JPH0334808B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は主として密閉形タンクに用いられる液
面計に関する。

〔従来の技術〕

従来第７，８図に示すマグネツト３を内蔵した
ドーナツ状のフロート４と、フロートの中央の穴
４ａを貫通する下端を密閉したパイプ５とパイプ
内に設けたフロート４の位置を検出するための装
置とにより構成されるいわゆるマグネツトフロー
ト式液面計はタンクの内部と外気とをパイプ５に
よつて遮断することができるため、密閉形のタン
クに広く用いられている。

マグネツトフロート式液面計のうち、液位に対
応する電気信号の得られるタイプ、すなわち電気
発信形マグネツトフロート式液面計として現在次
の２つの方式が実用に供せられている。

第７図に示すものはパイプ５内に従動マグネツ
ト６を設け、従動マグネツト６に一端を結んだテ
ープ７またはワイヤを張力が一定になるように巻
取装置８で巻取り、繰出されたテープ７の長さを
液位信号発信器９により電気信号に変換する方式
である。

第８図に示すものは、パイプの５内の長手方向
に沿つて規則的に配置されたリードスイツチ１０
と電気抵抗体１１を第８図のように結線し、フロ
ート内のマグネツト３によりフロート４の近傍の
リードスイツチ１０をONならしめ、フロートの
位置の変化を端子Ａ〜Ｂ間の電気抵抗の変化に変
換する方式である。

第７図のものは従動マグネツト６がフロート４
内のマグネツト３と引き合うため、従動マグネツ
ト６がパイプの内壁と接触し、フロート４が上下
する際に摩擦力が発生して、フロート４の液位追
従精度をあまり高くすることができない欠点があ
つた。

また液位の急な変動により、従動マグネツト６
がフロート４のマグネツト３から離脱したり、テ
ープ７がたるんでキンクを生じたりする場合があ
り、信頼性が低くなる欠点がある。

一方第８図の方法は上記の問題点は全くない
が、液面の波立ちなどにより一部のリードスイツ
チ１０が頻繁にON、OFFを繰返すと、リードス
イツチ１０が早期に耐久限度に達し、長期使用に
耐え得ない欠点があり、リードスイツチの交換が
必要となつて保守性が悪いという欠点があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のマグネツトフロート式液面計は、下端
が閉塞されたパイプをタンク内に垂直に立設し、
同パイプには磁石を内蔵したフロートをパイプの
軸線方向に移動可能に設け、同パイプ内には一定
以上の磁束に感応してスイツチング作用をする磁
気感応スイツチユニツトを多数垂直に配設し、同
磁気感応スイツチユニツトに逐次電源より電力を
供給し、各ユニツトの導通状態を検出することに
より液位を検出する構成のものとしてある。

〔作用〕

フロートに内蔵された磁石により作られる磁束
がパイプ内の１つもしくは２つの磁気感応スイツ
チユニツトに作用して導通状態を作りだし、パイ
プ内の多数の磁気感応スイツチの導通、非導通を
逐次検知することによりフロートの位置を検出
し、液位信号を出力する。

〔実施例〕

次ぎに本発明の一実施例を添付図面に示す具体
例により詳細に説明する。

第１図において、タンク１内には下端が閉塞さ
れたパイプ５が上端５ａをタンクの蓋１ａに接続
されて垂直に設けられ、パイプ５には中空のドー
ナツ形をなすフロート４が中央部に貫通した孔４
ａへパイプ５を挿通して設けてあり、タンク１内
の液２の上下変動に伴つてフロート４がパイプ５
の軸線方向に上昇、下降できるようになつてい
る。またフロート４内には磁石３が左右をNSと
して対峙するようにして配設してあり、磁石のＮ
極からの磁束がパイプ５と直角に通るようになつ
ている。さらにパイプ５内には磁気感応スイツチ
ユニツト１２が多数垂直に配設され、各ユニツト
には電源線１３と信号線１４が接続され、電源線
１３と信号線１４はパイプ５の上部に設けられた
液位検出装置１５へ接続されている。

電源線１３と信号線１４、磁気感応スイツチユ
ニツト１２との接続状態は第２図に示すようにな
つており、電源１６からの電力を選択スイツチ回
路たる分配器１７により電源線１３ａ，１３ｂ，
１３ｃ，１３ｄを通じて磁気感応スイツチユニツ
ト１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄへ電力を逐次
送出するようになつている。

また各磁気感応スイツチユニツト１２ａ〜１２
ｄのＢ端とＣ端は信号線１４ａ，１４ｂへそれぞ
れ接続されており、出力線１４ａ，１４ｂは出力
判定回路１８へ接続されている。出力判定回路１
８は信号線１４ａ，１４ｂ間の導通状態を検出す
る機能がある。

第３図は磁気感応スイツチユニツト１２の内部
回路を示しており、電力の供給を受けるＡ端から
の電源線１３は定電圧回路である電源回路１９へ
接続され、電源回路１９からの電力供給線２０は
ホール素子２１、増幅回路２２、コンパレータ回
路２３の各電源端子２４へ接続されている。ホー
ル素子２１には磁束を感知すると一定の起電力を
発生する信号端２１ａがあり、信号端２１ａは信
号線２５により増幅回路２２へ接続されていて、
増幅回路２２の出力は一定電圧以上の入力がある
と出力電圧を出すコンパレータ回路２３に入力さ
れ、コンパレータ回路２３の出力端２３ａはトラ
ンジスタスイツチ２６のベース端へ接続されてい
る。またトランジスタスイツチ２６のコレクタ端
はＢ端へ、エミツタ端はＣ端へそれぞれ接続され
ている。

次にこの装置の動作について第１〜第３図によ
り説明する。

液位が第１図に示される位置にあり、フロート
４とパイプ５内の磁気感応スイツチ１２との関係
が第２図の状態にあるとする。この状態でフロー
ト４内の磁石３から出た磁束は向つて左へパイプ
５を通過しており、パイプ５内の磁気感応スイツ
チユニツト１２ｂが最も強く磁界の影響を受け、
漏れ磁束の一部が他のユニツト１２ａ，１２ｃ，
１２ｄにも磁界の影響を与えている。

次に液位検出装置１５内の分配器１７によつて
電源線１３ａ〜１３ｄへ順次電力が与えられる
と、磁気感応スイツチユニツト１２ａ〜１２ｄも
順次動作して行く。

第３図において磁気感応スイツチユニツト１２
のＡ端に電源からの電力が供給されると、電源回
路１９は電力供給線２０を通じてホール素子２
１、増幅回路２２、コンパレータ回路２３へ電力
を供給し、動作状態とする。この時、磁束がホー
ル素子２１を通過していれば、磁界の強さに応じ
た起電力が信号端２１ａに発生し、この電圧は増
幅回路２２で増幅され、コンパレータ回路２３で
一定の電圧と比較される。この時、磁石３の漏れ
磁束による起電力に相当する電圧を基準電圧と設
定しておけば、フロート４の位置と若干ずれた位
置にある磁気感応スイツチユニツト１２（第２図
の場合１２ａ，１２ｃ，１２ｄ）内のコンパレー
タ回路２３入力は設定電圧以下となり、出力端２
３ａには電圧が発生しない。しかし磁気感応スイ
ツチユニツト１２ｂのごとく磁石３からの磁力を
直接受けている場合はホール素子２１に発生する
起電力が大きく、コンパレータ回路２３に入力さ
れる電圧も設定電圧を超え、コンパレータ回路２
３は出力電圧を出す。これによりトランジスタス
イツチ２６はONとなり、Ｂ端からの電流はＣ端
へ流れる導通状態となる。

ところで、電源端より順次磁気感応スイツチユ
ニツト１２ａ〜１２ｄへ電流を流すと、ユニツト
１２ｂのみがＢ端とＣ端に電流が流れる状態とな
つている。このため、出力判定回路１８はＢ、Ｃ
端の導通状態を検出し、この時、分配器１７がど
の電源線に電流を流したかにより液位が算出され
る。

第４図は磁気感応スイツチユニツト１２に順次
電流を流す分配器としてマルチプレクサ２７を用
い、液位検出をマイクロプロセツサ２８により直
接行なう他の実施例を示したもので、多数の磁気
感応スイツチ１２は図示にはないパイプ内に設け
てあり、各ユニツト１２のＢ端はコモン線２９に
接続され、コモン線２９の一端は比較回路３０へ
接続され、他端は抵抗３１と介して直流電源３２
へ接続されている。なお各ユニツトのＣ端と直流
電源３２の一方は接地線３８により接地されてい
る。また比較回路３０には基準電源３３から基準
電圧が入力されており、基準電圧と入力電圧とを
比較して比較信号３０ａをマイクロプロセツサ２
８の比較信号入力端２８ａへ出力する。またマル
チプレクサ２７はマイクロプロセツサ２８からの
制御信号３４により制御されるようになつてい
る。

なお１６はマルチプレクサ２７を通じて各磁気
感応スイツチユニツトへ電力を供給する電源であ
る。

この実施例のものでは、最初マイクロプロセツ
サ２８の制御信号３４によりマルチプレクサ２７
が動作して電源１６からの電力を各磁気感応スイ
ツチユニツト１２−１〜１２−ｎへ順次送出して
行く。

この時もし磁気感応スイツチユニツト１２−４
が磁束による影響でＢ−Ｃ端が導通状態にあると
すれば、ユニツト１２−４のＡ端へ電力を供給し
た時点で直流電源３２から電流Ｉが流れ、抵抗３
１による電圧降下で比較回路３０の入力端電位は
降下する。この時の電圧は基準電圧と比較され、
一定電圧以下であることが検知されると比較信号
３０ａが出力され、マイクロプロセツサ２８は比
較信号を受け取る。これによりマイクロプロセツ
サ２８はマルチプレクサ２７へ与えた制御信号値
により液位を算出し、液位信号３５を出力する。

また、同時に２個の磁気感応スイツチユニツト
が磁束に反応した場合でも、マイクロプロセツサ
２８により各ユニツトの位置から算出された液位
の平均値を算出して液位値とすれば、フロート位
置検出の分解能力が２倍となる。

第５，６図はフロート４内の磁石の他の配列方
法を示しており、上下にNSとなるよう着磁され
たリング状磁石３をフロート４内部に設けたもの
で、第５図のようにフロート４の孔４ａに向つて
垂直方向に磁束が通過するようになつている。

この場合パイプ５内のユニツト１２は磁束感応
面を上下として配設する。この方法ではフロート
４がパイプ５まわりに回転しても磁束の方向が一
定であるため、フロート４に回り止めを設ける必
要がない。

なお、磁気感応スイツチユニツトは、ホール素
子の代りにリードスイツチをトランジスタのベー
スへ接続したものを使用するばあいもある。

〔本発明の効果〕

以上のように本発明の液面計は液位を検出する
機構に機械的可動部分が存在しないため、故障し
にくく、保守性がよく、長寿命、高信頼度のある
液面計となる。また各ユニツトの数を増減するこ
とで液位検出精度を自由に変えることができる。

さらに、ユニツト内ではホール素子からの起電
力が一定値を超えないとトランジスタスイツチを
ONさせないようにしているため、磁石からの漏
れ磁束により発生するホール素子の起電力をカツ
トでき、誤動作のおそれがないため高精度の液面
測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に依るマグネツトフロート式液
面計の一実施例を示す一部破断縦断面図、第２図
は磁気感応スイツチユニツトと液面検出機構との
接続状態を示す図、第３図は磁気感応スイツチユ
ニツトの内部回路を示すブロツク図、第４図はマ
イクロプロセツサを用いた他の実施例を示す図、
第５図はリング状磁石をフロートに用いた他の実
施例を示す図、第６図は第５図の−線横断平
面図、第７図と第８図は従来の液面計を示す図で
ある。 図中、１……タンク、１ａ……蓋、２……液、
３……磁石、４……フロート、４ａ……孔、５ａ
……上端、６……従動磁石、７……テープ、８…
…巻取装置、９……液位信号発生器、１０……リ
ードスイツチ、１１……抵抗、１２，１２ａ〜１
２ｄ……磁気感応スイツチユニツト、１３，１３
ａ〜１３ｄ……電源線、１４，１４ａ，１４ｂ…
…信号線、１５……液位検出装置、１６……電
源、１７……分配器、１８……出力判定回路、１
９……電源回路、２０……電力供給線、２１……
ホール素子、２１ａ……信号端、２２……増幅回
路、２３……コンパレータ回路、２３ａ……出力
端、２４……電源端子、２５……信号線、２６…
…トランジスタスイツチ、２７……マルチプレク
サ、２８……マイクロプロセツサ、２８ａ……比
較信号入力端、２９……コモン線、３０……比較
回路、３０ａ……比較信号、３１……抵抗、３２
……直流電源、３３……基準電源、３４……制御
信号、３５……液位信号、３６……スプロケツ
ト、３７……磁力線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ タンク内に、下端が閉塞されたパイプを垂直
   に設けるとともに磁石を内蔵したフロートを液面
   変動に伴いパイプに沿つて移動するように設け、
   同パイプ内に、選択スイツチ回路によつて順次電
   流が供給され、しかも通電状態においてフロート
   からの磁束により出力側が導通状態となる多数の
   磁気感応スイツチユニツトを垂直に配設し、これ
   ら各磁気感応スイツチユニツトの出力側を、導通
   状態にある磁気感応スイツチユニツトを検知する
   出力判定回路に接続してなるマグネツトフロート
   式液面計。