JPH0416720A - 液面レベルの測定方法 - 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】 し産業上の利用分野］ この発明は、例えば、油槽や水槽などにおける液面レベ
ルの測定方法に関する。

［従来の技術］ 油槽や水槽、あるいは樋の中の液面のレベルを測定する
ことは、貯留量や流量を推定するために必要である。

そのための方法として、液面にワイヤ付きのフロートを
浮かせて、ワイヤの上下動からフロートの位置を測定す
る方法がある。また、遠隔的に物体の位置検出を行う方
法として、物体上の光スポットの実像を受光器に結ばせ
、その位置から物体の位置を測定する方法がある。光ス
ポットは物体の表面の微視的な凹凸により乱反射する光
を受光器で検出するようしているので、表面に対するレ
ーザビームの入射角度は特に限定されない。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記のような従来の方法においては、フ
ロートを使用する場合には、充分な精度が得られず、液
体が高温であっ１ニリ腐食性が強いものである場合には
、耐用性が小さく、安定した作動をさせるのが困難であ
り、消耗が激しく不経済であることなどの課題があった
。

一方、光スポットの位置を検出する方法の場合には自動
化が容易であるが、通常、液面においては光は乱反射せ
ず、従って、発光器と受光器を設定すると、レベルの測
定範囲が受光レンズの径の範囲に限定されてしまうため
、例えば、第２図に示すように、発光器１１と受光器１
２を液面の上方に配置して正反射光を検知するようにし
た場合、正反射光の反射角度は常に同じであるので、液
面レベルが変動すると反射光が受光器１２に入らなくな
ってしまう。

［課題を解決するための手段］ 上記のような課題を解決するために、この発明は、液面
を揺動させながら、上方から液面にレーザ光またはこれ
に類する細い光ビームを照射し、その液面からの正反射
光をレーザ距離計の受光部に受け、液面レベルを算出す
るようにしたものである。

正反射光は乱反射光に比較して光強度が高いので適当な
フィルタを用いて受光量を下げると、乱反射光や他の光
源からの光の影響によるノイズを軽減することができ、
殆ど正反射光だけを受光することができる。

［作用］ このような液面レベルの測定方法において、液面に揺ら
ぎを与え、正反射光の反射方向を変化させることによっ
て液面の表面からの反射光を受光器に導き、この反射点
の位置を受光器内のイメージセンサ上に求めることによ
って液面レベルが算出される。

［実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の詳細な説明する。

第１図に示すように、液体Ｍを貯留する貯槽ｌ内の液面
より上方の互いに対向する位置に、光源である発光器２
とレーザ距離計３が設置されている。

発光器２は、その先軸が液面に対して所定の角度θをも
つように設置されている。

レーザ距離計３は、フィルター４、レンズ５及び受光素
子の集合体であるイメージセンサ６からなっており、こ
のイメージセンサ６は、発光器２からのレーザビームが
変動する液面に形成する光スポットで正反射したレーザ
ビームがレンズ４を介して結像する位置に沿って配置さ
れている。すなわち、図において液面上のＡ　、Ｂ　、
Ｃ、Ｄの各点の光スポットの像がレンズ５を介してイメ
ージセンサ上のａ、ｂ、ｃ、ｄの位置にそれぞれ結像す
るようになっている。

レーザ距離計３の出力端子は図示しない演算装置に接続
されており、この演算装置においてレーザ距離計３の出
力をもとに液面レベルが算出され、表示パネルなどの装
置に表示され、あるいは制御装置に入力されている。

この貯槽ｌには、液面の揺動手段（図示路）が設けられ
ており、これは、スクリューなどの撹拌装置、貯槽壁を
振動させる装置、液面に送風する装置など適宜の手段が
採用されてよい。

次に、上記のように構成されたレーザ距離計３により、
液面レベルを測定する方法を説明する。

揺動手段により液面が揺動しているので、発光器２から
のレーザビームは液面の揺動に従って種々の方向に振れ
る。従って、通常の正反射の位置ではレンズ５に入光す
ることのない液面高さにおいても、振れた光ビームの一
部がレンズ５に入光する。イメージセンサ６は、予め発
光器２からのレーザビームの反射光を結像する位置に配
置されているから、液面での反射光はイメージセンサ６
に結像し、しかも、この結像位置は液面レベルに一対一
に対応する。従って、結像位置から液面のレヘルを算出
することができる。

貯槽」の中では、揺動手段による液面の揺動か定在波と
なって存在し、波の向きや高さも一定となるので、波の
方向や高さと、レーザ距離計３の向きを適当に設定すれ
ば、適当な周期をもって検出信号が得られることになり
、連続的なレベル測定が行える。

なお、上記の実施例は油槽あるいは水槽に適用したが、
その性病食性の溶液や、高温の金属溶場などに適用でき
ることは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明は、液面を揺動させなが
ら、上方から液面にレーザ光またはこれに類する細い光
ビームを照射し、その液面からの正反射光をレーザ距離
計の受光部に受け、液面レベルを算出するようにしたも
のであるので、密閉された空間内における液面の表面レ
ベルの測定を、自動的に、正確にかつ連続的に行うこと
ができ、この測定データをもとに生産や品質の管理か行
えるなどの優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す図、第２図は従来の
方法を液面の測定に適用した場合を示す図である。 １・・・・・貯槽、２・・・・発光器、３・・・・・・
レーザ距離計、４・・・・フィルター　５・・・・レン
ズ、６・・・・イメージセンサ、Ｍ・・・・・液体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液面を揺動させながら、上方から液面にレーザ光または
   これに類する細い光ビームを照射し、その液面からの正
   反射光をレーザ距離計の受光部に受け、液面レベルを算
   出することを特徴とする液面レベルの測定方法。