JP2016050781A - Liquid level detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、自動車の燃料タンク内の燃料液面の位置を検出する燃料液面検出装置に適用して好適な、液面検出装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid level detection device suitable for application to, for example, a fuel level detection device that detects the position of a fuel level in a fuel tank of an automobile.
従来、タンク内の液体の液面位置を検出する液面検出装置として、例えば、特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1の液面検出装置(超音波液面計)は、タンク内に深さ方向に延びる細い管状の伝送管が設けられ、この伝送管の底部の水密ケースに超音波振動子が装着されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a device described in Patent Document 1 is known as a liquid level detection device that detects a liquid level position of a liquid in a tank. In the liquid level detection device (ultrasonic liquid level meter) of Patent Document 1, a thin tubular transmission tube extending in the depth direction is provided in a tank, and an ultrasonic transducer is attached to a watertight case at the bottom of the transmission tube. ing.
特許文献1では、超音波振動子からパルス状の超音波が伝送管内に発射されると、超音波パルスは液体の液面で反射され、反射した超音波パルスは伝送管を伝わり、超音波振動子によって検出される。そして、超音波振動子から超音波パルスが発射されて検出されるまでの所要時間が換算され、この所要時間に応じて、液面位置が把握されるようになっている。 In Patent Document 1, when a pulsed ultrasonic wave is emitted from an ultrasonic transducer into a transmission tube, the ultrasonic pulse is reflected by the liquid surface, and the reflected ultrasonic pulse is transmitted through the transmission tube to generate ultrasonic vibrations. Detected by children. Then, the time required until the ultrasonic pulse is emitted and detected from the ultrasonic transducer is converted, and the liquid level position is grasped according to the required time.
しかしながら、上記特許文献1では、超音波パルスは液体中を移動するため、発射されて検出されるまでの所要時間は、液体の密度に依存するので、正確な液体の特性を把握しておく必要がある。例えば、使用する液体に応じて、所要時間に対する液面位置の関係を正確に把握しておく必要がある。 However, in the above-mentioned Patent Document 1, since the ultrasonic pulse moves in the liquid, the time required for being detected after being emitted depends on the density of the liquid. Therefore, it is necessary to grasp the accurate characteristics of the liquid. There is. For example, it is necessary to accurately grasp the relationship of the liquid level position to the required time according to the liquid to be used.
また、タンクが傾いたとき、液面で反射された超音波パルスは、伝送管の内壁で反射されながら超音波振動子に戻るので、液面の計測が可能となっているものの、タンクの傾きを計測することはできない。 Also, when the tank is tilted, the ultrasonic pulse reflected on the liquid level returns to the ultrasonic transducer while being reflected on the inner wall of the transmission tube. Cannot be measured.
本発明の目的は、上記問題に鑑み、容器内の液面位置を検出するにあたって、使用する液体の密度に影響されることなく、また、容器の傾きがあった場合にその傾きも検出可能な液面検出装置を提供することにある。 In view of the above problems, the object of the present invention is not affected by the density of the liquid used in detecting the liquid surface position in the container, and can detect the inclination of the container when it is inclined. The object is to provide a liquid level detection device.
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。 In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.
本発明では、容器(10)内に貯留される液体の液面の位置(H)を検出する液面検出装置であって、
容器(10)の底面部(11)と所定の角度(θ1)をもって、底面部(11)の所定位置(O)から液面に向かう方向に、第1の波動を発射する第1発射部(110)と、
第1の波動とは逆の方向で、底面部(11)と所定の角度(θ1)をもって、所定位置(O)から液面に向かう方向に、第2の波動を発射する第2発射部(120)と、
底面部(11)に配置されて、液面で反射して底面部(11)に至る第1の波動の位置(C)、および液面で反射して底面部(11)に至る第2の波動の位置(F)を検知する検知部(130)と、
所定の角度(θ1)、第1の波動の位置(C)、および第2の波動の位置(F)を基にして、液面の位置(H)、および底面部(11)に対する液面の相対的な傾き(θ2、θ3)を算出する算出部(140)とを備えることを特徴としている。
In the present invention, the liquid level detection device detects the position (H) of the liquid level of the liquid stored in the container (10),
A first launching unit that launches a first wave in a direction from the predetermined position (O) of the bottom surface part (11) toward the liquid surface at a predetermined angle (θ1) with the bottom surface part (11) of the container (10). 110)
A second launching unit that launches a second wave in a direction from the predetermined position (O) toward the liquid surface in a direction opposite to the first wave, at a predetermined angle (θ1) with the bottom surface part (11). 120),
A first wave position (C) that is disposed on the bottom surface part (11) and reflects on the liquid surface to reach the bottom surface part (11), and a second wave position that reflects on the liquid surface and reaches the bottom surface part (11). A detection unit (130) for detecting the position (F) of the wave;
Based on the predetermined angle (θ1), the position of the first wave (C), and the position of the second wave (F), the position of the liquid surface (H) and the liquid surface relative to the bottom surface (11) And a calculation unit (140) for calculating relative inclinations (θ2, θ3).
この発明によれば、波動は、直進性を備えており、また、液面に当たったときの入射角度と反射角度とは等しい状態で底面部(11)に至る。よって、算出部(140)は、所定の角度(θ1)と、第1の波動の位置(C)と、第2の波動の位置(F)とを基にして、幾何学的に液面の位置(H)、に加えて底面部(11)に対する液面の相対的な傾き(θ2、θ3)を算出することができる(詳細後述)。液面の相対的な傾き(θ2、θ3)を算出できることで、液面の位置(H)の変化が、本来の液量の変化によるものなのか、容器(10)の傾きによるものなのかを特定することが可能となる。そして、上記算出においては、使用する液体の密度に影響されることがないので、事前に正確な液体の特性を把握しておく必要がない。 According to the present invention, the wave has a straight traveling property, and reaches the bottom surface portion (11) in a state where the incident angle and the reflection angle when hitting the liquid surface are equal. Therefore, the calculation unit (140) geometrically calculates the liquid level based on the predetermined angle (θ1), the first wave position (C), and the second wave position (F). In addition to the position (H), the relative inclination (θ2, θ3) of the liquid surface with respect to the bottom surface portion (11) can be calculated (details will be described later). By calculating the relative inclination (θ2, θ3) of the liquid level, it can be determined whether the change in the position (H) of the liquid level is due to the change in the original liquid amount or the inclination of the container (10). It becomes possible to specify. And in the said calculation, since it is not influenced by the density of the liquid to be used, it is not necessary to grasp | ascertain the exact characteristic of the liquid beforehand.
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment description mentioned later.
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。 A plurality of modes for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In each embodiment, parts corresponding to the matters described in the preceding embodiment may be denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. When only a part of the configuration is described in each mode, the other modes described above can be applied to the other parts of the configuration. Not only combinations of parts that clearly indicate that the combination is possible in each embodiment, but also a combination of the embodiments even if they are not clearly specified unless there is a problem with the combination. It is also possible.
(第1実施形態)
第1実施形態の液面検出装置100について、図1〜図4を用いて説明する。液面検出装置100は、例えば、車両用の燃料タンク10内に貯留される燃料(例えば、ガソリン)の液面の位置を検出(算出)する装置である。燃料タンク10は本発明の容器に対応し、また、燃料は本発明の液体に対応する。
(First embodiment)
The liquid
図1に示すように、燃料タンク10は、例えば、直方体を成しており、底面部11は平面状に形成されている。ここで、以下の説明を理解しやすくするために、燃料タンク10にはxyz座標が定義されている。x軸は底面部11の面に沿う1つの方向(図1中の左右方向)を示す軸であり、y軸は底面部11に直交する方向を示す軸であり、z軸は底面部11の面に沿いx軸に直交する方向(図1中の前後方向)を示す軸である。xyz座標における原点Oは、基準位置(本発明の所定位置)として定義されている。
As shown in FIG. 1, the
液面検出装置100は、第1発光素子110、第2発光素子120、支持部125、受光部130、算出部140等を備えている。
The liquid
第1発光素子110は、第1の波動を発射する第1発射部である。波動は、ここでは光を用いたものとなっている。第1発光素子110は、例えば、レーザ光を発射するレーザポインタが使用されている。第1発光素子110は、例えば、棒状の支持部125によって底面部11から所定距離だけ液面側に離れた位置で、燃料タンク10内の燃料が最少量(Empty)となった場合であっても、燃料に浸る位置となるように固定されている。第1発光素子110は、例えば、xy平面内に含まれるように配置されている。
The first
第1発光素子110は、燃料の液面に向けて第1レーザ光を発射するようになっている。レーザ光が発射される方向は、底面部11における基準位置(原点O)から、例えばxy平面内に含まれて、底面部11と角度θ1をもって液面に至る第1の方向となっている。角度θ1は、本発明の所定の角度に対応する。
The first
第2発光素子120は、第2の波動を発射する第2発射部であり、上記の第1発光素子110と同様の構造を有している。即ち、波動は、ここでは光を用いたものとなっている。第2発光素子120は、レーザ光を発射するレーザポインタが使用されている。第2発光素子120は、支持部125によって底面部11から所定距離だけ液面側に離れた位置で、燃料タンク10内の燃料が最少量(Empty)となった場合であっても、燃料に浸る位置となるように固定されている。第2発光素子120は、例えば、xy平面内に含まれるように配置されており、第1発光素子110に対して、x軸方向にある程度の距離を持って配置されている。よって、第1発光素子110、および第2発光素子120は、共に、xy平面内に含まれるように配置されている。
The second
第2発光素子120は、燃料の液面に向けて第2レーザ光を発射するようになっている。レーザ光が発射される方向は、底面部11における基準位置(原点O)から、例えばxy平面内に含まれ、第1発光素子110における第1の方向とは逆の方向であって、底面部11と角度θ1をもって液面に至る第2の方向となっている。
The second
受光部130は、底面部11に配置された検知部であり、第1発光素子110、および第2発光素子120からそれぞれ発射され、液面で反射し、更に底面部11に至る第1レーザ光、第2レーザ光を検知するようになっている。
The
受光部130は、例えば、基準位置(原点O)を中心とする円形の板部材に、複数の光感素子131が所定の間隔で網目状に配置されて形成されている。受光部130は、複数の光感素子131のうち、受光した光の強度が最も強い光感素子131の位置を第1レーザ光の位置(図2中のC、図3中のG)、および第2レーザ光の位置(図2中のF)として検知するようになっている。
The
複数の光感素子131うち、受光した光の強度が最も強い光感素子131は、第1レーザ光、および第2レーザ光を検知したことを示す検知信号を、後述する算出部140に出力するようになっている。尚、受光した光の強度が最も強い光感素子131が複数、存在する場合は、算出部140は、例えば、基準位置に対するそれら光感素子131の平均的な位置を検知位置として、把握するようになっている。
Among the plurality of
算出部140は、第1、第2レーザ光が発射される際の既知の角度θ1、および受光部130から得られる第1レーザ光の位置C、第2レーザ光の位置Fに基づいて、燃料の液面の位置(図2中のH)、および底面部11に対する液面の相対的な傾き(図2中のθ2、図3中のθ3)を算出するようになっている。算出部140は、予め、燃料の液面の位置H(底面部11から液面までの距離L)、および底面部11に対する液面の相対的な傾きθ2、θ3を算出するための算出式を保有(記憶)している(詳細後述)。
The
また、算出部140は、燃料タンク10内の燃料の体積を算出するための体積算出式を保有している。体積算出式は、液面の位置(液面までの距離L)、液面の相対的な傾きθ2、θ3、および予め把握された燃料タンク10に関する形状特性によって、算出される式となっている。体積算出式における燃料タンク10の形状特性は、例えば、底面部11の面積が、液面までの距離L、および傾きθ2、θ3によって、y軸方向にどのように変化していくか表すものとすることができる。よって、このような形状特性(底面部11の面積変化)を、y軸方向に積分することで、燃料の体積を算出することができるものとなる。
Further, the
次に、上記のように構成される液面検出装置の作動(算出部140における算出要領)について、図2〜図4を加えて説明する。尚、図2、図3は、燃料タンク10が傾いた状態を示しており、ここでは便宜上、液面が底面部11に対して相対的に傾いているように表示している。そして、図2中の傾きθ2は、xy平面上においてx軸に対する傾きを示しており、図3中の傾きθ3は、zy平面上においてz軸に対する傾きを示している。
Next, the operation of the liquid level detection apparatus configured as described above (the calculation procedure in the calculation unit 140) will be described with reference to FIGS. 2 and 3 show a state in which the
また、液面の相対的な傾きがθ2のみを有する場合では、図2に示すように、第1、第2レーザ光は、傾きθ2に応じて、xy平面上を移動する。更に、傾きθ2に対して傾きθ3が加わると、第1、第2レーザ光は、図3、図4に示すように、傾きθ3に応じて、液面(A点、(E点))で反射する際にz軸方向にずれて、底面部11に至る。よって、図2は、z軸方向から投影して見た場合の第1、第2レーザ光を示しており、図3は、x軸方向から投影して見た場合の第1(第2)レーザ光を示している。
In the case where the relative inclination of the liquid surface has only θ2, as shown in FIG. 2, the first and second laser beams move on the xy plane according to the inclination θ2. Further, when the inclination θ3 is added to the inclination θ2, the first and second laser beams are on the liquid surface (point A, point E) according to the inclination θ3, as shown in FIGS. When reflected, it shifts in the z-axis direction and reaches the
図2に示すように、第1発光素子110から発射された第1レーザ光は、角度θ1をもって、あたかも基準位置(原点O)から発射されたようにして液面に進み、A点で反射して、底面部11における第1レーザ光の位置Cに至る。また、同様に、第2発光素子120から発射された第2レーザ光は、角度θ1をもって、あたかも基準位置(原点O)から発射されたようにして、第1レーザ光とは逆方向に液面に進み、E点で反射して、底面部11における第2レーザ光の位置Fに至る。
As shown in FIG. 2, the first laser light emitted from the first
また、図3に示すように、第1発光素子110から発射された第1レーザ光は、あたかも基準位置(原点O)から発射されたようにして液面に進み、A点で反射して、傾きθ3に応じて、底面部11における第1レーザ光の位置Gに至る。第2発光素子120から発射された第2レーザ光も同様である。
Further, as shown in FIG. 3, the first laser light emitted from the first
以下、燃料の液面の位置H(底面部11から液面までの距離L)、および底面部11に対する液面の相対的な傾きθ2、θ3を算出するための算出式について説明する。ここでは、算出式を得るために、図2中におけるOC、OF、OC/OF、および図3中におけるOGの長さ(距離)を、距離L、傾きθ2、傾きθ3を含む数式として導いている。
Hereinafter, calculation formulas for calculating the position H (the distance L from the
まず、図2において、直線ABは、A点からx軸(底面部11)におろされた垂線である。直線ADは、A点で液面に直交してx軸(底面部11)に至る直線である。y軸上において底面部11から液面の位置Hまでの距離をL、更に、液面の位置Hからy軸に沿ってA点に相当する位置に至る距離をMとする。また、図3において、直線AGは、A点で液面に直交してz軸(底面部11)に至る直線である。
First, in FIG. 2, a straight line AB is a perpendicular drawn from the point A to the x-axis (bottom surface portion 11). The straight line AD is a straight line that reaches the x-axis (bottom surface portion 11) perpendicular to the liquid surface at point A. The distance from the
各部の角度は、以下のようになっている。即ち、
∠OAB=π/2−θ1、
∠BAD=θ2、
入射角度=反射角度の関係であることより、
∠OAD=∠DAC=(π/2−θ1)+θ2=π/2−θ1+θ2、
∠BAC=θ2+(π/2−θ1+θ2)=π/2−θ1+2・θ2、である。
The angle of each part is as follows. That is,
∠OAB = π / 2−θ1,
∠BAD = θ2,
From the relationship of incident angle = reflection angle,
∠OAD = ∠DAC = (π / 2−θ1) + θ2 = π / 2−θ1 + θ2,
∠ BAC = θ2 + (π / 2−θ1 + θ2) = π / 2−θ1 + 2 · θ2.
AB、OBにおいて、
(数1)
tanθ1=AB/OB となる。
In AB and OB,
(Equation 1)
tan θ1 = AB / OB
数式1より、
OB=AB/tanθ1=(L+M)/tanθ1 となる。
From Equation 1,
OB = AB / tan θ1 = (L + M) / tan θ1
よって、
(数2)
OB=(L+M)/tanθ1 となる。
Therefore,
(Equation 2)
OB = (L + M) / tan θ1.
また、tanθ2=M/OB であり、
(数3)
M=OB・tanθ2 となる。
Also, tan θ2 = M / OB,
(Equation 3)
M = OB · tan θ2.
数式2に数式3を代入すると、
OB=(L+M)/tanθ1=(L+OB・tanθ2)/tanθ1 となり、
OB・tanθ1=L+OB・tanθ2 となり、
OB(tanθ1−tanθ2)=L となる。
Substituting equation 3 into equation 2,
OB = (L + M) / tan θ1 = (L + OB · tan θ2) / tan θ1
OB · tan θ1 = L + OB · tan θ2
OB (tan θ1−tan θ2) = L
よって
(数4)
OB=L/(tanθ1−tanθ2) となる。
Therefore (Equation 4)
OB = L / (tan θ1-tan θ2)
また、数式1よりAB=tanθ1・OBであり、これに数式4を代入すると、
AB=tanθ1・OB=tanθ1・L/(tanθ1−tanθ2) となる。
Also, from Equation 1, AB = tan θ1 · OB, and when Equation 4 is substituted into this,
AB = tan θ1 · OB = tan θ1 · L / (tan θ1−tan θ2)
よって、
(数5)
AB=tanθ1・L/(tanθ1−tanθ2) となる。
Therefore,
(Equation 5)
AB = tan θ1 · L / (tan θ1−tan θ2)
また、
(数6)
tan(∠BAC)=tan(π/2−θ1+2・θ2)=BC/AB となる。
Also,
(Equation 6)
tan (∠BAC) = tan (π / 2−θ1 + 2 · θ2) = BC / AB
数式5、数式6より、
BC=AB・tan(π/2−θ1+2・θ2)
={tanθ1・L/(tanθ1−tanθ2)}・tan(π/2−θ1+2・θ2) となる。
From Equation 5 and Equation 6,
BC = AB · tan (π / 2−θ1 + 2 · θ2)
= {Tan θ1 · L / (tan θ1−tan θ2)} · tan (π / 2−θ1 + 2 · θ2)
よって、
(数7)
BC={tanθ1・L/(tanθ1−tanθ2)}・tan(π/2−θ1+2・θ2) となる。
Therefore,
(Equation 7)
BC = {tan θ1 · L / (tan θ1−tan θ2)} · tan (π / 2−θ1 + 2 · θ2)
数式4、数式7より、
OC=OB+BC
=L/(tanθ1−tanθ2)+{tanθ1・L/(tanθ1−tanθ2)}・tan(π/2−θ1+2・θ2)
={L+L・tanθ1・tan(π/2−θ1+2・θ2)}/(tanθ1−tanθ2) となる。
From Equation 4 and Equation 7,
OC = OB + BC
= L / (tan θ1−tan θ2) + {tan θ1 · L / (tan θ1−tan θ2)} · tan (π / 2−θ1 + 2 · θ2)
= {L + L · tan θ1 · tan (π / 2−θ1 + 2 · θ2)} / (tan θ1−tan θ2)
よって、
(数8)
OC={L+L・tanθ1・tan(π/2−θ1+2・θ2)}/(tanθ1−tanθ2) となる。
Therefore,
(Equation 8)
OC = {L + L · tan θ1 · tan (π / 2−θ1 + 2 · θ2)} / (tan θ1−tan θ2)
次に、OFにおいては、上記数式8のOCにおいて、θ2を−θ2とすることで、得られる。 Next, the OF can be obtained by setting θ2 to −θ2 in the OC of Expression 8 above.
即ち、
(数9)
OF={L+L・tanθ1・tan(π/2−θ1−2・θ2)}/(tanθ1+tanθ2) となる。
That is,
(Equation 9)
OF = {L + L · tan θ1 · tan (π / 2−θ1-2 · θ2)} / (tan θ1 + tan θ2)
数式8、数式9より、
OC/OF={L+L・tanθ1・tan(π/2−θ1+2・θ2)}
/(tanθ1−tanθ2)
/[{L+L・tanθ1・tan(π/2−θ1−2・θ2)}
/(tanθ1+tanθ2)]
=[(tanθ1+tanθ2)/(tanθ1−tanθ2)]
・[(1+tanθ1・tan(π/2−θ1+2・θ2)
/(1+tanθ1・tan(π/2−θ1−2・θ2)] となる。
From Equation 8 and Equation 9,
OC / OF = {L + L · tan θ1 · tan (π / 2−θ1 + 2 · θ2)}
/ (Tan θ1-tan θ2)
/ [{L + L · tan θ1 · tan (π / 2−θ1-2 · θ2)}
/ (Tan θ1 + tan θ2)]
= [(Tan θ1 + tan θ2) / (tan θ1−tan θ2)]
・ [(1 + tan θ1 · tan (π / 2−θ1 + 2 · θ2)
/ (1 + tan θ1 · tan (π / 2−θ1-2 · θ2)].
よって、
(数10)
OC/OF=[(tanθ1+tanθ2)/(tanθ1−tanθ2)]
・[(1+tanθ1・tan(π/2−θ1+2・θ2)/
(1+tanθ1・tan(π/2−θ1−2・θ2)] となる。
Therefore,
(Equation 10)
OC / OF = [(tan θ1 + tan θ2) / (tan θ1-tan θ2)]
・ [(1 + tan θ1 · tan (π / 2−θ1 + 2 · θ2) /
(1 + tan θ1 · tan (π / 2−θ1-2 · θ2)]
一方、図3に示すように、
(数11)
tanθ3=OG/OA となる。
On the other hand, as shown in FIG.
(Equation 11)
tan θ3 = OG / OA.
また、AO=ABであり、数式11、数式5より、
OG=OA・tanθ3
=AB・tanθ3
={tanθ1・L/(tanθ1−tanθ2)}・tanθ3、となる。
AO = AB, and from
OG = OA · tan θ3
= AB ・ tanθ3
= {Tan θ1 · L / (tan θ1−tan θ2)} · tan θ3.
よって、
(数12)
OG={tanθ1・L/(tanθ1−tanθ2)}・tanθ3 となる。
Therefore,
(Equation 12)
OG = {tan θ1 · L / (tan θ1−tan θ2)} · tan θ3.
算出部140は、上記の説明に基づく数式10、8、9、12を算出式として、予め保有(記憶)している。そして、算出部140は、受光部130から得られる検知信号より、底面部11における第1レーザ光の位置C(G)、および第2レーザ光の位置Fを把握し、xy平面上における距離OC、OF、OGを算出する。
The
そして、算出部140は、数式10にOC、OF、および角度θ1を代入して、傾きθ2を算出する。次に、数式8にOC、および角度θ1、傾きθ2を代入して、液面までの距離L(即ち、液面の位置H)を算出する。あるいは、数式9にOF、および角度θ1、傾きθ2を代入して、液面までの距離L(即ち、液面の位置H)を算出する。更に、数式12にOG、角度θ1、傾きθ2を代入して、傾きθ3を算出する。
Then, the
更に、算出部140は、体積算出式を用いて、上記で得られた液面までの距離L、傾きθ2、θ3、および燃料タンク10に関する形状特性によって、燃料の体積を算出する。
Furthermore, the
算出部140は、上記傾きθ2、θ3、液面の位置H、および燃料タンク10内の燃料の体積を予め定められた所定時間ごとに算出する。
The
以上のように、本実施形態によれば、第1、第2レーザ光(波動)は、直進性を備えており、また、液面に当たったときの入射角度と反射角度とは等しい状態で底面部11に至る。よって、算出部140は、所定の角度θ1と、第1レーザ光の位置C(G)と、第2レーザ光の位置Fとを基にして、幾何学的に(数式10、8、9、12によって)、液面の位置H、に加えて底面部11に対する液面の相対的な傾きθ2、θ3を算出することができる。液面の相対的な傾きθ2、θ3を算出できることで、液面の位置Hの変化が、本来の液量の変化によるものなのか、燃料タンク10の傾きによるものなのかを特定することが可能となる。そして、上記算出においては、使用する液体の密度に影響されることがないので、事前に正確な液体の特性を把握しておく必要がない。
As described above, according to the present embodiment, the first and second laser beams (waves) have a straight traveling property, and the incident angle and the reflection angle when hitting the liquid surface are equal. The
また、本実施形態では、上記のように液面の位置H、および液面の相対的な傾きθ2、θ3を所定の角度θ1と、第1レーザ光の位置C(G)と、第2レーザ光の位置Fとを基にして算出する。よって、底面部11に対する液面の相対的な傾きθ2、θ3が発生する場合でも特許文献1で説明したような伝送管を必要とせず、シンプルな構成とすることができる。
In the present embodiment, as described above, the position H of the liquid level and the relative inclinations θ2 and θ3 of the liquid level are set to the predetermined angle θ1, the position C (G) of the first laser beam, and the second laser. Calculation is based on the position F of light. Therefore, even when the relative inclinations θ2 and θ3 of the liquid surface with respect to the
また、本実施形態では、波動として、光(レーザ光)を用いることで、好適な直進性、反射特性が得られ、理論に一致した結果を算出できる。 In this embodiment, by using light (laser light) as the wave, suitable straightness and reflection characteristics can be obtained, and a result that matches the theory can be calculated.
また、体積算出式によって、燃料の体積が算出可能となることで、燃料の補給等、今後の対応に備えることができる。 In addition, since the volume of the fuel can be calculated by the volume calculation formula, it is possible to prepare for future measures such as fuel supply.
(第2実施形態)
第2実施形態の液面検出装置100Aを図5に示す。第2実施形態は、上記第1実施形態における液面検出装置100に対して、警告部150を追加したものである。
(Second Embodiment)
A liquid
警告部150は、車両の運転者(使用者)に対して、燃料タンク10内の燃料の体積が、少なくなったことを警告する警告手段である。運転者に対する警告は、例えば、ブザー、チャイム、あるいは音声等による注意喚起である。
The
算出部140は、上記第1実施形態で説明したように、燃料タンク10内の燃料の体積が、予め定めた所定体積を下回ったと判定すると、上記警告部150を作動させるようになっている。これにより、運転者は速やかに燃料の補給等の処置を行うことが可能となる。
As described in the first embodiment, when the
(その他の実施形態)
上記第1、第2実施形態では、第1、第2発光素子110、120を用いて、第1、第2発射部から発射する波動を、光(レーザ光)とし、また、発射された光を検知する検知部として受光部130(光感素子131)を用いるものとした。しかしながら、これに限定されることなく、波動としては、音(例えば、超音波)を用いるものとしてもよい。この場合は、第1、第2発射部、および検知部として、音波振動子とすることで対応が可能である。
(Other embodiments)
In the first and second embodiments, the waves emitted from the first and second emitting units using the first and second
また、上記第1実施形態において、燃料タンク10の体積算出にあたっては、省略したものとして、液面の位置Hの大小によって、燃料の体積の大小を把握するものとしてもよい。
Moreover, in the said 1st Embodiment, when calculating the volume of the
10 燃料タンク(容器)
11 底面部
100、100A 液面検出装置
110 第1発光素子(第1発射部)
120 第2発光素子(第2発射部)
130 受光部(検知部)
140 算出部
150 警告部
10 Fuel tank (container)
DESCRIPTION OF
120 2nd light emitting element (2nd emission part)
130 Light receiver (detector)
140
Claims (4)
前記容器(10)の底面部(11)と所定の角度(θ1)をもって、前記底面部(11)の所定位置(O)から液面に向かう方向に、第1の波動を発射する第1発射部(110)と、
前記第1の波動とは逆の方向で、前記底面部(11)と前記所定の角度(θ1)をもって、前記所定位置(O)から液面に向かう方向に、第2の波動を発射する第2発射部(120)と、
前記底面部(11)に配置されて、前記液面で反射して前記底面部(11)に至る前記第1の波動の位置(C)、および前記液面で反射して前記底面部(11)に至る前記第2の波動の位置(F)を検知する検知部(130)と、
前記所定の角度(θ1)、前記第1の波動の位置(C)、および前記第2の波動の位置(F)を基にして、前記液面の位置(H)、および前記底面部(11)に対する前記液面の相対的な傾き(θ2、θ3)を算出する算出部(140)とを備えることを特徴とする液面検出装置。 A liquid level detection device for detecting a position (H) of a liquid level of a liquid stored in a container (10),
A first launch that launches a first wave in a direction from the predetermined position (O) of the bottom surface portion (11) toward the liquid surface at a predetermined angle (θ1) with the bottom surface portion (11) of the container (10). Part (110),
A second wave is emitted in a direction opposite to the first wave, in a direction from the predetermined position (O) toward the liquid surface at a predetermined angle (θ1) with the bottom surface portion (11). Two launchers (120),
The first wave position (C) that is disposed on the bottom surface portion (11), reflects on the liquid surface and reaches the bottom surface portion (11), and reflects on the liquid surface and transmits the bottom surface portion (11). ) To detect the position (F) of the second wave leading to
Based on the predetermined angle (θ1), the position (C) of the first wave, and the position (F) of the second wave, the position (H) of the liquid level and the bottom surface part (11) And a calculation unit (140) for calculating a relative inclination (θ2, θ3) of the liquid level with respect to the liquid level.
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