JPH0778444B2 - 超音波を利用した検出計 - Google Patents
超音波を利用した検出計Info
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- JPH0778444B2 JPH0778444B2 JP2319535A JP31953590A JPH0778444B2 JP H0778444 B2 JPH0778444 B2 JP H0778444B2 JP 2319535 A JP2319535 A JP 2319535A JP 31953590 A JP31953590 A JP 31953590A JP H0778444 B2 JPH0778444 B2 JP H0778444B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は容器内の気体、液体、粉粒体、ゲル状物質等の
相互の界面レベルや検出媒体自体の有無を検知する超音
波界面レベル計や超音波媒体検出計等の超音波を利用し
た検出計に関する。
相互の界面レベルや検出媒体自体の有無を検知する超音
波界面レベル計や超音波媒体検出計等の超音波を利用し
た検出計に関する。
［従来の技術］ 従来、例えば容器内の液面を検知する超音波液面計が知
られている。この超音波液面計の中で特に容器外部か
ら、該容器に機械的の加工を施すことなく内溶液の液面
を検知可能なものとしては、例えば特開昭60−214226号
公報、特開昭61−29722号公報、特開昭60−262019号公
報（以下、この順序で第１公報、第２公報、第３公報と
称する。）などに開示されたものがある。
られている。この超音波液面計の中で特に容器外部か
ら、該容器に機械的の加工を施すことなく内溶液の液面
を検知可能なものとしては、例えば特開昭60−214226号
公報、特開昭61−29722号公報、特開昭60−262019号公
報（以下、この順序で第１公報、第２公報、第３公報と
称する。）などに開示されたものがある。
しかして、前記第１公報のものは、送波器と受波器とを
容器の一水平横断面内の対向位置に取り付けておき、送
波器から投入された超音波を受波器で検出して液面を測
定するものである。
容器の一水平横断面内の対向位置に取り付けておき、送
波器から投入された超音波を受波器で検出して液面を測
定するものである。
また、第２公報法のものでは、送受波機能一体の液面計
を容器外壁に取り付け、壁面を通して液中に放射された
超音波が対向する壁面に反射して帰還した反射波を受信
して液の有無を知ろうとするものである。
を容器外壁に取り付け、壁面を通して液中に放射された
超音波が対向する壁面に反射して帰還した反射波を受信
して液の有無を知ろうとするものである。
さらに前記第３公報のものは、やはり送受波機能一体の
液面計を容器外壁に取り付け、外壁面から入射した超音
波が内壁面に当たって反射する多重反射（多重エコー）
が、内壁面に液体が接しているか否かによってエコーの
持続時間が異なるのを利用して内容液の有無を知ろうと
するものである。
液面計を容器外壁に取り付け、外壁面から入射した超音
波が内壁面に当たって反射する多重反射（多重エコー）
が、内壁面に液体が接しているか否かによってエコーの
持続時間が異なるのを利用して内容液の有無を知ろうと
するものである。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記第１公報のものでは、容器内液面の
単一レベルしか検知することができず、限界上液面計な
いしは限界下液面計としてしか使用できない。
単一レベルしか検知することができず、限界上液面計な
いしは限界下液面計としてしか使用できない。
第２公報によるものでは、液面計を固定的に取り付ける
限りでは、上記第１公報のものと同様に連続的に変化す
る液面を当該レベルで検出することはできず、液面レベ
ルの上限また下限を検出する限界液面計であることにか
わりはない。
限りでは、上記第１公報のものと同様に連続的に変化す
る液面を当該レベルで検出することはできず、液面レベ
ルの上限また下限を検出する限界液面計であることにか
わりはない。
また、前記液面計を壁面に沿って上下に移動させること
により、現在の液面レベルを検知することは可能である
が、液面計を一々移動させることは面倒であり、外壁面
の任意の場所において超音波の壁面に対する透過率を常
に一様に保つことの原理的な困難性を別としても、容器
が大型であったり、近接しにくい場所に設置されている
ような場合には、壁面に沿っての液面計の移動は一層困
難となり、実際上はやはり限界液面計として、その適用
範囲が限定されたものとなることは免れないところであ
る。
により、現在の液面レベルを検知することは可能である
が、液面計を一々移動させることは面倒であり、外壁面
の任意の場所において超音波の壁面に対する透過率を常
に一様に保つことの原理的な困難性を別としても、容器
が大型であったり、近接しにくい場所に設置されている
ような場合には、壁面に沿っての液面計の移動は一層困
難となり、実際上はやはり限界液面計として、その適用
範囲が限定されたものとなることは免れないところであ
る。
上記問題点に関しては、さらに第３公報によるものに就
いても全く同様であり、前２者においては容器の内壁間
の透過音波ないしは反射音波であったのに対して、容器
殻壁内の多重反射波であることの相違だけである。
いても全く同様であり、前２者においては容器の内壁間
の透過音波ないしは反射音波であったのに対して、容器
殻壁内の多重反射波であることの相違だけである。
なお、上記第１公報、第２公報によるものは共に壁面が
異形のもの、例えば放射方向、反射方向などが交差する
ような容器には適用し難い。
異形のもの、例えば放射方向、反射方向などが交差する
ような容器には適用し難い。
［発明の目的］ 本発明は、このような従来の技術における問題点に鑑み
て成されたもので、検出媒体の性状に関係なく、容器内
の検出媒体が検出可能であるばかりでなく、不整形状の
容器や傾斜姿勢の容器にも適用可能であり、しかも送波
器と受波器の取り付け位置や個数などに関する規制も緩
やかで、適用範囲が広く、使用しやすい超音波を利用し
た検出計を提供することを目的としている。
て成されたもので、検出媒体の性状に関係なく、容器内
の検出媒体が検出可能であるばかりでなく、不整形状の
容器や傾斜姿勢の容器にも適用可能であり、しかも送波
器と受波器の取り付け位置や個数などに関する規制も緩
やかで、適用範囲が広く、使用しやすい超音波を利用し
た検出計を提供することを目的としている。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するためのこの発明の要旨とするところ
は、 （１）検出媒体に接する超音波伝搬部材に超音波の送波
器を取り付けるとともに、その取り付け位置とは異なる
位置に、前記送波器からの信号が上記超音波伝搬部材の
殻壁内を多重反射によって伝搬する伝達波を受信する受
波器を取り付け、 検出媒体に接する上記超音波伝搬部材の壁面から検出媒
体中への超音波の漏洩波による前記伝達波の変化を検出
する超音波を利用した検出計。
は、 （１）検出媒体に接する超音波伝搬部材に超音波の送波
器を取り付けるとともに、その取り付け位置とは異なる
位置に、前記送波器からの信号が上記超音波伝搬部材の
殻壁内を多重反射によって伝搬する伝達波を受信する受
波器を取り付け、 検出媒体に接する上記超音波伝搬部材の壁面から検出媒
体中への超音波の漏洩波による前記伝達波の変化を検出
する超音波を利用した検出計。
（２）検出媒体に接する超音波伝搬部材に超音波の送波
器を取り付け、その取り付け位置とは検出媒体の測定域
を挟んだ位置に、前記送波器からの信号が上記超音波伝
搬部材の殻壁内を多重反射によって伝搬する伝達波を受
信する受波器を取り付けるとともに、 検出媒体に接する上記超音波伝搬部材の壁面から検出媒
体中への超音波の漏洩が下記条件式、 2d・cosθ１＝ｍλ１ （ｍ＝０、１、２、・・・・） 但し、ｄは殻壁の板厚、θ１は殻壁内に入射された超音
波の屈折角、λ１は殻壁内の超音波の波長 を満足するようなθ１および／又はλ１によって超音波
を入射させ、受波器における前記伝達波の変化を検知し
て検出媒体の界面レベルを検出することを特徴とする請
求項１記載の超音波を利用した検出計。
器を取り付け、その取り付け位置とは検出媒体の測定域
を挟んだ位置に、前記送波器からの信号が上記超音波伝
搬部材の殻壁内を多重反射によって伝搬する伝達波を受
信する受波器を取り付けるとともに、 検出媒体に接する上記超音波伝搬部材の壁面から検出媒
体中への超音波の漏洩が下記条件式、 2d・cosθ１＝ｍλ１ （ｍ＝０、１、２、・・・・） 但し、ｄは殻壁の板厚、θ１は殻壁内に入射された超音
波の屈折角、λ１は殻壁内の超音波の波長 を満足するようなθ１および／又はλ１によって超音波
を入射させ、受波器における前記伝達波の変化を検知し
て検出媒体の界面レベルを検出することを特徴とする請
求項１記載の超音波を利用した検出計。
（３）送波器と受波器は、その容器への取り付け位置に
関し、その鉛直方向では検出媒体の測定域を挟む高低差
を有するとともに、その水平面内での角度位置では、前
記高低差を保持しながらデバイスの傾き角と振動子の指
向特性により変化する伝達波が受波可能な範囲にそれぞ
れ自在に選んで取り付けた請求項１及び２記載の超音波
を利用した検出計。
関し、その鉛直方向では検出媒体の測定域を挟む高低差
を有するとともに、その水平面内での角度位置では、前
記高低差を保持しながらデバイスの傾き角と振動子の指
向特性により変化する伝達波が受波可能な範囲にそれぞ
れ自在に選んで取り付けた請求項１及び２記載の超音波
を利用した検出計。
（４）単一の送波器に対して相互に離間した位置に複数
個の受波器を設けた請求項１乃１至３記載の超音波を利
用した検出計、に存する。
個の受波器を設けた請求項１乃１至３記載の超音波を利
用した検出計、に存する。
［作用］ 送波器から容器殻壁内に放射された超音波は、受波器と
の最短距離を伝わる伝達波のほかに、殻壁内の迂回経路
を通って到達した伝達波が重畳するので、連続波では意
味のある伝達波を弁別するのが難しい。
の最短距離を伝わる伝達波のほかに、殻壁内の迂回経路
を通って到達した伝達波が重畳するので、連続波では意
味のある伝達波を弁別するのが難しい。
そこで、一定の周期と巾とを有するバースト波を放射
し、その超音波信号による受波器への伝達波の振幅変化
を見るようにしている。
し、その超音波信号による受波器への伝達波の振幅変化
を見るようにしている。
殻壁面が検出媒体に接していないときには、その殻壁面
を境に固有音響インピーダンスの隔絶した相異から、殻
壁内に放射された超音波信号は、壁面から外部へ透過す
ることなく、殻壁内の多重反射波として伝搬していく。
を境に固有音響インピーダンスの隔絶した相異から、殻
壁内に放射された超音波信号は、壁面から外部へ透過す
ることなく、殻壁内の多重反射波として伝搬していく。
しかし、検出媒体に接した所では固有音響インピーダン
スの差が小さく、超音波信号は内壁面から検出媒体中に
透過していく。
スの差が小さく、超音波信号は内壁面から検出媒体中に
透過していく。
この際、送波器から放射される超音波信号は内壁面から
検出媒体中への超音波の漏洩が極大値をとる条件式、 2d・cosθ１＝ｍλ１ （ｍ＝０、１、２、・・・・） 但し、ｄは殻壁の板厚、θ１は殻壁内の超音波信号の傾
斜角、λ１は殻壁内の超音波の波長 を満足するようなθ１および／又はλ１を選んでおけ
ば、検出媒体に接した壁面からは効率良く超音波の検出
媒体中への漏洩放射がなされる。
検出媒体中への超音波の漏洩が極大値をとる条件式、 2d・cosθ１＝ｍλ１ （ｍ＝０、１、２、・・・・） 但し、ｄは殻壁の板厚、θ１は殻壁内の超音波信号の傾
斜角、λ１は殻壁内の超音波の波長 を満足するようなθ１および／又はλ１を選んでおけ
ば、検出媒体に接した壁面からは効率良く超音波の検出
媒体中への漏洩放射がなされる。
そして、受波器に受信された超音波信号の振幅は内壁面
が検出媒体と接する部分が多少、すなわち検出媒体のレ
ベルによって変動し、このことから容器内の検出媒体の
状態を知ることができる。
が検出媒体と接する部分が多少、すなわち検出媒体のレ
ベルによって変動し、このことから容器内の検出媒体の
状態を知ることができる。
もっとも、検出媒体中に透過して行った超音波信号も他
の壁面から殻壁内に透過し、外壁面で反射し、このよう
な透過と反射を繰り返してやはり受波器に受信される
が、時間的に十分弁別することが可能である。
の壁面から殻壁内に透過し、外壁面で反射し、このよう
な透過と反射を繰り返してやはり受波器に受信される
が、時間的に十分弁別することが可能である。
また、複数個の受波器を取り付けたものでは、検出媒体
の界面レベルの一層精度のよい検出ができ、また複雑な
形状の異形壁面にも精度よく対応することが可能であ
る。
の界面レベルの一層精度のよい検出ができ、また複雑な
形状の異形壁面にも精度よく対応することが可能であ
る。
更に、超音波を利用した検出計を界面レベル計として用
いた場合、送波器を収容容器の底部近傍に取り付ける
と、受波器の方は検出媒体の測定域を挟んだ容器の上方
に取り付けられる。送波器と受波器の取り付け位置を上
記と反対にしてもよい。
いた場合、送波器を収容容器の底部近傍に取り付ける
と、受波器の方は検出媒体の測定域を挟んだ容器の上方
に取り付けられる。送波器と受波器の取り付け位置を上
記と反対にしてもよい。
また、送波器と受波器との上下関係については上記のよ
うに検出媒体の測定域を挾んで容器外壁面の上部と下部
とになるが、上部および下部のそれぞれの水平面内の角
度位置は伝達波が受波可能ならば良く、特に上下に揃え
ておく必要はない。
うに検出媒体の測定域を挾んで容器外壁面の上部と下部
とになるが、上部および下部のそれぞれの水平面内の角
度位置は伝達波が受波可能ならば良く、特に上下に揃え
ておく必要はない。
［実施例］ 次に図面に基づき本発明を超音波液面計に適用した各種
実施例について説明する。
実施例について説明する。
第１図に第１実施例り超音波液面計10の構成に示す。
超音波液面計（以下、単に液面計と称する。）10は液体
容器Ｖの上部に取り付けられた送波器11と、底部近傍で
予想液面を挾んで取り付けられた受波器12とからなって
いる。（送波器11と受波器12の位置を反対にしてもよ
い。） 送波器11と受波器12とは同じ構造をなしており、第２図
（ａ）に外観図を、第２図（ｂ）にその断面図を示して
いる。すなわ、ケーシング13に発信手段であるジルコン
酸・チタン酸鉛（PZT）の圧電素子14を、伝達媒体とし
ての水中に固定して設けてある。そして容器Ｖに接する
面には薄膜15が張ってある。もっとも、ケーシング13を
中実体とし、容器Ｖとの接触面に接着剤などで空気の介
在をなくするようにさえすれば、水などの媒介物を必要
とはしない。
容器Ｖの上部に取り付けられた送波器11と、底部近傍で
予想液面を挾んで取り付けられた受波器12とからなって
いる。（送波器11と受波器12の位置を反対にしてもよ
い。） 送波器11と受波器12とは同じ構造をなしており、第２図
（ａ）に外観図を、第２図（ｂ）にその断面図を示して
いる。すなわ、ケーシング13に発信手段であるジルコン
酸・チタン酸鉛（PZT）の圧電素子14を、伝達媒体とし
ての水中に固定して設けてある。そして容器Ｖに接する
面には薄膜15が張ってある。もっとも、ケーシング13を
中実体とし、容器Ｖとの接触面に接着剤などで空気の介
在をなくするようにさえすれば、水などの媒介物を必要
とはしない。
送波器11には指向特性と周波数特性によって入射角と周
波数の関係を満足させる事ができる圧電素子14の使用周
波数を発振する高周波発振手段例えば電圧制御発振器VO
Cなどともに、この高周波をパルス変調するためのパル
ス発生手段とを有する例えばパルスジェネレータ16が結
合されている。そして送波器11からは使用周波数のキャ
リヤのパルス変調波（バースト波）が超音波信号として
発信される。
波数の関係を満足させる事ができる圧電素子14の使用周
波数を発振する高周波発振手段例えば電圧制御発振器VO
Cなどともに、この高周波をパルス変調するためのパル
ス発生手段とを有する例えばパルスジェネレータ16が結
合されている。そして送波器11からは使用周波数のキャ
リヤのパルス変調波（バースト波）が超音波信号として
発信される。
一方の受波器12には、受信信号を増幅する増幅器17と、
入力信号を処理する信号処理回路と、処理結果として得
られた液面レベルを表示する表示手段とを備えた信号処
理・表示装置18が備えられている。
入力信号を処理する信号処理回路と、処理結果として得
られた液面レベルを表示する表示手段とを備えた信号処
理・表示装置18が備えられている。
第３図に本発明の漏洩型ともいうべき超音波液面計10の
原理図を示す。
原理図を示す。
同図のように液面が実線ａのよに高い場合には漏洩液
（透過波）l1は実質的に殆ど０に近く、l2、l3が大きく
漏洩していき、送波器11からの送信波は漏洩のため弱め
られて受波器12に入信される。
（透過波）l1は実質的に殆ど０に近く、l2、l3が大きく
漏洩していき、送波器11からの送信波は漏洩のため弱め
られて受波器12に入信される。
これに対して、液面が破線ｂのように低い場合には実質
的な漏洩波はl3のみとなり、受波器12への信号は強いも
のとなる。
的な漏洩波はl3のみとなり、受波器12への信号は強いも
のとなる。
いま、第４図（ａ）のように送波器の密度（g/cm3）、
音速（m/s）および入射角度（rad）を（ρ０，C0，
θ）、容器壁の密度（g/cm3）、音速（m/s）および入射
角度（rad）を（ρ１，C1，θ１）、液中の密度（g/c
m3）、音速（m/s）および入射角度（rad）を（ρ２，
C2，θ２）とし、容器壁の厚さをｄ（ｍ）、入射した超
音波の容器壁中の波長をλ１（ｍ）とする。ただしθは
全反射しない角度とする。
音速（m/s）および入射角度（rad）を（ρ０，C0，
θ）、容器壁の密度（g/cm3）、音速（m/s）および入射
角度（rad）を（ρ１，C1，θ１）、液中の密度（g/c
m3）、音速（m/s）および入射角度（rad）を（ρ２，
C2，θ２）とし、容器壁の厚さをｄ（ｍ）、入射した超
音波の容器壁中の波長をλ１（ｍ）とする。ただしθは
全反射しない角度とする。
ここで縦波のみを扱うと、これは三層の液体中への超音
波を斜め入射した場合と同様になるので、送波器から液
中への超音波の透過率Ｄは、BoyleとRawlionによって次
式のように示されることがわかっている。
波を斜め入射した場合と同様になるので、送波器から液
中への超音波の透過率Ｄは、BoyleとRawlionによって次
式のように示されることがわかっている。
しかして上記透過率Ｄが極大値をもつ条件式はBoyleとR
awlinsonによって計算により導かれており、 2dcosθ１＝ｍλ１（ｍ＝0,1,2,3・・・） ・・・ となる。
awlinsonによって計算により導かれており、 2dcosθ１＝ｍλ１（ｍ＝0,1,2,3・・・） ・・・ となる。
現実には入射されている超音波は縦波のみではなく、ま
た、送波器や受波器の特性や介在物などにより透過率Ｄ
は式の通りにはならない。しかし、極大値を持つ条件
式式は縦波には成り立っているので縦波のみを扱うよ
うにすれば極大値を持つ条件式式より、容器壁の厚さ
ｄが与えられたとき、式を満たすようにθ１および／
またはλ１を与えることにより、液面レベルの変化に鋭
く反応する液面計とすることができる。
た、送波器や受波器の特性や介在物などにより透過率Ｄ
は式の通りにはならない。しかし、極大値を持つ条件
式式は縦波には成り立っているので縦波のみを扱うよ
うにすれば極大値を持つ条件式式より、容器壁の厚さ
ｄが与えられたとき、式を満たすようにθ１および／
またはλ１を与えることにより、液面レベルの変化に鋭
く反応する液面計とすることができる。
第４図（ｂ）のように殻壁中を多重反射している途中で
も上記の条件を満たす様に漏洩波が出る。このときは、
空気中に送波器があると仮定した仮想入射波を考えると
よい。
も上記の条件を満たす様に漏洩波が出る。このときは、
空気中に送波器があると仮定した仮想入射波を考えると
よい。
次に第５図（ａ）および同（ｂ）により、第２実施例を
説明する。
説明する。
本実施例では図示のように送波器11と受波器12とは容器
Ｖの円筒壁面において角αを隔てて設けられたものであ
る。上下を隔てる距離ｈは破線で示す第１実施例の場合
と同じである。
Ｖの円筒壁面において角αを隔てて設けられたものであ
る。上下を隔てる距離ｈは破線で示す第１実施例の場合
と同じである。
本実施例のような配列では、送波器11から受波器12への
伝達経路が図示矢線ｄのように長くなり、固有音響イン
ピーダンスが著しく小さく、漏洩が少なく、壁内減衰が
小さいがためにレベル検知能力が劣るような液体、例え
ば液化炭酸ガスを収容している容器に適用される。
伝達経路が図示矢線ｄのように長くなり、固有音響イン
ピーダンスが著しく小さく、漏洩が少なく、壁内減衰が
小さいがためにレベル検知能力が劣るような液体、例え
ば液化炭酸ガスを収容している容器に適用される。
このとき角α伝搬経路ｄにおいて鉛直方向に設置したと
きを基準として送波器の入射方向と受波器の受波方向の
鉛直方向からの傾き角と送波器と受波器のそれぞれの指
向特性による伝達波の広がりにより受波可能な範囲内で
あれば自由に選べる。
きを基準として送波器の入射方向と受波器の受波方向の
鉛直方向からの傾き角と送波器と受波器のそれぞれの指
向特性による伝達波の広がりにより受波可能な範囲内で
あれば自由に選べる。
次に第６図には第３実施例の配列を示す。
本実施例の配列では、単一の送波器11に対して、複数の
受波器12を伝達波を受波可能な範囲内においては自由な
仕様で配列したもので、図示矢線のように各受波器12へ
の受信距離の差が得られ、液面レベルが各受波器12の間
にあるとき、より精確にレベル検出が可能となる。
受波器12を伝達波を受波可能な範囲内においては自由な
仕様で配列したもので、図示矢線のように各受波器12へ
の受信距離の差が得られ、液面レベルが各受波器12の間
にあるとき、より精確にレベル検出が可能となる。
さらに、第７図には円筒壁面以外の自由な外表面を有す
る容器Ｗに本液面計10を取り付けた第４実施例を示すも
のである。
る容器Ｗに本液面計10を取り付けた第４実施例を示すも
のである。
図示のように液面に対して傾斜した壁面を有し、従来の
透過型や反射型では出来ないような液面検知の可能なる
ことが示されている。
透過型や反射型では出来ないような液面検知の可能なる
ことが示されている。
さらに、第８図は第５実施例を示すもので、この様にす
れば、Ａ媒体中のゴミや不純物等の沈殿物であるＢ媒体
の検出も可能である。
れば、Ａ媒体中のゴミや不純物等の沈殿物であるＢ媒体
の検出も可能である。
つまり、通常Ａ媒体が容器底部の壁面と接した状態で、
Ａ媒体内の漏洩による伝達波の変化状態を予じめ検出し
ておくことによって、沈殿物のＢ媒体による音響インピ
ータンスの変化で伝達波の変動を検知することができ、
沈殿物であるＢ媒体の有無が検出できる。
Ａ媒体内の漏洩による伝達波の変化状態を予じめ検出し
ておくことによって、沈殿物のＢ媒体による音響インピ
ータンスの変化で伝達波の変動を検知することができ、
沈殿物であるＢ媒体の有無が検出できる。
又、沈殿物であるＢ媒体の堆積量によって、Ａ媒体との
界面より反射して再度伝達波として伝搬する伝達波の変
化を捕えればＢ媒体の堆積量をも検出できる。
界面より反射して再度伝達波として伝搬する伝達波の変
化を捕えればＢ媒体の堆積量をも検出できる。
［発明の効果］ 本発明は、超音波伝搬部材に送波器と受波器とを取り付
け、容器殻壁内の多重反射によって伝搬する伝達波を受
信するようにするとともに、検出媒体に接する前記超音
波伝搬部材の壁面から検出媒体中への超音波の漏洩によ
り受波器における前記伝達波の入力信号の変化を検知す
るようにしたことによって、容器内の検出媒体の界面レ
ベルやその有無を検出可能であるばかりでなく、不整形
状の容器や傾斜姿勢の容器にも適用可能であり、しかも
送波器と受波器の取り付け位置や個数などに関する規制
も緩やかで、適用範囲が広く、使用しやすい。
け、容器殻壁内の多重反射によって伝搬する伝達波を受
信するようにするとともに、検出媒体に接する前記超音
波伝搬部材の壁面から検出媒体中への超音波の漏洩によ
り受波器における前記伝達波の入力信号の変化を検知す
るようにしたことによって、容器内の検出媒体の界面レ
ベルやその有無を検出可能であるばかりでなく、不整形
状の容器や傾斜姿勢の容器にも適用可能であり、しかも
送波器と受波器の取り付け位置や個数などに関する規制
も緩やかで、適用範囲が広く、使用しやすい。
特に、送波器と受波器とを高低差を保持しながら伝達波
が受波可能な範囲にそれぞれ自在に選んで取りつけるこ
とにより、伝達経路を長くとることができ、固有音響イ
ンピーダンスの小さい媒体であっても、正確にレベル検
出が可能である。
が受波可能な範囲にそれぞれ自在に選んで取りつけるこ
とにより、伝達経路を長くとることができ、固有音響イ
ンピーダンスの小さい媒体であっても、正確にレベル検
出が可能である。
さらに、単一の送波器に対して、外壁面の相互に離間し
た位置に複数個の受波器を設けたものでは、レベル検出
が一層正確になされる。
た位置に複数個の受波器を設けたものでは、レベル検出
が一層正確になされる。
第１図〜第４図は本発明の第１実施例を示しており、第
１図は全体の構成図、第２図（ａ）は送波器、受波器の
外観図、第２図（ｂ）は同じく断面図、第３図は原理説
明図、第４図は超音波の伝搬説明図、第５図（ａ）、第
５図（ｂ）は第２実施例を示しており、第５図（ａ）は
正面図、第５図（ｂ）は平面図、第６図は第３実施例の
配列を示す説明図、第７図は第４実施例の構成例を示す
説明図、第８図は第５実施例を示す説明図である。 10……超音波液面計 11……送波器 12……受波器 13……ケーシング 14……圧電素子 16……パルスジェネレータ 17……増幅器 18……信号処理・表示装置 Ｖ……液体容器 Ｗ……液体容器
１図は全体の構成図、第２図（ａ）は送波器、受波器の
外観図、第２図（ｂ）は同じく断面図、第３図は原理説
明図、第４図は超音波の伝搬説明図、第５図（ａ）、第
５図（ｂ）は第２実施例を示しており、第５図（ａ）は
正面図、第５図（ｂ）は平面図、第６図は第３実施例の
配列を示す説明図、第７図は第４実施例の構成例を示す
説明図、第８図は第５実施例を示す説明図である。 10……超音波液面計 11……送波器 12……受波器 13……ケーシング 14……圧電素子 16……パルスジェネレータ 17……増幅器 18……信号処理・表示装置 Ｖ……液体容器 Ｗ……液体容器
Claims (4)
- 【請求項１】検出媒体に接する超音波伝搬部材に超音波
の送波器を取り付け、その取り付け位置とは検出媒体の
測定域を挟んだ位置に、前記送波器からの信号が上記超
音波伝搬部材の殻壁内を多重反射によって伝搬する伝達
波を受信する受波器を取り付けるとともに、 検出媒体に接する上記超音波伝搬部材の壁面から検出媒
体中への超音波の漏洩が下記条件式、 2d・cosθ１＝ｍλ１ （ｍ＝０、１、２、・・・・） 但し、ｄは殻壁の板厚、θ１は殻壁内に入射された超音
波の屈折角、λ１は殻壁内の超音波の波長 を満足するようなθ１および／又はλ１によって超音波
を入射させ、受波器における前記伝達波の変化を検知し
て検出媒体の界面レベルを検出することを特徴とする超
音波を利用した検出計。 - 【請求項２】前記検出媒体に接する超音波伝搬部材から
なる容器に取り付ける前記送波器と前記受波器は、その
取り付け位置に関し、その鉛直方向では検出媒体の測定
域を挟む高低差を有するとともに、その水平面内での角
度位置では、前記高低差を保持しながら送波器の入射方
向と受波器の受波方向と前記送波器、前記受波器の指向
特性により変化する伝達波の広がりが受波可能な範囲に
それぞれ自在に選んで取り付けた請求項１記載の超音波
を利用した検出計。 - 【請求項３】単一の前記送波器に対して相互に離間した
位置に複数個の前記受波器を設けた請求項１記載の超音
波を利用した検出計。 - 【請求項４】前記送波器の内部及び前記受波器の内部に
おける超音波信号の伝達媒体として液状部材を使用した
ことを特徴とする請求項１記載の超音波を利用した検出
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2319535A JPH0778444B2 (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | 超音波を利用した検出計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2319535A JPH0778444B2 (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | 超音波を利用した検出計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04188026A JPH04188026A (ja) | 1992-07-06 |
| JPH0778444B2 true JPH0778444B2 (ja) | 1995-08-23 |
Family
ID=18111332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2319535A Expired - Lifetime JPH0778444B2 (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | 超音波を利用した検出計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0778444B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58216918A (ja) * | 1982-06-11 | 1983-12-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 液体検知方法及びその検知装置 |
-
1990
- 1990-11-21 JP JP2319535A patent/JPH0778444B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04188026A (ja) | 1992-07-06 |
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