(57)【要約】      （修正有）【課題】プローブの先端が界面よりも上にある場合であっても、測定環境が適切であるか否かを容易に識別することができるレベル計を提供する。【解決手段】送信パルス４を生成する送信パルス生成手段と、入出力端２１及び開放端２２を有し、入出力端２１に送信パルス４が入力され、その反射パルスを入出力端２１から出力するプローブ２０と、反射パルスの伝播時間に基づいて、開放端２２で生じた反射パルスを先端反射パルスとして検出する先端反射パルス検出手段と、送信パルス４及び先端反射パルスの間に存在する反射パルスを中間反射パルスとして検出する中間反射パルス検出手段と、先端反射パルス及び中間反射パルスの大きさに基づいて、測定安定度を求める安定度算出手段と、測定安定度に基づく信号出力又は表示出力を行う出力手段により構成される。【選択図】図４
2014006093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液面又は粉体面の界面レベルを計測するレベル計において、
送信パルスを生成する送信パルス生成手段と、
入出力端及び開放端を有し、上記入出力端に上記送信パルスが入力され、その反射パルスを上記入出力端から出力するプローブと、
上記反射パルスの伝播時間に基づいて、上記開放端で生じた反射パルスを先端反射パルスとして検出する先端反射パルス検出手段と、
上記送信パルス及び上記先端反射パルスの間に存在する上記反射パルスを中間反射パルスとして検出する中間反射パルス検出手段と、
上記先端反射パルス及び上記中間反射パルスの大きさに基づいて、測定安定度を求める安定度算出手段と、
上記測定安定度に基づく信号出力又は表示出力を行う出力手段とを備えたことを特徴とするレベル計。
【請求項２】
上記安定度算出手段は、２以上の上記中間反射パルスのうち、大きさが最も大きい中間反射パルスと上記先端反射パルスとの大きさに基づいて、上記測定安定度を求めることを特徴とする請求項１に記載のレベル計。
【請求項３】
上記送信パルス及び上記先端反射パルスの時間間隔に基づいて、上記プローブの上記開放端が界面下にあるか否かを判別するレベル判別手段を備え、
上記安定度算出手段は、上記開放端が界面下にない場合に、上記先端反射パルス及び上記中間反射パルスの相対的な大きさに基づいて、上記測定安定度を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載のレベル計。
【請求項４】
上記中間反射パルス検出手段は、上記送信パルスとの時間間隔及び上記プローブの長さに基づいて、上記中間反射パルスの中から界面の位置で生じた反射パルスをレベル面反射パルスとして検出し、
上記安定度算出手段は、上記開放端が界面下にある場合に、上記レベル面反射パルスと、当該レベル面反射パルス以外の上記中間反射パルスとの相対的な大きさに基づいて、上記測定安定度を求めることを特徴とする請求項３に記載のレベル計。
【請求項５】
入出力端に送信パルスが入力され、その反射パルスを上記入出力端から出力するプローブを備えたレベル計の制御方法であって、
上記送信パルスを生成する送信パルス生成ステップと、
上記反射パルスの伝播時間に基づいて、上記開放端で生じた反射パルスを先端反射パルスとして検出する先端反射パルス検出ステップと、
上記送信パルス及び上記先端反射パルスの間に存在する上記反射パルスを中間反射パルスとして検出する中間反射パルス検出ステップと、
上記先端反射パルス及び上記中間反射パルスの大きさに基づいて、測定安定度を求める安定度算出ステップと、
上記測定安定度に基づく信号出力又は表示出力を行う出力ステップとを備えたことを特徴とするレベル計の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液面や粉体面等の界面レベルを計測するレベル計及びその制御方法に係り、さらに詳しくは、入出力端に送信パルスが入力され、その反射パルスを入出力端から出力するプローブを備えたレベル計の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
液面レベル計測装置は、送信パルスを液面に向けて送出したときから、当該送信パルスが液面からの反射パルスとして戻ってくるまでの伝播時間に基づいて、液面レベルを計測するレベル計である。液面レベルは、液面の鉛直方向の高さに相当する測定量である。この様な液面レベル計測装置には、導電性のプローブに沿ってパルス状の電流信号を伝送させるガイドパルス方式のものがある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
ガイドパルス方式の液面レベル計測装置では、プローブの一端に入力された送信パルスが他端へ伝送される途中に液面が存在すれば、液面の位置で反射パルスが生じる。例えば、送信パルスがプローブの一端に入力されてから、反射パルスが当該一端に到達するまでの時間間隔ＴＫは、プローブの一端と液面との間の往復時間に相当することから、上記一端から液面までの距離Ｌは、ＴＫ×光速×（１／２）により求められる。
【０００４】
一般に、液面の位置で生じる反射パルスは、プローブの近傍に障害物が存在したり、プローブ上に異物が付着していれば、障害物や付着物によっても反射パルスが形成されることから、その強度が変化する。また、送信パルスに対する上記反射パルスの時間軸上の位置は、液面の位置が障害物や付着物に近づくことによっても変化する。つまり、障害物や付着物の影響によって、液面レベルの測定誤差が大きくなる場合がある。従来の液面レベル計測装置には、液面による反射パルスと、障害物や付着物による反射パルスとの強度比から、測定安定度を求めて表示するものはあった。この測定安定度を見れば、障害物や付着物が測定結果に与える影響を客観的に評価することができ、測定環境の適否を容易に識別することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００５−５１４５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来のレベル計は、液面や粉体面等の界面による反射パルスに基づいて測定安定度を求めるものであることから、プローブの先端が界面下になければ、測定安定度を求めることができなかった。このため、例えば、レベル計を空の貯留タンクに取り付けた際に、測定環境が適切であるか否かを識別することはできず、不便であるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、プローブの先端が界面よりも上にある場合に、測定環境が適切であるか否かを容易に識別することができるレベル計を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、プローブの先端が界面下にあるか否かに関わらず、測定環境が適切であるか否かを識別することができるレベル計を提供することを目的とする。また、本発明は、上記レベル計の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の本発明によるレベル計は、液面又は粉体面の界面レベルを計測するレベル計であって、送信パルスを生成する送信パルス生成手段と、入出力端及び開放端を有し、上記入出力端に上記送信パルスが入力され、その反射パルスを上記入出力端から出力するプローブと、上記反射パルスの伝播時間に基づいて、上記開放端で生じた反射パルスを先端反射パルスとして検出する先端反射パルス検出手段と、上記送信パルス及び上記先端反射パルスの間に存在する上記反射パルスを中間反射パルスとして検出する中間反射パルス検出手段と、上記先端反射パルス及び上記中間反射パルスの大きさに基づいて、測定安定度を求める安定度算出手段と、上記測定安定度に基づく信号出力又は表示出力を行う出力手段とを備えて構成される。
【００１０】
一般に、送信パルスをプローブの入出力端に入力したときから、当該送信パルスが開放端、すなわち、プローブの先端で生じた反射パルスとして入出力端に戻るまでの伝播時間は、概ね一定である。そこで、このレベル計では、反射パルスの伝播時間によって先端反射パルスを検出し、先端反射パルスと中間反射パルスとの大きさに基づいて測定安定度を求めて信号出力又は表示出力が行われる。つまり、このレベル計では、プローブの先端が界面下にあるか否かに関係なく、先端反射パルス及び中間反射パルスの大きさから測定安定度が求められ、当該測定安定度に基づいて信号出力又は表示出力が行われる。このため、プローブの先端が界面よりも上にある場合に、測定環境が適切であるか否かを信号出力や表示出力によって容易に識別することができる。
【００１１】
ここで、先端反射パルス及び中間反射パルスの大きさは、パルス波形の相対的な大きさであり、先端反射パルス及び中間反射パルス間における強度の相対値やパルス幅の相対値等を含む概念である。
【００１２】
第２の本発明によるレベル計は、上記構成に加え、上記安定度算出手段が、２以上の上記中間反射パルスのうち、大きさが最も大きい中間反射パルスと上記先端反射パルスとの大きさに基づいて、上記測定安定度を求めるように構成される。
【００１３】
この様な構成によれば、界面レベルの測定結果に最も大きく影響する中間反射パルスを用いて測定安定度を求めるので、測定安定度に基づく信号出力や表示出力の信頼性を向上させることができる。
【００１４】
第３の本発明によるレベル計は、上記構成に加え、上記送信パルス及び上記先端反射パルスの時間間隔に基づいて、上記プローブの上記開放端が界面下にあるか否かを判別するレベル判別手段を備え、上記安定度算出手段が、上記開放端が界面下にない場合に、上記先端反射パルス及び上記中間反射パルスの相対的な大きさに基づいて、上記測定安定度を求めるように構成される。
【００１５】
このレベル計では、送信パルスや反射パルスがプローブ内を伝送される際の伝播速度が界面の上側と界面の下側とで異なることを利用して、送信パルスと先端反射パルスとの時間間隔によりプローブの開放端が界面下にあるか否かが判別される。そして、プローブの開放端が界面下にない場合に、先端反射パルス及び中間反射パルスの相対的な大きさから測定安定度を求めるので、測定安定度に基づく信号出力や表示出力の信頼性を向上させることができる。
【００１６】
第４の本発明によるレベル計は、上記構成に加え、上記中間反射パルス検出手段が、上記送信パルスとの時間間隔及び上記プローブの長さに基づいて、上記中間反射パルスの中から界面の位置で生じた反射パルスをレベル面反射パルスとして検出し、上記安定度算出手段が、上記開放端が界面下にある場合に、上記レベル面反射パルスと、当該レベル面反射パルス以外の上記中間反射パルスとの相対的な大きさに基づいて、上記測定安定度を求めるように構成される。
【００１７】
このレベル計では、プローブの開放端が界面下にある場合に、レベル面反射パルスとレベル面反射パルス以外の中間反射パルスとの相対的な大きさから測定安定度が求められる。つまり、このレベル計では、プローブの先端が界面よりも上にある場合に先端反射パルスを利用して測定安定度が求められ、プローブの先端が界面下にある場合にレベル面反射パルスを利用して測定安定度が求められる。この様な構成により、プローブの先端が界面下にあるか否かに関わらず、測定環境が適切であるか否かを識別することができる。
【００１８】
第５の本発明によるレベル計の制御方法は、入出力端に送信パルスが入力され、その反射パルスを上記入出力端から出力するプローブを備えたレベル計の制御方法であって、上記送信パルスを生成する送信パルス生成ステップと、上記反射パルスの伝播時間に基づいて、上記開放端で生じた反射パルスを先端反射パルスとして検出する先端反射パルス検出ステップと、上記送信パルス及び上記先端反射パルスの間に存在する上記反射パルスを中間反射パルスとして検出する中間反射パルス検出ステップと、上記先端反射パルス及び上記中間反射パルスの大きさに基づいて、測定安定度を求める安定度算出ステップと、上記測定安定度に基づく信号出力又は表示出力を行う出力ステップとを備えて構成される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によるレベル計では、プローブの先端が界面よりも上にある場合であっても、先端反射パルスを利用して測定安定度を求め、測定安定度に基づく信号出力又は表示出力を行うことにより、測定環境が適切であるか否かを容易に識別することができる。
【００２０】
また、本発明によるレベル計では、プローブの先端が界面よりも上にある場合に先端反射パルスを利用して測定安定度を求め、プローブの先端が界面下にある場合にレベル面反射パルスを利用して測定安定度を求め、測定安定度に基づく信号出力又は表示出力を行うことにより、プローブの先端が界面下にあるか否かに関わらず、測定環境が適切であるか否かを識別することができる。また、本発明によれば、上記レベル計の制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態によるレベル計の一構成例を示した斜視図であり、ガイドパルス方式の液面レベル計１が示されている。
【図２】図１の本体部１０の構成例を示した図であり、表示部１１及び操作部１２が示されている。
【図３】図１の液面レベル計１の使用態様の一例を示した断面図であり、液面レベル計１を貯留タンク２に取り付けた場合が示されている。
【図４】図１の液面レベル計１の構成例を示したブロック図である。
【図５】図４の伸張信号の波形の一例を示した図であり、信号レベルの時間変化が示されている。
【図６】図４の液面レベル計１において検出される送信パルス４、液面反射パルス５、中間反射パルス６及び先端反射パルス７の一例を模式的に示した説明図である。
【図７】図４の液面レベル計１において検出される送信パルス４、液面反射パルス５、中間反射パルス６，８及び先端反射パルス７の一例を模式的に示した説明図である。
【図８】図４のＣＰＵ３９内の機能構成の一例を示したブロック図である。
【図９】図８のＣＰＵ３９におけるエラー出力制御の動作の一例を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
＜液面レベル計１＞
図１は、本発明の実施の形態によるレベル計の一構成例を示した斜視図であり、ガイドパルス方式の液面レベル計１が示されている。この液面レベル計１は、ロッド状のプローブ２０に沿ってパルス信号を伝送させる液面レベル計測装置であり、表示部１１、操作部１２、ケーブル接続部１３及びタンク取付部１４が設けられた本体部１０と、プローブ２０により構成されている。
【００２３】
表示部１１には、液面レベルの計測結果や設定内容が表示される。操作部１２は、測定条件などを入力するための入力部である。表示部１１及び操作部１２は、円柱形状の本体部１０の上面に設けられている。
【００２４】
ケーブル接続部１３は、本体部１０へ電源を供給するための電源線と、計測結果を示す出力信号を伝送するための信号線とを含む伝送ケーブルを着脱可能に接続するコネクタ部である。このケーブル接続部１３は、本体部１０の周面上に設けられている。
【００２５】
タンク取付部１４は、貯留タンク等に液面レベル計１を取り付ける際に使用され、本体部１０の主要部よりも径の小さな円柱形状の台座部であり、ネジ山が形成されている。このタンク取付部１４は、本体部１０の下部に設けられている。
【００２６】
プローブ２０は、パルス信号を用いて液面レベルを測定するための測定素子であり、パルス信号を伝送する途中に液面が存在すれば、液面の位置で反射パルスが生成される。例えば、プローブ２０は、上端を入出力端とし、下端を開放端とする直線状の導電性プローブであり、入出力端に送信パルスが入力され、その反射パルスを入出力端から出力する。
【００２７】
このプローブ２０は、タンク取付部１４の下面から突出するように、本体部１０に取り付けられている。また、プローブ２０は、本体部１０に対し着脱可能に取り付けられ、プローブ長ＰＬを変更することができる。プローブ長ＰＬは、プローブ２０の長さであり、入出力端と開放端との距離に相当する。
【００２８】
液面レベル計１は、送信パルスを本体部１０からプローブ２０の上端、すなわち、入出力端に入力したときから、液面による反射パルスが入出力端から本体部１０に入力されるまでの時間間隔に基づいて、液面レベルを計測する。液面レベルは、繰り返し計測され、その計測結果が表示部１１に表示される。
【００２９】
＜本体部１０＞
図２は、図１の本体部１０の構成例を示した図であり、表示部１１及び操作部１２が示されている。この表示部１１は、メイン表示部１１１、単位表示灯１１２〜１１４、スタビリティ警報灯１１５及び判定表示灯１１６により構成される。
【００３０】
メイン表示部１１１は、液面レベルの測定結果や測定条件の設定値を数値で表示するための表示装置である。このメイン表示部１１１は、５桁の７セグメントＬＥＤ（発光ダイオード）により構成されている。
【００３１】
単位表示灯１１２〜１１４は、測定値の表示単位を表示するためのＬＥＤインジケータである。単位表示灯１１２は、ミリメートル（ｍｍ）が表示単位として選択されている場合に点灯する。単位表示灯１１３は、パーセント（％）が表示単位として選択されている場合に点灯する。単位表示灯１１４は、スケーリング機能が選択されている場合に点灯する。
【００３２】
スケーリング機能は、プローブ２０上の２つの位置をユーザに任意に指定させ、これらの位置を示す測定値に対し、実際に表示させる表示値を任意に指定させる表示変換機能である。スケーリング機能が選択されている場合、表示値は、ユーザが指定した測定値及び表示値の２つの組合せにより定められる１次変換によって、測定値から求められる。
【００３３】
スタビリティ警報灯１１５は、測定環境が適切であるか否かを表示するためのＬＥＤインジケータであり、測定環境が良くない場合に点灯する。判定表示灯１１６は、判定結果を表示するためのＬＥＤインジケータであり、判定出力用の４つの出力端子ごとに設けられている。
【００３４】
操作部１２は、アップボタン１２１、ダウンボタン１２２及びモード切替ボタン１２３により構成される。アップボタン１２１及びダウンボタン１２２は、測定条件を入力するための操作キーである。アップボタン１２１は、入力値をインクリメントするのに用いられ、ダウンボタン１２２は、入力値をデクリメントするのに用いられる。
【００３５】
モード切替ボタン１２３は、動作モードを切り替えるための操作キーであり、測定モード及び設定モードのいずれかに動作モードを切り替えるのに用いられる。測定モードでは、測定結果がメイン表示部１１１に表示される。設定モードは、プローブ長ＰＬ、表示単位、判定出力用の閾値、スケーリング用の表示値、オフセット値といったパラメータを測定条件として設定するための動作モードである。
【００３６】
図３は、図１の液面レベル計１の使用態様の一例を示した断面図であり、液面レベル計１を貯留タンク２に取り付けた場合が示されている。この液面レベル計１は、貯留タンク２の上板に設けられた貫通穴に取り付けられている。
【００３７】
本体部１０は、プローブ２０が水平面と交差するように配置される。例えば、本体部１０は、プローブ２０が貯留タンク２内の液面３に対し垂直となるように配置される。液面レベルの計測は、プローブ２０の下端、すなわち、開放端２２が液面下にある場合、プローブ２０の上端、すなわち、入出力端２１と液面３との距離Ｌを求めることにより行われる。
【００３８】
本体部１０は、送信パルス４を所定のパルス繰返周期で生成し、プローブ２０の入出力端２１に入力する。送信パルス４は、入出力端２１から開放端２２へ光の速さＣで伝送される。開放端２２が液面３よりも下側にあれば、プローブ２０上の液面３の位置において、送信パルス４から反射パルスが形成される。
【００３９】
送信パルス４の一部は、液面３の位置における反射パルスの形成後もそのまま液面下へ伝送され、開放端２２において反射パルスを形成する。ここでは、液面３の位置で生じる反射パルスを液面反射パルス５と呼び、開放端２２で生じる反射パルスを先端反射パルスと呼ぶことにする。
【００４０】
液面反射パルス５は、空気と液体との誘電率の差に応じた信号強度で形成されるレベル面反射パルスであり、入出力端２１へ光の速さＣで伝送される。本体部１０は、送信パルス４を入出力端２１に入力した時から、液面反射パルス５が入出力端２１から本体部１０に入力されるまでの時間間隔ＴＫに基づいて、距離Ｌを算出する。距離Ｌは、Ｌ＝ＴＫ×Ｃ×（１／２）により求めることができる。
【００４１】
液面レベルを示す測定値ｈは、プローブ長ＰＬを用いて、ｈ＝ＰＬ−Ｌにより求められる。この測定値ｈは、プローブ２０上の位置を表す測定量であり、開放端２２に対する液面３の鉛直方向の高さに相当する。また、貯留タンク２の底に対する開放端２２の高さＨＯをオフセット値として指定することにより、測定値ｈをオフセット値だけオフセットさせて表示することができる。
【００４２】
図４は、図１の液面レベル計１の構成例を示したブロック図である。この液面レベル計１は、表示部１１、操作部１２、タンク取付部１４、プローブ２０、基準発振器３１、送信パルス生成回路３２、入出力部３３、局部発振器３４、サンプリングパルス生成回路３５、サンプリングホールド回路３６、アンプ３７、ＡＤＣ３８、ＣＰＵ３９、ＤＡＣ４０及び信号出力部４１により構成される。
【００４３】
通常、送信パルス４は、数ＭＨｚ程度の周波数からなるクロック信号を用いて生成され、パルス繰返周期は、数百ｎｓ程度である。一方、送信パルス４と液面反射パルス５との時間間隔ＴＫは、極めて短く、プローブ２０の長さ１ｍｍ当たりの往復時間は、数ｐｓ程度である。このため、送信パルス４と液面反射パルス５とをそのまま時間軸上で比較して、時間間隔ＴＫや距離Ｌを求めることは難易度が高い。そこで、パルス繰返間隔が送信パルス４とは僅かに異なるサンプリングパルスＳＰを用いて、送信パルス４や液面反射パルス５を時間伸張させる処理が行われる。つまり、時間伸張された送信パルス４と液面反射パルス５との信号波形を比較することによって、液面レベルが測定される。
【００４４】
基準発振器３１は、送信パルス用の基準信号を生成し、送信パルス生成回路３２へ出力する高周波信号生成部である。例えば、周波数１９．２ＭＨｚのクロック信号が基準信号として生成される。送信パルス生成回路３２は、基準信号に基づいて、送信パルス４を生成し、入出力部３３へ出力する。送信パルス４は、パルス繰返周期ＰＴ１で繰り返し生成される。
【００４５】
具体的には、分周器（図示せず）を用いて基準信号が分周され、その分周信号を波形整形することにより、パルス幅の短い送信パルス４が得られる。上記分周信号の周波数は、２．４ＭＨｚであり、パルス繰返周期ＰＴ１は、４１６．７ｎｓである。
【００４６】
入出力部３３は、送信パルス生成回路３２から入力された送信パルス４をプローブ２０及びサンプリングホールド回路３６へ出力し、プローブ２０から液面反射パルス５が入力される信号結合部であり、例えば、分岐端子により構成される。この入出力部３３にプローブ２０から入力された液面反射パルス５は、サンプリングホールド回路３６へ出力される。
【００４７】
局部発振器３４は、サンプリングパルス用の参照信号を生成し、サンプリングパルス生成回路３５へ出力する高周波信号生成部である。例えば、周波数が基準信号とは僅かに異なるクロック信号が参照信号として生成される。局部発振器３４には、電圧レベルによって発振周波数を調整することができるＶＣＯ（電圧制御発振器）が用いられる。
【００４８】
サンプリングパルス生成回路３５は、参照信号に基づいて、サンプリングパルスＳＰを生成し、サンプリングホールド回路３６へ出力する。サンプリングパルスＳＰは、パルス繰返周期ＰＴ２で繰り返し生成される。
【００４９】
具体的には、分周器（図示せず）を用いて参照信号が分周され、その分周信号を波形整形することにより、パルス幅の短いサンプリングパルスＳＰが得られる。例えば、上記分周信号の周波数は、（２．４ＭＨｚ−１６Ｈｚ）であり、パルス繰返周期ＰＴ２は、（４１６．７ｎｓ＋２．８ｐｓ）である。
【００５０】
一般に、パルス信号は、比較的に短い期間に出力される信号であり、その波形は任意であり、矩形、三角形、その他の形状であっても良い。送信パルス４やサンプリングパルスＳＰは、電流又は電圧レベルといった信号レベルがゼロレベルから立ち上がり、短期間に立ち下がる信号である。
【００５１】
サンプリングホールド回路３６は、入出力信号を時間伸張した伸張信号を生成し、アンプ３７へ出力する伸張信号生成部である。伸張信号は、サンプリングパルスＳＰをトリガーとして、入出力部３３における入出力信号をサンプリングし、次のサンプリングパルスＳＰによって入出力信号を新たにサンプリングするまで、サンプリング値を保持することにより、生成される。
【００５２】
この伸張信号は、パルス繰返周期ＰＴ１及びＰＴ２の差ΔＴに応じて、時間軸方向に伸張される。時間軸方向の伸張率は、パルス繰返周期ＰＴ１及びＰＴ２の差ΔＴと、パルス繰返周期ＰＴ１又はＰＴ２のいずれか一方との比により規定される。例えば、時間軸方向の伸張率ｒは、（送信パルスの周波数）／｛（送信パルスの周波数）−（サンプリングパルスの周波数）｝＝２．４ＭＨｚ／１６Ｈｚ＝１５０×１０３である。
【００５３】
アンプ３７は、サンプリングホールド回路３６からの伸張信号を増幅し、ＡＤＣ３８へ出力する増幅回路である。ＡＤＣ（アナログ−デジタルコンバータ）３８は、アナログ信号をデジタル信号に変換する変換素子であり、増幅後の伸張信号をデジタルデータ化してＣＰＵ３９へ出力する。
【００５４】
ＣＰＵ３９は、操作部１２からの入力信号に基づいて表示部１１及び信号出力部４１を制御し、また、伸張信号の波形を解析することにより、液面レベルを測定する。表示部１１には、液面レベルの測定値や、測定値に基づく所定の判定結果、例えば、液面レベルが所定レベルに到達したか否かの判定結果が表示される。信号出力部４１は、測定値や判定結果を示す出力信号を生成し、外部機器へ出力するための出力回路である。
【００５５】
このＣＰＵ３９は、送信パルス４のパルス繰返周期ＰＴ１とサンプリングパルスＳＰのパルス繰返周期ＰＴ２との差ΔＴが一定に保持されるように、パルス繰返周期ＰＴ２を制御する。ＤＡＣ（デジタル−アナログコンバータ）４０は、デジタル信号をアナログ信号に変換する変換素子であり、ＣＰＵ３９からのＶＣＯ制御信号をアナログ信号に変換して局部発振器３４へ出力する。
【００５６】
液面レベル計１では、送信パルス４及びサンプリングパルスＳＰのパルス繰返周期の差ΔＴを利用して、入出力信号を時間伸張した伸張信号が生成される。プローブ２０の入出力端２１から液面３までの距離Ｌは、この様な伸張信号に基づいて、送信パルス４が液面３からの反射パルス５として戻るまでの伝播時間を求めることによって得られる。送信パルス４は、一定の周期で繰り返し生成される信号であり、また、液面反射パルス５も送信パルス４と同じ周期で繰り返し生成される信号である。
【００５７】
＜送信パルス４と反射パルス５〜７＞
図５は、図４の伸張信号の波形の一例を示した図であり、信号レベルの時間変化が示されている。入出力部３３では、送信パルス４、入出力端２１による中間反射パルス６、液面反射パルス５、先端反射パルス７が入出力される。送信パルス４は、入出力部３３に対し一定のパルス繰返周期ＰＴ１ごとに繰り返し入力され、プローブ２０及びサンプリングホールド回路３６へ出力される。
【００５８】
サンプリングホールド回路３６へ出力される送信パルス４は、プローブ２０へ出力される送信パルス４に比べればその信号強度が極めて小さい。一方、サンプリングホールド回路３６へ出力される送信パルス４は、反射パルス５〜７に比べればその信号強度が十分に大きい。この例では、その様な送信パルス４が時刻ｔ１において観測されている。送信パルス４のピークレベルはａ１である。
【００５９】
プローブ２０のタンク取付部１４は、プローブハウジングと呼ばれる同軸構造により構成される。このため、タンク取付部１４の出口、すなわち、入出力端２１付近において中間反射パルス６が生成される。この入出力端２１による中間反射パルス６は、信号レベルが送信パルス４とは同極性であり、送信パルス４に比べれば、その信号強度は小さい。この例では、その様な中間反射パルス６が時刻ｔ２において観測されている。
【００６０】
プローブ２０の途中に液面３が存在する場合、液面３の位置において液面反射パルス５が生成される。この液面反射パルス５は、信号レベルが送信パルス４とは逆極性であり、中間反射パルス６に比べれば、その信号強度は小さい。液面反射パルス５は、液面３の位置がダイナミカルに変化しなければ、入出力部３３において送信パルス４と同じ周期で繰り返し入出力される。この例では、時刻ｔ３において、ピークレベルがａ２の液面反射パルス５が観測されている。
【００６１】
先端反射パルス７は、信号レベルが送信パルス４と同極性であり、中間反射パルス６に比べれば、その信号強度は小さい。この例では、その様な先端反射パルス７が時刻ｔ４において観測されている。
【００６２】
伸張信号における送信パルス４や液面反射パルス５の識別は、伸張信号の波形からピーク点を検出し、ピーク点の信号レベルを閾値ｂ１，ｂ２と比較することにより行われる。すなわち、送信パルス４は、ピーク点の信号レベルを所定の閾値ｂ１と比較することによって検出される。また、液面反射パルス５は、ピーク点の信号レベルを閾値ｂ１よりも絶対値の小さい所定の閾値ｂ２と比較することによって検出される。なお、気体部分の比誘電率よりも液体部分の比誘電率が大きい場合、送信パルス４が上に凸のパルスであるとすると、図５に示すとおり液面反射パルス５は下に凸のパルスとなる。
【００６３】
一方、中間反射パルス６は、ピーク強度、パルス幅、時間軸上の位置によって特定することができる。例えば、入出力部３３及び入出力端２１間の配線長から、送信パルス４に対する中間反射パルス６の時間軸上の位置、すなわち、オフセット時間ＯＴを推定することによって、中間反射パルス６を特定することができる。
【００６４】
送信パルス４や中間反射パルス６に対する液面反射パルス５の時間軸上の位置は、測定対象の液体の種類が変わったとしても、一定である。
【００６５】
そこで、例えば、測定値ｈは、送信パルス４と液面反射パルス５との時間間隔ＴＫ１に基づいて求められる。この時間間隔ＴＫ１は、送信パルス４が入出力部３３からプローブ２０へ出力されたときから、液面反射パルス５がプローブ２０から入出力部３３に入力されるまでの伝播時間に相当し、ピーク点間の時間間隔（ｔ３−ｔ１）により求められる。
【００６６】
測定値ｈは、オフセット時間ＯＴを考慮し、伸張率ｒを用いて、ｈ＝ＰＬ−（ＴＫ１−ＯＴ）×（１／ｒ）×Ｃ×（１／２）により求めることができる。ここで、送信パルス４のパルス繰返周期ＰＴ１をｒ倍したものは、時間間隔ＴＫ１に比べて十分に長いことから、次の送信パルス４が反射パルス５〜７の検出に影響を与えることはない。
【００６７】
ただし、測定値ｈは、入出力端２１による中間反射パルス６と液面反射パルス５との時間間隔に基づいて求めても良い。この場合、中間反射パルス６及び液面反射パルス５の時間間隔は、送信パルス４が入出力端２１から開放端２２へ出力されたときから、液面反射パルス５が入出力端２１に入力されるまでの伝播時間に相当し、ピーク点間の時間間隔（ｔ３−ｔ２）により求められる。
【００６８】
図６は、図４の液面レベル計１において検出される送信パルス４、液面反射パルス５、中間反射パルス６及び先端反射パルス７の一例をプローブ２０に対応づけて模式的に示した説明図である。図中の（ａ）には、プローブ２０の開放端２２が液面下にない場合の信号波形が示され、（ｂ）には、開放端２２が液面下にある場合の信号波形が示されている。
【００６９】
送信パルス４を入出力端２１に入力した後にプローブ２０上で生じる反射パルスには、中間反射パルス６や先端反射パルス７がある。中間反射パルス６は、送信パルス４と先端反射パルス７との間に存在する反射パルスであり、入出力端２１や液面の位置で形成される。
【００７０】
開放端２２が液面下にない場合、送信パルス４が時刻ｔ１１で観測された後、入出力端２１で生じた中間反射パルス６と開放端２２で生じた先端反射パルス７とが時刻ｔ１２及びｔ１３でそれぞれ観測されている。この中間反射パルス６及び先端反射パルス７は、インピーダンスの急激な変化に起因して形成される。また、中間反射パルス６及び先端反射パルス７は、信号レベルが送信パルス４と同極性、すなわち、パルスの凸方向が同じである。このパルスの極性（パルスの凸方向）は、インピーダンスが低から高に変化するのか、或いは、高から低に変化するのかにより決まる。入出力端２１では送信パルス４の進行方向に対してインピーダンスが低から高に変化し、液面３では送信パルス４の進行方向に対してインピーダンスが高から低に変化し、開放端２２では送信パルス４の進行方向に対してインピーダンスが低から高に変化する。ただし、開放端２２近傍に液面３が存在すると、液体や気体の誘電率等によっては、開放端２２であってもインピーダンスの変化が微小であったり、送信パルス４の進行方向に対してインピーダンスが高から低に変化したりする場合がある。
【００７１】
送信パルス４に対する先端反射パルス７の時間軸上の位置、強度及びパルス幅は、障害物や付着物の影響がなければ、概ね一定である。特に、送信パルス４と先端反射パルス７との時間間隔ＴＫ３は、プローブ長ＰＬを往復するのに要する時間長に相当する。送信パルス４、入出力端２１での中間反射パルス６及び先端反射パルス７の強度を比較すれば、送信パルス４が最も強度が高く、先端反射パルス７が最も強度が低い。
【００７２】
一方、開放端２２が液面下にある場合、送信パルス４が時刻ｔ２１で観測された後、入出力端２１で生じた中間反射パルス６と、液面３の位置で生じた液面反射パルス５と、開放端２２で生じた先端反射パルス７とが時刻ｔ２２，ｔ２３及びｔ２４でそれぞれ観測されている。
【００７３】
液面反射パルス５は、液面３上の雰囲気、例えば、空気と、液面３下の液体との間における誘電率の急激な変化がインピーダンスの急激な変化をもたらすことに起因して形成される中間反射パルスであり、その強度は、誘電率の変化量が大きいほど、高い。例えば、測定対象の液体が水である場合と、油である場合とを比較すれば、水の方が誘電率が大きいことから、水の場合の方が液面反射パルス５の強度は、４倍程度高い。
【００７４】
先端反射パルス７は、この様な液面反射パルス５の存在により、液面反射パルス５が存在しない場合に比べて、その強度が低下している。また、液面反射パルス５は、その強度が、中間反射パルス６よりも低く、先端反射パルス７よりも低いことが多い。
【００７５】
電気パルスの伝播速度は誘電率に関連し、より詳しくは、誘電率の平方根に反比例するものであるから、誘電率が高いところほど伝播速度は遅くなる。送信パルス４に対する先端反射パルス７の時間軸上の位置は、液面３下における送信パルス４や先端反射パルス７の伝播速度が液面３上よりも遅いことから、開放端２２が液面下にない場合に比べて、遅延側へ移動する。すなわち、送信パルス４と先端反射パルス７との時間間隔ＴＫ２は、空気中でプローブ長ＰＬを往復するのに要する時間に相当する時間長ＴＫ０よりも長くなる。
【００７６】
この液面レベル計１では、予め設定されたプローブ長ＰＬから推定される時間長ＴＫ０に相当する時間軸上の位置にある反射パルスが探索され、プローブ長ＰＬから推定される時間長ＴＫ０に相当する時間軸上の位置に所定条件を満たす反射パルスが認識されれば、開放端２２は液面３よりも上側にあると判別される。一方、当該位置に所定条件を満たす反射パルスが認識されなければ、開放端２２は液面３よりも下側にあると判別される。ここで、所定条件を満たす反射パルスとは、例えば、送信パルス４と同極性で一定以上のピーク強度を有する反射パルスであって、送信パルス４に相当するパルス幅を有する反射パルスをいう。
【００７７】
なお、液面レベル計１では、予め設定されたプローブ長ＰＬから推定される時間長ＴＫ０に相当する時間軸上の位置から順に遅延側に向けて所定条件を満たす反射パルスを探し、当該位置に近い反射パルスを先端反射パルス７として判別されようにしてもよい。この場合、送信パルス４と先端反射パルス７との時間間隔ＴＫ２を時間長ＴＫ０と比較し、その時間差ΔＴによってプローブ２０の開放端２２が液面３下にあるか否かが判別される。
【００７８】
液面反射パルス５として、送信パルス４と逆極性で最もピーク強度の大きな反射パルスが判別される。なお、予め設定されたプローブ長ＰＬから推定される時間長ＴＫ０と先端反射パルス７との時間軸上での差ΔＴとに基づいて、所定条件を満たす反射パルスの中から液面反射パルス５を判別するようにしてもよい。ここで、所定条件を満たす反射パルスとは、例えば、送信パルス４と逆極性で一定以上のピーク強度を有する反射パルスであって、送信パルス４に相当するパルス幅を有する反射パルスをいう。
【００７９】
図７は、図４の液面レベル計１において検出される送信パルス４、液面反射パルス５、中間反射パルス６，８及び先端反射パルス７の一例をプローブ２０に対応づけて模式的に示した説明図である。図中の（ａ）には、プローブ２０の開放端２２が液面下になく、プローブ２０の近傍に障害物９が存在する場合の信号波形が示されている。
【００８０】
障害物９は、貯留タンク２内の構造物であり、貯留タンク２に取り付けられた液面レベル計１の近傍に存在している。例えば、障害物９は、蛇口などの液体の流入口、或いは、排出口といった金属導電体からなる。この様な障害物９がプローブ２０の近くにあれば、プローブ２０内を伝送される送信パルス４と干渉し、インピーダンスの急激な変化をもたらすことで中間反射パルス８を生じさせる。
【００８１】
この例では、送信パルス４が時刻ｔ３１で観測された後、入出力端２１で生じた中間反射パルス６と、障害物９の位置で生じた中間反射パルス８と、開放端２２で生じた先端反射パルス７とが時刻ｔ３２，ｔ３３及びｔ３４でそれぞれ観測されている。中間反射パルス８は、信号レベルが送信パルス４と逆極性であり、液面３が開放端２２よりも上にある場合の液面反射パルス５と同じ極性となる。
【００８２】
先端反射パルス７の強度は、この様な中間反射パルス８の存在により、中間反射パルス８が存在しない場合に比べて、若干低下する一方、送信パルス４に対する先端反射パルス７の時間軸上の位置は、中間反射パルス８の有無に関わらず、概ね一定である。すなわち、送信パルス４と先端反射パルス７との時間間隔ＴＫ３は、時間長ＴＫ０に相当する。ただし、障害物９が開放端２２に近い場合には、中間反射パルス８と重なることから、送信パルス４に対する先端反射パルス７の時間軸上のピーク位置が変化する。
【００８３】
この液面レベル計１では、開放端２２が液面下にある場合に、液面反射パルス５と、液面反射パルス５や入出力端２１による中間反射パルス６以外の中間反射パルスとの強度比に基づいて、測定安定度が求められる。この測定安定度は、障害物９や付着物が測定結果に与える影響を数値化したパラメータである。一方、開放端２２が液面下にない場合には、先端反射パルス７と中間反射パルス８との強度比から測定安定度が求められる。
【００８４】
図中の（ｂ）には、開放端２２が液面下にあり、プローブ２０の近傍であって、液面３の上側に障害物９が存在する場合の信号波形が示されている。障害物８が液面３の上側に存在する場合、液体中にある場合に比べて、液面３による反射パルスに影響が出やすいことから、測定安定度は低い。
【００８５】
液面レベル計１では、予め設定されたプローブ長ＰＬから推定される時間長ＴＫ０に相当する時間軸上の位置から順に遅延側に向けて所定条件を満たす反射パルスを探し、当該位置に近い反射パルスを先端反射パルス７として判別される。図７の（ｂ）の場合、送信パルス４と先端反射パルス７との時間間隔ＴＫ２を時間長ＴＫ０と比較し、その時間差ΔＴが所定以上であるためプローブ２０の開放端２２が液面３下にあると判別される。
【００８６】
液面レベル計１では、液面反射パルス５として、送信パルス４と逆極性で最もピーク強度の大きな反射パルスが判別される。なお、予め設定されたプローブ長ＰＬから推定される時間長ＴＫ０と先端反射パルス７との時間軸上での差ΔＴとに基づいて、所定条件を満たす反射パルスの中から液面反射パルス５を判別するようにしてもよい。ここで、所定条件を満たす反射パルスとは、例えば、送信パルス４と逆極性で一定以上のピーク強度を有する反射パルスであって、送信パルス４に相当するパルス幅を有する反射パルスをいう。
【００８７】
そして、測定安定度は、中間反射パルス８の相対強度、例えば、中間反射パルス６に対する相対強度に基づいて求められる。
【００８８】
開放端２２が液面３よりも上側にあり、障害物９が複数存在する場合も、同様にして、測定安定度は、中間反射パルス８の相対強度等に基づいて求められる。
【００８９】
＜ＣＰＵ３９＞
図８は、図４のＣＰＵ３９内の機能構成の一例を示したブロック図である。このＣＰＵ３９は、パルス抽出部１００、レベル判別部１１０、安定度算出部１２０、エラー出力部１３０及び液面レベル測定部１４０により構成され、伸張信号に基づいて、液面レベルの測定結果やエラー出力を生成する。
【００９０】
パルス抽出部１００は、ピーク点検出部１０１、先端反射パルス検出部１０２及び中間反射パルス検出部１０３により構成され、伸張信号から送信パルス４や先端反射パルス７を抽出する。パルス抽出は、所定の時間間隔で繰り返し行われる。
【００９１】
ピーク点検出部１０１は、伸張信号の波形に基づいて、信号強度のピーク点を検出し、その検出結果を先端反射パルス検出部１０２及び中間反射パルス検出部１０３へ出力する。すなわち、ピーク強度が所定の判定閾値Ｋ１を越えるピーク点を検出することにより、ノイズの影響を除去することができる。
【００９２】
先端反射パルス検出部１０２は、送信パルス４との時間間隔に基づいて、２以上の反射パルスの中から、開放端２２で生じた反射パルスを判別し、先端反射パルス７として検出する。具体的には、まず、ピーク点検出によって抽出されたピーク点の中から、ピーク強度が所定の判定閾値Ｋ２を越えるピーク点が送信パルス４として判別される。そして、送信パルス４との時間間隔をプローブ長ＰＬから推定される時間長ＴＫ０と比較することにより、先端反射パルス７が判別される。
【００９３】
中間反射パルス検出部１０３は、送信パルス４及び先端反射パルス７の間に存在する反射パルスを中間反射パルスとして検出する。この中間反射パルス検出部１０３では、送信パルス４との時間間隔とプローブ長ＰＬとに基づいて、中間反射パルスの中から液面３の位置で生じた反射パルスを判別し、液面反射パルス５として検出する。
【００９４】
具体的には、送信パルス４と先端反射パルス７との時間間隔ＴＫ２を時間長ＴＫ０と比較してその時間差ΔＴを求め、送信パルス４との時間間隔を、プローブ長ＰＬと時間差ΔＴとから推定される時間長と比較することにより、液面反射パルス５が判別される。
【００９５】
液面レベル測定部１４０は、伸張信号から抽出された送信パルス４と液面反射パルス５との時間間隔ＴＫ１に基づいて、液面レベルを測定し、その測定結果を出力する。具体的には、送信パルス４のピーク点と液面反射パルス５のピーク点との時間間隔ＴＫ１を求め、この時間間隔ＴＫ１と、伸張率ｒとから液面レベルが求められる。
【００９６】
レベル判別部１１０は、送信パルス４と先端反射パルス７との時間間隔に基づいて、プローブ２０の開放端２２が液面下にあるか否かを判別し、その判別結果を安定度算出部１２０へ出力する。具体的には、送信パルス４と先端反射パルス７との時間間隔ＴＫ２を時間長ＴＫ０と比較し、その時間差ΔＴによって開放端２２が液面下にあるか否かが判別される。
【００９７】
安定度算出部１２０は、開放端２２が液面下にある場合に、液面反射パルス５と、当該液面反射パルス５以外の中間反射パルスとの強度比に基づいて、測定安定度ＳＢを求める。具体的には、液面反射パルス５や入出力端２１による中間反射パルス６を除く中間反射パルスを参照反射パルスとし、液面反射パルス５のピーク強度ＰＫ１と、参照反射パルスのピーク強度ＰＫ２との比ＰＫ２／ＰＫ１を用いて、測定安定度ＳＢがＳＢ＝（１−ＰＫ２／ＰＫ１）により求められる。
【００９８】
参照反射パルスには、障害物９による中間反射パルス８が含まれる。また、２以上の参照反射パルスが存在する場合は、例えば、これらの参照反射パルスのうち、ピーク強度が最も高い参照反射パルスと液面反射パルス５との強度比から、測定安定度ＳＢが求められる。
【００９９】
一方、開放端２２が液面下にない場合には、先端反射パルス７と中間反射パルスとの強度比に基づいて、測定安定度ＳＢが求められる。具体的には、入出力端２１による中間反射パルス６を除く中間反射パルスを参照反射パルスとし、先端反射パルス７のピーク強度ＰＫ３と、参照反射パルスのピーク強度ＰＫ４との比ＰＫ４／ＰＫ３を用いて、測定安定度ＳＢがＳＢ＝（１−ＰＫ４／ＰＫ３）により求められる。
【０１００】
また、２以上の参照反射パルスが存在する場合には、これらの参照反射パルスのうち、ピーク強度が最も高い参照反射パルスと先端反射パルス７との強度比から、測定安定度ＳＢが求められる。ここでは、測定安定度ＳＢが、０から１０までの整数値に規格化され、ダウンボタン１２２に対する押下操作によって、測定安定度ＳＢをメイン表示部１１１に表示することができる。
【０１０１】
エラー出力部１３０は、安定度算出部１２０により求められた測定安定度ＳＢに基づいて、エラー出力を行う。具体的には、測定安定度ＳＢを所定の判定閾値ＳＫ１及びＳＫ２（ＳＫ１＞ＳＫ２）と比較し、その比較結果に基づいて、２段階のエラー出力が行われる。
【０１０２】
例えば、ＳＫ１＝１として、測定安定度ＳＢがＳＢ＝１以下である場合に、スタビリティ警報灯１１５を点灯させるエラー出力処理が行われる。また、ＳＫ２＝０として、ＳＢ＝０である場合には、スタビリティ警報灯１１５の点灯に加えて、所定のアラーム信号を本体部１０の出力端子から出力させるエラー出力処理が行われる。
【０１０３】
安定度算出部１２０では、測定安定度ＳＢに基づくエラー出力の信頼性を向上させるために、複数回の計測ごとに得られる測定安定度ＳＢを統計処理した平滑値を用いて、エラー出力処理が行われる。例えば、新たな計測によって得られる測定安定度ＳＢを用いた移動平均処理により、平滑値が求められる。移動平均処理は、新たな計測によって得られた測定安定度ＳＢを含む直近の一定個数の測定安定度ＳＢからその平均値を求める処理である。また、ここでいう平均値は、一定個数の測定安定度ＳＢに対する中央値である。
【０１０４】
図９のステップＳ１０１〜Ｓ１１４は、図８のＣＰＵ３９におけるエラー出力制御の動作の一例を示したフローチャートである。まず、先端反射パルス検出部１０２は、送信パルス４との時間間隔に基づいて、反射パルスの中から開放端２２で生じた反射パルスを判別し、先端反射パルス７として検出する（ステップＳ１０１）。
【０１０５】
次に、レベル判別部１１０は、送信パルス４及び先端反射パルス７の時間間隔に基づいて、プローブ２０の開放端２２が液面下にあるか否かを判別する（ステップＳ１０２）。安定度算出部１２０は、開放端２２が液面下にない場合に、先端反射パルス７及び中間反射パルスの強度比に基づいて、測定安定度ＳＢを算出する（ステップＳ１０３〜Ｓ１０６）。
【０１０６】
このとき、先端反射パルス７の強度が所定の判定閾値Ｋ３を越えていなければ、先端反射パルスなしと判断し、測定安定度ＳＢ＝０％とする（ステップＳ１０３，Ｓ１０４，Ｓ１１３）。この様な閾値判断により、開放端２２付近に液面３や障害物９があることが検知され、測定誤差が大きいことを測定安定度ＳＢによって識別することができる。
【０１０７】
また、入出力端２１による中間反射パルス以外に中間反射パルスが存在しなければ、測定安定度ＳＢ＝１００％とする（ステップＳ１０３〜Ｓ１０５，Ｓ１１４）。一方、開放端２２が液面下にある場合には、中間反射パルス検出部１０３が、送信パルス４との時間間隔及びプローブ長ＰＬに基づいて、中間反射パルスの中から液面３の位置で生じた反射パルスを判別し、液面反射パルス５として検出する（ステップＳ１０３，Ｓ１１１）。次に、安定度算出部１２０は、液面反射パルス５及び中間反射パルスの強度比に基づいて、測定安定度ＳＢを算出する（ステップＳ１１２）。
【０１０８】
次に、安定度算出部１２０は、得られた測定安定度ＳＢを用いて移動平均処理を行い、平滑値を算出する（ステップＳ１０７）。エラー出力部１３０は、測定安定度ＳＢの平滑値を判定閾値ＳＫ１，ＳＫ２と比較し、その比較結果に基づいて、エラー出力を行う（ステップＳ１０８〜Ｓ１１０）。すなわち、測定安定度ＳＢの平滑値が判定閾値ＳＫ１以下である場合に、スタビリティ警告灯１１５を点灯させるエラー出力処理が行われる。また、測定安定度ＳＢの平滑値が、ＳＫ１よりも小さい判定閾値ＳＫ２以下である場合には、スタビリティ警報灯１１５の点灯に加えて、アラーム信号を本体部１０の出力端子から出力させるエラー出力処理が行われる。
【０１０９】
本実施の形態によれば、プローブ２０の先端が液面下にあるか否かに関係なく、先端反射パルス７及び中間反射パルスの強度比から測定安定度ＳＢが求められ、当該測定安定度ＳＢに基づいてエラー出力が行われる。このため、プローブ２０の先端が液面３よりも上側にある場合であっても、測定環境が適切であるか否かをその様なエラー出力によって容易に識別することができる。
【０１１０】
また、液面レベルの測定結果に最も大きく影響する中間反射パルスを用いて測定安定度ＳＢを求めるので、測定安定度ＳＢに基づくエラー出力の信頼性を向上させることができる。さらに、プローブ２０の先端が液面３よりも上側にある場合に先端反射パルス７を利用して測定安定度ＳＢが求められ、プローブ２０の先端が液面３よりも下側にある場合に液面反射パルス５を利用して測定安定度ＳＢが求められる。このため、プローブ２０の先端が液面下にあるか否かに関わらず、測定環境が適切であるか否かを識別することができる。
【０１１１】
なお、本実施の形態では、２以上の中間反射パルスのうち、ピーク強度が最も高い中間反射パルスを用いて測定安定度ＳＢを求める場合の例について説明したが、本発明は測定安定度ＳＢの評価方法をこれに限定するものではない。すなわち、２以上の中間反射パルスを用いて測定安定度ＳＢを求めるような構成のものも本発明には含まれる。例えば、２以上の中間反射パルスが存在する場合に、これらの中間反射パルスについて、ピーク強度の平均値を求め、パルス数、パルス幅、又は、先端反射パルス７や液面反射パルス５からの時間間隔に応じた重みづけを行って測定安定度ＳＢを求めても良い。
【０１１２】
また、本実施の形態では、開放端２２と液面３の位置関係により、測定安定度の求め方を切り替える場合の例を示したが、本発明はこれに限られず、例えば、開放端２２と液面３の位置関係に拘らず、先端反射パルス７と中間反射パルス８との強度比から測定安定度が求められるようにしてもよい。また、強度比に基づいて測定安定度が求められる場合の例を示したが、本発明はこれに限られず、例えば、強度差に基づいて測定安定度が求められてもよい。また、送信パルス４又は入出力端２１での中間反射パルス６に対する中間反射パルス８の相対強度あるいは中間反射パルス８の絶対強度に基づいて測定安定度が求められてもよい。
【０１１３】
さらに、測定安定度は液面レベルの測定に利用する受信波形を利用して求められてもよく、液面レベルの測定に利用する受信波形とは別に取得した受信波形を利用して求められても良い。そして、測定安定度は液面レベルの測定の合間に、あるいは、交互に求められても良い。例えば、測定環境の変化が緩やかであることが想定される場合、測定安定度は、液面レベルの測定に比して低頻度に求められてもよい。
【０１１４】
また、本実施の形態では、液面レベルを計測する液面レベル計１について説明したが、本発明は、液面や粉体面等の界面レベルを計測するレベル計全般に適用することができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１  液面レベル計
１０  本体部
１１  表示部
１２  操作部
１３  ケーブル接続部
１４  タンク取付部
２０  プローブ
２１  入出力端
２２  開放端
３１  基準発振器
３２  送信パルス生成回路
３３  入出力部
３４  局部発振器
３５  サンプリングパルス生成回路
３６  サンプリングホールド回路
３７  アンプ
３８  ＡＤＣ
３９  ＣＰＵ
４０  ＤＡＣ
４１  信号出力部
１００  パルス抽出部
１０１  ピーク点検出部
１０２  先端反射パルス検出部
１０３  中間反射パルス検出部
１１０  液面判別部
１２０  安定度算出部
１３０  エラー出力部
１４０  液面レベル測定部
２  貯留タンク
３  液面
４  送信パルス
５  液面反射パルス
６，８  中間反射パルス
７  先端反射パルス
９  障害物
【図１】
2014006093.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014006093.tif 000009
【図８】
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【図９】
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