JPH06347309A

JPH06347309A - 液量計測装置

Info

Publication number: JPH06347309A
Application number: JP13710593A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Niwano; 佳昭庭野
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1993-06-08
Filing date: 1993-06-08
Publication date: 1994-12-22
Anticipated expiration: 2018-01-07
Also published as: JP3362916B2

Abstract

(57)【要約】【目的】シリンダー内の液体量を自動的に低誤差で計
測できる液量計測装置を提供すること。【構成】メスシリンダー１２内に環状の浮揚体122 と
受光板123 とからなるフロート121 を備え、レーザー変
位計１３から垂直に受光板123 にレーザー光を照射し、
受光板123 上のレーザー光照射位置Ａ（Ａ’）の変化に
よってフロート121 の位置を検出し、この検出位置に基
づいて演算表示器１４によりメスシリンダー１２内の液
体量を算出して表示する。また、フロート121 の外径を
メスシリンダー１２の内径よりもやや小さく形成してお
く。【効果】環状の浮揚体122 を用い、かつ、液体の表面
張力を利用することにより、受光板123 を常に水平に維
持することができると共に、液体の表面張力を利用する
ことにより、メスシリンダー１２の内面とメスシリンダ
ー内面よりやや小さく設定されたフロート121 の間に隙
間ができ摺動抵抗がなくなり、正確な液量を測定するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリンダー内に流入し
た液体の容積を計測する液量計測装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ゴムホースの体積膨張率の測定
は、ゴムホース内に油等の液体を充填し、温度変化或い
は圧力変化に対するゴムホース内の液体の変化量を検出
することにより行われている。この際、ゴムホース内の
液体の変化量は、液量計測装置によって計測される。

【０００３】図２は、前述した体積膨張率の測定装置の
一例を示す要部構成図である。図において、１は測定対
象となるゴムホース、２は加圧装置、３，４は測定弁、
５は液量計測装置である。ゴムホース１の一端１ａは測
定弁３を介して加圧装置２に接続され、他端１ｂは測定
弁４を介して液量計測装置５に接続されている。

【０００４】液量計測装置５は、低面に液体の流通口６
ａを有するメスシリンダー６からなり、流通口６ａが測
定弁４に接続されている。

【０００５】前述の構成によれば、ゴムホース１の体積
膨張量を測定する際には、測定弁３、測定弁４を開放
し、加圧装置２によりゴムホース１に液体を充填すると
共に、メスシリンダー６の所定位置まで液体を満たした
後、測定弁４を閉鎖し、加圧装置２によりゴムホース１
内に充填する液体の圧力を、規定の圧力上昇条件にて所
定の圧力まで変化させる。次いで、ゴムホース１内の液
体の圧力を所定の時間保持した後、測定弁３を閉鎖、測
定弁４を開放の順で行う。これにより、ゴムホース１内
の液圧が開放され、周囲の気圧と等しくなるため、ゴム
ホース１が収縮し、メスシリンダー１２の液量が変化す
る。規定時間経過後、測定弁４を閉鎖し、メスシリンダ
ー１２の液量増加分を目視により測定していた。

【０００６】前述の体積膨張量測定は通常常温で実施さ
れるが、膨張量の温度依存性を調べるために、恒温槽付
測定装置を使用し体積膨張量を測定する場合もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た液量計測装置５においては、メスシリンダー６内の液
量を目視によって読み取るため、個人差による影響を受
けて読取誤差が生じることが多々あり、正確な測定を行
うことができなかった。

【０００８】また、読取誤差の低減を図るために、図３
に示すようなポテンショメータ７付きのシリンダー８を
備えた液量計測装置９も一時用いられた。ポテンショメ
ータ７は、周知のように機械的な変化量に対応して抵抗
値を変化させるものであり、液量計測装置９においては
シリンダー８内の液量に対応してピストン８ａが移動
し、これに伴いピストン８ａに連結されたポテンショメ
ータ７の可動片７ａが抵抗体７ｂに沿って摺動する。こ
れにより、ピストン８ａの移動量に対応して可動片７ａ
と抵抗体７ｂの一端との間の抵抗値が変化するので、こ
の抵抗値を読み取ることによりシリンダー８内の液量を
検出することができる。

【０００９】しかし、前述したポテンショメータ７を備
えた液量計測装置９においても、読取誤差を許容値内に
収めることができなかった。即ち、シリンダー８とピス
トン８ａとの間及び可動片７ａと抵抗体７ｂとの間に機
械的な摺動抵抗が発生し、これにより誤差が生じてい
た。

【００１０】本発明の目的は上記の問題点に鑑み、シリ
ンダー内の液体量を自動的に低誤差で計測できる液量計
測装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために請求項１では、下部に測定対象となる液体
の流通口を有すると共に、上部が開口された上下方向に
延びるシリンダーを備え、該シリンダー内に流入した液
体の量を計測する液量計測装置において、前記シリンダ
ー内の液面に浮かび、所定面積の水平な受光面を有する
フロートと、前記シリンダーの開口部上方に配置され、
前記フロートの受光面に向けてレーザー光を照射するレ
ーザー光発生部と、前記シリンダーの開口部上方に配置
され、前記フロートの受光面から拡散されたレーザー光
に基づいて、前記フロートの位置を検出する位置検出手
段と、該位置検出手段による検出結果に基づいて、前記
シリンダー内の液体の量を算出する演算手段と、該演算
手段の演算結果を出力する出力手段とを設けた液量計測
装置を提案する。

【００１２】また、請求項２では、請求項１記載の液量
計測装置において、前記フロートは、環状の浮揚体と、
該浮揚体上に固定され上面に受光面を有する受光板とか
ら構成される液量計測装置を提案する。

【００１３】

【作用】本発明の請求項１によれば、シリンダー内部に
液体が流入すると、該液体の表面にフロートが浮かび、
該フロートはシリンダー内の液量の変化に対応して上下
に移動する。また、レーザー光発生部によって前記フロ
ートの受光面に対してレーザー光が照射され、該受光面
から拡散されたレーザー光に基づいて、位置検出手段に
より前記フロートの位置が検出される。さらに、前記位
置検出手段によって検出された前記フロートの位置に基
づいて、演算手段により前記シリンダー内の液体の量が
算出され、該算出結果が出力手段によって出力される。
従って、レーザー光により非接触で前記シリンダー内の
液体量を検出することができる。

【００１４】また、請求項２によれば、環状の浮揚体、
及び該浮揚体上に固定され上面に受光面を有する受光板
から前記フロートが構成される。ここで、前記浮揚体は
環状をなしているため、その浮力は環状に作用し、前記
浮揚体が不安定状態になったときにおける前記浮揚体の
重心と前記浮力の中心との距離を大きくとることができ
る。

【００１５】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説
明する。図１は、本発明の液量計測装置を用いたゴムホ
ースの膨張率測定装置の要部を示す構成図である。図に
おいて、前述した従来例と同一構成部分は同一符号をも
って表しその説明を省略する。また、従来例と本実施例
との相違点は、レーザー光を用いた液量計測装置１１を
備えたことにある。

【００１６】液量計測装置１１は、メスシリンダー１２
及びフロート121 、メスシリンダー１２の上部に配置さ
れたレーザー変位計１３、フロート121 の変位量を液量
に演算、表示する演算表示器１４から構成されている。

【００１７】メスシリンダー１２は、所定の内径を有
し、低部に液体の流通口１２ａが形成されると共に上面
が開口された円筒形状をなし、その内部にはフロート12
1 が備えられている。フロート121 は、図４(a) の平面
図及び図４(b) の側面断面図に示すように、例えば所定
の厚さを有する環状の発泡樹脂からなる浮揚体122 と、
浮揚体の上面に固定された円形状の薄い受光板123 とか
ら構成され、浮揚体122の上面外径はメスシリンダー１
２の内径よりもやや小さく形成されている。また、浮揚
体122 の外周面はテーパー形状に形成され、下面外径は
上面外径よりも小さく形成されている。さらに、受光板
123 は、その外径が浮揚体122 の上面外径と等しく形成
され、受光板123 の上面は後述するレーザー光の照射位
置が容易に判別できる色を有すると共に、浮揚体122 に
接しない領域内の所定位置に空気抜き用の貫通孔124 が
形成されている。

【００１８】レーザー変位計１３は、図５に示すよう
に、半導体レーザーからなるレーザー光照射部131 、レ
ンズ132 、一次元配列のＣＣＤからなる光検出器133 か
ら構成されている。

【００１９】レーザー光出射部131 はその射出光がメス
シリンダー１２内のフロート121 の受光板123 上面に垂
直に照射できる位置に配置されている。また、レンズ13
2 及び光検出器133 は、レンズ132 によって受光板123
上のレーザー光の照射位置Ａを光検出器133 上に結像で
きる位置に配置され、フロート121 の上下方向の移動に
対応して光検出器133 上の結像位置ＢがＣＣＤ素子上を
移動するように設定されている。

【００２０】演算表示器１４は光検出器133 の出力信号
を入力して、前述したレーザー光の照射位置Ａに対応す
る結像位置Ｂを検出し、この結像位置Ｂからフロート12
1 の位置を算出すると共に、メスシリンダー１２内の液
量を演算し、、演算結果を表示する。

【００２１】次に、前述の構成よりなる本実施例の動作
を図１及び図５を参照して説明する。圧力に対するゴム
ホース１の体積膨張量を測定する際には、測定弁３、測
定弁４を開放し、加圧装置２によりゴムホース１内に液
体を充填すると共に、メスシリンダー１２の所定位置ま
で液体を満たす。次に、測定弁４を閉鎖し、演算表示器
１４のリセットボタンによりフロート121 の現在ある位
置を原点とする。この後、加圧装置２によりゴムホース
１内に充填する液体の圧力を、規定の圧力上昇条件にて
所定の圧力まで変化させる。次いで、ゴムホース１の液
体の圧力を所定の時間保持した後、測定弁３を閉鎖、測
定弁４を開放の順で行う。これにより、ゴムホース１内
の液圧が開放され、周囲の気圧と等しくなるため、液圧
により膨張したゴムホース１が収縮し、膨張した容積分
の液体が、ゴムホース１からメスシリンダー１２内へ流
入してメスシリンダー１２内の液量が増加する。この
時、メスシリンダー１２内のフロート121 がメスシリン
ダー１２内の液量増加に伴い上昇する。規定時間経過
後、測定弁４を閉鎖する。その後、原点からのフロート
121 の変位量を演算表示器１４に取り込み体積膨張量と
して表示する。

【００２２】例えば、ゴムホース１が取り付けられた状
態で、メスシリンダー１２内のフロート121 の受光板12
3 の上面が、図中Ｌ１の位置になるまで液体を満たす。
この際、フロート121 の浮揚体122 中央部に存在してい
た空気は、受光板123 の貫通孔を介して排出され、フロ
ート121 への浮力は環状の浮揚体122 に均一にかかり、
受光板123 は水平状態に保持される。ここで、図５に示
すように受光板123 上面のＡ点にレーザー光が照射さ
れ、この照射位置Ａはレンズ132 を介して光検出器133
上のＢ点に結像される。

【００２３】この後、前記動作を行うことにより、ゴム
ホース１の収縮に伴い、液圧により膨張した容積分の液
体がメスシリンダー１２内に流入し、フロート121 の受
光板123 の上面がＬ２の位置まで上昇する。

【００２４】ここで、フロート121 の外径は、メスシリ
ンダー１２の内径よりもやや小さく設定され、さらにメ
スシリンダー１２内の液体の表面張力を利用するため
に、浮揚体122 の外周をテーパー状に加工している。こ
れにより、液面変化時にフロート121 が移動する際の、
メスシリンダー１２とフロート121 間の摺動抵抗が無く
なると共にフロート121 の安定性が増し、フロート121
の移動がスムーズに行われる。

【００２５】フロート121 の受光板123 の上面がＬ２の
位置に達すると、レーザー光の照射位置はＡ’に移り、
この照射位置Ａ’の光検出器133 上における結像位置は
Ｂ’点に移る。これにより、光検出器133 上の結像位置
Ｂから結像位置Ｂ’の検出位置の違いを演算表示器１４
に取り込み、フロート121 の変位量として検出する。こ
の変位量と既知のメスシリンダー１２の内径との掛け算
により液量に算出され、表示される。

【００２６】従って、個人差による影響を受けること無
く、メスシリンダー１２内の液量を常に正確に測定する
ことができるので、正確な膨張量を求めることができ
る。

【００２７】また、フロート121 は、ゴムホース１及び
この内部の液体を高温にしたときに、メスシリンダー１
２内の液体から湯気が立ち昇るのを防止している。これ
により、メスシリンダー１２内の液体が湯気となって失
われることがないので、メスシリンダー１２内の液量を
正確に測定することができる。

【００２８】尚、本実施例の構成は一例でありこれに限
定されることはない。例えば、本実施例では、レーザー
光照射位置Ａに対応した光検出器133 上の結像位置Ｂを
検出することによりフロート121 の位置を検出したが、
レーザーパルスを用いて受光板123 による反射光が戻る
までの時間からメスシリンダー１２内の液量を検出する
ようにしてもよい。

【００２９】また、レーザー光の代わりに超音波を用い
てもほぼ同様の測定を行うことができるが、音波を用い
た場合には空気中の温度変化により音波の伝搬速度が変
化して測定誤差を生じてしまい、レーザー光を用いた場
合に比べて測定精度が低下するので、実用的ではない。

【００３０】また、本実施例ではフロート121 の中心に
貫通孔124 を１つ形成したが、１つ以上形成しても良
く、さらにレーザー光の照射位置検出を阻害しない位置
であれば何処に形成しても良い。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
よれば、レーザー光により非接触でシリンダー内のフロ
ートの位置を検出し、該フロートの検出位置に基づいて
前記シリンダー内の液体量が算出されるので、従来に比
べて測定誤差を大幅に低減することができる。さらに、
フロート上に照射光が形成されるため、液体中に透過す
ることが無く、測定精度の向上を図ることができる。

【００３２】また、請求項２によれば、上記の効果に加
えて、前記フロートを形成する浮揚体の重心と前記浮力
の位置の関係と、シリンダー内の液体の表面張力を利用
することにより、常に、フロート上面を水平に維持する
ことができる。これにより、前記フロートの受光面の角
度変動による検出誤差を大幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の体積膨張率測定装置を示す
要部構成図

【図２】従来の体積膨張率測定装置の一例を示す要部構
成図

【図３】他の従来例を示す要部構成図

【図４】本発明の一実施例におけるフロートを示す図

【図５】本発明の一実施例における液量計測装置の動作
を説明する図

【符号の説明】

１…ゴムホース、２…加圧装置、３，４…測定弁、１１
…液量計測装置、１２…メスシリンダー、121 …フロー
ト、122 …浮揚体、123 …受光板、124 …貫通孔、１３
…レーザー変位計、131 …レーザー光照射部、132 …レ
ンズ、133 …光検出器、１４…演算表示器。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下部に測定対象となる液体の流通口を有
すると共に、上部が開口された上下方向に延びるシリン
ダーを備え、該シリンダー内に流入した液体の量を計測
する液量計測装置において、前記シリンダー内の液面に浮かび、所定面積の水平な受
光面を有するフロートと、前記シリンダーの開口部上方に配置され、前記フロート
の受光面に向けてレーザー光を照射するレーザー光発生
部と、前記シリンダーの開口部上方に配置され、前記フロート
の受光面から拡散されたレーザー光に基づいて、前記フ
ロートの位置を検出する位置検出手段と、該位置検出手段による検出結果に基づいて、前記シリン
ダー内の液体の量を算出する演算手段と、該演算手段の演算結果を出力する出力手段とを設けた、
ことを特徴とする液量計測装置。
【請求項２】前記フロートは、環状の浮揚体と、該浮
揚体上に固定され上面に受光面を有する受光板とから構
成されることを特徴とする請求項１記載の液量計測装
置。