(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液槽外壁面に液槽内に向けて設置した複数個の超音波探触子と、前記超音波探触子のいずれか１個に接続され超音波を送信する超音波発信手段と、残りの超音波探触子に接続され前記超音波発信手段により発信された超音波パルスの液槽内壁面からの反射パルスを受信する超音波受信手段と、前記超音波受信手段で受信した反射パルスの信号レベル及び伝播時間を各々の超音波受信手段毎に算出する信号検出手段と、前記反射パルスの減衰率と受信側の超音波探触子および送信側の超音波探触子との取り付け位置に基づいて前記液槽内の液位を換算する液位換算手段と、前記液位換算手段で換算された液位を出力する液位出力手段とを備えた超音波液位計測装置であって、
前記液位換算手段は、壁材中伝播経路長と壁材中音速から求められる超音波パルス送信時刻からの遅れ時間により特定された反射回数ごとの多重反射のエコーパルスについて、予めエコーパルス毎に基準値を設定し、その基準値に対する波高変化の割合から求められる減衰率とエコーパルスの多重反射回数に対して内壁面の接する状態の違いによる反射率の違いを基に、液相−壁材界面での反射回教と気相−内壁界面での反射回数とを計算し、多重反射回数に対する液相−壁材界面での反射回数から、送信側探触子と受信側探触子の取り付け位置に対する液位を多重反射位置に対する区間的な相対位置として決定し、反射回数が異なる多重反射エコーパルス毎に求められる液位の相対位置の情報を組み合せることにより、前記液槽内の液位を換算するようにしたことを特徴とする超音波液位計測装置。
【請求項２】
請求項１の発明において、前記液位換算手段は、超音波の波高変化測定のための基準値について、前記超音波探触子間の内壁面がすべて液相に接しているときの反射エコーパルス強度を基準として決定することを特徴とする超音波液位計測装置。
【請求項３】
請求項１の発明において、前記液位換算手段は、超音波の波高変化測定のための基準値について、前記超音波探触子間の内壁面がすべて気相に接しているときの反射エコーパルス強度を基準として決定することを特徴とする超音波液位計測装置。
【請求項４】
請求項１の発明において、前記液位換算手段は、超音波の波高変化測定のための基準値について、前記超音波探触子自身での超音波送受信の結果得られる受信強度に基づき決定することを特徴とする超音波液位計測装置。
【請求項５】
液槽外壁面に液槽内に向けて設置した複数個の超音波探触子と、前記超音波探触子のいずれか１個に接続され超音波を送信する超音波発信手段と、残りの超音波探触子に接続され前記超音波発信手段により発信された超音波パルスの液槽内壁面からの反射パルスを受信する超音波受信手段と、前記超音波受信手段で受信した反射パルスの信号レベル及び伝播時間を各々の超音波受信手段毎に算出する信号検出手段と、前記反射パルスの減衰率と受信側の超音波探触子および送信側の超音波探触子との取り付け位置に基づいて前記液槽内の液位を換算する液位換算手段と、前記液位換算手段で換算された液位を出力する液位出力手段とを備えた超音波液位計測装置であって、
送信側の超音波探触子と超音波発振手段との間および受信側の超音波探触子と超音波受信手段との間に、それぞれ送受信切替回路を設け、送信側の超音波探触子と受信側の超音波探触子とを切り替えるようにしたことを特徴とする超音波液位計測装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のうちいずれか１項の発明において、前記信号検出手段は、液槽壁の内壁からのエコーパルス間のノイズ強度の変化から前記液槽内部の気液二相混合部の有無および幅を推定することを特徴とする超音波液位計測装置。
【請求項７】
請求項６の発明において、前記信号検出手段は、液槽壁の内面からのエコーパルス間のノイズ強度から、予め作成したノイズ強度−ボイド率対応テーブルを参照してボイド率を推定することを特徴とする超音波液位計測装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のうちいずれか１項の発明において、前記液位換算手段は、レファレンスとなる参照強度変化を学習させたニューラルネットワークにより、反射エコーパルス強度の変化から液位を推定することを特徴とする超音波液位計測装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のうちいずれか１項の発明において、各超音波探触子として、複数の小型超音波探触子を並べて構成するフェーズドアレイ型としたことを特徴とする超音波液位計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波を用いてタンクや圧力容器等の液槽内の液位や液面位置を検出する超音波液位計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、タンクや圧力容器等の液槽内の液位測定は、導圧配管を用い液相部と気相部との圧力差を測定することにより換算液位を測定する差圧計測方式が用いられている。
【０００３】
すなわち、図２０において、液槽１の液面Ｃを境界として、気相部Ａから取り出した導圧配管２ａと液相部Ｂから取り出した導圧配管２ｂとの圧力差を差圧伝送器３にて差圧を標準信号（４〜２０mADC）に変換し、液位指示計４にて換算液位を指示する。
【０００４】
また、超音波を用いてタンク及び圧力容器等の液槽１内の液位を計測する超音波液位計測方式がある。この超音波液位計測方式は、液槽１内へ探触子を導入し、液槽１の上部や下部の探触子から発信した超音波の反射時間を計測して液位を求める反射時間計測法、超音波棒導波の共振周波数の変化を計測して液位を求める超音波導波捧共振周波数変化計測法などがある。
【０００５】
一方、タンクや圧力容器等の液槽１外からの液位計測としては、一定位置に対し液位が上か下かというレベルスイッチ方式の液位計測方法がある。このレベルスイッチ方式の技術として、液槽壁面に設置した探触子から超音波送受信により液槽１内の液相の有無を判断する方法がある（Siemens社米国特許No.4,934,191）。
【０００６】
これは、液槽１内に被測定対象である液体がない場合には、水中に超音波が漏洩しないので反射エコーレベルの減少が少ないが、液体がある場合には、水中に超音波が漏洩するために反射エコーレベルが減少することを利用したものである。
【０００７】
すなわち、図２１（ａ）において、液槽壁１ａの内面が気相の場合、液槽壁１ａの構造材中に検出器ＳＥ１から発信された超音波入射波Ｓ１は構造材料と容器内気相部との音響インピーダンスの相違から、図２１（ｂ）に示すように、殆どの超音波が反射し反射波Ｓ２として検出器ＳＥ１に戻ってくる。また、液槽壁１ａの内面が液相の場合、液槽壁１ａの構造村中に検出器ＳＥ２から発信された超音波入射波Ｓ３は構造材料と液槽内の液相部との音響インピーダンスが気相の場合より小さく、液相内に超音波が漏洩波Ｓ５として一部漏洩するので、図２１（ｃ）に示すように、反射波Ｓ４はピーク値の低い値として検出器ＳＥ２に戻ってくる。
【０００８】
超音波式のレベルスイッチ方式は、この気相部と液相部に対する超音波の反射波ピーク値の相違から超音波探触子正面における液槽１の内包液の有無を検出する方式である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の差圧計測方式においては、基準水柱（低圧）側と変動水柱（高圧）側の導圧配管２は水柱内の水の密度が相違すると水位計測上の誤差となることから、各々の配管ルートが異なる温度雰囲気を通らないように極力同一ルートを併走するように施工する必要がある。従って、液槽１及び導圧配管２の内包水の密度条件が計器校正条件と異なった場合、その水位指示に対し運転員側で密度補正を実施し補正する必要がある。また、例えば沸騰水型原子力発電所においては、原子炉圧力容器に水位計測用の導圧孔を設け、さらに原子炉格納容器壁に導圧配管用の貫通部を用意する必要があり、その工事物量は少なくない。また、差圧計測方式は直接水位を測定するのではなく、差圧という間接的な手法で測定している。
【００１０】
ここで、例えば原子炉圧力容器の水位計測においては、狭帯域、広帯域、燃料域、停止域等、その用途や要求仕様に応じて各々差圧伝送器３を多重に設置しており、広レンジ、高精度にて統合できれば物量を大幅に減少させることが可能である。
【００１１】
一方、従来の超音波を用いた超音波液位計測方式は、液槽内への探触子導入の必要性があることから、センサー設置は液槽壁を貫通する加工が必要である。また、液槽外からのレベルスイッチ方式の液位計測方法は、探触子取り付け位置と液位の位置関係から離散的な液位情報しか得られず、連続的な液位情報が得られなかった。また、送信側探触子から１方向に発信された超音波の多重反射の受信による液相の有無を判断しており、超音波送信方向に応じた位置に受信側探触子を設置する必要があり、原子炉の制御信号として用いる液位情報を提供するには不十分であった。
【００１２】
また、超音波しきい値判定型水位計に用いる超音波受発信子は原子炉圧力容器のような高温の液槽の外壁に直接設置する場合、長期間に亘る高温環境の影響が懸念される。
【００１３】
本発明の目的は、被測定対象と非接触で液相内の液位の測定が精度よく行え、しかも耐環境性を向上させた超音波液位計測装置を得ることである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係わる超音波液位計測装置は、液槽外壁面に液槽内に向けて設置した複数個の超音波探触子と、超音波探触子のいずれか１個に接続され超音波を送信する超音波発信手段と、残りの超音波探触子に接続され超音波発信手段により発信された超音波パルスの液槽内壁面からの反射パルスを受信する超音波受信手段と、超音波受信手段で受信した反射パルスの信号レベル及び伝播時間を各々の超音波受信手段毎に算出する信号検出手段と、反射パルスの減衰率と受信側の超音波探触子および送信側の超音波探触子との取り付け位置に基づいて液槽内の液位を換算する液位換算手段と、液位換算手段で換算された液位を出力する液位出力手段とを備えた超音波液位計測装置であって、前記液位換算手段は、壁材中伝播経路長と壁材中音速から求められる超音波パルス送信時刻からの遅れ時間により特定された反射回数ごとの多重反射のエコーパルスについて、予めエコーパルス毎に基準値を設定し、その基準値に対する波高変化の割合から求められる減衰率とエコーパルスの多重反射回数に対して内壁面の接する状態の違いによる反射率の違いを基に、液相−壁材界面での反射回教と気相−内壁界面での反射回数とを計算し、多重反射回数に対する液相−壁材界面での反射回数から、送信側探触子と受信側探触子の取り付け位置に対する液位を多重反射位置に対する区間的な相対位置として決定し、反射回数が異なる多重反射エコーパルス毎に求められる液位の相対位置の情報を組み合せることにより、前記液槽内の液位を換算するようにしたことを特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明に係わる超音波液位測定装置は、請求項１の発明において、液位換算手段は、超音波の波高変化測定のための基準値について、超音波探触子間の内壁面がすべて液相に接しているときの反射エコーパルス強度を基準として決定することを特徴とする。
【００１７】
請求項３の発明に係わる超音波液位測定装置は、請求項１の発明において、液位換算手段は、超音波の波高変化測定のための基準値について、超音波探触子間の内壁面がすべて気相に接しているときの反射エコーパルス強度を基準として決定することを特徴とする。
【００１８】
請求項４の発明に係わる超音波液位測定装置は、請求項１の発明において、液位換算手段は、超音波の波高変化測定のための基準値について、超音波探触子自身での超音波送受信の結果得られる受信強度に基づき決定することを特徴とする。
【００１９】
請求項５の発明に係わる超音波液位測定装置は、液槽外壁面に液槽内に向けて設置した複数個の超音波探触子と、前記超音波探触子のいずれか１個に接続され超音波を送信する超音波発信手段と、残りの超音波探触子に接続され前記超音波発信手段により発信された超音波パルスの液槽内壁面からの反射パルスを受信する超音波受信手段と、前記超音波受信手段で受信した反射パルスの信号レベル及び伝播時間を各々の超音波受信手段毎に算出する信号検出手段と、前記反射パルスの減衰率と受信側の超音波探触子および送信側の超音波探触子との取り付け位置に基づいて前記液槽内の液位を換算する液位換算手段と、前記液位換算手段で換算された液位を出力する液位出力手段とを備えた超音波液位計測装置であって、送信側の超音波探触子と超音波発振手段との間および受信側の超音波探触子と超音波受信手段との間に、それぞれ送受信切替回路を設け、送信側の超音波探触子と受信側の超音波探触子とを切り替えるようにしたことを特徴とする。
【００２０】
請求項６の発明に係わる超音波液位測定装置は、請求項１乃至請求項５のうちいずれか１項の発明において、信号検出手段は、液槽壁の内壁からのエコーパルス間のノイズ強度の変化から液槽内部の気液二相混合部の有無および幅を推定することを特徴とする。
【００２１】
請求項７の発明に係わる超音波液位測定装置は、請求項６の発明において、信号検出手段は、液槽壁の内面からのエコーパルス間のノイズ強度から、予め作成したノイズ強度−ボイド率対応テーブルを参照してボイド率を推定することを特徴とする。
【００２２】
請求項８の発明に係わる超音波液位計測装置は、請求項１乃至請求項７のうちいずれか１項の発明において、液位換算手段は、レファレンスとなる参照強度変化を学習させたニューラルネットワークにより、反射エコーパルス強度の変化から液位を推定することを特徴とする。
【００２３】
請求項９の発明に係わる超音波液位計測装置は、請求項１乃至請求項８のうちいずれか１項の発明において、各超音波探触子として、複数の小型超音波探触子を並べて構成するフェーズドアレイ型としたことを特徴とする。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係わる超音波液位計測装置のブロック構成図である。この第１の実施の形態は多重反射エコーパルス方式で液位を計測するものである。
【００３４】
図１において、液体を貯蔵した液槽壁１ａの外部には２個の超音波探触子５、６が設けられており、その一方の超音波探触子５は超音波発信手段７に接続されている。超音波発信手段７から発生した電気信号は超音波に変換され、超音波探触子５から液槽壁１ａに向けて発信される。図１中の液槽壁面内部での超音波は矢印に示す方向に音線として伝搬する。発信した超音波が液槽壁１ａの内壁面にて反射し、その反射波は再び超音波探触子５、６が接する外壁面に到達し、さらに反射を繰り返す。この過程が壁面中で繰り返される。
【００３５】
反射が繰り返されるときに反射面が液相に接しているときには、液相中に伝播する屈折率が気相への屈折率に比べて大きいため、超音波の反射率が低下する。超音波は、発信角度に応じて超音波探触子間の側壁面の異なる位置で多重反射を経て側面外壁の離れた場所に設置した他方の超音波探触子６で受信される。
【００３６】
このときの多重反射エコーパルスの強度の低下の度合いから、多重反射の間に液相に接した面で反射した回数と気相で反射した回数とを決定し、多重反射回数毎に異なる経路を伝播した複数の超音波エコーパルスから得られる液相下での反射回数の情報を総合する。これにより、結果として単一方向の多重反射では達成できない精度での液位の連続的測定を可能とする。
【００３７】
超音波探触子６で受信された超音波は、後段の超音波受信手段８において、その受信強度に応じた電気信号に変換される。この変換された信号は信号検出手段９に送られる。この時に受信された超音波信号は、図３に示すように反射回数と伝播距離に応じて異なるエコーパルス強度と時間遅れをもっている。
【００３８】
図３において、ベースライン３０を基準としてエコーパルスが変化している。特性曲線３１は１回反射波のエコーパルス、以下同様に、特性曲線３２は２回反射波のエコーパルス、特性曲線３３は３回反射波のエコーパルスであり、図３では１２回反射波までのエコーパルスが示されている。
【００３９】
信号検出手段９では、各反射回数に応じて得られたエコーパルスの信号レベルと超音波到着時間との情報を検出する処理を行なう。超音波の伝播時間情報と振幅情報および超音波探触子５、６の設置位置および設置間隔の情報を基に、次段の液位換算手段１０において液位を算出する処理を行なう。算出された液位の結果は、数値あるいは構造物高さに対する相対的な液位として液位出力手段１１に出力する。
【００４０】
以上の説明では、２個の超音波探触子５、６を用いたものを示したが、３個の超音波探触子による場合の超音波受信について、図２を用いて説明する。図２において、垂直方向に距離をおいて３個の超音波探触子２１、２２、２３を設置し、単一の超音波探触子２１から超音波を発信する。そして、壁面中を伝播した超音波２４、２５を複数位置（２箇所）で受信できるように受信側の超音波探触子２２、２３を配置する。個々の超音波探触子２２、２３に入射する超音波は、液槽壁１ａの壁材中で異なる経路をたどり、液槽内壁面での各超音波音線の反射位置２６、２７がそれぞれの超音波探触子２２、２３のそれぞれの反射回数で異なるため、一対の超音波探触子５、６による送受信の情報を用いる場合よりも情報を多重化でき、結果的に液位測定の精度向上の効果がある。
【００４１】
図４は、図３におけるエコーパルス強度の液位変化に対する変化を示す特性図である。図３中に縦線として示した超音波エコーパルスは、液位の変化に応じて液相−壁材界面での反射回数が変化するため減衰率が変化し、各エコーパルス強度が液位に応じて低下する。
【００４２】
図４において、特性曲線４１は２個の超音波探触子間が完全に気相−壁材界面の時の包絡線波形、特性曲線４２は２個の超音波探触子間の上３／４が気相−壁材界面の時の包絡線波形、特性曲線４３は２個の超音波探触子間の上１／２が気相−壁材界面の時の包絡線波形、特性曲線４４は２個の超音波探触子間の上１／３が気相−壁材界面の時の包絡線波形、特性曲線４５は２個の超音波探触子間が完全に気相−壁材界面の時の包絡線波形である。なお、特性曲線４６は送受信信号のエコーパルス間の平均信号強度である。
【００４３】
すなわち、特性曲線４１〜４５の５種類の異なる液位条件で図３のエコーパルスを測定し、そのエコーパルス強度の変化の様子を示している。図４の横軸は超音波発信時刻からの時間遅れから換算した壁材内壁界面での反射の回数である。
【００４４】
次に、このエコーパルス強度を基にして、水を貯蔵した液槽の外壁面に超音波探触子を設置したときの減衰率の反射回数に応じた変化の様子を図５に示す。水−壁材界面での超音波の反射率は約０．９４、気相（ここでは常温常圧の空気）−壁材界面での超音波反射率はほぼ１．０で全反射に等い。図５では、図４中の特性曲線４１〜４５に対応した減衰率を液位を変化させた場合についてプロツトしている。
【００４５】
図６は、図５の減衰率の変化から換算された液面下での超音波反射回数を示す特性図である。図６では、このデータを基にこの減衰率と一回毎の反射率から水−壁材界面での反射回数を求め、液位を変化させた場合について同様にブロツトしている。
【００４６】
このように、第１の実施の形態においては、液槽外壁面に取り付けた複数個の超音波探触子５、６（２１、２２、２３）を有し、そのうち特定の１個の超音波探触子５（２１）に対して超音波発信手段７を接続し、発信された超音波の内壁面からの反射波を他の超音波探触子６（２２、２３）を介して超音波受信手段８により受信し、超音波受信手段８の出力が信号検出手段９の入力となっている。
【００４７】
超音波発信手段７と超音波受信手段８との分離により、それらに接続された超音波探触子５（２１）と超音波探触子６（２２、２３）との中間位置に存在する気相と液相の界面の位置が多重反射する超音波受信強度の変化となるような配置としている。
【００４８】
さらに、エコーパルス信号の到着時間と信号強度とを検出する信号検出手段９と、その出力信号を基に液位に換算する液位換算手段１０と、換算された液位を出力する液位出力手段１１とを有し、液位換算手段１０では超音波強度の減衰量と超音波探触子５、６の設置位置から液位を換算する機能を有する。
【００４９】
液位換算手段１０は、液槽壁１ａの壁材中伝播経路長と壁材中音速から求められるパルス送信時刻からの遅れ時間により特定された反射回数ごとの多重反射のエコーパルスについて、予めエコーパルス毎に基準値を設定し、その基準値に対する波高変化の割合から求められる減衰率とエコーパルスの多重反射回数に対して内壁面の接する状態の違いによる反射率の違いを基に、液相−壁材界面での反射回数と気相−内壁界面での反射回数を計算し、多重反射回数に対する液相−壁材界面での反射回数から、送信側の超音波探触子と受信側の超音波探触子との取り付け位置に対する液位を多重反射位置に対する区間的な相対位置として決定する。
【００５０】
以下、液位換算手段１０での処理内容を説明する。まず、時間情報からパルス発信から受信までの経路に応じた多重反射回数ｎを算出する。多重反射回数ｎはパルス到着時間のパルス送信時刻に対する遅れ時間τから、次の（１）式から求められる。
【００５１】
【数１】
0003732642.tif 000002
【００５２】
次に、振幅情報から、ｎ回多重反射のうち、液面下での反射回数ｉを算出する。超音波は液槽壁１ａの内側界面において反射するが、反射率は界面の接する内部の状態（液相、気相）により異なる。この性質を利用して、多数回の反射を繰り返した後で受信側の超音波探触子６（２２、２３）に入射した超音波の減衰率と時間情報とから求めた多重反射回数から算出した入射角で反射する超音波の反射率から液面下での反射回数ｉを算出する。
【００５３】
そして、液槽に液体が貯蔵され、液面が送受信探触子の間にあり、液面下での反射回数がｉ回になっているとすると、このときの受信超音波強度Ｉｎは（４）式で表現される。
【００５４】
【数２】
0003732642.tif 000003
【００５５】
上記の（５）式において、液位の変化に応じて変化するのは、液相界面での反射回数ｉの値のみであり、α（θｎ）≠β（θｎ）であれば、ここで挙げた各因子について数値的に推定量を求め、多重反射の後に受信された電気信号強度と上記の数値の代入により、液相での反射回数を求めることができる。この反射回数ｉと、探触子設置位置情報から液面の位置ｌを（５）式の不等式にて換算できる。
【００５６】
【数３】
0003732642.tif 000004
【００５７】
多重反射の回数が異なると超音波の反射する位置が異なることを利用し、複数の多重反射の結果の液位を総合することにより反射回数が異なる多重反射エコーパルス毎に求められる液位に比べてその精度が向上する。
【００５８】
全反射回数ｎと液相での反射回数ｉと、超音波探触子の設置位置情報ｄから液面の位置ｌを（６）式の不等式にて換算できる。
【００５９】
ｄ（２ｉ＋１）／２ｎ＜ｌ＜ｄ｛２（ｉ＋１）＋１｝／２ｎ  …（６）
各多重反射回数ｎに対して、このような不等式により液位の高さ（液位の位置ｌ）を限定できる。
【００６０】
単一の反射回数ｎにより得られる液面の分解能はｄ／ｎであるが、複数の多重反射回数ｎに対して得られる液面不等式の情報の活用により、液面分解能は、各反射回数毎の反射位置の間隔の最小値により決定され、ｄ／２ｎ〜ｄ／２ｎ（ｎ−１）に向上できる。
【００６１】
ここで、液位換算手段１０は、超音波の波高変化測定のための基準値を超音波探触子間の内壁面がすべて液相に接しているときの測定結果のエコーパルス強度を基準した液位換算処理を行なう。これにより、超音波送受信における角度依存性などの補正量の影響を打ち消し合うようにする。これは、図４に示す特性曲線４５の波形（２個の超音波探触子間が完全に気相−壁材界面の時の包絡線波形）を基にして、残りの特性曲線４１〜４４を計算することに相当する。
【００６２】
【数４】
0003732642.tif 000005
【００６３】
これにより、式中の細かいγ、σなどの係数の影響を打ち消し合うことができる。
【００６４】
また、液位換算手段１０は、超音波の波高変化測定のための基準値を超音波探触子間の内壁面がすべて気相に接しているときの測定結果のエコーパルス強度を基準にした液位換算処理を行なうことにより、超音波送受信における角度依存性などの補正量の影響を打ち消し合うようにする。これは、図４に示す特性曲線４１の波形（２個の超音波探触子間が完全に気相−壁材界面の時の包絡線波形）を基にして、残りの特性曲線４２〜４５を計算することに相当する。
【００６５】
【数５】
0003732642.tif 000006
【００６６】
これにより、式中の細かいγ、σなどの係数の影響を打ち消し合うことができる。
【００６７】
また、液位換算手段１０は、各超音波探触子について波高変化測定の基準値を超音波探触子自身での超音波送受信の結果得られる受信強度に基づき補正する。ことにより、超音波探触子の劣化などによる変化の影響を打ち消す。
【００６８】
図７に示すように定期的に送信側の超音波探触子７１および受信側の超音波探触子７２から壁材方向に垂直に超音波７３、７４を送受信し、内部状態が同じときの受信信号強度を信号検出手段９に保持しておく。そして、液位換算手段１０での処理において、この情報を利用することにより、反射回数の評価精度を向上させる。
【００６９】
次に、図８に示すように、超音波の送受信を行う超音波探触子の接続を順次切り替えることができるように、送信側の超音波探触子８１と超音波発振手段７との間および受信側の超音波探触子８２と超音波受信手段８との間に、それぞれ送受信切替回路１２を設ける。
【００７０】
すなわち、多重反射の回数が異なると超音波の反射する位置が異なることを利用し、送信側の超音波探触子８１と受信側の超音波探触子８２とを切り替え、反射回数が異なる多重反射エコーパルス毎に求められる液位の相対位置の情報の組み合せにより推定される液位の区間を狭め、連続的な液位測定をできるようにする。
【００７１】
このように、超音波探触子の送信側と受信側とを順次切り替えることにより、発信側の超音波探触子が異なれば超音波多重反射位置が微妙に異なることを利用し、超音波探触子の配置は同じでも超音波が壁材中を伝播する経路を変えることが可能である。また、各送信毎に得られる波形情報を組み合わせることにより、液位の測定精度の向上および一部の超音波探触子の故障の発見の早期実現、故障した超音波探触子の存在条件下でも他の超音波探触子により、喪失された情報の補足ができる。
【００７２】
次に、図９に示すように、液槽壁１ａの内壁からのエコーパルス間のノイズ強度の変化に基づいて、信号検出手段９により液槽内部の気液二相混合部の有無および幅を推定するようにする。これは、液槽内部の液相に気泡が混入している状態を測定することにより行う。
【００７３】
図９において、送信側の超音波探触子９１から発信された超音波９３は、液槽壁１ａの壁材中を伝播し、液相−壁材界面において反射を起こすが、この場合、混合相中の超音波９４、９５のように一部の超音波が液相中に透過する。混合相中に透過した超音波の進行方向に、気泡９６が存在しない場合には、透過した超音波９５のように液相中をそのまま伝播していく。
【００７４】
一方、超音波の進行方向に気泡９６がある場合には、その超音波９４が混合相中の気泡９６の表面に到達すると気泡９６の表面で反射が起こり、その反射した超音波は、超音波９７のように液槽壁１ａの壁材中に伝播する。この伝播した超音波９７が受信側の超音波探触子９２に入射することで、混合相中の気泡９６の存在を示す超音波の反射波を検出できる。
【００７５】
この反射波９７は壁材中内部のみの反射により入射した超音波に比べて微弱であり、また伝播時間も気相液相中の音速の違いにより異なり、また気泡位置も液相中に広く分布するため、図３に示すエコーパルスにおいてはベースライン３０上の雑音成分に寄与する。すなわち、図４におけるエコーパルス間の平均強度の特性曲線４６の変化から、気泡９６による反射成分の強さを評価でき、気泡９６の存在の有無を測定できる。
【００７６】
このように、信号検出手段９は液槽壁１ａの内壁からのエコーパルス間のノイズ強度の変化を検出する。液槽壁１ａの壁材界面にて液相に透過し、液槽内部の気液二相混合部の気泡表面で反射後、受信側の超音波探触子９２に入射した超音波９７の有無から気液二相混合部の有無を測定する。
【００７７】
液相中に２相状態が形成されているときには、液面下で液相−壁材界面に入射した超音波９４の一部が液相中に透過する。この透過波９４が気泡９６表面において反射し、再び壁材方向に戻ってくる成分を生じる。壁材に液相方向から入射する超音波の一部は壁材中を伝播し、受信側の超音波探触子９２に入射するが、その際に液相での音波速度が壁材中に比べて低いこと、伝播経路が異なることから壁材内部を伝播してきた超音波と異なる遅れ時間を有し、かつ低い超音波強度であることから、これらの状態の有無は、超音波エコーパルスピークには寄与せず、反射回数の異なるエコーパルスの間の散乱超音波成分に寄与する。気泡９６が存在する場合には、この散乱成分が増大することを検出し、２相状態の有無が検出できる。
【００７８】
ここで、図９の条件において、実際の測定条件と同様の体系において気泡９６が液相中に含まれる割合すなわちボイド率を、気泡９６の流量を変化させることにより変化させ、同時に別な手法でボイド率を予め測定しておく。一方、得られた受信信号のノイズ強度を測定し、ノイズ強度−ボイド率の対応テーブルを作成し予め信号検出手段９に記憶しておく。そして、ノイズ強度が変化したときには、このノイズ強度−ボイド率対応テーブルを参照してボイド率を推定する。これにより、迅速にボイド率を推定することができる。
【００７９】
このように、気液二相混合部のボイド率の増大により気泡９６の表面積が増える結果、気泡表面での超音波の反射量が増え、液槽壁１ａの内壁からのエコーパルス間のノイズ強度が増大するという性質を利用して、予め作成したノイズ強度−ボイド率対応テーブルを参照してボイド率を推定する。
【００８０】
次に、図１０は液位換算手段１０にニューラルネットワークを導入したときのアルゴリズムの説明図である。液位換算手段１０は、レファレンスとなる参照強度変化を学習させたニューラルネットワークにより、反射エコーパルス強度の変化から液位を推定する。
【００８１】
図４に示したような液位をパラメータとしたエコーパルス包絡線の特性曲線４１〜４５のような波形が各液位に対応して予め得られているとすると、その波形情報を図１０のピーク形状１０１のように異なる液位に対応する波形形状を入力として、液位を出力とするような誤差逆伝播アルゴリズムに基づくフィードフォワード型人工神経回路網１０２により学習を行なう。そして、学習が終了した人工神経回路網１０４を液位換算手段１０の処理機構として組み込む。これにより、測定された波形形状１０３を入力として液位情報を推定する。
【００８２】
このように、液位換算手段１０としてレファレンスとなる参照強度変化を学習させたニューラルネットワークを採用し、反射エコーパルス強度の変化から液位を推定する。従って、液位をより精度良くかつ迅速に推定できるようになる。
【００８３】
図１１は、超音波探触子としてフェーズドアレイセンサを用いた場合の説明図である。図１１に示すように、小型超音波探触子を並べて構成したフェーズドアレイ超音波探触子１１１、１１２を設置する。これにより超音波１１３が液槽壁１ａの内壁面で反射する位置にフェーズドアレイによる焦点１１４を合わせ、その位置での反射率の相違から液相の有無を検出する。フェーズドアレイにおいて合成超音波発信方向はアレイを構成する超音波探触子の発信時刻の遅れ時間を制御することで実現されており、この遅れ時間を連続的に変化させることで、液槽内壁面での焦点位置１１４を連続的に移動させ、液面の位置を連続的に測定する。
【００８４】
このように、超音波探触子として、複数の小型超音波探触子を並べて構成するフェーズドアレイ型の超音波探触子を用いることにより、液槽壁内面の特定位置にフェーズドアレイから発信した超音波の焦点１１４をあわせ、その位置での液位の有無を高分解能で測定し、さらに焦点位置を連続的に変化させることにより液位の連続的測定を可能とする。
【００８５】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。図１２は本発明の第２の実施の形態を示すブロック構成図である。この第２の実施の形態は連続しきい値判定方式で液位を計測するものである。すなわち、複数個の超音波探触子ＳＥ１〜ＳＥ９を多段に液槽外壁面に液槽内に向けて設置し、超音波送受信手段１３により、これら超音波探触子ＳＥ１〜ＳＥ９を順次切り替えて超音波の送信を行い液槽内面からの反射エコーパルスを超音波探触子の切り替え順序で受信する。そして、信号処理手段１４により超音波送受信手段ＳＥ１〜ＳＥ９からの反射エコーパルスの波高値に基づいて各々の超音波探触子ＳＥ１〜ＳＥ９の正面における液槽内包液の有無を確定して連続した液位を求めるようにしたものである。
【００８６】
超音波送受信手段１３は第１の実施の形態の超音波発信手段７および超音波受信手段８に相当し、複数個の超音波探触子ＳＥ１〜ＳＥ９を順次切り替えて受信する機能を有する。また、信号処理手段１４は第１の実施の形態の信号検出手段９および液位換算手段１０に相当し、順次受信した反射エコーパルスに基づき液位を連続的に求めるものである。
【００８７】
図１２において、液槽１の液槽壁１ａの外面に液槽１内に向けて多段の超音波探触子ＳＥ１、ＳＥ２、ＳＥ３、ＳＥ４、ＳＥ５、ＳＥ６、ＳＥ７、ＳＥ８、ＳＥ９を配置する。超音波送受信手段１３は、これら超音波探触子ＳＥ１〜ＳＥ９を切り替え駆動する切替駆動機能と、超音波探触子ＳＥ１〜ＳＥ９からの信号を受信する受信機能と、所定の周波数で発信される超音波の発信機能とを有する。
【００８８】
信号処理手段１４は、受信信号を所定のしきい値で２値化する検波機能と、２値化した信号に基づいて各々の超音波探触子ＳＥ１〜ＳＥ９の正面の液槽内包液の有無を判定する。そして、これら内包液の有無から液面を確定する機能と、連続した液位を信号処理し外部出力する出力機能を有する。
【００８９】
まず、信号処理手段１４からの駆動信号により超音波送受信手段１３は、超音波探触子ＳＥ１から順番に選択切替し、選択切り替えした超音波探触子から超音波を発信させる。そして、超音波送受信手段１３は、超音波を発信させた超音波探触子から反射波を受信する。
【００９０】
図１２では２番目の超音波探触子ＳＥ２から超音波Ｓ１が発信されたものを示しており、液槽壁１ａから発信された超音波Ｓ１は液槽壁１ａ内を伝播し、液槽１の内面が空気または蒸気相である場合には、発信信号とほぼ同じ波高値の反射波Ｓ２が超音波探触子ＳＥ２に戻ってくる。この反射波Ｓ２の波高値は所定のしきい値より大きいことから、液槽１内の超音波探触子ＳＥ２の正面は、空気または蒸気相であることを判定し記憶する。この液槽１の内包液の有無を判定し終わると、次段の超音波探触子ＳＥ３に切り替える。このようにして、各々の超音波探触子位置での液槽１の内包液の有無を判定する。例えば、超音波探触子ＳＥ６においては、入射波Ｓ３に対し、鉄鋼材と水の音響インピーダンスの差が空気と蒸気の場合と比較し小さいことから、超音波Ｓ３の漏洩波Ｓ５が発生し、超音波探触子ＳＥ６に戻ってくる反射波Ｓ４の波高値が内包液がない場合より小さくなる。このことから、受信した反射波Ｓ４の波高値は所定のしきい値より小さくなり、液槽１内の超音波探触子ＳＥ６の正面には内包液が存在すると判定し記憶する。
【００９１】
このようにして、超音波探触子ＳＥを順次切り替えて内包液の有無の境界点から確定された水面位置を、液位信号として信号処理手段１４から液位出力手段１１に出力する。
【００９２】
すなわち、複数個の超音波探触子ＳＥを多段に設置し、各段の測定（超音波送受信及び信号処理）が完了した後、次段の超音波探触子ＳＥの送受信を開始するタイムシェアリング方式により頂番に液位の有無を確認することで、各超音波探触子ＳＥの超音波干渉を防ぐ。また、測定精度は超音波探触子である圧電素子の構造寸法に依存することから、小型の圧電素子を用いることにより測定精度向上が図れ、多段、一列に超音波探触子を配列し高速スキャンすることで連続的な液位測定が可能となる。
【００９３】
ここで、超音波探触子ＳＥの正面における液槽内包液の有無判定のしきい値は、信号処理手段１４により、超音波の発信パルス波高値を基準として随時決定するようにしている。
【００９４】
図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すように、圧力容器又はタンク等の液槽内包液の有無を判定するしきい値ＥＰは、発信した超音波Ｓ１（Ｓ３）の波高値Ｅ１から減衰分ΔＥ１を減じた値として随時決定し更新する。
【００９５】
例えば、図１３（ａ）において、超音波入射波Ｓ１のパルス波高値Ｅ１に対し、ある一定の減衰分ΔＥ１（３％）を考慮した値をしきい値とする。つまり、しきい値ＥＰはＥ１−ΔＥ１となる。液槽内で超音波探触子正面に内包液が存在しない場合（空気や蒸気相の場合）、液槽の壁内面からの反射波Ｓ２は殆ど減衰しないパルス波高値Ｅ２で受信され、しきい値ＥＰを越えることから、内包液なしと判定する。
【００９６】
また、図１３（ｂ）において、超音波入射波Ｓ３のパルス波高値Ｅ３に対し、ある一定の減衰分ΔＥ３（３％）とすると、その場合のしきい値ＥＰはＥ３−ΔＥ３となる。液槽内で超音波探触子正面に内包液が存在する場合（液相の場合）、液槽１の壁内面からの反射波Ｓ４は液相側への超音波の漏洩分Ｓ５が反射しないことから、パルス波高値Ｅ４が受信され、しきい値ＥＰを下回ることから、内包液ありと判定する。これを全ての超音波探触子ＳＥについて、繰り返すことにより連続した液位を算出する。
【００９７】
以上のような処理を用いることにより、超音波探触子ＳＥの入射波のパルス波高値の経年変化や波高値の不安定性に対応することが可能となる。
【００９８】
また、液槽壁外面に容器内に向けて設置した多段の超音波探触子については、超音波探触子ＳＥの配置を図１４に示すように千鳥状に配置する。図１４（ａ）は液槽壁１ａの側面方向から見た図であり、図１４（ｂ）は液槽壁１ａの平面方向から見た図である。図１４に示すように超音波探触子ＳＥを千鳥状に配列し、このような配列の超音波探触子ＳＥの一列目の超音波探触子ＳＥ(2m-1)と二列目の超音波探触子ＳＥ(2m)とから交互に、つまり、ＳＥ１、ＳＥ２、ＳＥ３、ＳＥ４、ＳＥ５、…の順番にて液位の有無を計測する。これにより、連続的に液位計測を行うことができ、超音波探触子ＳＥの寸法以下の液位を測定することが可能となる。
【００９９】
以上のように、この第２の実施の形態では、多段の超音波探触子ＳＥを設け、連続的に液位計測を行う連続しきい値判定方式であるが、第１の実施の形態における多重反射エコーパルス方式を合わせて採用することも可能である。すなわち、第１の実施の形態における多重エコーパルス方式の機能を超音波送受信手段１３および信号処理手段１４に持たせ、第２の実施の形態における連続しきい値判定方式とを、信号処理手段１４にて切り替えて用いる。これにより、単一装置にて２種類の測定方式を実施できる。
【０１００】
連続的に液位測定する連続しきい値判定方式の構成は、図１２に示したものとと同様である。一方、超音波送受信手段１３は、超音波探触子ＳＥのいずれか１個から超音波を送信して残りの超音波探触子から液槽内壁面からの反射パルスを受信し、信号処理手段１４は、その反射パルスの減衰率と受信側の超音波探触子および送信側の超音波探触子との取り付け位置に基づいて液槽内の液位を求める。これにより、第１の実施の形態における多重反射エコーパルス方式が実現される。
【０１０１】
そして、多重反射エコーパルス方式と連続しきい値判定方式とをタイムシェアリング処理にて切り替えて用いる。従って、常時２種類の異なる測定方式による液位監視の多様化が可能となる。
【０１０２】
例えば、多重反射エコーパルス方式にて、第１回目のフルレンジスキャンが終了し液位が確定した後に、連続しきい値判定方式による液位計測を開始する。これを繰り返し、常時２種類の測定方式で液位を確認することとなる。
【０１０３】
また、通常時は一方の測定方式とし、ある一定期間毎に中央操作室や計器校正室等から遠隔操作により他の測定方式で１点校正や超音波探触子の健全性確認を行う方法として用いることができる。
【０１０４】
ここで、図１２に示したものでは、超音波探触子ＳＥと超音波送受信手段１３との間は駆動信号ケーブルで接続しているが、図１５に示すように、超音波探触子ＳＥの間に次段の超音波探触子ＳＥの駆動タイミング信号を出力するための駆動信号遅延回路１５を設け、１段目の超音波探触子ＳＥ１と超音波送受信手段１３との間は駆動信号ケーブル１６で接続し、残りの超音波探触子ＳＥと超音波送受信手段１３との間は受信専用ケーブル１７で接続し、駆動信号ケーブルを大幅に削減することも可能である。
【０１０５】
図１５において、多段の超音波探触子ＳＥ間に、駆動信号遅延回路１５を各々設け、超音波探触子ＳＥの駆動信号ケーブル１６を１段目の超音波探触子ＳＥ１への１ループとする。これにより、多段に設置された超音波探触子ＳＥ毎の駆動信号ケーブルを大幅に削減することが可能となる。信号処理手段１４から超音波送受信手段１３を介して、ある周波数で発信された超音波探触子ＳＥの駆動信号は超音波探触子ＳＥの駆動用と反射波受信側を一体化した駆動信号ケーブル１６を伝播し、超音波探触子ＳＥ１が駆動され、超音波入射波及び壁面からの反射波がその駆動信号ケーブル１６を伝播し、超音波送受信手段１３を介して信号処理手段１４に入力され、液位の有無を判定しその結果を記憶する。
【０１０６】
次に、最適な遅れ時間に調整された駆動信号遅延回路１５を介して、次段の超音波探触子ＳＥ２が駆動され、超音波入射波及び壁面からの反射波が受信専用ケーブル１７を伝搬し、超音波送受信手段１３を介して信号処理手段１４に入力され液位の有無を判定しその結果を記憶する。こうして、最終段の超音波探触子ＳＥまである最適な遅れ時間で順々に駆動し、その受信信号から信号処理手段１４にて液位を算出し液位出力手段１１に信号出力する。
【０１０７】
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。図１６は第３の実施の形態に係わる超音波液位計測装置の超音波探触子部分の説明図である。この第３の実施の形態は、第１の実施の形態または第２の実施の形態に対し、液槽と材質を同じくし超音波探触子と断面積を同じくした冷却部材を液槽と超音波探触子との間に設けたものである。
【０１０８】
図１６において、被測定対象である圧力容器やタンク（液槽）が高温となる場合を考慮して、超音波探触子ＳＥへの熱伝達を低減するために、冷却部材１８を液槽と超音波探触子との間に設ける。
【０１０９】
すなわち、超音波探触子ＳＥ１〜ＳＥ５を液槽である液槽壁１ａの外面に設置する際に、液槽１と材質を同じくし各超音波探触子ＳＥ１〜ＳＥ５と断面積を同じくした冷却部材１８を液槽壁１ａにロウ付けとし、その冷却部材１８に超音波探触子ＳＥを取り付ける。この冷却部材１８の熱は外気によるフィン効果で放熱される。このように冷却部材１８で液槽である液槽１からの熱を空冷することにより、超音波探触子ＳＥへの熱伝達を低減し、極度の高温状態で特性が劣化することを防ぐ。
【０１１０】
また、第２の実施の形態のように多段の超音波探触子ＳＥを設ける場合においては、図１７に示すように、液槽である液槽の壁１ａと多段の超音波探触子ＳＥとの間に、液槽と材質を同じくし多段の超音波探触子ＳＥに共通の一体型の冷却部材１８を設けるようにする。
【０１１１】
図１７において、各超音波探触子ＳＥの共通の一体型の冷却部材１８を超音波探触子ＳＥ１〜ＳＥ５とロウ付け一体とし、冷却部材１８の両端を液槽壁１ａに溶接した固定治具１９に締付ボルト２０にて取り付ける。これにより、超音波探触子ＳＥの裾付や取り外しを容易にする。また、上部の締付ボルト２０と冷却部村１８の接触面を滑らかにすることにより、液槽の温度状態により垂直方向に伸縮し、超音波液位計測装置事態が破損等に至ることを防止することが可能となる。
【０１１２】
ここで、第２の実施の形態または第３の実施の形態のように多段の超音波探触子ＳＥを設ける場合においては、図１８に示すように、連続的に液槽内の液位を計測する多段の超音波探触子ＳＥに対して、それらの背面にＬＥＤ表示回路２１を設置し、現場のタンクや圧力容器等の液槽の外壁面において液位指示することも可能である。
【０１１３】
図１８において、各々の超音波探触子ＳＥの背面には制御回路２２とＬＥＤ表示回路２１が設置されている。超音波探触子ＳＥが受信した反射波を制御回路２２にて、その超音波探触子ＳＥの正面における液槽内包液の有無判定のしきい値と比較し、その比較結果をＬＥＤ表示回路２１にて表示する。このように、液位の有無を各々出力することで、現場のタンクや圧力容器等の液槽の外壁面にて液位指示することが可能となる。なお、図１８では、図１５に示した超音波液位計測装置に対してＬＥＤ表示回路２１を設置したものを示しているが、図１２、図１４、図１６、図１７に示した超音波液位計測装置に対して、ＬＥＤ表示回路２１を設けるようにしても良いことは言うまでもない。
【０１１４】
次に、図１９に示すように、液槽１の胴部にレベルゲージ方式にて取り出された配管２３を設け、その配管２３の外壁面に超音波探触子ＳＥを設けるようにしても良い。
【０１１５】
例えば、沸騰水型原子力発電所における原子炉圧力容器の胴部より枝管にて取り出された配管２３に対して、その配管２３の外壁面に超音波探触子ＳＥを設ける。つまり、原子炉の圧力容器から超音波探触子ＳＥを離隔することにより、超音波探触子ＳＥの放射線劣化を軽減し、耐熱性を向上させる。
【０１１６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、被測定対象と非接触で液相内の液位の測定が精度よく行え、しかも耐環境性を向上できる。すなわち、原理的にタンクや圧力容器等の液槽外からの非接触液位測定であるので、差圧計測方式の場合の導圧配管用タップは不要となり、また、液位を電気信号として出力することから、差圧式計測のように基準水柱や変動水柱の配管ルートが異なる温度雰囲気を通さず極力同一ルートを併走するようにできる。従って、液槽及び導圧配管の内包水の密度条件が計器校正条件と異なった場合の液位指示に対する密度補正を実施する必要もなくなる。
【０１１７】
また、液槽が沸騰水型原子力発電所の圧力容器である場合には、原子炉液位測定について、原子炉格納容器壁に導圧配管用貫通部を設ける必要もなくなり、その工事物量を削減できる。さらに、測定精度が測定スパンに依存しないことから、用途や仕様別の差圧伝送器を多数設置する必要がなくなり、設備要素の個数を削減することができる。
【０１１８】
また、原子炉圧力容器のような高温の圧力容器に対しては、その外壁に超音波探触子を設置する場合には冷却部材を介在させて設置し、またレベルゲージ方式にて取り出された配管を設けてその配管に超音波探触子を設置することができるので、高温環境における耐久性や又は耐放射線性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる超音波液位計測装置のブロック構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係わる超音波液位計測装置で受信側の超音波探触子を複数個（２個）設けた場合のブロック構成図。
【図３】本発明の第１の実施の形態における超音波受信手段で受信された超音波のエコーパルスの波形図。
【図４】液位変化に対する図３のエコーパルス強度の変化を示す特性図。
【図５】図４のエコーパルス強度の変化から換算された各反射波毎の減衰率を示す特性図。
【図６】図５の減衰率の変化から換算された液面下での超音波反射回数を示す特性図。
【図７】本発明の第１の実施の形態における各超音波探触子について波高変化測定の基準値を超音波探触子自身での超音波送受信の結果得られる受信強度に基づき補正する場合の超音波の送受信の説明図。
【図８】本発明の第１の実施の形態における送信側と受信側の超音波探触子の接続を順次切り替えるための送受信切替回路の説明図。
【図９】本発明の第１の実施の形態におけるタンク内部の気液二相混合部の有無および幅を推定する場合の超音波の散乱の様子の説明図。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における液位換算手段にニューラルネットワークを導入したときのアルゴリズムの説明図。
【図１１】本発明の第１の実施の形態における超音波探触子としてフェーズドアレイセンサを用いた場合の説明図。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係わる超音波液位計測装置のブロック構成図。
【図１３】本発明の第２の実施の形態における信号処理手段での超音波探触子の正面における液槽内包液の有無判定のしきい値の説明図。
【図１４】本発明の第２の実施の形態における複数個の超音波探触子を千鳥状に配置した場合の説明図。
【図１５】本発明の第２の実施の形態における多段の超音波探触子間に駆動信号遅延回路を設けた場合の超音波液位計測装置のブロック構成図。
【図１６】本発明の第３の実施の形態に係わる超音波液位計測装置の超音波探触子部分の説明図。
【図１７】図１６の冷却部材を各々の超音波探触子に共通の一体型の冷却部材とした場合の説明図。
【図１８】本発明の第２の実施の形態または第３の実施の形態に係わる超音波液位計測装置の液槽の外壁面において液位指示する場合の説明図。
【図１９】本発明の第１の実施の形態乃至第３の実施の形態のうちのいずれかに係わる超音波液位計測装置の液槽胴部にレベルゲージ方式にて取り出された配管を設けた場合の超音波探触子の取付の説明図。
【図２０】従来の差圧測定方式で液位を計測する場合の説明図。
【図２１】従来の超音波式のレベルスイッチ方式で液位を計測する場合の説明図。
【符号の説明】
１  圧力容器
２  導圧配管
３  差圧伝送器
４  液位指示計
５、６  超音波探触子
７  超音波発信手段
８  超音波受信手段
９  信号検出手段
１０  液位換算手段
１１  液位出力手段
１２  送受信切替回路
１３  超音波送受信手段
１４  信号処理手段
１５  駆動信号遅延回路
１６  駆動信号ケーブル
１７  受信専用ケーブル
１８  冷却部材
１９  固定金具
２０  締付ボルト
２１  ＬＥＤ表示回路
２２  制御回路
２３  配管
【図１】
0003732642.tif 000007
【図２】
0003732642.tif 000008
【図３】
0003732642.tif 000009
【図４】
0003732642.tif 000010
【図５】
0003732642.tif 000011
【図６】
0003732642.tif 000012
【図７】
0003732642.tif 000013
【図８】
0003732642.tif 000014
【図９】
0003732642.tif 000015
【図１０】
0003732642.tif 000016
【図１１】
0003732642.tif 000017
【図１２】
0003732642.tif 000018
【図１３】
0003732642.tif 000019
【図１４】
0003732642.tif 000020
【図１５】
0003732642.tif 000021
【図１６】
0003732642.tif 000022
【図１７】
0003732642.tif 000023
【図１８】
0003732642.tif 000024
【図１９】
0003732642.tif 000025
【図２０】
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【図２１】
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