(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を出射すると共に反射エコーを受信する探触面を有する超音波探触子と、センサ軸が鉛直方向に向いたときに重力に応じた値の重力検出信号を出力する重力センサとでなり、前記探触面に対して前記センサ軸が直交する状態で前記超音波探触子と前記重力センサとが一体化されている液位計測プローブと、
液位計測器と
を備え、
前記液位計測器は、
前記重力センサから前記重力検出信号が入力され、検出した各重力値のうち極値のものを極値重力値として特定して記憶し、トリガ信号を出力する最下端位置検出部と、
前記超音波探触子から前記反射エコーに応じた反射エコー信号が入力されると超音波波形を示す超音波波形信号を形成する超音波計測部とにより構成される液位計測システムであって、
前記超音波計測部は、前記超音波波形信号に基づいて前記超音波波形を表示する波形表示部を有し、
前記波形表示部は、前記超音波波形信号を形成するたびに前記超音波波形の表示を更新するが、前記超音波計測部に前記最下端位置検出部から前記トリガ信号が入力された場合に、前記トリガ信号の入力時における前記超音波波形信号を保持するため、前記更新をせずに前記超音波波形を表示し続けることを特徴とする液位計測システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記液位計測器は、前記トリガ信号が入力されると告知動作をする告知部を備えることを特徴とする液位計測システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記超音波計測部は、前記トリガ信号が入力され且つ前記超音波波形信号の振幅値が予め決めた閾値よりも大きい場合に、前記トリガ信号の入力時における前記超音波波形信号を保持するため、前記更新をせずに前記超音波波形を表示し続けることを特徴とする液位計測システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項において、
前記超音波計測部は、入力部を有しており、前記入力部から承認信号が入力されると、保持した前記超音波波形信号を記憶することを特徴とする液位計測システム。
【請求項５】
請求項１に記載の液位計測システムにおいて、液体が収容される構造体の面のうち鉛直方向の下方に向かって徐々に湾曲しつつ凸となっている検査面を、前記液位計測プローブにより走査して、前記液体の液位を計測する液位計測方法であって、
前記探触面を前記検査面の外面に接触させた状態で、前記液位計測プローブを、前記検査面の最下端位置よりも高い位置から前記最下端位置を通り更に前記最下端位置を通りすぎる位置にまで走査していき、この走査のときに得られる前記重力検出信号の値のうち極値のものを前記極値重力値として特定して記憶し、前記トリガ信号を出力する工程と、
前記超音波探触子から得られる前記反射エコー信号から前記超音波波形信号を形成する工程と、
前記超音波波形信号を形成するたびに前記超音波波形信号に基づいて前記超音波波形の表示を更新する工程と、
前記重力検出信号の値が前記極値重力値となる位置に前記液位計測プローブを置いている状態において前記トリガ信号が出力され超音波計測部に入力されると、前記トリガ信号の入力時における前記超音波波形信号を保持するため、前記更新をせずに前記超音波波形を表示し続ける工程と、
を有し、
前記トリガ信号の入力時における前記超音波波形信号を基に前記液体の液位を計測することを特徴とする液位計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液位計測プローブ及び液位計測システム並びに液位計測方法に関し、配管などの構造体の内部に存在する液体の液位を、超音波を利用して、構造体の外部から正確に計測することができるように工夫したものである。
【背景技術】
【０００２】
工場や各種の設備においては、配管やタンクなど液体を収容する構造体の内部に存在する液体（例えば水）の液位（水位）を検出するために、液位（水位）計測装置が使用されている。例えば、配管内の水位を計測する現状の技術としては、次のようなものがある。
・配管内にフロートを設置して、水面に浮かべたフロートの位置変化や浮力変動を計測することにより、水位を計測する手法。
・配管内に圧力検出器を設置して、水により発生する圧力を計測し、計測圧力を基に水位を計測する手法。
・配管内に一対の電極を設置して、電極間の電気容量の変化を計測し、計測した電気容量変化を基に水位を計測する手法。
・配管の外周面に超音波探触子を設置し、超音波探触子から発した超音波が水面にて反射してきた反射エコーを検出し、反射エコーを検出したタイミングを基に水位を検出する手法（特許文献１，２参照）。
【０００３】
これらの水位を計測する手法のうち、超音波探触子を用いた水位計測技術は、配管などの構造物に穴をあける必要がなく、密閉された配管の外部から水位を計測することが可能であるため、容易に水位（液位）の検出をすることができる利点がある。
このため、水平配置された配管の内部に存在する水の水位を、配管の長手方向の多数の検査位置において検出する場合には、超音波探触子を用いて水位計測することが行われている。具体的には、配管長手方向の最初の検査位置において、検査員が手動で超音波探触子を配管の外周面に接触させ、この状態で水位計測をし、この位置での水位計測が終わったら、検査員が手動で次の検査位置に超音波探触子を接触させ、この状態で水位計測をする、という動作を次々に繰り返していく。
【０００４】
なお、本明細書において、「水平配置」とは、管の配置状態が完全な水平になっていることのみならず、ある程度は水平から傾いているが配管内部に液体を留めることができる程度に横方向に配置されていることをも含む配置状態を意味するものとして用いる。
【０００５】
図７は、水平配置された配管Ｐの内部に存在する水Ｗの水位を、超音波探触子１により計測する例を示している。この例では、円筒状の配管Ｐの管厚はＴ、水Ｗの水位はＨである。
検査員は、配管長手方向のある検査位置において、円筒状の配管Ｐの外周面のうち最下端位置に、超音波探触子１を接触させ、超音波探触子１から超音波を発射させて超音波計測をする。超音波計測においては、発射された超音波が配管Ｐの内周面において反射し戻ってきた第１の反射エコーと、発射された超音波が配管Ｐを通過して水Ｗの表面（液界面）において反射し戻ってきた第２の反射エコーが得られる。第１の反射エコー及び第２の反射エコーは繰り返し戻ってくる。このため、繰り返し戻ってくる第２の反射エコーの時間間隔を基に、水位Ｈを計測することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−８９１４２号公報
【特許文献２】特開２００９−１３９２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで円筒状の配管Ｐの内部に存在する水Ｗの水位を正確に計測するためには、配管Ｐの外周面のうち最下端位置に、超音波探触子１を接触させる必要がある。このようにすれば、超音波探触子１から発生する超音波は、最下端位置から鉛直方向上方に向かって発射され、水面に対して直交する方向に進むため、正確に水位計測をすることができる。
【０００８】
ところが、図８に示すように、配管Ｐの外周面の最下端位置からずれた位置に超音波探触子１を接触させて水位計測をした場合には、水位計測の誤差が大きくなる。例えば、水Ｗに入射した超音波が、鉛直方向に対して斜め方向に進むことにより、計測した水位が実際の水位より高くなってしまうことがある。
また図９に示すように、配管Ｐが小口径でかつ水量が少ない場合には、配管Ｐの内部に水Ｗがあるにもかかわらず、水Ｗがない、即ち水位ゼロと誤計測してしまうことがある。これは超音波探触子１を最下端位置からずれて配置したため、実際には配管Ｐ内に水Ｗがあるにもかかわらず、出射した超音波が水Ｗに入射されないためである。
【０００９】
多数の配管が狭隘な場所に並んで水平方向に配置されている場合、超音波探触子が配管の外周面の最下端位置に位置していかる否かを、目視で確認することが難しい場合がある。このような場合には、超音波探触子が正しい位置に配置されているか否かは、超音波探傷器で得られる波形と、超音波探触子を配管に取り付けた時に検査員が得られる感覚とに依存して、判定していた。このように検査員の感覚などに依存すると、水位の計測精度の低下や、誤評価の確立が非常に高くなるという問題があった。
また配管の配置状態によっては、検査員が配管の下方に潜り込み、配管の最下端位置を探って、この最下端位置に超音波探触子を取り付けることもあった。このように配管の最下端位置を探る作業は、面倒で時間がかかっていた。
【００１０】
底面が鉛直方向の下方に向かって徐々に湾曲しつつ凸となっている底面を有するタンクにおいても、上述した配管における課題（図８，図９参照）と同様な課題があった。
【００１１】
本発明は、上記従来技術に鑑み、配管など液体を収容する構造体の内部に存在する液体の液位を、簡易かつ正確に検出することができる、液位計測プローブ及び液位計測システム並びに液位計測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】
【００１２】
上記課題を解決する本発明の液位計測プローブは、
超音波を出射すると共に反射エコーを受信する探触面を有する超音波探触子と、センサ軸が鉛直方向に向いたときに重力に応じた値の重力検出信号を出力する重力センサとでなり、前記探触面に対して前記センサ軸が直交する状態で前記超音波探触子と前記重力センサとが一体化されていることを特徴とする。
【００１３】
また本発明の液位計測システムは、
上記の液位計測プローブと、液位計測器とでなり、
前記液位計測器は、
前記重力センサから前記重力検出信号が入力され、検出した各重力値のうち極値のものを極値重力値として特定して記憶し、トリガ信号を出力する最下端位置検出部と
前記超音波探触子から前記反射エコーに応じた反射エコー信号が入力されると超音波波形を示す超音波波形信号を形成してこの超音波波形信号により超音波波形を表示し、前記最下端位置検出部から前記トリガ信号が入力されている時の前記超音波波形信号を保持し、保持した超音波波形を連続して表示する超音波計測部と、
前記トリガ信号が入力されると告知動作をする告知部と、
により構成されていることを特徴とする。
【００１４】
また本発明の液位計測システムは、
前記超音波計測部は、前記トリガ信号が入力され且つ前記超音波波形信号の振幅値が予め決めた閾値よりも大きい場合に、超音波波形を連続して表示すること、
また、前記超音波計測部は、入力部を有しており、入力部から承認信号が入力されると、保持した前記超音波波形信号を記憶すること、
また、前記超音波計測部は、前記トリガ信号が入力され且つ前記超音波波形信号の振幅値が予め決めた閾値よりも大きく更に前記承認信号が入力された場合に、超音波波形信号を保持し保持した超音波波形信号により超音波波形を連続して表示することを特徴とする。
【００１５】
また本発明の液位計測方法は、
液体が収容される構造体の面のうち鉛直方向の下方に向かって徐々に湾曲しつつ凸となっている検査面を、上記の液位計測プローブにより走査して、前記液体の液位を計測する方法であって、
前記探触面を前記検査面の外面に接触させた状態で、前記液位計測プローブを、前記検査面の最下端位置よりも高い位置から前記最下端位置を通り更に前記最下端位置を通りすぎる位置にまで走査していき、この走査のときに得られる前記重力検出信号の値のうち極値のものを極値重力値として特定して記憶する工程を有し、
前記重力検出信号の値が前記極値重力値となる位置に前記液位計測プローブを置いている状態において、前記超音波探触子から得られる反射エコー信号から超音波波形信号を求め、この超音波波形信号を基に前記液体の液位を計測することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、配管やタンクなど液体を収容する構造体の内部に存在する液体（例えば水）の液位（水位）を計測する際に、液位計測プローブを、構造体の検査面のうち最下端位置に容易に配置することができるようになり、これにより液位を容易かつ正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例に係る水位計測プローブを示す構成図。
【図２】本発明の実施例に係る水位計測システムを示す構成図。
【図３】本発明の実施例に係る水位計測システムを用いて水位を計測する状態を示す説明図。
【図４】本発明の実施例に係る水位計測システムを用いて水位を計測する状態の一例を示す説明図。
【図５】本発明の実施例に係る水位計測システムを用いて水位を計測する状態の一例を示す説明図。
【図６】本発明の実施例に係る水位計測システムを用いて水位を計測する状態の一例を示す説明図。
【図７】従来手法により水位を計測する状態の一例を示す説明図。
【図８】従来手法により水位を計測する状態の一例を示す説明図。
【図９】従来手法により水位を計測する状態の一例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る液位計測プローブ及び液位計測システム並びに液位計測方法を、実施例に基づき詳細に説明する。
【００１９】
〔実施例１〕
本発明の実施例１に係る水位計測プローブ１０を、図１を参照して説明する。
水位計測プローブ１０は、超音波探触子１１と重力センサ１２が組み合わされて一体化したものである。超音波探触子１１は検査対象物に接触する探触面１１ａを有している。この探触面１１ａは、超音波を出射すると共に反射エコーを受信する面である。重力センサ１２は、そのセンサ軸１２ａが鉛直方向に向いたときに、重力に応じた最大値の重力検出信号（例えば、電圧信号）を出力する。したがって、センサ軸１２ａが鉛直方向に対して傾いていくと、傾きが大きくなるに従い、重力検出信号の値が小さくなっていく。
本例の水位計測プローブ１０は、超音波探触子１１の探触面１１ａに対して、重力センサ１２のセンサ軸１２ａが直交する状態で、超音波探触子１１と重力センサ１２が組み合わされて一体化されている。したがって、探触面１１ａが水平になったときに、センサ軸１２ａが鉛直方向に向き、重力検出信号の値が最大になる。
【００２０】
なお、図１に示す水位計測プローブ１０に組み込む重力センサ１２としては、そのセンサ軸１２ａが鉛直方向に向いたときに、重力に応じた最小値の重力検出信号（例えば、電圧信号）を出力するタイプのセンサを用いることもできる。このようなタイプの重力センサ１２を用いた場合には、探触面１１ａが水平になったときに、センサ軸１２ａが鉛直方向に向き、重力検出信号の値が最小になり、センサ軸１２ａが鉛直方向に対して傾いていくと、傾きが大きくなるに従い、重力検出信号の値が大きくなっていく。
【００２１】
いずれにしろ、図１に示す水位計測プローブ１０に組み込む重力センサ１２としては、センサ軸１２ａが鉛直方向に向いたときに、重力検出信号の値が極値（最大値または最小値）になるものを採用する。
【００２２】
〔実施例２〕
次に図２を参照しつつ、本発明の実施例２に係る水位計測システム１００と、この水位計測システム１００を用いて水位を計測する方法を説明する。この水位計測システム１００は、水位計測プローブ１０と水位計測器１１０により構成されている。
【００２３】
水位計測プローブ１０は、図１に示すものと同じであり、超音波探触子１１と重力センサ１２を組み合わせて一体化したものである。
超音波探触子１１は、探触面１１ａから超音波を発生すると共に反射エコーを受信し、受信した反射エコーに対応した反射エコー信号ａを出力する。
重力センサ１２は、検出した重力に応じた重力検出信号ｂを出力する。この重力センサ１２では、センサ軸１２ａが鉛直方向に向いたときに重力検出信号ｂの値が最大値（極値）になり、センサ軸１２ａが鉛直方向に対して傾いていくと傾きが大きくなるに従い重力検出信号ｂの値が小さくなっていくタイプのものを採用している。
したがって、水位計測プローブ１０が、水平配置された配管の外周面のうち最下端位置に配置されて、超音波探触子１１の探触面１１ａが水平状態になって配管外周面に接触したときに、重力センサ１２のセンサ軸１２ａが鉛直方向に向き、重力検出信号ｂの値が最大になる。
【００２４】
水位計測器１１０は、最下端位置検出部１２０と、超音波計測部１３０と、告知部１４０を有している。最下端位置検出部１２０は、最下端位置判断部１２１と重力値用メモリ１２２により構成されている。超音波計測部１３０は、超音波探索部１３１と波形信号用メモリ１３２と波形表示部１３３と入力部１３４により構成されている。告知部１４０は、告知駆動部１４１とランプ１４２とブザー１４３により構成されている。
【００２５】
この水位計測システム１００により、水平配置された配管Ｐの内部の水Ｗの水位を検出するには、先ず「最下端位置検出手順」を行い、その後に「水位計測手順」を行う。各手順と、その手順の際における水位計測システム１００の各部の処理動作を、順次説明していく。
【００２６】
＜最下端位置検出手順＞
最下端位置を検出する第１ステップでは、検査員が水位計測プローブ１０を手に持ち、図３の実線で示すように、配管Ｐの外周面（検査面の外面）のうち、最下端位置αよりも一端側（図３では左側）の上方位置βに、超音波探触子１１の探触面１１ａを接触させる。このように探触面１１ａを配管Ｐの外周面に接触させた状態を維持しつつ、水位計測プローブ１０を周方向に沿い走査することにより、水位計測プローブ１０を上方位置βから最下端位置αに向かって走査させ、更に最下端位置αから他端側（図３では右側）の上方位置γに向かって走査（第１回目の走査）をする。
【００２７】
このように、水位計測プローブ１０を走査（第１回目の走査）して、位置β→位置α→位置γと移動させていった時の水位計測システム１００の動作を説明する。
水位計測プローブ１０が周方向に走査されていく際に、重力センサ１２から連続的に出力された重力検出信号ｂは、最下端位置判断部１２１に入力される。最下端位置判断部１２１は、連続的に入力される重力検出信号ｂの値である重力値ｃを次々と検出し、各重力値ｃを重力値用メモリ１２２に記憶する。また、最下端位置判断部１２１は、重力値用メモリ１２２に記憶した各重力値ｃを比較し、最大値（極値）のものを最大重力値（極値重力値）ｍｃとして特定して重力値用メモリ１２２に記憶する。つまり、経時的に次々と重力値ｃを検出して重力値用メモリ１２２に記憶していくため、走査の途中で一時的に最大重力値ｍｃであると特定しても、その後に更に大きな値の重力値ｃを検出して記憶していった場合には、この更に大きな値を最大重力値ｍｃであると特定して記憶を更新していく。
【００２８】
最下端位置を検出する第２ステップでは、検査員が水位計測プローブ１０を手に持ち、探触面１１ａを配管Ｐの外周面に接触させた状態を維持しつつ、配管Ｐの外周面のうち最下端位置αよりも上方位置（例えば上方位置γ）から最下端位置αに向かって、超音波探触子１１を周方向に沿い再び走査（第２回目の走査）をしていく。
【００２９】
なお、後述するように、水位計測プローブ１０が最下端位置αに位置したときには、告知部１４０のランプ１４２が点灯したりブザー１４３が鳴動したりするので、ランプ点灯やブザー鳴動が発せられた時点で、水位計測プローブ１０の走査を停止する。このようにすることにより、水位計測プローブ１０を最下端位置αに位置させることができる。
【００３０】
このように、水位計測プローブ１０を再走査（第２回目の走査）して、上方位置から最下端位置αに向かって移動させていった時の水位計測システム１００の動作を説明する。
水位計測プローブ１０が周方向に再走査（第２回目の走査）がされていく際に、重力センサ１２から連続的に重力検出信号ｂが出力されて最下端位置判断部１２１に入力される。最下端位置判断部１２１は、再走査の際に連続的に入力される重力検出信号ｂの値である重力値ｃを次々と検出する。そして、最下端位置判断部１２１は、再走査の際に次々と検出した重力値ｃと、先に特定して記憶した最大重力値（極値重力値）ｍｃとを対比し、検出した重力値ｃが最大重力値（極値重力値）ｍｃと一致した時に、トリガ信号ｄを超音波計測部１３０の超音波探索部１３１に向けて出力する。
【００３１】
トリガ信号ｄは、検出した重力値ｃが最大重力値ｍｃと一致している間は連続して出力されるが、その後に、水位計測プローブ１０が最下端位置からずれてしまい、検出した重力値ｃが最大重力値ｍｃと異なってしまった場合には、トリガ信号ｄの出力は停止される。
【００３２】
＜水位計測手順＞
次に水位計測手順及びその時の水位計測システム１００の動作を説明する。
検査員が水位計測プローブ１０を手に持ち、探触面１１ａを配管Ｐの外周面に接触させた状態を維持しつつ、超音波探触子１１を周方向に沿い走査させていく際には、超音波探触子１１は超音波を出射するとともに反射エコーを受信し、反射エコーに対応する反射エコー信号ａを出力する。超音波探索部１３１は、反射エコー信号ａが入力されると、反射エコー信号ａから超音波波形（例えばＡスコープ波形）を示す超音波波形信号ｅを作り出力する。波形表示部１３３は、超音波波形信号ｅが入力されて、この超音波波形信号ｅによる超音波波形（例えばＡスコープ波形）を表示する。
【００３３】
超音波探索部１３１は、更に、次のような判断処理をする。
（i）超音波波形信号ｅの値（振幅値）が予め設定したゲート信号（閾値）よりも大きいかどうか。
（ii）最下端位置判断部１２１から超音波探索部１３１にトリガ信号ｄが入力されているかどうか。
【００３４】
超音波探索部１３１は、次の状態を満足したときには、画面フリーズ動作（詳細は後述する）を行う。
つまり、（i）超音波波形信号ｅの値（振幅値）が予め設定したゲート信号（閾値）よりも大きく、且つ、（ii）最下端位置判断部１２１から超音波探索部１３１にトリガ信号ｄが入力されているとき、換言すると、
（I）超音波探触子１１の探触面１１ａが、しっかりと配管Ｐの外周面に接触しており、
（II）水位計測プローブ１０が配管Ｐの外周面の最下端位置に位置している、
という２つの条件が揃ったときに、画面フリーズ動作をする。
【００３５】
画面フリーズ動作とは、
・超音波探触子１１の探触面１１ａがしっかりと配管Ｐの外周面に接触しているため、超音波波形信号ｅの値（振幅値）が予め設定したゲート信号（閾値）よりも大きく、
・水位計測プローブ１０が配管Ｐの外周面の最下端位置に位置しているため、最下端位置判断部１２１から超音波探索部１３１にトリガ信号ｄが入力されている、
という２つの条件が揃ったときに、そのときの超音波波形信号ｅを保持して、保持した超音波波形信号ｅを連続して出力することをいう。したがって画面フリーズ状態になったときには、波形表示部１３３には、保持した超音波波形信号ｅによる超音波波形が連続して表示される。
なお画面フリーズ状態になったときには、超音波探索部１３１の表示部１３１ａに、画面フリーズ状態になったことが表示される。
【００３６】
告知部１４０の告知駆動部１４１は、最下端位置判断部１２１に接続されており、トリガ信号ｄが入力されると、ランプ１４２を点灯すると共に、ブザー１４３を鳴動させる。つまり人間の視覚や聴覚によって分る（認識することができる）告知動作をする。このような告知がされることにより、検査員は水位計測プローブ１０が配管Ｐの外周面のうち最下端位置に位置していることを容易に知ることができる。
【００３７】
なお、告知駆動部１４１は、トリガ信号ｄを一旦は受信したが、その後にトリガ信号ｄを受信しなくなった場合には、ランプ１４２を消灯しブザー１４３の鳴動を止める。このように告知が停止することにより、検査員は水位計測プローブ１０が配管Ｐの外周面のうち最下端位置からずれてしまったことを知ることができる。
【００３８】
検査員は、波形表示部１３３にフリーズ状態で表示された超音波波形を見て、この超音波波形が異常な波形ではないと判断した場合には、入力部１３４から超音波探索部１３１に了承信号ｆを送る。超音波探索部１３１は、了承信号ｆが入力されると、保持した超音波波形信号ｅを波形信号用メモリ１３２に送って記憶し保存する。
検査員は、波形表示部１３３にフリーズ状態で表示された超音波波形を見たり、波形信号用メモリ１３２に記憶・保存した超音波波形信号ｅを解析したりすることにより、水位を検出することができる。
【００３９】
一方、検査員は、波形表示部１３３にフリーズ状態で表示された超音波波形を見て、この超音波波形が異常な波形であると判断した場合には、入力部１３４から超音波探索部１３１に非了承信号ｇを送る。超音波探索部１３１は、非了承信号ｇが入力されると、波形信号用メモリ１３２に記憶・保持した超音波波形信号ｅを廃棄するとともに、波形表示部１３３におけるフリーズ画像の表示を消去する。
【００４０】
図２に示す水位計測システム１００を用いれば、次のような計測動作をすることができる。
・第１回目の走査をすることにより、水位計測プローブ１０が最下端位置に位置したときの重力値ｃである最大重力値（極値重力値）ｍｃが得られる。
・第２回目の走査をしたときに、重力値ｃが最大重力値（極値重力値）ｍｃになったところでトリガ信号ｄが出力されて、告知部１４０のランプ１４２が点灯し、ブザー１４３が鳴動するという告知動作が行われる。このため、告知動作が行われた時点で第２回目の走査を停止することにより、水位計測プローブ１０を配管Ｐの最下端位置αに位置させることができる。
・水位計測プローブ１０を配管Ｐの最下端位置αに位置してトリガ信号ｄが出力され、且つ、超音波探触子１１の探触面１１ａがしっかりと配管Ｐの外周面に接触して超音波波形信号ｅの値（振幅値）が予め設定したゲート信号（閾値）よりも大きくなったときに、このときの超音波波形信号ｅが保持されてこの超音波波形信号ｅによる超音波波形が連続して表示（フリーズ画像表示）される。
【００４１】
このため、図４に示すように、水位計測プローブ１０が配管Ｐの最下端位置に位置したことを、検査員は容易に知ることができ、またフリーズ画像を見て正確に配管Ｐ内の水位を計測することができる。
【００４２】
なお、図５や図６に示すように、水位計測プローブ１０が配管Ｐの最下端位置からずれて位置しているときには、トリガ信号ｄが出力されないので、告知動作が行われず、また、フリーズ画像が表示されることはない。このため、水位を誤計測することはない。
また図４に示すように水位計測プローブ１０が配管Ｐの最下端位置に位置したときであっても、探触面１１ａが配管Ｐの外周面に密着していない場合には、超音波波形信号ｅの振幅がゲート信号を越えないので、フリーズ画像が表示されることはない。このため、水位を誤計測することはない。
【００４３】
図２の水位計測システム１００では、（i）超音波波形信号ｅの値（振幅値）が予め設定したゲート信号（閾値）よりも大きく、且つ、（ii）最下端位置判断部１２１から超音波探索部１３１にトリガ信号ｄが入力されているときに、超音波探索部１３１により、画面フリーズ動作に入っているが、上記（i）、（ii）の条件のうち、一方の条件（ii）が成立したのみで、画面フリーズ動作に入るようにすることもできる。
【００４４】
また、上記（i）、（ii）の条件に加えて、超音波探索部１３１に了承信号ｆが入力された場合に、超音波探索部１３１により画面フリーズ状態に入るようにしてもよい。
【００４５】
なお、水位計測をする前に、水平配置された配管Ｐの外周面に水を吹きかけておけば、水は重力により配管外周面に沿い下方に流れ、配管外周面の最下端位置において水滴として溜まる。この溜まった水を、接触媒質として利用すれば、簡易かつ正確に水位計測をすることができる。
【００４６】
図２に示す水位計測システムを用いれば、底面が鉛直方向の下方に向かって、徐々に湾曲しつつ凸となっているタンク等の構造体においても、底面の外面から、タンク内の水位を容易かつ正確に計測することができる。
また、水に限らず、各種の液体の液位を検出することができることは、勿論である。
【００４７】
なお、水位計測プローブ１０に組み込む重力センサ１２として、そのセンサ軸１２ａが鉛直方向に向いたときに、重力に応じた最小値の重力検出信号（例えば、電圧信号）を出力するタイプのセンサを用いることもできる。
このようなタイプの重力センサ１２を用いた場合には、最下端位置判断部１２１は、水位計測プローブ１０を走査（第１回目の走査）をする際に、重力センサ１２から連続的に出力される重力検出信号ｂの値のうち、最小値（極値）のものを最小重力値（極値重力値）ｍｃとして特定して重力値用メモリ１２２に記憶する。
更に最下端位置判断部１２１は、水位計測プローブ１０を再走査（第２回目の走査）をする際に、重力センサ１２から連続的に入力される重力検出信号ｂの値である重力値ｃを次々と検出し、次々と検出した重力値ｃと、先に特定して記憶した最小重力値（極値重力値）ｍｃとを対比し、検出した重力値ｃが最小重力値（極値重力値）ｍｃと一致した時に、トリガ信号ｄを、超音波計測部１３０の超音波探索部１３１及び告知部１４０の告知駆動部１４１に向けて出力する。
他の部分の構成及び動作は、前述したものと同様である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、水平配置された配管や、底面が鉛直方向の下方に向かって徐々に湾曲しつつ凸となっているタンク等など液体を収容する構造体の内部に存在する液体（例えば水）の液位（水位）を検出する場合に利用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１０  水位計測プローブ
１，１１  超音波探触子
１１ａ  探触面
１２  重力センサ
１００  水位計測システム
１１０  水位計測器
１２０  最下端位置検出部
１２１  最下端位置判断部
１２２  重力値用メモリ
１３０  超音波計測部
１３１  超音波探索部
１３１ａ  表示部
１３２  波形信号用メモリ
１３３  波形表示部
１３４  入力部
１４０  告知部
１４１  告知駆動部
１４２  ランプ
１４３  ブザー
ａ  反射エコー信号
ｂ  重力検出信号
ｃ  重力値
ｄ  トリガ信号
ｅ  超音波波形信号
ｆ  了承信号
ｇ  非了承信号
【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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