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公開番号2025043467
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-01
出願番号2023150756
出願日2023-09-19
発明の名称粉粒体容量推定装置及び粉粒体容量推定方法
出願人JRCモビリティ株式会社
代理人個人
主分類G01F 23/284 20060101AFI20250325BHJP(測定;試験)
要約【課題】装置の数を増やすことなく、容器に収容された粉粒体の容量を精度高く推定することができる粉粒体容量推定装置及び粉粒体容量推定方法を提供する。
【解決手段】容器の上部に位置し、前記粉粒体の表面に向けて、互いに異なる複数の方位角方向に送信波を送信し、前記表面上の複数の反射点からの複数の反射波を受信して受信信号を出力する送受信手段と、前記受信信号を処理することによって、前記複数の反射点それぞれまでの距離を算出する距離算出手段と、前記距離と前記方位角方向とに基づいて、前記粉粒体の容量を推定する粉粒体容量推定手段と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
容器に収容された粉粒体の容量を推定する粉粒体容量推定装置であって、
前記容器の上部に位置し、前記粉粒体の表面に向けて、互いに異なる複数の方位角方向に送信波を送信し、前記表面上の複数の反射点からの複数の反射波を受信して受信信号を出力する送受信手段と、
前記受信信号を処理することによって、前記複数の反射点それぞれまでの距離を算出する距離算出手段と、
前記距離と前記方位角方向とに基づいて、前記粉粒体の容量を推定する粉粒体容量推定手段と、
を有することを特徴とする粉粒体容量推定装置。
続きを表示（約 260 文字）【請求項２】
容器に収容された粉粒体の容量を推定する粉粒体容量推定方法であって、
前記容器の上部から前記粉粒体の表面に向けて、互いに異なる複数の方位角方向に送信波を送信し、前記表面上の複数の反射点からの複数の反射波を受信して受信信号を出力する送受信工程と、
前記受信信号を処理することによって、前記複数の反射点それぞれまでの距離を算出する距離算出工程と、
前記距離と前記方位角方向とに基づいて、前記粉粒体の容量を推定する粉粒体容量推定工程と、
を有することを特徴とする粉粒体容量推定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器に収容された粉粒体の容量を推定する粉粒体容量推定装置及び粉粒体容量推定方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、タンク等の容器に収容された液体や粉粒体の容量を測定する方法が提案されている。例えば、特許文献１は、タンク内の液体の液面位置を計測するための液面計に関する。この液面計は、タンク内の液体に非接触状態で液面位置の検出を行う装置であり、液面の上部に設置され、送波器および受波器からなる送受波セット（センサ）を複数備え、センサから送波し、液面反射波を受波するまでの時間と、センサから送波された波の伝播速度とに基づき、液面の位置（タンク底面から液面までの高さ）を算出し、液面の動揺を考慮して複数の液面位置の値を平均化した値を表示部に表示する。
【０００３】
また、タンク内の砂利や生コンクリート等の粉粒体の容量を測定する方法としては、例えば、図５に示すように、レベルスイッチ１０１ａ～１０１ｄを用いる方法（図５（ａ））や、非接触センサの一種であるホーン型レーダ１１１ａ～１１１ｄを用いる方法（図５（ｂ））がある。前者の方法では、レベルスイッチ１０１ａ～１０１ｄをタンク５の上部に複数（図５（ａ）では４つ）取り付け、接触の有無によって粉粒体の「有無」を検出する。図５（ａ）では、粉粒体６と接触点Ｃで接触しているレベルスイッチ１０１ａのみが「粉粒体有」を検出し、粉粒体６と接触していないその他のレベルスイッチ１０１ｂ～１０１ｄは「粉粒体無」を検出する。また、後者の方法では、タンク５の上部にホーン型レーダ１１１ａ～１１１ｄを複数（図５（ｂ）では４つ）設け、ホーン型レーダ１１１ａ～１１１ｄのアンテナから鉛直下向き方向に送波し、粉粒体６の表面上の複数の反射点Ｒ１～Ｒ４からの反射波を受波することによって、反射点とホーン型レーダとの距離（１１１ａ－Ｒ１、１１１ｂ－Ｒ２、１１１ｃ－Ｒ３、１１１ｄ－Ｒ４）を測定し、それらの距離に基づいてタンク５内の粉粒体６の容量を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００１－１３３３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、粉粒体は液体などの流体とは異なる独特な挙動を示す。例えば、図４に示すように、粉粒体６をタンク５の搬入口７からタンク５内に落とすと、粉粒体６は搬入口７の直下付近を頂点とする山形状に積もり、搬出口８の直上付近で谷状となる。すなわち、タンク５内の粉粒体６の表面形状は水平にはならず、その表面の高低差は、収容物が液体である場合よりも大きい。例えば、図４に示す例でも、搬入口７付近の粉粒体６表面の高さは、搬出口８付近の粉粒体６表面の高さと大きく異なる。そのため、タンク５内の粉粒体６の容量を精度高く測定するためには、特許文献１に記載のように複数の液面位置の値を平均化する方法では不十分であり、また、図５（ｂ）に示す方法でタンク５内の粉粒体６の容量を測定する方法では、できるだけ多数のホーン型レーダを設置しなければならないという問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、装置の数を増やすことなく、容器に収容された粉粒体の容量を精度高く推定することができる粉粒体容量推定装置及び粉粒体容量推定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、容器に収容された粉粒体の容量を推定する粉粒体容量推定装置であって、前記容器の上部に位置し、前記粉粒体の表面に向けて、互いに異なる複数の方位角方向に送信波を送信し、前記表面上の複数の反射点からの複数の反射波を受信して受信信号を出力する送受信手段と、前記受信信号を処理することによって、前記複数の反射点それぞれまでの距離を算出する距離算出手段と、前記距離と前記方位角方向とに基づいて、前記粉粒体の容量を推定する粉粒体容量推定手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、容器に収容された粉粒体の容量を推定する粉粒体容量推定方法であって、前記容器の上部から前記粉粒体の表面に向けて、互いに異なる複数の方位角方向に送信波を送信し、前記表面上の複数の反射点からの複数の反射波を受信して受信信号を出力する送受信工程と、前記受信信号を処理することによって、前記複数の反射点それぞれまでの距離を算出する距離算出工程と、前記距離と前記方位角方向とに基づいて、前記粉粒体の容量を推定する粉粒体容量推定工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１及び２に記載の発明によれば、１台の装置から互いに異なる複数の方位角方向に送信波を送信するので、装置を複数設けずとも容器内の粉粒体の容量を精度高く推定することができ、構成を簡略化することが可能となるとともに、コストの低減が可能となる。また、送信波を送信する方位角方向を増やすことによって、粉粒体の容量推定の精度を容易に高くすることが可能となる。また、容器内に粉粒体を補充するタイミングや、補充する容量を的確に把握できるようになるため、容器内の粉粒体の保管管理を容易にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
この発明の実施の形態に係る粉粒体容量推定装置の概略構成を示すブロック図である。
図１の装置による、粉粒体の表面に対する送信波の送信と反射波の受信を説明する図（ａ）と、反射点までの距離と送信波の方位角方向とから粉粒体の表面上の反射点の位置を算出する方法を説明する図（ｂ）及び（ｃ）である。
図１の装置による粉粒体容量の推定手順を示すフローチャートである。
容器内に粉粒体を搬入した時の粉粒体の挙動を説明するための図である。
従来の粉粒体容量測定方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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