JPH081456Y2 - Volume measuring device - Google Patents

Volume measuring device

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JPH081456Y2
JPH081456Y2 JP5063190U JP5063190U JPH081456Y2 JP H081456 Y2 JPH081456 Y2 JP H081456Y2 JP 5063190 U JP5063190 U JP 5063190U JP 5063190 U JP5063190 U JP 5063190U JP H081456 Y2 JPH081456 Y2 JP H081456Y2
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JP
Japan
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tank
volume
pressure
correction
frequency
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JP5063190U
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Japanese (ja)
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Inventor
克司 大根田
潤 西野
Original Assignee
株式会社カンセイ
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Publication date
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  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この考案は、タンク内に収納された液体、粉対、粒
対、異形状物体等の体積を測定する体積測定装置に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to a volume measuring device for measuring the volume of a liquid, a powder pair, a grain pair, an irregularly-shaped object, or the like contained in a tank.

[従来の技術] 従来のこの種の体積測定装置としては第6図乃至第10
図に示す如きものがある。以下、この従来例について具
体的に述べる。
[Prior Art] As a conventional volume measuring apparatus of this type, Figs.
There are some as shown in the figure. Hereinafter, this conventional example will be specifically described.

第6図は液面位測定開始の初期状態を示し、また第7
図は液面位の測定過程における状態を示す図であって、
ピストン(体積変化手段)7がシリンダ(体積変化量)
8の最深部まで移動させられたとき、すなわち最大スト
ローク移動したときの状態を示す。
FIG. 6 shows the initial state when the liquid level measurement is started, and FIG.
The figure is a diagram showing the state in the process of measuring the liquid level,
The piston (volume change means) 7 is a cylinder (volume change amount)
8 shows a state in which it has been moved to the deepest part of 8, that is, when it has moved by the maximum stroke.

第6図においてタンク3の体積をVT、その空洞部分
すなわち液体4が満たされていない部分の体積V2、シ
リンダ8の最大体積変化量に対応する体積をV0(≪
1,V2)、補正室9の体積をV1、タンク3内の圧力を
0とし、かつバルブ10が解放されているものとする
と、ポアッソン(Poisson)の法則に基づいて P0(V2+v0+V1γ=nRT0 が成立する。なお、nはシリンダ8、補正室9及びタン
ク3の空洞部の気体のモル数、Rはガス定数、T0は気
体の絶対温度、γは定圧比熱と定積比熱の比を示す。
In FIG. 6, the volume of the tank 3 is V T , the volume V 2 of its hollow portion, that is, the portion not filled with the liquid 4, and the volume corresponding to the maximum volume change amount of the cylinder 8 are V 0 (<<
V 1 , V 2 ), the volume of the correction chamber 9 is V 1 , the pressure in the tank 3 is P 0 , and the valve 10 is open, P 0 (based on Poisson's law) V 2 + v 0 + V 1 ) γ = nRT 0 holds. Note that n is the number of moles of the gas in the cavity of the cylinder 8, the correction chamber 9 and the tank 3, R is the gas constant, T 0 is the absolute temperature of the gas, and γ is the ratio of the constant pressure specific heat and the constant volume specific heat.

ここでピストン7が、断熱を保持した状態で最大スト
ローク移動させられると、第7図の如くv0=0となる
と共にタンク3内圧力がΔP0だけ増加し、 (P0+ΔP0)(V2+V1γ=nRT0 が成立する。これより、 P0(V2+v0+V1γ=(P0+ΔP0)(V2
1γ …(1) 式(1)は、近似的に、 となり、タンク3の空洞部分の体積V2は、 となる。
Here, when the piston 7 is moved by the maximum stroke while maintaining the heat insulation, v 0 = 0 as shown in FIG. 7 and the pressure in the tank 3 increases by ΔP 0 , and (P 0 + ΔP 0 ) (V 2 + V 1 ) γ = nRT 0 holds. From this, P 0 (V 2 + v 0 + V 1 ) γ = (P 0 + ΔP 0 ) (V 2 +
V 1 ) γ (1) Equation (1) is approximately And the volume V 2 of the hollow portion of the tank 3 is Becomes

次に第6図及び第7図においてバルブ10を閉成する
と、補正室9とタンク3との通気性は完全に遮断され、
上記の如く第7図においては、 P0(v0+V1γ=nRT0 が成立し、また第7図においてはv0=0となり、タン
ク3内圧力がΔP0′だけ増加するので、 (P0+ΔP0′)V1 γ=nRT0 が成立する。これにより、 P0(v0+V1γ=(P0+ΔP0′)V1 γ…(3) 式(3)は、近似的に となる。ここでシリンダ8の最大体積変化量に対応する
体積v0及び補正室9の体積V1は既知で、かつΔP0
は測定することができるので、γP0の値を求めること
ができる。これによって、式(2)におけるタンク3の
空洞部分の体積V2は、算出可能となり液体4の体積VL
は、VT−V2によって求めることができる。なお、第6
図および第7図における3aはエンジンにガソリン等の液
体4を供給するパイプである。
Next, when the valve 10 is closed in FIGS. 6 and 7, the air permeability between the correction chamber 9 and the tank 3 is completely cut off,
As described above, in FIG. 7, P 0 (v 0 + V 1 ) γ = nRT 0 holds, and in FIG. 7, v 0 = 0, and the pressure in the tank 3 increases by ΔP 0 ′. (P 0 + ΔP 0 ′) V 1 γ = nRT 0 holds. As a result, P 0 (v 0 + V 1 ) γ = (P 0 + ΔP 0 ′) V 1 γ (3) Equation (3) is approximately Becomes Here, the volume v 0 corresponding to the maximum volume change amount of the cylinder 8 and the volume V 1 of the correction chamber 9 are known, and ΔP 0
Can be measured, so that the value of γP 0 can be obtained. As a result, the volume V 2 of the hollow portion of the tank 3 in the equation (2) can be calculated, and the volume V L of the liquid 4 can be calculated.
Can be determined by V T −V 2 . The sixth
Reference numeral 3a in the drawings and FIG. 7 is a pipe for supplying a liquid 4 such as gasoline to the engine.

次に、上記の如く説明した考案の原理に基づく具体的
装置の例の構成を第8図及び第9図を参照して説明す
る。なお、第8図において第6図と同一構成の部分には
同一符号を付してその説明を省略する。
Next, the configuration of an example of a concrete device based on the principle of the invention described above will be described with reference to FIGS. 8 and 9. In FIG. 8, the same components as those in FIG. 6 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

7はピストンで、周面に磁極を有する円盤状の永久磁
石からなると共にその周面には磁性流体7aが吸着され、
後述のシリンダ8との隙間を塞ぎ、通気を防止し、かつ
シリンダ8内をピストン7が摺動するときの摩擦を小さ
くしている。なお、ピストン7の周面にOリングを取り
付けることによって通気を防止してもよい。8はシリン
ダで、その一端開口部8aは補正室9に連通されると共
に、他端を開口している。9は補正室で、その体積V1
がタンク3の全体積VTに対して十分に小さく設定され
ていると共に、シリンダ8の最大体積変化量すなわちピ
ストン7の摺動によって変化する最大体積v0に対し
て、例えば10倍の体積に設定されて、ピストン7の一往
復によって、内部の圧力変化は、正弦波状に変化する
(これは後述のモータ16の定速回転による)。また補正
室9は、電磁バルブ10及び第1のパイプ11を直列に介し
てタンク3の液体注入口5の開口縁の近くに接続され、
気体がタンク3内と補正室9との間を流通できるように
設定されている。なお第1のパイプ11の液体注入口5、
電磁バルブ10間の一部は、該液体注入口の開口縁より高
く位置せしめられており、液体4が液体注入口5の開口
縁まで注入されても補正室9内に液体4が流れ込まない
ように設定されている。12は圧力センサで、基準圧力室
12a、検出圧力室12b、その双方の圧力室12a,12bを仕切
り、かつその双方の圧力室の圧力の差に比例して歪む歪
板12c及び該歪板に貼付けられているストレインゲージ
等の圧力センサ本体12dからなり、その基準圧力室12aは
空洞室13及び微細管の第2のパイプ14に直列の第1のパ
イプ11に連通され、その空洞室13及び第2のパイプ14
は、タンク3内の圧力変動を吸収し空気圧フィルタを構
成している。また検出圧力室12bは補正室9に連通さ
れ、圧力センサ本体12dは歪板12cが受ける双方の圧力室
12a,12bの圧力差を検出して電気信号に変換する。15は
円板で、透孔15aが設けられていると共に、ピストン7
を往復直線運動させるためのクランク15bの一端が連結
させられている。また円板15は、後述のモータ16の回転
軸に図示されない減速ギアを介して連結されている。
Reference numeral 7 denotes a piston, which is composed of a disk-shaped permanent magnet having magnetic poles on its peripheral surface, and the magnetic fluid 7a is adsorbed on its peripheral surface.
A gap with a cylinder 8, which will be described later, is closed, ventilation is prevented, and friction when the piston 7 slides in the cylinder 8 is reduced. Note that ventilation may be prevented by attaching an O-ring to the peripheral surface of the piston 7. Reference numeral 8 denotes a cylinder, one end of which has an opening 8a communicating with the correction chamber 9 and having the other end opened. Reference numeral 9 is a correction chamber, the volume of which is V 1
Is set to be sufficiently small with respect to the total volume V T of the tank 3, and is set to, for example, 10 times the maximum volume change amount of the cylinder 8, that is, the maximum volume v 0 changed by sliding of the piston 7. Once set, one reciprocation of the piston 7 causes the internal pressure change to change in a sinusoidal manner (this is due to the constant-speed rotation of the motor 16 described later). Further, the correction chamber 9 is connected near the opening edge of the liquid injection port 5 of the tank 3 via the electromagnetic valve 10 and the first pipe 11 in series,
The gas is set so as to be able to flow between the tank 3 and the correction chamber 9. In addition, the liquid injection port 5 of the first pipe 11,
A part of the space between the electromagnetic valves 10 is positioned higher than the opening edge of the liquid injection port, so that the liquid 4 does not flow into the correction chamber 9 even if the liquid 4 is injected up to the opening edge of the liquid injection port 5. Is set to. 12 is a pressure sensor, which is the reference pressure chamber
12a, the detection pressure chamber 12b, both pressure chambers 12a, 12b are partitioned, and the strain plate 12c that is distorted in proportion to the pressure difference between the both pressure chambers, and the strain gauge pressure applied to the strain plate, etc. The reference pressure chamber 12a is composed of a sensor body 12d, and the reference pressure chamber 12a is connected to the first pipe 11 which is in series with the cavity chamber 13 and the second pipe 14 of the fine tube, and the cavity chamber 13 and the second pipe 14 are connected to each other.
Composes an air pressure filter by absorbing pressure fluctuations in the tank 3. The detection pressure chamber 12b is communicated with the correction chamber 9, and the pressure sensor main body 12d receives both pressure chambers received by the strain plate 12c.
The pressure difference between 12a and 12b is detected and converted into an electric signal. Reference numeral 15 is a disk, which is provided with a through hole 15a and which has a piston 7
One end of a crank 15b for reciprocating linear movement is connected. The disk 15 is connected to a rotating shaft of a motor 16 described later via a reduction gear (not shown).

17は光センサで、ピストン7が最大に後退した位置で
透孔15aに対面するように設けられており、円板15の透
孔15aを検出する。18はモータ駆動制御回路で、電源投
入直後にモータ16を回転せしめるための信号の供給を後
述の演算処理回路21から受け、光センサ17の位置に円板
15の透孔15aを一致させる為の信号をモータ16に供給す
る。またモータ駆動制御回路18は後述の演算処理回路21
から前記信号とは別の信号を受けて、モータ16を一定角
速度ω0で回転駆動せしめるための駆動信号をモータ16
に供給する。19はバンドパスフィルタで、モータ16の角
速度ω0に対応する周波数成分のみを抽出して出力する
ように設定されており、圧力センサ12で発生するノイズ
成分、タンク3内の温度上昇に対応して圧力センサ12で
発生するドリフト成分等を除去する。20は振幅検出回路
で、バンドパスフィルタ19の出力を入力し、その波高値
を検出する。21は演算処理回路で、CPU(CENTRAL PROCE
SSOR UNIT)、ROM(READ ONLY MEMORY)等からなり、振
幅検出回路20の出力を入力して、次のごとき演算処理を
実行することによってタンク3内の液面位を算出し、算
出結果を表示部22に供給して表示せしめる。
An optical sensor 17 is provided so as to face the through hole 15a at a position where the piston 7 is retracted to the maximum, and detects the through hole 15a of the disc 15. Reference numeral 18 denotes a motor drive control circuit, which receives a signal for rotating the motor 16 immediately after turning on the power from an arithmetic processing circuit 21 described later, and a disc at the position of the optical sensor 17.
A signal for matching the 15 through holes 15a is supplied to the motor 16. Further, the motor drive control circuit 18 is an arithmetic processing circuit 21 described later.
A signal different from the above signal is received from the motor 16 to drive the motor 16 at a constant angular velocity ω 0.
Supply to. Reference numeral 19 denotes a bandpass filter, which is set to extract and output only the frequency component corresponding to the angular velocity ω 0 of the motor 16, and corresponds to the noise component generated in the pressure sensor 12 and the temperature rise in the tank 3. The drift component and the like generated in the pressure sensor 12 are removed. An amplitude detection circuit 20 receives the output of the bandpass filter 19 and detects its peak value. Reference numeral 21 denotes an arithmetic processing circuit, which is a CPU (CENTRAL PROCE
SSOR UNIT), ROM (READ ONLY MEMORY), etc., and inputs the output of the amplitude detection circuit 20 and executes the following arithmetic processing to calculate the liquid level in the tank 3 and display the calculation result. It is supplied to the part 22 and displayed.

次に演算処理回路21の作動を第10図に示すフローチャ
ートに基づいて説明する。
Next, the operation of the arithmetic processing circuit 21 will be described based on the flowchart shown in FIG.

第10図に於て、電源を投入すると、スタートステップ
100から初期設定ステップ101に進み、演算処理回路21を
構成するCPU等が初期設定され、かつその初期設定後所
定時間が経過するとバルブ閉成信号の出力開始ステップ
102では、バルブ10を閉成するための信号を演算処理回
路21から図示されない駆動回路を介してバルブ10に供給
する。次に係数推定ステップ103に進み、ピストン7を
複数回往復運動させることによって式(4)における係
数γP0値を推定する。すなわち、ROMに記憶された補正
室9の体積V1及びシリンダ8の最大体積変化量に対応
する体積v0並びに圧力センサ12によって測定された補
正室9の圧力変化幅ΔP0′(前記ピストン7の複数回
の往復運動の圧力変化幅の平均値)によってγP0を式
(4)のγP0=ΔP0′V1/v0に基づいて求める。求め
た後、バルブ閉成信号の出力停止ステップ104に進み、
バルブ10を解放するためにバルブ10へのバルブ閉成信号
の供給が停止され、次のタンク内空洞体積の算出ステッ
プ105に進み、前記係数推定ステップ103でのピストン7
の往復運動の回数よりも多い回数ピストン7を往復運動
させることによって、ステップ105では、前のステップ1
03で求めた係数γP0、ROMに記憶されたシリンダ8の最
大体積変化量に対応する体積v0、該体積v0と同様にRO
Mに記憶された補正室9の体積V1及び圧力センサ12によ
って検出された圧力ΔP0(前記ピストン7の複数回の
往復運動の圧力変化幅の平均値)に基づいてタンク3内
空洞部分の体積V2を求め、次の液面位算出ステップ106
に進み、直前のステップ105で求めたタンク3内空洞部
分の体積V2をROMに記憶されたタンク3の全体積VT
ら減算することによって液体4の体積VLを算出する。
更に次の液面位信号発生ステップ107に進み、このステ
ップ107で表示部22に対して液面位を表示させるための
信号を演算処理回路21から供給し、その後バルブ閉成信
号の出力開始ステッツプ102に戻る。その後は、上記の
動作が周期的又は非周期的に繰り返される。なおタンク
内空洞体積の算出ステップ105と液面位算出ステップ106
との間には、タンク3内の空洞部分の体積が大きく変化
した場合のキャンセルステップ(図示せず)が設けられ
ている。
In Fig. 10, when the power is turned on, the start step
The procedure proceeds from 100 to the initial setting step 101, and when the CPU and the like which form the arithmetic processing circuit 21 are initialized, and a predetermined time has elapsed after the initial setting, the step of outputting the valve closing signal is started.
At 102, a signal for closing the valve 10 is supplied from the arithmetic processing circuit 21 to the valve 10 via a drive circuit (not shown). Next, in the coefficient estimation step 103, the coefficient γP 0 value in the equation (4) is estimated by reciprocating the piston 7 a plurality of times. That is, the volume V 1 of the correction chamber 9 stored in the ROM and the volume v 0 corresponding to the maximum volume change amount of the cylinder 8 and the pressure change width ΔP 0 ′ of the correction chamber 9 measured by the pressure sensor 12 (the piston 7 ΓP 0 is calculated based on γP 0 = ΔP 0 ′ V 1 / v 0 of the equation (4) by the average value of the pressure change widths of a plurality of reciprocating motions. After obtaining, proceed to the step 104 of stopping the output of the valve closing signal,
In order to release the valve 10, the supply of the valve closing signal to the valve 10 is stopped, the process proceeds to the next step 105 for calculating the cavity volume in the tank, and the piston 7 in the coefficient estimating step 103
By reciprocating the piston 7 a number of times greater than the number of reciprocating motions of
03 by a factor GanmaP 0 determined volume v 0 corresponding to the maximum volume change in the cylinder 8 stored in the ROM, in the same manner as said volume v 0 RO
Based on the volume V 1 of the correction chamber 9 stored in M and the pressure ΔP 0 (average value of the pressure change width of the reciprocating motion of the piston 7 a plurality of times) detected by the pressure sensor 12, The volume V 2 is calculated and the next liquid level calculation step 106
Then, the volume V L of the liquid 4 is calculated by subtracting the volume V 2 of the hollow portion in the tank 3 obtained in the immediately preceding step 105 from the total volume V T of the tank 3 stored in the ROM.
Further, the process proceeds to the next liquid level signal generation step 107, in which the signal for displaying the liquid level on the display unit 22 is supplied from the arithmetic processing circuit 21, and then the step for starting the output of the valve closing signal is started. Return to 102. After that, the above operation is repeated periodically or aperiodically. The calculation step 105 of the cavity volume in the tank and the calculation step 106 of the liquid level
A cancel step (not shown) is provided between and when the volume of the hollow portion in the tank 3 changes significantly.

[作用] 次に、上記構成の作動を説明する。電源が投入される
と光センサ17からモータ駆動制御回路18に透孔15aを光
センサ17の位置に一致させるための信号が供給され、モ
ータ16が回転されて光センサ17の位置に円板15の透孔15
aが一致せしめられる。なおこの作動は電源投入直後か
ら所定時間内に終了させられる。その後、演算処理回路
21からバルブ10にバルブ閉成信号が供給されることによ
ってバルブ10が閉成され、更に演算処理回路21からモー
タ駆動制御回路18にモータ16の複数回の回転開始を指示
する信号が供給される。該信号が供給されるとモータ駆
動制御回路18は、モータ16を一定角速度ω0で一方向に
指示された回転数だけ回転せしめ、モータ16の回転軸に
連結された円板15が回転させられることによってクラン
ク15bを介してピストン7がシリンダ8内を往復運動
し、シリンダ8の最大体積変化量に相当する体積V1
部分の空気を補正室9に送り込んだり、補正室9の空気
を吸い込んだりし、補正室9内の圧力を正弦波状に変化
せしめると、圧力センサ12の検出圧力室12bの圧力は、
補正室9の圧力が伝わることによって正弦波状に変化
し、タンク3内圧力と等しい基準圧力室12aの圧力との
差が、圧力センサ本体12cによって検出され、正弦波状
の電気信号に変換される。その信号はバンドパスフィル
タ19を介して振幅検出回路20に供給され、その波高値が
検出される。検出された波高値は、演算処理回路21に供
給され平均化されることによって、係数γP0が算出さ
れ、CPU内のレジスタ等に記憶される。その後、演算処
理回路21からバルブ10にバルブ閉成信号の供給が停止さ
れて、バルブ10は開放され、さらにモータ16は係数γP
0を算出するときよりも多くの回数回転させられること
によって式(2)の演算がなされ、タンク3内の液体4
の体積が算出され、その算出結果は表示部22に表示され
る。以後、上記動作が繰り返され、バルブ10が閉成され
る毎に係数γP0が更新されて記憶され、再度新たに液
面位が算出される。
[Operation] Next, the operation of the above configuration will be described. When the power is turned on, a signal for matching the through hole 15a with the position of the optical sensor 17 is supplied from the optical sensor 17 to the motor drive control circuit 18, the motor 16 is rotated and the disc 15 is placed at the position of the optical sensor 17. Through hole 15
a is matched. This operation is completed within a predetermined time immediately after the power is turned on. Then the arithmetic processing circuit
The valve 10 is closed by supplying a valve closing signal from the valve 21 to the valve 10. Further, the arithmetic processing circuit 21 supplies a signal for instructing the motor drive control circuit 18 to start rotating the motor 16 a plurality of times. . When the signal is supplied, the motor drive control circuit 18 causes the motor 16 to rotate at a constant angular velocity ω 0 in one direction by a designated number of rotations, and the disc 15 connected to the rotation shaft of the motor 16 is rotated. As a result, the piston 7 reciprocates in the cylinder 8 via the crank 15b, and the air in the volume V 1 corresponding to the maximum volume change amount of the cylinder 8 is sent to the correction chamber 9 or the air in the correction chamber 9 is sucked. However, if the pressure in the correction chamber 9 is changed in a sine wave shape, the pressure in the detection pressure chamber 12b of the pressure sensor 12 becomes
The pressure in the correction chamber 9 changes in a sinusoidal manner by being transmitted, and a difference between the pressure in the tank 3 and the pressure in the reference pressure chamber 12a, which is equal to the pressure in the tank 3, is detected by the pressure sensor main body 12c and converted into a sinusoidal electric signal. The signal is supplied to the amplitude detection circuit 20 via the bandpass filter 19 and its peak value is detected. The detected peak value is supplied to the arithmetic processing circuit 21 and averaged to calculate the coefficient γP 0, which is stored in a register or the like in the CPU. After that, the supply of the valve closing signal from the arithmetic processing circuit 21 to the valve 10 is stopped, the valve 10 is opened, and the motor 16 causes the coefficient γP to rise.
The equation (2) is calculated by rotating the liquid more times than when calculating 0, and the liquid 4 in the tank 3 is rotated.
Is calculated, and the calculation result is displayed on the display unit 22. Thereafter, the above operation is repeated, and the coefficient γP 0 is updated and stored every time the valve 10 is closed, and the liquid level is newly calculated again.

[考案が解決しようとする課題] しかしながら、このような従来の体積測定装置にあっ
ては、係数γP0を推定するために、タンクと補正室9
とバルブ10を介して連結する構成となり装置全体の形状
が大型化するという問題点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in such a conventional volume measuring apparatus, in order to estimate the coefficient γP 0 , the tank and the correction chamber 9
However, there is a problem in that the size of the entire apparatus becomes large due to the configuration in which the valve and the valve are connected.

また、バルブ10に開口断面積の小さなものを用いると流
量抵抗が大きくなり、バルブ10を開口し、加圧した場合
に、補正室9をタンク3内の空胴部分とが連通した1つ
の空間として見做されず、別個の空間となってしまい、
測定誤差を生じさせる原因となる問題点があり、これを
避けるために、ピストン7の駆動角周波数ω0を非常に
小さくすると測定時間が長くなるという問題点があっ
た。そこで開口断面積の大きなバルブを用いることが考
えられるが、そうするとコストアップになるという問題
点があった。また従来のタンク3にあっては、その材質
が樹脂又は金属製であって、特に樹脂製であったり、金
属製であっても容量の大なる大型タンクである場合に、
多量の液体4が収容されているタンク3内で、その液体
4が揺動されると、第6図に示す如く底面が平面である
形状のタンクにあっては、その底面が液体4揺動力に伴
なって10〜30Hzの非常の低い周波数で共振してしまう。
従って、フィルタ19で抽出した信号成分の周波数に接近
して、信号成分の抽出が困難になるという問題点もあっ
た。
Further, if a valve having a small opening cross-sectional area is used as the valve 10, the flow resistance becomes large, and when the valve 10 is opened and pressurized, the correction chamber 9 communicates with the empty space in the tank 3 into one space. As a separate space,
There is a problem that causes a measurement error, and in order to avoid this, if the drive angular frequency ω 0 of the piston 7 is made extremely small, there is a problem that the measurement time becomes long. Therefore, it is conceivable to use a valve having a large opening cross-sectional area, but there is a problem in that cost increases. Further, in the conventional tank 3, when the material thereof is resin or metal, particularly when it is a resin or a large tank having a large capacity even if it is made of metal,
When the liquid 4 is swung in the tank 3 containing a large amount of liquid 4, the bottom surface of the tank 4 has a flat surface as shown in FIG. It resonates at a very low frequency of 10 to 30 Hz.
Therefore, there is a problem that the frequency of the signal component extracted by the filter 19 is approached and it becomes difficult to extract the signal component.

[課題を解決するための手段] この考案は、このような従来の問題点に着目してなさ
れたもので、複数個のタンクをパイプで連結し、該複数
個のタンクのいずれか1つにその体積を変化せしめる手
段を設け、かつ該手段を前記タンクの個数と同一数の種
類の周波数で駆動し、その圧力変動を圧力センサで検出
し、該検出出力に基づいて上記複数個のタンクの少なく
とも1個のタンク内収容物の体積を算出することができ
るようにすると共に、共振周波数で振動されるタンク内
底面の所望部分に、そのタンク底面とタンク上面との間
を支柱を介して連結し、この支柱によるタンク底面の共
振(撓み)周波数、すなわち低周波共振周波数を高周波
に移行せしめることにより、信号成分の抽出を容易なら
しめて、精度の高い体積算出を可能ならしめる体積測定
装置を提供することにある。
[Means for Solving the Problem] The present invention has been made in view of such conventional problems, and a plurality of tanks are connected by a pipe, and any one of the plurality of tanks is connected to the tank. A means for changing the volume is provided, and the means is driven at the same number of kinds of frequencies as the number of the tanks, the pressure fluctuation is detected by a pressure sensor, and the pressure of the plurality of tanks is detected based on the detection output. It is possible to calculate the volume of at least one in-tank containment, and to connect a desired portion of the inner bottom surface of the tank that is vibrated at the resonance frequency, between the bottom surface and the upper surface of the tank via a column. However, by shifting the resonance (deflection) frequency of the bottom of the tank by this column, that is, the low-frequency resonance frequency to a high frequency, the signal component can be easily extracted and highly accurate volume calculation can be performed. It is to provide a volume measuring device.

[実施例] 以下に本考案の実施例を第1図乃至第5図に基づいて
詳細に説明する。
[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 5.

30は例えば液体、粉体、粒体、異形状物体等を収納す
る異形状のメインタンクであって、このメインタンク30
には連結パイプ32を介して補正用タンク31が連結されて
いる。また上記異形状メインタンク30の上部には小径の
通気孔35が穿設されている。上記補正用タンク31の上部
には例えばピストン、ベローズ、ダイヤフラム等の体積
変化手段(機構)33が設けられていて、この体積変化機
構33の動作によって補正用タンク31内の体積を変化させ
ることができるようになっている。なお第5図において
は、補正用タンク31内の内圧を検出するためのゲージ圧
力センサ34が設けられている。
Reference numeral 30 denotes an irregularly shaped main tank that stores liquids, powders, particles, irregularly shaped objects, etc.
A correction tank 31 is connected to this via a connecting pipe 32. Further, a small-diameter vent hole 35 is formed in the upper portion of the irregularly shaped main tank 30. A volume changing means (mechanism) 33 such as a piston, a bellows, a diaphragm, etc. is provided above the correction tank 31, and the volume in the correction tank 31 can be changed by the operation of the volume changing mechanism 33. You can do it. Note that in FIG. 5, a gauge pressure sensor 34 for detecting the internal pressure in the correction tank 31 is provided.

以上が本実施例の構成であって、次にその構成による
測定原理を説明する。
The above is the configuration of the present embodiment. Next, the measurement principle of the configuration will be described.

測定原理 (1) 第1図のような連結タンクシステムを考え
る。これは体積V1,V2の種類のタンクによって構成され
る。タンク31,30は流量抵抗r1のパイプ32によって接続
されており、タンク30の液体注入口と、蓋体との間の隙
間である通気孔35の流量抵抗はr2である。双方のタン
ク30,31内の気体の比熱比をγ、気体定数をR、タンク3
1の熱時定数をτとする。タンク31に、ピストン、ダイ
ヤフラム、ベローズ等を用いた体積変化機構33を取り付
け、この体積変化機構33によって実際に発生する体積変
化量をv(t)とする。
Measurement Principle (1) Consider a connected tank system as shown in FIG. It is composed of tanks of the types V 1 and V 2 . The tanks 31 and 30 are connected by a pipe 32 having a flow resistance r 1 , and the flow resistance of a ventilation hole 35, which is a gap between the liquid injection port of the tank 30 and the lid, is r 2 . The specific heat ratio of the gas in both tanks 30 and 31 is γ, the gas constant is R, and the tank 3
Let τ be the thermal time constant of 1. A volume change mechanism 33 using a piston, a diaphragm, a bellows, etc. is attached to the tank 31, and the volume change amount actually generated by this volume change mechanism 33 is v (t).

タンク30,31が剛体の場合、タンクの加圧減圧時にタ
ンク30,31が歪まないので、ピストン、ダイヤフラム、
ベローズ等の体積変化量v0(t)と実際に発生する体
積変化量v(t)は等しい。もしタンク30がフレキシブ
ルな場合、タンク加圧減圧時にタンク30が歪むので、そ
の収縮又は拡張による体積変化量に応じた分だけv
(t)はv0(t)より小さくなる。
If the tanks 30 and 31 are rigid, the tanks 30 and 31 do not distort when the tank is pressurized and depressurized, so the piston, diaphragm, and
The volume change amount v 0 (t) of the bellows or the like is equal to the volume change amount v (t) actually generated. If the tank 30 is flexible, the tank 30 will be distorted when the tank is pressurized and depressurized.
(T) is smaller than v 0 (t).

v(t)=0のとき、タンク31の中の気体の絶対圧
力、温度、モル数をそれぞれp0、T1、n1、タンク30
の中の気体においてそれぞれp0、T2、n2とする。測
定環境が著しく変化しない場合、通気孔35を介してタン
ク31,30内外に気体が循環するので絶対圧力p0は外気圧
と等しく、その変化は非常に遅く、外気圧と等しく変化
する。
When v (t) = 0, the absolute pressure, temperature, and number of moles of the gas in the tank 31 are p 0 , T 1 , n 1 , and the tank 30, respectively.
Let p 0 , T 2 and n 2 in the gas inside. When the measurement environment does not change significantly, the gas circulates inside and outside the tanks 31 and 30 through the vent holes 35, so that the absolute pressure p 0 is equal to the external pressure, and the change is very slow and changes to the external pressure.

v(t)≠0のとき、圧力、温度、モル数も体積変化
機構の状況に変化し、 タンク31において、圧力はp0+Δp1(t),温度は
1+ΔT1(t),モル数はn1−Δn12(t)と変化す
る。
When v (t) ≠ 0, the pressure, temperature and the number of moles also change to the situation of the volume change mechanism. In the tank 31, the pressure is p 0 + Δp 1 (t) and the temperature is T 1 + ΔT 1 (t), mole. The number changes as n 1 −Δn 12 (t).

タンク30において、圧力はp0+Δp2(t),温度は
2+ΔT2(t),モル数はn2+Δn12(t)−Δn2
(t)と変化する。Δn12(t)はタンク31からタンク
30に流れた空気のモル数、Δn2(t)はタンク30から
通気孔35を介して外部に漏れた空気のモル数である。
In the tank 30, the pressure is p 0 + Δp 2 (t), the temperature is T 2 + ΔT 2 (t), and the number of moles is n 2 + Δn 12 (t) -Δn 2
It changes with (t). Δn 12 (t) is from tank 31 to tank
The number of moles of air that has flowed to 30 and Δn 2 (t) is the number of moles of air that has leaked from the tank 30 to the outside through the vent holes 35.

ここでこのシステムについて次の仮定を設定する。 We now set the following assumptions for this system.

1) タンク内気体は理想気体である。1) The gas in the tank is an ideal gas.

2) v(t)≪{V1,V2} 3) タンク30の熱容量は大きく、圧力変化Δp
2(t)に伴なうタンク内温度変化は体積変化量v
(t)の変化の速さに比べ非常に遅く無視できる。
2) v (t) << {V 1 , V 2 } 3) The heat capacity of the tank 30 is large and the pressure change Δp
The temperature change in the tank with 2 (t) is the volume change v
It is very slow compared to the changing speed of (t) and can be ignored.

4) 体積変化量v(t)の変化の速さは、それに伴い
変化する圧力がタンク30,31内の至るところで等しい程
度とする。
4) The rate of change of the volume change amount v (t) is such that the pressure that changes with it is equal throughout the tanks 30 and 31.

5) タンク30内に被計測物体を入れても、この物体に
よりタンク30内に2つ以上の閉じたガス空間、すなわち
空洞部分が構成されない。
5) Even if an object to be measured is put in the tank 30, the object does not form two or more closed gas spaces, that is, hollow portions in the tank 30.

以上の仮定は、それほど大きな制約となるものはな
い。体積変化量v(t)に対するΔp1(t)、Δp
2(t)、ΔT1(t)、ΔT2(t)、Δn12(t)、
Δn2(t)の変化は本来、非線形方程式で表される
が、仮定2)よりその大きさはp0、T1、T2、n1、n
2に対して非常に小さく、そのため線形方程式で近似で
きる。静的状態においてタンク30,31内の気体の圧力、
温度、モル数の関係は次の代数方程式で表される。
The above assumptions are not very restrictive. Δp 1 (t), Δp with respect to the volume change amount v (t)
2 (t), ΔT 1 (t), ΔT 2 (t), Δn 12 (t),
The change of Δn 2 (t) is originally expressed by a non-linear equation, but its magnitude is p 0 , T 1 , T 2 , n 1 , n according to Assumption 2).
It is very small compared to 2 , so it can be approximated by a linear equation. The gas pressure in the tanks 30 and 31 in the static state,
The relationship between temperature and the number of moles is expressed by the following algebraic equation.

p0V1=n1RT1,p0V2=n2RT2 (1a) また仮定1),3),4),5)より、動的状態においては
タンク30,31内の気体の圧力、温度、モル数の関係は、
次の線形常微分方程式で表される。
p 0 V 1 = n 1 RT 1 , p 0 V 2 = n 2 RT 2 (1a) Also, from the assumptions 1), 3), 4) and 5), the gas in the tanks 30 and 31 in the dynamic state is The relationship between pressure, temperature and number of moles is
It is expressed by the following linear ordinary differential equation.

流量抵抗r、上式においてはr1,r2はパイプ32の長さ
lと直径dより次の式のように求められる。
The flow resistance r, r 1 and r 2 in the above equation, can be obtained from the length l and the diameter d of the pipe 32 by the following equation.

この式は長さlが50〜650[mm]、直径dが2.0〜9.0[m
m]のアルミ製パイプを用いて実験的に求めたものであ
る。
This formula has a length 1 of 50 to 650 [mm] and a diameter d of 2.0 to 9.0 [m
m] was obtained experimentally using an aluminum pipe.

また、体積変化v(t)は次のように表される。 The volume change v (t) is expressed as follows.

ΔVはタンクの材質、形状、容積等から定まるタンク
固有の定数であり、Δv(t)は体積変化機構33の体積
変化量v0(t)の変化に伴うタンクの拡張、収縮によ
る体積変化量である。
ΔV is a constant peculiar to the tank determined by the material, shape, volume, etc. of the tank, and Δv (t) is the volume change amount due to expansion and contraction of the tank due to the change in the volume change amount v 0 (t) of the volume change mechanism 33. Is.

式(1a)〜(1i)にラプラス変換を施し、入力v
(t)から出力Δp1(t)までの伝達関数を求めると
次のようになる。
Laplace transform is applied to equations (1a) to (1i) and input v
The transfer function from (t) to the output Δp 1 (t) is calculated as follows.

となる。係数r2V2/RT2,r1V2/RT2,r1V1/RT1は、圧力変
化の時定数である。例えばr2V2/RT2はタンク30における
空洞部分の絶対温度T2の気体が流量抵抗r2の通気孔35
を介してタンク30外に流れるときの圧力減衰の時定数で
ある。補正係数k2(s,r1,r2,V1,V2)は、メインタンク30
の容積V2により変化するが、第2図に示されるk2(s,
r1,r2,V1,V2)の周波数特性において、適当な周波数、例
えば区間Aの4×10-4〜10-3Hzの周波数を選ぶことによ
り近似的に定数と見做せる。
Becomes The coefficients r 2 V 2 / RT 2 , r 1 V 2 / RT 2 and r 1 V 1 / RT 1 are time constants of pressure change. For example vent holes 35 of the r 2 V 2 / RT 2 is the gas absolute temperature T 2 of the hollow portion in the tank 30 flow resistance r 2
It is a time constant of pressure decay when flowing out of the tank 30 via. The correction factor k 2 (s, r 1 , r 2 , V 1 , V 2 ) is the main tank 30
Of the volume of V 2 of k 2 (s,
In the frequency characteristics of r 1 , r 2 , V 1 , V 2 ), it can be approximately regarded as a constant by selecting an appropriate frequency, for example, a frequency of 4 × 10 −4 to 10 −3 Hz in the section A.

1<<<r2(r2は空気等の通気孔35の流量抵抗)
で熱時定数τとr2{V1+MinV2}/RT2が同程度の値なら次
のような角周波数が存在する。
r 1 << r 2 (r 2 is the flow resistance of the air vent 35)
Then, if the thermal time constant τ and r 2 {V 1 + MinV 2 } / RT 2 are similar, the following angular frequency exists.

この条件において補正係数k2(s,r1,r2,V1,V2)は次の
ように近似される。
Under this condition, the correction coefficient k 2 (s, r 1 , r 2 , V 1 , V 2 ) is approximated as follows.

|k2(iω,r1,r2,V1,V2)|≒1 ∠k2(iω,r1,r2,V1,V2)=0 (2d) ゆえに、式(2c)の条件を満たす場合、入力v(t)か
ら出力Δp1(t)までの伝達関数はγp0/V1+V2+Δ
V)となる。
| K 2 (iω, r 1 , r 2 , V 1 , V 2 ) | ≈ 1 ∠k 2 (iω, r 1 , r 2 , V 1 , V 2 ) = 0 (2d) Therefore, the formula (2c) When the condition of is satisfied, the transfer function from the input v (t) to the output Δp 1 (t) is γp 0 / V 1 + V 2 + Δ
V).

なお、体積変化機構33が角周波数ω0で正弦波状に駆
動される場合、 が満たされていれば、パイプが閉塞されている状態と同
等と考えられる。パイプ32が閉塞されている状態と同等
と考えられる。
When the volume changing mechanism 33 is driven in a sine wave shape at the angular frequency ω 0 , If is satisfied, it is considered to be equivalent to the state where the pipe is closed. It is considered to be equivalent to the state where the pipe 32 is closed.

即ち であればよい。That is Should be fine.

(2) 次に第3図のような単一タンクシステムを考
える。これは第1図のタンク31,30の間を結合するパイ
プ32の断面積を非常に大きくしたもので、これによりパ
イプ32の流量抵抗r1の値が非常に小さくなる場合に相
当する。これより、第3図のv(t)からΔp2(t)
までの伝達関数は式(2a)においてr1→0、T2
1、Δp2=Δp1、V2′=V1+V2としたものであ
り、次のようになる。
(2) Next, consider a single tank system as shown in FIG. This is a case where the cross-sectional area of the pipe 32 connecting between the tanks 31 and 30 in FIG. 1 is made very large, and this corresponds to the case where the value of the flow resistance r 1 of the pipe 32 becomes very small. From this, from v (t) in FIG. 3, Δp 2 (t)
Up to r 1 → 0, T 2 =
T 1 , Δp 2 = Δp 1 , and V 2 ′ = V 1 + V 2 are set, and are as follows.

ここで、 となる。次のような角周波数ωを考える。 here, Becomes Consider the following angular frequency ω.

例えば第4図の周波数特性においてAに示す10-3Hz以上
の周波数である。このような周波数に設定することによ
り補正係数k1(iω,r2,V3′)は次のように近似され
る。
For example, it is a frequency of 10 −3 Hz or more shown by A in the frequency characteristic of FIG. By setting such a frequency, the correction coefficient k 1 (iω, r 2 , V 3 ′) is approximated as follows.

|k1(iω,r2,V3′)≒1, ∠k1(iω,r2,V3′)≒0 (2h) このとき、伝達関数はγp0/(V2′+ΔV)となる。| k 1 (iω, r 2 , V 3 ′) ≈1, ∠k 1 (iω, r 2 , V 3 ′) ≈0 (2h) At this time, the transfer function is γp 0 / (V 2 ′ + ΔV) Become.

次に上記原理を第5図に示す本実施例の具体例に基づ
いて説明する。
Next, the above principle will be described based on a specific example of this embodiment shown in FIG.

第5図(イ),(ロ)において補正タンク31は第1図
におけるタンク31に相当するものであり、体積変化機構
33であるダイヤフラムを夫々2種類の角周波数ωL,ωH
(ωL<ωH)で同時に(v0sinωLt+v0sinωHt)、
又は交互に(v0sinωLt,v0sinωHt)駆動し、パイプ3
2は、高い角周波数ωHでは流量抵抗r1は式(2e)より
非常に大きくなるので圧力変化をメインタンク30に伝達
せず、実質的に補正タンク31とメインタンク30とが切り
離され、パイプ32が流量抵抗の極めて大きな空気漏れ孔
となるために補正タンク31だけの圧力変化を計測でき、
この場合第3図に示す単一タンクシステムの理論が適用
される。
In FIGS. 5 (a) and 5 (b), the correction tank 31 corresponds to the tank 31 in FIG.
The diaphragm of 33 has two kinds of angular frequencies ω L and ω H, respectively.
LH ) and (v 0 sinω L t + v 0 sinω H t) at the same time,
Or alternately (v 0 sinω L t, v 0 sinω H t) drive, and pipe 3
2 shows that at a high angular frequency ω H , the flow resistance r 1 becomes much larger than the equation (2e), so that the pressure change is not transmitted to the main tank 30, and the correction tank 31 and the main tank 30 are substantially separated from each other. Since the pipe 32 becomes an air leak hole with an extremely large flow resistance, it is possible to measure the pressure change only in the correction tank 31.
In this case, the theory of the single tank system shown in FIG. 3 is applied.

本実施例において重要なことは、メインタンク30の内
部において、そのメインタンク30の底面と上面との間す
なわち第6図に示す該メインタンク30の共振周波数によ
って生じる振動面のうち、振動の節Aに相当する以外の
箇所の底面と上面との間に、底面の振動を抑制する支柱
43を架設したものである。この支柱43をメインタンク30
内に架設する手段として、そのメインタンク30の樹脂成
形と同時に成形することは、成形上困難であるので、先
ず底面44の所定位置に窪み46を有し、又上面には支柱挿
通用の透孔46を有するメインタンク30を成形し、次いで
その透孔46よりタンク30内に予め形成されている支柱43
を挿入すると共に、その支柱43の先端43′を、前記窪み
45内に係止せしめる。次にその支柱43の尾端43″を、熱
溶着手段等によりタンク上面と固着することにより支柱
43をタンク30の上面と底面との間に架設して、該タンク
30の歪み(振動)を抑制するものである。なお第5図
(イ)においては、支柱43の先端43′を係止せしめるた
めの手段である窪み45を略半球面形状となしたが、例え
ば第5図(ロ)に示す如く周縁盛り上りによる窪みであ
ってもよい。第5図(ハ)に示すように、上記の窪み45
は、必要に応じタンク30の底傾斜面に施すことも可能で
ある。
What is important in this embodiment is that inside the main tank 30, between the bottom surface and the top surface of the main tank 30, that is, in the vibration surface generated by the resonance frequency of the main tank 30 shown in FIG. A pillar that suppresses vibration of the bottom surface between the bottom surface and the top surface other than the area corresponding to A
43 is installed. This pillar 43 is the main tank 30
Since it is difficult to mold the main tank 30 at the same time as the resin molding as a means for erection inside, there is a recess 46 at a predetermined position on the bottom surface 44, and the upper surface has a transparent portion for inserting a column. The main tank 30 having the holes 46 is molded, and then the columns 43 which are previously formed in the tank 30 through the through holes 46 are formed.
And insert the end 43 'of the column 43 into the recess
Lock in 45. Next, the tail end 43 ″ of the support column 43 is fixed to the upper surface of the tank by heat welding means or the like to support the support column.
43 is installed between the top and bottom of the tank 30,
It suppresses distortion (vibration) of 30. In addition, in FIG. 5 (a), the recess 45, which is a means for locking the tip 43 'of the support column 43, has a substantially hemispherical shape, but, for example, as shown in FIG. It may be a dent. As shown in FIG.
Can also be applied to the bottom inclined surface of the tank 30 as required.

ここで補正タンク31の容積をV1、メインタンク30内の
気体の体積をV2、メインタンク30内の液体の体積を
L、補正タンク31とメインタンク30の容積の和をVT
する。
Here, the volume of the correction tank 31 is V 1 , the volume of the gas in the main tank 30 is V 2 , the volume of the liquid in the main tank 30 is V L , and the sum of the volumes of the correction tank 31 and the main tank 30 is V T. To do.

補正タンク31の圧力変化Δp1(t)は式(2h)を満
たす角周波数ωHを用いると、 となる。また、メインタンク30を剛体、すなわちΔV=
0とし、角周波数ωLが式(2c)を満たすとき、Δp
1(t)は次のようになる。
For the pressure change Δp 1 (t) of the correction tank 31, if the angular frequency ω H that satisfies the equation (2h) is used, Becomes In addition, the main tank 30 is a rigid body, that is, ΔV =
0 and the angular frequency ω L satisfies the equation (2c), Δp
1 (t) is as follows.

次に低い角周波数ωLではパイプ32の流量抵抗が小さ
くなり、補正タンク31とメインタンク30とが非常に太い
パイプで結合された形になるので補正タンク31内での圧
力変化はメインタンク30に伝達され、両タンク30,31の
圧力変化を計測できる。
At the next lowest angular frequency ω L , the flow resistance of the pipe 32 becomes small, and the correction tank 31 and the main tank 30 are connected by a very thick pipe. The pressure change of both tanks 30 and 31 can be measured.

この場合も第3図に示す単一タンクシステムの原理が
適用される。
Also in this case, the principle of the single tank system shown in FIG. 3 is applied.

そこでv(t)を角周波数ωLで駆動したときのΔ
1′(t)の振幅を測定すると、 ここでωHで駆動したときのΔp1(t)の振幅をA1
ωLで駆動したときのΔp1(t)の振幅をA2とする
と、式(3a),(3b)よりメインタンク30及び補正タン
ク31内の気体の体積の和V1+V2は次のように求められ
る。
Therefore, when v (t) is driven at the angular frequency ω L , Δ
When the amplitude of p 1 ′ (t) is measured, Here, the amplitude of Δp 1 (t) when driven by ω H is A 1 ,
Assuming that the amplitude of Δp 1 (t) when driven by ω L is A 2 , the sum V 1 + V 2 of the gas volumes in the main tank 30 and the correction tank 31 is given by the following equations (3a) and (3b). Is asked.

液量VLは次のように求められる。 The liquid volume V L is obtained as follows.

また、メインタンクがフレキシブルな場合A1,A2の比
の値Cは次のようになる。
When the main tank is flexible, the value C of the ratio of A 1 and A 2 is as follows.

この場合、液量を求めるにはΔV、|k1|/|k2|をキャリ
ブレーションにより求める必要がある。キャリブレーシ
ョンはメインタンク30に体積の正しく測定された液体を
入れ、V2とCを求める。これを異なった体積について
2回行い、得られた値を式(3f)に代入し、ΔV、|k1|
/|k2|を求める方法である。
In this case, ΔV, | k 1 | / | k 2 | needs to be obtained by calibration in order to obtain the liquid amount. For calibration, fill the main tank 30 with a correctly measured volume of liquid and determine V 2 and C. This is performed twice for different volumes, and the obtained value is substituted into equation (3f) to obtain ΔV, | k 1 |
This is a method of finding / | k 2 |.

このとき、液量VLは次のように求められる。At this time, the liquid volume VL is obtained as follows.

上記原理における信号処理は次の如くである。 The signal processing based on the above principle is as follows.

すなわち、体積変化機構33が(v0sinωLt+v0sin
ωHt(ωL<ωH)の駆動力によって駆動されると、そ
れによる圧力変化がゲージ圧力センサ34で検出され、2
つの上記のバンドパスフィルタ36,37に供給される。一
方のバンドパスフィルタ36では角周波数ωLの信号成分
が抽出され、また他方のバンドパスフィルタ37では角周
波数ωHの信号成分が抽出され、夫々の出力信号は夫々
に接続された上記の振幅検出器38,39で振幅が検出さ
れ、低い方の角周波数ωLの信号成分の振幅を検出する
一方の振幅検出器38の出力γ|k1|P0v0は、高い方の角
周波数ωHの信号成分の振幅を検出する他方の振幅検出
器39の出力 で割算器40によって除算され、 が算出される。
In other words, the volume change mechanism 33 (v 0 sinω L t + v 0 sin
When driven by the driving force of ω H t (ω LH ), the pressure change due to the driving force is detected by the gauge pressure sensor 34, and 2
The two above mentioned bandpass filters 36, 37 are supplied. One of the bandpass filters 36 extracts the signal component of the angular frequency ω L , and the other bandpass filter 37 extracts the signal component of the angular frequency ω H , and the respective output signals have the above-mentioned amplitudes connected to each other. The amplitudes are detected by the detectors 38 and 39, and the output γ | k 1 | P 0 v 0 of the amplitude detector 38 that detects the amplitude of the signal component of the lower angular frequency ω L is the higher angular frequency Output of the other amplitude detector 39 that detects the amplitude of the signal component of ω H Divided by divider 40 by Is calculated.

その算出結果 は、圧力の伝達関数の係数から算出される補正係数に対
応する増幅率|k2/k1|の増幅率42で増幅される。その
後、増幅された信号は、引算器41で設定されている値
(V1+V2+ΔV)から引算され、その結果メインタン
ク30内に収納された液体等の収納物の体積VLが算出さ
れる。なお、ΔVと|k2|/|k1|は予めキャリブレーショ
ンにより求められている。
The calculation result Is amplified by an amplification factor 42 of an amplification factor | k 2 / k 1 | corresponding to a correction coefficient calculated from the coefficient of the pressure transfer function. After that, the amplified signal is subtracted from the value (V 1 + V 2 + ΔV) set by the subtracter 41, and as a result, the volume VL of the storage object such as the liquid stored in the main tank 30 is reduced. It is calculated. It should be noted that ΔV and | k 2 | / | k 1 | are previously obtained by calibration.

そして、本実施例において最大の特長は、メインタン
ク30の内部において、そのタンク3の底面と、上面との
間、すなち第6図に示す該メインタンク30の共振周波数
によって形成される該メインタンクの振動面のうち、振
動の節Aに相当する部分以外の個所において、その底面
と上面との間に、その底面と上面との間を突張って、そ
の底面の振動を抑制する支柱43を架設したことにある。
The greatest feature of this embodiment is that inside the main tank 30, the space between the bottom surface and the top surface of the tank 3 is formed by the resonance frequency of the main tank 30 shown in FIG. A pillar that suppresses the vibration of the bottom surface by protruding between the bottom surface and the top surface at a portion of the vibration surface of the main tank other than the portion corresponding to the node A of vibration. 43 was installed.

従ってこの実施例によれば、上記支柱43の作用により
底面で生じる共振周波数が、高い周波数に移行されるこ
とから、この共振周波数が信号成分の周波数に接近され
ることがなく、信号成分の抽出が容易となって体積検出
精度を高めることができることは勿論のこと、タンク30
内の所定位置に目的とする支柱43の架設が容易かつ正確
に施すことができる。
Therefore, according to this embodiment, since the resonance frequency generated on the bottom surface by the action of the pillar 43 is shifted to a high frequency, the resonance frequency is not approached to the frequency of the signal component, and the extraction of the signal component is performed. Of course, it is easy to improve the volume detection accuracy.
It is possible to easily and accurately construct the desired support column 43 at a predetermined position therein.

[考案の効果] 以上のように本考案は、被測定物を収納する合成樹脂
製メインタンクと、このメインタンクに連通して設けら
れた補正タンクと、これら双方のタンクの夫々の内圧を
所定周波数で変化させる体積変化手段と、該体積変化手
段による双方のタンクの圧力変化を検出する検出手段と
を備えてなる体積測定装置において、前記メインタンク
に、その共振周波数によって形成される振動面のうち振
動の節に相当する部分以外の上壁面と下壁面との間を架
設連結する支柱を設け、該支柱の下端は、前記下壁面に
形成した窪みに嵌合保持させ、その支柱の上端は、前記
上壁面に溶着して双方の壁面間の距離が伸縮することを
防止した体積測定装置であるから、これによれば、上記
支柱43の作用により底面で生じる共振周波数が、高い周
波数に移行されることから、この共振周波数が信号成分
の周波数に接近されることがなく、信号成分の抽出が容
易となって体積検出精度を高めることができ、しかもタ
ンク内の所定位置に支柱43を容易かつ各自に架設するこ
とができるという効果が得られる。
[Advantages of the Invention] As described above, the present invention provides a synthetic resin main tank for accommodating an object to be measured, a correction tank provided in communication with the main tank, and a predetermined internal pressure for each of these tanks. In a volume measuring device comprising a volume changing means for changing the frequency and a detecting means for detecting a pressure change of both tanks by the volume changing means, in the main tank, a vibration surface formed by its resonance frequency is used. Providing a pillar that bridges and connects the upper wall surface and the lower wall surface other than the portion corresponding to the node of vibration, the lower end of the pillar is fitted and held in the recess formed in the lower wall surface, and the upper end of the pillar is Since the volume measuring device is welded to the upper wall surface to prevent the distance between both wall surfaces from expanding and contracting, according to this, the resonance frequency generated at the bottom surface by the action of the pillar 43 is high. Since it is transferred, the resonance frequency does not approach the frequency of the signal component, the signal component can be easily extracted, the volume detection accuracy can be improved, and the column 43 is placed at a predetermined position in the tank. The effect that it can be easily installed in each person is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本考案の原理説明図、第2図は第1図において
体積変化機構33の駆動周波数とタンク30内の収納物体積
とを変化させたときの伝達関数の係数k2の変化状態を
示す特性図、第3図は第1図を説明するための原理説明
図、第4図は、第3図において体積変化機構33の駆動周
波数とタンク30内の収納物体積とを変化させたときの伝
達関数の係数k1の変化状態を示す特性図、第5図
(イ)は、本考案の実施例の説明図、第5図(ロ)はそ
の要部拡大図、第5図(ハ)は本考案の他の実施例を示
した説明図、第6図乃至第10図は従来例の説明図であ
る。 30……メインタンク、31……補正用タンク 32……連結パイプ、33……体積変化機構 34……ゲージ圧力センサ、35……通気孔 36,37……バンドパスフィルタ 38,39……振幅検出器 40……割算器、41……引算器 42……増幅器、43……支柱 44……底面、45……窪み 46……透孔
FIG. 1 is an explanatory view of the principle of the present invention, and FIG. 2 is a change state of the coefficient k 2 of the transfer function when the drive frequency of the volume changing mechanism 33 and the volume of the contents stored in the tank 30 in FIG. 1 are changed. FIG. 3 is a characteristic diagram showing FIG. 3, a principle explanatory diagram for explaining FIG. 1, and FIG. 4 is a diagram showing the drive frequency of the volume changing mechanism 33 and the storage volume in the tank 30 changed in FIG. characteristic diagram showing a change in state of the coefficient k 1 of the transfer function of time, FIG. 5 (b) is a schematic view of another preferred embodiment of the present invention, FIG. 5 (b) is a partially enlarged view, FIG. 5 ( (C) is an explanatory view showing another embodiment of the present invention, and FIGS. 6 to 10 are explanatory views of a conventional example. 30 …… Main tank, 31 …… Compensation tank 32 …… Connection pipe, 33 …… Volume change mechanism 34 …… Gauge pressure sensor, 35 …… Vent hole 36,37 …… Band pass filter 38,39 …… Amplitude Detector 40 …… divider, 41 …… subtractor 42 …… amplifier, 43 …… support 44 …… bottom, 45 …… dent 46 …… through hole

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】被測定物を収納する合成樹脂製メインタン
クと、このメインタンクに連通して設けられた補正タン
クと、これら双方のタンクの夫々の内圧を所定周波数で
変化させる体積変化手段と、該体積変化手段による双方
のタンク内の圧力変化を検出する検出手段とを備えてな
る体積測定装置において、前記メインタンクに、その共
振周波数によって形成される振動面のうち振動の節に相
当する部分以外の上壁面と下壁面との間を架設連結する
支柱を設け、該支柱の下端は、前記下壁面に形成した窪
みに嵌合保持させ、その支柱の上端は、前記上壁面に溶
着して双方の壁面間の距離が伸縮することを防止したこ
とを特徴とする体積測定装置。
1. A main tank made of synthetic resin for accommodating an object to be measured, a correction tank provided in communication with the main tank, and volume changing means for changing the internal pressure of each of these tanks at a predetermined frequency. A volume measuring device comprising a detecting means for detecting a pressure change in both tanks by the volume changing means, which corresponds to a vibration node of a vibration surface formed by the resonance frequency of the main tank. Providing a pillar that bridges and connects the upper wall surface and the lower wall surface other than the portion, the lower end of the pillar is fitted and held in the recess formed in the lower wall surface, and the upper end of the pillar is welded to the upper wall surface. The volume measuring device is characterized in that the distance between both wall surfaces is prevented from expanding and contracting.
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