(57)【要約】【課題】  検出感度の低下を抑えつつ、高い汎用性を実現できる液体検知ユニットを提供する。【解決手段】  液体検知ユニット１００であって、少なくとも超音波出力部１と、これに固定される第一音響インピーダンス整合層２１とを備えるユニット本体１０を有するとともに、該ユニット本体１０に対し流動性結合剤６を介して着脱可能に固定される交換用の第二音響インピーダンス整合層２２を設ける。【選択図】図４
2009036623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容した容器を被測定系として該容器の壁部外面に取り付けられる液体検知ユニットであって、
少なくとも前記被測定系を励振するための測定用超音波ビームを出力可能な超音波出力部と、該超音波出力部の超音波送信面に対し一体に固定される第一音響インピーダンス整合層と、を有したユニット本体と、
前記容器の壁部外面に取り付けられる際に該壁部外面と接触する接触面を有する一方で、前記第一音響インピーダンス整合層における前記測定用超音波ビームの出力面に対し流動性結合剤を介して密着して配置され、前記ユニット本体に対し着脱可能に固定される交換可能な第二音響インピーダンス整合層と、
を備えることを特徴とする液体検知ユニット。
【請求項２】
前記ユニット本体は、音響インピーダンスが互いに異なる複数の前記第二音響インピーダンス整合層個々に対し着脱可能に構成されている請求項１記載の液体検知ユニット。
【請求項３】
前記第一音響インピーダンス整合層は、前記容器に取り付けられた場合に前記壁部外面と接触する先端面を有するとともに、該先端面には凹部が形成され、
前記第二音響インピーダンス整合層は、当該凹部に嵌め込まれる形で着脱可能な固定状態となるものである請求項１又は請求項２に記載の液体検知ユニット。
【請求項４】
前記凹部は、前記第一音響インピーダンス整合層において、少なくとも前記先端面の中心位置を含む形で形成されている請求項３記載の液体検知ユニット。
【請求項５】
前記第一音響インピーダンス整合層において、前記凹部が前記先端面の前記中心位置に形成される一方で、該凹部の外周には、該凹部を取り囲む形で突出し、かつ突出面が、前記容器に取り付けられる際に前記壁部外面と接触する環状突出部が形成されており、
前記第二音響インピーダンス整合層は、前記環状突出部の突出方向に進退摺動させる形で該凹部に対し着脱可能に固定されるものである請求項４記載の液体検知ユニット。
【請求項６】
前記第一音響インピーダンス整合層において、前記凹部は、前記容器に取り付けられた場合に前記壁部外面と接触する側に開放するとともに、該開放部が前記先端面の前記中心位置から予め定められた外周方向の外縁まで延出形成され、該外周方向にも開放しており、
前記第二音響インピーダンス整合層は、該凹部の該外周方向側の開放部から内向きに進退摺動させる形で該凹部に対し着脱可能に固定されるものである請求項４記載の液体検知ユニット。
【請求項７】
前記凹部は、前記第一音響インピーダンス整合層において、前記容器に取り付けられた場合に少なくとも前記壁部外面と接触する接触面側を開放した形で形成されるとともに、該凹部に前記第二音響インピーダンス整合層が嵌め込まれて着脱可能な固定状態となる場合には、互いに対向する該凹部の内面と該第二音響インピーダンス整合層の外面との間に、前記接触面側を開放する隙間が形成され、該隙間に充填される前記流動性結合剤が前記接触面側に流出可能とされてなる請求項３ないし請求項６のいずれか１項に記載の液体検知ユニット。
【請求項８】
前記第二音響インピーダンス整合層は、前記第一音響インピーダンス整合層の前記出力面上を転動する形で設けられ、かつ前記容器に取り付けられた場合には前記壁部外面上においても転動可能となるように、予め定められた回転軸線周りに回転するローラーとして形成されるとともに、該ローラーの外周面には、前記第一音響インピーダンス整合層の前記出力面上及び前記容器の前記壁部外面上を転動可能な転動面を有しており、
前記ユニット本体には、前記第二音響インピーダンス整合層を前記回転軸線周りに回転可能に支持する回転支持部が設けられてなる請求項１又は請求項２に記載の液体検知ユニット。
【請求項９】
前記第一音響インピーダンス整合層の前記第二音響インピーダンス整合層側には、回転する該第二音響インピーダンス整合層の前記転動面と接触する形で前記流動性結合剤を収容する流動性結合剤収容部が形成され、該第二音響インピーダンス整合層の回転により前記転動面の各位置に前記流動性結合剤が付着可能とされてなる請求項８記載の液体検知ユニット。
【請求項１０】
前記容器の壁部外面に取り付けられるとともに、前記被測定系への前記測定用超音波ビームの出力を遮断したときに、該被測定系からの残響超音波を受信する残響超音波受信部を備える請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の液体検知ユニット。
【請求項１１】
前記超音波出力部は、前記被測定系への前記測定用超音波ビームの出力が可能とされるとともに、前記被測定系からの残響超音波の受信も可能な超音波トランスジューサとして、前記残響超音波受信部に兼用されるとともに、該超音波トランスジューサは、前記超音波出力部の前記超音波送信面が前記残響超音波受信部の超音波受信面と共通の超音波受信面とされてなる請求項１０記載の液体検知ユニット。
【請求項１２】
前記容器が金属タンクであり、前記超音波出力部は該金属タンクの金属壁部に取り付けられ、当該金属壁部の厚さ方向に前記測定用超音波ビームを出力するものである請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の液体検知ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体検知ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００４−５３５０４号公報
【特許文献２】特開２００２−９０２１０号公報
【特許文献３】特開２００６−１６６１８３号公報
【０００３】
従来、タンク（容器）内面に超音波を送信し、その反響音波を検出し受信する液体検知ユニットが知られている。例えば、特許文献１及び２には、タンク内面に超音波の送信面ないし受信面を露出させる形で超音波送信部及び受信部を配置し、超音波ビームが液面位置で反射して戻ってくるまでの時間を計測することにより液面高さを知ることができるようにした液体検知ユニット、いわゆる超音波レベル計（液面計）に関する記載がある。
【０００４】
こうした液体検知ユニットにおいては、超音波送信部の送信面を保護するために、該送信面に音響インピーダンス整合層が一体に結合され、着脱不可とされている。一方で、被測定系をなす液体を収容した容器の壁部外面に対しては、液体ないしジェル状の流動性結合剤を音響インピーダンス整合層に塗布し、これを介して密着して配置されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、計測対象となるタンク（容器）には材質、塗装種類、厚み等が異なる様々な種類のものがあり、それぞれが異なる音響インピーダンスを有している。このため、これらの容器内の液面高さを計測するためには、容器の種類に応じた適切な音響インピーダンス整合層が一体結合された液体検知ユニットを準備する必要があった。つまり、容器の種類に応じた数の液体検知ユニットを準備する必要があり、汎用性に欠いた。
【０００６】
また、超音波送信部と一体の音響インピーダンス整合層は、計測のたびにその超音波出力面を容器と接触させる必要がある。このため、音響インピーダンス整合層の超音波出力面は必然的に傷がつきやすい。音響インピーダンスの超音波出力面に傷がついた液体検知ユニットでは、高精度の計測ができないことは言うまでも無く、傷が発見された場合は当然交換を余儀なくされる。ところが、この交換は、傷がついた音響インピーダンス整合層だけでなく、これと一体の超音波送信部も一緒に交換しなければならないので、コスト的に大きな負担となっていた。
【０００７】
ところで、特許文献３には、２つの音響整合層を設ける点に関する記載がある。具体的には、第一音響整合層のクラック防止のために、第二音響整合層を該第一音響整合層とは異なる丈夫な材料により構成し、第二音響整合層が第一音響整合層を保護するという技術が開示されている。ところが、特許文献３では、第一音響整合層と第二音響整合層とが接着剤により一体に結合され、着脱不可の形態を有しており、上記汎用性の課題を解決するものではない。
【０００８】
本発明の課題は、検出感度の低下を抑えつつ、高い汎用性を実現できる液体検知ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の液体検知ユニットは、
液体を収容した容器を被測定系として該容器の壁部外面に取り付けられる液体検知ユニットであって、
少なくとも被測定系を励振するための測定用超音波ビームを出力可能な超音波出力部と、該超音波出力部の超音波送信面に対し一体に固定される第一音響インピーダンス整合層と、を有したユニット本体と、
容器の壁部外面に取り付ける際に該壁部外面と接触する接触面を有する一方で、第一音響インピーダンス整合層における測定用超音波ビームの出力面に対しに対し流動性結合剤を介して密着して配置され、ユニット本体に対し着脱可能に固定される交換可能な第二音響インピーダンス整合層と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
上記本発明の構成によれば、２つの音響インピーダンス整合層を設けるとともに、そのうちの一方を超音波送信部の送信面を保護するために該送信面と密着させる保護用の第一音響インピーダンス整合層とし、他方をこの第一音響インピーダンス整合層と着脱可能に固定される交換用の第二音響インピーダンス整合層として構成している。これにより、第二音響インピーダンス整合層の表面に傷が付いた場合には、該第二音響インピーダンス整合層のみを交換することができ、交換コストを抑えることができる。さらに、上記本発明の構成によれば、これら第一音響インピーダンス整合層と第二音響インピーダンス整合層とを、流動性結合剤（液体やジェル）からなる厚みをほとんど無視できる結合層により密着させる形で音響的に結合し、見かけ上は一つの音響インピーダンス整合層となった構成を有している。これにより、両音響インピーダンス整合層を安定的な密着固定状態（ただし着脱は可能）とすることができ、感度低下を極力抑制した形で適切に音響結合することができ、一つの音響インピーダンス整合層が超音波送信部に固定された従来の液体検知ユニットと同様の動作を実現できる。
【００１１】
また、ユニット本体は、音響インピーダンスが互いに異なる複数の第二音響インピーダンス整合層に対し個別に着脱可能となるよう構成できる。この構成によれば、材質、塗装種類、厚み等が異なる様々な種類の容器に対し、適切な音響インピーダンスを有した第二音響インピーダンス整合層を選択してユニット本体に組み付けることができるので、高い汎用性を実現し、かつ高い計測精度を確保することができる。
【００１２】
また、ユニット本体への取付形態によっては、該ユニット本体への取付方向の厚みが異なる複数の第二音響インピーダンス整合層個々に対し着脱可能となるよう構成できる。具体的には、各第二音響インピーダンス整合層は、第二音響インピーダンス整合層を伝播する測定用超音波ビームの波長をλとした場合に、該第二音響インピーダンス整合層の厚さｄは、λ／２に自然数を乗じて、その端数αがλ／２に対し±２５％以内、より望ましくは±２０％以内となるように定めることができる。
【００１３】
また、第一音響インピーダンス整合層又は第二音響インピーダンス整合層のいずれか一方に凹部を設けるとともに、他方を該凹部に対応する形態とし、該凹部に嵌め込む形で着脱可能に固定するように構成してもよい。この構成によると、２つの音響インピーダンス整合層のうち一方が、他方の凹部を充填する形状で、かつ該凹部に対し嵌め込み可能な形状となるので、両音響インピーダンス整合層がずれないよう安定的に固定でき、安定した計測が可能となる。
【００１４】
具体的には、第一音響インピーダンス整合層は、容器に取り付けられた場合にその壁部外面と接触する先端面を有しており、該先端面に上記凹部を形成することができる。この場合、上記第一音響インピーダンス整合層の凹部は、容器に取り付けられた場合にその壁部外面と非接触となるが、その凹部には第二音響インピーダンス整合層が嵌め込まれ、着脱可能な固定状態とすることができる。そして、第二音響インピーダンス整合層は、第一音響インピーダンス整合層と同様に、容器に取り付けられた場合にその壁部外面と接触する接触面を有するように構成することができ、両層の接触面が面一とすることができる。
【００１５】
上記のように、凹部が第一音響インピーダンス整合層の先端面に形成される場合には、該凹部を、第一音響インピーダンス整合層において、少なくとも先端面の中心位置を含む形で形成することができる。この場合、第二音響インピーダンス整合層は、該凹部に嵌め込まれて着脱可能な固定状態となった場合に、該中心位置において、被測定系をなす容器の壁部外面と接触する接触面を有して構成される。この構成によると、第一音響インピーダンス整合層及び第二音響インピーダンス整合層からなる音響インピーダンス層において、測定用超音波ビームが出力される出力面は、その中心部分が要部となって被計測系に伝播するから、この中心部分の音響インピーダンスや傷の有無が計測精度に大きく影響する。このため、その中心部分が交換可能とされることで、高い計測精度及び高い汎用性を実現できる。
【００１６】
また、上記のように、凹部が第一音響インピーダンス整合層の先端面に形成される場合には、該凹部を該先端面の中心位置に形成する一方で、第一音響インピーダンス整合層には、該凹部の底面を取り囲む形で突出し、かつその突出面が、容器に取り付ける際にその壁部外面と接触する環状突出部を形成することができる。この場合、第二音響インピーダンス整合層は、この凹部に対応する形状を有し、環状突出部の突出方向に進退摺動させる形で該凹部に対し着脱可能に固定するものとできる。この構成によると、また、環状突出部により、凹部に嵌め込まれた第二音響インピーダンス整合層の位置ズレを効果的に防止することができる。
【００１７】
また、上記のように、凹部が第一音響インピーダンス整合層の先端面に形成される場合には、該第一音響インピーダンス整合層において、該凹部は、容器に取り付けられた場合にその壁部外面と接触する側に開放するとともに、該開放部が上記先端面の中心位置から予め定められた外周方向の外縁まで延出形成され、該外周方向にも開放する形で形成することができる。この場合、第二音響インピーダンス整合層は、この凹部に対応する形状を有し、該凹部の該外周方向側の開放部から該外周方向に進退摺動させる形で該凹部に対し着脱可能に固定されるものとできる。この構成によると、凹部がシンプルな形状であるからその形成が容易となる。また、凹部に嵌め込まれた第二音響インピーダンス整合層には、容器への接触側と上記外周方向側とが露出しているので、着脱が容易となる。
【００１８】
ところで、本発明の液体検知ユニットと容器とは、第一及び第二音響インピーダンス層の間に介在する流動性結合剤と同様の流動性結合剤を介して密着結合させることができる。この場合、第一音響インピーダンス整合層の先端面に形成される凹部が、液体検知ユニットと容器とを密着結合するための流動性結合剤を保持する流動性結合剤溜りとして機能する。
【００１９】
具体的に言えば、凹部を、第一音響インピーダンス整合層において、容器に取り付けられた場合に少なくともその壁部外面と接触する接触面側を開放した形で形成するとともに、該凹部に第二音響インピーダンス整合層が嵌め込まれて着脱可能な固定状態となる場合には、互いに対向する該凹部の内面と該第二音響インピーダンス整合層の外面との間に、上記接触面側を開放する隙間を形成することができる。当然、この隙間には流動性結合剤が充填されており、この流動性結合剤が隙間の開放側、即ち容器との接触面側に流出可能となっている。この構成によると、流動性結合剤を充填した凹部に第二音響インピーダンス整合層を嵌め込むことにより、該流動性結合剤が凹部内面と第二音響インピーダンス整合層の外面との間に広がる形で充填されるとともに、その一部が容器との接触面側から溢れ出す。溢れ出てくる面は、液体検知ユニットにおける測定用超音波ビームの出力面であって、第一及び第二音響インピーダンス層の双方からなる面であり、計測時に容器と密着する面である。このため、液体検知ユニットを容器に取り付ける際には、溢れ出たこの流動性結合剤を介して、液体検知ユニットにおける出力面と容器の壁部外面とを密着して配置することが可能となる。これにより、液体検知ユニットと容器とを密着結合する際に、該流動性結合剤の塗布をしなくてもよくなる利点も得られる。
【００２０】
ところで、第二音響インピーダンス整合層は、第一音響インピーダンス整合層の出力面上を転動する形で設けられ、かつ容器に取り付けられた場合にはその壁部外面上においても転動可能となるように、予め定められた回転軸線周りに回転するローラーとして形成することができる。この場合、該ローラー（第二音響インピーダンス整合層）の外周面には、第一音響インピーダンス整合層の出力面上及び容器の壁部外面上を転動可能な転動面が設けられるとともに、ユニット本体には、第二音響インピーダンス整合層を回転軸線周りに回転可能に支持する回転支持部を設けることができる。液体検知ユニットを容器に取り付ける際には、該液体検知ユニットが容器壁面に押し付けられるため、その接触により傷がつく可能性がある。ところが、計測ポジションは一箇所に限られるものではなく複数箇所行なう可能性もあって、そうなると計測箇所の数だけ接触が生じ、傷は一層つき易くなる。上記構成によれば、複数箇所において計測する場合、液体検知ユニットを一度容器に接触させれば、後は、ローラーにより滑らかに位置移動することができるので、多数回の計測を行っても傷は生じ難い。また、ローラーは回転可能であるから、一部に傷がついた場合には、そこを接触面としないように計測すれば、感度低下を簡易に抑制することができるし、交換頻度を減じることもできる。また、当然このローラーはユニット本体に対し着脱可能に固定されているから、上記のように用途や事情に応じて交換することも可能であり、汎用性に優れる。
【００２１】
また、第二音響インピーダンス整合層がローラーとして形成される場合、第一音響インピーダンス整合層の第二音響インピーダンス整合層側には、回転する該第二音響インピーダンス整合層の転動面と接触する形で流動性結合剤を収容する流動性結合剤収容部を形成することができる。この場合、第二音響インピーダンス整合層を回転することで、転動面の各位置に流動性結合剤を付着させることができる。液体検知ユニットを容器に取り付ける際には、該容器に対し流動性結合剤を介して取り付けることとなるが、その容器との接触面に流動性結合剤が少ない場合は、容器にうまく取り付けられなくなる。特に、複数回の計測を行なう場合には、回数を負う毎に流動性結合剤が減少して少なくなる。このような場合、従来は接触面に流動性結合剤を塗布しなおす必要があったが、上記構成によれば、ローラーを１回転するだけで転動面全周に流動性結合剤が付着するので、補充が容易となる。
【００２２】
なお、本発明の液体検知ユニットは、容器の壁部外面に取り付けられるとともに、被測定系への測定用超音波ビームの出力を遮断したときに、該被測定系からの残響超音波を受信する残響超音波受信部を備えて構成することができる。この構成によると、残響超音波受信部が受信する残響超音波に基づく容器内の液体情報を検知する液体情報検知手段を設けることにより、容器内の液体の情報を非接触にて検知することが可能となり、さらに、検知された液体情報を出力する液体情報出力手段を設けることにより、この液体情報の報知が可能となる。
【００２３】
本発明では、超音波ビームによる励振を遮断した後の残響を検出するので、励振期間と残響検出期間とが時系列的に順次行なわれる形になる。従って、超音波出力部は、被測定系への測定用超音波ビームの出力が可能とされるとともに、被測定系からの残響超音波の受信も可能な超音波トランスジューサとして、残響超音波受信部に兼用されるとともに、該超音波トランスジューサを、超音波出力部の超音波送信面と残響超音波受信部の超音波受信面とが共通の超音波受信面をなす形で構成することができる。この構成によると、１個の超音波トランスジューサにより超音波送信部と残響超音波受信部とが兼用された構成とすることができ、液体検知ユニットのコンパクト化及び低コスト化に寄与する。
【００２４】
測定適用対象となる容器は金属タンク（特に鋼鉄製など、内部音響損失の比較的小さい材料で構成されたもの）とすることができ、液体として液化ガス（液化石油ガス（ＬＰＧ）や液化天然ガス（ＬＮＧ）などの燃料用液化ガス、液化炭酸ガス、液化アンモニアガス、液体窒素などのボンベ、タンク、コンテナなどが主な用途である）を収容するものとできる。この場合、超音波出力部は該金属タンクの金属壁部に取り付けられ、当該金属壁部の厚さ方向に測定用超音波ビームを出力するように構成しておくとよい。また、金属タンクは、車両、船舶ないし航空機（特に、自動車）に搭載された燃料タンクとすることができる。このような燃料タンクに上記液体情報検知機能を搭載することで、燃料残量をタンク外側にて非接触にて検知できるようになるとともに、タンクを本発明の液体検知ユニットが組み付けられる液体検知機能付き容器の一部と見る場合には、その液体検知機能付き容器におけるタンク構造の単純化にも寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明に係る液体検知ユニットの実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図１は、測定対象となる容器に液体検知ユニットが組み付けられた液体検知機能付き容器の一例を示す外観図、図２は、図１の容器内部を示す図である。図１及び図２に示す液体検知機能付き容器２００は、容器５と、液体検知ユニット１００とにより構成されている。
【００２６】
容器５はＬＰＧ又はＬＮＧの金属タンクとして構成されている。金属タンク５は鋼鉄製であり、側壁部５Ｓの壁厚はほぼ一様である。また、底面部５Ｂ及び天面部５Ｕの壁厚もほぼ一様である。また、天面部５Ｕの上部中央には圧力制御弁が組み込まれたガス取出部９が形成されている。該金属タンク５に上記ＬＰＧないしＬＮＧからなる液体Ｌが収容され、被測定系を構成する。
【００２７】
液体検知ユニット１００は、液体Ｌを収容した容器５に向けて押圧された形で該容器５の壁部外面５ａに取り付けられている。そのため、取り付けられた状態においては、容器５側に向けて一定の保持力（一般的にはマグネットによる保持力）Ｆが作用している（図２）。そして、この液体検知ユニット１００は、この容器５を被測定系として、該容器５内の液体情報、具体的には液面ＬＶの位置を、容器５外から測定できるように構成されている。本実施形態においては、図１に示すように、容器５の側壁部５Ｓの外面５ｓに対し、容器内の検知対象となる特定の液面レベルに対応した各液体検知位置に取り付けて、それらの液面レベルにおける液体Ｌの有無、即ちその液面レベルに液体Ｌが達しているか否かを検知可能となっている。
【００２８】
図３は、図１及び図２に示す液体検知ユニット１００の構成を示す図である。図３（ａ）は斜視図、図３（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。本実施形態においては、図３に示すように、被測定系を励振するための測定用超音波ビーム（送信音波）を出力可能な超音波出力部１と、該超音波出力部１の超音波送信面１ａに直接密着して又は接着層を介して一体に固定されて着脱不可とされた音響インピーダンス整合層２と、を備えて構成されている。超音波出力部１は、被測定系を励振する励振用測定プローブとして所定の周波数の測定用超音波ビーム（送信音波）を容器５の壁部５Ａの厚さ方向に出力する機能を有して構成されている。
【００２９】
なお、本実施形態における着脱不可とは、液体検知ユニット１００を通常使用する際に負荷される程度の力では取り外せないように固定されているという意味であり、通常の使用範囲の中で負荷されないような外力が作用した場合を含むものではない。
【００３０】
また、本実施形態における超音波出力部１は、被測定系への測定用超音波ビーム（送信音波）の出力が可能とされるとともに、被測定系からの残響超音波（受信音波）の受信も可能な超音波トランスジューサ１として、被測定系からの残響超音波を受信する残響超音波受信部に兼用されている。つまり、上記した超音波出力部の機能と、その測定用超音波ビームの出力を遮断したときの被測定系からの残響超音波を受信する残響超音波受信部の機能とを合わせ有するものである。このため、超音波出力部１の超音波送信面１ａ及び残響超音波受信部の超音波受信面は、共通の超音波送受信面１ａとして構成されている。
【００３１】
この超音波出力部１は、被測定系に測定用超音波ビームを予め定められた時間励振入力した後、当該測定用超音波ビームの入力を遮断するものとして構成される。具体的に言えば、本実施形態の超音波トランスジューサ１は、図示しないマイコンに接続されており、このマイコンが、上述のような測定用超音波ビームの送信制御を司る。さらに、このマイコンは、超音波トランスジューサ（残響超音波受信部）１により検出される減衰残響振動の減衰特性の差異に基づいて容器内の液体検知位置における液体の有無を判定する液体有無判定手段と、その判定結果を出力する液体有無情報出力手段とを有して構成されている。液体Ｌの非存在部では容器壁部５Ａの内側が空隙となり、壁部内面を境とした音響インピーダンス差が非常に大きくなる。その結果、容器壁部５Ａを外から音響励振した場合、容器壁部５Ａは、壁部５Ａ内に反射して戻る音波が主体的となるため内側の空間からは音響的に分離され、固体で構成された壁部５Ａの固有振動に支配された形で振動継続するため振動の減衰が生じにくい。この傾向は、容器５側が内部摩擦の小さい金属にて構成されている場合に特に著しい。しかし、液体Ｌの存在部では、容器壁部５Ａの内側に液体Ｌが存在するため、上記の音響インピーダンス差は縮小し、壁部内面を経て内部摩擦の大きい液体Ｌ内に漏れこむ音波比率が増加して振動減衰は著しくなる。従って、検出される減衰残響振動の減衰特性の差異に基づいて容器５内の液体検知位置における液体Ｌの有無を容易に判定することができる。
【００３２】
なお、例えば、この液体検知ユニット１００は、図１５に示すように、容器５の深さ方向において、容器５内に定められた複数の上限液面位置及び下限液面位置にそれぞれ対応する２つの液体検知位置に取り付けて、各々の液面位置における液体Ｌの有無を検出するものであってもよい。
【００３３】
また、図１６に示すように、この液体検知ユニット１００を容器５の底壁部外面５ｂに取り付けてもよい。この場合、液体検知ユニット１００は、液表面ＬＶに向けて測定用超音波を出力するとともに、出力した測定用超音波が液表面ＬＶにおいて反射した反射超音波（残響超音波）が受信可能となるよう構成することができる。さらに、マイコンを設けて、測定用超音波ビームが液面位置で反射して戻ってくるまでの時間を計測し（反射時間計測手段）、計測された反射時間に基づいて液体情報として液面高さを取得する（液体情報取得手段）ことにより、容器５内の液体残量を検出するように構成できる。
【００３４】
ところで、液体検知ユニット１００は、上記超音波トランスジューサ１の超音波送受信面１ａと直接密着して又は接着層を介して、一体に固定（着脱不可）される音響インピーダンス整合層２を備えている。音響インピーダンス整合層２は、超音波送信面１ａと直接密着して又は接着層を介して、一体に固定（着脱不可）される第一音響インピーダンス整合層２１と、第一音響インピーダンス整合層２１における測定用超音波ビームの出力面２１ａに対し液体やジェル等からなる流動性結合剤６を介して着脱可能に密着して配置される第二音響インピーダンス整合層２２と、を有して構成されている。具体的に言えば、第一音響インピーダンス整合層と第二音響インピーダンス整合層とは、流動性結合剤（液体やジェル）からなる厚みをほとんど無視できる結合層による分子間引力により接しており、見かけ上ひとつの音響インピーダンス整合層として着脱可能に固定され、安定的な音響結合状態とされている。そして、第二音響インピーダンス整合層２２は、液体検知ユニット１００が容器５に取り付ける際にその壁部外面５ａと接触する接触面２２ａを有している。
【００３５】
そして、超音波トランスジューサ１と第一音響インピーダンス整合層２１とによりユニット本体１０（図４（ｂ）参照）を形成する一方で、このユニット本体１０に対し第二音響インピーダンス整合層２２が着脱可能に固定され、交換可能となっている。第二音響インピーダンス整合２２は、音響インピーダンスが異なる複数のものを用意しておくことができ、ユニット本体１０はそれら全てに対し着脱可能に固定することができる。
【００３６】
本実施形態における第一音響インピーダンス整合層２１には、容器５に取り付けられた場合に壁部外面５ａと接触する接触面２１ｃを有した先端面２１ａ側に、凹部２２１が形成されている。そして、第二音響インピーダンス整合層２２は、該凹部２２１に対応する形状を有し、該凹部２２１に嵌め込まれる形で着脱可能な固定状態となるものである。具体的に言えば、第二音響インピーダンス整合層２２は、第一音響インピーダンス整合層２１の先端面２１ｃと面一をなす形で凹部２２１を充填した形状で、かつ該凹部２２１に対し隙間７を介して嵌め込み可能な形状となっている。
【００３７】
凹部２２１は、第一音響インピーダンス整合層２１において、少なくとも先端面２１ａの中心位置を含む形で形成される。本実施形態における先端面２１ａは円形を成しており、その円の中心を含む形で形成された円筒状凹部２２１に、その形状に対応する円筒状を有した第二音響インピーダンス整合層２２が嵌め込まれている。
【００３８】
また、凹部２２１の外周には、該凹部２２１を取り囲む形で突出し、かつその突出先端面２１ｃが、容器５に取り付ける際にその壁部外面５ａと接触する環状突出部２２０が形成されている。第二音響インピーダンス整合層２２は、環状突出部２２０の突出方向から凹部２２１に対し嵌め込まれ、着脱可能に固定されている。
【００３９】
さらに、凹部２２１は、第一音響インピーダンス整合層２１において、容器５に取り付けられた場合に少なくともその壁部外面５ａと接触する接触面２１ａ側を開放した形で形成されるとともに、該凹部２２１に第二音響インピーダンス整合層２２が嵌め込まれて着脱可能な固定状態となる場合には、互いに対向する該凹部２２１の内面２１ｂ，２１ｓと該第二音響インピーダンス整合層２２の外面２２ｂ，２２ｓとの間に、接触面側を開放する隙間７が形成され、該隙間７に充填される流動性結合剤６がその開放部７ａから接触面２１ａ，２２ａ側に流出可能とされている。
【００４０】
なお、本実施形態における第一音響インピーダンス整合層２１は、超音波トランスジューサ１（圧電セラミック）と、組み付け対象となる容器５の壁部５ａとの中間（望ましくは両者の幾何学平均値）の音響インピーダンスを有しており、例えば、耐食性に優れたアルミ（例えば１０００系純ＡＬで、具体的には１０５０）又はアルミ合金（例えばＡＬ−Ｍｇ合金：特に５０００系ＡＬ−Ｍｇ合金で、具体的には５０５２、５０５６）にアルマイト処理を施したものや、ステンレス（ＳＵＳ３０４等）等を使用することができる。
【００４１】
他方、第二音響インピーダンス整合層２２は、例えば、上記第一音響インピーダンス整合層２１と同様の材料のものを交換用に用意しておくことができる。これにより、傷等がついた場合に簡単に交換することができる。さらに、別容器への取り付けを考慮して、第一音響インピーダンス整合層２１とは異なる音響インピーダンスを有した他の材料からなるものを用意しておくこともできる。例えば、第二音響インピーダンス整合層２２は、第一音響インピーダンス整合層２１と、容器５の外面５ａに塗布された樹脂塗装４との間に設けられる固体物質層であり、該第二音響インピーダンス整合層２２の音響インピーダンスが、容器の樹脂塗装の音響インピーダンス以上で、かつ容器５と超音波出力部１との双方の音響インピーダンス未満となるように、さらには音響インピーダンス整合層２の音響インピーダンス未満となるように定められている。
【００４２】
なお、第二音響インピーダンス整合層２２には、上記音響インピーダンス条件を満たす高分子材料であればよい。例えば、高分子材料としてゴム（ＮＢＲ）、その他には、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）のようなしなやかな材料を使用することができるし、ポリカーボネイト（ＰＣ）、ＡＢＣ樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ＡＢＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ナイロン（ＰＡ６，ＰＡ６−６）の他、接着性・耐候性に優れた汎用エンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチック等の材料を用いてもよい。例えば、ＰＰＯ（ポリフェニレンオキシド），ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド：ガラス繊維入りも可），ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル），ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン），ＰＡＩ（ポリアミドイミド），ＰＥＴＰ（ポリエチレンテレフタレート），ＰＣ（ポリカーボネート）等を採用することもできる。これにより、材質やその塗装に違い（容器板厚、容器の音響インピーダンス、塗装厚、塗装の音響インピーダンスの違い等）のある様々な容器の計測が可能となる。
【００４３】
ただし、第一音響インピーダンス整合層２１の層厚ｔ１は、層２１を伝播する測定用超音波ビームの波長をλとすると、λ／２に自然数を乗じた値となるように定めなければならない（ただし、端数αがλ／２に対し±２５％以内、より望ましくは±２０％以内）。同様に、第二音響インピーダンス整合層２２の層厚ｔ２も、層２２を伝播する測定用超音波ビームの波長をλとした場合に、λ／２に自然数を乗じた値となるように定めなければならない（ただし、端数αがλ／２に対し±２５％以内、より望ましくは±２０％以内）。これを満たさない場合は、本来の共振周波数とは異なる周波数ポイントに複数の不要スプリアスが出現し、超音波出力部１の基本音響特性が大きく変動してしまう。結果、残響時間の増加、反射エコーの波形歪みによる感度・Ｓ／Ｎの低下を引き起こしてしまい問題となる。
【００４４】
また、各層厚ｔ１、ｔ２は、対応する各々の層を伝播する測定用超音波ビームの波長の１／８以下であれば、伝播する測定用超音波ビームに対する影響は大きくなく、その影響は無視してよい。ただし、そのうちのいずれか一方は必ず１／８以上でなければならない。
【００４５】
また、各層２１，２２の層厚ｔ１、ｔ２とは、各々の層２１，２２を伝播する測定用超音波ビームの主送信方向における厚さを意味するものとする。ただし、本実施形態における測定用超音波ビームの主送信方向とは、超音波出力部１の超音波送信面１ａに対し垂直な方向である。
【００４６】
なお、第一音響インピーダンス整合層２１と第二音響インピーダンス整合層２２とが同じ材料で同じ音響インピーダンスを有するものである場合には、各層２１，２２の個別の厚さｔ１，ｔ２とは無関係に、それらの合計の厚さｔ１＋ｔ２が、λ／２に自然数を乗じた値となるように定めれられていればよい（ただし、λは層２１，２２を伝播する測定用超音波ビームの波長であり、端数αはλ／２に対し±２５％以内、より望ましくは±２０％以内）。
【００４７】
ユニット本体１０は、超音波トランスジューサ１と第一音響インピーダンス整合層２１との他に、本実施形態においては支持体９を備えている。支持体９は、超音波トランスジューサ１を内包する形で筒状に形成され、第一音響インピーダンス２１の後端外周部２１０と係合する形で両者が固定されている。
【００４８】
次に、容器５内の液体検知を行う際に、該容器５に液体検知ユニット１００を取り付ける取付方法について、図４を用いて説明する。
【００４９】
まずは、図４（ａ）に示すように、ユニット本体１０において、第一音響インピーダンス整合層２１に形成された凹部２２１に、流動性結合剤６を充填する。その上で、該凹部２２１に第二音響インピーダンス整合層２２を嵌め込み、着脱可能な固定状態とする。これにより、図４（ｂ）に示すように、流動性結合剤６が凹部２２１の内面２１ｂ，２１ｓと第二音響インピーダンス整合層２２の外面２２ｂ，２２ｓとの間に広がる形で充填される。具体的には、流動性結合剤６が凹部２２１の内面２１ｂ，２１ｓと第二音響インピーダンス整合層２２の外面２２ｂ，２２ｓとの間に形成された隙間７に充填される。これにより、両層２１，２２が流動性結合剤６を介して互いに密着し、音響的に結合する。
【００５０】
ところが、凹部２２１が容器５を取り付ける側（図４においては図の上側）に開放した形で形成されているため、第二音響インピーダンス整合層２２と隙間７も容器５を取り付ける側に開放している。このため、図４（ｂ）に示すように、流動性結合剤６は隙間７の開放部７ａから符号６ａのように溢れ出てくる。溢れ出てくるのは、液体検知ユニット１００において容器５と密着する面であり、該液体検知ユニット１００の測定用超音波ビームの出力面１００ａである。本実施形態においては、第一及び第二音響インピーダンス層２１，２２の双方からなる面２１ｃ、２２ａである。液体検知ユニット１００（図３（ｂ））を容器５に取り付ける際には、この溢れた流動性結合剤６ａをそのまま利用する。つまり、溢れた流動性結合剤６ａを介して、液体検知ユニット１００における出力面１００ａ（面２１ｃ、２２ａ）と容器５の壁部外面５ａとを密着させる。これにより、図４（ｃ）に示すように、流動性結合剤６が液体検知ユニット１００の出力面１００ａと容器５の壁部外面５ａとの間に広がる形で充填され、両者１００，５は互いに密着して音響的に結合する。
【００５１】
上記取付方法によると、着脱可能な第一及び第二音響インピーダンス層２１，２２の間に介在する流動性結合剤６を、液体検知ユニット１００と容器５との密着音響結合にも利用することが可能となっている。これにより、液体検知ユニットと容器とを密着結合する際に、新たに流動性結合剤の追加塗布をしなくてもよいという利点が得られ、取付作業性に優れる。
【００５２】
以上が本発明の第一実施形態である。以下、上記実施形態とは異なる他の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態においては、上記実施形態と同一の構成については説明を省略し、異なる点を説明するものとする。
【００５３】
図５は、本発明の第二実施形態を示す断面図である。上記第一実施形態の液体検知ユニット１００とほぼ同様の構成を有しているが、凹部７がより深く形成され、第一音響インピーダンス整合層２１の、特に感度に影響の大きい中心部における厚さｔ２が薄く形成されている点で異なっている。具体的に言えば、第一音響インピーダンス整合層２１の有効厚さｔ２は、該第一音響インピーダンス整合層２１を伝播する測定用超音波ビームの波長の１／８未満となっており、その層厚を無視できる程度に定められている。他方、凹部７に着脱可能に嵌め込まれて固定された第二音響インピーダンス整合層２２の層厚ｔ１は、λ／２に自然数を乗じた値となるように定められている（ただし、端数αがλ／２に対し±２５％以内、より望ましくは±２０％以内）。
【００５４】
図６は、本発明の第三実施形態を示す断面図である。図６の液体検知ユニット１００では、第一音響インピーダンス整合層２１には凹部が形成されていない。第一音響インピーダンス整合層２１は、測定用超音波ビームの伝播方向を軸線とした場合の、該第一音響インピーダンス整合層２１の外周側に、該第一音響インピーダンス整合層２１とは別体形成され、かつ該第一音響インピーダンス整合層２１における測定用超音波ビームの出力面２１ａよりも伝播方向に突出する形で支持体９が設けられており、凹部２２１は、第一音響インピーダンス整合層２１の出力面２１ａを底面（本実施形態においては平坦面）とし、支持体９の突出側内周面９０ｓを側壁面とする形で形成されている。そして、凹部２２１に流動性結合剤６を充填し、そこに第二音響インピーダンス整合層２２を嵌め込んで、両層２１，２２は着脱可能に固定される。
【００５５】
また、図６の場合、支持体９における環状突出部９０の突出側先端面９０ａが、凹部７に嵌め込まれる第二音響インピーダンス整合層２２における測定用超音波ビームの出力面２２ａと面一となるように設けられている。このため、容器への取付方法に関しては、上記第一実施形態の容器への取付方法と同様の効果が期待できる。
【００５６】
図７は、本発明の第四実施形態を示す断面図である。図７の液体検知ユニット１００は、上記第三実施形態とほぼ同様の構成を有しているが、凹部７を構成する支持体９の環状突出部９０が、第二音響インピーダンス整合層２２のみを係合固定する構成を有しており、その先端面９０ａが第二音響インピーダンス整合層２２の出力面２２ａと面一となるようには設けられていない非常にシンプルな形状を有している。
【００５７】
図８は、本発明の第五実施形態を示す図であり、図８（ａ）が斜視図、図８（ｂ）が図８（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図８（ｃ）が第一及び第二音響インピーダンス整合層２１，２２の嵌め込みを説明する図である。図８の液体検知ユニット１００では、第一音響インピーダンス整合層２１において、凹部２２１が、図８（ｃ）に示すように、容器５に取り付けられた場合に壁部外面５ａと接触する側に開放する（開放部２２１ａ）とともに、該開放部２２１ａが先端面２１ａの中心位置から予め定められた外周方向の外縁まで延出形成され、該外周方向にも開放している（開放部２２１ｂ）。つまり、第一音響インピーダンス整合層２１には、凹部２２１を外周方向の開放部２２１ｂを除く形で取り囲み、容器５の取付側に突出する突出部２２０が形成され、その突出先端面２１ｃが、容器５の壁部外面５ａと接触する。なお、図８（ｃ）は、第一及び第二音響インピーダンス整合層の嵌め込みのみを説明しており、流動性結合剤６を省略して描いている。
【００５８】
また、この凹部２２１に対し嵌め込まれる第二音響インピーダンス整合層２２は、開放部２２１ａからだけではなく、外周方向側の開放部２２１ｂから内向きに進退摺動させる形で着脱可能に固定することができる。この構成によると、第二音響インピーダンス整合層２２を取り外す際に、作業者が該第二音響インピーダンス整合層２２に対しその取り外し方向（図の上方向又は右方向）に直接的に力を作用させることができるので、取り外しが容易となる。
【００５９】
図９は、本発明の第六実施形態を示す図であり、図９（ａ）が斜視図、図９（ｂ）が図９（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。図９では、第二音響インピーダンス整合層２２が、第一音響インピーダンス整合層２１の出力面２１ａ上を転動する形で設けられ、かつ容器５に取り付けられた場合にはその壁部外面５ａ上においても転動可能となるように、予め定められた回転軸線Ｘ周りに回転するローラーとして形成されている。ローラー（第二音響インピーダンス整合層）２２の外周面２２ａには、第一音響インピーダンス整合層２１の出力面２１ａ上及び容器５の壁部外面５ａ上を転動可能な転動面を有している。
【００６０】
ユニット本体１０には、ローラー２２を回転軸線Ｘ周りに回転可能に支持する回転支持部８が設けられている。本実施形態におけるローラー２２は、ユニット本体１０を構成する第一音響インピーダンス整合層２１の出力面２１ａ上にて、その中心位置を含む直線状に配置されるとともに、その配置位置には、当該ローラー２２を嵌め込むことができ、嵌め込まれたローラー２２を回転可能に支持する溝部（凹部）２２１が形成されている。この溝部２２１（８）には流動性結合剤６が充填されており、回転可能に支持されたローラー２２の転動面２２ａは、該流動性結合剤６を介して第一音響インピーダンス整合層２１の出力面２１ａと接触する。つまり、溝部２２１（８）は、流動性結合剤６を収容する流動性結合剤収容部１７として機能している。
【００６１】
また、ローラー２２を回転することにより、その転動面２２ａの各位置に、溝部８（流動性結合剤収容部１７）に収容された流動性結合剤６を付着させることができる。つまり、ローラー２２を１回転するだけで転動面２２ａの全周に流動性結合剤６を付着させることができる。
【００６２】
図１０は、本発明の第七実施形態を示す斜視図である。図１０では、上記第六実施形態とほぼ同様の構成を有し、第二音響インピーダンス整合層２２がローラーとして形成されているが、回転支持部８が支持体９に形成されている点で異なる。具体的に言えば、本実施形態における回転支持部８は、ユニット本体１０を構成する支持体９において、容器５の取り付け側に突出する突出型支持部９９として形成されている。この突出型支持部９９は、超音波出力部１及び第一音響インピーダンス整合層２１を外周側から被う形で内方しており、該第一音響インピーダンス整合層２１よりも容器５側に突出して形成されている。
【００６３】
第一音響インピーダンス整合層２１の出力面２１ａには、流動性結合剤６が塗布されており、該流動性結合剤６を介して第一音響インピーダンス整合層２１とローラー２２とが密着して配置されている。また、支持体９には、突出型支持部９９を含む形で、該出力面２１ａよりも容器５の取り付け側に突出する環状突出部９７が設けられている。これにより、第一音響インピーダンス整合層２１の出力面２１ａに塗布された流動性結合剤６の外部への流出が阻止されている。つまり、環状突出部９７は流動性結合剤流出阻止部として機能する一方で、第一音響インピーダンス整合層２１の出力面２１ａとともに凹状の流動性結合剤収容部１７が形成された形になっている。従って、本実施形態においても、上記第六実施形態と同様、ローラー２２を回転することで、その転動面２２ａの各位置に対し、流動性結合剤収容部１７に収容された流動性結合剤６を付着させることができる。
【００６４】
また、本実施形態におけるローラー２２は、ローラー本体部２４と、該ローラー本体部２４に一体に組み付けられた回転軸部２３とにより構成されている。図１１は、本実施形態に適用可能なローラー構造を例示するものである。ただし、これらの形態に限られるものではない。図１１（ａ）のローラー２２は、ローラー本体部２４の外周面が円筒面ではなく、中心部において膨らむ湾曲面として形成され、その環状の中心部が転動面２２ａとされている。図１１（ｂ）のローラー２２は、転動面２２ａを有するローラー本体部２４の外周面が円筒面をなしている。図１１（ｃ）のローラー２２は、図１０で使用しているローラー２２と同様の形態を有するものであり、転動面２２ａを有するローラー本体部２４の外周面が円筒面をなしている。なお、いずれのローラー２２にも、ローラー本体部２４の回転軸線方向の両端部に、別体の回転軸部２３を挿入可能な回転軸固定用穴部２５，２５が形成されている。このローラー２２をユニット本体１０に取り付ける際には、回転軸部２３，２３を、支持体９の貫通孔部９９ａを貫通する形で当該穴部２５，２５に挿入する形で行う。なお、このときの回転軸部２３，２３は、支持体９の貫通孔部９９ａ，９９ａを貫通し、かつ穴部２５，２５に挿入された状態で、該貫通孔部９９ａ，９９ａ又は穴部２５，２５のいずれかに固定された状態（例えば圧入固定）となるものであってもよい。これにより、ローラー２４の回転を安定して支持できる。また、回転軸部２３，２３を、支持体９の貫通孔部９９ａと穴部２５，２５とから抜き出すことで、ローラー２２をユニット本体１０から取り外すことができる。
【００６５】
なお、ローラー２２の着脱構造は、図１２のようにすることもできる。即ち、ローラー本体部２４の回転軸線方向の両端部に、別体の回転軸部２３を挿入可能な回転軸固定用穴部２５，２５を形成することは図１１のローラーと同様であるが、回転軸部２３，２３の内部に、その回転軸線方向における一方の端部から外部に突出可能な可動部２３ａを設ける点で構造が異なっている。この可動部２３ａは、同じく内部に設けられたばね材料２３ｂにより外部突出側へと付勢されている。そして、このローラー２２をユニット本体１０に取り付ける際には、回転軸部２３，２３を、各可動部２３ａ，２３ａ側を内側に向けた形で支持体９の貫通孔部９９ａ，９９ａを貫通させ、固定する。その上で、各可動部２３ａ，２３ａをばね部材２３ｂ，２３ｂの付勢力に抗して回転軸部２３，２３の内部側に押し込むとともに、両可動部２３ａ，２３ａ間の間隔が広がったところで、その間にローラー本体部２４を配置する。配置完了後は、両可動部２３ａ，２３ａの付勢を解除して、それら両可動部２３ａ，２３ａをローラー本体部２４側に突出させ、回転軸固定用穴部２５，２５に挿入させる。これにより、ローラー２２がユニット本体１０に回転可能に取り付けられた状態となる。他方、取り外す場合は、両可動部２３ａ，２３ａを再び付勢して可動部２３ａ，２３ａ内部に押し込み、その上で、ローラー本体部２４を外す形で行なう。なお、この着脱構造は、図１１（ａ）〜（ｃ）のいずれにも適用可能である。
【００６６】
図１３及び図１４は、本発明の第八実施形態を示す斜視図であり、図１３（ａ）が斜視図、図１３（ｂ）は容器５への取り付け状態を説明する図である。図１３の液体検知ユニット１００では、上記第七実施形態とほぼ同様の構成を有し、第二音響インピーダンス整合層２２がローラーとして形成され、かつその回転支持体８が支持体９に形成されているが、より多量の流動性結合剤６を収容する流動性結合剤収容部１７が形成されている点において異なる。具体的に言えば、第一音響インピーダンス整合層２１の出力面２１ａのうち、ローラー２２により隔てられる左右一方の側に、容器５が取り付けられる側に突出した支持体９により被われる形で流動性結合剤収容部１７が形成されている。
【００６７】
流動性結合剤収容部１７を形成する支持体９は、第一音響インピーダンス整合層２１上の流動性結合剤収容部１７の形成される側の外周部が、容器５に取り付けられる側に突出しつつ、突出型支持部９９に組み付けられたローラー２２の容器５側の端面位置を越えない突出位置にて該ローラー２２側に折り返され、その折り返された先端がローラー２２に対しわずかな隙間を隔てて位置している。そして、突出型支持部９９に一体につながった形態をなしている。この構成によると、上記隙間により、流動性結合剤収容部１７内の流動性結合剤６の流出が抑制されている。ただし、ローラー２２が回転したときには、該隙間から流動性結合剤６の塗布された状態の転動面２２ａが出現する。つまり、この隙間は、ローラー２２の転動面２２ａに付着した流動性結合剤６の流出を許容する程度のものである。なお、流動性結合剤収容部１７の天面部９８の容器５が取り付けられる側の面は平坦面をなしており、図１４に示すように、計測のために容器５に取り付けられた際には該容器５に対し非接触となるとともに、この状態で、容器５の壁部外面上をローラー２２の回転により移動できる。
【００６８】
第一音響インピーダンス整合層２１の出力面２１ａのうち、ローラー２２により隔てられる他方の側（流動性結合剤収容部１７が形成されない側）は、容器５が取り付けられる側に露出している。ただし、露出する出力面２１ａの外周からは、支持体９が、容器５が取り付けられる側に突出して外周壁部を形成しており、ローラー２２とともに当該出力面２１ａを底面とする凹部を形成している。この凹部は、ローラー２２と第一音響インピーダンス整合層２１の出力面２１ａとの界面を介してつながっており、該界面を介して流出してくる流動性結合剤６の収容部（流動性結合剤収容部１７）として機能するといえる。ただし、少なくとも上記界面に流動性結合剤６が存在していればいいのであって、当該集要部に流動性結合剤６が収容されている必要は無い。
【００６９】
なお、本実施形態におけるローラー２２は、回転軸部２３がローラー本体２４に対し着脱可能となっており、全体形状は図１１（ｃ）と同様であり、ローラー２２（ローラー本体２３）の取り外し方法も同様である。また、図１１（ａ）及び（ｂ）のローラー２２を用いてもよい。
【００７０】
上記した第六、第七、第八実施形態によれば、複数箇所において計測する場合に、液体検知ユニット１００を一度容器５に接触させると、その後は、ローラー２２により滑らかに回転移動させることができるので、多数回の計測を行っても傷は生じ難い。また、ローラー２２は回転可能であるから、一部に傷がついた場合には、その部分を接触面としないようにして計測すれば、感度低下を簡易に抑制することができるし、交換頻度を減じることもできる。また、当然このローラー２２はユニット本体１０に対し着脱可能に固定されているから、上記のように用途や事情に応じて交換することも可能であり、汎用性にも優れる。
【００７１】
なお、上記実施形態においては、第一音響インピーダンス整合層に凹部を設け、これに第二音響インピーダンス整合層を嵌め込む形態のものがあるが、逆に、第二音響インピーダンス整合層に凹部を設け、これに第一音響インピーダンス整合層を嵌め込む形態のものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の液体検知ユニットを備える液体検知機能付き容器の一実施形態を示す外観図。
【図２】図１の容器内部を示す部分断面図。
【図３】本発明の液体検知ユニットの第一実施形態を説明する図。
【図４】容器に液体検知ユニットを取り付ける方法を説明する図。
【図５】本発明の液体検知ユニットの第二実施形態を説明する図。
【図６】本発明の液体検知ユニットの第三実施形態を説明する図。
【図７】本発明の液体検知ユニットの第四実施形態を説明する図。
【図８】本発明の液体検知ユニットの第五実施形態を説明する図。
【図９】本発明の液体検知ユニットの第六実施形態を説明する図。
【図１０】本発明の液体検知ユニットの第七実施形態を説明する図。
【図１１】図１０及び図１３の実施形態に適用可能なローラー構造を例示する斜視図。
【図１２】ユニット本体へのローラの組み付け方法を説明する図。
【図１３】本発明の液体検知ユニットの第八実施形態を説明する図。
【図１４】図１３の液体検知ユニットの断面図。
【図１５】本発明の液体検知ユニットを備える液体検知機能付き容器の図１とは異なる一実施形態を示す外観図。
【図１６】本発明の液体検知ユニットを備える液体検知機能付き容器の図１及び図１４とは異なる一実施形態を示す外観図。
【符号の説明】
【００７３】
１００  液体検知ユニット
２００  液体検知機能付き容器
１  超音波トランスジューサ（超音波出力部、残響超音波受信部）
１ａ  超音波送受信面
２  音響インピーダンス整合層
２１  第一音響インピーダンス整合層
２２  第二音響インピーダンス整合層
２２１  凹部
２ａ  出力面
５  容器
５Ａ  容器壁部
５ａ  容器壁部の外面
６  流動性結合剤
７  隙間
８  回転支持部
１７  流動性結合剤収容部
９０  支持体
Ｌ  液体
ＬＶ  液表面
【図１】
2009036623.tif 000003
【図２】
2009036623.tif 000004
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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