JPH0614921U - 体積測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 体積測定装置における補正タンク内で生じた液化燃料が
スピーカの振動板上に溜まることがないようにするた
め、上記スピーカの振動板面が垂直方向となるように配
置してなる体積測定装置を提供することにある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、タンク内に入れられた液体の体積（容量）を、メインタンクと補正 タンクとに夫々設けた第１のマイクロホン及び第２のマイクロホンと、メインタ ンクと補正タンクとの体積を変化せしめる体積変化手段を用いて測定する体積測 定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

この種の体積測定装置として、例えば特願平１−２７８０８号（特開平２−２ ０６７２３号公報）による出願を済ませている。この考案の理解を容易ならしめ るため、上記出願の体積測定装置の基本構造を図１に基いて説明する。

【０００３】 １はスピーカ（体積変化手段）であり、この体積変化手段には増幅器２を介し て発振器３が接続されている。この体積変化手段によりメインタンク４と補正タ ンク５が仕切られるように構成されている。さらにそのメインタンク４側にはコ ンデンサマイク（第１のマイクロホン）６が設けられ、また補正タンク５側には 上記第１のマイクロホンより感度が低いダイナミックマイクロホン（第２のマイ クロホン）７が設けられている。（なお第２のマイクロホンは、コンデンサマイ クロホンの受信面の全面に、例えば微細孔を有するテープ等を貼着して、ダイナ ミックマイクロホンと同等の感度を持たせて構成してもよい。）また前記スピー カ１は、所定の角周波数ω₀ で駆動する。

【０００４】 ここで補正タンク５の容積をＶ₂ 、メインタンク４内の気体の体積をＶ₁ 、メ インタンク４内の液体の体積をＶ_L 、メインタンク４内の気体の体積Ｖ₁ とメイ ンタンク４内の液体の体積Ｖ_L の和をＶ_T （メインタンク４の全容積）とする。

【０００５】 補正タンク５の圧力変化ΔＰ₂ （ｔ）は、

【０００６】

【数１】

【０００７】 となる。

【０００８】 またメインタンクの圧力変化ΔＰ₁ （ｔ）は、

【０００９】

【数２】

【００１０】 となる。

【００１１】 ここで、補正タンク５の圧力変化の振幅値をＡ₂ 、メインタンク４の圧力変化の 振幅値をＡ₁ とすると、これらの振幅値の比は式（３ａ），（３ｂ）より

【００１２】

【数３】

【００１３】 となる。

【００１４】 これより

【００１５】

【数４】

【００１６】 となり、メインタンク４内に収納された液体の体積Ｖ_L は

【００１７】

【数５】

【００１８】 となる。

【００１９】 なお、ΔＶは予め実験により求めておくものとする。

【００２０】 次に上記原理に基づいて本発明による具体的実施例の説明をする。

【００２１】 補正タンク５とメインタンク４との間にスピーカ（体積変化手段）１を置いた もので、また、メインタンク４と補正タンク５の静圧を等しくするため、両タン ク５，４間がオリフィス１３を有する細いパイプ１４で接続され、メインタンク ４と補正タンク５とが大気圧の影響を受けないように、略完全に閉じられた系と なっているため、スピーカ１の駆動角周波数ω₀ がゆっくりした大気圧の変化に 比べて非常に大きく、また通気孔１５における流体抵抗が非常に大きいことによ り、スピーカ１の駆動中は通気孔１５が塞がれているように作用するので、タン ク４，５内の気圧はタンク４，５内外の気圧差による影響を全く受けない。ここ でこのパイプ１４の圧力伝達の時定数は、スピーカ１による補正タンク５の圧力 変化の時定数よりも十分大きく、またタンク４，５外の大気圧、すなわち絶対圧 力の圧力変化の時定数より十分小さいものとする前提のもので、スピーカ１を角 周波数ω₀ で駆動すると、補正タンク５の圧力変化ΔＰ₂ （ｔ）は、

【００２２】

【数６】

【００２３】 となる。メインタンク（４）が剛体のとき圧力変化ΔＰ₁ （ｔ）は次のようにな る。

【００２４】

【数７】

【００２５】 となる。

【００２６】 すなわち、スピーカ１によって、メインタンク４と補正タンク５の夫々の体積 がｖ₀ ｓｉｎω₀ ｔだけ角周波数ω₀ で規則的に変動させられると、メインタン ク４内と補正タンク５内の夫々の圧力変動は夫々のタンク４，５に取付けられた コンデンサマイクロホン６、ダイナミックマイクロホン７によって検出され、メ インタンク４の圧力変動を検出したコンデンサマイクロホン６の出力は、ゲイン １、中心角周波数ω₀ のバンドパスフィルタ８によって角周波数ω₀ の信号成分 が抽出され、その後、第２の振幅検出器９に供給され、

【００２７】

【数８】

【００２８】 が検出され出力される。また補正タンク５の圧力変動を検出したダイナミックマ イクロホン７の出力は、ゲインＶ₁ 倍、中心角周波数ω₀ のバンドパスフィルタ １０によって角周波数ω₀ の信号成分のみがＶ₁ 倍されて抽出され、その後第１ の振幅検出器１１に供給され、γＰ₀ ｖ₀ が検出され出力される。その後、第１ の振幅検出器１１からの出力γＰ₀ ｖ₀ は、第２の振幅検出器９からの出力

【００２９】

【数９】

【００３０】 で割算器１２によって除算され、メインタンク４の気体の体積Ｖ₁ が算出され、 その演算結果は、引算器２４に供給され、設定されたメインタンク４の全容積Ｖ _T から引算され、その結果メインタンク４内に収納された液体等の体積Ｖ_L が算 出される。

【００３１】

【考案が解決しようとする課題】

ところが上記構成の体積測定装置に設けられているスピーカ１にあっては、そ のスピーカ１の振動板１−１が、水平方向となるように配置されているために、 例えば、この体積測定装置を自動車用燃料タンクの燃料量計測装置として用いた 場合に、例えばエンジンの加熱、あるいは気温の加熱等によるタンク内燃料の加 熱とその後の冷却が繰返しなされると、加熱時に補正タンク５内で気化されてい る燃料が冷却時に液化される。すなわち、エンジンの始動後、燃料タンク内の燃 料は燃料ポンプによりエンジン燃料噴射装置に向けて送出されるが、燃料噴射装 置で消費されなかった燃料の余りはエンジン付近の熱により加熱されて燃料タン クに戻ってくる。この結果、燃料タンク内の燃料は加熱され、温度が上昇する。

【００３２】 一方で、蒸発した燃料蒸気はメインタンクと補正タンクの圧力を調整するため のオリフィスを通って補正タンク内に侵入するが、エンジン停止後の自然冷却に より液化する。この液化燃料（結露）がスピーカの振動板１−１上に溜り、そし てこの振動板１−１の内側上に溜まる液化燃料が多くなると、その液化燃料の重 量でスピーカ１の体積変化動作に支障を起して、体積測定精度が低下し、またス ピーカ１のボイスコイルと振動板を結合している接着剤の接着強度を劣化せしめ るという問題点があった。

【００３３】

【課題を解決するための手段】

本考案は、かかる従来の問題点に着目してなされたもので、体積測定装置にお ける補正タンク内で生じた液化燃料がスピーカの振動板上に溜まることがないよ うにするため、上記スピーカの振動板面が垂直方向となるように配置して、上記 問題点を解消する体積測定装置を提供することにある。

【００３４】

【実施例】

以下に本考案を図２に示す実施例に基いて詳細に説明するが、本実施例の構造 と従来例で説明した構造との同一部分は、従来例で使用した符号を付して、その 同一構造部分の説明は省略する。

【００３５】 つまり本考案は、スピーカの取付け構造について特長を有するものであるから 、そのスピーカの構造及びその取付け構造について説明する。

【００３６】 スピーカ３０には、環状のヨーク３１と、このヨーク３１とプレート３２によ って、ヨーク３１の周縁部に環状のマグネット３３が固定されている。さらにこ のマグネット３３を挟持するヨーク３１及びプレート３２は、環状のフレーム３ ４により一体に固定保持されている。３５は環状フレーム３４の周縁に固定リン グ３６で挟持されている振動板であって、この振動板３５の中央部には、ボイス コイル３７を巻回保持するボビン３８が固定されており、このボビン３８はヨー ク３１に設けられている環状透孔３９を遊嵌して、マグネット３３の内周面とヨ ーク３１の軸部との間に形成される空間部４０内に臨むように位置されている。 ４１は上記ヨーク３１に設けられていて、前記空間部４０内に通じさせており、 その空間部４０内に生じた凝結液（結露）をヨーク外へ排出せしめるための排出 口である。

【００３７】 以上は、スピーカ３０の構造であるが、次にそのスピーカ３０の取付構造につ いて述べると、４２はメインタンク４の内部に補正タンク５を形成するための補 正タンク壁であって、この補正タンク壁４２の垂直壁には、開口部４３が形成さ れており、この開口部４３を、前記のスピーカ３０の振動板３５で閉塞するよう にして、補正タンク５内にスピーカ３０が固定されているものである。また補正 タンク壁４２の外側面及び内側面には、第１のマイクロホン６及び第２のマイク ロホン７が取付けられており、さらに補正タンク壁４２の底壁面には、補正タン ク５内で結露した液体をメインタンク４内に排出せしめるための細孔４４が穿設 されている。尚４５は、環状フレーム３４の振動板３５取付部に設けられている 排出口である。

【００３８】 以上が本実施例の構成であって、次にその作用について述べると、上記構成の スピーカ３０、振動板３５は、補正タンク５を形成するための補正タンク壁４２ の垂直壁に形成した開口部４３を閉塞するようにして設けられていることから、 そのスピーカの振動板３５は垂直方向に位置されることになる。従って振動板３ ５上に、結露液が溜まることがなく、振動板３５の振動作用が損なわれることが なく、正確なスピーカ動作が期待できる。

【００３９】 なおスピーカ３０の空間部４０内で結露した液体は排出口４１と他に設けられ ている排出口４５を経てスピーカ外部へ排出されるので振動板３５の内側面にお いても結露による振動板３５の弊害はない。

【００４０】 このように本実施例にあっては、補正タンク５内に固定するスピーカ３０の振 動板３５が垂直方向に位置されるように配置せしめたものであるから、タンク内 で結露した液体が、振動板３５上に溜まることがなく、これによって補正タンク 及びメインタンク内の気圧差によるスピーカの振動作用が有効かつ正確になされ 、信頼性と耐久性に優れた体積測定装置が得られる。

【００４１】

【考案の効果】

以上のように本考案は、メインタンク４と該メインタンクの容積よりも小さい 容積の補正タンク５との間に介装されかつメインタンク及び補正タンクの夫々の 体積を所定の周波数で変動せしめる体積変化手段１と、前記メインタンク内の圧 力変動を検出する第１のマイクロホン６と、前記補正タンク内の圧力変動を検出 する第２のマイクロホン７と、前記第１のマイクロホンの検出信号の振幅値を検 出する第１の振幅検出回路９と、前記第２のマイクロホンの検出信号の振幅値を 検出する第２の振幅検出回路１１と、該第２の振幅検出回路の出力を前記第１の 振幅検出回路の出力で除算する割算器１２とを備え、該割算器の出力に基づいて 前記メインタンクに収納された被測定体の体積を測定する体積測定装置において 、体積変化手段としてスピーカ３０を使用し、かつ該スピーカの振動板３５が垂 直方向に位置されるように配置した体積測定装置であるから、これによれば、タ ンク内で結露した液体が、振動板３５上に溜まることがなく、これによってスピ ーカの振動作用による補正タンク及びメインタンク内の圧力変化が有効かつ正確 になされ、信頼性と耐久性に優れた体積測定装置が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例の体積測定装置の全体構造説明図。

【図２】本考案実施例の体積測定装置の要部構造説明
図。

【符号の説明】

３０…スピーカ ３１…ヨーク ３２…プレート ３３…マグネット ３４…フレーム ３５…振動板 ３６…固定リング ３７…ボイスコイル ３８…ボビン ３９…環状透孔 ４０…空間部 ４１…排出口 ４２…補正タンク壁 ４３…開口部 ４４…細孔 ４５…排出口

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 メインタンク（４）と該メインタンクの
   容積よりも小さい容積の補正タンク（５）との間に介装
   されかつメインタンク及び補正タンクの夫々の体積を所
   定の周波数で変動せしめる体積変化手段（１）と、前記
   メインタンク内の圧力変動を検出する第１のマイクロホ
   ン（６）と、前記補正タンク内の圧力変動を検出する第
   ２のマイクロホン（７）と、前記第１のマイクロホンの
   検出信号の振幅値を検出する第１の振幅検出回路（９）
   と、前記第２のマイクロホンの検出信号の振幅値を検出
   する第２の振幅検出回路（１１）と、該第２の振幅検出
   回路の出力を前記第１の振幅検出回路の出力で除算する
   割算器（１２）とを備え、該割算器の出力に基づいて前
   記メインタンクに収納された被測定体の体積を測定する
   体積測定装置において、体積変化手段としてスピーカ
   （３０）を使用し、かつ該スピーカの振動板（３５）が
   垂直方向に位置されるように配置したことを特徴とする
   体積測定装置。