JPH0721426B2

JPH0721426B2 - 体積計

Info

Publication number: JPH0721426B2
Application number: JP62131660A
Authority: JP
Inventors: 泰石井
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-05-29
Filing date: 1987-05-29
Publication date: 1995-03-08
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: JPS63298013A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は容器の容積や容器に入れた物体の体積を測定す
る装置、特に音響系の共振周波数変化を利用した音響式
の体積計に係る。

複雑な形状をした容器の容積や、容器に入れられた液体
もしくは固体の物体の体積を測定する一方法として、ヘ
ルムホルツ共鳴子の共振現象を利用した音響的方法があ
る。すなわち容器に音響管を接続して一つのヘルムホル
ツ共鳴子を構成したとき、その共振周波数が、容器の容
積とその中に入れられた物体の体積との差、すなわち余
積によって変化することを利用して、容器が空のときの
容器もしくは容器の中に入れられた物体の体積を知るも
のである。

その際最も問題になる点は、温度変化や湿度変化などに
よって生ずる共振周波数変化をどのようにして補償する
かということである。温度センサによってヘルムホルツ
共鳴子内部の作動気体、通常は空気、の温度を測定し、
それによって上記の共振周波数変化を補償することも考
えられるが、共振周波数は温度のみならず、湿度など作
動気体の成分によっても変化するので、上記の温度のみ
による補償では精密な体積測定は期し難い。本発明は補
助音響共振器の共振周波数によって主たる音響共振器で
あるヘルムホルツ共鳴子の共振周波数変化を補償するも
のである。

すなわち本発明は、容器と音響管からなるヘルムホルツ
共鳴子に補助音響共振器を結合するか、あるいはヘルム
ホルツ共鳴子の音響管を補助音響共振器として兼用し、
この音響系に結合された音源やマイクロホンに電子回路
を接続してヘルムホルツ共鳴子の共振周波数もしくはそ
の周期と補助音響共振器の共振周波数の一つもしくはそ
の周期とを測定するか、あるいは上記二つの共振周波数
の比を直接測定するようになし、上記二つの共振周波数
の比から容器の容積もしくは容器に入れた物体の体積を
求めるもので、温度や湿度が変化した場合に、補助音響
共振器の共振周波数がヘルムホルツ共鳴子の共振周波数
と同じ割合で変化することにより補償が行われるもので
ある。

したがって、本発明の第一の目的は、音の共振器を利用
して複雑な形状を容器の容積や、あるいは容器に入れら
れた果実や人体などの不定形物体の体積を簡便かつ精密
に測定する手段を提供することである。また複雑な形状
のタンクに蓄えられている液体の体積も本発明により測
定される。

本発明の第二の目的は、上記の音響的方法により体積測
定を行うに際し、温度変化等によって生ずる共振周波数
の変化の影響を、同じく音響的方法を利用することによ
り補償して、正確な測定を可能ならしめる手段を提供す
ることである。

第１図において、１は空のときの容積がV₀の容器で、そ
の中に液体７が体積Ｖだけ入れられている。また１の上
部の栓２を内部断面積Ｓ、長さｌの音響管３が貫通して
いる。５は音源で短い導管９を通して容器１の内部を音
響的に駆動する。この音源としては、容器１が小容積の
場合はイアホンなどが用いられ、容器１が大容積の場合
にはスピーカなどが用いられる。６は音検出器のマイク
ロホンであって、短い導管４を通して音響管３内部の音
を検出する。検出すべき音が可聴周波数以下の場合には
微圧センサなどが６のマイクロホンとして用いられる。
８は出口弁であって、この弁を通して液体７は外部にと
りだされる。

容器１の上部の余積はV₀−Ｖであるが、この体積による
音響コンプライアンスＣはＣ＝（V₀−Ｖ）／γP₀ （１）である。ここでγは容器１内部の気体、通常は空気、の
比熱比、P₀は気圧である。また音響管３内部の気体の質
量による音響イナータンスＬはＬ＝ρl/S （２）である。ここでρは音響管３内部の気体、通常は空気、
の密度である。上記二つの音響要素は一つの音響共振器
を構成するが、これはいわゆるヘルムホルツ共鳴子であ
って、その共振周波数ｒはである。ここでｃは音速であり、である。（３）式で示されるように、ｒは余積V₀−Ｖ
の関数であり、もしV₀が既知であれば共振周波数ｒよ
りその容器の中に入れた物体７の体積Ｖが知れる。また
容積未知の空の容器があった場合には、Ｖ＝０であるか
ら、その容器の口に第１図のように音響管、音源、マイ
クロホン等を接続した栓もしくは蓋をつけることにより
その容積V₀が知れる。しかしながら、実際には温度変化
などにより音速ｃが変化したｒが変化するから、それ
に対する補償手段が必要となる。

ここにおいて本実施例では、ヘルムホルツ共鳴子の寄生
共振を利用して上記の補償を行う。第１図の音響管３は
それ自身で一つの音響共振器であり、その共振周波数は
両端開放の管のそれであってｒ′c/2l （５）およびその整数倍の周波数である。これらの共振周波数
のいずれも音速ｃに比例し、補償に利用することができ
るが、以下においては最低次の共振周波数ｒ′を用い
るものとして説明する。

第２図は、音源５への入力電圧e_S（ｔ）（ｔは時間を表
わす）からマイクロホン６の出力電圧em（ｔ）までの周
波数特性Ｇ（）（は周波数を表わす）であるが、ゲ
イン特性|G（）｜にはｒとｒ′の二つの周波数に
おいて共振ピークを生ずる。そしてこれら二つの共振周
波数のうちｒが余積V₀−Ｖに応じて変化し、また温度
変化などにより音速ｃが変った場合にはｒ、ｒ′と
も同じ割合で変化する。したがってこれら二つの共振周
波数の比をとることにより音速ｃの変化の影響が打消さ
れる。すなわち（５）式と（３）式の比をとるととなり、音速ｃは消去される。そして V₀−Ｖ＝（lS/π^２）（ｒ′／ｒ）^２（７）となり、周波数比ｒ′／ｒより余積V₀−Ｖが求めら
れる。したがって容器１の容積V₀が既知であれば物体７
の体積Ｖが知れる。またＶ＝０であれば容器の容積V₀が
知れる。

本発明の体積計では、後述するように、主たる音響共振
器であるヘルムホルツ共鳴子に、さらに補助音響共振器
を接続した形態のものもあるが、以上に説明した実施例
は、ヘルムホルツ共鳴子の一部である音響管を補助音響
共振器として兼用したものである。ヘルツホルツ共鳴子
の共振周波数ｒの周囲条件による変動の主たる原因
は、温度や湿度等によって音響管内部の気体の密度ρが
変化することにある。この実施例は、その音響管自身の
共振周波数をもってｒの変動を打消すものであるか
ら、補助音響共振器を別途に接続したものにくらべて、
より精密な補償を行いうるものである。

これら音響系の共振周波数もしくはそれらの比を測定す
る手段には種々の方法があるが、最も効果的な方法はこ
の音響系を含む発振器を構成して上記共振周波数におい
て発振せしめ、それらの発振周波数もしくはそれらの比
を測定することである。

第３図は、二つの共振周波数ｒ、ｒ′において発振
を生ぜしめる電子回路と、それらの発振周波数の比を測
定し、それから体積を求める演算等を行う信号処理装置
を示す。マイクロホン６の出力em（ｔ）は増幅器20によ
って増幅されるが、ここで低域フィルタ21および高域フ
ィルタ21′によって二つの成分に分離される。これら二
つのフィルタのカットオフ周波数ｃは、第２図に示し
たようにｒとｒ′の中間に設定されており、主音響
共振器であるヘルムホルツ共鳴子の共振に係る周波数
ｒの成分は21を通って信号er（ｔ）となり、補助音響共
振器の音響管３の共振に係る周波数ｒ′の成分21′を
通って信号er′（ｔ）となる。22は位相検出器であり、
電圧制御発振器23とともに一つのフェーズロックループ
（PLL）を構成している。すなわち22は信号er（ｔ）と2
3の出力e₀（ｔ）との位相差に比例した直流電流Edを発
生し、これによってe₀（ｔ）がer（ｔ）に対して一定の
位相差になるように23の発振周波数を制御する。同様に
位相検出器22′と電圧制御発振器23′も一つのPLL回路
を構成し、23′の出力e₀′（ｔ）がer′（ｔ）に対して
一定の位相差になるように23′の発振周波数が制御され
る。二つの出力e₀（ｔ）とe₀′（ｔ）は加算器23によっ
て加え合わされ増幅器25により増幅されて、音源５への
入力電圧e_S（ｔ）となる。ここで22、23および22′、2
3′を適当に調整すると、第２図の位相特性∠Ｇ（）
の曲線上のＡ点およびＡ′点に位相をロックしてそれぞ
れｒおよびｒ′の共振周波数において持続的に発振
する。

24は信号処理装置で、上記の発振状態においてe₀′
（ｔ）とe₀（ｔ）の周波数の比ｒ′／ｒを直接に測
定し、それに引き続く必要な演算等を行う。周波数比測
定の具体的手段には既知の種々の方法があるが、たとえ
ば第４図に示すように、周波数てい倍回路240にe₀′
（ｔ）を入力してＮｒ′（Ｎは正整数）なる周波数の
パルスを作り、このパルスをクロックパルスとみなして
e₀（ｔ）で制御されるゲート241を通して計数回路242で
e₀（ｔ）の周期1/ｒの間だけ計数すると、Ｎｒ′／
ｒなる周波数比の測定値がえられる。243は演算回路
で、上記のように測定された周波数比r/ｒから
（７）式にしたがって余積V₀−Ｖを算出し、さらにＶも
しくはV₀を求める演算を行うもので、その出力信号Ecは
表示器（図示せず）に送られて体積を表示したり、ある
いは出口弁８の開閉を制御したりする。なお以上の方法
とは逆に、e₀（ｔ）を周波数てい倍してＮｒなる周波
数のパルスを作り、これをクロックパルスとしてe₀′
（ｔ）の周期1/ｒ′を計数測定して周波数比r/
ｒ′をえて、それを用いてV₀−Ｖを求めるようにしても
よい。

周波数比と体積の関係を与える（７）式は、理想化され
た条件の下で理論的に導き出されたもので、実際には、
この式にしたがって体積を求めるのでは精度が不足する
場合がある。そのような場合には、たとえば（７）式に
補正項を加えた V₀−Ｖ＝k₀＋k₁（ｒ′／ｒ）＋k₂（ｒ′／ｒ）^２＋k₃（ｒ′／ｒ）^３＋・・・（８）のような形式の多項式を演算してｒ′／ｒからV₀−
Ｖを求める。ここでk₀、k₁、k₂、k₃等は実験的に定めら
れる定数である。あるいはｘおよびkxを実験的に定めら
れる定数として V₀−Ｖ＝k₀＋kx（ｒ′／ｒ）^Ｘ（９）のような形式のｒ′／ｒのべき関数としてV₀−Ｖの
値を求めることもある。さらにまた、ｒ′／ｒとV₀
−Ｖとの関係を数式で表わすのではなく、校正によって
えられたV₀−Ｖとｒ′／ｒもしくはr/ｒ′との
関係を表の形式で演算回路内に記憶しておいて、ｒ′
／ｒもしくはr/ｒ′の測定値がえられるたびにこ
の表を引いてV₀−Ｖを求めるようにしてもよい。演算回
路243で行われる体積を求める演算には、このような表
を引いて体積を求める動作も含まれる。いずれにせよ重
要なことは、周波数比をとることにより音速ｃが互に相
殺され、その変化が最終結果に影響しなくなるというこ
とである。

以上の説明においては、PLL回路を用いて発振器を構成
するようにうしたが、これは単なる一手段であって、共
振系を含む発振器を構成するにはこのほかにも既知の種
々の手段がある。たとえば第３図において、22、22′を
移相回路に、23、23′を増幅器におきかえ、それらの出
力から22、22′にいたるフィードバック結線はとりさる
ようにしても発振器を構成することができる。また発振
波形も完全な正弦波である必要はなく、たとえば第３図
の装置において、23および23′の出力として、それぞれ
周波数ｒおよびｒ′の三角波を発生するようにして
も差支えない。

以上においては、発振はｒとｒ′なる周波数におい
て同時になされ、したがって容器１の内部にはこれら二
つの周波数の音が共に存在するものとした。しかしなが
らｒとｒ′の値が接近している場合には、フィルタ
によってこれら二つの周波数成分を分離してそれぞれの
発振回路に導くことが困難になる。このような場合に
は、ｒとｒ′での発振を時間的に交互に行わせる。
すなわち、第３図における加算器26を切換スイッチ27で
おきかえて第５図に示すような回路にして、周波数ｒ
の信号e₀（ｔ）と周波数ｒ′の信号e₀′（ｔ）を交互
に切換えて増幅器25へ導き音源５から放射する。

この場合には一方の周波数の発振が行われている間は他
方の周波数の発振は停止しているから、それらの周波数
の比を前例のように直接に計数測定することはできな
い。したがって、この場合には、たとえば第６図に示す
ように、水晶発振器244から出力される一定周波数のク
ロックパルスを、信号e₀（ｔ）およびe₀′（ｔ）によっ
てそれぞれ制御されるゲート245および245′を通して、
計数回路246および246′で計数することにより、e
₀（ｔ）の周期1/ｒとe₀′（ｔ）の周期1/ｒ′をそ
れぞれ独立に測定する。これらの計数動作は、制御回路
28から送られてくるタイミング信号Etにより制御され、
上記の発振の切換に同期して交互に行われる。ただしこ
こでは周期1/ｒ、1/ｒ′を測定するように説明した
が、これはそれらの逆数である周波数ｒ、ｒ′を測
定していることに等価であることはいうまでもない。

このように計数測定された1/ｒ、1/ｒ′の値は、そ
れぞれ計数回路246および246′に保持されているので、
この段階で両者の比を演算して、それを用いて（７）式
等によって余積V₀−Ｖを求めることもできるが、第６図
の装置においては、246′に保持されている1/ｒ′の
値は、さらに演算回路247に送られ、（５）式に基づい
てそのときの音速ｃがｃ＝2lｒ′ （10）として算出される。一方演算回路248においては、計数
回路246に保持されている1/ｒと値の上記の算出され
たｃの値より、（３）式に基づいて余積V₀−Ｖが V₀−Ｖ＝（c²S/4π²l）（1/ｒ）^２（11）として算出される。この方法では、周波数比ｒ′／
ｒに直接対応する信号はどこにも現われないが、（10）
式を（11）式に代入すると（７）式に帰着することから
明らかなように、周波数比によって体積を求めるという
ことにおいては、なんら前例と変るものではない。すな
わち、本発明の本質である周波数比により体積を求める
ということは、周波数比を表わす信号が陽に存在しなけ
ればならないということを意味するわけではけっしてな
い。なおまた、信号処理装置24も、発振回路とともに一
つの装置内にまとまって存在しなければならない理由は
なく、たとえば二つの出力e₀（ｔ）とe₀′（ｔ）を外部
の汎用計算機に入力し、それらの周波数比の測定および
体積の算出を計算機で行わせるようにしてもよい。第７
図は手動方式による共振周波数測定の手段を示すもので
ある。29は可変周波数発振器で、その出力e₀（ｔ）は増
幅器25により増幅されて音源５への入力信号e_S（ｔ）と
なる。マイクロホン６からの出力信号em（ｔ）は増幅器
20によって増幅されたのち、同期検波回路30によって振
幅が検出され、その結果はメータ31で表示される。ここ
で31の針の読みが最大となるように29の発振周波数を調
節すると、それは共振周波数にほかならないから、その
ときの周波数を計数回路32によって計数測定する。この
ようにして測定された共振周波数ｒ、ｒ′を32の表
示から読みとり、計算器などを用いて（７）式等により
体積を算出する。本方式の特徴の一つは、同期検波回路
あるいはトラッキングフィルタ等の使用が可能なこと
で、これによりマイクロホン出力em（ｔ）の中から音源
の駆動周波数成分のみを抽出して信号対雑音比を改善
し、精密な共振周波数測定をなしうる。もう一つの特徴
は演算回路に相当する部分がないことで、場合によって
は計算器すらも使用せずに、計数回路32に測定表示され
たｒ、ｒ′の値から筆算や表によって体積を求める
こともある。

第８図はヘルムホルツ共鳴子と補助音響共振器にそれぞ
れ専用のマイクロホンを使用した実施例である。すなわ
ち、気密端子10の先につけられたマイクロホン６は主と
して容器１の内部の音を検出するものであり、一方短い
導管11′によって音響管３につけられたマイクロホン
６′は主として補助音響共振器として兼用されている音
響管３内部の音を検出する。音源５は短い導管11によっ
て音響管３に接続されており、音響管３をその共振周波
数ｒ′で駆動すると同時に、容器１と音響管３とから
なるヘルムホルツ共鳴子をその共振周波数ｒで駆動す
る。これらの音源やマイクロホンは第９図の回路に接続
される。この回路は第３図の回路に６′の出力em′
（ｔ）を増幅する増幅器20′がつけ加えられただけであ
るが出力em′（ｔ）は主としてｒ′なる周波数の成分
であり、一方マイクロホン６の出力em（ｔ）は主として
ｒなる周波数の成分であるから、フィルタ21、21′
は、第３図の場合にくらべて、ずっと周波数成分の分離
能力が低いものでよい。

このように複数個のマイクロホンを使用する効果の一つ
は、ヘルムホルツ共鳴子の共振周波数ｒが可聴周波数
以下の場合に現れる。すなわち、この場合マイクロ６は
ｒの周波数の成分のみを検出すればよいから、０から
数十Hzの周波数範囲の圧力変動を検出しうる圧力センサ
をマイクロホン６として使用しうる。一方補助音響共振
器の共振周波数ｒ′は可聴周波数範囲になるように設
定すれば、マイクロホン６′としてはｒ′の成分のみ
を検出すればよいから、通常のエレクトレットマイクロ
ホンなどが使用できる。一個のマイクロホンしか使用し
ない場合には、その一個のマイクロホンで超低周波から
数kHzまでの音を検出しなければならないから、高価な
マイクロホンを使用しなければならない。

第10図は、前例のようにヘルムホルツ共鳴子の一部であ
る音響管３を補助音響共振器として兼用するのではな
く、補助音響共振器として専用の音響系を使用した実施
例である。すなわちこの場合の補助音響共振器は、音響
管３の内部に支持枠13および13′で支持された長さｌ′
の音響管14で、その共振周波数はｒ′＝c/2l′ （12）およびその整数倍である。音響管14の中央部付近には短
い導管12によってマイクロホン６が接続されている。一
方音源５は短い導管９を通して容器１の内部を駆動し、
さらに音響管14をも駆動する。マイクロホン６と音源５
の間には第３図の回路が接続され、ｒおよびｒ′の
二つの周波数において同時に発振する。ここで補助音響
共振器である音響管14を音響管３の内部に配置するよう
にした理由は、14内部の気体の温度、成分などを３内部
の気体のそれらになるべく一致させて、精密な補償を行
わせたいためである。このように専用の補助音響共振器
を使用する効果の一つは、共振周波数ｒ′を、音響管
３の長さｌと無関係に、自由に設定しうることである。

第10図においては、音響管14は音響管３の中に同心的に
配置されるように描かれているが、14も３も円形断面で
ある必要はなく、また同心的に配置する必要もない。第
11図は十字形の断面を有する長さｌ′の仕切板33を音響
管３の中に挿入して補助音響共振器を構成した例であ
る。すなわちこの場合の補助音響共振器は、仕切板３で
仕切られた扇形断面の部分の一つで構成される長さｌ′
の音響管34であって、その内部の音は、音響管３の管壁
に孔をうがって接続された短い導管12を通してマイクロ
ホン６に導かれて検出される。マイクロホン６と扇形断
面の音響管34の作用は、第10図のマイクロホン６および
音響管14の作用にそれぞれ同じである。

第12図は主音響共振器であるヘルムホルツ共鳴子と補助
音響共振器にそれぞれ専用の音源とマイクロホンの組を
使用した実施例である。補助音響共振器は音響管３の内
部に設けられた長さｌ′の一端閉止の音響管14であり、
その共振周波数はｒ′＝c/4l′ （13）およびその奇数倍である。14は閉止端付近には音源５′
およびマイクロホン６′がそれぞれ短い導管12′、12に
よって接続されている。この音源とマイクロホンはそれ
ぞれ音響管14を駆動しそのときの14内部の音を検出する
もので、第13図の増幅器20′、フィルタ21′、位相検出
器22′、電圧制御発振器23′および増幅器25′からなる
回路に接続され、ｒ′なる周波数で発振する発振器を
構成する。一方ヘルムホルツ共鳴子は、短いＹ字管15に
つけられた音源５によって駆動され、また同じく15につ
けられたマイクロホン６によって容器１内部の音が検出
される。この音源とマイクロホンは第13図の増幅器20、
フィルタ21、位相検出器22、電圧制御発振器23および増
幅器25からなる回路に接続され、ヘルムホルツ共鳴子の
共振周波数ｒにおいて発振する発振器を構成する。信
号処理装置24によってこれら二つ発振周波数が測定さ
れ、それらの比から体積が求められることは前例と同様
である。このように主音響共振器と補助音響振共振器に
それぞれ独立な音源とマイクロホンの組を使用すること
の利点は、これら二つの共振器の特性が互い影響し合う
ことが少なく、それだけ設計の自由度が増すことであ
る。

第12図の装置においては、音響管14は一端が閉止された
管であるので、音響管３の内部断面積は一定ではなく、
音響管14によってその部分の内部断面積は他の部分にく
らべて小さくなっている。しかしながら音響管３は、そ
れが一つの音響イナータンスとして作用する限りにおい
ては、その内部断面積は管の長さ方向に関して変化して
も差支えない。すなわち、断面積が一定でない長さｌの
音響管の音響イナータンスがＬであるとすると、この管
は Se＝ρl/L （14）なる一定の内部断面積を有する同長の管と等価であり、
したがってこの場合の共振周波数ｒは、（３）式にお
いて、Ｓのかわりに上記の等価断面積Seを代入すること
により与えられる。

第12図の装置においては、音響管３の上端は閉じられて
おり、そのかわりに、上端付近に複数個の孔16があけら
れていて、これが開口部になっている。このような構造
にした理由は、ほこりなどが容器１の中に沈降すること
を防ぐためである。同じ理由により、Ｊ字形の管を音響
管３として使用し、その外気への開口部が下向きになる
ようにする場合もあるが、このように曲った管を使用し
ても差支えなく、その音響的な機能は直管となんら変り
はない。なお、補助音響共振器の音響管についても、そ
の断面積が長さ方向に関して変化したり、あるいは曲っ
た管であっても差支えない。

第14図は補助音響共振器として小さなヘルムホルツ共鳴
子を使用した実施例である。物体７を入れた容器１の上
には音響管３をつけた蓋17がかぶせられており、この音
響管３と容器１が主音響共振器のヘルムホルツ共鳴子を
構成している。蓋17にはまた内部断面積Ｓ′、長さl₁の
音響管19がつけられ、その端は容積Ｖ′の小容器18に接
続されている。18と19は一つのヘルムホルツ共鳴子を構
成し、これが補助音響共振器として働くが、その共振周
波数ｒ′はである。音源５は短い導管９によって容器18に接続され
ており、この補助音響共振器のヘルムホルツ共鳴子を介
して容器１の内部を駆動する。蓋17にはまた、短い導管
４によってマイクロホン６が接続されているが、６と５
の間には第３図の回路が接続され、ｒおよびｒ′の
二つの周波数において同時に発振する。これらの発振周
波数を測定し、それらの比から体積を求めることも第３
図の場合と同じである。

本発明における補助音響共振器は、以上に説明した実施
例のように、音響管もしくはヘルムホルツ共鳴子に限る
ものではなく、どのような種類の音響共振器でもよい。
このことは、一般に音響共振器の共振周波数は、作動気
体の粘性の影響が無視しうるような通常の条件の下で
は、その気体の音速ｃに比例するという事実によって保
証されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例、第２図は音響系の周波数特
性、第３図は本発明に使用する電子回路の一例、第４図
は信号処理装置の構成の一例、第５図は音響系の二つの
共振周波数において交互に発振させる場合の電子回路の
一例、第６図は第５図の回路の信号処理装置の構成の一
例、第７図は手動方式の共振周波数測定回路、第８図は
２個のマイクロホンを用いた実施例、第９図は第８図の
装置に接続される電子回路、第10図は補助音響共振器と
して音響管を用いた実施例、第11図は仕切板を用いて補
助音響共振器の音響管を構成した例、第12図は主たる共
振器のヘルムホルツ共鳴子と補助音響共振器にそれぞれ
別個の音源およびマイクロホンを使用した実施例、第13
図は第12図の装置に接続される電子回路、第14図はヘル
ムホルツ共鳴子を補助音響共振器として用いた実施例で
ある。１……容器、２……栓、３……音響管、４……マイクロ
ンホンへの導管、５、５′……音源、６、６′……音検
出器のマイクロホン、７……容器に入れた物体、８……
出口弁、９……音源への導管、10……気密端子、11、1
1′、12、12′……導管、13、13′……支持枠、14……
音響管、15……Ｙ字形導管、16……孔、17……蓋、18…
…小容器、19……音響管、20、20′……増幅器、21、2
1′……フィルタ、22、22′……位相検出器、23、23′
……電圧制御発振器、24……信号処理装置、25、25′…
…増幅器、26……加算器、27……切換スイッチ、28……
制御回路、29……可変周波数発振器、30……同期検波回
路、31……メータ、32……計数回路、33……仕切板、34
……扇形断面の音響管、240……周波数てい倍回路、241
……ゲート、242……計数回路、243……演算回路、244
……水晶発振器、245、245′……ゲート、246、246′…
…計数回路、247、248……演算回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】容器に音響管を接続してえられるヘルムホ
ルツ共鳴子に補助音響共振器を音響的に結合するかある
いは上記音響管を上記補助音響共振器として兼用するこ
とにより構成された音響系と、この音響系に音響的に結
合された少くとも一つの音源と少くとも一つの音検出器
のマイクロホンと、上記音源と上記マイクロホンに接続
されて上記ヘルムホルツ共鳴子の共振周波数もしくはそ
の周期と上記補助音響共振器の共振周波数の一つもしく
はその周期とを測定するかあるいは上記二つの共振周波
数の比を測定する手段とからなり、上記二つの共振周波
数の比により上記容器の容積もしくは上記容器に入れた
物体の体積を求めることにより温度変化等による影響を
補償したことを特徴とする体積計。