JPH02161321A - 液位検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は気相におげろ熱放散と液相における熱放散との
差にもとづく感温体の温度変化を利用しｔ液位を検出す
る装置、特に感温体が検出対象の液体及びこの液体の上
の気体により１腐蝕することが少なくかつ感温体とりつ
け部の構造を簡単にすることができる液位検出装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来、負性抵抗を有する直熱形あるいは傍熱形のサーミ
スタを用いた液位検出装置が公知である（（社）日本計
量機器工業連合会編「レベル計」。

ｐｐ、　２０２〜２０５、コロナ社発行参照）。そうＬ
″Ｃ，この装置ヲ工、サーミスダが液体中にある時該す
−ミスグのの熱放散定数Ｋが大きくなり、サーミスタが
気体中にある時前記定数Ｋが小さくなって、この結果サ
ーミスタの電流工と電圧Ｖとの関係が第８図に示したよ
うになり、このため、電流工を一定値にするとサーミス
タが液体中にある場合とサーミスタが気体中釦ある場合
とで電圧Ｖが異なるので、この電圧Ｖの変化にもとづい
１液位を検出するよう忙したものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のサーミスタを用いた液位検出装Ｒは温度検出感度
の高いサーミスタを検出部に用いるので液位検出感度が
高い利点がある。ところが、この場合前記の検出部が検
出対象の液体忙触れたり該液体上の気体に触れたりする
ので検出部構成部材数 が腐蝕する恐れがあつ工、液位検出装置の信頼性が低い
という問題点がある。また、この液位検出装置では前記
検出部を液体を収容する容器中に挿入しなけ台ばならな
いので、該検出部を出し入ねするための容器開口部の構
造を適切忙したり、容器と検出部との間の電気絶縁構造
や容器が密閉さｈｚいる場合容器と検出部との間の気密
構造を適切にしたりする必要がありＣ，このため容器や
検出部の構造が複雑になるという問題点もある。

本発明の目的は、サーミスタのような感温体を用いた検
出部を容器中に押入しなく１もよいようにし工、検出部
が）Ｘ蝕する恐れを少なくすることにある。また、検出
部及び容器の構造を簡単忙することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために１本発明によれば。

液体を収容する容器のｆｌ壁外面にとりつけられかつ自
己の温度に応じた感温信号を出力する感温体と、前記感
温体を加熱する加熱手段とを備え、前記、＠温信号にも
とづき前記容器内の前記液体の液位を検出するように液
位検出装置を構成する。

〔作用〕

上記のように構成すると、容器側壁の感温体とりつけ部
に対向する内面が液体釦接触し１いる場合とこの液体上
の気体に接触し工いる場合とでは加熱手段忙よつ工加熱
された感温体から容器内へ放散する熱の放散係数が異な
るので、容器における液体の液位に応じ１感温体の温度
が変化することになつ′ｃ、感温信号から液位検出を行
うことができる。そうし′ｃ、この場合、感温体は容器
外面にとりつけられτい一液体やその上の気体に触ねる
ことはないので、感温体が腐食イろ恐幻が少なくなり、
かつ感温体及び容器の各構造を、感温体を容器内に挿入
する従来の液位検出装置の場合よりも簡単にすることが
できる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例の構成説明図、第２図及び第
３図は上口１ぞれｇｇｔ図に粘げろ異なる要部の拡大構
成図である。第１図乃至第３図におい’ｃ、ｔｔｚ液体
２を収容した容器、３は容′ａｌの側壁１ａの外面に熱
伝導性の接着剤４で貼着されかつ自己の温度に応じた感
温信号３ａを出力する感温体で、５は感温信号３ａが入
力されると後述する動作を行り１その結果に応じた検出
信号５ａを出力する回路部である。そうし１．この場合
、感温体３は電気絶縁材料製の方形基板６と、この基板
６の一面に蒸着等によつ一形成した九十九折り状のニッ
ケルやニッケルＯクローム合金等の材料製の薄膜状バダ
ーンである抵抗体７と、抵抗体７の両端の各々と形成し
た端子７ａ＊　７ｂと、隣接する抵抗体間の絶縁を図る
ために塗布した電気絶縁性の保１１ｊＪ８とで構成され
ており、感温信号３ａは端子７ａ、７ｂと回路部５とを
結ぶ導ＩＩＪ９゜９を介し工回路部５に入力されるよう
になつ工いろ。

次に回路部５の構成並びに動作を第４図及び第矩形波列
状１ｆｌＥＶ１を抵抗Ｒ１を介しｔ抵抗体７に印加する
ようにした発振器、！１は発振器！０を介し１流４る電
流が感温体３の入を流れるようにすると共に感温体３が
出力する前述の感温信号３鳳である端子７ａｅ　７ｂ間
の電８：Ｅ１に応じた電圧を出力するようにしたバッフ
ァアンプ、１２はバッファアンプ１１の出力信号が入力
され工電圧信号Ｅ０を出力するＣ、　−Ｒ，積分器であ
る。１３は感温体３と同じ構成でかつ容器の側壁１ａに
貼着され１いない温度補償用の感温体、１４は図示し工
いない手段によつ１感温体１３に所定の定電流が流され
ｔその結果腰感温体の両端に生じる電圧を増幅しｔ出力
型ＥＥＢＳを比較器１５に入力するようにしたバッファ
アンプで、この場合比較器１５には積分器１２が出力す
る電ＥＥＦ３．も入力されろようになり−い工、さらに
比較器１５はＢｏがＨａを上まわると前述の検出信号５
ａを出力するように構成され１いる。そうし′ｃ、前述
の回路部５は感温体３を除く第４図図示の各部からなつ
−いる。

回路部５は上記のように構成さ幻工いろので。

発振器１０忙より１感温体３と抵抗Ｒ１とからなろ直列
回路に電圧Ｖ、を印加すると、抵抗体７に電流が流れろ
ことＫよつ１該抵抗体の抵抗値Ｒが自己加熱のために増
加し１．端子７ａ＃　７ｂ間の電圧Ｅ宜は第５図図示の
ような時間と共に波高値が一次遅れ状に増加するパルス
列釦なる。そうしＣ。

この時、感温体３が貼着さｆｌ−ｃいろ容器側壁Ｉ１１
の外面部分和対向する側）３１１１ｍの内面部分１３１
が液体２に接触し１いろと、電ＥＥ　Ｖｔ　Ｋより１加
熱された抵抗体７　ｐｌら熱が側壁１ａを通し″ｃｗＬ
体２播 中へ大きい熱放散定数Ｋｔで伝＠−するので、パルス列
状’ｔｌ　ＦＥ　Ｅ　Ｉが２咳電ＥＥＢｔにおける各パ
ルスの波高値が短い時定数ＴＩで一次遅れ状に増加しｔ
やが１最終的に抵抗体７の低い平衡温度θに対応した低
い平衡電圧Ｖｂｓに落ち清くパルス列Ａとなるが、ａｌ
壁ｌａの前記内面部分Ｓａｔが容器ＩＫおけろ液体２上
の気体１６ＫＩｉ！触し１いると、電圧Ｖ、により一加
熱された抵抗体７から熱が側壁１１を通し１気体１６中
へ小さい熱放散定数Ｋｓで伝播するので、この場合電圧
Ｅ１が、この電圧Ｂ、におけろ各パルスの波高値がＴＩ
よりも長い時定数Ｔ、で一次遅れ状に増加し工やがｔ最
終的に抵抗体７のθ倉よりも高い平衡温度θ、に対応し
たＶｂｔよりも高い平衡温度Ｖｂｚに落ち着くパルス列
Ｂとなる。したがつ１．パルス列への電ＥＥＢ、が積分
器１２に入力されるとこの時の出力電圧Ｅ・の波形は第
５図にＣで示した平滑化波形となり、パルス列Ｂの電Ｅ
）−Ｅ、が積分器１２に入力されると第５図ＫＤで示し
た平滑化波形を呈するＮ　ａＥ　Ｆｉｔが積分器１２か
ら出力されることになつ″Ｃ，アンプ１４が出力する電
ＥＥＥ８が第５図図示のように設定され１いると、波形
Ｃの時比較器１５から検出信号５ａが出力されろこと１
２ないが、波形りの時は時刻ｔ０で比較器１５から検出
信号５ａが出力されることになる。

すなわち、容器１１に除く第１図図示の各部からなる液
位検出装置１７においＣは、容器側壁１ａの内面部分ｔ
ａｔが液体２中に没し工いる状態から内面部分ｔａｔが
液体２上に露出する状態になると回路部５から検出信号
５ａが出力されるので。

た この信号５ａが出力され七ことによりｔ液体２の液位検
出を行うことができるわけである。そうしｔ、液位検出
装置１７においｔは回路部５が感温体３の近傍に配置さ
れ″Ｃ，Ｃ温感１３と発振器１０により工加熱されない
時の感温体３の各抵抗値が周囲温度に対し−同じ値で変
化するようになつ工いるので、検出装置１７による上述
の液位検出が周囲温度変化の影響を受けることな（正し
く行わｔｌちことになる。また、上述したよう釦、検出
装置１７におい１は感温体３にお゛けろ抵抗体７の抵抗
値比が該抵抗体の温度に応じｔ変化し１．この結果抵抗
値ＲＫ応じた電圧Ｅ、が変化しｔこの電ＩＥＢＩが回路
部５に感温信号３ａとり、　を入力されろ。

故に、液位検出装置１７の場合、感温体３を自己の温度
に応じた感温信号３ａとし工のパルス状電圧Ｂ、を出力
するものであるということができ、また、液位検出装［
１７では各部が上述のよう忙動信 作するので１発生器１０と固定抵抗Ｒ８とで感温体３を
ｖｎ熱する加熱手段）８を構成し′℃いるということが
できろ。そうし１．さらに、検出装ｆｌ１７は感温信号
３ａとし尤の電圧Ｆｌ、にもとづき容器１内の液体２の
液位な検出するものであるということができろ。

液位検出装置１７の構成並び忙動作は上記の通りで、感
温体３は容器！の外部に設けられ１いる。

したかっＣ，この場合、感温体３が液体２やその上の気
体１６に触れることはないので感温体３がこれらの液体
や気体によつ１腐蝕する恐れはない。

また、この４合、感温体３を容器ｌ内に挿入しかつ固定
する必Ｍがないので、感温体３や容器ｌの各構造を従来
の液位検出装置におけろよりも簡単にすることができろ
。

第６図は本発明のＷｇ２実施例１９の、！ＩＩ成説明図
で１本図の第１図と異なる所ｈｘ、ｆａＸＴ図に拡大断
面図を示したような、感温体３と、この感温体の保護膜
８の側に熱伝導性の接着剤で貼着した熱伝導性のよいシ
リコンラバー２０と、感温体３の基板６の裏１ｉｉ１に
接着剤で貼着したつまみ部２１からなる感温体２２が、
第１図の感温体３に対応Ｌ　”Ｃ容器１にとりつけらｔ
′Ｉ′ｃいることで、この場合感温体２２はつまみ部２
１を手でつまむかまたは図示し１いない保持具で保持す
ることによつ１シリコンラバー２０が容器側壁１ａの外
面に着脱可能に圧着され１いる。したかっ″Ｃ１液位検
出装置を第６図のように構成すると感温体２２のとりつ
け位ｌを容易に変更することができる。そうし′ｃ。

また、この感温体２２を容器側ｇ　１　ｍの外面を連貌
的釦摺動させるととＫよつ′ｃ、その時点での液位な測
定することができる。

上述の各実施例においＣは感温体３がニッケル・クロー
ム合金等の抵抗体７を感温素子とするものであったが１
本発明では廿−ミスタな感温体３としｔ使用しｔもよく
、その場合回路部５はこのサーミスタに応じた構成とな
る。

〔発明の効果〕

上述したように１本発明におい１＆Ｘ、液体を収容する
容器の側壁外面にとりつけられかつ自己の温度に応じた
感温信号な出力する感温体と、この感温体を加熱する加
熱手段とを備え、前記感温信号にもとづき容器内の液体
の液位な検出するように液位検出装置を構成した。

このため、上記のように構成すると、容器側壁の感温体
とりつけ部に対向する内面が液体に接触Ｌ″′Ｌいる場
合とこの液体上の気体に接触し工いろ場合とで）Ｕ加熱
手段によつ一加熱された感温体から容器内へ放散する熱
の放散係数が異なるので。

容器におげろ液体の液位に応じ１感温体の温度が変化す
ること忙なり一１感温信号から液位検出を行うことがで
きろ。そうしＣ，この場合、感温体は容器外面にとりつ
けられ１い１液体やその上の気体ＫＭｔ’ｌることを工
ないので２本発明には、感温体が腐食する恐れが少なく
なり、かつ感温体及び容器の各構造を、感温体を容器内
に挿入する従来の液位検出装置の場合よりも簡単にする
ことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１爽施例の構成説明図、第２図は第
１図におけろ要部の断面図、第３図は第１図和水した感
温体３の平面図、第４図は第１図に示した回路部５の構
成図、第５図は第４図における要部の波形説明図、第６
図は本発明の第２実施例の構成説明図、第７図は第６図
に示した感温体２２の断面図、第８図は本発明の詳細な
説明図である。 １・・・・・・容器、ｌａ・・・・・・側壁、２・・・
・・・液体、３．２２・・・感温体、ｓａ＊Ｂ、・・・
・・・感温信号、１７．１９・・・・・・液位検出装置
。 １８・・・・・・加熱手段。 箋 篤 図 箋 図 箋 囚 り 箋 電シ支Ｉ　［ｍ４］ 箋 δ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）液体を収容する容器の側壁外面にとりつけられかつ
   自己の温度に応じた感温信号を出力する感温体と、前記
   感温体を加熱する加熱手段とを備え、前記感温信号にも
   とづき前記容器内の前記液体の液位を検出することを特
   徴とする液位検出装置。