JPH10148560A - Liquid level detector - Google Patents
Liquid level detectorInfo
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- JPH10148560A JPH10148560A JP8306310A JP30631096A JPH10148560A JP H10148560 A JPH10148560 A JP H10148560A JP 8306310 A JP8306310 A JP 8306310A JP 30631096 A JP30631096 A JP 30631096A JP H10148560 A JPH10148560 A JP H10148560A
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、タンク内の液面レベルを検出する液
面レベル検出装置に関し、既設のタンクに取付可能とす
る。
【解決手段】パイプ40に音源101と音センサ102
を取り付け、音の周波数をスイープし、共振周波数を検
出し、その共振周波数に基づいてタンク10内の液体3
0の液面レベルを知る。
(57) [Summary] The present invention relates to a liquid level detecting device for detecting a liquid level in a tank, which can be attached to an existing tank. A sound source and a sound sensor are provided in a pipe.
Is attached, the frequency of the sound is swept, the resonance frequency is detected, and the liquid 3 in the tank 10 is detected based on the resonance frequency.
Know the liquid level of 0.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、タンク内に貯蔵さ
れた液体の液面レベルを検出する液面レベル検出装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid level detector for detecting a liquid level of a liquid stored in a tank.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、化学、食品、半導体等の極め
て広範な分野で多くの種類の液体が使用されており、そ
の液体及び廃液の貯蔵には一般にタンクが使用されてお
り、そのタンク内に貯蔵された液体の量ないしそのタン
クの液面レベルを検出することは極めて重要な技術であ
る。2. Description of the Related Art Conventionally, many types of liquids have been used in a very wide range of fields such as chemicals, foods and semiconductors, and tanks are generally used for storing the liquids and waste liquids. It is a very important technique to detect the amount of liquid stored in a tank or the level of the liquid in the tank.
【0003】従来、タンク内に貯蔵された液面レベルを
検出する一般的な技術としてそのタンクに貯蔵される液
体に浮かぶフロート(浮き)をそのタンク内に設置して
おき、そのフロートの動きにより液面レベルを検出する
フロート方式が知られている。また他の従来技術とし
て、超音波による液面レベル検出方式が知られている。Conventionally, as a general technique for detecting the level of a liquid stored in a tank, a float (floating) floating on the liquid stored in the tank is installed in the tank, and the float is moved by the movement of the float. A float system for detecting a liquid level is known. As another conventional technique, a liquid level detection method using ultrasonic waves is known.
【0004】図3は、超音波による液面レベル検出方式
の模式説明図である。タンク10の外壁面に、超音波を
発振するとともに反対して戻ってきた超音波を受信する
超音波送受信器20を設置し、その超音波送受信器20
で超音波を送受信しそのタンク内の音響的なインピーダ
ンス変化を捉えることにより、そのタンク10内に貯蔵
された液体の液面レベルがその超音波送受信器20の高
さよりも高いか低いかが検知される。FIG. 3 is a schematic explanatory view of a liquid level detection system using ultrasonic waves. An ultrasonic transmitter / receiver 20 that oscillates ultrasonic waves and receives the ultrasonic waves that have returned in opposition is installed on the outer wall surface of the tank 10.
By transmitting and receiving the ultrasonic wave at and detecting the acoustic impedance change in the tank, it is detected whether the liquid level of the liquid stored in the tank 10 is higher or lower than the height of the ultrasonic transceiver 20. You.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のフロ
ート方式の場合は、タンク10内にフロートを組み込む
必要があり、洗浄の必要なタンクや、既存のタンク、特
に図3に示すようにそのタンクが閉じられておりパイプ
40を経由してのみ液体がタンク内に流入しあるいはタ
ンク内から流出できる構造のタンクには不向きである。However, in the case of the above-mentioned float system, it is necessary to incorporate a float in the tank 10, and a tank that needs to be cleaned or an existing tank, particularly, as shown in FIG. Is closed and is not suitable for a tank having a structure in which the liquid can flow into or out of the tank only via the pipe 40.
【0006】また、図2に示す超音波方式の場合、タン
クの外部に取り付けるため、タンク内に設置する必要の
あるフロート方式と比べれば比較的設置しやすく、タン
ク内の液体が所定のレベル以上であるか否かを非接触で
検知できる長所はあるものの、周囲にヒータ等を配置し
たタンクや、食品やビール等の貯蔵に多用されている、
タンク内部の液体と外部との熱交換を防止するための二
重構造のタンクの場合、図3に示すような超音波方式で
は液面レベルの検知を行なうことは不可能である。ま
た、超音波方式を採用することのできるタンクの場合で
あっても、液面レベルを何段階にも検出したい場合は、
それに応じていくつもの超音波送受信器を取り付ける必
要があり、コスト高となる。In the case of the ultrasonic system shown in FIG. 2, since the ultrasonic system is installed outside the tank, it is relatively easy to install compared with the float system which needs to be installed in the tank, and the liquid in the tank exceeds a predetermined level. Although it has the advantage of being able to detect whether or not it is contactless, it is often used for storage of food and beer, etc.
In the case of a double-structure tank for preventing heat exchange between the liquid inside the tank and the outside, it is impossible to detect the liquid level by the ultrasonic method as shown in FIG. Also, even in the case of a tank that can employ the ultrasonic method, if you want to detect the liquid level in any number of stages,
Accordingly, it is necessary to attach a number of ultrasonic transceivers, which increases the cost.
【0007】本発明は、上記事情に鑑み、パイプを経由
して液体をタンクに流入させるような閉じたタンクであ
っても、かつ二重構造のタンクであっても、そのタンク
内の液面レベルを検出することのできる、既存のタンク
にも取付可能な液面レベル検出装置を提供することを目
的とする。In view of the above circumstances, the present invention is directed to a closed tank in which liquid flows into a tank via a pipe, and a tank having a double structure, the liquid level in the tank. An object of the present invention is to provide a liquid level detecting device capable of detecting a level, which can be attached to an existing tank.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の液面レベル検出装置は、タンク内上部に通じるパイ
プが接続されてなるタンク内に貯蔵された液体の液面レ
ベルを検出する液面レベル検出装置において、 (1)パイプ内に複数の周波数の音波を発する音源 (2)パイプ内の音圧を検出することにより音圧信号を
得る音センサ (3)音源からパイプ内に音波を発した状態において音
センサで得られた音圧信号からパイプおよびタンク内部
の音響的な共振周波数もしくは反共振周波数を検出しそ
の共振周波数もしくは反共振周波数に基づいてタンクの
液面レベルを検出する信号処理部 を備えたことを特徴とする。According to the present invention, there is provided a liquid level detecting apparatus for detecting a liquid level of a liquid stored in a tank to which a pipe connected to an upper part of the tank is connected. In the surface level detection device, (1) a sound source that emits sound waves of a plurality of frequencies in a pipe (2) a sound sensor that obtains a sound pressure signal by detecting a sound pressure in the pipe (3) a sound wave from the sound source into the pipe A signal that detects the acoustic resonance frequency or anti-resonance frequency inside the pipe and tank from the sound pressure signal obtained by the sound sensor in the emitted state, and detects the liquid level of the tank based on the resonance frequency or anti-resonance frequency A processing unit is provided.
【0009】ここで、上記本発明の液面レベル検出装置
は、パイプの、音源および音センサの取付位置よりもタ
ンクから離れた位置で、そのパイプを開閉自在に閉塞す
るバルブを備え、そのバルブでパイプを閉塞した状態で
音源から音波を発し音センサで音圧信号を得るものであ
ることが好ましい。本発明の液面レベル検出装置は、タ
ンクに通じるパイプの途中に設置することができ、した
がって閉じたタンクであっても、さらに二重構造のタン
クであっても既存のタンクに容易に設置することができ
る。Here, the liquid level detecting device of the present invention includes a valve for opening and closing the pipe at a position of the pipe farther from the tank than the mounting position of the sound source and the sound sensor. It is preferable that a sound source emits a sound wave in a state where the pipe is closed, and a sound sensor obtains a sound pressure signal. The liquid level detecting device of the present invention can be installed in the middle of the pipe leading to the tank, so that it can be easily installed in an existing tank whether it is a closed tank or a double-structure tank. be able to.
【0010】また、本発明の液面レベル検出装置は、パ
イプと、タンク上部から液面までの間の長さとの合計の
長さを音響的に測定することで液面レベルを検出するも
のであり、1つの音源と1つの音をセンサで液面高さを
何段階にも分けた液面レベル検出が可能である。また、
上記本発明の液面レベル検出装置において上記のバルブ
を備えると、パイプの音響的な長さを積極的に規定する
ことができる。Further, the liquid level detector of the present invention detects the liquid level by acoustically measuring the total length of the pipe and the length from the tank upper part to the liquid level. In addition, it is possible to detect a liquid level by dividing a liquid level into a number of stages using a sensor for one sound source and one sound. Also,
When the above-described valve is provided in the liquid level detecting device of the present invention, the acoustic length of the pipe can be positively defined.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図1は、本発明の液面レベル検出装置の一実
施形態が組み込まれたタンクの模式図である。タンク1
0の上部にパイプ40が接続されており、そのパイプ4
0の途中にそのパイプ10を開閉自在に閉塞するバルブ
50が取り付けられている。そのパイプ40の、バルブ
50よりもタンク10側の位置に、液面レベル検出装置
100を構成する音源101および音センサ(マイクロ
ホン)102が取り付けられている。この音源101
は、順次異なる周波数の音をスイープすることができる
ものであり、この音源101から発せられた音は、パイ
プ40内に伝達される。また、音センサ102は、パイ
プ40内の音圧を検出し、音圧信号を、この液面レベル
検出装置100を構成する信号処理部103に送る。Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a schematic diagram of a tank in which an embodiment of a liquid level detecting device according to the present invention is incorporated. Tank 1
A pipe 40 is connected to the upper part of the
A valve 50 for closing the pipe 10 so as to be openable and closable is provided in the middle of 0. A sound source 101 and a sound sensor (microphone) 102 constituting the liquid level detecting device 100 are attached to a position of the pipe 40 closer to the tank 10 than the valve 50. This sound source 101
Can sequentially sweep sounds of different frequencies, and the sound emitted from the sound source 101 is transmitted into the pipe 40. The sound sensor 102 detects a sound pressure in the pipe 40 and sends a sound pressure signal to a signal processing unit 103 included in the liquid level detection device 100.
【0012】バルブ50を閉じた状態で音源101から
パイプ40内に音を送ると、その音の波長λに対し、タ
ンク10の内直径DがD<(λ/8)を満足するとき
は、その音の周波数が、パイプ40の、タンク10の上
面とバルブ50との間の長さと、タンク10の、上面と
液面までの距離とを合わせた長さLによって定まる共振
周波数に合致すると、音センサ102で検出される音圧
が極大ピークを示し、その音の周波数がその長さLによ
って定まる反共振周波数に合致すると音センサ102で
検出される音圧が極小ピークを示す。すなわち、 L=(λ/4)×奇数 を満足するときに極大ピークを示し、 L=(λ/4)×偶数 を満足するときに極小ピークを示す。When sound is sent from the sound source 101 into the pipe 40 with the valve 50 closed, when the inner diameter D of the tank 10 satisfies D <(λ / 8) with respect to the wavelength λ of the sound, When the frequency of the sound matches the resonance frequency determined by the length L of the length of the pipe 40 between the upper surface of the tank 10 and the valve 50 and the distance between the upper surface of the tank 10 and the liquid surface, The sound pressure detected by the sound sensor 102 shows a maximum peak, and when the frequency of the sound matches the anti-resonance frequency determined by the length L, the sound pressure detected by the sound sensor 102 shows a minimum peak. That is, a maximum peak is shown when L = (λ / 4) × odd number is satisfied, and a minimum peak is shown when L = (λ / 4) × even number is satisfied.
【0013】D≧(λ/8)のときは、共振周波数、反
共振周波数が、長さLにより定まる理論的な共振周波
数、反共振周波数からはずれるが、その場合であって
も、液面の高さと共振周波数等の関係をあらかじめ対応
づけておけば液面レベルの検出は可能である。D<(λ
/8)を満足する場合であっても、あらかじめ、例えば
タンク10が空のときと満杯のときと、その他何段階か
のレベルで共振周波数等を実測しておけば、より正確な
液面レベルを検出することができる。When D ≧ (λ / 8), the resonance frequency and the anti-resonance frequency deviate from the theoretical resonance frequency and the anti-resonance frequency determined by the length L. The liquid level can be detected by associating the relationship between the height and the resonance frequency in advance. D <(λ
/ 8), it is possible to obtain a more accurate liquid level by measuring the resonance frequency and the like in advance when the tank 10 is empty, when the tank 10 is full, and at several other levels. Can be detected.
【0014】図2は、音源および音センサを図1のよう
に取り付けて行なった実験のデータを示すグラフであ
る。ここでは、タンク10の容積が1000ミリリット
ル、パイプ40の内径が30mm、パイプ40の長さが
約600mmの小型の設備を用いて実験を行なった。FIG. 2 is a graph showing data of an experiment conducted by attaching a sound source and a sound sensor as shown in FIG. Here, an experiment was performed using small equipment in which the volume of the tank 10 was 1000 milliliters, the inner diameter of the pipe 40 was 30 mm, and the length of the pipe 40 was about 600 mm.
【0015】図2に示すように、タンク10内の液面の
動きに伴って多少の凹凸はあるが、液面レベルに応じて
共振周波数が変化している。尚、反共振周波数は、ノイ
ズレベルに埋もれてしまい、十分なS/Nをもっては観
察されなかった。As shown in FIG. 2, there are some irregularities associated with the movement of the liquid level in the tank 10, but the resonance frequency changes according to the liquid level. The anti-resonance frequency was buried in the noise level and was not observed with a sufficient S / N.
【0016】[0016]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の液面レベ
ル検出装置によれば、既設のタンクに設置することがで
き、かつそのタンクが二重構造を有していても液面レベ
ルを検出することができる。As described above, according to the liquid level detecting apparatus of the present invention, it can be installed in an existing tank, and even if the tank has a double structure, the liquid level can be detected. Can be detected.
【図1】本発明の液面レベル検出装置の一実施形態が組
み込まれたタンクの模式図である。FIG. 1 is a schematic view of a tank in which an embodiment of a liquid level detecting device according to the present invention is incorporated.
【図2】音源および音センサを図1のように取り付けて
行なった実験のデータを示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing data of an experiment conducted by attaching a sound source and a sound sensor as shown in FIG.
【図3】超音波による液面レベル検出方式の模式説明図
である。FIG. 3 is a schematic explanatory view of a liquid level detection method using ultrasonic waves.
10 タンク 30 液体 40 パイプ 50 バルブ 100 液面レベル検出装置 101 音源 102 音センサ 103 信号処理部 Reference Signs List 10 tank 30 liquid 40 pipe 50 valve 100 liquid level detecting device 101 sound source 102 sound sensor 103 signal processing unit
Claims (2)
てなるタンク内に貯蔵された液体の液面レベルを検出す
る液面レベル検出装置において、 前記パイプ内に複数の周波数の音波を発する音源と、 前記パイプ内の音圧を検出することにより音圧信号を得
る音センサと、 前記音源から前記パイプ内に音波を発した状態において
前記音センサで得られた音圧信号から前記パイプおよび
前記タンク内部の音響的な共振周波数もしくは反共振周
波数を検出し該共振周波数もしくは反共振周波数に基づ
いて前記タンクの液面レベルを検出する信号処理部とを
備えたことを特徴とする液面レベル検出装置。1. A liquid level detecting device for detecting a liquid level of a liquid stored in a tank to which a pipe communicating with an upper part of the tank is connected, comprising: a sound source emitting sound waves of a plurality of frequencies in the pipe; A sound sensor that obtains a sound pressure signal by detecting a sound pressure in the pipe; and a pipe and the tank from a sound pressure signal obtained by the sound sensor in a state where a sound source emits a sound wave into the pipe. A signal processing unit for detecting an internal acoustic resonance frequency or an anti-resonance frequency and detecting a liquid level of the tank based on the resonance frequency or the anti-resonance frequency. .
ンサの取付位置よりも前記タンクから離れた位置で、該
パイプを開閉自在に閉塞するバルブを備え、 前記バルブで前記パイプを閉塞した状態で前記音源から
音液を発し前記音センサで音圧信号を得るものであるこ
とを特徴とする液面レベル検出装置。2. A valve for closing the pipe so that the pipe is openable and closable at a position of the pipe farther from the tank than the mounting position of the sound source and the sound sensor, wherein the valve closes the pipe. A liquid level detecting device, wherein a sound liquid is emitted from the sound source and a sound pressure signal is obtained by the sound sensor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8306310A JPH10148560A (en) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | Liquid level detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8306310A JPH10148560A (en) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | Liquid level detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10148560A true JPH10148560A (en) | 1998-06-02 |
Family
ID=17955575
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8306310A Pending JPH10148560A (en) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | Liquid level detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10148560A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20020058784A (en) * | 2000-12-30 | 2002-07-12 | 이계안 | Changing capacity of volume measuring apparatus |
JP2007218904A (en) * | 2006-01-20 | 2007-08-30 | Seiko Epson Corp | Liquid detector |
JP2017207486A (en) * | 2016-05-19 | 2017-11-24 | 博泰科技有限公司 | Cup comprising water quantity measurement function |
CN114474393A (en) * | 2021-12-31 | 2022-05-13 | 三一汽车制造有限公司 | Method and device for monitoring material level of storage bin and mixing plant |
-
1996
- 1996-11-18 JP JP8306310A patent/JPH10148560A/en active Pending
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