JPH06109520A - マルチセンサプローブ組立品とその用法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数のセンサを含み、おのおののセンサが流
体の事前決定属性、即ち貯蔵容器内分量と汚染物質の存
在と温度とを便利に信頼度高く測定するマルチセンサプ
ローブ組立品とその用法を開示するのが目的である。 【構成】 マルチセンサプローブ組立品は、流体量測定
用第１センサ、流体特性で決まるキャパシタンス測定用
第２センサ、流体温度測定用第３センサ、流体オーバー
フロー検出装置とを備える。第１センサは容量性の比較
セルと製品測定セルを備え、流体の誘電率に依存する比
較セルキャパシタンスと貯溜流体量に関係する製品測定
セルキャパシタンスの比較により流体量表示を行う。第
２センサは、少なくとも一部は流体中に浸漬される比較
セル端から同軸に伸びる導体部を備え、流体および外部
導体と一緒になって効果的に容量性要素を構成する。 【効果】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は計装と測定の技術および
方法に係り、特に、貯蔵容器またはタンクに収納され
た、例えば航空機燃料のような燃料の種々な属性を監視
するための、オーバーフロー保護手段を備えるプローブ
およびその用法に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料貯蔵システムを保守する上での主題
の経験を有する人々に広く知られているように、燃料貯
蔵システムを信頼度高く高効率に維持・運転すること
は、必然的に貯蔵設備内に貯溜される燃料関連の多くの
パラメータを念入りに注視することを含んでいる。貯蔵
タンク内燃料の状態を監視する必要性は、個人用航空
機、軍用航空機あるいは商用航空機の航空機燃料貯蔵シ
ステムに関して非常に広く行き渡っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここに出願人は、燃料
貯蔵維持監視システムに対しての既存のアプローチが、
意図する目的に対して適切ではあっても、ここに述べる
本発明の目標、利点および能力の実現に関しては遥かに
劣ったものであると理解している。

【０００４】明確に要求されているものは、燃料貯蔵シ
ステム内貯溜燃料に対する事前決定パラメータを便利よ
く高信頼度で監視する装置とそれに関連する用法とであ
る。監視されるべきパラメータには、貯蔵システム内に
ある燃料の分量と、燃料の純度あるいは燃料内汚染物質
の存在の有無と、燃料の温度とがある。これらの機能を
実現するのに使う装置およびその用法は、据付、運転、
保守に便利でなければならない。この装置は作動を求め
られる条件の反対局面に対しては抵抗力があり、自動化
システムでの使用に対しては柔軟であるべきである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記およびその他の目
標、利点および能力は、流体の事前決定属性をそれぞれ
に測定する複数個のセンサを備える本発明によるマルチ
センサプローブ組立品の使用上の１局面で達成・発揮さ
れる。このマルチセンサプローブ組立品は、流体の分量
を測定する第１センサを備える。この第１センサは容量
性の比較セルと容量性の製品測定セルとを含み、それぞ
れのセルはそれぞれに関連したキャパシタンスによって
特徴付けられる。特に、製品測定セルに関連したキャパ
シタンスは流体の分量に応じて変化し、その結果流体の
分量は製品測定セルに関連したキャパシタンスによって
指示される一方で流体の誘電率は比較セルに関連したキ
ャパシタンスによって決定される。第２センサは比較セ
ルの先端で同軸上に延びていて、少なくとも部分的には
流体中に浸漬される導電性部分を有する。この結果第２
センサの導電性部分は、流体と外部の導電性要素（これ
は貯蔵容器の金属あるいは絶縁体容器の場合のアースの
いずれかであってよい）と一緒になって容量性要素を実
際に機能するように形成するべく働く。このようにして
容量性要素のキャパシタンスは流体の特性によって決定
される。サーミスタの形を採る第３センサは、流体温度
決定のために比較セル内に配される。

【０００６】本発明のもう一つの側面は、本マルチセン
サプローブ組立品を使った容器内流体分量の監視方法を
含んでいる。この方法は容器内の、少なくとも部分的に
は流体内に浸漬される位置にマルチセンサプローブ組立
品を保持することを含む。マルチセンサプローブ組立品
は比較セルを介して流体の電気的特性に従って確立され
る比較誘電率を決定し、また製品測定セルを介して流体
の電気的特性に従って確立される製品測定セルの製品測
定キャパシタンスを求め、それにより容器内貯溜流体分
量を決定する働きをする。さらに流体が比較セル内チャ
ンバに浸入して実質的にこれを満たし、また製品測定セ
ル内チャンバの容器内流体分量に応じて満たされる部分
に浸入してこの部分を満たすような構造が存在する。電
気信号が比較値確定のために比較セルに印加される。同
様に、電気信号が容器内流体分量決定のために製品測定
値決定用製品測定セルにも印加される。

【０００７】本発明の更なる側面は、例えば水の如き汚
染物質の存在の有無を決断するための流体監視用に、マ
ルチセンサプローブ組立品が活用されることである。そ
の方法は、（ａ）少なくとも部分的には流体中に浸漬さ
れている導電性タンクセンサ要素（即ち、第２センサ）
を容器内に保持すること、（ｂ）流体および第２の導電
性要素（即ち金属容器またはアース）と一緒になってキ
ャパシタンスを形成する位置にタンクセンサ構成要素を
保持すること、（ｃ）この様に形成されたキャパシタン
スの大きさを決定すること、および（ｄ）流体中汚染物
質存在の有無を決定するために実質的非汚染流体につい
て事前に決定されたキャパシタンスの絶対値と（ｃ）の
ステップで決定された絶対値とを比較することを含んで
いる。

【０００８】

【作用】比較セルは固定構造の比較セルチャンバ内に容
器内貯溜流体を正しくは一杯に浸入させて貯溜流体の誘
電率を測定することに寄与する。製品測定セルは固定構
造の製品測定セルチャンバ内に貯溜流体分量に応じた液
位まで貯溜流体を浸入させ、そのキャパシタンスを測定
した上で比較セルによって決定された貯溜流体の誘電率
を用いて流体液位または分量を求めることに寄与する。
この場合、比較セルと製品測定セルの内側要素はお互い
に電気的に隔絶されていて軸方向の物理的オーバラップ
がなく、外側要素を含む３者が同芯に配され、かつ外側
要素は電気的に前記内側要素の両者から隔絶されていて
物理的にはそれぞれの内側要素とオーバラップしている
ことが前提となる。また、回路基板を備え、それぞれに
比較セル部センサ、製品測定部センサ、タンクセンサ
（即ち第２センサ）、および温度センサとの間を配線で
接続し、共通制御器との間のインターフェースを構成す
る働きをさせる。この回路基板と前記外側要素との電気
的接続は、機械的な廻り止め作用を備えつつ機械的な結
合を司る導電性のハウジングカプラと接地くさびとを通
して行われる。

【０００９】タンクセンサ（即ち第２センサ）は、容器
が導電体の場合はその容器（および構造によってはアー
スも含めて）との間の、容器が絶縁体の場合はアースと
の間のキャパシタンスの測定により、その間に介在する
流体の誘電率の変化を検知して汚染物質、特に水の存在
を判定するのに寄与する。この場合、少なくともタンク
センサの一部は貯溜目的の流体に浸漬されていなければ
ならない。その理由は、その上に存在する比較セル内に
水が浸入していないことを保証するためである。

【００１０】

【実施例】主題の発明をよりよく理解して貰うために、
以下の記述および請求項を添付図面を引用して関連付け
る。図１には、主題のマルチセンサプローブ組立品３が
有利に使われる典型的配置の燃料タンク１０の、部分的
断面を有する側面図が示されている。タンク１０には取
入れライン１２を通じたタンクへの燃料流入量制御作用
をするフロート組立品が含まれているのが見える。図１
から見分けられるように、タンクは支持メンバ１４によ
って地上に支えられるかも知れない。（以下に特別に示
される範囲を除いてタンクの設計構造、取入れラインお
よび支持メンバは発明者がその発明局面の構成用に考え
た訳ではなく、当業者なら普通によく知っているもので
ある。）既に図１に見られるように、マルチセンサプロ
ーブ組立品３は一般的には直線的にタンクの頂上から底
へ向けて垂直に伸びている。タンク頂上では、コンジッ
ト２２がマルチセンサプローブ組立品を、もっと明確に
云えばタンク内燃料に対する事前決定属性に対応したマ
ルチセンサプローブ組立品の発現電気信号を、属性監視
用共通制御器２１（図２参照）に結合している。

【００１１】図２は、図１の切断線２−２による矢視図
である。図２からは、普通に組合わされた燃料貯蔵設備
が（６乃至８個位の）複数個の貯蔵タンクを含むであろ
うことが読み取れる。貯蔵タンクのそれぞれは、専用の
マルチセンサプローブ組立品を設備しており、それぞれ
のマルチセンサプローブ組立品はコンジット２２を通し
て共通制御器２１に並列に接続されている。この時点で
マルチセンサプローブ組立品３の詳細断面図を用意する
図３に注意を向け直す方がよい。これまでに明らかにさ
れたように、マルチセンサプローブ組立品３はタンク内
貯蔵燃料に対する事前決定属性のそれぞれを監視および
測定するための複数個の（４個の）センサ、３１（比較
および流体分量センサ）、３２および３３を含んでい
る。好適な実施例において、センサ３１はタンク内の燃
料の誘電率と分量の両方の測定に使われ、センサ３２は
燃料中の例えば水のような汚染物質の存在検出に使わ
れ、センサ３３は燃料温度の監視に使われる。これらの
重要な要求を満たす１個のマルチセンサプローブ組立品
の性能が自動燃料貯蔵システム技術の上で顕著な進歩を
示していることは言を待たない。

【００１２】図３で容易に分かるように、マルチセンサ
プローブ組立品は引き伸ばされた、普通は円筒形のアウ
トラインを呈しており、センサ３２のところで接するタ
ンクの底から上方へ延びていてプローブの一部がタンク
最高位表面から外へ突き出ている。

【００１３】好適な実施例において、センサ３１は比較
セル３１１と製品測定セル３１２とを含んでいる。後で
詳細に述べる様なやり方で、比較セル３１１と製品測定
セル３１２とは、その間に入り込んで誘電体として働く
燃料と一緒になって円筒形コンデンサを形成するよう効
果的な配列がなされている。以下に述べる方法で比較セ
ル３１１と製品測定セル３１２とに関連するそれぞれの
キャパシタンスは定量化され、タンク内燃料の分量指示
提供用に使用される。

【００１４】比較セルと製品測定セルとは、共通の垂直
軸の廻わりに配されている、お互いに同心の細長い複数
の円筒形要素３１ａ，３１ｂ，３１ｃから構成される。
本記述の目的のためだけに要素３１ａ，３１ｂ，３１ｃ
の垂直軸は、普通マルチセンサプローブ組立品の頂点か
ら底面に向かって直線的に伸びる配線群導体３４と同一
空間を占めている。配線導体群３４の機能は以下に明ら
かにされるであろう。何故ならば、上記に示す如く、要
素３１ａ，３１ｂ，３１ｃはコンデンサ要素を効果的に
形成するべく意図されているものであり、これらの要素
は例えば軸３２３に対してはステンレス鋼を使うとして
も他の導体に対しては誘電体被覆として酸化アルミニウ
ムの形成が容易であるという理由で可能な限りアルミニ
ウムを使うと云った類の導電材料で製作されているから
である。便利と明確さのために以下の記述では伝統的表
現、即ち、要素３１ａは第１内側要素、要素３１ｂは第
２内側要素、要素３１ｃは外側要素と云う表現を用いて
言及することにする。

【００１５】第１内側要素と第２内側要素とは、比較セ
ルブッシング３５１とリテーナ管継手３５２とによって
電気的な隔離が保たれる。第１内側要素と第２内側要素
とは物理的にオーバラップしないように共通軸の長手方
向に沿ってそれぞれの位置を占める。さらに、外側要素
３１ｃは、第１内側要素３１ａからはベース組立品３６
によって、第２内側要素３１ｂからはリテーナ管継手３
５３と製品測定セルブッシング３５４とによって電気的
な隔離が保たれる。図３に示すように、外側要素３１ｃ
の直径は第２内側要素３１ｂの直径より大きい。外側要
素３１ｃは、第１内側要素３１ａと第２内側要素３１ｂ
の両者の少なくとも一部ずつを取囲むように置かれ、マ
ルチセンサプローブ組立品の共通軸の長手方向に沿って
伸びている。図３に図解する好適な実施例では、外側要
素３１ｃが本質的には完全に要素３１ａと３１ｂとを取
囲んでいる。当業者なら誰でも、そうしたいと思えば、
マルチセンサプローブ組立品の顕著な機能や特性上の望
ましくない妥協をすることなしに、種々な特殊要求に順
応させるべく、図３に示す要素３１ａ，３１ｂ，３１ｃ
の配置上の部分修正方法を容易に決めることができるで
あろう。

【００１６】上述の如き配置・構造では、第１内側要素
３１ａ、第２内側要素３１ｂおよび外側要素３１ｃの並
列配置は、貯蔵タンク内燃料が一杯になったときに中に
浸入し得るチャンバ３７を形成する。

【００１７】記述の便利と明確さのためにはチャンバ３
７は、比較セルチャンバ３７１と製品測定セルチャンバ
３７２とから構成されているものと見做してよい。比較
セルチャンバは、外側要素３１ｃと第１内側要素３１ａ
とによって下側に伸びるセンサ３１の中でボリュームを
有するものと見てよい。製品測定セルチャンバは従っ
て、外側要素３１ｃと第２内側要素３１ｂとによって下
側に伸びるセンサ３１の中でボリュームを有するものと
見做される。実際的には第２内側要素３１ｂの長さは第
１内側要素３１ａの長さより約２０倍大きく、その直径
はいく分小さいので、比較セルチャンバによって囲まれ
るボリュームは製品測定セルチャンバによって囲まれる
ボリュームよりも非常に小さくなる。

【００１８】運転において、比較セル、従って比較セル
チャンバは燃料タンクの底に向けて配置されているの
で、燃料がタンクに入り、タンク内分量が増えるにつれ
て、製品測定セルチャンバに燃料が入り始める前に燃料
で満たされることになる。意図された条件では、比較セ
ルチャンバは完全に燃料で満たされているが、製品測定
セルチャンバの充満度は勿論タンク内燃料の全分量に依
存する。その結果として、２つの別々に識別できかつ計
量化し得るキャパシタンスが設定されることになる。即
ち、流体の誘電率決定用比較セルキャパシタンスは、
（ｉ）第１内側要素３１ａ、（ii）第１内側要素３１ａ
を効果的に取囲む分だけの外側要素３１ｃ、および（ii
i）比較セルチャンバ内に流入した流体によって確定さ
れる。上述の如く比較セルチャンバは通常は流体で満た
されている。これに対し、製品測定セルキャパシタンス
は、（ｉ）第２内側要素３１ｂ、（ii）第２内側要素３
１ｂを効果的に取囲む分だけの外側要素３１ｃ、および
（iii）タンク内燃料の全量に従って定まる製品測定セ
ルチャンバ内燃料によって確定される。

【００１９】運転において、タンク内燃料の分量は、最
初に比較セル（キャパシタンス）の流体誘電率を定量化
し、次いで製品測定キャパシタンスを定量化することに
よって決定され得る。何故ならば、比較セル（キャパシ
タンス）の流体誘電率はタンク内燃料の分量には無関係
（即ち、通常の状態では比較セルチャンバを満たすに足
るだけの燃料が存在していること）であり、比較セルキ
ャパシタンスが燃料の誘電体特性と周囲タンクの状態即
ち、固定であるかあるいは比較セルキャパシタンスと製
品測定セルキャパシタンスの双方に殆んど同程度の影響
を及ぼすプローブパラメータとを反映するからである。
それ故、比較セルキャパシタンスと製品測定セルキャパ
シタンスと比較することによってタンク内燃料の分量指
示を提供することができる。

【００２０】図３および図４の両方に示されている回路
基板４１の上に用意された回路は、共通制御器２１とセ
ンサ３１，３２，３３を含むマルチセンサプローブ組立
品との間の電気信号およびデータの結合用に使用され
る。

【００２１】センサ３１および手近な測定に関係して、
回路基板４１は第１内側要素３１ａおよび第２内側要素
３１ｂの両方に電流を供給し両方の電圧を監視する働き
をする。回路基板４１と第１内側要素３１ａとの間の電
気的接続は、導体３４内に含まれる配線３４１を通して
行われる。配線３４１は第１内側要素３１ａとの物理的
接触を保持している環状コネクタプレート３９に電気的
接続を有している。同様に、回路基板４１と第２内側要
素３１ｂとの間の電気的接続は、これも導体３４内に含
まれる配線３４２を通して行われる。配線３４２は導電
性リテーナ管継手３５３に取りつけられる。最後に、セ
ンサ３１によってなされる測定においてアースポテンシ
ャルと仮定される外側要素３１ｃは導電性のハウジング
カプラ４２との低抵抗接触を保持する。誘電体の（ある
いは非導電性の）製品測定セルブッシング３５４は、第
２内側要素３１ｂを外側要素３１ｃから電気的に隔離す
るのに役立っている。図４は、回路基板４１を物理的に
も電気的にもハウジングカプラ４２に、従って外側要素
３１ｃに接続するのに使われる導電性フランジ構成要素
４３を示している。

【００２２】それぞれ比較セルおよび製品測定セルに関
連するキャパシタンスの決定には、第１内側要素３１ａ
と第２内側要素３１ｂのそれぞれに抵抗器を通した既知
の電圧（あるいは、これに代わるものとして既知の電
流）を印加すればよい。

【００２３】第１内側要素３１ａと外側要素３１ｃの間
の電圧変化率は、比較セル（のキャパシタンス）の液体
誘電率に対応する。同様に、第２内側要素３１ｂと外側
要素３１ｃの間の電圧変化率は、製品測定セルキャパシ
タンスに対応する。製品測定セルのキャパシタンスは、
上述の如くタンク内燃料の分量によって決定される。既
知量の燃料を示す比較セル（キャパシタンス）の液体誘
電率を製品測定セルキャパシタンスと比較することは、
従ってタンク内燃料の分量を表示することになろう。回
路基板４１の回路はマルチセンサプローブ組立品３のセ
ンサと共通制御器２１との間のインターフェースとして
作動する。

【００２４】本発明の主題に従えば、製品測定セルのキ
ャパシタンスは、タンクからの燃料漏洩検出とか、ある
いは許容最低レベル以下に燃料が落ち込んでしまう原因
と同様な条件の検出に利用できることが判かる。この機
能は、タンク内流体の液位に応じて変化する製品測定セ
ルのキャパシタンスの値の表示によって実施できる。比
較セルキャパシタンスの異常値は、タンク内燃料特性が
既知のキャパシタンス値を示すと考えられる特性値から
変化したあるいは外れた時に現れるであろう。

【００２５】センサ３１の記述を完成させるには多くの
細かいことが残っている。図３およびより詳細に描かた
図６の両方に示す如く、センサ３１は、例えば比較セル
チャンバ３７に浸入する前には燃料に含まれていたよう
なごみの如き粒子をろ過する役割をする複数のマフラま
たはフィルタ６１を備えている。おのおののマフラまた
はフィルタは黄銅で製作されていて欲しく、一般には環
状配置になっている。複数の（望ましいのは６個の）破
砕粒子フィルタ乃至はマフラ６１はベース構成要素３６
の内側の位置で等間隔の円周上配列になっている。

【００２６】図９には、接地くさび３８の内側に円周上
配列の複数の通気穴が認められ、それによって製品測定
セルチャンバ３７２から必要な時に空気が排出される。

【００２７】図１０に見られるように、ハウジングカプ
ラ４２は、製品測定セルチャンバおよび比較セルチャン
バからの通気を行わせる複数の廻り止め帯域を備えてい
る。

【００２８】図３に注意を戻すと、明確化のためにタン
クセンサと云う表現で言及する第２センサ３２が図解さ
れている。上記に示した如く、タンクセンサは、例えば
水のような燃料中の汚染物質の存在を検出する働きをす
る。図３に従えば、タンクセンサ３２はセンサ３１の底
部の端から同軸上に伸びている。特にタンクセンサ３２
は、比較セルの取入れ端に配されて補足的にねじを切ら
れているベース構成要素３６の内面にねじ込まれた第１
ねじ切り端３２１を備える。タンクセンサ３２は、長く
伸びた一般には円筒形の鋼材シャフト３２３の形態を採
る導電性部分を有する。実用上では鋼材シャフトは非導
電性被覆、典型的にはテフロンで覆われる。第２ねじ切
り端３２２が鋼材シャフト３２３の端、即ち第１ねじ切
り端３２１の反対側に配されている。絶縁用のプラスチ
ックセンサ足部３２４が第２ねじ切り端３２２の上にね
じ込まれる。センサ足部３２４の好適な材料はアセチル
プラスチックである。

【００２９】タンクセンサ３２は少なくとも部分的には
流体中に浸漬されるべく設計されている。実際上センサ
足部３２４はタンクの底に在ってマルチセンサプローブ
組立品全体を支えるように意図されている。このように
して、少なくともテフロン被覆の鋼材シャフト３２３を
有するセンサ３２の導電性部分は、タンク内燃料を含め
てキャパシタンスを形成する働きをする。外部からの導
電性要素も加えてタンクセンサキャパシタンスが仕上が
る。もしタンクが鋼材で製作されているならば、タンク
自身がタンクセンサキャパシタンスの仕上げに必要な第
２の（“外部からの”）導体を構成する。この場合、タ
ンク素材が非導電性のときには、タンク壁材は第２の誘
電体となり、タンクセンサキャパシタンスは必要な第２
の導電性要素としての大地によって効果的に構成される
ことになる。いずれの場合にも、（またセンサ３１の動
作理論と同様な方法で）タンク内貯溜燃料はタンクセン
サキャパシタンスの中でも効果的な誘電体を構成するこ
とになる。したがってタンクセンサキャパシタンスの絶
対値は流体の特性によって決定されることになる。特に
重要なことは、タンクセンサキャパシタンスを決定付け
る燃料特性が燃料内汚染物質の存在およびそのレベルに
よって影響されると云うことである。勿論、どの燃料貯
蔵容器においても予想される１つの特別な汚染物質は水
である。

【００３０】一般には比較セルのキャパシタンスおよび
製品測定セルのキャパシタンスを決めるのと同様な方法
で電気信号が回路基板４１から導体３４に内包される配
線３４３を通して供給される。配線３４３はセンサ３２
の端部３２１に電気的に接続される。特別なものとして
電圧パルスがセンサ３２の導電性部分３２３に既知の抵
抗を通して印加されるであろう。導体３２３の電位変化
率の時定数がそれから決定されるであろう。このように
して決定された時定数からタンクセンサキャパシタンス
の絶対値が確定する。もし非汚染燃料によるタンクセン
サキャパシタンスが判明しているならば、それからケー
スバイケースの、あるいは連続的な燃料汚染物質含有量
の評価が得られよう。

【００３１】マルチセンサプローブ組立品はまた、タン
ク内燃料温度を決定するためのサーミスタの形で第３セ
ンサ３３を備えている。図３に示す如く、サーミスタ３
３は比較セル内に、でき得れば比較セル長手方向のほぼ
中央の位置に配置される。サーミスタ３３は配線群導体
３４を通して回路基板４１に繋がれる。サーミスタ３３
から引き出される温度データは回路基板４１上の回路に
伝えられる。センサ３１と３２からのデータに対するの
と同様、回路基板４１は共通制御器２１に対するインタ
ーフェースとして作動する。導体３４２は環状導体要素
３５３への電気的接続を提供する。

【００３２】上記の機能に加えて、マルチセンサプロー
ブ組立品はまた燃料タンクにおけるオーバーフロー条件
の予測および予防用の総合的メカニズムと結び付いてい
る。この機能を提供する装置は図１１〜図１４に図示さ
れており、オーバーフロー装置５１を備えているのが分
かる。特に、オーバーフロー装置５１は、図１１、図１
２に見られるように、ハウジング１１０の外側部分のヒ
ンジドサポートの形で保持されている（図１３参照）。

【００３３】オーバーフロー装置５１は従来からある浮
き玉コック形式で作動する浮揚性フロート５１０を備え
ている。タンク内燃料の液位が上がると、フロート５１
０が例えば時計方向タイプでピボット点の廻りに回転
し、それによって例えば水銀スイッチ５１１を活性化さ
せる。一対の配線５１２は水銀スイッチに接続され、切
迫したオーバーフロー状態を告げる信号を運ぶ。当業者
なら既に配線５１２で運ばれる信号が燃料のオーバーフ
ロー防止のために数多くの方法で利用出来ることを認識
しているであろう。例えば、タンクに燃料を供給する燃
料ポンプが停止されるかも知れないし、あるいはタンク
への取入れバルブが閉鎖されるかも知れない。加えて、
あるいはその代りに、聴覚警報あるいは視覚警報が活性
化されるかも知れない。フロート５１０の構造の詳細は
仮想平面１３−１３で切断された断面図の図１３から理
解されるであろう。図１４はオーバーフロー装置５１が
燃料タンク内に配備される方法を表わしている。

【００３４】したがって、上記に現在自動化燃料貯蔵シ
ステムで使用される創意に富んだマルチセンサプローブ
組立品の好適な実施例であると思うものを記載したが、
当業者には、発明者が意図し、特許請求の範囲に規定し
た発明の範囲を逸脱することなく種々な変化や修正が可
能なことは明白なことであろう。上記内容に則して当業
者ならば、本発明の真髄がキャパシタンスを形成し、そ
の絶対値が燃料自身に関係するパラメータによって決め
られる燃料の誘電率測定を行うべく構成されているマル
チセンサプローブ組立品にあることを認識することであ
ろう。このように設定されたキャパシタンスと誘電体と
はタンク内燃料の分量と燃料中の汚染物質の存在有無と
の両者を決定するのに用いられ、これらの機能は統合組
込形機械式安全装置のオーバーフロー予防装置と結び付
いている。

【００３５】これらの教訓の便益による、機械的には区
別できる実施例を包含しながら尚機能的には同等である
マルチセンサプローブ組立品の設計をすることが可能な
のは明らかである。

【００３６】

【発明の効果】本発明による１組の装置によって便利で
信頼度の高い、燃料貯蔵システム内貯溜燃料の分量、汚
染物質（特に水）の存在、および温度の測定が可能にな
ったが、これは自動化システムとの組合せも柔軟かつ容
易にできる。オーバーフローセンサをも備え、汚染物質
不在の検知も可能であり、作動を求められる条件の反対
局面に対する抵抗力も有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】主題のマルチセンサプローブ組立品が使用され
るあろう燃料貯蔵システムの側面図である。その中にお
いて、特に破断部分で、マルチセンサプローブ組立品の
タンク内配置の様式を図解している。

【図２】図１の２−２断面線に沿った断面矢視図で、典
型的貯蔵システムが多数の貯蔵タンクを含み得ること、
およびそれぞれの貯蔵タンク内で作動するマルチセンサ
プローブ組立品からの信号が共通制御器と連繋され得る
ことを図解している。

【図３】主題のマルチセンサプローブ組立品の断面図で
ある。そこに含まれる別々のセンサ３１，３２，３３の
詳細を図解する。

【図４】ハウジングカプラ４２を以ってマルチセンサプ
ローブ組立品に機械的に結合されている回路基板４１の
斜視図である。

【図５】比較セル３１１に関連するキャパシタンスＱｙ
と、製品測定セル３１２に関連するキャパシタンスＱｘ
の関係様式を示す線図である。比較セルチャンバの長さ
はできれば製品セルチャンバの長さに比べて非常に短か
く（約１／２０で）あって欲しく、しかしながら第１内
側要素のより大きな直径の採用によって結果的には両者
のキャパシタンスが貯蔵タンク燃料不在のとき実質的に
同じ値になっているのが普通である。

【図６】燃料を比較セルチャンバに入れる前に燃料から
粒子を取り除くのに使用するマフラ６１の断面図であ
る。

【図７】図３の断面線７−７に沿った、マフラ６１を取
付けるベース構成要素３６の断面図である。

【図８】外側要素３１ｃと第２内側要素３１ｂとの同心
配置を示す断面図である。

【図９】図３の断面線９−９に沿った、外側要素３１
ｃ、接地くさび３８、導電性ハウジングカプラ４２、非
導電性製品測定セルブッシング３５４、リテーナ管継手
３５３を示す断面図である。

【図１０】接地くさび３８を含む導電性ハウジングカプ
ラ４２の斜視図である。

【図１１】フロート５１０と水銀スイッチ５１１を含む
オーバーフロー装置がハウジング１１０に支持される方
法を示す図である。

【図１２】オーバーフロー装置が上昇液位に反応する様
子を図解する断面図である。

【図１３】図１１の断面線１３−１３に沿った、フロー
ト５１０とハウジング１１０の断面図である。

【図１４】オーバーフロー装置５１のマルチセンサプロ
ーブ組立品内における位置を図解する典型的貯蔵タンク
の断面図である。

【符号の説明】

３ マルチセンサプローブ組立品 １０ 燃料タンク ２１ 共通制御器 ３１ 比較および流体分量センサ ３１ａ 第１内側要素 ３１ｂ 第２内側要素 ３１ｃ 外側要素 ３２ 汚染物質存在検出センサ ３３ 温度センサ ３４ 配線群導体 ３６ ベース組立品 ３７ 比較および製品測定セルチャンバ ３８ 接地くさび ３９ 環状コネクタプレート ４１ 回路基板 ４２ ハウジングカプラ ４３ 導電性フランジ構成要素 ５１ オーバーフロー装置 １１０ ハウジング ３１１ 比較セル ３１２ 製品測定セル ３２１ タンクセンサ第１ねじ切り端 ３２２ タンクセンサ第２ねじ切り端 ３２３ 鋼材シャフト ３２４ プラスチックセンサ足部 ３４１ 配線 ３４２ 配線 ３４３ 配線 ３５１ 比較セルブッシング ３５２ リテーナ管継手 ３５３ リテーナ管継手 ３５４ 製品測定セルブッシング ３７１ 比較セルチャンバ ３７２ 製品測定セルチャンバ ５１０ フロート ５１１ 水銀スイッチ ５１２ 配線

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器内にある流体の事前決定属性をそれ
   ぞれ測定する複数個のセンサを含み以下のものを備える
   マルチセンサプローブ組立品：前記流体の誘電率を決定
   する第１センサ手段；および前記第１センサ手段からは
   間隔を置き、流体誘電率の知識を用いて容器内流体の液
   位の表示信号を提供する第２センサ手段。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記第１センサ手段
   が容量性比較セルを備え、前記第２センサ手段が容量性
   製品測定セルを備え、前記製品測定セルに拘わるキャパ
   シタンスが前記流体の分量に応じて変化し、該流体の分
   量が（ｉ）前記比較セルに拘わるキャパシタンスの大き
   さ（ii）前記製品測定セルに拘わるキャパシタンスの大
   きさとの量的関係により表示されるマルチセンサプロー
   ブ組立品。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記第１センサ手段
   と前記第２センサ手段とが一緒になって共通軸の廻りに
   配されて互いに同心で長く伸びた複数の円筒形要素を構
   成し、該円筒形要素が第１内側要素と第２内側要素とを
   備えるも両要素が互いに電気的に隔離されしかも物理的
   なオーバーラップを避ける形で共通軸長手方向沿いのそ
   れぞれの位置を占め、さらに前記複数の円筒形要素が前
   記第１内側要素と前記第２内側要素とから電気的に隔離
   された外側要素を備え、該外側要素が前記第１内側要素
   および前記第２内側要素よりも大きな直径を有しかつ前
   記第１内側要素と前記第２内側要素両者の少なくとも一
   部ずつを取囲むように共通軸長手方向沿いの位置を占め
   て成るマルチセンサプローブ組立品。
4. 【請求項４】 請求項３において、前記第１内側要素お
   よび第２内側要素と前記外側要素とがチャンバを形造る
   ように並列に配置され、該チャンバの中には測定用流体
   が流入し得るようになっていて、流体の分量が増加する
   ときに前記外側要素と前記第２内側要素とによって定義
   されるチャンバ部分より先に前記第１内側要素と前記外
   側要素とによって定義されるチャンバ部分が前記流体で
   満たされるような構成を有して成るマルチセンサプロー
   ブ組立品。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記比較セルが前記
   第１内側要素と、該第１内側要素を取囲む分だけの前記
   外側要素と、該第１内側要素と該外側要素とで定義され
   る前記チャンバ部分を満たす分だけの前記流体とを備
   え、前記製品測定セルが前記第２内側要素と、該第２内
   側要素を取囲む分だけの前記外側要素と、該外側要素と
   該第２内側要素とで定義される前記チャンバ部分の中に
   満たされているだけの分の前記流体とを備えて成るマル
   チセンサプローブ組立品。
6. 【請求項６】 請求項５において、さらに、前記外側要
   素に機械的に繋がれてそのそばに置かれ、前記第１内側
   要素と第２内側要素とに電流を送って前記第１内側要素
   と前記外側要素との間および前記第２内側要素と前記外
   側要素との間の電圧監視を行うべく前記第１内側要素と
   前記第２内側要素との両方に複数の導体要素を介して電
   気的接続を有する回路基板を備えて成るマルチセンサプ
   ローブ組立品。
7. 【請求項７】 請求項６において、前記回路基板がハウ
   ジングカプラと接地くさびとを通して前記外側要素に接
   続されて成るマルチセンサプローブ組立品。
8. 【請求項８】 請求項２において、前記第２センサ手段
   が前記比較セルの先端で同軸上に延びていて少なくとも
   部分的には前記流体中に浸漬されている導電性部分を備
   え、前記第２センサ手段の導電性部分が前記流体と外部
   の導電性要素と一緒になって容量性要素を実際に機能す
   るように形成し、該容量性要素のキャパシタンスが前記
   流体の特性によって決定されるように作動するマルチセ
   ンサプローブ組立品。
9. 【請求項９】 請求項８において、前記容量性要素のキ
   ャパシタンスが流体中の水の分量によって定まる作動を
   するマルチセンサプローブ組立品。
10. 【請求項１０】 以下のものを備えて容器内貯溜流体に
    関する複数の属性を決定するマルチセンサプローブ組立
    品：前記容器内流体の特性によって確定するキャパシタ
    ンスから比較誘電率を決定する比較セル手段；および前
    記容器内貯溜流体の分量が前記比較誘電率の、製品測定
    キャパシタンスに対する量的関係で決定できるよう、前
    記容器内貯溜流体の分量によって確定する製品測定キャ
    パシタンスを決定する製品測定セル手段。
11. 【請求項１１】 容器内貯溜流体の誘電率を決定する第
    １センサ手段と、前記第１センサ手段と組合わされ、容
    器内貯溜流体の分量を決定する第２センサ手段と、液面
    が前記容器内の特定レベルに達したときに指示用電気信
    号を発現する機械的液面低下手段とを備えるマルチセン
    サプローブ組立品。
12. 【請求項１２】 以下のステップを含む容器内貯溜流体
    分量の監視方法： （ａ）少なくとも部分的に前記流体中に浸漬され、
    （ｉ）前記流体のキャパシタンス特性によって確定する
    比較誘電率を決定する比較セルと（ii）前記流体のキャ
    パシタンス特性と前記容器内貯溜流体の分量によって確
    定する製品測定キャパシタンスを決定する製品測定セル
    とを備えるマルチセンサプローブ組立品を前記容器内に
    保持させるステップ； （ｂ）前記流体を前記比較セル内チャンバに浸入させて
    実質的に満たし、また前記容器内流体分量に依存して前
    記製品測定セル内チャンバにも前記流体を満たすステッ
    プ； （ｃ）比較セルに電気信号を供給し、比較値を確定する
    ステップ； （ｄ）製品測定セルに電気信号を供給し、製品測定値を
    決定するステップ；および （ｅ）前記容器内流体の分量を決定するために前記比較
    値を前記製品測定値と比較するステップ。