(57)【要約】【課題】円筒状貯槽の液量を計測する液量計において、その貯槽の形状寸法パラメータの設定と確認を簡単に行うことができるようにする。【解決手段】液量計は、円筒状容器内部に収容された液体の液面高さを測定するセンサ２０と、その液面高さに基づいて容器内の液の体積を算出する制御部１０とによって構成される。制御部１０は、予め容器の容積、直径及び容器の設置方向を設定する容器パラメータ設定手段１６ａと、設定された容器の容積及び直径から容器の胴長を計算する胴長算出手段１６ｂと、センサ２０により測定した液面高さ、容器パラメータ設定手段１６ａで設定された直径及び設置方向、及び胴長算出手段１６ｂで計算した胴長に基づき、容器内の液の体積を算出する体積算出手段１６ｃとが、プログラムとしてＲＯＭ１６に格納されている。【選択図】        図１
2005003650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状容器に取り付けられ、該容器内部に収容された液体の液面高さを測定するセンサと、該センサにより測定した液面高さに基づいて容器内の液の体積を算出する制御部とが接続された液量計において、該制御部は、予め前記容器の容積、直径及び容器の設置方向を設定する容器パラメータ設定手段と、該容器パラメータ設定手段で設定された容器の容積及び直径から該容器の胴長を計算する胴長算出手段と、前記センサにより測定した液面高さ、前記容器パラメータ設定手段で設定された前記直径及び前記設置方向、及び前記胴長算出手段で計算した前記胴長に基づき、前記容器内の液の体積を算出する体積算出手段と、を具備したことを特徴とする液量計。
【請求項２】
円筒状容器に取り付けられ、該容器内部に収容された液体の液面高さを測定するセンサと、該センサにより測定した液面高さに基づいて容器内の液の体積を算出する制御部とが接続された液量計において、該制御部は、予め容器の容積、胴長及び容器の設置方向を設定する容器パラメータ設定手段と、該容器パラメータで設定された容器の容積及び胴長から該容器の直径を計算する直径算出手段と、前記センサにより測定した液面高さ、前記容器パラメータ設定手段で設定された前記胴長及び前記設置方向、及び前記直径算出手段で計算した前記直径に基づき、前記容器内の液の体積を算出する体積算出手段と、を具備したことを特徴とする液量計。
【請求項３】
円筒状容器に取り付けられ、該容器内部に収容された液体の液面高さを測定する超音波センサと、該超音波センサにより測定した液面高さに基づいて容器内の液の体積を算出する制御部とが接続された液量計において、該制御部は、予め容器の容積及び容器の設置方向を設定する容器パラメータ設定手段と、前記容器の胴部横に取り付けた前記超音波センサを用いて、前記容器内で液が充填状態にある部分でのエコータイミングから前記容器の直径を計測する直径計測手段と、前記容器パラメータ設定手段で設定された前記容積及び前記直径計測手段で計測された前記直径から、前記容器の胴長を計算する胴長計算手段と、前記容器の底部外壁面に取り付けた前記超音波センサにより測定した液面高さ、前記直径測定手段にて測定した前記直径、前記胴長計算手段で計算された前記胴長、及び前記容器パラメータ設定手段で設定された前記設置方向に基づき、貯槽内の液の体積を算出する体積算出手段と、を具備したことを特徴とする液量計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液量計、より詳細には、ＬＰガス等のバルク貯槽などの容器底面の外壁あるいはタンク上部から超音波を発信し、内部の液界面から反射し戻ってくるまでの時間により容器内部の液面距離を検出して液量を計測する超音波液量計に関し、ＬＰガスのほか食品用ならびに薬品などの危険物に至るまでの液量を非接触で計測が可能な液量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＰガス等の容器であるバルク貯槽用の超音波液量計は、貯槽外壁底部に取り付けたセンサから貯槽内部上方へ超音波を発信し、液体の液面で反射したエコーをセンサで捕らえ、そのエコーが戻ってくるまでの時間を測定することでまず液面高さを確定し、確定した液面高さを元にして液残量を計算で求めて表示している。このときに液面高さから液残量を求める計算式では、その貯槽の設置方向や形状寸法を示すパラメータが用いられる。
【０００３】
図１０は、超音波液量計を取り付ける円筒状の貯層の設置形態の例を示す概略図で、縦型貯層の構成例を図１０（Ａ）に、横型貯層の構成例を図１０（Ｂ）に示すものである。図１０において、１は貯槽、１０は液量計の制御部（コントローラ）、２０は超音波センサ、Ｄは貯槽の直径、Ｌは貯槽の胴長、Ｈは貯槽内部の液面高さ、ｍは貯槽の鏡板、ｎは貯槽の胴である。
【０００４】
円筒状の貯槽の設置方向として、図１０（Ａ）に示すごとくに、貯槽１の円筒軸が鉛直方向になる縦型設置と、図１０（Ｂ）に示すごとくに、貯槽１の円筒軸が水平方向になる横型設置とがある。
【０００５】
貯層１の形状寸法を示すパラメータには、直径Ｄと胴長Ｌとがある。また、鏡板ｍの曲率半径は、貯槽の直径に等しいものがほとんどであるが、特殊形状の貯槽に対しては、鏡板ｍの曲率半径もパラメータとする。
【０００６】
通常、これらのパラメータは、各貯槽種別毎に付与した貯槽種別番号（以後、貯槽番号とする）と対応させて予めＲＯＭ上に記憶しておき、液量計を取り付けた際に、操作者がその貯槽の貯槽番号を入力することにより、液残量を求めるパラメータが決定される（これを貯槽種別番号入力方式と称す）。
【０００７】
また、ＲＯＭ上に記憶された貯槽種別のいずれにも該当しない貯槽に超音波液量計取り付ける場合には、操作者は、これらのパラメータを超音波液量計に直接入力し、液残量を求めるパラメータとする（これを直接入力方式と称す）。
【０００８】
上述のように、ＬＰガス等のバルク貯槽用の超音波液量計では、多品種の貯槽に対応可能とするため、取り付ける貯槽容器の設置方向や形状寸法を示すパラメータを操作者が設定するようになっている。これは、上記の貯槽種別番号入力方式であっても、直接入力方式であっても同様である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにパラメータを設定する場合、操作者は、設定する貯槽の設置方向や形状寸法を示すパラメータが現物の貯槽に合致したものであるのかを確認する必要がある。もし、操作者によって設定された貯槽のパラメータが、現物の貯槽と異なった値で設定された場合には、液量計が表示する液残量は実際とは異なった量を示してしまう。もしＬＰガスの貯槽において、液量計が実際の液量よりも多く液量を計算してしまった場合には、液補充のタイミングが遅れ、最悪の場合、ガス切れとなってしまう。逆に実際の液量よりも少なく液量を計算してしまった場合には、液充填の際に過充填を起こしてしまう危険が生じる。このように貯槽容器のパラメータ設定を誤ると、液補充遅れや過充填のトラブルが発生してしまうので、現物の貯槽の寸法と設定パラメータとの合致確認は極めて重要である。
【００１０】
ＬＰガスとのバルク貯槽の銘板には容積の記載があり、作業者による容積確認は容易であるが、貯槽の直径や胴長の寸法まで記載されていない。貯槽の胴長に関しては、作業者が巻尺を用いて、貯槽の胴長Ｌ、すなわち、胴板と一方の鏡板との接合位置から、銅板と他方の鏡板との接合位置までの距離を直接確認することが考えられる。
【００１１】
また、貯槽の直径に関しては、貯槽の鏡板ｍが曲面であり、作業者が直径を直接測定することは困難であるため、巻尺を用いて貯槽の円周を実測して、直径を確認することが考えられる。
【００１２】
ところが、ＬＰガス等のバルク貯槽の周囲は柵で囲われている場合があり、巻尺による実測作業時に、作業者の手が自由に届かないという問題が生じる可能性がある。また縦型の３トンを超える大型貯槽の場合には、貯槽の上端高さは３メートルを超え、作業者の手が届かない高さとなるため、胴長の確認は困難となる。
【００１３】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、円筒状貯槽の液量を計測する液量計において、その貯槽の形状寸法パラメータの設定と確認を簡単に行うことができるようにした液量計を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、円筒状容器に取り付けられ、該容器内部に収容された液体の液面高さを測定するセンサと、該センサにより測定した液面高さに基づいて容器内の液の体積を算出する制御部とが接続された液量計において、該制御部は、予め前記容器の容積、直径及び容器の設置方向を設定する容器パラメータ設定手段と、該容器パラメータ設定手段で設定された容器の容積及び直径から該容器の胴長を計算する胴長算出手段と、前記センサにより測定した液面高さ、前記容器パラメータ設定手段で設定された前記直径及び前記設置方向、及び前記胴長算出手段で計算した前記胴長に基づき、前記容器内の液の体積を算出する体積算出手段と、を具備したことを特徴としたものである。
【００１５】
請求項２の発明は、円筒状容器に取り付けられ、該容器内部に収容された液体の液面高さを測定するセンサと、該センサにより測定した液面高さに基づいて容器内の液の体積を算出する制御部とが接続された液量計において、該制御部は、予め容器の容積、胴長及び容器の設置方向を設定する容器パラメータ設定手段と、該容器パラメータで設定された容器の容積及び胴長から該容器の直径を計算する直径算出手段と、前記センサにより測定した液面高さ、前記容器パラメータ設定手段で設定された前記胴長及び前記設置方向、及び前記直径算出手段で計算した前記直径に基づき、前記容器内の液の体積を算出する体積算出手段と、を具備したことを特徴としたものである。
【００１６】
請求項３の発明は、円筒状容器に取り付けられ、該容器内部に収容された液体の液面高さを測定する超音波センサと、該超音波センサにより測定した液面高さに基づいて容器内の液の体積を算出する制御部とが接続された液量計において、該制御部は、予め容器の容積及び容器の設置方向を設定する容器パラメータ設定手段と、前記容器の胴部横に取り付けた前記超音波センサを用いて、前記容器内で液が充填状態にある部分でのエコータイミングから前記容器の直径を計測する直径計測手段と、前記容器パラメータ設定手段で設定された前記容積及び前記直径計測手段で計測された前記直径から、前記容器の胴長を計算する胴長計算手段と、前記容器の底部外壁面に取り付けた前記超音波センサにより測定した液面高さ、前記直径測定手段にて測定した前記直径、前記胴長計算手段で計算された前記胴長、及び前記容器パラメータ設定手段で設定された前記設置方向に基づき、貯槽内の液の体積を算出する体積算出手段と、を具備したことを特徴としたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１は、本発明の液量計の構成例を説明するためのブロック図である。液量計は、制御部１０及びセンサ（例えば超音波センサ）２０を有して構成される。制御部１０は、計測回路１１、ＬＣＤ１２、操作釦１３、本液量計の制御を司るＣＰＵ（中央制御部）１４、ＲＡＭ１５、ＲＯＭ１６によって構成される。センサ２０は、制御部１０の計測回路１１に接続される。計測回路１１は、貯槽に取り付けられたセンサ２０からの信号を元に、貯槽内の液体の液面高さを出力する。ＲＯＭ１６には、容器パラメータ設定手段１６ａ、胴長算出手段１６ｂ、体積算出手段１６ｃがプログラムとして格納されている。ＣＰＵ１４はこれらのプログラムを読み出して実行する。
【００１８】
体積算出手段１６ｃによって求められた液体の体積は、ＬＣＤ１２に表示される。またＬＰガスのバルク供給システムにおいては、本液量計で求められた体積は、図示しない通信手段によって、ＬＰガスの供給管理センタに通知され、ガスの安定供給のために利用される。
【００１９】
図２は、本発明の液量計において、貯槽に関するパラメータ設定をする際の動作フローの一例を示すフローチャートである。ここで設定すべきパラメータは、縦型設置または横型設置を区別する設置方向Ｗ、貯槽の容積Ｖ、貯槽の直径Ｄである。先ず、操作者は、液量計を取り付ける貯槽に該当する貯槽種別番号（以後、貯槽番号と略す）、例えば１〜９８のいずれかを入力する（ステップＳ１）。
【００２０】
貯槽番号の入力は、ＬＣＤ１２と操作釦１３により行なう。もし、液量計を取り付ける貯槽に、該当する貯槽番号が用意されていない場合には、貯槽番号として９９を入力する。ステップＳ２で貯槽番号が９９以外であれば、ステップＳ３に進み、予めＲＯＭに格納してある該当貯槽番号の設置方向を読み出して、この貯槽の設置方向Ｗとして設定する。
【００２１】
更に予めＲＯＭに格納してある該当貯槽番号の容積の値を読み出して（ステップＳ４）、この貯槽の容積Ｖとして設定し、更に、予めＲＯＭに格納してある該当貯槽番号の直径の値を読み出して（ステップＳ５）、この貯槽の直径Ｄとして設定する。
【００２２】
一方、ステップＳ２において、貯槽番号が９９ならば、操作者がその貯槽の設置方向Ｗを直接入力し（ステップＳ６）、更に、操作者がその貯槽の容積Ｖを直接入力し（ステップＳ７）、更に、操作者がその貯槽の直径Ｄを直接入力する（ステップＳ８）。操作者は、設置方向Ｗ，容積Ｖ及び直径Ｄの入力をＬＣＤ１２と操作釦１３とにより行なう。通常、円筒状の圧力容器における鏡板の曲率半径は、胴の直径に応じて定まる。したがって、特殊な円筒状容器を対象としなければ、鏡板の曲率半径は入力する必要が無い。こうして貯槽の容積Ｖと直径Ｄを設定すれば、形状寸法は確定することとなる。
【００２３】
最後に、容積Ｖと直径Ｄから胴長Ｌを算出する（ステップＳ９）。胴長Ｌは、次のようにして算出する。まず、貯槽の胴の部分（図１０の胴ｎ）の容積Ｖ１と、鏡板（図１０の鏡板ｍ）の部分の片側の容積Ｖ２に分けて考える。ここで胴の部分の容積Ｖ１は、直径Ｄとの関係式で表すことができる。また鏡板ｍの曲率半径がＤであるから、鏡板の部分の容積Ｖ２は直径Ｄとの関係式で表すことができる。貯槽の容積Ｖは、Ｖ１＋２×Ｖ２として計算できるから、結局、Ｖは、直径Ｄと胴長Ｌによって表すことができる。こうしてできた直径Ｄと胴長Ｌによる容積Ｖの式を胴長Ｌについて解いて、容積Ｖと直径Ｄから胴長Ｌを求めればよい。なお、胴長Ｌによる容積Ｖの式をＬについて解く手法として、数値解析による解法を用いても良い。
【００２４】
図３は、本発明の液量計の体積計測動作フローの一例を示すフローチャートである。例えば、操作者が、操作釦１３を操作して、液量計に対して計測実行を指示したものとする。すると制御部１０のＣＰＵ１４は、計測回路１１を動作させ、計測回路１１からの出力値、すなわち液面高さの値Ｈ（ｍｍ）を取得する（ステップＳ１１）。つぎに、取得した液面高さＨと、設定されている直径Ｄ及び胴長Ｌとから、液の体積を算出し（ステップＳ１２）、算出した液の体積をＬＣＤ１２に表示する（ステップＳ１３）。なお、貯槽の設置方向Ｗに応じて液面高さＨと液の体積との関係式は異なる。よってＣＰＵ１４は、設定されている設置方向Ｗの値（縦型貯槽か横型貯槽か）に応じて、体積の算出式を切り替えて用いる。
【００２５】
例えば、前述した図１０（Ａ）には、縦型貯槽の場合の液の残留状態を示し、図１０（Ｂ）には、横型貯槽の場合の液の残留状態を示している。縦型貯槽の場合には、液面高さＨの範囲に応じて３つの関係式を使い分ける。すなわち、液面が下の鏡板ｍ内にある場合の式と、液面が胴の部分にある場合の式と、液面が上の鏡板ｍ内にある場合の式を使い分ける。
【００２６】
本実施例では、設置方向Ｗを操作者が設定するようにし、縦型貯槽にも横型貯槽にも兼用できる液量計を示した。しかしながら、液量計を縦型貯槽用液量計または横型貯槽液量計の専用型として設計するならば、操作者により設置方向Ｗを設定する必要はない。
【００２７】
（実施例２）
図４は、本発明の液量計の他の構成例を説明するためのブロック図である。液量計は、制御部１０及びセンサ（例えば超音波センサ）２０から構成される。制御部１０は、計測回路１１、ＬＣＤ１２、操作釦１３、本液量計の制御を司るＣＰＵ（中央制御部）１４、ＲＡＭ１５、ＲＯＭ１６で構成される。センサ２０は、制御部１０の計測回路１１に接続される。計測回路１１は、貯槽に取り付けられたセンサ２０からの信号を元に、貯槽内の液体の液面高さを出力する。ＲＯＭ１６には、容器パラメータ設定手段１６ａ、直径算出手段１６ｄ、体積算出手段１６ｃがプログラムとして格納されている。ＣＰＵ１４はこれらのプログラムを読み出して実行する。
【００２８】
体積算出手段１６ｃによって求められた体積は、ＬＣＤ１２に表示される。またＬＰガスのバルク供給システムにおいては、本液量計で求められた体積は、図示しない通信手段によって、ＬＰガスの供給管理センタに通知され、ガスの安定供給のために利用される。
【００２９】
図５は、本発明の液量計において、貯槽に関するパラメータを設定する際の動作フローの他の例を示すフローチャートである。ここで設定すべきパラメータは、縦型設置または横型設置を区別する設置方向Ｗ、貯槽の容積Ｖ、貯槽の胴長Ｌである。先ず、操作者は、液量計を取り付ける貯槽に該当する貯槽種別番号（以後、貯槽番号と略す）、例えば１〜９８のいずれかを入力する（ステップＳ２１）。
【００３０】
貯槽番号の入力は、ＬＣＤ１２と操作釦１３により行なう。もし、液量計を取り付ける貯槽に、該当する貯槽番号が用意されていない場合には、貯槽番号９９を入力する。
【００３１】
ステップＳ２２において、貯槽番号が９９以外であれば、予めＲＯＭに格納してある該当貯槽番号の設置方向を読み出して（ステップＳ２３）、この貯槽の設置方向Ｗとして設定し、更に予めＲＯＭに格納してある該当貯槽番号の容積の値を読み出して（ステップＳ２４）、この貯槽の容積Ｖとして設定し、更に、予めＲＯＭに格納してある該当貯槽番号の胴長の値を読み出して（ステップＳ２５）、この貯槽の胴長Ｌとして設定する。
【００３２】
一方、ステップＳ２２において、貯槽番号が９９ならば、操作者がその貯槽の設置方向Ｗを直接入力し（ステップＳ２６）、更に、操作者がその貯槽の容積Ｖの値を直接入力し（ステップＳ２７）、更に、操作者がその貯槽の胴長Ｌを直接入力する（ステップＳ２８）。操作者は、設置方向Ｗ，容積Ｖ及び胴長Ｌの入力をＬＣＤ１２と操作釦１３により行なう。通常、円筒状の圧力容器における鏡板の曲率半径は、胴の直径に応じて定まる。したがって、特殊な円筒状容器を対象としなければ、鏡板の曲率半径は入力する必要が無い。こうして容器の容積Ｖと胴長Ｌとを設定すれば、形状寸法は確定することとなる。
【００３３】
最後に、容積Ｖと胴長Ｌから直径Ｄを算出する（ステップＳ２９）。直径Ｄは、次のようにして算出する。まず、容器の胴の部分（図１０の胴ｎ）の容積Ｖ１と、鏡板の部分（図１０の鏡板ｍ）の片側の容積Ｖ２とに分けて考える。まず胴の部分の容積Ｖ１は、直径Ｄと胴長Ｌとの関係式で表すことができる。また鏡板の曲率半径が直径Ｄであるから、鏡板の部分の容積Ｖ２は、直径Ｄとの関係式で表すことができる。容器の容積Ｖは、Ｖ１＋２×Ｖ２として計算できるから、結局、Ｖは、直径Ｄと胴長Ｌで表すことができる。こうしてできた直系Ｄと胴長Ｌによる容積Ｖの式を直径Ｄについて解いて、容積Ｖと胴長Ｌから直径Ｄを求めればよい。なお、直径Ｄによる容積Ｖの式を直径Ｄについて解く手段として、数値解析による解法を用いても良い。
【００３４】
図６は、本発明の体積液量計の計測動作のフローの他の例を示すフローチャートである。例えば、操作者が、操作釦１３を操作して、液量計に対して計測実行を指示したものとする。すると制御部１０のＣＰＵ１４は、計測回路１１を動作させ、計測回路１１からの出力値、すなわち液面高さの値Ｈ（ｍｍ）を取得する（ステップＳ３１）。つぎに、取得した液面高さＨと、設定されている直径Ｄ及び胴長Ｌから、液の体積を算出し（ステップＳ３２）、算出した液の体積をＬＣＤ１２に表示する（ステップＳ３３）。なお、貯槽の設置方向Ｗに応じて液面高さＨと液の体積との関係式は異なる。よってＣＰＵ１４は、設定されている設置方向Ｗの値（縦型貯槽か横型貯槽か）に応じて、体積の算出式を切り替えて用いる。
【００３５】
例えば、前述した図１０（Ａ）には、縦型貯槽の場合の液の残留状態を示し、図１０（Ｂ）には、横型貯槽の場合の液の残留状態を示している。縦型貯槽の場合には、液面高さＨの範囲に応じて３つの関係式を使い分ける。すなわち、液面が下の鏡板ｍ内にある場合の式と、液面が胴の部分にある場合の式と、液面が上の鏡板ｍ内にある場合の式を使い分ける。
【００３６】
本実施例では、設置方向Ｗを操作者が設定するようにし、縦型貯槽にも横型貯槽にも兼用できる液量計を示した。しかしながら、液量計を縦型貯槽用液量計または横型貯槽用液量計の専用型として設計するならば、操作者により設置方向Ｗを設定する必要はない。
【００３７】
（実施例３）
図７は、本発明の液量計の更に他の構成例を説明するためのブロック図である。液量計は、制御部１０及び超音波センサ２０を有して構成される。制御部１０は、計測回路１１、ＬＣＤ１２、操作釦１３、本液量計の制御を司るＣＰＵ（中央制御部）１４、ＲＡＭ１５、ＲＯＭ１６で構成される。超音波センサ２０は、制御部１０の計測回路１１に接続される。計測回路１１は、貯槽の底部外壁面に取り付けられた超音波センサ２０からの信号を元に、貯槽内の液体の液面高さを出力する。ＲＯＭ１６には、容器パラメータ設定手段１６ａ、直径計測手段１６ｅ、体積算出手段１６ｃがプログラムとして格納されている。ＣＰＵ１４は、これらのプログラムを読み出して実行する。
【００３８】
体積算出手段１６ｃによって求められた液体の体積は、ＬＣＤ１２に表示される。またＬＰガスのバルク供給システムにおいては、本液量計で求められた体積は、図示しない通信手段によって、ＬＰガスの供給管理センタに通知され、ガスの安定供給のために利用される。
【００３９】
図８は、本発明の液量計において、貯槽に関するパラメータ設定をする際の動作フローの更に他の例を示すフローチャートである。ここで設定すべきパラメータは、縦型設置または横型設置を区別する設置方向Ｗ、貯槽の容積Ｖである。先ず、操作者は、液量計を取り付ける貯槽に該当する貯槽種別番号（以後、貯槽番号と略す）、例えば１〜９８のいずれかを入力する（ステップＳ４１）。
【００４０】
貯槽番号の入力は、ＬＣＤ１２と操作釦１３により行なう。もし、液量計を取り付ける貯槽に、該当する貯槽番号が用意されていない場合には、貯槽番号として９９を入力する。ステップＳ４２で貯槽番号が９９以外であれば、予めＲＯＭに格納してある該当貯槽番号の設置方向Ｗを読み出して（ステップＳ４３）、この貯槽の設置方向として設定する。更に予めＲＯＭに格納してある該当貯槽番号の容積の値を読み出して（ステップＳ４４）、この貯槽の容積Ｖとして設定する。
【００４１】
一方、ステップＳ４２において、貯槽番号が９９ならば、操作者がその貯槽の設置方向Ｗを直接入力し（ステップＳ４５）、更に、操作者がその貯槽の容積Ｖを直接入力する（ステップＳ４６）。操作者は、設置方向Ｗと容積Ｖの入力をＬＣＤ１２と操作釦１３により行なう。
【００４２】
次に貯槽の直径を計測する（ステップＳ４７）。直径を計測するために、操作者は、予め超音波センサ２０を貯槽の胴部の側面に取り付けておく。超音波センサ２０は、液面高さを計測する場合には、貯槽底部外壁面に取り付けておくが、貯槽の直径を計測する際には、貯槽の胴部の横に取り付け位置を移動させる。図１０には、超音波センサ２０の貯槽底部への取り付け位置と、貯槽側面への取り付け位置とを示している。このときに、貯槽内には直径を計測可能とするために、必要量の液を充填しておく。また、縦型貯槽の場合は、胴部の範囲にまで液面がくるようにしておく。また、横型貯槽の場合には、その貯槽容量の５０％以上の液を充填しておく。
【００４３】
貯槽直径の計測時における超音波センサ２０の取り付け位置は、超音波センサ２０の音波の送受方向が水平となり、かつ液が充填されている位置とする。そして操作者は、操作釦１３を操作し、直径計測開始を指示する。制御部１０のＣＰＵ１４は、直径の計測を開始する。先ず、超音波センサ２０から超音波が胴部の直径方向に発射され、超音波センサ２０が取り付けられた位置の胴部円周上の反対側面（超音波センサ２０が取り付けられた位置の１８０度反対の位置）で反射し、再び超音波センサ２０にエコーとして戻ってくる。
【００４４】
計測回路１１は、上記のエコーを元に直径に相当する距離を出力する。なお、計測回路１１で直径を判定する場合に、特に直径を計るための特別の設定は不要であり、液面距離測定の状態のまま計測が可能である。ＣＰＵ１４は、こうして計測回路１１から出力された距離データを、直径Ｄの値として設定する。なおこのとき、対象貯槽のとり得る直径の公称値を予めＲＯＭ１６に記憶しておき、実測した直径の値を直径Ｄとして設定する代わりに、実測値に最も近い公称値を直径Ｄとして設定するようにしてもよい。通常、円筒状の圧力容器における鏡板の曲率半径は、胴の直径に応じて定まる。従って、特殊な円筒状容器を対象としなければ、鏡板の曲率半径は入力する必要が無い。こうして貯槽の容積を設定し直径を計測すれば、形状寸法は確定することとなる。
【００４５】
最後に、容積Ｖと直径Ｄから胴長Ｌを算出する（ステップＳ４８）。胴長Ｌは、次のようにして算出する。まず、貯槽の胴の部分（図１０の胴ｎ）の容積Ｖ１と、鏡板の部分（図１０の鏡板ｍ）の片側の容積Ｖ２とに分けて考える。ここで胴の部分の容積Ｖ１は、直径Ｄと胴長Ｌとの関係式で表すことができる。また鏡板の曲率半径が直径Ｄであるから、鏡板の部分の容積Ｖ２は、直径Ｄとの関係式で表すことができる。貯槽の容積Ｖは、Ｖ１＋２×Ｖ２として計算できるから、結局、Ｖは、直径Ｄと胴長Ｌで表すことができる。こうしてできた直径Ｄと胴長Ｌによる容積Ｖの式を胴長Ｌについて解いて、容積Ｖと直径Ｄから胴長Ｌを求めればよい。なお、胴長Ｌによる容積Ｖの式を胴長Ｌについて解く手段として、数値解析による解法を用いても良い。
【００４６】
図９は、本発明の液量計の体積計測動作のフローの更に他の例を示すフローチャートである。例えば、操作者が、操作釦１３を操作して、液量計に対して計測実行を指示したものとする。すると制御部１０のＣＰＵ１４は、計測回路１１を動作させ、計測回路１１からの出力値、すなわち液面高さの値Ｈ（ｍｍ）を取得する（ステップＳ５１）。つぎに、取得した液面高さＨと、設定された直径Ｄ及び胴長Ｌとから、液の体積を算出する（ステップＳ５２）。なお、貯槽の設置方向に応じて液面高さＨと液の体積との関係式は異なる。よってＣＰＵ１４は、設定されている設置方向の値（縦型貯槽か横型貯槽か）に応じて、体積の算出式を切り替えて用いる。
【００４７】
例えば、前述した図１０（Ａ）には、縦型貯槽の場合の液の残留状態を示し、図１０（Ｂ）には、横型貯槽の場合の液の残留状態を示している。縦型貯槽の場合には、液面高さＨの範囲に応じて３つの関係式を使い分ける。すなわち、液面が下の鏡板ｍ内にある場合の式と、液面が胴ｎの部分にある場合の式と、液面が上の鏡板ｍ内にある場合の式を使い分ける。
【００４８】
本実施例では、設置方向を操作者が設定するようにし、縦型貯槽にも兼用できる液量計を示した。しかしながら、液量計を縦型貯槽用液量計または横型貯槽用液量計の専用型として設計するならば、操作者により設置方向Ｗを設定する必要はない。
【００４９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によると、円筒状貯槽の液量を計測する液量計において、その貯槽の形状寸法パラメータの設定と確認を簡単に行うことができるようにすることができる。
【００５０】
すなわち、予め容積と直径を設定しておくことにより、胴長が自動的に計算されるので、胴長を入力する必要がない。したがって、作業者は胴長を知らなくてもよく、実際の容器と設定内容との確認も、容積の照合と直径の実測だけで済むので容易となる。その結果、誤入力の危険性も軽減させることができる。
【００５１】
さらに、予め容積と胴長を設定しておくことにより、直径が自動的に計算されるので、直径を入力する必要がない。したがって、直径を知らなくてもよく、実際の容器と設定内容との確認も、容積の照合と胴長の実測だけで済むので容易となる。その結果、誤入力の危険性も軽減させることができる。
【００５２】
さらに、予め容積を設定し、直径を超音波センサで実測させれば、胴長は自動的に計算されるので、胴長を入力する必要がない。したがって、直径及び胴長を知らなくてもよく、実際の容器と設定内容との確認も、容積の照合だけで済むので容易となる。その結果、誤入力の危険性も軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液量計の構成例を説明するためのブロック図である。
【図２】本発明の液量計において、貯槽に関するパラメータ設定をする際の動作フローの一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の液量計の体積計測動作フローの一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の液量計の他の構成例を説明するためのブロック図である。
【図５】本発明の液量計において、貯槽に関するパラメータを設定する際の動作フローの他の例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の体積液量計の計測動作のフローの他の例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の液量計の更に他の構成例を説明するためのブロック図である。
【図８】本発明の液量計において、貯槽に関するパラメータ設定をする際の動作フローの更に他の例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の液量計の体積計測動作のフローの更に他の例を示すフローチャートである。
【図１０】超音波液量計を取り付ける円筒状の貯層の設置形態の例を示す概略図である。
【符号の説明】
１…貯槽、１０…制御部（コントローラ）、１１…計測回路、１２…ＬＣＤ、１３…操作釦、１４…ＣＰＵ、１５…ＲＡＭ、１６…ＲＯＭ、１６ａ…容器パラメータ設定手段、１６ｂ…胴長算出手段、１６ｃ…体積算出手段、１６ｄ…直径算出手段、１６ｅ…直径計測手段、２０…センサ（超音波センサ）、Ｄ…貯槽の直径、Ｌ…貯槽の胴長、Ｈ…貯槽内部の液面高さ、ｍ…貯槽の鏡板、ｎ…貯槽の胴。
【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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