(57)【要約】本発明は、容器用（２）超音波測定装置に関する。超音波トランスデューサ（３）を支持する結合装置（１６）は、容器（２）に対する超音波トランスデューサ（３）の結合と非対称的な配置とに供する。これにより、超音波測定における妨害信号（１５）の音場（８）が、容器の対称面（５ａ、５ｂ）に対して非対称的に容器（２）内を伝播させられるため、射出位置で受信される妨害信号（１５）は有効信号（１４）に対して減衰される。【選択図】図６
2008523365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒質（７）を取り入れるのに適した容器（２）に超音波信号（１３）を射出し、容器（２）から超音波信号（１３）を受信する超音波トランスデューサ（３）と、
前記超音波トランスデューサ（３）と前記容器（２）の外表面との間の−超音波の伝播に適する−結合を形成するための超音波トランスデューサ（３）を支持する結合装置（１６）と、を備え、
前記結合装置（１６）によって予め決定される前記容器（２）に対する前記超音波トランスデューサ（３）の配置を有する超音波測定装置であって、
前記超音波トランスデューサ（３）と前記容器（２）との結合時において、前記結合装置（１６）が、前記超音波トランスデューサ（３）と前記容器（２）とが対称面（４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ、５ｃ）を共有しないように前記容器（２）に対する前記超音波トランスデューサ（３）の非対称的な配置を提供することを特徴とする超音波測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波測定装置であって、前記超音波トランスデューサ（３）と前記結合装置（１６）とが対称面（４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ、５ｃ）を共有しないことを特徴とする超音波測定装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の超音波測定装置であって、前記容器（２）が円柱部（１）を備え、
前記容器（２）の円柱部（１）の外表面に前記超音波トランスデューサ（３）を結合するために結合装置（１６）が設けられることを特徴とする超音波測定装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の超音波測定装置であって、前記容器（２）に対する前記超音波トランスデューサ（３）の固定的配置が、前記容器（２）に前記結合装置（１６）を接着することにより形成されることを特徴とする超音波測定装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載の超音波測定装置であって、前記容器（２）に対する前記超音波トランスデューサ（３）の固定的配置が、前記容器（２）に対して押圧可能な結合装置（１６）によって形成されていることを特徴とする超音波測定装置。
【請求項６】
請求項５に記載の超音波測定装置であって、前記容器（２）に対する前記超音波トランスデューサ（３）の押圧が、前記結合装置（１６）及び前記容器（２）を包囲するテンションベルト（１７）によって提供されることを特徴とする超音波測定装置。
【請求項７】
請求項５に記載の超音波測定装置であって、前記容器（２）に対する前記超音波トランスデューサ（３）の押圧が、前記容器（２）に前記結合装置（１６）を固着する手段により提供されることを特徴とする超音波測定装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の超音波測定装置であって、前記超音波トランスデューサ（３）が、２つの対称面（４ａ、４ｂ）を備え、矩形状を成すことを特徴とする超音波測定装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の超音波測定装置であって、前記超音波トランスデューサ（３）が厚さモードトランスデューサ（thick-mode transducer）であることを特徴とする超音波測定装置。
【請求項１０】
請求項１乃至７のいずれかに記載の超音波測定装置であって、前記超音波トランスデューサ（３）が対称面（４ａ、４ｂ）を有さないことを特徴とする超音波測定装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の超音波測定装置であって、
一連の測定値の形で超音波信号を記憶するために使用可能なメモリ機構と、
妨害信号（１５）が一連の測定値の形で測定され、比較される種々の超音波信号（１３）の一連の測定値の各々に共通する測定値成分に対応するように提供される、記憶された各種超音波信号（１３）のための比較機構と、
超音波信号（１３）から記憶された妨害信号（１５）を減算することによって有効信号（１４）を測定するために使用可能な分析機構と、
を備えることを特徴とする超音波測定装置。
【請求項１２】
妨害信号（１５）が重畳する超音波信号（１３）から有効信号（１４）を測定する方法であって、
充填レベル（ｈ）まで媒質（７）で充填される容器（２）内に超音波信号（１３）を放射するステップと、
超音波トランスデューサ（３）を用いて容器（２）から回帰する超音波信号（１３）を受信し、回帰した超音波信号（１３）を記憶するステップと、
前記容器（２）内の様々な充填レベル（ｈ）で超音波信号（１３）の送信、受信及び記憶を繰り返すステップと、
記憶された超音波信号（１３）に基づく測定における充填レベル（ｈ）の差異にもかかわらず、記憶された超音波信号（１３）に共通する信号成分として妨害信号（１５）を測定するステップと、
超音波測定で受信された超音波信号（１３）から予め測定され記憶された妨害信号（１５）を減算し、容器（２）内のその後の超音波測定において、記憶された妨害信号（１５）を繰り返し減算することにより有効信号（１４）を測定するステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器用超音波測定装置と、重畳される妨害信号を有する超音波信号から有効信号を測定する方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
液状（液体）内容物を有する密閉ガスボトルは、フォークリフト車用燃料ガスボトルやキャンプ用燃料供給ガスボトルなど、産業界や日常生活において多数の用途がある。ガスボトルの充填レベルを決定するための超音波測定によって、簡単かつコスト効率のよいメンテナンスが可能となる。超音波で動作する充填レベル測定装置は、例えば、ＥＰ−Ａ−０９５５５２９から既知である。当該装置では、超音波測定によって、燃料ガスで駆動するフォークリフト車の充填レベルの制御が可能である。したがって、空になりきっていないフォークリフト車用ボトルの不要な交換や、空の燃料ガスボトルによる故障を回避することができる。
【０００３】
その後公開されたＤＥ−Ａ−１０３  ３１  ０４４は、容器と、及びその容器内に存在する媒質の充填レベルを測定する充填レベル測定機構との支持装置に関する。その結合／保持装置は、容器入れと、容器が移動自在な少なくとも１つの開放位置と容器が容器入れ内で固定される１つの閉鎖位置間で切替可能な固定機構と、を備える。この状況で、閉鎖位置にあるときは、充填レベル測定機構は、容器の外壁に押し付けられて、開放位置にあるときは、容器から離される。このために、使用者が追加の動作を要求されることはない。すなわち、押圧と分離は、固定機構の開閉後に自動的に行われる。
【０００４】
この種の超音波測定装置では、超音波信号を、容器壁を介して下方から媒質内へ射出するために、超音波トランスデューサが使用される。いったん超音波信号が媒質を通過して充填レベルまで至ると、信号が相境界で反射して超音波トランスデューサに戻る。前記相境界は、例えば媒質として働く液体ガスの液体／気体相に分離することができる。充填レベルは、反射して超音波トランスデューサに受信される超音波信号の移動時間から測定することができる。しかし、この超音波測定の望まれていない副次的な悪影響として、超音波の容器壁への射出後に横波が生じて、容器壁内に伝播する。物理学の点からすると、これらの横波は、固形物で形成された容器壁の形状弾性に関連する。幾何的形態、壁厚、ニス塗りを含む壁構造などの容器の特徴や、超音波信号の選択周波数に応じて、これらの横波は、様々な強度で生じ、液体／気体相境界で反射され、充填レベルの測定に適する有効信号と共に、超音波トランスデューサにより受信される妨害信号を引き起こす。妨害信号と有効信号が重畳される場合、あるいは妨害信号が充填レベルの測定に役立つ有効信号の移動可能時間域内にある場合、さらなる試みなしでは妨害信号と有効信号を分離することができず、充填レベルの測定はいっそう困難になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、超音波測定中に容器壁によって導き出される妨害信号が、有効信号と比較して全くまたは明らかに減衰および／または遅延されずに超音波トランスデューサの射出位置に戻る容器用超音波測定装置を提供するという目的に基づく。本発明のさらなる目的は、妨害信号が重畳される超音波信号から有効信号を測定するために使用可能な方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これらの目的は、請求項１に係る超音波測定装置、および妨害信号が重畳される超音波信号から有効信号を測定する請求項１２に係る方法によって本発明に従い達成される。好適な実施形態は、従属請求項から明らかであり、および／または以下の説明に記載される。
【０００７】
本発明によると、超音波測定装置は、媒質を取り込むのに適した容器に超音波信号を放射し、当該容器から超音波信号を受信するための超音波トランスデューサを備えることにより、前記超音波トランスデューサを支持する結合装置が、超音波トランスデューサと容器の外表面との間の−超音波の伝播に適する−結合の構成と、超音波トランスデューサと容器との結合が非対称的に行われるような超音波トランスデューサと容器の所定の配置とを提供する。その結果、超音波トランスデューサと容器は、共通の対称面を有しない。
【０００８】
本願の目的上、超音波トランスデューサの対称面という文言は、超音波生成素子、すなわち、例えば振動膜やピエゾ結晶などの超音波ヘッドの対称面を指し、超音波トランスデューサやその他の構成要素のハウジングの対称面には関係しない。ハウジングの対称面という文言は、超音波トランスデューサが結合装置によって結合される容器の部分を明白に指す。
【０００９】
例えば、超音波トランスデューサがボトルネックを有する円柱状のガスボトルの円柱部に結合される場合、円柱部は対称面として断面を含む。しかしながら、この断面は、ボトルネックを有するガスボトル全体の対称面ではない。対称面は、容器の一部、すなわち、例えば超音波トランスデューサが結合される円柱部の対称面として定義され、超音波トランスデューサの対称面と比較される。本願の目的上、２つの対称面は、三次元空間で同一、すなわち、互いに接する場合、共通の対称面であると定義される。２つの対称面が三次元空間で単に平行である場合は、定義上、共通の対称面ではない。
【００１０】
超音波領域の対称面は当然超音波トランスデューサの対称面に対応するため、結合装置により非対称的に設けられる超音波トランスデューサと容器との配置は、容器壁内の超音波信号の超音波の非対称的な伝播をもたらす。したがって、上記非対称配置は、妨害信号の超音波が単に容器壁周囲の有向移動によって射出位置に戻り、強い妨害信号としてそこで受信されるのを防止する。さらに、非対称的な配置は、容器壁内の波のいわゆる「消滅」を促進し、その際、妨害信号は全く受信されないか、あるいは有効信号に関して非常に弱い、または大幅に遅延する。
【００１１】
好ましくは、例えば、容器の充填レベルを測定する好適な信号が、容器内の液体と気体間の相境界で反射され、射出位置に達し、この位置で超音波トランスデューサによって有効信号として受信されるように、容器内の媒質は液体ガスで、容器はガスボトルである。
【００１２】
好適な実施形態では、超音波トランスデューサは結合装置と共通の対称面を持たない。本実施形態では、容器に対する結合装置の有利な対称的配置は、容器に対する超音波トランスデューサの非対称的な配置をもたらす。
【００１３】
容器は好ましくは、円柱部を備え、超音波トランスデューサを容器の円柱部の外表面に結合するための結合装置が設けられる。円柱部を有する容器として特に好適なのがガスボトルで、ガスボトルが横たえられて配置されるとき、結合装置は好都合な方法で下から容器の円柱部の外表面に超音波トランスデューサを押圧する。この種の容器と結合装置の配置は、燃料ガス駆動フォークリフト車の燃料ガスボトルの消費量制御にとって適切である。
【００１４】
結合装置を容器に接着することにより、容器に対する超音波トランスデューサの固定的配置を提供することが好都合である。接着により容器の外表面に結合装置を固定し、スプリング力によって容器の外表面と超音波トランスデューサを結合することが考えられる。
【００１５】
特に有利な実施形態では、容器に対する超音波トランスデューサの固定的配置が、容器に押圧可能な結合装置によってもたらされる。スプリング力により容器に対して超音波トランスデューサを押し付けることが好都合である。スプリング力の元となるスプリング内の張力は、例えば、容器の重力により生成される力を用いてスプリングを引っ張ることにより生成することができる。この状況では、例えば、容器は上から結合装置上に配置される。
【００１６】
さらに、結合装置と容器を包囲するテンションベルトにより超音波トランスデューサを容器に押圧させることが好都合である。超音波トランスデューサが、結合装置を介して超音波トランスデューサに伝達可能なスプリング力によって容器に押圧される場合、そのスプリング力はテンションベルトを引っ張ることにより設定可能である。
【００１７】
さらに、超音波トランスデューサが、容器に結合装置を固着することによって、容器に押圧されることが好都合である。例えば、磁力によって容器に結合装置を固着することが、この目的に適する。
【００１８】
超音波トランスデューサの表面は、２つの対称面を有することが好ましく、矩形状をなしている。上述の超音波トランスデューサを設けることは、特に円形状を有する超音波トランスデューサ表面と比べて、超音波トランスデューサと容器間の非対称性が容易に提供されるという点で好都合である。この非対称性は、超音波トランスデューサの表面が円形、つまり回転対称である場合、殆ど多くの場合には対称面が存在するので、達成しにくいか、あるいは全く達成不能である。例えば、超音波トランスデューサの表面を円形に設計し、超音波トランスデューサを容器の円柱部に結合することによって、超音波トランスデューサと容器の非対称的な配置は実現できない。
【００１９】
好適な実施形態では、超音波トランスデューサは一般的に既知の厚さモードトランスデューサ（thickness-mode transducer）である。２つの電極に交流を印加後、圧電（ピエゾ）厚さモードトランスデューサ（piezo-electric thickness-mode transducer）は表面の法線方向にのみ振動し、縦方向への振動を受ける。その結果、超音波は好都合なことに電極表面の法線方向に沿って容器壁へ伝達される。しかしながら、剪断モードトランスデューサ（shear-mode transducer）、曲げ共振器（flexural
resonator）、または超音波伝送（ultrasound transduction）に適するその他のトランスデューサとして超音波トランスデューサを設計することが考えられる。
【００２０】
好適な実施形態では、超音波トランスデューサは、対称面を持たない。これにより好都合なことに、超音波トランスデューサ自体が対称面を有しないことが超音波トランスデューサと容器との非対称的な配置に関連付けられるため、結合装置内に超音波トランスデューサを固定し、超音波トランスデューサと容器の結合に関して結合装置を設計するための多数の選択肢が提供される。
【００２１】
超音波測定装置は、一連の測定値の形で信号を記憶するために使用可能なメモリ機構と、妨害信号が、比較される種々の超音波信号の一連の測定値に共通する測定信号成分に対応した状態で、一連の測定値として測定されるように、記憶された種々の超音波信号のための比較機構とを含むことが好適である。さらに、超音波測定装置には、超音波信号から記憶された妨害信号を減算することによって有効信号を測定する分析機構が設けられることが好適である。超音波信号の射出位置を変更せずに繰り返される超音波測定の場合、妨害信号は各種超音波信号に共通な信号成分の形でメモリ機構と比較機構によって有利に測定可能な一定信号である。さらに、様々な容器に割り当てられる複数の妨害信号を記憶するメモリ機構を使用することも考えられる。したがって、特定の容器内での超音波測定では、有効信号は、特定の容器内で測定される超音波信号から特定の容器に割り当てられ記憶される妨害信号を減算することにより測定される。この有効信号は、例えば、容器の充填レベルを算出するのに役立つ。
【００２２】
また、例えば超音波測定後、妨害信号が生じる、あるいは生じると疑われる期間の信号値を削除することにより、測定される超音波信号を削除（blank out）することも考えられる。
【００２３】
比較機構による妨害信号の測定と分析機構による有効信号の測定は、例えばフィルタ機能を用いて、より広範なアルゴリズムと計算規則によっても実行可能である。
【００２４】
妨害信号が重畳される超音波信号から有効信号を測定する好適な方法では、超音波信号は最初、充填レベルまで媒質で満たされる容器内に放射される。次に、容器から返ってくる（回帰する）超音波信号が受信されて記憶される。超音波信号内の送信、受信及び記憶は、容器内の様々な充填レベルで繰り返される。次いで、妨害信号が、記憶された超音波信号に基づいて、測定における充填レベルの差異にもかかわらず、記憶された超音波信号に共通する信号成分として測定される。次に、超音波測定の有効信号が、超音波測定において受信される超音波信号から予め測定され記憶された妨害信号を減算することにより測定される。その後の超音波測定では、有効信号は、受信される超音波信号から記憶された妨害信号を減算することにより測定される。したがって、妨害信号の測定は、容器に対する較正測定とみなすことができ、様々な容器がこの手段により較正される。
【００２５】
本発明のさらなる特徴と利点は、明細書と以下の図面から明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は、最新技術によって超音波トランスデューサ３が結合される容器２の円柱部１の概略三次元図である。図２〜図４は図１に示される配置の図であり、図２は底面図、図３は概略側面図、図４は概略正面図である。明瞭化および容器２に対する超音波トランスデューサ３の配置のより望ましい表示のため、超音波トランスデューサ３を支持し、容器２上に保持する結合装置は、図１およびその後の図では省略する。
【００２７】
図１に示され、最新技術により既知な超音波トランスデューサ３と容器２との結合において、超音波トランスデューサ３は矩形で、対称面４ａおよび４ｂを有する。容器２も、超音波トランスデューサ３の対称面４ａおよび４ｂと一致する対称面５ａおよび５ｂを有する。超音波トランスデューサ３により容器２に射出される超音波信号は、容器２内の媒質７において音場６とともに伝播する（図４を参照）。
【００２８】
また、固体物により形成された容器２の形状弾性により、超音波は容器壁に沿う横波の形で音場８とともに伝播する。
【００２９】
音場６とともに伝播する超音波のみが、容器２内の媒質７の充填レベルｈを測定するのに役立つ。図４から明らかなように、この波は容器２内の相境界９、例えば、媒質７としての役目を果たす液体１０と気体１１間の境界面で反射され、超音波の射出位置、すなわち、超音波が受け取られる超音波トランスデューサ３に戻る。充填レベルｈは、この超音波の移動時間から算出することができる。
【００３０】
図１に示される超音波トランスデューサ３及び容器２の従来の対称的配置は、容器壁に沿って音場８とともに伝播する超音波が、円柱状の容器壁を一巡後、超音波トランスデューサ３の射出位置に戻り、この位置で受信されるという点で不都合である。超音波は、音場８の双方向的伝播方向１２を描くにより強調される反対方向で容器壁の周囲を移動する。容器壁を一巡後、音場８の部分波はいずれも、元の射出位置で、超音波トランスデューサ３により受信される信号の増大の原因となる。
【００３１】
図１に示される配置での図２の概略底面図は、矩形状を成す超音波トランスデューサ３の対称面４ａおよび４ｂと容器２の円柱部１の対称面５ａおよび５ｂとが共通の対称面であることを示す。容器壁の周囲を移動後、容器壁に沿って伝播する音場８は超音波トランスデューサ３に戻る。これは、反対、つまり双方向の伝播方向１２を描くことにより、図２において示されている。したがって、図２で上方（すなわち、正のＹ方向）に伝播する音場８は、容器壁を一巡後、下方から超音波トランスデューサ３に戻る。同じことが、上方から図２の元の射出位置、すなわち、超音波トランスデューサ３に戻るという点で、下方に伝播する音場８にも当てはまる。図２に示される２つの音場８は超音波トランスデューサ３に戻るまで同一の距離を移動するため、同時に元の射出位置に到達し、超音波トランスデューサ３によって受信される信号の増大をもたらす。
【００３２】
図１に示される配置での図３の概略側面図は、別の視点から見て、超音波トランスデューサ３と容器２の対称面４ａおよび５ａがそれぞれ共通の対称面であることを強調している。
【００３３】
容器壁に沿って伝播する音場８は元の射出位置で音場６と重なり合う、あるいは音場６に特有の移動時間後に超音波トランスデューサ３によって受信されるため、図４で上述される音場６による媒質７の充填レベルｈの測定は、非常に困難になる、あるいは不正確になる。充填レベルｈの測定の際に用いられる音場６の移動時間が不正確な場合、超音波測定は不正確な充填レベルｈをもたらす。
【００３４】
図５は、超音波トランスデューサによって受信される超音波信号１３の概略図である。図は、ある時間にわたり（任意の単位で）座標で示される、超音波トランスデューサによって受信される超音波信号１３の測定振幅値（ボルト）を示し、図１に示される従来の配置を用いる超音波測定に関連する。
【００３５】
妨害信号１５として受信される容器壁で伝播する超音波の音場８は、有効信号１４として受信され示される容器２内の媒質７からの音場６に先行する。妨害信号１５と有効信号１４は、容器２に対する超音波トランスデューサ３の対称的配置により、類似の振幅を有し、時間的に密接に間隔を置いている。超音波信号１３の放出後、第１の回帰信号１５の移動時間が容器２内の媒質７の充填レベルｈを測定するのに使用される場合、妨害信号１５の移動時間が充填レベルｈを算出するのに不正確な役目を果たすため、図５に示される信号プロファイルの場合、不正確な充填レベルｈが測定される。図５に例示される超音波信号１３のプロファイルは、妨害信号１５を抑え、あるいは妨害信号１５と有効信号１４とを分離することがいかに望ましいかを印象的に示す。
【００３６】
図６は、本発明により、超音波トランスデューサ３が非対称的に下方から結合される容器２の円柱部１の概略三次元図である。図７から図９は、図６で示される配置の図であり、図７は底面図、図８は概略側面図、図９は概略正面図である。
【００３７】
この状況では、図６に示される超音波トランスデューサ３の対称面４ａおよび４ｂは、容器２の対称面５ａおよび５ｂと異なる。その結果、容器２の円柱部１を一巡後、妨害信号１５の音場８は好都合なことに、強力に減衰されて全く回帰しない、あるいは射出位置、すなわち、超音波トランスデューサ３まで明らかに遅延して回帰する。これは、単一方向として示される音場８の伝播方向１２によって、図６で強調されている。音場６、８、特に、超音波トランスデューサの音場６、８の配向は、超音波トランスデューサ３の対称面４ａおよび４ｂで定義可能であることに注意されたい。
【００３８】
図７は図６に示される配置の底面図であり、矩形状で与えられる超音波トランスデューサ３の２つの対称面４ａおよび４ｂは、容器２の円柱部１の対称面５ａおよび５ｂと異なるため、容器２に対する超音波トランスデューサ３の非対称的な配置を総合的に示す。したがって、妨害信号１５の音場８は容器２の対称面５ａおよび５ｂに対して非対称に伝播し、例えば、妨害信号１５の減衰など、図６に示される利点をもたらす。
【００３９】
図８は図６に示される配置の概略側面図であり、別の視点から見た、音場８による容器２に対する超音波トランスデューサ３の非対称的配置を表す。
【００４０】
図９の概略正面図に示される有効信号１４の音場６は、容器２に対する超音波トランスデューサ３の非対称的な配置に関係なく、充填レベルｈを測定するのに使用することができる。この目的のため、図１〜４に示される対称的な配置と同様、容器２の底面から相境界９に到達し超音波トランスデューサ３に戻るまでの音場６の移動時間が測定され、充填レベルｈを測定するのに利用される。
【００４１】
図１０は、図６に示される配置の概略底面図を示す。図６の配置の図７に示される底面図を補足して、図１０は超音波トランスデューサ３を支持する結合装置１６を示し、該結合装置１６は円柱状の容器２の周囲に張り巡らされるテンションベルト１７により超音波トランスデューサ３と結合している。超音波トランスデューサ３と容器２の一般的に既知な結合は（ＤＥ−Ａ−１０３  ３１  ０４４）、超音波トランスデューサ３の簡易な結合および分離を可能とし、超音波測定のために、幾何的形状が様々に異なる容器２を変更する際の結合装置１６の使用を簡易化する。
【００４２】
図１１は、図６に示される配置での超音波測定において超音波トランスデューサ３によって受信される超音波信号１３を、ある時間にわたり（任意の単位で）座標で示される振幅（ボルト）によって示す。本発明による、容器２に対する超音波トランスデューサ３の非対称的な配置のため、有効信号１４に先行する妨害信号１５は、有効信号１４に対して大幅に低減／減衰され、ほとんど検知不能である。妨害信号１５は、円柱状の容器壁の周囲を一巡後、射出位置に戻る図７に示される音場８の成分に対応する。非対称的な配置のため、妨害信号１５の振幅は図５に示される対称的な配置における振幅と比べて大きく減衰され、さらに、信号ノイズと区別することが非常に困難である。したがって、妨害信号１５が有効信号１４として誤って認識される可能性は極めて低い。これにより、充填レベルｈの正確な測定が提供される。
【００４３】
図１２は、ガスボトルの形状を成し、その重量により超音波トランスデューサ３と超音波トランスデューサ３を支持する結合装置１６とに結合される容器２の本発明による別の実施形態を示す。媒質７は、容器２内に液体１０の状態で与えられ、液体／気体相境界１２により充填レベルｈより上の気体１１と分離される。容器２に対する超音波トランスデューサ３の配置は、結合装置１６によって予め決定されるように、超音波トランスデューサ３が容器２の対称面５ａと異なる対称面４ａを有するようにする。
【００４４】
図１３は、超音波トランスデューサ３とガスボトルとの結合後の、図１２に示される配置の概略上面図である。矩形状を成すため、超音波トランスデューサ３は、本発明によると、結合装置１６によって容器２（ガスボトル）と非対称的となるように配置されることが好適である。このことは、容器２の対称面５ａおよび５ｂと異なる超音波トランスデューサ３の対称面４ａおよび４ｂによって図示される。この非対称的な配置によって、例えば、図６〜１１に示され記載されるように、超音波トランスデューサ３によって受信される妨害信号１５は好適に減衰する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、現状技術によって超音波トランスデューサに結合された容器の概略三次元図である。
【図２】図２は、図１に示される配置の概略底面図である。
【図３】図３は、図１に示される配置の概略側面図である。
【図４】図４は、図１に示される配置の概略正面図である。
【図５】図５は、図１に示される配置の超音波測定において受信される超音波信号を示す。
【図６】図６は、本発明による、超音波トランスデューサに結合された容器の概略三次元図である。
【図７】図７は、図６に示される、本発明による配置の概略底面図である。
【図８】図８は、図６に示される、本発明による配置の概略側面図である。
【図９】図９は、図６に示される、本発明による配置の概略正面図である。
【図１０】図１０は、図６に示される、本発明による配置の概略底面図である。
【図１１】図１１は、図６に示される、本発明による配置での超音波測定の超音波信号の概略図である。
【図１２】図１２は、容器と超音波トランスデューサを有する結合装置の概略側面図である。
【図１３】図１３は、図１２に示される、本発明による配置の概略底面図である。
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年10月13日(2006.10.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒質（７）を取り入れるのに適した容器（２）に超音波信号（１３）を射出し、容器（２）から超音波信号（１３）を受信する超音波トランスデューサ（３）と、
前記超音波トランスデューサ（３）と前記容器（２）の外表面との間の−超音波の伝播に適する−結合を形成するための超音波トランスデューサ（３）を支持する結合装置（１６）と、を備え、
前記結合装置（１６）によって予め決定される前記容器（２）に対する前記超音波トランスデューサ（３）の配置を有する超音波測定装置であって、
前記超音波トランスデューサ（３）が圧電厚さモードトランスデューサであり、
前記超音波トランスデューサ（３）が２つの対称面（４ａ、４ｂ）を備え、矩形状を成し、
前記容器（２）が円柱部（１）を有し、
前記結合装置（１６）が前記超音波トランスデューサ（３）と前記容器（２）の円柱部（１）の外表面とを結合するために設けられ、
前記超音波トランスデューサ（３）と前記容器（２）の円柱部（１）の外表面との結合時において、前記結合装置（１６）が、前記超音波トランスデューサ（３）と前記容器（２）とが対称面（４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ、５ｃ）を共有しないように前記容器（２）に対する前記超音波トランスデューサ（３）の非対称的な配置を提供することを特徴とする超音波測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波測定装置であって、前記超音波トランスデューサ（３）と前記結合装置（１６）が対称面（４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ、５ｃ）を共有しないことを特徴とする超音波測定装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の超音波測定装置であって、前記容器（２）に対する前記超音波トランスデューサ（３）の固定的配置が、前記容器（２）に前記結合装置（１６）を接着することにより形成されることを特徴とする超音波測定装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の超音波測定装置であって、前記容器（２）に対する前記超音波トランスデューサ（３）の固定的配置が、前記容器（２）に対して押圧可能な結合装置（１６）によって形成されていることを特徴とする超音波測定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の超音波測定装置であって、前記容器（２）に対する前記超音波トランスデューサ（３）の押圧が、前記結合装置（１６）及び前記容器（２）を包囲するテンションベルト（１７）によって提供されていることを特徴とする超音波測定装置。
【請求項６】
請求項４に記載の超音波測定装置であって、前記容器（２）に対する前記超音波トランスデューサ（３）の押圧が、前記容器（２）に前記結合装置（１６）を固着する手段により提供されることを特徴とする超音波測定装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の超音波測定装置であって、
一連の測定値の形で超音波信号を記憶するために使用可能なメモリ機構と、
妨害信号（１５）が一連の測定値の形で測定され、比較される種々の超音波信号（１３）の一連の測定値の各々に共通する測定値成分に対応するように提供される、記憶された各種超音波信号（１３）のための比較機構と、
超音波信号（１３）から記憶された妨害信号（１５）を減算することによって有効信号（１４）を判定するために使用可能な分析機構と、
を備えることを特徴とする超音波測定装置。
【国際調査報告】
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