JPS6210367B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はタンク等容器の液体の増減量を測定
する装置に関する。

タンク内に収容された液体の増減量を測定する
方法としては、例えばタンク底面に圧力スイツチ
を取付けて液面の高さの変動を調べるという方法
があるが、この方法はセンサの精度に測定精度が
大きく影響を受けてしまう欠点がある。また、第
１図に示すように測定対象のタンク１とは別に補
助タンク２を設け、夫々の底面に液面の高さを検
出する圧力スイツチ３，４を取付けて、タンク１
の減少分を測定する場合、演算及び制御部５から
の指令でソレノイドバルブ６を開いて補助タンク
２内の液体をタンク１に導き、タンク１内の液面
をもとの高さにもどすに要する補助タンク２の減
少分を圧力センサ４で検出してタンク１の減少分
を測定するという方法もある。この方法では補助
タンク２として断面積の小さなものを用いれば精
度を上げることができるが、その反面タンク１に
その減少分だけ補給しなければならないので測定
に時間がかかり、しかも補助タンク２として容量
が充分大きなものが要求されるという欠点があ
る。

この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、
測定対象のタンクへ液体を補給することによりタ
ンク内の液体の増減量を測定する方法において、
増減量分をすべて補給しなくてもその増減量を知
ることができるようにした容器内の液体増減量測
定装置を提供しようとするものである。

以下、この発明を添付図面の一実施例にもとづ
いて詳しく説明する。

第２図においてタンク１０は測定対象の液体が
収容されているタンクで所定の断面積を持つもの
である。タンク１１は測定に使用される液体を適
当な高さまで収容した補助タンクで所定の断面積
を持つものである。測定対象タンク１０と補助タ
ンク１１とは給油管１２でつながれており、その
途中に挿入された可逆回転ポンプ（サーボポン
プ）１３により夫々に収容されている液体を相互
に行き来させることができるようになつている。

ここで、この発明における増減量測定の原理に
ついて第３図にもとづいて説明する。

この発明においてはタンク１０内の液体の増減
量測定を行なう場合、両タンク１０，１１の液面
の高さの差が最初の状態（増減量測定の基準の状
態）に戻るまで一方のタンクから他方のタンクへ
液体を補給し、その際の補給量を検出することに
よりタンク１０内の増減量を演算で求めるように
している。すなわち、最初は第３図ａに示すよう
に両タンク１０，１１の液面の高さの差がＬ_pで
あつたとして、その後タンク１０内の液面の高さ
が何らかの原因で下がつて同図ｂに示す状態とな
つたとして（そのときの液面の高さをHbで示
す）、その減量分△Ｗを測定する場合、同図ｃに
示すように両タンク１０，１１の液面の高さの差
が同図ａに示す最初の状態（すなわちＬ_p）に戻
るまでタンク１１からタンク１０へ液体を補給
し、そのときの補給量△W′を検出して減少量△
Ｗを求める。ここで、供給量△W′と減少量△Ｗ
との関係は以下のように定まる。

上述のように、タンク１０とタンク１１の液面
の高さの差が最初の状態Ｌ_pになるまでタンク１
１からタンク１０へ供給するということから、 Ha：タンク１０における最初の液面の高さ
（増減量測定の基準の高さ） Hc：タンク１０における補給後の液面の高さ ha：タンク１１における最初の液面の高さ hc：タンク１１における補給後の液面の高さ とするとHa、Hc、ha、hcには下記第(1)式の関係
が成立つ。

ha−Ha＝hc−Hc …(1) ここで、タンク１０および１１の断面積を夫々
S₁₀、S₁₁とすると、補給量△W′によるタンク１１
の液面の高さの変動（下降）は△Ｗ′／Ｓ_１１となる。
し たがつて補給後の液面の高さhcは hc＝ha−△Ｗ′／Ｓ_１１ …(2) で表わされる。また、減少量△Ｗによるタンク１
０の液面の高さの変動（下降）は△Ｗ／Ｓ_１０となり、
補 給量△W′によるタンク１０の液面の高さの変動
（上昇）は△Ｗ′／Ｓ_１０となる。したがつて補給後の
タン ク１０内の液面の高さHcは Hc＝Ha−△Ｗ／Ｓ_１０＋△Ｗ′／Ｓ_１０ …(3) で表わされる。ここで上記第(2)式および第(3)式を
第１式に代入すると ha−Ha＝ha−△Ｗ′／Ｓ_１１−（Ha−△Ｗ／Ｓ_１０＋△
Ｗ′／Ｓ_１０） となり、この式を整理すれば △Ｗ＝Ｓ_１０＋Ｓ_１１／Ｓ_１１・△W′ …(6) という関係が成り立つ。したがつて補給量△
W′を検出してそれに係数Ｓ_１０＋Ｓ_１１／Ｓ_１１をか
ければ減少 量△Ｗを求めることができる。このことから、減
少量△Ｗを求めるにはその分だけ補給しなくても
よいことがわかる。例えば少ない補給量△W′で
減少量△Ｗを求めるには係数Ｓ_１０＋Ｓ_１１／Ｓ_１１の
値を大き くとれば、すなわちタンク１０にくらべてタンク
１１の断面積を小さくとればよいことになる。ま
た、何らかの原因でタンク１０内の液量が増加
し、その増加量を求める場合にも同様な方法でそ
の増加量を検出できる。すなわち、この場合は減
少する場合とは逆にタンク１０からタンク１１へ
補給して、それらの液面の高さが初期状態と同じ
になるようにし、その際の補給量を検出してそれ
に係数 Ｓ_１０＋Ｓ_１１／Ｓ_１１をかければ増加量を求めること
ができ る。

第２図において前記給油管１２に挿入されてい
る流量計１４は上記測定の際において補給量△
W′および補給の方向を検出するものである。補
給量△W′の検出信号は例えば所定流量毎に発生
するパルス信号であり、また、補給の方向の検出
信号は例えば補給の方向に応じて異なつた極性を
持つ信号である。

測定対象タンク１０および補助タンク１１の底
面からは配管１５および１６が夫々伸びており、
当該配管１５，１６を通してタンク１０，１１内
の液体が差圧トランスデユーサ１７に導かれるよ
うになつている。差圧トランスデユーサ１７は例
えば第４図に示すようにひすみゲージ１８が取付
けられたダイヤフラム１９を内蔵するもので、配
管１５および１６に導かれた液体の圧力差すなわ
ち、両タンク１０および１１の液面の高さの差を
検出する。

制御回路２３は測定を行なう場合において、差
圧トランスデユーサ１７の検出信号にもとづいて
可逆回転ポンプ１３を駆動制御するものである。
すなわち、制御回路１３は例えばメモリ（図示せ
ず）を内蔵しており、初期状態（測定の基準とな
る状態）における差圧トランスデユーサ１７の検
出値（すなわち初期状態におけるタンク１０，１
１の液面の高さの差）を一担記憶し、測定時にお
いては、差圧トランスデユーサ１７の検出値が上
記記憶された値に一致するまで可逆回転ポンプ１
３を駆動して一方のタンクから他方のタンクへ液
体を補給する。

カウンタ２０は測定時においてどちらのタンク
からどちらのタンクへどれだけ液体が補給された
かを検出するためのものである。すなわち、カウ
ンタ２０のカウント入力には液体の補給量に応じ
て前記流量計１４から発生されるパルスが加えら
れ、また、アツプ／ダウン入力には液体の補給方
向に応じて前記流量計１４から出力される信号が
加えられており、その信号に応じて上記パルスを
アツプカウントもしくはダウンカウントして上記
検出を行なう。

演算回路２１は前記係数Ｓ_１０＋Ｓ_１１／Ｓ_１１を記
憶してお り、上記カウンタで検出された補給量△W′に当
該係数Ｓ_１０＋Ｓ_１１／Ｓ_１１を掛けてタンク１０内の
液体の減 少量△Ｗを求める。尚、演算回路２１のかわりに
リードオンリイメモリ等のメモリを用いて補給量
△W′に対応した減少量△Ｗを読み出すようにし
てもよい。

表示器２２は上記演算回路２１で求められた減
少量△Ｗを表示するためのものである。

尚、上記実施例においてはタンク１０内の液体
が減少した場合について説明したが、反対に増加
する場合もその増加量を同様に測定することがで
きる。すなわち、この場合、可逆回転ポンプ１３
を逆回転とし、初期状態の高さの差に一致するま
でタンク１０からタンク１１へ液体を供給し、そ
の際の流量に前記係数Ｓ_１０＋Ｓ_１１／Ｓ_１１をかけれ
ば増加量 を求めることができる。

また、上記実施例においては初期状態における
タンク１０，１１の液面を異なる高さに設定した
場合について説明したが、当該初期状態における
液面の高さを等しく設定すれば構成を簡単にする
ことができる。すなわち、この発明は初期状態の
高さの差に一致するまで一方のタンクから他方の
タンクへ液体を補給すればよいのであり、初期の
高さを等しくとれば増減量測定を行なう場合単に
配管１２を開放状態にするだけで重力により自動
的に初期状態にもどすことができるからである。
このようにすれば第２図における差圧トランスデ
ユーサ１７が不要となり、可逆回転ポンプ１３も
単純な弁にすればよいことになる。

以上説明したようにこの発明によれば測定対象
のタンクと補助のタンクとの液面の高さの差が初
期状態における当該高さの差と一致するまで一方
のタンクから他方のタンクへ液体を補給すれば測
定対象タンク内の液体の増減量を求めることがで
きるので、少ない補給量でも当該増減量を測定す
ることができる。したがつて、補助タンクの容量
を少なくすることができ、また、測定時間の短縮
を図ることができる。また、初期状態における高
さの差を０にとれば測定する際に当該高さの差を
初期状態に戻すための機構を簡単にすることがで
きる。特に液面の高さを検出するための手段が不
要になるので測定精度も良くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来における液体増減量測定装置の一
例を示すブロツク図、第２図はこの発明の一実施
例を示すブロツク図、第３図はこの発明の測定原
理を説明するための図、第４図は第２図に示した
差圧トランスデユーサの内部構造の一例を示す断
面図である。 １０……測定対象タンク、１１……補助タン
ク、１２……配管、１３……正逆回転ポンプ、１
４……流量計、１７……差圧トランスデユーサ、
１８……ひずみゲージ、１９……ダイアフラム、
２１……演算回路、２２……表示器、２３……制
御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体を収容した均一断面積を持つ主容器と、
   前記液体と同質の液体を収容した均一断面積を持
   つ補助容器と、初期状態における前記主容器と補
   助容器の液面の高さの差を基準として、測定時に
   おいて主容器と補助容器の高さの差が前記基準に
   一致するまで一方の容器の液体を他方の容器に供
   給する手段と、そのときの供給量を検出する手段
   と、上記検出された供給量にもとづいて前記主容
   器内の液体の増減量に対応した信号を出力する出
   力手段とを具えた容器の液体増減量測定装置。 ２ 前記出力の手段が、主容器の断面積と補助容
   器の断面積を加算しそれを補助容器の断面積で除
   算した値を係数として、前記検出された供給量に
   当該係数をかけて前記主容器内の液体の増減量を
   求める手段である特許請求の範囲第１項記載の容
   器内の液体増減量測定装置。