JPH0614926U - 体積測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 圧電素子を取付けた振動板とプリント基板との間にマイ
ク空気室を形成し、このマイク空気室を外部と連通せし
めるための連通孔を設けたマイクロホンを具備せしめ、
該マイクロホンの空気室を上記連通孔を通してメインタ
ンク又は補正タンクの内部へ連通せしめて該マイクロホ
ンにおける振動板への異常な圧迫力が作用されないよう
にして、耐久性と信頼性を高めることができるマイクロ
ホンを設備す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用いられている第１のマイクロホン６及 び第２のマイクロホン７の構造は、図２に示すように、両端が開口する円筒状ケ ース１６の一側開口内部に、圧電素子１７を適宜接着剤により固定した振動板１ ８の周縁部が、支持部材１９により固定保持されており、また上記ケース１６の 他側開口内部には、回路素子２０を配線してなるプリント基板２１の周縁が固定 されている。そして上記振動板１８とプリント基板２１との間はマイク空気室２ ２に形成されていて、このマイク空気室２２は、プリント基板２１に設けられた オリフィス２３によりマイクロホン外部すなわち大気に通じさせる構造であるた め、例えばメインタンク４内に入れられている燃料等の被測定物が、気温の上昇 によって高温度となって、該メインタンク内の圧力が上昇されると、そのマイク ロホンの振動板１８が、図２において矢方向からの圧迫作用を受けるために、そ の圧迫作用によって、振動板１８の感度が低下して、測定の信頼性、及び耐久性 が悪くなるという問題点があった。

【００３２】

【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、圧電素子を取付けた 振動板とプリント基板との間にマイク空気室を形成し、このマイク空気室を外部 と連通せしめるための連通孔を設けたマイクロホンを具備せしめ、該マイクロホ ンの空気室を上記連通孔を通してメインタンク又は補正タンクの内部へ連通せし めて該マイクロホンにおける振動板への異常な圧迫力が作用されないようにして 、耐久性と信頼性を高めることができるマイクロホンを設備する体積測定装置を 提供することにある。

【００３３】

【実施例】

以下に本考案を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。なお、この体積 測定装置に使用し得るマイクロホンとしてはコンデンサマイクロホン、ダイナミ ックマイクロホン、セラミックマイクロホンのいずれかを選択的に使用すること ができるが、本実施例においてはその中のセラミックマイクロホンを例として説 明する。

【００３４】 図３において、３０は上記体積測定装置に使用されるマイクロホンであって、 ３１は両端が開口する円筒状のマイクケースを示し、この円筒状マイクケース３ １の一側開口内部には圧電素子３２を接着剤により固着せしめた振動板３３の周 縁部が支持部材３４により気密に固定保持されている。また上記ケース３１の他 側開口内部には、従来例で述べたと同様の回路素子３５を配設してなるプリント 基板３６の周縁部が気密に固定されており、従って振動板３３とプリント基板３ ６との間にマイク空気室３７が形成されている。また前記マイクケース３１と支 持部材３４には、マイク空気室３７と外部とを連通せしめるための連通孔３８を 設けたものである。

【００３５】 かかる構造の２個のマイクロホン３０を体積測定装置に設備するには、図４に 示す如く、メインタンク４と補正タンク５とを区分形成する区分壁３９に、メイ ンタンク４内に位置される第１のマイクロホン３０−１と、補正タンク５内に位 置される第２のマイクロホン３０−２を夫々背合せにして固定し、さらに第１の マイクロホン３０−１に設けられている連通孔３８は、メインタンク４内に開口 位置させ、また第２のマイクロホン３０−２に設けられている連通孔３８は補正 タンク５内に開口位置させているものである。

【００３６】 このように、本実施にあっては、体積測定装置のメインタンク４側と補正タン ク５側に夫々設備するマイクロホン３０−１、３０−２に設けられている連通孔 ３８を、メインタンク４、補正タンク５の内部に開口せしめたものであるから、 それらマイクロホン３０−１及び３０−２の内部と外部とは、メインタンク及び 補正タンクの内部圧が略同等に作用されるために、そのメインタンク及び補正タ ンク内の気圧が変動しても、各マイクロホンの振動板３３が圧迫されることがな く、有効な振動作用が生起されるために、信頼性と耐久性に優れた体積測定装置 が提供できる。

【００３７】

【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一のマイクロホン３０−１と、前記補正タンク内の圧力変 動を検出する第二のマイクロホン３０−２と、前記第一のマイクロホンの検出信 号の振幅値を検出する第一の振幅検出回路９と、前記第二のマイクロホンの検出 信号の振幅値を検出する第二の振幅検出回路１１と、該第二の振幅検出回路の出 力を前記第一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内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、前記の２個のマイクロホン３０−１、３０−２は、マイクロ ホンの空気室とマイクロホンの外部とを結ぶ連通孔３８を有し、該連通孔３８は 補正タンクまたはメインタンク内に開放する体積測定装置であるから、これによ れば、体積測定装置のメインタンク４側と補正タンク５側に夫々設備するマイク ロホン３０−１、３０−２に設けられている連通孔３８を、メインタンク４、補 正タンク５の内部に開口せしめたものであるから、それらマイクロホン３０−１ 及び３０−２の内部と外部とは、メインタンク及び補正タンクの内部圧が略同等 に作用されるために、そのメインタンク及び補正タンク内の気圧が変動しても、 各マイクロホンの振動板３３が圧迫されることがなく、有効な振動作用が生起さ れるために、信頼性と耐久性に優れた体積測定装置が提供できるという効果があ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】体積測定装置の全体構造説明図。

【図２】体積測定装置に使用されている従来例のマイク
ロホン構造説明図。

【図３】本考案実施例のマイクロホンの構成説明図。

【図４】本考案実施例のマイクロホンを取付けた体積測
定装置の要部構造説明図。

【符号の説明】

３０…マイクロホン ３１…マイクケース ３２…圧電素子 ３３…振動板 ３４…支持部材 ３５…回路素子 ３６…プリント基板 ３７…マイク空気室 ３８…連通孔

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一のマイクロ
   ホン（３０−１）と、前記補正タンク内の圧力変動を検
   出する第二のマイクロホン（３０−２）と、前記第一の
   マイクロホンの検出信号の振幅値を検出する第一の振幅
   検出回路（９）と、前記第二のマイクロホンの検出信号
   の振幅値を検出する第二の振幅検出回路（１１）と、該
   第二の振幅検出回路の出力を前記第一の振幅検出回路の
   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内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、前記の２個の
   マイクロホン（３０−１）、（３０−２）は、マイクロ
   ホンの空気室とマイクロホンの外部とを結ぶ連通孔（３
   ８）を有し、該連通孔（３８）は補正タンクまたはメイ
   ンタンク内に開放することを特徴とする体積測定装置。