JPH11201805A - 電磁パルス式液面測定方法及び装置 - Google Patents
電磁パルス式液面測定方法及び装置Info
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- JPH11201805A JPH11201805A JP2259998A JP2259998A JPH11201805A JP H11201805 A JPH11201805 A JP H11201805A JP 2259998 A JP2259998 A JP 2259998A JP 2259998 A JP2259998 A JP 2259998A JP H11201805 A JPH11201805 A JP H11201805A
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 不要電磁輻射がなく使用環境が限定されな
い、長距離、高精度の電磁パルス式液面計測方法及び装
置。 【構成】 ２本の導体棒を平行に配置し、棒の直径とそ
の間隔とスペーサー１０４の比誘電率とその個数からな
る一定の特性インピーダンスを得るよう構成した先端開
放又は短絡又はその特性インピーダンス抵抗を有する終
端スペーサー１０５で終端した液面検出ロッド１０１部
分と、これに接続されるインピーダンス変換器及び３ｄ
Ｂ方向性結合器を設け、この３ｄＢ方向性結合器の一端
を発信パルスで駆動し、液面検出ロッド１０１を伝播せ
しめ、液面１０３で反射した反射パルスを他の一端から
取り出し、これを自動利得制御増幅回路で増幅し、両パ
ルスの時間差より液面距離を計測する電磁パルス送受信
器１０１部分から構成された電磁パルス式液面測定方法
及び装置
い、長距離、高精度の電磁パルス式液面計測方法及び装
置。 【構成】 ２本の導体棒を平行に配置し、棒の直径とそ
の間隔とスペーサー１０４の比誘電率とその個数からな
る一定の特性インピーダンスを得るよう構成した先端開
放又は短絡又はその特性インピーダンス抵抗を有する終
端スペーサー１０５で終端した液面検出ロッド１０１部
分と、これに接続されるインピーダンス変換器及び３ｄ
Ｂ方向性結合器を設け、この３ｄＢ方向性結合器の一端
を発信パルスで駆動し、液面検出ロッド１０１を伝播せ
しめ、液面１０３で反射した反射パルスを他の一端から
取り出し、これを自動利得制御増幅回路で増幅し、両パ
ルスの時間差より液面距離を計測する電磁パルス送受信
器１０１部分から構成された電磁パルス式液面測定方法
及び装置
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電磁パルス式液面測
定方法及び装置に関するものである。
定方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の液面測定方法として、静電容量式
をはじめとして多くの方式が実用化されているが、近年
になって、図３に示す如き電磁パルス式液面測定装置が
実用化されている。液面の測定方法は、電磁パルス送受
信器３０１から短い電磁パルスを１本の導体棒よりなる
液面検出ロッド３０３に発信し、このパルスが液面検出
ロッド３０３を伝播し、液面３０４で反射波となり再び
電磁波パルス送受信器３０１で受信されるが、この間の
時間を計測することにより液面距離を計測する。しかし
ながら、電磁パルスを利用したこの方式の液面測定装置
は不要電磁輻射３０２が発生し、使用環境が限定される
ことを主な理由として広く普及するにいたっていない。
この発明において、不要電磁輻射とは不要な電磁波エネ
ルギーが外部に洩れ出し、無線通信を妨害することをい
う。
をはじめとして多くの方式が実用化されているが、近年
になって、図３に示す如き電磁パルス式液面測定装置が
実用化されている。液面の測定方法は、電磁パルス送受
信器３０１から短い電磁パルスを１本の導体棒よりなる
液面検出ロッド３０３に発信し、このパルスが液面検出
ロッド３０３を伝播し、液面３０４で反射波となり再び
電磁波パルス送受信器３０１で受信されるが、この間の
時間を計測することにより液面距離を計測する。しかし
ながら、電磁パルスを利用したこの方式の液面測定装置
は不要電磁輻射３０２が発生し、使用環境が限定される
ことを主な理由として広く普及するにいたっていない。
この発明において、不要電磁輻射とは不要な電磁波エネ
ルギーが外部に洩れ出し、無線通信を妨害することをい
う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】３図に示す如く、従来
の技術は、電磁パルスの伝送路となる液面検出用ロッド
３０３の特性インピーダンスはその構造上高く、電磁波
パルスのエネルギーの一部が電波として外部に放射さ
れ、広い周波数帯域の不要電磁輻射３０２が発生するた
めに、たとえば金属製密閉タンク３０５などの電波の洩
れない環境でしか使えないこと、また液面検出用ロッド
を長くすると不要電磁輻射３０２による損失から反射パ
ルスが減衰し、その検出が困難となり長距離の測定がで
きないこと、また液面検出用ロッド３０３の特性インピ
ーダンスが周囲の影響を受け変化するために、設置する
場所により指示値の変動があること、などの問題点を有
している。本発明は、上記の問題点を解決し、不要電磁
輻射がなく使用環境が限定されない、そして長距離の測
定ができ、設置場所により指示値の変動を生じない、電
磁パルス式液面測定方法及び装置を提供することを目的
とする。
の技術は、電磁パルスの伝送路となる液面検出用ロッド
３０３の特性インピーダンスはその構造上高く、電磁波
パルスのエネルギーの一部が電波として外部に放射さ
れ、広い周波数帯域の不要電磁輻射３０２が発生するた
めに、たとえば金属製密閉タンク３０５などの電波の洩
れない環境でしか使えないこと、また液面検出用ロッド
を長くすると不要電磁輻射３０２による損失から反射パ
ルスが減衰し、その検出が困難となり長距離の測定がで
きないこと、また液面検出用ロッド３０３の特性インピ
ーダンスが周囲の影響を受け変化するために、設置する
場所により指示値の変動があること、などの問題点を有
している。本発明は、上記の問題点を解決し、不要電磁
輻射がなく使用環境が限定されない、そして長距離の測
定ができ、設置場所により指示値の変動を生じない、電
磁パルス式液面測定方法及び装置を提供することを目的
とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】図１、図２、図４を用い
て説明する。２本の導体棒を平行に配置し、棒の直径
と、その間隔と、スペーサー１０４の比誘電率と、その
個数とから一定の特性インピーダンスを得るよう構成
し、その先端部を開放又は短絡又はその特性インピーダ
ンス抵抗を持つ終端スペーサー１０５で終端した液面検
出ロッド１０２部分または、１本の導体棒４０４に薄い
誘電体４０５をコーティングし、導体棒４０４の直径と
誘電体４０５のコーティング厚み及びその比誘電率から
なる一定の特性インピーダンスを得るよう構成したＧ線
路式の伝送路と投波器４０３を有する液面検出ロッド４
０２部分と、これに接続されるインピーダンス変換器２
０１及び３ｄＢ方向性結合器２０２を備え、この３ｄＢ
方向性結合器２０２の一端を発信パルス２０３で駆動
し、液面検出ロッド１０２、４０２を伝播せしめ、液面
１０３、４０６で反射した反射パルス２０４を他の一端
から取り出し、自動利得制御増幅回路２０５で増幅し、
両パルスの時間差をフリップフロップ２０６で検出し、
この液面距離に比例する液面ＰＷＭ信号２２０を低域濾
波器２０７により平滑し液面指示電圧出力２０８を得る
電磁パルス送受信器２００部分から構成された電磁パル
ス式液面測定方法及び装置。
て説明する。２本の導体棒を平行に配置し、棒の直径
と、その間隔と、スペーサー１０４の比誘電率と、その
個数とから一定の特性インピーダンスを得るよう構成
し、その先端部を開放又は短絡又はその特性インピーダ
ンス抵抗を持つ終端スペーサー１０５で終端した液面検
出ロッド１０２部分または、１本の導体棒４０４に薄い
誘電体４０５をコーティングし、導体棒４０４の直径と
誘電体４０５のコーティング厚み及びその比誘電率から
なる一定の特性インピーダンスを得るよう構成したＧ線
路式の伝送路と投波器４０３を有する液面検出ロッド４
０２部分と、これに接続されるインピーダンス変換器２
０１及び３ｄＢ方向性結合器２０２を備え、この３ｄＢ
方向性結合器２０２の一端を発信パルス２０３で駆動
し、液面検出ロッド１０２、４０２を伝播せしめ、液面
１０３、４０６で反射した反射パルス２０４を他の一端
から取り出し、自動利得制御増幅回路２０５で増幅し、
両パルスの時間差をフリップフロップ２０６で検出し、
この液面距離に比例する液面ＰＷＭ信号２２０を低域濾
波器２０７により平滑し液面指示電圧出力２０８を得る
電磁パルス送受信器２００部分から構成された電磁パル
ス式液面測定方法及び装置。
【０００５】
【作用】上記手段により、電磁パルスの伝送路となる液
面検出ロッド１０２、４０２の特性インピーダンスは従
来品の一本の導体のそれに比較して低インピーダンス
で、かつ一定の値になることから、液面検出ロッド１０
２、４０２からの電磁パルスの不要電磁輻射がなくなる
と同時に伝送損失が減り、その特性インピーダンスは周
囲の影響を受けにくくなることから、より長い液面検出
ロッド１０２、４０２に対しても反射パルス２０４の検
出が可能となる。 またインピーダンス変換器２０１は
液面検出ロッド１０２、４０２の特性インピーダンス
と、３ｄＢ方向性結合器２０２のインピーダンスの整合
と平衡、不平衡変換を行い、３ｄＢ方向性結合器２０２
は発信パルス２０３と反射パルス２０４の分離を行うた
めに、発信パルス２０３が受信回路側へ洩れないため、
広帯域増幅器２１５が飽和することがなく、反射パルス
２０４を低損失、正確に増幅することが可能となる。ま
た自動利得制御回路２０５により、伝播距離の変化及び
液面の比誘電率の変化による反射パルス２０４のパルス
振幅の変化を一定振幅にするため、反射パルス２０４の
振幅変動による液面ＰＷＭ信号２２０の誤差が減少す
る。これらの作用により、不要電磁輻射がなく使用環境
が限定されない、設置場所により指示値の変動を生じな
い、そして長距離、高精度の電磁パルス式液面測定装置
が可能となる。
面検出ロッド１０２、４０２の特性インピーダンスは従
来品の一本の導体のそれに比較して低インピーダンス
で、かつ一定の値になることから、液面検出ロッド１０
２、４０２からの電磁パルスの不要電磁輻射がなくなる
と同時に伝送損失が減り、その特性インピーダンスは周
囲の影響を受けにくくなることから、より長い液面検出
ロッド１０２、４０２に対しても反射パルス２０４の検
出が可能となる。 またインピーダンス変換器２０１は
液面検出ロッド１０２、４０２の特性インピーダンス
と、３ｄＢ方向性結合器２０２のインピーダンスの整合
と平衡、不平衡変換を行い、３ｄＢ方向性結合器２０２
は発信パルス２０３と反射パルス２０４の分離を行うた
めに、発信パルス２０３が受信回路側へ洩れないため、
広帯域増幅器２１５が飽和することがなく、反射パルス
２０４を低損失、正確に増幅することが可能となる。ま
た自動利得制御回路２０５により、伝播距離の変化及び
液面の比誘電率の変化による反射パルス２０４のパルス
振幅の変化を一定振幅にするため、反射パルス２０４の
振幅変動による液面ＰＷＭ信号２２０の誤差が減少す
る。これらの作用により、不要電磁輻射がなく使用環境
が限定されない、設置場所により指示値の変動を生じな
い、そして長距離、高精度の電磁パルス式液面測定装置
が可能となる。
【０００６】
【実施例】この発明の１実施例を、図１、図２、図４に
基づいて説明する。水晶発振回路２１３による定周期ク
ロックパルスは微分回路２１２及びバッファーゲート２
１１により短い発信パルス２０３となり、フリップフロ
ップ２０６をセットするとともに３ｄＢ方向性結合器２
０２の一方に入力され、インピーダンス変換器２０１を
経由して、液面検出ロッド１０２、４０２を伝播する。
液面１０３、４０６に達したパルスは液面で反射し、
反射パルス２０４となり、インピーダンス変換器２０１
を経由して３ｄＢ方向性結合器２０２のもう一方より自
動利得制御回路２０５に入力され、あらかじめ設定され
た一定振幅まで増幅され、レベルシフト２１０を経由し
てフリップフロップ２０６をリセットし液面距離に比例
した液面ＰＷＭ信号２２０作成する。この液面ＰＷＭ信
号２２０を低域濾波器２０７により平滑しゼロ・スパン
増幅器２０９により液面指示電圧出力２０８を得る。 インピーダンス変換器２０１は液面検出ロッド１０２、
４０２の特性インピーダンスと、３ｄＢ方向性結合器２
０２のインピーダンスの整合と平衡、不平衡変換を行
い、３ｄＢ方向性結合器２０２は発信パルス２０３と反
射パルス２０４の分離を行うために、発信パルス２０３
が回り込み広帯域増幅器２１５を飽和させることがない
ため、反射パルス２０４を低損失で安定に増幅すること
が出来る。また、液面検出ロッド１０２、４０２の特性
インピーダンスが安定しているため不要電磁輻射と電磁
パルスの減衰も少なく、そのインピーダンスは周囲の影
響を受けにくくなることから、長い液面検出ロッド１０
２、４０２を採用しても反射パルス２０４の信号検出が
可能となる。また、反射パルス２０４の伝播距離の変化
及び液面の比誘電率の変化によるパルス振幅の変化を自
動利得制御回路２０５により補正し、振幅一定に増幅さ
れるため、パルス振幅変化による液面ＰＷＭ信号２２０
の誤差が軽減される。液面検出ロッド１０２の先端部の
開放は比誘電率の低い絶縁体の終端スペーサー１０５
を、短絡は導体の終端スペーサー１０５を、その特性イ
ンピーダンス抵抗で終端する場合はその抵抗値を有する
終端スペーサー１０５を先端部に配置することにより、
液面が無いときの反射パルス２０４の性質が変化する
が、測定する液面の比誘電率が比較的小さい場合はその
特性インピーダンス抵抗で終端することにより先端部の
反射が無くなるため液面検出が可能となる。
基づいて説明する。水晶発振回路２１３による定周期ク
ロックパルスは微分回路２１２及びバッファーゲート２
１１により短い発信パルス２０３となり、フリップフロ
ップ２０６をセットするとともに３ｄＢ方向性結合器２
０２の一方に入力され、インピーダンス変換器２０１を
経由して、液面検出ロッド１０２、４０２を伝播する。
液面１０３、４０６に達したパルスは液面で反射し、
反射パルス２０４となり、インピーダンス変換器２０１
を経由して３ｄＢ方向性結合器２０２のもう一方より自
動利得制御回路２０５に入力され、あらかじめ設定され
た一定振幅まで増幅され、レベルシフト２１０を経由し
てフリップフロップ２０６をリセットし液面距離に比例
した液面ＰＷＭ信号２２０作成する。この液面ＰＷＭ信
号２２０を低域濾波器２０７により平滑しゼロ・スパン
増幅器２０９により液面指示電圧出力２０８を得る。 インピーダンス変換器２０１は液面検出ロッド１０２、
４０２の特性インピーダンスと、３ｄＢ方向性結合器２
０２のインピーダンスの整合と平衡、不平衡変換を行
い、３ｄＢ方向性結合器２０２は発信パルス２０３と反
射パルス２０４の分離を行うために、発信パルス２０３
が回り込み広帯域増幅器２１５を飽和させることがない
ため、反射パルス２０４を低損失で安定に増幅すること
が出来る。また、液面検出ロッド１０２、４０２の特性
インピーダンスが安定しているため不要電磁輻射と電磁
パルスの減衰も少なく、そのインピーダンスは周囲の影
響を受けにくくなることから、長い液面検出ロッド１０
２、４０２を採用しても反射パルス２０４の信号検出が
可能となる。また、反射パルス２０４の伝播距離の変化
及び液面の比誘電率の変化によるパルス振幅の変化を自
動利得制御回路２０５により補正し、振幅一定に増幅さ
れるため、パルス振幅変化による液面ＰＷＭ信号２２０
の誤差が軽減される。液面検出ロッド１０２の先端部の
開放は比誘電率の低い絶縁体の終端スペーサー１０５
を、短絡は導体の終端スペーサー１０５を、その特性イ
ンピーダンス抵抗で終端する場合はその抵抗値を有する
終端スペーサー１０５を先端部に配置することにより、
液面が無いときの反射パルス２０４の性質が変化する
が、測定する液面の比誘電率が比較的小さい場合はその
特性インピーダンス抵抗で終端することにより先端部の
反射が無くなるため液面検出が可能となる。
【０００７】
【発明の効果】以上述べたように、不要電磁輻射のない
低損失で周囲の影響を受けにくい液面検出ロッド１０
２、４０２部と、インピーダンス変換器２０１、３ｄＢ
方向性結合器２０２、自動利得制御回路２０５を主たる
構成要素とした電磁パルス送受信器２００部からなる電
磁パルス式液面測定装置は、従来の電磁パルス式液面測
定装置がその不要電磁輻射のために金属製密閉タンク３
０５などの電波の洩れない環境でしか使えなかったもの
を、その制限をなくし、より長い液面計測が可能で、高
精度のものとして提供するものであり、当発明の実用価
値は大きく、電磁パルス式液面測定装置の普及を促進さ
せるものである。
低損失で周囲の影響を受けにくい液面検出ロッド１０
２、４０２部と、インピーダンス変換器２０１、３ｄＢ
方向性結合器２０２、自動利得制御回路２０５を主たる
構成要素とした電磁パルス送受信器２００部からなる電
磁パルス式液面測定装置は、従来の電磁パルス式液面測
定装置がその不要電磁輻射のために金属製密閉タンク３
０５などの電波の洩れない環境でしか使えなかったもの
を、その制限をなくし、より長い液面計測が可能で、高
精度のものとして提供するものであり、当発明の実用価
値は大きく、電磁パルス式液面測定装置の普及を促進さ
せるものである。
【図１】この発明の請求項１に関する液面検出ロッドの
説明及び電磁パルス式液面測定装置の構成図である。
説明及び電磁パルス式液面測定装置の構成図である。
【図２】１実施例の電磁パルス送受信器の構成図であ
る。
る。
【図３】従来の電磁パルス式液面測定装置の構成及び作
用を示す説明図である。
用を示す説明図である。
【図４】この発明の請求項２に関する液面検出ロッドの
断面図及び電磁パルス式液面測定装置の構成図である。
断面図及び電磁パルス式液面測定装置の構成図である。
１０１・・・電磁パルス送受信器 １０２・・・液面検出ロッド １０３・・・液面 １０４・・・スペーサー １０５・・・終端スペーサー ２００・・・電磁パルス送受信器 ２０１・・・インピーダンス変換器 ２０２・・・３ｄＢ方向性結合器 ２０３・・・発信パルス ２０４・・・反射パルス ２０５・・・自動利得制御回路 ２０６・・・フリップフロップ ２０７・・・低域濾波器 ２０８・・・液面指示電圧出力 ２０９・・・ゼロ・スパン増幅器 ２１０・・・レベルシフト ２１１・・・バッファーゲート ２１２・・・微分回路 ２１３・・・水晶発振回路 ２１４・・・電圧制御可変減衰器 ２１５・・・広帯域増幅器 ２１６・・・電圧比較器 ２１７・・・基準電圧 ２１８・・・ピークホールド検波器 ２１９・・・液面検出ロッド接続部 ２２０・・・液面ＰＷＭ信号 ３０１・・・電磁パルス送受信器 ３０２・・・不要電磁輻射 ３０３・・・液面検出ロッド ３０４・・・液面 ３０５・・・金属製密閉タンク ４０１・・・電磁パルス送受信器 ４０２・・・液面検出ロッド ４０３・・・投波器 ４０４・・・導体棒 ４０５・・・誘電体 ４０６・・・液面
Claims (2)
- 【請求項１】 ２本の導体棒を平行に配置し、棒の直径
と、その間隔と、スペーサーの比誘電率と、その個数と
からなる一定の特性インピーダンスを得るよう構成し、
その先端部を開放又は短絡又はその特性インピーダンス
抵抗を持つ終端スペーサーで終端した液面検出ロッド部
分と、これに接続されるインピーダンス変換器及び３ｄ
Ｂ方向性結合器を備え、この３ｄＢ方向性結合器の一端
を発信パルスで駆動し、液面検出ロッドを伝播せしめ、
液面で反射した反射パルスを他の一端から取り出し、こ
れを自動利得制御増幅回路で増幅し、両パルスの時間差
より液面距離を計測する電磁パルス送受信器部分から構
成された電磁パルス式液面測定方法及び装置 - 【請求項２】 １本の導体棒に薄い誘電体をコーティン
グし、導体棒の直径と誘電体のコーティング厚み及びそ
の比誘電率からなる一定の特性インピーダンスを得るよ
う構成したＧ線路式の伝送路と投波器を有する液面検出
ロッド部分からなる請求項１記載の電磁パルス式液面測
定方法及び装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2259998A JPH11201805A (ja) | 1998-01-19 | 1998-01-19 | 電磁パルス式液面測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2259998A JPH11201805A (ja) | 1998-01-19 | 1998-01-19 | 電磁パルス式液面測定方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11201805A true JPH11201805A (ja) | 1999-07-30 |
Family
ID=12087316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2259998A Pending JPH11201805A (ja) | 1998-01-19 | 1998-01-19 | 電磁パルス式液面測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11201805A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010021027A1 (ja) * | 2008-08-19 | 2010-02-25 | 株式会社松島機械研究所 | レベル測定システム |
| KR101348571B1 (ko) * | 2012-09-25 | 2014-01-09 | 산들정보통신주식회사 | 레벨 측정 레이더의 자동 이득 조절 장치 및 그 방법 |
| JP2014515818A (ja) * | 2011-03-08 | 2014-07-03 | バクスター・インターナショナル・インコーポレイテッド | 電波を適用する非浸潤型医療流体レベル検出システムおよび方法 |
| CN106768178A (zh) * | 2015-11-24 | 2017-05-31 | 桓达科技股份有限公司 | 物位检测装置 |
| WO2023021699A1 (ja) * | 2021-08-20 | 2023-02-23 | Dmg森精機株式会社 | クーラント処理装置 |
-
1998
- 1998-01-19 JP JP2259998A patent/JPH11201805A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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