JPH0362204B2 - - Google Patents

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JPH0362204B2
JPH0362204B2 JP60013430A JP1343085A JPH0362204B2 JP H0362204 B2 JPH0362204 B2 JP H0362204B2 JP 60013430 A JP60013430 A JP 60013430A JP 1343085 A JP1343085 A JP 1343085A JP H0362204 B2 JPH0362204 B2 JP H0362204B2
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JP
Japan
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temperature
electroacoustic transducer
heating
volume
detection means
Prior art date
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JP60013430A
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English (en)
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JPS61173118A (ja
Inventor
Katsu Yasui
Yoshihito Aoki
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Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
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Publication date
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  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車用の燃料タンクのような密閉容
器内の容積を測定する装置に関し、特にその容器
内に音響信号を供給して容積を測定する音響式容
積測定装置に関するものである。
〔従来の技術〕
自動車用燃料タンクの燃料計などの被測定容器
内に音響信号を与え、この音響信号を与えるため
の電気音響変換器の定数と被測定部容積とで決ま
る共振周波数から被測定容器内の容積を測定し、
そこから容器内に存在する燃料などを知る装置が
提案されている。
かかる装置としては従来第3図に示すように構
成されているものがある。この第3図において被
測定密閉容器11は上面に開口16が形成され、
この開口16を塞ぐように電気音響変換器17が
密閉容器11に取付けられている。電気音響変換
器17は例えば可動線輪(ムービングコイル)型
スピーカのようなものを用いることができ、その
コーン振動板周縁部が開口16の内周縁部と接続
されて開口16が塞がれている。従つてこの電気
音響変換器17を交流信号で駆動することによつ
て密閉容器11内の内容積を変化させることがで
きる。つまり密閉容器11内に液体14が充填さ
れており、従つて密閉容器11内の容積、即ち液
体14が満たされている以外の空間部分の容積V
を測定することによつて液体14の体積を測定す
ることができる。
そしてこの電気音響変換器17に対してほぼ連
続した周波数の電気信号を供給し駆動させる。電
気信号を供給する手段としては、まず掃引信号発
生器18により第4図Aに示す鋸歯状波電圧の掃
引信号19が発生し、この掃引信号19を制御電
圧とする電圧制御発振器(VCO)21に供給し
てVCO21より第4図Bに示すように時間に対
して周波数が高くなることを繰り返す発振出力が
得られる。この発振出力は増幅器22を通じて電
気音響変換器17に供給されこれが駆動される。
この密閉容器11内の容積Vと電気音響変換器
17の定数とによつて決まる共振周波数を検出す
るために、電気音響変換器17の入力側に全波整
流器23が接続され、この全波整流出力をピーク
検出回路24によりピーク値を検出する。
電気音響変換器17に対する駆動周波数が、こ
の電気音響変換器17の定数と、容器11の容積
Vとで決まる共振周波数mに一致すると、音響
インピーダンスが最大となり電気音響変換器17
の入力側の信号振幅が著しく大きくなる。従つて
第4図Cに示すように、電気音響変換器17の入
力側における信号レベルは駆動信号周波数が共
振周波数mになると、ピーク25が生じる。掃
引信号19は第4図Aに示すように電圧E1〜E2
の範囲を鋸歯状波的に変化し、これに伴つて発振
周波数は12の期間を鋸歯状波的に変化する
が、その周波数が前記共振周波数mになると、
電気音響変換器17の入力側における信号の振幅
は著しく大きくなり、ピーク25が現れる。従つ
てピーク検出器24の出力は第4図Dに示すよう
にピーク25に対応した部分でパルス26が発生
する。このパルス26が得られた時の掃引信号1
9のレベルEmを標本化保持回路27で第4図E
に示すように標本化保持する。このレベルEは
VCO21の共振信号発生器mと対応しており、
標本化保持電圧EmをA/D変換器28によつて
デジタル信号に変換し、表示器29に表示する。
この場合、共振周波数mは上述のとおり容器
11の内容積Vと、変換器17の定数とによつて
決まり、変換器17の定数は一定であるから、容
積Vと対応する。従つて検出した周波数mと対
応する電圧Emと容器Vとを予め較正しておくこ
とにより、表示器29に容器11の内容積V、即
ち液体14の残量を表示することができる。
尚、ピーク25におけるVCOの発振周波数m
と密閉容器11内の容積Vとが直線的関係となる
ように補正回路30を標本化保持回路27とA/
D変換器28との間に設けてもよい。
〔発明が解決しようとする問題点〕
かかる従来の音響式容積測定装置では、電気音
響変換器自体の温度特性が特に低温時において悪
く、検出されるピーク時の発振周波数が変動して
しまう。
即ち、温度変化によつて例えば可動線輪型電気
音響変換器では、この可動線輪の直流抵抗値が変
化し、共振周波数が変動してしまい、被測定容器
の容積との関係がくずれてしまう。
また、蒸気圧などの関係によりガソリンなどの
液体が電気音響変換器の可動部(コーン振動板)
に付着した場合も、振動板の質量が変化し、同様
にピーク時の発振周波数が変動して安定した容量
測定が困難となる。
よつて本発明は、上述の従来の問題点に鑑み、
電気音響変換器自身の温度特性を安定に維持し、
また電気音響変換器自身の温度特性を安定に維持
し、また電気音響変換器への密閉容器内の液体の
付着による影響を少なくして、密閉容器内の空間
部分の容積をより正確に測定できるようにした音
響式容積測定装置を提供することを目的としてい
る。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成するため本発明により成された
音響式容積測定装置は、内部に液体が収容した密
閉容器の開口を塞ぐように設けられ、駆動される
ことによつて前記密閉容器内の液体で満たされて
いない空間部分の容積を変化させる電気音響変換
器と、該電気音響変換器を連続的に周波数が変化
する電気信号で駆動する駆動手段と、前記密閉容
器内の液体で満たされていない空間部分の容積と
前記電気音響変換器の定数とによつて決まる共振
周波数を検出する検出手段とを備え、前記検出手
段によつて検出した共振周波数に基づいて前記密
閉容器内の空間部分の容積を測定する音響式容積
測定装置であつて、前記電気音響変換器の温度を
検出し、該検知した温度に応じた大きさの信号を
出力する温度検知手段と、該温度検知手段が出力
する信号と所定の温度に対応する基準値とを比較
するコンパレータと、該コンパレータによる比較
結果により動作する温度制御手段と、該温度制御
手段によつて制御され、前記電気音響変換器の可
動部を加熱し、加熱部の温度を一定に保つと共に
可動部に付着した液体を蒸発する加熱手段とを備
え、前記温度制御手段は、前記温度検知手段によ
つて検知した温度が基準値によつて設定される温
度より低いとき前記加熱手段による前記電気音響
変換器の加熱を行わせ、高いとき前記加熱手段に
よる前記電気音響変換器の加熱を停止させること
を特徴としている。
〔作用〕
上記構成において、電気音響変換器の温度を温
度検知手段により検出し、該検知した温度と所定
の温度に対応する基準値とをコンパレータが比較
し、この比較の結果、検知した温度が基準値によ
つて設定される温度より低いとき、温度制御手段
が加熱手段に電気音響変換器の可動部を加熱さ
せ、高いとき温度制御手段が加熱手段による電気
音響変換器の可動部の加熱を停止させるようにし
ているので、電気音響変換器の温度が基準値によ
つて決定される所定の温度に保持され、また電気
音響変換器の可動部に液体が付着しても直ちに蒸
発されて取り除かれるようになり、温度変化や付
着した液体によつて電気音響変換器の定数が変化
することがなくなる。
〔発明の実施例〕
以下本発明の実施例を図面と共に説明する。
第1図は本発明に係る第1の実施例であり、図
において第3図と同一部分は同一符号を付記して
おり、その動作については第3図と同様なので省
略する。
掃引信号発生器18から発生する第4図Aに示
す鋸歯状波によつてVCO21が第4図Bのよう
に発振する。この周波数が鋸歯状波的に変化する
発振信号を増幅器22に入力すると共に、増幅器
22を通してAC/DC変換器31に入力する。
AC/DC変換器31では全波整流器23及びピー
ク検出回路24と同様にVCO21の交流発振信
号をエンベロープ検波し、第4図Dに示す直流信
号に変換する。
従つて、AC/DC変換器31を別途設けずにピ
ーク検出回路24の出力信号を利用してもよい。
この直流変換された信号を平均化回路32に供
給し、直流信号を数回繰り返して読み出し、その
平均値を算出する。算出された平均値をコンパレ
ータ33により予め設定した基準値と比較し、こ
の比較結果により温度制御回路34を制御する。
温度制御回路34では電気音響変換17のコーン
振動板36の周縁固定部に取付けた加熱装置35
の動作を制御する。
次に上記の構成において、動作について説明す
る。
第4図Dに示す共振周波数mを持つ直流信号
において、共振周波数mよりも十分に低い周波
数sにおける電圧レベルVlevelは、電気音響変換
器17に直流信号を印加したときの電圧と同様で
ある。従つて、この電圧レベルVlevelを増幅し
た電圧Vampの温度特性は第5図Aに示すように
なる。即ち、電気音響変換器17の可動線輪は、
温度が上昇するとそれにほぼ比例して抵抗値が大
きくなる。従つて、VCO21から出力される発
振信号のうち、共振周波数mより十分に低い周
波数sにおける直流変換後の電圧Vampは、温度
に対してほぼ比例関係となつている。
そこでこの低周波数sにおける直流電圧を検出
し、第5図Bに示すようにこの直流電圧Vampと
基準電圧Vrefとをコンパレータ33により比較
して、比較結果温度制御回路34に加え、加熱装
置35を制御することにより図面に示すような温
度制御を行う。即ち、電圧Vampが基準電圧Vref
より低い状態では加熱装置35を作動させて電気
音響変換器17を加熱し、基準電圧Vrefより高
くなれば加熱装置35を非動作として加熱しない
ようにする。
尚、第5図A,Bにおいては、基準電圧Vref
として温度60℃における直流電圧を設定したが、
電気音響変換器17の特性や密閉容器11の形
式、或いは充填される液体14の種類によつて所
望の値に設定する。この場合、基準電圧Vrefを
ある程度高く設定することにより制御温度域が高
くなり、液体14がコーン振動板36に付着した
場合でもこれを蒸発させることができ、電気音響
変換器17の特性変化を防止できる。
また、第4図Dに示す直流電圧Vlevelを得る
手段としては、VCO21を300Hz程度の低周波で
一定時間(例えば2秒間)発振させて、その時の
信号振幅をAC/DC変換器31により直流信号と
して読み出し、これを平均化回路32に入力して
これを数回繰り返すことにより直流レベルの平均
値を算出する。または、予め抽出する低周波数を
設定し、掃引信号発生器18からの鋸歯状波によ
るVCO21の発振周波数がこの設定した低周波
数と一致したときにトリガ信号を加えてその時の
直流信号を読み出す。
第2図は本発明の第2の実施例を示し、電気音
響変換器17の可動線輪15から発生する熱によ
る温度を直接検出するようにしたものである。
即ち、可動線輪15にサーミスタなどの温度抵
抗素子(図示せず)を熱的に結合し、これを温度
検知器37に接続して可動線輪15の温度に対応
した電圧Vampを出力する。
そこでこの電圧Vampと基準電圧Vrefとを第5
図Bのようにコンパレータ33により比較して、
比較結果を温度制御回路34に加え、加熱装置3
5を制御することにより温度制御を行なう。
このとき基準電圧Vrefは、上述のように電気
音響変換器17の温度をある程度高くとつておく
と、振動板36に液体14が付着した場合でもこ
れを蒸発させることができる。
〔発明の効果〕
以上のとおり、本発明によれば、電気音響変換
器の温度が基準値によつて決定される所定の温度
に保持され、また電気音響変換器に液体が付着し
ても直ちに蒸発されて取り除かれるようになり、
温度変化や付着した液体によつて電気音響変換器
の定数が変化することがなくなるので、密閉容器
内の空間部分の容積をより正確に測定することが
できるようになる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図はそれぞれ本発明に係る音響
式容積測定装置の実施例を示すブロツク図、第3
図は従来の音響式容積測定装置を示すブロツク
図、第4図A乃至Eはそれぞれ第1図、第2図及
び第3図に係る装置における各部波形図、第5図
A,Bはそれぞれ第1図、第2図に係る装置にお
ける動作を説明するための特性図である。 11……密閉容器、14……液体、15……可
動線輪、17……電気音響変換器、21……
VCO、31……AC/DC変換器、32……平均
化回路、33……コンパレータ、34……温度制
御回路、35……加熱装置、37……温度検知
器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 内部に液体が収容した密閉容器の開口を塞ぐ
    ように設けられ、駆動されることによつて前記密
    閉容器内の液体で満たされていない空間部分の容
    積を変化させる電気音響変換器と、該電気音響変
    換器を連続的に周波数が変化する電気信号で駆動
    する駆動手段と、前記密閉容器内の液体で満たさ
    れていない空間部分の容積と前記電気音響変換器
    の定数とによつて決まる共振周波数を検出する検
    出手段とを備え、前記検出手段によつて検出した
    共振周波数に基づいて前記密閉容器内の空間部分
    の容積を測定する音響式容積測定装置であつて、 前記電気音響変換器の温度を検出し、該検知し
    た温度に応じた大きさの信号を出力する温度検知
    手段と、 該温度検知手段が出力する信号と所定の温度に
    対応する基準値とを比較するコンパレータと、 該コンパレータによる比較結果により動作する
    温度制御手段と、 該温度制御手段によつて制御され、前記電気音
    響変換器の可動部を加熱し、加熱部の温度を一定
    に保つと共に可動部に付着した液体を蒸発する加
    熱手段とを備え、 前記温度制御手段は、前記温度検知手段によつ
    て検知した温度が基準値によつて設定される温度
    より低いとき前記加熱手段による前記電気音響変
    換器の加熱を行わせ、高いとき前記加熱手段によ
    る前記電気音響変換器の加熱を停止させる、 ことを特徴とする音響式容積測定装置。
JP1343085A 1985-01-29 1985-01-29 音響式容積測定装置 Granted JPS61173118A (ja)

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JP1343085A JPS61173118A (ja) 1985-01-29 1985-01-29 音響式容積測定装置

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JPS61173118A JPS61173118A (ja) 1986-08-04
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS53136865A (en) * 1977-04-28 1978-11-29 Nippon Soken Measuring apparatus for volume
JPS56117122A (en) * 1980-02-22 1981-09-14 Oval Eng Co Ltd Automatic testing device for flow rate or the like using sound speed nozzle

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