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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6934785
(24)【登録日】2021年8月26日
(45)【発行日】2021年9月15日
(54)【発明の名称】液体検出装置
(51)【国際特許分類】
G01F 23/296 20060101AFI20210906BHJP
【ＦＩ】
G01F23/296 A
【請求項の数】5
【全頁数】20
(21)【出願番号】特願2017-175928(P2017-175928)
(22)【出願日】2017年9月13日
(65)【公開番号】特開2019-52888(P2019-52888A)
(43)【公開日】2019年4月4日
【審査請求日】2020年8月13日
(73)【特許権者】
【識別番号】000226242
【氏名又は名称】日機装株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001210
【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】長田 文夫
【審査官】
公文代 康祐
(56)【参考文献】
【文献】
特表平０７−５０１１３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０８−１６６４４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０５−０４５２０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
独国特許出願公開第１０２０１４１０４９８３（ＤＥ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｇ０１Ｆ ２３／２９６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
容器側壁に第一振動子が設置され所定の励振期間に亘り前記第一振動子を励振させる超音波発振器と、
前記容器側壁に第二振動子が設置される受信器と、
前記第二振動子の振動強度を受信してその時間変化を測定する測定器と、
を備え、
前記測定器は、前記励振期間の開始時点から所定の待機時間経過後の判定期間における、前記第二振動子の振動強度が、所定の強度閾値を超過したときに、前記容器内に液体有りと判定する判定部を備え、
前記超音波発振器は、前記励振期間について、前記第一振動子の励振により前記容器を経由して前記第二振動子に伝搬する第一伝搬波が伝搬中の期間を含めるとともに前記第一振動子の励振により前記容器内の液体を経由して前記第二振動子に伝搬する第二伝搬波の立ち上がり前を終了時点とする、
液体検出装置。
前記容器側壁に第二振動子が設置される受信器と、
前記第二振動子の振動強度を受信してその時間変化を測定する測定器と、
を備え、
前記測定器は、前記励振期間の開始時点から所定の待機時間経過後の判定期間における、前記第二振動子の振動強度が、所定の強度閾値を超過したときに、前記容器内に液体有りと判定する判定部を備え、
前記超音波発振器は、前記励振期間について、前記第一振動子の励振により前記容器を経由して前記第二振動子に伝搬する第一伝搬波が伝搬中の期間を含めるとともに前記第一振動子の励振により前記容器内の液体を経由して前記第二振動子に伝搬する第二伝搬波の立ち上がり前を終了時点とする、
液体検出装置。
【請求項2】
請求項１に記載の液体検出装置であって、
前記超音波発振器は、前記励振期間の終了時点を、前記判定期間の開始時点よりも前に設定する、励振期間設定部を備える、液体検出装置。
前記超音波発振器は、前記励振期間の終了時点を、前記判定期間の開始時点よりも前に設定する、励振期間設定部を備える、液体検出装置。
【請求項3】
請求項１または２に記載の液体検出装置であって、
前記測定器は、前記第一伝搬波が収束した後の期間を前記判定期間に設定する、液体検出装置。
前記測定器は、前記第一伝搬波が収束した後の期間を前記判定期間に設定する、液体検出装置。
【請求項4】
請求項１から３のいずれか一つに記載の液体検出装置であって、
前記超音波発振器と前記受信器は、前記容器の側壁にそれぞれ配置される、液体検出装置。
前記超音波発振器と前記受信器は、前記容器の側壁にそれぞれ配置される、液体検出装置。
【請求項5】
請求項４に記載の液体検出装置であって、
前記超音波発振器と前記受信器は、前記容器を挟んで対向配置される、液体検出装置。
前記超音波発振器と前記受信器は、前記容器を挟んで対向配置される、液体検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、容器中の液体の有無を検出可能な、液体検出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
容器内の液体の有無を検出する装置として、従来から超音波を利用した液体検出装置が知られている。例えば特許文献１では、超音波の送受信を行う超音波トランスデューサを用いて容器内の液体の有無を検出している。すなわち、容器壁面に超音波トランスデューサを設置してこれに対してパルス状の交流電圧を印加する。これに伴い容器が音響励振される。
【0003】
さらに交流電圧印加後、一定の遅延時間を経過したときの残響振動が超音波トランスデューサにより検出される。このとき、容器内に液体がある場合は残響が大幅に低減するとの知見に基づいて、残響振動の減衰レベルが予め定められた閾値未満の場合（速やかに減衰する場合）に、容器内に液体有りと判定され、残響振動の減衰レベルが予め定められた閾値を超える（なかなか減衰しない）場合に、容器内に液体が無いと判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００８−２０３２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、従来の超音波式の液体検出とは異なる手法にて容器内の液体有無を検出可能な、液体検出装置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】
【0006】
本発明は、液体検出装置に関する。当該装置は、超音波発振器、受信器、及び測定器を備える。超音波発振器は、容器側壁に第一振動子が設置され所定の励振期間に亘り第一振動子を励振させる。受信器は、容器側壁に第二振動子が設置される。測定器は、第二振動子の振動強度を受信してその時間変化を測定する。測定器は、励振期間の開始時点から所定の待機時間経過後の判定期間における、第二振動子の振動強度が、所定の強度閾値を超過したときに、容器内に液体有りと判定する判定部を備える。
【0007】
発明者らの知見により、容器内に液体が含まれる場合、超音波発振器から発振される伝搬波の伝搬態様として、主に容器を伝わって受信器に受信される波（伝搬波１）が収束した後に、主に液体を伝わる波（伝搬波２）が受信器に伝搬されることが明らかとなった。この伝搬波２の強度を判定期間において捉え、当該強度が所定の閾値を超過したことをもって、容器内に液体有りと判定することができる。
【0008】
また、上記発明において、超音波発振器は、励振期間の終了時点を、判定期間の開始時点よりも前に設定する、励振期間設定部を備えてもよい。
【0009】
また、上記発明において、測定器は、第一振動子の励振により容器を経由して第二振動子に伝搬する第一伝搬波が収束した後の期間を判定期間に設定してもよい。
【0010】
また、上記発明において、超音波発振器と受信器は、容器の側壁にそれぞれ配置されてよい。
【0011】
また、上記発明において、超音波発振器と受信器は、容器を挟んで対向配置されてもよい。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、従来の超音波式の液体検出とは異なる手法にて容器内の液体有無を検出可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本実施形態に係る液体検出装置の概要を説明する図である。
【図2】超音波発振器及び受信器の配置について説明する図である。
【図3】本実施形態における、容器内の液体有無の判定手法について説明する図（液体レベル：１００％）である。
【図4】本実施形態における、容器内の液体有無の判定手法について説明する図（液体レベル：０％）である。
【図5】本実施形態における送信波及び受信波の波形を示す図（対向配置、液体レベル：０％）である。
【図6】本実施形態における送信波及び受信波の波形を示す図（対向配置、液体レベル：２５％）である。
【図7】本実施形態における送信波及び受信波の波形を示す図（対向配置、液体レベル：５０％）である。
【図8】本実施形態における送信波及び受信波の波形を示す図（対向配置、液体レベル：７５％）である。
【図9】本実施形態における送信波及び受信波の波形を示す図（対向配置、液体レベル：１００％）である。
【図10】本実施形態における送信波及び受信波の波形を示す図（対向配置、液体レベル０％ｖｓ液体レベル１００％）である。
【図11】本実施形態における送信波及び受信波の波形を示す図（対向配置、液体レベル０％ｖｓ液体レベル５０％）である。
【図12】本実施形態における送信波及び受信波の波形を示す図（対向配置、液体レベル５０％ｖｓ液体レベル１００％）である。
【図13】内径５０ｍｍ、厚さ５ｍｍの鉄製パイプを容器としたときの、本実施形態における送信波及び受信波の波形を示す図（対向配置、液体レベル０％）である。
【図14】内径５０ｍｍ、厚さ５ｍｍの鉄製パイプを容器としたときの、本実施形態における送信波及び受信波の波形を示す図（対向配置、液体レベル１００％）である。
【図15】内径５０ｍｍ、厚さ５ｍｍの鉄製パイプを容器としたときの、本実施形態における送信波及び受信波の波形を示す図（対向配置、液体レベル０％ｖｓ液体レベル１００％）である。
【図16】変形例１における、超音波発振器及び受信器の配置について説明する図である。
【図17】変形例１における送信波及び受信波の波形を示す図（９０°配置、液体レベル：０％）である。
【図18】変形例１における送信波及び受信波の波形を示す図（９０°配置、液体レベル：２５％）である。
【図19】変形例１における送信波及び受信波の波形を示す図（９０°配置、液体レベル：５０％）である。
【図20】変形例１における送信波及び受信波の波形を示す図（９０°配置、液体レベル：７５％）である。
【図21】変形例１における送信波及び受信波の波形を示す図（９０°配置、液体レベル：１００％）である。
【図22】変形例１における送信波及び受信波の波形を示す図（９０°配置、液体レベル０％ｖｓ液体レベル１００％）である。
【図23】変形例１における送信波及び受信波の波形を示す図（９０°配置、液体レベル０％ｖｓ液体レベル５０％）である。
【図24】変形例１における送信波及び受信波の波形を示す図（９０°配置、液体レベル５０％ｖｓ液体レベル１００％）である。
【図25】変形例２における、超音波発振器及び受信器の配置について説明する図である。
【図26】変形例２における送信波及び受信波の波形を示す図（上下隣接配置、液体レベル：０％）である。
【図27】変形例２における送信波及び受信波の波形を示す図（上下隣接配置、液体レベル：２５％）である。
【図28】変形例２における送信波及び受信波の波形を示す図（上下隣接配置、液体レベル：５０％）である。
【図29】変形例２における送信波及び受信波の波形を示す図（上下隣接配置、液体レベル：７５％）である。
【図30】変形例２における送信波及び受信波の波形を示す図（上下隣接配置、液体レベル：１００％）である。
【図31】変形例２における送信波及び受信波の波形を示す図（上下隣接配置、液体レベル０％ｖｓ液体レベル１００％）である。
【図32】変形例２における送信波及び受信波の波形を示す図（上下隣接配置、液体レベル０％ｖｓ液体レベル５０％）である。
【図33】変形例２における送信波及び受信波の波形を示す図（上下隣接配置、液体レベル５０％ｖｓ液体レベル１００％）である。
【図34】比較例における、超音波発振器及び受信器の配置について説明する図である。
【図35】比較例における送信波及び受信波の波形を示す図（受信部上配置、液体レベル：０％）である。
【図36】比較例における送信波及び受信波の波形を示す図（受信部上配置、液体レベル：２５％）である。
【図37】比較例における送信波及び受信波の波形を示す図（受信部上配置、液体レベル：５０％）である。
【図38】比較例における送信波及び受信波の波形を示す図（受信部上配置、液体レベル：７５％）である。
【図39】比較例における送信波及び受信波の波形を示す図（受信部上配置、液体レベル：１００％）である。
【図40】比較例における送信波及び受信波の波形を示す図（受信部上配置、液体レベル０％ｖｓ液体レベル１００％）である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
図１に、本実施形態に係る液体検出装置１０を例示する。液体検出装置１０は、超音波発振器１２、受信器１４、及び測定器１６を備える。液体検出装置１０は、液体１８を収容可能な容器２０に対してその外壁である容器側壁２２から、容器２０内の液体の有無を検出（判定）する。
【0015】
容器側壁２２及び容器２０を構成するその他の壁部材は、例えば金属容器等の非透過性の材料から構成される。容器２０として、例えばキャンドモータポンプの流路を構成するケーシングが挙げられる。流路内に液体が流通していない状態でポンプモータを駆動させると、いわゆる空運転になり、ポンプモータの過熱に繋がるおそれがある。そこで、本実施形態に係る液体検出装置１０を用いて、ケーシング内の液体の有無が判定（検出）される。
【0016】
超音波発振器１２は第一振動子２４を備える。第一振動子２４は容器側壁２２に設置される。第一振動子２４は例えば圧電素子から構成される。超音波発振器１２には図示しない高圧回路が接続され、例えば振幅がピークトゥピークで４００［Ｖ］程度であり、周波数が１５０［ｋＨｚ］以上３００［ｋＨｚ］以下の交流電圧が第一振動子２４に印加される。これにより第一振動子２４から容器側壁２２に超音波振動が印加される。
【0017】
また超音波発振器１２は、励振期間設定部２６を備える。励振期間設定部２６は、第一振動子２４の励振期間、つまり交流電圧の印加期間を設定する。励振期間の終了時点は、後述する判定期間の開始時点よりも前に設定される。
【0018】
受信器１４は第二振動子２８を備える。第二振動子２８には、第一振動子２４の励振により主に容器側壁２２を経由する伝搬波１（第一伝搬波）と、伝搬波１の収束後、主に容器２０内の液体を経由する伝搬波２（第二伝搬波）が伝搬される。これを踏まえて、励振期間として、伝搬波２の立ち上がりに重複しないような期間が設定される。
【0019】
例えば伝搬波１の伝搬速度をｃ１、伝搬波２の伝搬速度をｃ２（ｃ１＞ｃ２）、容器の半径（内径）をｒとすると、図２に示すような超音波発振器１２と受信器１４との対向配置を考慮して、励振期間の終了時点は、励振期間の開始時点から２ｒ／ｃ２［ｓｅｃ］未満とすることが好適である。また、伝搬波１の収束を明確に把握できるように、励振期間の終了時点は、励振期間の開始時点からπｒ／ｃ１［ｓｅｃ］未満とすることが更に好適である。
【0020】
受信器１４の第二振動子２８は例えば圧電素子から構成され、容器側壁２２に設置される。上述したように第二振動子２８は第一振動子２４の励振により容器２０に生じた伝搬波を受信する。なお、本実施形態では超音波発振器１２と受信器１４をそれぞれ独立に構成しても良いが、一体としても良い。この場合、第一振動子２４が発振手段と受信手段とを兼ねてもよい。
【0021】
測定器１６は、第一振動子２４及び第二振動子２８の振動強度を受信してその時間変化を測定する。測定器１６は例えばオシロスコープであってよい。測定器１６は波形を表示する表示部を備えており、第一振動子２４及び第二振動子２８の振動波形を独立に表示可能となっている。図１では「１」が付された波形を第一振動子２４による波形（送信波形）とし、「２」が付された波形を第二振動子２８による波形（受信波形）としている。
【0022】
また測定器１６は、容器２０内の液体の有無判定を行う判定部３０を備える。判定部３０は、例えばコンピュータから構成される。判定部３０は、励振期間の開始時点から所定の待機時間経過後の判定期間における第二振動子２８の振動強度をモニタリングする。そしてその振動強度が所定の強度閾値Ｔｈを超過したときに、容器２０内に液体有りと判定する。
【0023】
判定部３０は、判定期間を設定可能となっている。判定期間と励振期間とが重複すると、伝搬波１に伝搬波２が重畳し、伝搬波２の正確な評価が困難となるおそれがある。そこで、励振期間の終了時点は、判定期間の開始時点よりも前に設定されていることが好適である。加えて、伝搬波２の確実なモニタリングのために、判定部３０は、伝搬波１が収束した後の期間を判定期間として設定することが好適である。
【0024】
＜液体検出原理＞図２〜図４を用いて本実施形態に係る液体検出装置１０の液体検出原理について説明する。図２には、容器２０に対する超音波発振器１２及び受信器１４の配置例が示されている。図２の上段は平面図を示し、下段は側面図を示す。これらの図に示されているように、超音波発振器１２及び受信器１４は、容器２０を挟んで対向配置されている。
【0025】
このような対向配置にて測定器１６が受信した、第一振動子２４及び第二振動子２８からの波形を図３に示す。なお、この測定に当たり、直径２２０ｍｍ、深さ１００ｍｍ、及び材質として厚さ１ｍｍのアルミを用いた容器２０を使用した。また第一振動子２４の周波数は２７２［ｋＨｚ］とした。また、液体１８として水を用いた。
【0026】
図３では、横軸を時間［Ｓｅｃ］、縦軸を信号強度としている。また、波形を上下２段に示しているが、上段は超音波発振器１２から取得した波形（送信波）を示し、下段は受信器１４から取得した波形（受信波）を示す。以下、図４０まで横軸、縦軸、上段波形及び下段波形はこれと同様のものとする。また、図３、図４では横軸を区切る破線一目盛りが１００μｓｅｃを表している。なお、図３、図４に示された各パラメータについては図１３と同様であり、これらのパラメータについては後述する。
【0027】
図３のグラフ取得に当たり、容器２０の液体レベル（水位）を１００％とした。また、励振期間を１００μｓｅｃに設定した。この図に示されているように、超音波発振器１２による励振直後に受信器１４が伝搬波（伝搬波１）を受信し、その後一旦収束した後に、再び伝搬波（伝搬波２）が立ち上がっている。
【0028】
一方、図４には、容器２０の液体レベル（水位）を０％としたとき、つまり容器２０内に液体の無いときの波形が示されている。励振期間は１００μｓｅｃとした。この図に示されているように、超音波発振器１２による励振直後に受信器１４が伝搬波（伝搬波１）を受信し、その後一旦収束した後、図３と比較して振幅の小さい波形（伝搬波２）が立ち上がっている。
【0029】
このように、図３と図４とで容器２０内の液体有無を変化させることで、伝搬波２の強度が顕著に変化する。この現象を利用して、本実施形態では、判定期間として伝搬波１（第一伝搬波）の収束後の期間が設定される。例えば図３に示すように、超音波発振器１２による励振開始時点から１５０μｓｅｃ後を判定期間の開始時点とする。
【0030】
また本実施形態では、容器２０の液体レベル（水位）を０％としたときの伝搬波２の最大強度（振幅）を超過し、かつ、容器２０の液体レベルを１００％としたときの伝搬波２の最大強度未満となるような範囲で、強度閾値を設定する。
【0031】
図５〜図１２を用いて、図３の対向配置における各種波形について説明する。図５には、図４と同様に、容器２０に液体の無い状態（液体レベル：０％）のときの送信波及び受信波の波形が示されている。図５のグラフ中、符号Ａはカーソルが置かれたグラフ上の位置を示す。符号Ｂは送信波信号を示す。符号Ｃは受信側信号を示す。符号Ｄは送信波の電圧レンジ、符号Ｅは受信波の電圧レンジを示す。符号Ｆは横軸中央目盛りの時間を示す。符号Ｇは波形立ち上がりの自動測定値を示し、符号Ｈはその時の周波数を示す。
【0032】
また、図５を含めて以降のグラフでは、送信波の振幅が大きいために、その直後に受信波に生じる伝搬波１の波形が送信波の波形と一部重複して表示されている。これを踏まえて、受信波の波形で送信波と重複しない、後の部分は基本的に伝搬波２及びそれ以降の残響成分が示されている。図５のグラフに示されているように、伝搬波２と見られる波形がわずかに立ち上がっていることが理解される。
【0033】
図６のグラフには、容器２０に２５％水位の液体を供給したときの波形が示されている。送信波の発振条件は図５と同様とした。受信波の波形に着目すると、伝搬波２と見られる波形がわずかに立ち上がっていることが理解される。
【0037】
図１０には、水位０％のグラフ（図５）と水位１００％のグラフ（図９）のグラフを並べて比較した例が示されている。これによると、伝搬波１の伝搬期間後の任意の判定期間Ｔａを設定し、当該期間における波形を比較することで、両者の波形に有意な差が現れることが理解される。例えば図１０に示すような強度閾値Ｔｈを設定することとで、容器２０の液体有無を判定可能となる。
【0038】
図１１には、水位０％のグラフ（図５）と水位５０％のグラフ（図７）のグラフを並べて比較した例が示されている。これによると、伝搬波１の伝搬期間後の任意の判定期間Ｔａを設定し、当該期間における波形を比較することで、両者の波形に有意な差が現れることが理解される。例えば図１１に示すような強度閾値Ｔｈを設定することで、容器２０の液体有無を判定可能となる。つまり、容器２０の水位上限まで液体で満たされていなくとも、水位の半分程度液体が容器２０に入っていれば、本実施形態に係る液体検出装置１０ではその液体を検出可能であることが理解される。
【0039】
図１２には、水位５０％のグラフ（図７）と水位１００％のグラフ（図９）のグラフを並べた例が示されている。このグラフに示されているように、両者の伝搬波２の強度に有意な差が現れている。水位５０％のグラフの伝搬波２及びそれ以降の波形の最大強度を超過し、かつ、水位１００％のグラフの伝搬波２及びそれ以降の波形の最大強度未満となるような値を強度閾値Ｔｈに設定することで、容器２０内の液体レベル（水位）が判定可能となる。
【0040】
図１３〜図１５には、容器２０の構造を変更させた際の波形が示されている。この実施形態では、容器２０として、内径５０ｍｍ、厚さ５ｍｍの鉄製パイプを用いている。図１３において、符号Ｉは現在のカーソルが置かれているグラフ上の位置を示す。符号Ｊは送信波信号を示し、符号Ｋは受信波信号を示す。符号Ｌは送信波の電圧レンジを示し、符号Ｍは受信波の電圧レンジを示す。符号Ｎは横軸中央の目盛りの時間を示す。符号Ｏは単一の方形波の測定レベルを示す。符号Ｐは当該方形波の計測時の周波数を示す。
【0041】
図１３には、容器２０の水位０％、つまり容器２０に液体が無い場合の測定結果が示されている。また、図１４には、容器２０の水位が１００％であるときの測定結果が示されている。なお、第一振動子２４に印加する交流電圧について、周波数を３００ｋＨｚとした。図１５では、両者を並べて比較した例が示されている。このグラフに示されているように、水位０％のグラフの伝搬波２及びそれ以降の波形の最大強度を超過し、かつ、水位１００％のグラフの伝搬波２及びそれ以降の波形の最大強度未満となるような値を強度閾値Ｔｈに設定する。加えて、伝搬波１の伝搬期間後の任意の判定期間Ｔａを設定し、当該期間における波形を比較することで、容器２０内の液体の有無が判定可能となる。
【0042】
＜変形例１＞図１６には、本実施形態に係る液体検出装置１０の、特に超音波発振器１２及び受信器１４の配置を変更させた変形例が例示されている。図１６では、上段に平面図、下段に側面図が示される。この例では、超音波発振器１２に対して平面視で直角に受信器１４を設けている。なお、容器２０は図３〜図１２で用いた容器と同様のものを使用した。
【0043】
図１７〜図２４を用いて、図１６の９０°配置における各種波形について説明する。図１７には、容器２０に液体の無い状態（液体レベル：０％）のときの送信波（１）及び受信波（２）の波形が示されている。伝搬波２と見られる波形がわずかに立ち上がっていることが理解される。
【0044】
図１８のグラフには、容器２０に２５％水位の液体を供給したときの波形が示されている。送信波の発振条件は図１７と同様とした。受信波の波形に着目すると、伝搬波２と見られる波形の振幅（強度）が図１７と同程度であることが理解される。
【0045】
図１９のグラフには、容器２０に５０％水位の液体を供給したときの波形が示されている。送信波の発振条件は図１７と同様とした。受信波の波形に着目すると、伝搬波２と見られる波形の振幅（強度）が、特に横軸中央位置（２５０μｓ）周辺において図１８よりも大きいことが理解される。
【0046】
図２０のグラフには、容器２０に７５％水位の液体を供給したときの波形が示されている。送信波の発振条件は図１７と同様とした。受信波の波形に着目すると、伝搬波２と見られる波形の振幅（強度）が図１９よりも更に大きいことが理解される。
【0047】
図２１のグラフには、容器２０に１００％水位の液体を供給したときの波形が示されている。送信波の発振条件は図１７と同様とした。受信波の波形に着目すると、伝搬波２と見られる波形の振幅（強度）が図２０よりも更に大きいことが理解される。
【0048】
図２２には、水位０％のグラフ（図１７）と水位１００％のグラフ（図２１）のグラフを並べて比較した例が示されている。これによると、伝搬波１の伝搬期間後の任意の判定期間Ｔａを設定し、当該期間における波形を比較することで、両者の波形に有意な差が現れることが理解される。例えば図２２に示すような強度閾値Ｔｈを設定することとで、容器２０の液体有無を判定可能となる。
【0049】
図２３には、水位０％のグラフ（図１７）と水位５０％のグラフ（図１９）のグラフを並べて比較した例が示されている。これによると、伝搬波１の伝搬期間後の任意の判定期間Ｔａを設定し、当該期間における波形を比較することで、両者の波形に有意な差が現れることが理解される。例えば図２３に示すような強度閾値Ｔｈを設定することで、容器２０の液体有無を判定可能となる。つまり、容器２０の水位上限まで液体で満たされていなくとも、水位の半分程度液体が容器２０に入っていれば、本実施形態に係る液体検出装置１０ではその液体を検出可能であることが理解される。
【0050】
図２４には、水位５０％のグラフ（図１９）と水位１００％のグラフ（図２１）のグラフを並べた例が示されている。このグラフに示されているように、両者の伝搬波２の強度に有意な差が現れている。水位５０％のグラフの伝搬波２及びそれ以降の波形の最大強度を超過し、かつ、水位１００％のグラフの伝搬波２及びそれ以降の波形の最大強度未満となるような値を強度閾値Ｔｈに設定することで、容器２０内の液体レベル（水位）が判定可能となる。
【0051】
＜変形例２＞図２５には、本実施形態に係る液体検出装置１０の、特に超音波発振器１２及び受信器１４の配置を変更させた更なる変形例が例示されている。図２５では、上段に平面図、下段に側面図が示される。この例では、超音波発振器１２と受信器１４とを周方向及び上下方向に隣接させている。例えば平面視にて、容器２０の中心Ｃと超音波発振器１２の中心を結ぶ線分と、容器２０の中心Ｃと受信器１４の中心を結ぶ線分との成す角θを１０°未満とした。また超音波発振器１２の直上に受信器１４を配置した。なお、容器２０は図３〜図１２で用いた容器と同様のものを使用した。
【0052】
図２６〜図３３を用いて、図２５の上下隣接配置における各種波形について説明する。図２６には、容器２０に液体の無い状態（液体レベル：０％）のときの送信波（１）及び受信波（２）の波形が示されている。伝搬波２と見られる波形がわずかに立ち上がっていることが理解される。
【0053】
図２７のグラフには、容器２０に２５％水位の液体を供給したときの波形が示されている。送信波の発振条件は図２６と同様とした。受信波の波形に着目すると、伝搬波２と見られる波形の振幅（強度）が図２６と同等程度であることが理解される。
【0054】
図２８のグラフには、容器２０に５０％水位の液体を供給したときの波形が示されている。送信波の発振条件は図２６と同様とした。受信波の波形に着目すると、伝搬波２と見られる波形の振幅（強度）がグラフ横軸中央（２５０μｓ）付近で図２６、２７の同位置と比較して大きくなっていることが理解される。
【0055】
図２９のグラフには、容器２０に７５％水位の液体を供給したときの波形が示されている。送信波の発振条件は図２６と同様とした。受信波の波形に着目すると、伝搬波２と見られる波形の振幅（強度）が図２８よりも更に大きいことが理解される。
【0056】
図３０のグラフには、容器２０に１００％水位の液体を供給したときの波形が示されている。受信波の波形に着目すると、伝搬波２と見られる波形の振幅（強度）が図２９よりも更に大きいことが理解される。
【0057】
図３１には、水位０％のグラフ（図２６）と水位１００％のグラフ（図３０）のグラフを並べて比較した例が示されている。これによると、伝搬波１の伝搬期間後の任意の判定期間Ｔａを設定し、当該期間における波形を比較することで、両者の波形に有意な差が現れることが理解される。例えば図３１に示すような強度閾値Ｔｈを設定することで、容器２０の液体有無を判定可能となる。
【0058】
図３２には、水位０％のグラフ（図２６）と水位５０％のグラフ（図２８）のグラフを並べて比較した例が示されている。これによると、伝搬波１の伝搬期間後の任意の判定期間Ｔａを設定し、当該期間における波形を比較することで、両者の波形に有意な差が現れることが理解される。例えば図３２に示すような強度閾値Ｔｈを設定することで、容器２０の液体有無を判定可能となる。つまり、容器２０の水位上限まで液体で満たされていなくとも、水位の半分程度液体が容器２０に入っていれば、本実施形態に係る液体検出装置１０ではその液体を検出可能であることが理解される。
【0059】
図３３には、水位５０％のグラフ（図２８）と水位１００％のグラフ（図３０）のグラフを並べた例が示されている。このグラフに示されているように、両者の伝搬波２の強度に有意な差が現れている。水位５０％のグラフの伝搬波２及びそれ以降の波形の最大強度を超過し、かつ、水位１００％のグラフの伝搬波２及びそれ以降の波形の最大強度未満となるような値を強度閾値Ｔｈに設定することで、容器２０内の液体レベル（水位）が判定可能となる。
【0060】
＜比較例＞図３４には、本実施形態に係る液体検出装置１０の比較例として、超音波発振器１２を容器側壁２２に配置し、受信器１４を容器上壁に設けた例が示されている。なお、容器２０は図３〜図１２で用いた容器と同様のものを使用した。
【符号の説明】
【0063】
１０ 液体検出装置、１２ 超音波発振器、１４ 受信器、１６ 測定器、１８ 液体、２０ 容器、２２ 容器側壁、２４ 第一振動子、２６ 励振期間設定部、２８ 第二振動子、３０ 判定部。