 4 shows an example of the configuration of the determination section 41. The determination unit 41 includes an inverter 411, a low-pass filter 422 including a capacitor C1 and a resistor R1, and a comparator 413. The inverter 411 converts a waveform of a received signal received in a sine wave state into a rectangular wave. In the low-pass filter 422, the values of the capacitor C1 and the resistor R1 are set such that the average voltage value of the electric signal input to the input terminal IN is output.
For example, as an electric signal corresponding to an ultrasonic wave transmitted from the transmitter, a pulse top voltage is V1 and a pulse base voltage is V0 at a predetermined frequency Fo, for example, 40 kHz and a duty of 50% as shown in FIG. When the rectangular wave signal is used, while the rectangular wave signal is being applied, the output signal from the output terminal OUT is, as shown in FIG. 5A, the average voltage value (V1- V0) / 2. The comparator 413 determines whether the output signal of the low-pass filter 412 fluctuates and deviates from an average voltage value (hereinafter, referred to as a reference average voltage value) of an electric signal corresponding to an ultrasonic wave transmitted from the transmitter. Depending on what, Hig
It outputs a signal of h or Low. For example, it outputs High when it fluctuates, and outputs Low when it does not fluctuate.
【0024】この判定部41において、上記液面Lから
反射しなかった結果上記周波数変調を受けなかった超音
波、すなわち、上記液面に反射されることなくそのまま
受信器に到達した超音波や、静止物である上記圧力容器
を構成する壁部の中を伝わったり内壁面で反射されたり
して上記受信器に到達した超音波に相当する信号が入力
したときには、上記ローパスフィルタ412の出力は、
図5(a)に示すように、上記基準平均電圧値のままと
なる。そして、上記コンパレータ413からの出力信号
は上記ローパスフィルタ412の出力信号が変動せずに
上記基準平均電圧値となっていることを示す信号、例え
ばLowとなる。一方、上記周波数変調を受けた結果、
周波数が変動して上記所定周波数とは異なる周波数とな
った超音波、すなわち、上記液面Lから反射された超音
波に相当する信号が上記判定部41に入力したときに
は、その周波数の変化によって信号波形が変化し、デュ
ーティが変動することとなる。このため、この信号の平
均電圧値が上記基準平均電圧値近傍で変動することとな
る。すなわち、上記ローパスフィルタ412の出力信号
が、図5(b)に示すように、上記基準平均電圧値近傍
で変動することとなる。そして、上記コンパレータ41
3からの出力信号は上記ローパスフィルタ412の出力
信号が変動したことを示す信号、例えばHighとな
る。このようにして、上記受信信号が、上記液面Lから
反射された反射波に相当する反射波信号を含んでいるか
否かを判定することができる。In the determination section 41, the ultrasonic wave which has not been reflected by the liquid surface L and thus has not been subjected to the frequency modulation, that is, the ultrasonic wave which has reached the receiver without being reflected by the liquid surface, When a signal corresponding to an ultrasonic wave that has reached the receiver after being transmitted through the wall portion constituting the stationary pressure vessel or reflected on the inner wall surface is input, the output of the low-pass filter 412 is:
As shown in FIG. 5A, the reference average voltage value remains as it is. Then, the output signal from the comparator 413 is a signal indicating that the output signal of the low-pass filter 412 does not fluctuate and has the reference average voltage value, for example, Low. On the other hand, as a result of receiving the frequency modulation,
When an ultrasonic wave whose frequency fluctuates and becomes a frequency different from the predetermined frequency, that is, a signal corresponding to the ultrasonic wave reflected from the liquid surface L is input to the determination unit 41, a signal is generated by a change in the frequency. The waveform changes, and the duty fluctuates. For this reason, the average voltage value of this signal fluctuates near the reference average voltage value. That is, the output signal of the low-pass filter 412 fluctuates near the reference average voltage value as shown in FIG. 5B. Then, the comparator 41
The output signal from the signal 3 becomes a signal indicating that the output signal of the low-pass filter 412 fluctuates, for example, High. In this way, it can be determined whether or not the received signal includes a reflected wave signal corresponding to the reflected wave reflected from the liquid surface L.
【0025】なお、上記判定部41としては、図4に示
したような入力信号のデューティが変動したか否かを判
別することで上記判定を行うもののみならず、入力信号
の周波数が変化したことを直接判別することで上記判定
を行うものを用いることもできる。例えば、クオドラチ
ャ復調回路、ディジタル遅延回路を用いた復調回路、P
LL復調回路などを用いることができる。しかしなが
ら、これらの回路を利用する場合に比して、図4に示し
たような入力信号のデューティが変動したか否かを判別
することで上記判定を行うものを利用した場合には、そ
の構成が簡易である点で好ましい。The determination unit 41 performs not only the determination by determining whether the duty of the input signal fluctuates as shown in FIG. 4 but also the frequency of the input signal. It is also possible to use a device that makes the above determination by directly determining the fact. For example, a quadrature demodulation circuit, a demodulation circuit using a digital delay circuit, P
An LL demodulation circuit or the like can be used. However, as compared with the case where these circuits are used, a configuration in which the above-described determination is performed by determining whether or not the duty of the input signal has changed as shown in FIG. Is preferred in that it is simple.
【0026】そして、本液面測定装置においては、上記
算出手段としての演算部44により、上記間欠制御器4
3からの間欠制御信号が出力されたタイミングと、上記
受信信号が反射波信号を含んでいると上記判定部によっ
て判定されたタイミングすなわち上記判定部41からパ
ルス信号が出力されたタイミングとに基づいて、上記送
波器11からの送波が開始したタイミングから、上記所
定周波数Foと異なる周波数の超音波が受信されたタイ
ミングまでの所要時間を算出し、上記液面の高さを算出
する。In the present liquid level measuring device, the intermittent controller 4 is operated by the calculating section 44 as the calculating means.
3 based on the timing at which the intermittent control signal is output and the timing at which the determination unit determines that the received signal includes a reflected wave signal, that is, the timing at which the determination unit 41 outputs a pulse signal. Then, the time required from the timing when the transmission from the transmitter 11 starts to the timing when the ultrasonic wave having a frequency different from the predetermined frequency Fo is received is calculated, and the height of the liquid level is calculated.
【0027】以上、本実施形態に係る液面測定装置によ
れば、上記受信器に受信された超音波のうち、上記液面
Lから反射された超音波がどのタイミングで受信器に受
信したのかを正確に判定することが可能となる。よっ
て、上記反射時間を正確に求め、液面の高さを精度良く
測定することが可能となる。As described above, according to the liquid level measuring apparatus according to the present embodiment, when the ultrasonic wave reflected from the liquid level L is received by the receiver among the ultrasonic waves received by the receiver. Can be accurately determined. Therefore, it is possible to accurately determine the reflection time and accurately measure the liquid level.
【0028】[0028]
【発明の効果】請求項1乃至3の発明によれば、精度良
く液面検知を行うことが可能となるという優れた効果が
ある。According to the first to third aspects of the present invention, there is an excellent effect that the liquid level can be accurately detected.
【図1】本発明の実施形態に係る液面測定装置の概略構
成を示す部分断面図。FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a schematic configuration of a liquid level measuring device according to an embodiment of the present invention.
【図2】同液面測定装置のブロック図。FIG. 2 is a block diagram of the liquid level measuring device.
【図3】(a)及び(b)は、信号の周波数が変化する
様子を説明するための説明図。FIGS. 3A and 3B are explanatory diagrams illustrating how a frequency of a signal changes. FIG.
【図4】同液面測定装置の判定部の一構成例を示す説明
図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing one configuration example of a determination unit of the liquid level measurement device.
【図5】(a)及び(b)は、図4の判定部の動作を説
明するための説明図。FIGS. 5A and 5B are explanatory diagrams for explaining the operation of a determination unit in FIG. 4;
10 超音波送波部 11 送信器 12 基準発振器 13 出力増幅器 20 超音波受波部 21 受信器 22 前置増幅器 40 駆動制御装置 41 判定部 42 増幅器 43 間欠制御器 44 演算部 100 高圧ガス容器 100a 外壁部 L 液面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ultrasonic wave transmission part 11 Transmitter 12 Reference oscillator 13 Output amplifier 20 Ultrasonic wave reception part 21 Receiver 22 Preamplifier 40 Drive control device 41 Judgment part 42 Amplifier 43 Intermittent controller 44 Operation part 100 High pressure gas container 100a Outer wall Part L Liquid level
Claims (3)
送信するとともに該液面で反射した超音波を受信するこ
とにより、該液面の高さを測定する液面測定方法におい
て、 上記送信された超音波の周波数と異なる周波数の超音波
が受信されたタイミングに基づいて、上記液面の高さを
測定することを特徴とする液面測定方法。1. A liquid level measuring method for measuring the height of a liquid surface by transmitting ultrasonic waves to a liquid surface of a liquid in a pressure vessel and receiving ultrasonic waves reflected by the liquid surface. A liquid level measuring method, comprising: measuring a height of the liquid level based on a timing at which an ultrasonic wave having a frequency different from the frequency of the transmitted ultrasonic wave is received.
送信するとともに該液面で反射した超音波を受信するこ
とにより、該液面の高さを測定する液面測定装置におい
て、 上記送信された超音波の周波数と異なる周波数の超音波
が受信されたか否かを判別する判別手段と、該判別手段
からの判別結果に基づいて上記液面の高さを算出する算
出手段とを備えたことを特徴とする液面測定装置。2. A liquid level measuring apparatus for measuring the height of a liquid surface by transmitting ultrasonic waves to the liquid surface of the liquid in the pressure vessel and receiving ultrasonic waves reflected by the liquid surface. A determining unit that determines whether an ultrasonic wave having a frequency different from the frequency of the transmitted ultrasonic wave has been received, and a calculating unit that calculates the height of the liquid surface based on a determination result from the determining unit. A liquid level measuring device comprising:
イミングから、上記送信された超音波の周波数と異なる
周波数の超音波が受信されたタイミングまでの所要時間
を算出し、該所要時間から上記液面の高さを算出するよ
うに、上記算出手段を構成したことを特徴とする液面測
定装置。3. The liquid level measuring device according to claim 2, wherein an ultrasonic wave having a frequency different from the frequency of the transmitted ultrasonic wave is received from a timing at which the ultrasonic wave is transmitted from the transmitting unit that transmits the ultrasonic wave. A liquid level measuring device, wherein the calculating means is configured to calculate a required time up to a predetermined timing and calculate the liquid level height from the required time.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11146145A JP2000337946A (en) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | Liquid level measurement method and device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11146145A JP2000337946A (en) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | Liquid level measurement method and device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000337946A true JP2000337946A (en) | 2000-12-08 |
Family
ID=15401167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11146145A Withdrawn JP2000337946A (en) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | Liquid level measurement method and device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000337946A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8905290B2 (en) | 2012-11-30 | 2014-12-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for mounting semiconductor chips on a circuit board |
-
1999
- 1999-05-26 JP JP11146145A patent/JP2000337946A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8905290B2 (en) | 2012-11-30 | 2014-12-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for mounting semiconductor chips on a circuit board |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11885874B2 (en) | Acoustic distance measuring circuit and method for low frequency modulated (LFM) chirp signals | |
| JPS61172080A (en) | Ultrasonic measuring apparatus | |
| US6614719B1 (en) | Ultrasonic doppler effect speed measurement | |
| KR20180042764A (en) | Apparatus and method for driving ultrasonic sensor | |
| CN109696680B (en) | High-precision ultrasonic ranging device and method based on phase detection | |
| KR20110095272A (en) | How to determine the starting instance of the periodic vibration signal response | |
| JP2012220434A (en) | Object detecting device | |
| JP3169534B2 (en) | Inundation detection method | |
| JPH10268035A (en) | Ultrasonic sensor | |
| CN114325668A (en) | Resonant frequency correction device, reversing radar alarm system and ranging system | |
| JPH08136643A (en) | Ultrasonic distance measuring device | |
| KR20070066136A (en) | Method and device for measuring distance using ultrasound | |
| JP2008256451A (en) | Ultrasonic level gauge | |
| JP2005337937A (en) | Air bubble sensor | |
| KR100702895B1 (en) | Testing device for equipment equipped with ultrasonic sensor | |
| JPH0511048A (en) | Ultrasonic distance sensor | |
| JPH0320789Y2 (en) | ||
| KR0119925B1 (en) | Measuring apparatus and method for distance by using ultra-sonic | |
| JP2000035324A (en) | Ultrasonic sensor | |
| JPH07270533A (en) | Frequency difference detector | |
| JP2000035478A (en) | Ultrasonic measuring device | |
| JP2025124603A (en) | ROBUST FLOW SENSOR, CONTROLLER, AND METHODS - Patent application | |
| JPH0346586A (en) | Ultrasonic distance measuring device | |
| JPS62266480A (en) | System for measuring distance with ultrasonic wave and transmitter therefor | |
| JPH0440325A (en) | Vibration measuring method and vibration meter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060801 |