JP6826097B2 - 液体レベルのガス組成及び温度が補償された音響測定を提供するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、タンク内の液体のレベル（又は液位）の補償測定を提供するための装置に関する。

タンク内の液体のレベルの補償測定を提供するための装置の一例が国際公開第２００５／０３８４１５号に開示されている。国際公開第２００５／０３８４１５号に記載の装置は、音響信号を送受信するためのトランスデューサと、トランスデューサに接続されていて液体中に延びている導波路とを備える。液体レベルは、基本的には、音速と、トランスデューサから液体の表面（ここで音響信号が反射される）へ送られ、トランスデューサへ戻ってくるまでの音響信号の伝搬時間とに基づいて決定される。音速は、随時変化するガス組成及び温度に依存するため、液体レベルを決定するのに最新の音速が使用される。この最新の音速は導波路内の基準システムによって決定される。さらに、基準システム内のガス組成及び温度は、例えば液体レベルが低い場合、液体の上方に位置する導波路の残りの部分内のガス組成及び温度とは異なることがあるので、タンクにつながっている燃料ポンプを使用して、タンクに由来する流体（つまり燃料）の流れが、使用時に液体よりも上方に位置する導波路の部分内に供給される。燃料の流れは、液体上方の導波路全体にわたって、温度及びガス組成を、ひいては音速を平準化する。これによって、より正確な液体レベルの測定が可能となる。

しかし、燃料ポンプへのアクセスが制限されることがあるので、他の解決手段も必要となる。例えば毛管力を使用する解決手段が、国際公開第２０１５／００４１８４８号に開示されている。国際公開第２０１５／００４１８４８号の装置は、タンク内の液体に由来するガスを保持チャンバ、ひいては導波路の基準部分へ放出するために、毛管引力によってタンク内の液体を収集する吸収要素を備える。

この公知の装置は、ガスの組成及び／又は温度の変化に対して適応するのが遅くなるおそれがあり、このことは音速の平準化効果を最適でないものにしてしまうことが分かった。音速の平準化効果の遅れは、当該装置による音響測定の望ましくない不正確さを暗示する。特に、液体レベルが低く、かつ、液体レベルと例えば導波路の基準部分との間の距離が大きい場合、導波路の測定部分内の音速に実質的に等しい音速を決定する基準部分内のガスの組成及び／又は温度を提供することは依然として難しいままである。

したがって、より正確な音響測定を可能にする、タンク内の液体のレベルの補償音響測定を提供するための装置を提供することが当該技術分野において依然として必要とされている。

本発明の目的は、従来技術における問題を少なくとも部分的に克服すること、及び、改善された液体レベル測定装置、特に、より正確な音響測定を可能にする改善された液体レベル測定装置を提供することである。

以下の説明から明らかになるこれらの目的及び他の目的は、添付の特許請求の範囲に記載の測定装置によって達成される。

本発明の第１の態様によれば、タンク内の液体のレベルのガス組成及び温度が補償された音響測定を提供するための装置が提供される。当該装置は、音響信号を送信するように構成された送信器と、音響信号の反射を受信するように構成された受信器と、送信器から液体表面へ音響信号を案内するため及び音響信号の反射を受信器に戻すように案内するための導波路とを備える。導波路は、送信器に接続された第１の端部、液体中へ延びるように構成された第２の端部、導波路内に配置された基準要素、第１の端部から基準要素まで延びている基準部分、及び基準要素から第２端部に向かって延びている測定部分を備える。当該装置は、さらに、基準部分内の少なくとも１つの入口から測定部分内の少なくとも１つの出口まで延びているチャネルであって、導波路とは独立した流体流れを提供するように導波路から分離されているチャネルと、動作時に、前記少なくとも１つの入口から前記少なくとも１つの出口までの前記チャネル内にガス流を生じるように配置されたガスポンプとを備える。

チャネルは、このように、基準部分と測定部分との間の（導波路自体に加えた）流体接続を提供し、この流体接続を通してガスポンプはガス流を生じる。なお、チャネルが導波路から分離されている限り、チャネルの少なくとも一部が導波路の内側に配置されていてもよい。例えば、チャネルは導波路の内側に配置された管であることができる。

本発明は、導波路の基準部分から導波路の測定部分への流体流れ（主にガスであるが、必ずしもガスであるわけではない）が、導波路全体にわたってガス組成を等しくするのに役立つという認識に基づいている。結果として、本発明に従う装置は、タンク内の液体レベルの音響測定を実施する場合の精度の向上をもたらす。本発明の背後にある思想は、したがって、以前の解決手段の多くが種々の手段によってタンクから基準部分内に直接的又は間接的に流体を導入することを目的としているのに対して、本発明は、基準部分から測定部分へ流体（主にガス）を導くという点で異なる。基準部分と測定部分との間のガス組成の差異はこうして、基準部分から測定部分へ流体流れを生じさせることによって平準化される。

本発明の利点は、液体レベルが低く、及び／又は、液体レベルと基準部分との間の距離が大きい場合であっても、正確な測定が可能になることである。したがって、距離が大きいほどより大きな測定誤差を招くことが理解されるべきである。換言すれば、測定部分と比較して基準部分内のガス組成がわずかに異なる場合、正しい距離と測定距離との差異は、測定する距離が増大するのに伴って増大する。大きい距離とは、これらの状況において、５０ｍｍ超、もしくは１００ｍｍ超、又は２００ｍｍ超であると解釈されるべきである。

もちろん、このシステムは、測定部分に進入した流体の流れが、測定部分のガス、ひいてはガス組成物を強制的に基準部分のガス組成物に進入させ、そして基準部分のガスと混合させるようなループと見なすこともできる。換言すれば、ガスポンプは、測定部分から基準部分へのガスの循環ももたらす。

この場合に、流体とは、ガス又は液体の両方を意味することがある。本発明は、基準部分のガス組成物を測定部分まで移動させるか、又は異なるガス組成物の原因となるもの、例えば蒸発する液体などを基準部分から測定部分まで移動させるというコンセプトに基づいている。したがって、基準部分内のいかなる液体も、基準部分から離れるように輸送することも有利である。それというのも、基準部分内の液体は、基準部分内で実施される基準測定（reference measurements）にとって不都合である場合があるからである。例えば凝縮に起因して、基準部分内に液体が存在することがある。

なお、液体のレベルを決定するために、装置は、さらに、送信器及び受信器に接続された処理回路であって、送信された音響信号と音響信号の受信された反射とに基づいて液体のレベルを決定するように構成された処理回路を備えることができる。あるいは、送信された音響信号及び音響信号の受信された反射に関する情報は、遠隔処理回路、すなわち装置の一部ではない別個の回路へ、周知の通信手段、例えば有線又は無線通信を介して送信される。

少なくとも１つの例示的な実施形態では、ポンプは圧電素子を備える。したがって、このポンプは圧電ポンプと呼ばれることがある。

少なくとも１つの例示的な実施形態では、装置は、基準部分の長手方向の延在部分に沿って配置された複数の入口を備え、これらの複数の入口は、チャネルを介して少なくとも１つの出口に接続されている。基準部分の長手方向の延在に沿って存在するガス組成物の混合物を提供するために、あるいは、少なくとも１つの入口のサイズを小さくするために、複数の入口を有利に使用することができる。複数の入口は、基準部分の長手方向の延在に沿って規則的に又はランダムに互いに離間していることができる。複数の入口を設けることの別の利点は、１つの入口が目詰まりしても、基準部分から測定部分までの流体流れを依然として提供できることである。

少なくとも１つの例示的な実施形態では、装置は、離間しており、かつ、測定部分の長手方向の延在に沿って配置された複数の別々の出口を備えていてもよい。例えば、装置は、さらに、導波路の測定部分の長手方向の延在に沿って配置された内管を備えていてもよい。内管は導波路の別個の部分であってもよく、あるいは導波路の壁に一体的に形成されていてもよい。離間しており、かつ、測定部分の長手方向の延在に沿って配置された複数の別々の出口は、導波路の測定部分に通じる、内管の壁に設けられた複数の貫通孔であることができる。複数の貫通孔は、基準部分に由来する流体の流れが測定部分に進入するのを可能にする。複数の別々の貫通孔を有することによって、複数の出口のそれぞれのサイズを小さくすることができる。ここで注目すべき流れの方向に関するさらなる利点は、動作時に、流体が複数の出口を通って押し出され、これにより、液体中の粒子又は汚染物質によって出口が目詰まりするリスクが低減されることである。それというのも基準部分からの流体は典型的にはガスであるからである。

少なくとも１つの例示的な実施形態では、チャネルが測定部分に沿って延在しており、前記少なくとも１つの出口が、チャネルと測定部分との間でチャネル内に形成されたスリットである。スリットは、測定部分の長手方向の延在に沿って流体の流れを放出するように構成されている。これによって、測定部分の長手方向の延在に沿ったガス組成が実質的に同様になることができる。

少なくとも１つの例示的な実施形態では、複数の出口の各出口のサイズ、又はスリットの幅は、ガスの放出が測定部分の長手方向の延在に沿って実質的に均一であるように構成されている。例えば、第２の端部のより近くに配置された出口から出る流体の流れが減少しないように、複数の出口のサイズ又は直径は、第２の端部へ向かうほど大きくなっていることができる。このことは、液体の表面が第２の端部のほうに近いことが多く、例えばタンクが満杯でないことが多く、また液体の表面から蒸発するガスが異なるガス組成をもたらすために、有利な場合がある。

例えば、装置は、さらに、チャネルに接続された内管を備えていてもよい。この内管は導波路の測定部分の長手方向の延在に沿って配置されている。内管は導波路とは別個の部分であっても、あるいは導波路の壁に一体的に形成されていてもよい。測定部分の長手方向の延在に沿って流体の流れを放出するように形成された少なくとも１つの出口は、そのため、内管の長手方向に沿って、すなわち測定部分の長手方向の延在に沿って延びている細いスリットを備えていてもよい。スリットの幅は、ガスの放出が測定部分の長手方向の延在に沿って実質的に均一であるように構成されていてよい。例えば、スリットの幅は第２の端部へ向かって増大していてもよい。

少なくとも１つの例示的な実施形態では、前記測定部分内に少なくとも部分的に配置された内管の下端部にただ１つの出口が配置されていてもよく、これによって、液体の表面が当該ただ１つの出口よりも上方にあるときに気泡を形成することができる。あるいは、少なくとも１つの出口が、動作時に、液体の表面よりも下方に位置していて気泡を生じるように、複数の出口が形成されていてもよい。気泡がレベル測定を妨害することはない。他方において、気泡は蒸発を増大させるため、導波路内のガスの循環を改善することができる。

少なくとも１つの例示的な実施形態では、少なくとも１つの出口が、前記測定部分の長手方向の延在に沿って下方へ向かって流体の流れを提供するように構成されており、これにより表面が少なくとも１つの出口の下方にある場合に、前記少なくとも１つの出口が、液体の表面に少なくとも部分的に達する流体の噴流を生じるようになっている。したがって、前記少なくとも１つの出口は、通常の動作状態時に、液体の表面よりも上方に配置されているものと理解することができる。測定されるべきレベルの表面に達することにより、出口から供給された流れは、測定部分の長手方向の延在に沿って移動することにより当該表面に達するのに十分な速度を有することができると理解されるべきである。ガス組成は、例えばタンク内の液体の蒸発によって、表面に近いほどより高密度であろう。したがって、流体流れが表面に達するのを可能にすることによって、導波路内のガス組成の混合を改善することができる。

少なくとも１つの例示的な実施形態では、少なくとも１つの出口が、導波路の測定部分の内壁に対して少なくとも部分的に接線方向に流体の流れを向けて測定部分の少なくとも一部にヘリカル流（helical flow）が得られるように配置されている。ヘリカル流は測定部分内の流体、例えばガスの改善された混合をもたらし、これにより導波路内のガス組成の局所的な差異の発生を低減することができる。

少なくとも１つの例示的な実施形態では、導波路の内壁の少なくとも一部が、測定部分の内壁に沿ってスパイラル軌道（spiral track）を形成する。スパイラル軌道は、出口からの流れをヘリカル流に向け直すことができる。例えば、スパイラル軌道は、導波路の測定部分の内壁に対して少なくとも部分的に接線方向に流体の流れを向けるように配置された少なくとも１つの出口と一緒に使用することができる。これによって、測定部分のより大きな部分内にヘリカル流を提供することができる。

少なくとも１つの例示的な実施形態では、装置は、さらに、基準部分と流体接続している保持チャンバ内に配置された吸収要素を備え、当該吸収要素は、タンク内の液体に由来する液体を収集し、当該液体に由来するガスを放出するように構成されている。国際公開第２０１５／００４１８４８号に記載されているものと同じ吸収要素であってよく、また国際公開第２０１５／００４１８４８号に記載されているものと同じ材料及び機能を備える。したがって、吸収要素は、タンク内の液体中に延びるように、そして毛管引力によって液体を収集するように構成された部分を有していてもよい。ガスの放出が基準部分内のガス組成に影響を及ぼすことができるように、吸収要素は、基準部分と流体接続した状態で配置される。タンク内の液体中に延びるように及び毛管引力によって液体を収集するように構成された吸収要素の一部は、導波路を通って延在していてよい。

少なくとも１つの例示的な実施形態では、送信器及び受信器が単一の音響トランスデューサ中に組み込まれている。このようにすると空間が節約され、液体レベル測定装置をより小さくすることができる。さらに、単一の音響トランスデューサは、送受信機能が電線及び／又は他のコンポーネントを共有することを可能にする。例えば、送信器及び受信器は、音響トランスデューサ素子、例えば複動式圧電素子を共有することができる。

少なくとも１つの例示的な実施形態では、送信器が第１の駆動周波数によって駆動され、ポンプが第２駆動周波数によって駆動される。第１及び第２の周波数とは、ここでは、及びこれ以降、２つの別個の周波数又は周波数範囲と理解されるべきである。第１及び第２の周波数又は第１及び第２の周波数範囲は、重なり合いがなく、第１の周波数によってもたらされる測定が第２の周波数におけるポンピングと区別できるように分離される。

送信器及びポンプが対応する共鳴周波数によってのみ活性化されるように、駆動周波数は、それぞれ送信器及びポンプの膜の異なる共鳴モードに関連していることができる。

これによって、ポンプ及び送信器を単一の共有信号ワイヤによって接続することが可能になる。共有信号ワイヤ上の制御信号の周波数が、ポンプと送信器とのどちらが動作可能であるかを決定する。換言すれば、第１の周波数を有する制御信号はトランスデューサを活性化し、これに対して第２の周波数を有する制御信号はポンプを活性化する。必要に応じて、単一の共有信号ワイヤは受信器にも接続される。液体レベル装置が配置され得るタンクの壁を貫通するワイヤの量を低減することが望ましい。換言すれば、ポンプと、送信器と、場合に応じて受信器とを、これらが単一の信号ワイヤを共有するように接続することにより、タンク壁を貫通する開口部の数又は開口部のサイズを低減することができる。

少なくとも１つの例示的な実施形態では、動作時に、第１の周波数及び第２の周波数が単一の共有信号ワイヤで交互に送られる。したがって、動作時に、単一の共有信号ワイヤで送られる信号は両方の周波数を含んでいてもよく、例えば、第１の周波数が第１の時間中に送られ、そして第２の周波数が第２の時間中に送られ、第１及び第２の周波数が交互に続いて送られるように、時分割されていてもよい。

１つの可能な実施形態において、ガスポンプは前記送信器によって形成される（すなわち送信器はポンプとして動作するように構成される）。これによって、ポンプ機能のためのものと同じ圧電素子を、音響トランスデューサ機能のために使用することも可能になり、潜在的にはレベル測定装置を、よりコンパクトに、及び／又は、より低廉にする。異なる共鳴モードに関連する異なる駆動周波数による活性化は、この実施形態において特に有利である。

少なくとも１つの例示的な実施形態では、ガスポンプは、代わりに、測定部分から基準部分までの流体の流れを形成してもよい。すなわち、ガスポンプにより生成された流れの方向を逆転させることができる。このような実施形態は、欧州特許第１６７６１０２号明細書における本発明者による発明によって取り上げられているが、本発明は、異なる別の詳細による代わりの解決手段を提案する。この提案はもちろん、前述の実施形態及び後述の実施形態と組み合わせることができる。

一般的に、詳細な説明又は特許請求の範囲に使用される全ての用語は、特にここで明示的に特に定義しない限り、技術分野における通常の意味に基づいて解釈されなければならない。「a/an/the（要素、装置、構成要素、手段、工程など）」に言及する際には、これらは全て、明示的に特に断らない限り、前記要素、装置、構成要素、手段、工程などの少なくとも１つの例に言及するものとして開放的に解釈されるべきである。

添付の特許請求の範囲及び下記説明を検討すれば、本発明のさらなる特徴及び利点が明らかになる。当業者に明らかなように、本発明の種々異なる特徴を組み合わせることにより、本発明の範囲を逸脱することなしに下記実施形態以外の実施形態を形成することができる。

添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態の例示的及び非制限的な詳細な説明により本発明はよりよく理解されるであろう。なお、図面において同じ参照番号を同様の要素に対して使用する。

図１は、本発明の第１の実施形態に従う装置を少なくとも部分的に断面で示した概略側面図である。 図２は、本発明の別の実施形態に従う装置を少なくとも部分的に断面で示した概略側面図である。 図３ａは、本発明の別の実施形態に従う装置を少なくとも部分的に断面で示した概略側面図である。 図３ｂは、本発明の別の実施形態に従う装置を少なくとも部分的に断面で示した概略側面図である。 図４は、本発明の別の実施形態に従う装置を少なくとも部分的に断面で示した概略側面図である。 図５ａ〜５ｅは、前記実施形態のいずれかに液体レベル測定装置と一緒に使用することができる導波路及び出口を少なくとも部分的に断面で示した斜視図である。

この詳細な説明において、本発明の種々の実施形態に従う液体レベル測定装置を示す図を参照しながら、本発明に従う液体レベル測定装置の実施形態を主に論じる。なお、この詳細な説明は、本発明の範囲を決して限定するものではなく、例えば添付の図面に示された実施形態以外のタイプ又は種類の導波路、ポンプ及び出口を有する他の状況にも適用可能である。さらに、本発明の実施形態と関連して具体的な特徴が述べられることは、本発明の他の実施形態と一緒にこれらの構成要素を有利に使用できないことを意味するものではない。

本発明に従う装置は、タンク内の液体のレベルのガス組成及び温度が補償された音響測定を提供するのに適している。タンク内の液体（特にタンクが燃料タンクの場合にはガソリン又はペトロール（petrol））に由来する流体が蒸発して装置の導波路内へ入る場合には、タンク内の液体レベルの音響測定を妨害しないように、できるだけ迅速にガス組成及び温度の差異を平準化することが重要である。

本発明に従う装置において、当該装置は、導波路の基準部分に由来する流体の流れを導波路の測定部分内へ供給するための手段を備える。こうして、基準部分と測定部分との間のガス組成の差異は、基準部分から測定部分へ流れる流体、例えばガスの流れを生じさせることによって平準化される。もちろん、この系は、測定部分に進入した流体の流れが、測定部分のガス物、ひいてはガス組成物を基準部分のガス組成物に強制的に進入させ、基準部分のガス組成物と混合させるような閉じたループと見なすこともできる。換言すれば、導波路の基準部分に由来する流体の流れを導波路の測定部分内へ供給する手段は、測定部分から基準部分までのガスの循環ももたらす。

後述の少なくとも１つの入口及び少なくとも１つの出口は、断面寸法が、導波路の断面寸法と比較して小さいことが好ましい。それというのも、こうすることによって、後述の少なくとも１つの入口及び少なくとも１つの出口が音響信号及び導波路を通って伝搬する音響信号の反射に及ぼす影響がないか又は最小限であるからである。

図１は、本発明の第１の実施形態に従うタンク１内に配置された液体レベル測定装置を示している。この液体レベル測定装置は、タンク内の液体のガス組成及び温度が補償された音響測定を提供するための装置である。タンク１は、例えば乗り物、例えば車両、トラック、バス、又は船のための燃料タンクであることができる。

液体レベル測定装置は、トランスデューサ１０と、処理回路２０と、ポンプ４０と、筐体５０とを含む。トランスデューサ１０及びポンプは筐体５０内に配置されている。導波路３０は少なくとも部分的に筐体５０内に配置されている。図１では、処理回路２０は筐体５０の外部に配置されている。代わりに、処理回路２０は筐体５０の内側に配置されていてもよい。別の実施形態としては、ポンプ４０は筐体５０の外部に配置されていてもよい。

なお、処理回路２０は液体レベル測定装置の一部であるとこれ以降記述されるものの、処理回路はその代わりに遠隔配置されていてもよく、音響トランスデューサ１０及びポンプ４０の活性化及び制御は、これらの構成要素内に配置された回路によって実施されてもよいことはもちろんである。

トランスデューサ１０は、音響信号を送信し、そして音響信号の反射を受信するように構成されている。トランスデューサ１０は、一般的に電気信号を音響信号又は音響パルスに変換し、そしてまたその逆に変換するように構成された電気音響トランスデューサであることができる。例えば、周波数は平面波伝搬を可能にする周波数であることができる。平面波伝搬は、典型的には、周波数及び導波路の直径の両方に依存する。トランスデューサ１０は、例えば、複動式圧電素子を備えていてもよい。トランスデューサ１０は別々の音響送信器と音響受信器とを備えていてもよい。

図１において、トランスデューサ１０は、タンク１の内側に、より具体的には、液体レベル表面３よりも上方の、タンクの上側部分内に配置されている。あるいは、トランスデューサ１０はタンク１の外側に配置されていてもよい。

電気信号をトランスデューサ１０に供給するため及びトランスデューサ１０からの電気信号を評価するために、処理回路２０がトランスデューサ１０に接続されている。処理回路２０は、送信された音響信号と音響信号の受信された反射とに基づいて液体のレベルを決定するように構成されている。処理回路２０は、タンク１内の液体のレベルを決定するために、集積回路、ＡＤ回路、周波数フィルタなどを含んでもよい。もちろん、処理回路２０の機能の少なくとも一部又は全てがソフトウェア内に組み込まれていることも可能であり、これも本発明の範囲に含まれる。従って、処理回路２０は、プロセッサ及び指示を保存するためのメモリを含んでもよい。メモリは不揮発性メモリであることができる。

図１では、処理回路２０はタンク１の外側に配置されている。あるいは、処理回路２０はタンクの内側に配置されていてもよく、必要に応じてトランスデューサ１０と一体化されていてもよい。

導波路３０は、概して、トランスデューサ１０から液体レベル表面３へ音響信号を案内し、音響信号が反射してトランスデューサへ戻るのを案内するように構成されている。導波路３０は、例えば、音響信号を案内することができるチューブ又は管であることができる。

導波路は、第１の端部３１と第２の端部３２とを備える。第１の端部３１は、音響信号をトランスデューサ１０へ、そしてトランスデューサ１０から案内するために、トランスデューサ１０に接続されている。動作時に、音響信号が液体レベル表面３によって反射されるように、第２の端部３２はタンク１内の液体２中へ延びるか又は沈められるように構成されている。

導波路３０は、さらに第１の端部と第２の端部との間に位置する基準要素３３を備える。基準要素３３は、好ましくは、液体が概ね達し得る導波路３０内の所定の地点よりも上方にトランスデューサ１０から既知の距離で配置されることが好ましい。したがって、基準要素３３は、概して、動作時に、液体レベル表面３よりも上方に配置される。

基準要素３３は、音響信号を反射し、それによって、第１の端部３１と基準要素３３との間に延在する基準部分３４内の基準音速を処理回路２０が決定するのを可能にする基準反射を提供する。

基準要素３３は、例えば、導波路３０内で第１の端部３１から第２端部３２の方向へ伝搬する音響信号を部分的に反射するように構成された小さな突起、例えばピン、もしくはタップ、又はリングなどであることができる。あるいは、基準要素３３は、例えば導波路の断面積の変化であってもよい。

導波路は、さらに、第１の基準要素３３と同様の第２の基準要素（図１には示されていない）を備えていてもよく、それによって、前記第１の端部３１と前記第２の基準要素との間に延在する第２の基準部分内の第２の基準音速を前記処理回路２０が決定するのを可能にする第２の基準反射を提供する。第２の基準要素は基準要素３３と第２の端部３２との間に位置している。

装置はさらなる基準要素を備えていてもよく、さらなる基準要素は、それぞれ第１の基準要素３３及び第２の基準要素と同様に使用することができる。

導波路の基準部分３４、すなわち第１の端部３１と基準要素３３の間に延在する部分は、動作時に液体レベル表面３に面するように意図された底面３７と、動作時に液体レベル表面３の反対側に面するように意図された上面３８とを備える。基準部分３４からの流体をポンプ４０に供給するための少なくとも１つの入口、ここでは単一の入口４１が示されている。入口４１は底面３７に配置されている。あるいは、入口は、上面３８又は基準部分３４の側壁（図示せず）に配置されていてもよい。

国際特許出願公開番号第２００９／０２０４２４号に示されているように、基準部分３４の少なくとも一部が、空間を節約するためにヘリカル又は平坦なスパイラル形状（図１には示されていない）を有することができる。基準部分３４の少なくとも一部は、タンク１の外側に配置されていてもよい（図示せず）。

基準部分３４は、典型的には、送信器、すなわち音響トランスデューサ１０からの音響信号を液体レベル表面に案内するため、及び、音響信号の反射を受信器、すなわち音響トランスデューサ１０に戻すように案内するために、導波路内に配置されている。しかし、基準部分３４は、代わりに、外部基準システムとして使用される別個の導波路内に配置されていてもよい。

ポンプ４０は筐体５０内に配置されており、入口４１と流体接続している。チャネル４２が、ポンプ４０から、測定部分３５内に配置された複数の出口４４へ延びている。あるいは、チャネル４２は入口４１からポンプ４０へ延びていてもよい。チャネル４２は、このように、基準部分３４と測定部分３５との間の流体接続を生じる。ポンプ４０を動作させると、流体は基準部分３４から引き込まれ、そして出口４４を介して測定部分３５内に押し出される。ポンプ４０は、使用時にポンプ４０を操作する処理回路２０に接続されている。ポンプ４０は、ポンピング作用を提供するために圧電素子を備えていてもよい。そのため、ポンプは圧電ポンプと呼ばれることがある。

チャネル４２は、測定部分３５内に配置された管４３に接続されている。この管は内管４３と呼ばれることがある。内管４３は別個の部分であってもよく、それによって、装置の組み立て中に内管４３を導波路３０内へ挿入することが可能になる。あるいは、内管４３は導波路の壁に一体的に形成されてもよく、例えば導波路３０の一部として押し出されてもよい。

図１において、複数の出口４４は内管４３の壁に設けられた貫通孔である。注目すべき重要な点は、動作時に、流体が出口４４を通って吐出され、これによって、出口４４が液体２中の粒子又は汚染物質によって詰まるリスクが軽減されることである。なお、複数の別個の出口４４は離間しており、測定部分３５の長手方向の延在に沿って配置されている。複数の出口４４の各出口は、測定部分３５内への流体の流れの放出が測定部分３５の長手方向の延在に沿って実質的に均一であるように構成されたサイズ又は直径を有することができる。例えば、複数の出口４４から出る流体の流れが第２の端部３２へ向かって減少しないように、複数の出口４４の直径は、第２の端部３２へ向かうほど大きくなっている。

また、図１に示されているように、内管４３の下端部には単一の出口４５が配置されている。単一の出口４５は、好ましくは、動作時に、液面３の下方に配置され、そのため、気泡を形成させることができる。あるいは、出口４４のうちの１つ又は２つ以上が、動作時に液体２の表面３よりも下方に配置されることにより気泡を形成させることができるように配置及び構成されていてもよい。このように、種々異なる実施形態の内管４３が単一の出口４５だけを備えるか、単一の出口４５と複数の出口４４とを備えるか、又は複数の出口４４だけを備えるという組み合わせが可能である。

筐体５０は、導波路３０がタンク内に延びるための開口部を有する。導波路３０のための開口部は、筐体５０と導波路との間のいかなるギャップもふさぐことができる。したがって、導波路３０は、液体２の表面３が上昇及び下降するのに伴って導波路内で通気及び圧力均一化を行うために、筐体５０の近くに通気口３９を有する。通気口３９及び筐体５０は、筐体５０が液体２中に沈められる場合、筐体５０がダイビングベルとして機能するのを可能にする。したがって、通気口３９は筐体５０の近くに配置されている。通気口３９は、液体の表面３が通気口３９に達するまで導波路３０内で液体の表面３が上昇するのを可能にする。その後、筐体５０はダイビングベルとして機能することができる。これにより、液体が筐体５０の一部を満たすというリスクは少なくなる。筐体５０内に液体が存在する場合、特に基準部分３４内に液体が存在する場合には、測定が不正確になってくるので、液体が筐体５０の一部を満たすことは望ましくない。

別の実施形態（図示せず）では、筐体５０が通気開口部を備えていてもよい。あるいは、導波路３０及び筐体５０は、互いに近接して配置された通気開口部を備えることにより、筐体がダイビングベルとして機能するのを可能にすることができる。

先ず、音響トランスデューサ１０を使用した測定サイクルに関連して、次に、ポンプ４０に関連して、図１に示した液体レベル測定装置の例示的動作を以下に説明する。

先ず、処理回路２０によって音響トランスデューサ１０に電気信号又はパルスが供給され、音響トランスデューサ１０が対応する音響信号又は音響パルスを送信する。送信された音響信号は、導波路３０により基準部分３４に沿って液体レベル表面３へ向かって案内される。音響信号の一部は、基準要素３３によって反射されて、導波路３０の基準部分３４を介して音響トランスデューサ１０に向かって戻る。音響信号の別の部分は、液体レベル表面３によって反射されて導波路３０を介してトランスデューサ１０に向かって戻る。音響信号のこれらの２つの反射された部分に応答して、音響トランスデューサ１０は処理回路２０によって処理される対応する電気信号を生じる。

処理回路２０は、先ず、トランスデューサ１０と基準要素３３との間の既知の距離とともに、基準要素３３によって反射された音響信号の部分の通過時間を使用して、基準音速を計算する。次に、処理回路２０は、基準音速と、液体レベル表面３によって反射された信号の部分の通過時間とに基づいて、タンク１内の液体２のレベルを計算する。第２の基準速度を計算してこれをレベル測定に使用することもできる。

測定サイクル中、ポンプ４０は処理回路２０によって連続的又は間欠的に動作される。処理回路２０は、ポンプ４０を動作させるために電気信号又はパルスを送信する。あるいは、ポンプ４０は測定サイクル中には動作されず、測定が行われていない期間に連続的又は間欠的に動作される。これによって、装置に供給することが必要なピーク電力量を低減することができる。なお、音響トランスデューサ１０及びポンプは図１では別個の電気ワイヤによって接続されている。

ポンプ４０の動作によって、基準部分３４内の流体、例えばガスが、入口４１、ポンプ４０を通って引き出され、そしてチャネル４２を通って内管４３内へ押し込まれる。内管４３では、流体が、複数の出口４４から測定部分３５内へ吐出される。測定部分３５内の流体、例えばガスは、こうして置換され、流体の少なくとも一部が基準部分３４へ輸送される。したがって、入口４１、ポンプ４０及び出口４４は、基準部分３４から測定部分３５への流体の循環を達成する。これによって、基準部分３４と測定部分３５との間のガス組成の差異を低減又は最低限にすることができる。

図２は、本発明の別の実施形態に従う液体レベル測定装置を示している。上記のように、同じ参照番号は同一又は同様の要素を示す。図１に示した液体レベル測定装置との主要な相違点のみ以下に説明する。

図２において、液体レベル測定装置は、基準部分３４に配置された複数の入口４１’を備える。複数の入口４１’は、基準部分３４の長手方向の延在に沿って規則的に離間して配置されている。あるいは、複数の入口４１’は、基準部分３４の長手方向の延在に沿ってランダムに離間して配置されていてもよい。複数の入口４１’は、基準部分の長手方向の延在に沿って存在するガス組成物の混合物を提供する。さらに、各入口のサイズは複数の入口４１’を使用することにより減少させることができる。複数の入口４１’も、もし複数の入口４１’のうちの１つ又はいくつかが目詰まりしても、基準部分３４から測定部分３５への流体の流れを提供することを可能にする。

さらに、音響トランスデューサ１０及びポンプ４０は、処理回路２０からの単一の共有信号ワイヤによって接続されている。この液体レベル測定装置は、電力を音響トランスデューサ１０又はポンプ４０に導くための電気部品２１を備える。例えば、音響トランスデューサ１０の送信器を第１の周波数によって駆動させて、ポンプを第２の周波数によって駆動させることができる。したがって、部品２１は、異なる周波数を有する制御信号を分離する１つ又は２つ以上の電気フィルタであることができる。

別の選択肢は、トランスデューサ１０とポンプ４０とを異なる駆動周波数によって活性化することである。この場合、部品２１は単に共有信号ワイヤを音響トランスデューサ１０とポンプ４０とに分割するための電気的接続部であることができる。ただ１つの信号制御信号がトランスデューサ１０及びポンプ４０に直接接続されていてもよく、制御信号の周波数が、トランスデューサとポンプのどちらが活性化されるかを決定する。トランスデューサ及びポンプの駆動周波数が、トランスデューサ及びポンプの膜の異なる共鳴モードに関連づけられていてもよい。一例として、ポンプの駆動周波数はトランスデューサの駆動周波数よりも２倍又は３倍高くてよい。周波数は、典型的には、数１０ｋＨｚのオーダーにある。

第１の周波数及び第２の周波数は、単一の共有信号ワイヤで交互に送ることができる。したがって、単一の共有信号ワイヤで送られる信号は両周波数を含んでもよく、例えば時分割されることにより、第１の周波数が第１の時間中に送られ、そして第２の周波数が第２の時間中に送られ、第１及び第２の周波数は続いて交互に送られるようになっている。換言すれば、音響トランスデューサ１０は第１の時間中に第１の駆動周波数によって活性化され、次に、ポンプ４０は第２の時間中に第２の駆動周波数によって活性化される。上述のように、ポンプは第２の周波数だけに応答するように構成されていてもよく、送信器は第１の周波数だけに応答するように構成される。しかし、もちろん、ポンプ４０が第１の周波数によってわずかな程度まで活性化されるものの、このようなわずかな程度が測定を妨害しないことも可能である。

図３ａは、本発明の別の実施形態に従う液体レベル測定装置を示す。上記のように、同じ参照番号は同一又は同様の要素を示す。図２に示した液体レベル測定装置との主要な相違点のみ以下に説明する。

図３ａの液体レベル測定装置は、さらに、吸収要素６０と、吸収要素６０のための保持チャンバ６１とを備える。保持チャンバ６１は、入口４１’を介して基準部分３４と流体接続している。吸収要素６０は、タンクに由来する液体を収集し、かつ、前記液体に由来するガスを放出するように構成されている。液体は毛管引力によって収集される。保持チャンバ６１は、動作時に、装置内に液体を少なくとも一時的に保持する。入口４１’が、動作時に、保持チャンバ６１と基準部分３４との流体接続部として機能するように、液体は、好ましくは、入口４１’の近くの吸収要素６０中に保持される。動作時に、保持された液体はゆっくりと蒸発することができる。

ポンプ４０は、単一の入口４１によって基準部分に接続されており、そしてさらに、チャネル４２及び出口４５を介して測定部分３５に接続されている。

図３ａに示されているように、吸収要素６０は、保持チャンバ６１の内側に配置された部分６０ａを有する。吸収要素６０は、一片の液体吸収材料、例えばスポンジ状材料、多孔質材料、フェルトなどであることができる。吸収要素６０は、タンク内の液体に由来する液体を収集し、前記液体に由来するガスを放出するように構成されている。吸収要素６０は、さらに、タンク１内の液体２中に延びるように構成された部分６０ｂを有する。吸収要素６０は、タンク内の液体に由来する液体を収集し、そして当該液体に由来するガスを、毛管引力によって、導波路３０内へ、特に基準部分３４内へ輸送することができる。吸収要素６０は、筐体５０の開口部６２を通じて保持チャンバ６１内に達している。筐体５０は、液体２中に沈められた場合にダイビングベルとして機能することができるように、開口部６２は、好ましくは、導波路３０のための開口部の近くに配置される。

あるいは、保持チャンバ６１は、タンク内の液体中へ延びるように構成された少なくとも１つのチューブ（図示せず）を備えていてもよい。この少なくとも１つのチューブは、毛管引力によって、タンク内の液体に由来する液体を収集し、そして当該液体に由来するガスを導波路内へ輸送するのに十分に細いものであることができる。

収集された液体、例えば吸収要素６０により又は少なくとも１つのチューブにより収集された液体は、必要に応じて、例えばタンクの底部に配置された開口容器（図示せず）内に予め収集することができる。典型的には、開口容器はタンクよりも小さな直径を有する。開口容器は、例えば、燃料ポンプを備えた容器であることができる。燃料ポンプを備えた開口容器の高さは、典型的には５ｃｍ〜１５ｃｍの範囲内である。典型的には、例えば燃料ポンプによって能動的に、又は開口容器内に少なくとも部分的に配置された付加的な吸収要素によって受動的に、開口容器に燃料が連続的に充填される。例えば、付加的な吸収要素は、第１の端部がサドルタンクの第１の半部（first half）内に配置された開口容器の内側に位置する状態で、そして第２の端部がサドルタンクの第２の半部（second half）内に位置する状態で配置することができる。サドルタンクの第２の半部は、典型的には、サドルタンクの第１の半部よりも多くの液体を含む。サドルタンクの第２の半部がポンプを備えた付加的な開口容器を備える場合、吸収材料の第２の端部は付加的な開口容器内に配置されていてもよい。

かかる開口容器を含む配置は、液体のレベルがタンク内で非常に低いときに有利な場合があるが、液体レベル表面よりも上方の導波路全体にわたってガス組成及び温度をうまく平準化して正確な音響測定値を得るために、タンク内の液体に由来するガスが依然として必要とされる。

図３ｂは、本発明の別の実施形態に従う液体レベル測定装置を示す。この液体レベル測定装置は、図３ａに示した装置と類似している。相違点は、タンク１内の液体２中へ延びるように構成された部分６０ｂが、導波路３０の内側、すなわち測定部分３５の内側に延びていることである。これによって、付加的な開口部、例えば図３ａの開口部６２を設ける必要がなくなる。

図４は、本発明の別の実施形態に従う液体レベル測定装置を示す。上記のように、同じ参照番号は同一又は同様の要素を示す。実施形態間の主要な相違点のみ以下に説明する。

図４に示す実施形態では、ポンプ及び音響トランスデューサは同一のユニット１００内に組み込まれている。このユニット内には複動式圧電素子１１０が配置されており、複動式圧電素子１１０はポンプ膜１１２に接続されている。第１の共鳴モードに対応する第１の駆動周波数（又は第１の周波数範囲）で動作されると、この膜は音響波の送信器として作用し、第２の共鳴モードに対応する第２の駆動周波数（又は第２の周波数範囲）で動作されると、この膜はガスポンプとして作用する。駆動周波数は典型的には数１０ｋＨｚのオーダーである。第２の駆動周波数は第１の駆動周波数の約２倍又は３倍の高さであることができる。

より具体的には、圧電素子１１０を第２の駆動周波数で振動させた場合、膜１１２によって、ポンプチャンバ１１４内の空気が、内管４３に流体接続されたユニット１００の出口内に押し出される。ユニット１００は導波路３０の第１の端部３１に接続されており、これによって、図４の矢印により示されているように、ユニット１００のポンピング作用により基準部分３４から空気を測定部分３５へ引き込むことが可能になる。

圧電素子１１０を第１の駆動周波数で振動させた場合、膜１１２は、図４に円弧状の波により示した音響波を生じ、これらの音響波は、図１との関連で上述したものと同様に距離を測定するために使用される。

図５ａ〜５ｅは、出口、チャネル、及び測定部分の部品の異なる設計を示す概略図である。上記のように、同じ参照番号は同一又は同様の要素を示す。実施形態間の主要な相違点のみ以下に説明する。

図５ａは、動作時に、液体の表面レベルよりも上方になるように配置された出口４６を示す。出口４６は、測定されるべき液体レベルの表面に達するように流体の流れを提供するように構成されている。出口４６は、出口４６における流体の圧力増加をもたらすためにテーパ形状を有し、これによって、出口から出る流体流れの速度を増大させることができ、ひいては液体の表面に達するのに十分な速度が達成される。

図５ｂは、測定部分３５の内壁３６に対して少なくとも部分的に接線方向に流体の流れを向けるように配置された出口４７を示す。出口４７によってもたらされる流れの方向によって、測定部分３５の少なくとも一部において流体のヘリカル流を得ることができる。ヘリカル流は、測定部分３５の内側で、流体、例えばガスの改善された混合をもたらすことができ、これによって、測定部分３５、ひいては導波路３０内のガス組成の局所的な差異の発生を低減することができる。

図５ｃは、図５ｂにおける出口と同様の出口４８を示す。すなわち、出口４８は、測定部分３５の内壁３６に対して少なくとも部分的に接線方向に流体の流れを向けるように配置されている。しかし、図５ｃでは、測定部分３５の内壁３６にスパイラル軌道３６０が形成されている。スパイラル軌道３６０は、流体の流れをヘリカル流に向け直すのを可能にし、そして、これによって、測定されるべき液体の表面のより近くにヘリカル流を得ることができる。スパイラル軌道３６０は、測定部分３５の長手方向の延在の少なくとも４分の１にわたって、又は測定部分３５の長手方向の延在の少なくとも半分にわたって、又は測定部分３５の長手方向の延在の実質的に全体にわたって延在することができる。

図５ｄは、本発明の別の実施形態に従う測定部分５００を示す斜視図である。図５ｄにおいて、導波路の測定部分５００は、第１のセクション５１０と第２のセクション５２０とを備える。第１のセクション５１０は、タンク内の液体表面のレベルを音響測定するために使用される測定セクション５１０である。第２のセクション５２０は、チャネル４２からの流れを受容し、そして測定部分の長手方向の延在に沿って第１及び第２のセクション５１０，５２０を接続するスリット５２０を介して、第１のセクション５１０内へ流れを放出するように構成されている。スリット５３０の幅は、測定部分３５の長手方向に沿って実質的に均一であることができる。あるいは、スリット５３０は、導波路の第２の端部３２へ向かって幅が大きくなるように、テーパ状であってもよい。

図５ｄにおいて、第２のセクションは、長手方向スリット５３０を有する内管により形成することができる。あるいは、第２のセクションは、２つの円弧状部分が互いに向かって内壁から延びてこれら２つの円弧状部分の間にスリットを形成するように、導波路によって形成されていてもよい。

図５ｅは、図５ｄと同様の導波路５５０の一実施形態を示している。相違点は、チャネル４２からの流れを受容し、そして測定部分の長手方向の延在に沿って第１のセクション５１０と第２のセクション５２０とを接続するスリット５３０を介して第１のセクション５１０内へ流れを放出するように構成された外管によって第２のセクション５２０が形成されている点である。換言すれば、測定部分の長手方向の延在に対して垂直な断面で見た場合に、測定部分は８の字の形状に似ているように見える。スリット５３０の幅は、測定部分３５の長手方向に沿って実質的に均一であることができる。あるいは、スリット５３０は、導波路の第２の端部３２へ向かって幅が大きくなるように、テーパ状であってもよい。図示した外管は、導波路の壁と一体的に形成されており、そのため、導波路５５０は押出しによって製造することができる。あるいは、外管、例えば第２のセクション５２０は、適切な取付け手段、例えば溶接、接着などによって、導波路に取り付けられた別個の管によって形成されていてもよい。

図面に示されていない一実施形態において、２つの装置が一緒に配置されてもよい。かかる配置は、例えばサドルタンクにおいて適している場合がある。あるいは、装置は共通のトランスデューサを含んでもよいが、国際特許出願公開第０８／００８０１９号に示されている装置と同様に、２つの導波路を備えていてもよい。

図示されていない少なくとも１つの例示的な実施形態において、測定部分が第２の端部へ向かって広がっているように第２の部分はテーパ状であってもよい。したがって、測定部分は測定コーンを形成することができ、この場合、基底部が導波路の第２の端部である。

本発明が上記好ましい実施態様に決して限定されないことは、当業者には明らかである。反対に、添付の請求の範囲内で数多くの改変形及び変更形が可能である。例えば音響パルスが記載の実施態様で使用されているが、本発明の測定装置は他の測定モード、例えば定在波と一緒に使用することもできる。また、上記実施態様及び変更形はいくつかの形式で組み合わせることもできる。
本発明に関連する発明の実施態様の一部を以下に示す。
［態様１］
タンク（１）内の液体表面（３）のレベルのガス組成及び温度が補償された音響測定を提供するための装置であって、前記装置は、
− 音響信号を送信するように構成された送信器（１０）と、
− 前記音響信号の反射を受信するように構成された受信器（１０）と、
− 前記送信器（１０）から前記液体表面（３）へ音響信号を案内するため、及び、前記音響信号の反射を前記受信器（１０）に戻すように案内するための導波路（３０）と、
を備え、前記導波路（３０）が、
− 前記送信器（１０）に接続された第１の端部（３１）、
− 前記液体（２）中へ延びるように構成された第２の端部（３２）、
− 前記導波路（３０）内に配置された基準要素（３３）、
− 前記第１の端部（３１）から前記基準要素（３３）まで延びている基準部分（３４）、及び
− 前記基準要素（３３）から前記第２の端部（３２）に向かって延びている測定部分（３５）
を備え、
前記基準部分（３４）内の少なくとも１つの入口（４１，４１’）から前記測定部分（３５）内の少なくとも１つの出口（４４，４５，４６，４７，４８，５３０）まで延びているチャネル（４２）であって、前記導波路とは独立した流体流れを提供するように前記導波路から分離されているチャネル（４２）と、
動作中、前記少なくとも１つの入口（４１，４１’）から前記少なくとも１つの出口（４４，４５，４６，４７，４８，５３０）までの前記チャネル（４２）内にガス流を生じるように配置されたガスポンプ（４０）と、
により特徴づけられる、装置。
［態様２］
前記チャネルの少なくとも一部が前記導波路の内側に配置されている、態様１に記載の装置。
［態様３］
前記基準部分（３４）の長手方向の延在に沿って配置された複数の入口（４１’）を備え、前記複数の入口（４１’）が前記チャネル（４２）を介して前記少なくとも１つの出口（４４，４５，４６，４７，４８，５３０）に接続されている、態様１又は２に記載の装置。
［態様４］
離間しており、かつ、前記測定部分（３５）の長手方向の延在に沿って配置された複数の別個の出口（４４）を備える、態様１〜３のいずれか一項に記載の装置。
［態様５］
前記チャネル（４２）の一部が前記測定部分（３５）に沿って延びており、前記少なくとも１つの出口が前記チャネルと前記測定部分（３５）との間の細長いスリット（５３０）である、態様１〜３のいずれか一項に記載の装置。
［態様６］
各出口（４４）のサイズ又は前記スリット（５３０）の幅は、ガスの放出が前記測定部分（３５）の長手方向の延在に沿って実質的に均一であるように構成されている、態様４又は５に記載の装置。
［態様７］
前記測定部分（３５）の下端にただ１つの出口（４５）を備えており、前記液体の表面（３）が前記１つの出口（４５）よりも上方にあるときに気泡が形成される、態様１〜３のいずれか一項に記載の装置。
［態様８］
前記チャネル（４２）が、前記測定部分（３５）内に少なくとも部分的に配置された内管（４３）を備え、前記１つの出口（４５）が前記内管（４３）の下側開口部により形成されている、態様７に記載の装置。
［態様９］
前記少なくとも１つの出口（４６）が、前記測定部分（３５）の長手方向の延在に沿って下側方向にガスの流れを提供するように構成されており、前記表面が前記出口（４６）の下方にあるときに前記出口（４６）が前記液体の表面に少なくとも部分的に達する噴流を生じる、態様１〜６のいずれか一項に記載の装置。
［態様１０］
前記少なくとも１つの出口（４７，４８）が、前記導波路の測定部分（３５）の内壁（３６）に対して少なくとも部分的に接線方向に流体の前記流れを向けて前記測定部分（３５）の少なくとも一部にヘリカル流が得られるように配置されている、態様９に記載の装置。
［態様１１］
さらに、前記基準部分（３４）と流体接続している保持チャンバ（６１）内に配置された吸収要素（６０）を備え、前記吸収要素（６０）が、前記タンク（１）内の液体（２）に由来する液体を収集し、かつ、前記液体に由来するガスを放出するように構成されている、態様１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
［態様１２］
前記送信器及び前記受信器が単一の音響トランスデューサ（１０）中に組み込まれている、態様１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
［態様１３］
前記ガスポンプが前記送信器（１００）によって形成されている、態様１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
［態様１４］
前記送信器及びガスポンプがただ１つの圧電素子（１１０）を備えている、態様１３に記載の装置。
［態様１５］
前記送信器（１０，１００）が第１の駆動周波数によって駆動され、前記ポンプ（４０，１００）が第２の駆動周波数によって駆動される、態様１〜１４のいずれか一項に記載の装置。
［態様１６］
前記ポンプ（４０，１００）及び前記送信器（１０，１００）が単一の共有信号ワイヤによって接続されており、前記共有信号ワイヤ上の制御信号の周波数が、前記ポンプと送信器とのどちらが動作可能であるかを決定する、態様１５に記載の装置。

Claims (16)

1. タンク（１）内の液体表面（３）のレベルのガス組成及び温度が補償された音響測定を提供するための装置であって、前記装置は、
   − 音響信号を送信するように構成された送信器（１０）と、
   − 前記音響信号の反射を受信するように構成された受信器（１０）と、
   − 前記送信器（１０）から前記液体表面（３）へ音響信号を案内するため、及び、前記音響信号の反射を前記受信器（１０）に戻すように案内するための導波路（３０）と、
   を備え、前記導波路（３０）が、
   − 前記送信器（１０）に接続された第１の端部（３１）、
   − 前記液体（２）中へ延びるように構成された第２の端部（３２）、
   − 前記導波路（３０）内に配置された基準要素（３３）、
   − 前記第１の端部（３１）から前記基準要素（３３）まで延びている基準部分（３４）、及び
   − 前記基準要素（３３）から前記第２の端部（３２）に向かって延びている測定部分（３５）
   を備え、
   前記基準部分（３４）内の少なくとも１つの入口（４１，４１’）から前記測定部分（３５）内の少なくとも１つの出口（４４，４５，４６，４７，４８，５３０）まで延びているチャネル（４２）であって、前記導波路とは独立した、前記基準部分と前記測定部分との間の流体接続を提供するように、前記導波路から分離されているチャネル（４２）と、
   動作中、前記少なくとも１つの入口（４１，４１’）から前記少なくとも１つの出口（４４，４５，４６，４７，４８，５３０）までの前記チャネル（４２）内にガス流を生じるように配置されたガスポンプ（４０）と、
   により特徴づけられる、装置。
2. 前記チャネルの少なくとも一部が前記導波路の内側に配置されている、請求項１に記載の装置。
3. 前記基準部分（３４）の長手方向の延在に沿って配置された複数の入口（４１’）を備え、前記複数の入口（４１’）が前記チャネル（４２）を介して前記少なくとも１つの出口（４４，４５，４６，４７，４８，５３０）に接続されている、請求項１又は２に記載の装置。
4. 離間しており、かつ、前記測定部分（３５）の長手方向の延在に沿って配置された複数の別個の出口（４４）を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記チャネル（４２）の一部が前記測定部分（３５）に沿って延びており、前記少なくとも１つの出口が前記チャネルと前記測定部分（３５）との間の細長いスリット（５３０）である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
6. 各出口（４４）のサイズ又は前記スリット（５３０）の幅は、ガスの放出が前記測定部分（３５）の長手方向の延在に沿って実質的に均一であるように構成されている、請求項４又は５に記載の装置。
7. 前記チャネル（４２）は、前記測定部分（３５）の下端にただ１つの出口（４５）を備えており、前記液体の表面（３）が前記１つの出口（４５）よりも上方にあるときに気泡が形成される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記チャネル（４２）が、前記測定部分（３５）内に少なくとも部分的に配置された内管（４３）を備え、前記１つの出口（４５）が前記内管（４３）の下側開口部により形成されている、請求項７に記載の装置。
9. 前記少なくとも１つの出口（４６）が、前記測定部分（３５）の長手方向の延在に沿って下側方向にガスの流れを提供するように構成されており、前記表面が前記出口（４６）の下方にあるときに前記出口（４６）が前記液体の表面に少なくとも部分的に達する噴流を生じる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記少なくとも１つの出口（４７，４８）が、前記導波路の測定部分（３５）の内壁（３６）に対して少なくとも部分的に接線方向に流体の前記流れを向けて前記測定部分（３５）の少なくとも一部にヘリカル流が得られるように配置されている、請求項９に記載の装置。
11. さらに、前記基準部分（３４）と流体接続している保持チャンバ（６１）内に配置された吸収要素（６０）を備え、前記吸収要素（６０）が、前記タンク（１）内の液体（２）に由来する液体を収集し、かつ、前記液体に由来するガスを放出するように構成されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 前記送信器及び前記受信器が単一の音響トランスデューサ（１０）中に組み込まれている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
13. 前記ガスポンプが前記送信器（１００）によって形成されている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
14. 前記送信器及びガスポンプがただ１つの圧電素子（１１０）を備えている、請求項１３に記載の装置。
15. 前記送信器（１０，１００）が第１の駆動周波数によって駆動され、前記ポンプ（４０，１００）が第２の駆動周波数によって駆動される、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の装置。
16. 前記ポンプ（４０，１００）及び前記送信器（１０，１００）が単一の共有信号ワイヤによって接続されており、前記共有信号ワイヤ上の制御信号の周波数が、前記ポンプと送信器とのどちらが動作可能であるかを決定する、請求項１５に記載の装置。

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