JPH04290925A - 界面位置検出方法および装置 - Google Patents
界面位置検出方法および装置Info
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- JPH04290925A JPH04290925A JP7816891A JP7816891A JPH04290925A JP H04290925 A JPH04290925 A JP H04290925A JP 7816891 A JP7816891 A JP 7816891A JP 7816891 A JP7816891 A JP 7816891A JP H04290925 A JPH04290925 A JP H04290925A
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Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、伝熱係数の異なる二種
以上の流体から形成される一つ以上の界面を有する系に
おける界面位置検出方法および装置に関する。
以上の流体から形成される一つ以上の界面を有する系に
おける界面位置検出方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】界面位置検出手段として、従来から、界
面を挾む両側での物質の物理的性質の相違を利用する方
法がある。たとえば、界面を形成する二つの流体の比重
差を利用し、あらかじめ設定されたレベルに界面が達し
たとき、浮子の見掛け上の重さが界面の両側で変化する
ことを計測して界面位置を検出する手段や、二つの流体
の比重差に基づき、その界面の変位により転倒する浮子
を利用して、前記界面位置が移動したときに浮子に設け
た小型スケッチを開閉させ界面位置を検出する方法があ
った。しかし、界面の両側で浮子の見掛け上の重さが変
化することを利用する技術では、浮子の重量変化を計測
する系が、浮子の見掛け上の重さに影響を及ぼすため、
浮子の重量を小さくすることが実質上困難である。
面を挾む両側での物質の物理的性質の相違を利用する方
法がある。たとえば、界面を形成する二つの流体の比重
差を利用し、あらかじめ設定されたレベルに界面が達し
たとき、浮子の見掛け上の重さが界面の両側で変化する
ことを計測して界面位置を検出する手段や、二つの流体
の比重差に基づき、その界面の変位により転倒する浮子
を利用して、前記界面位置が移動したときに浮子に設け
た小型スケッチを開閉させ界面位置を検出する方法があ
った。しかし、界面の両側で浮子の見掛け上の重さが変
化することを利用する技術では、浮子の重量変化を計測
する系が、浮子の見掛け上の重さに影響を及ぼすため、
浮子の重量を小さくすることが実質上困難である。
【０００３】また、界面位置の変動により浮子が転倒す
ることを利用する技術では、浮子の転倒を検出するセン
サを小型化することが実質的に困難であり、また、セン
サから電気的信号を取り出すための導線の保護がむずか
しく、密閉容器内では使用できないことが多かった。さ
らに、界面の両側での光学的な屈折率あるいは、全反射
角の差を利用し、光導波路の一部に界面が接すると、光
の散乱や導波行路の変化が生じるようにしておき、これ
によって界面の存在を検出する方法があるが、同技術で
は光導波路が高価になり易く、界面位置検出端付近に光
学的に活性な、たとえば、反射率の高い金属面などがあ
ると、しばしば誤作動が生じて実用に耐えなかった。あ
るいは、界面の両側での電気伝導度の差を利用して界面
の位置を検出する手段もあるが、それでは電気伝導率の
低い流体相互の界面を検出することはできなかった。
ることを利用する技術では、浮子の転倒を検出するセン
サを小型化することが実質的に困難であり、また、セン
サから電気的信号を取り出すための導線の保護がむずか
しく、密閉容器内では使用できないことが多かった。さ
らに、界面の両側での光学的な屈折率あるいは、全反射
角の差を利用し、光導波路の一部に界面が接すると、光
の散乱や導波行路の変化が生じるようにしておき、これ
によって界面の存在を検出する方法があるが、同技術で
は光導波路が高価になり易く、界面位置検出端付近に光
学的に活性な、たとえば、反射率の高い金属面などがあ
ると、しばしば誤作動が生じて実用に耐えなかった。あ
るいは、界面の両側での電気伝導度の差を利用して界面
の位置を検出する手段もあるが、それでは電気伝導率の
低い流体相互の界面を検出することはできなかった。
【０００４】また、発熱体と温度センサとを一対のもの
とし、発熱体が発生する一定の熱量によるセンサの温度
上昇が、界面を形成する二つ以上の流体の間で異なるよ
うな熱的関係を形成しておき、界面がセンサの設置位置
を通過することにより、熱伝導率が高いか比熱が大きい
相では温度センサが低い温度を示し、熱伝導率が低いか
比熱が小さい相では、温度センサが高い温度を示す性質
を利用する方法もあった。しかしながら、界面両側の流
体の間で異なる伝熱抵抗差を利用して界面位置を検出す
る方法は、周囲温度の変化によって誤作動を生じるので
、発熱体と温度センサとを組み合わせた一対の素子を、
界面を挾む両側に合計二組設置して被測定系全体の均一
な温度変化を相殺するよう工夫しているが、それぞれの
素子は特定位置に配置されているため、被測定系内の熱
的に不均一な分布や、乱れを相殺することができず、誤
動作を生じ易い問題点があった。
とし、発熱体が発生する一定の熱量によるセンサの温度
上昇が、界面を形成する二つ以上の流体の間で異なるよ
うな熱的関係を形成しておき、界面がセンサの設置位置
を通過することにより、熱伝導率が高いか比熱が大きい
相では温度センサが低い温度を示し、熱伝導率が低いか
比熱が小さい相では、温度センサが高い温度を示す性質
を利用する方法もあった。しかしながら、界面両側の流
体の間で異なる伝熱抵抗差を利用して界面位置を検出す
る方法は、周囲温度の変化によって誤作動を生じるので
、発熱体と温度センサとを組み合わせた一対の素子を、
界面を挾む両側に合計二組設置して被測定系全体の均一
な温度変化を相殺するよう工夫しているが、それぞれの
素子は特定位置に配置されているため、被測定系内の熱
的に不均一な分布や、乱れを相殺することができず、誤
動作を生じ易い問題点があった。
【０００５】そこで、本出願人は、この種、従来方法お
よび装置に内在する上述問題点を改良し、被測定系の熱
的不均一、擾乱による装置の誤動作の発生を実質的に解
消する新規な技術を開発し、さきに特許出願を申請（特
願平１−１５８４２６号）したが、その発明の目的とす
るところは、原理的にコンパクトに形成することができ
、かつ、コストダウンが可能で、密閉容器内の流体界面
の検出にも利用し得て、しかも、光学的な外乱の影響を
受けることもない界面位置検出装置および方法を提供す
ることにあった。
よび装置に内在する上述問題点を改良し、被測定系の熱
的不均一、擾乱による装置の誤動作の発生を実質的に解
消する新規な技術を開発し、さきに特許出願を申請（特
願平１−１５８４２６号）したが、その発明の目的とす
るところは、原理的にコンパクトに形成することができ
、かつ、コストダウンが可能で、密閉容器内の流体界面
の検出にも利用し得て、しかも、光学的な外乱の影響を
受けることもない界面位置検出装置および方法を提供す
ることにあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の、さ
きに特許出願を申請した技術を、さらに改良し、小型の
抵抗値の異なる二つの感温素子を用い、これに自己発熱
をさせることにより、界面位置検出手段の一層のコンパ
クト化を図り、また、小口径の二つのシース管を用いる
ことができ、熱容量を小さくして、一層、迅速な応答性
を有する界面変化計測方法および装置を得ることを目的
とする。さらに、他の目的は、前述目的に沿う改良を施
したにもかかわらず、実用的なコストで提供できる本検
出方法および装置を開発することにある。
きに特許出願を申請した技術を、さらに改良し、小型の
抵抗値の異なる二つの感温素子を用い、これに自己発熱
をさせることにより、界面位置検出手段の一層のコンパ
クト化を図り、また、小口径の二つのシース管を用いる
ことができ、熱容量を小さくして、一層、迅速な応答性
を有する界面変化計測方法および装置を得ることを目的
とする。さらに、他の目的は、前述目的に沿う改良を施
したにもかかわらず、実用的なコストで提供できる本検
出方法および装置を開発することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下に述べるとおりの各構成要件を具備
している。 （１）互いに抵抗値を異にする二つの感温素子を並列に
つないで一組とした検知対の、各感温素子位置が水平に
なるよう被測定系内に配置し、その一つの感温素子には
同素子が自己発熱によって充分に昇温し得る程度の電流
を通し、他の一つの感温素子には、同素子が自己発熱に
よっても無視し得る程度の昇温しかしない電流を通し、
前記二つの感温素子の間の温度差値が、被測定系内の少
なくとも二相以上の流体から成る界面を境にして、各相
に応じて変化することを利用して、界面の位置を計測す
る方法。 （２）二個一組の感温素子よりなる検知対の少なくとも
二組以上を、被測定系内の上下方向に配置して、その内
の一組の感温素子を既知の流体相内に置いて検知対の温
度差の基準値とし、これと他の組の感温素子の温度差値
を比較することによって、他の組の感温素子の置かれた
相を検出して、界面の位置を計測する方法。 （３）互いに抵抗値を異にする二つの感温素子を並列に
つないで一組とした検知対の、各感温素子位置が水平に
なるよう被測定系内に配置し、その一つの感温素子には
同素子が自己発熱によって充分に昇温し得る程度の電流
を通し、他の一つの感温素子には、同素子が自己発熱に
よっても無視し得る程度の昇温しかしない電流を通し、
前記二つの感温素子の間の温度差値が、被測定系内の少
なくとも二相以上の流体から成る界面を境にして、各相
に応じて変化することを利用して、界面の位置を計測す
る装置。 （４）二個一組の感温素子よりなる検知対の少なくとも
二組以上を、被測定系内の上下方向に配置して、その内
の一組の感温素子を既知の流体相内に置いて検知対の温
度差の基準値とし、これと他の組の感温素子の温度差値
を比較することによって、他の組の感温素子の置かれた
相を検出して、界面の位置を計測する装置。
成するために、以下に述べるとおりの各構成要件を具備
している。 （１）互いに抵抗値を異にする二つの感温素子を並列に
つないで一組とした検知対の、各感温素子位置が水平に
なるよう被測定系内に配置し、その一つの感温素子には
同素子が自己発熱によって充分に昇温し得る程度の電流
を通し、他の一つの感温素子には、同素子が自己発熱に
よっても無視し得る程度の昇温しかしない電流を通し、
前記二つの感温素子の間の温度差値が、被測定系内の少
なくとも二相以上の流体から成る界面を境にして、各相
に応じて変化することを利用して、界面の位置を計測す
る方法。 （２）二個一組の感温素子よりなる検知対の少なくとも
二組以上を、被測定系内の上下方向に配置して、その内
の一組の感温素子を既知の流体相内に置いて検知対の温
度差の基準値とし、これと他の組の感温素子の温度差値
を比較することによって、他の組の感温素子の置かれた
相を検出して、界面の位置を計測する方法。 （３）互いに抵抗値を異にする二つの感温素子を並列に
つないで一組とした検知対の、各感温素子位置が水平に
なるよう被測定系内に配置し、その一つの感温素子には
同素子が自己発熱によって充分に昇温し得る程度の電流
を通し、他の一つの感温素子には、同素子が自己発熱に
よっても無視し得る程度の昇温しかしない電流を通し、
前記二つの感温素子の間の温度差値が、被測定系内の少
なくとも二相以上の流体から成る界面を境にして、各相
に応じて変化することを利用して、界面の位置を計測す
る装置。 （４）二個一組の感温素子よりなる検知対の少なくとも
二組以上を、被測定系内の上下方向に配置して、その内
の一組の感温素子を既知の流体相内に置いて検知対の温
度差の基準値とし、これと他の組の感温素子の温度差値
を比較することによって、他の組の感温素子の置かれた
相を検出して、界面の位置を計測する装置。
【０００８】
【作用】本発明にかかる界面位置検出方法および装置の
作用につき、図１に沿って、原理的な説明をすると、次
のとおりである。第１図中、ＴＲ１ 、ＴＲ２ 、ＴＲ
３ 、ＴＲ４ は感温素子で、感温素子ＴＲ１ とＴＲ
３ 、感温素子ＴＲ２ とＴＲ４ は互に、同一特性、
同一抵抗値をもち、感温素子ＴＲ１ （＝ＴＲ３ ）≪
感温素子ＴＲ２ （＝ＴＲ４ ）の関係を有する。感温
素子ＴＲ１ とＴＲ２ 、感温素子ＴＲ３とＴＲ４ は
、互いに並列に連結され、同電圧が印加される。印加電
圧は感温素子ＴＲ１ （＝ＴＲ３ ）≪感温素子ＴＲ２
（＝ＴＲ４ ）の関係により、感温素子ＴＲ１ （＝Ｔ
Ｒ３ ）には、自己発熱によって充分に昇温し得る程度
の電流を通電し、かつ、感温素子ＴＲ２ （＝ＴＲ４
）には、自己発熱によっても無視し得る程度の昇温しか
しない程度の電流を通電する。双方の感温素子は、互い
に断熱、絶縁されている。
作用につき、図１に沿って、原理的な説明をすると、次
のとおりである。第１図中、ＴＲ１ 、ＴＲ２ 、ＴＲ
３ 、ＴＲ４ は感温素子で、感温素子ＴＲ１ とＴＲ
３ 、感温素子ＴＲ２ とＴＲ４ は互に、同一特性、
同一抵抗値をもち、感温素子ＴＲ１ （＝ＴＲ３ ）≪
感温素子ＴＲ２ （＝ＴＲ４ ）の関係を有する。感温
素子ＴＲ１ とＴＲ２ 、感温素子ＴＲ３とＴＲ４ は
、互いに並列に連結され、同電圧が印加される。印加電
圧は感温素子ＴＲ１ （＝ＴＲ３ ）≪感温素子ＴＲ２
（＝ＴＲ４ ）の関係により、感温素子ＴＲ１ （＝Ｔ
Ｒ３ ）には、自己発熱によって充分に昇温し得る程度
の電流を通電し、かつ、感温素子ＴＲ２ （＝ＴＲ４
）には、自己発熱によっても無視し得る程度の昇温しか
しない程度の電流を通電する。双方の感温素子は、互い
に断熱、絶縁されている。
【０００９】感温素子ＴＲ１ 、ＴＲ２ 、ＴＲ３ 、
ＴＲ４ の一端には、それぞれ温度係数の低い電気抵抗
体Ｒ１ 、Ｒ２ 、Ｒ３ 、Ｒ４ が連結されており、
感温素子ＴＲ１ 、ＴＲ２ 、電気抵抗体Ｒ１ 、Ｒ２
により一つのブリッジ回路を形成する。電気抵抗体Ｒ
１ 、Ｒ２ 、Ｒ３ 、Ｒ４ は、被測定系外に配置し
ても良い。感温素子と電気抵抗体とにより形成された抵
抗ブリッジ回路において、電気抵抗体Ｒ１ 、Ｒ２ 、
Ｒ３ 、Ｒ４ の一端側の端子Ｃ２ と感温素子ＴＲ１
、ＴＲ２ 、ＴＲ３ 、ＴＲ４ の一端側の端子Ｃ１
との間に印加された電圧は、各々の抵抗体Ｒ１ と感
温素子Ｒ１ 、抵抗体Ｒ２ と感温素子ＴＲ２ および
、抵抗体Ｒ３ と感温素子ＴＲ３ 、抵抗体Ｒ４ と感
温素子ＴＲ４ の間で分圧され、抵抗体Ｒ１ と感温素
子ＴＲ１ との連結点Ｐ１ および、抵抗体Ｒ２ と感
温素子ＴＲ２ との連結点Ｐ２ （抵抗体Ｒ３ と感温
素子ＴＲ３ との連結点Ｐ３ 、抵抗体Ｒ４ と感温素
子ＴＲ４ との連結点Ｐ４ ）の間の電圧変化を測定す
ることにより、感温素子ＴＲ１ 、ＴＲ２ での温度差
に由来する抵抗値の差を電圧として読み取ることができ
る。
ＴＲ４ の一端には、それぞれ温度係数の低い電気抵抗
体Ｒ１ 、Ｒ２ 、Ｒ３ 、Ｒ４ が連結されており、
感温素子ＴＲ１ 、ＴＲ２ 、電気抵抗体Ｒ１ 、Ｒ２
により一つのブリッジ回路を形成する。電気抵抗体Ｒ
１ 、Ｒ２ 、Ｒ３ 、Ｒ４ は、被測定系外に配置し
ても良い。感温素子と電気抵抗体とにより形成された抵
抗ブリッジ回路において、電気抵抗体Ｒ１ 、Ｒ２ 、
Ｒ３ 、Ｒ４ の一端側の端子Ｃ２ と感温素子ＴＲ１
、ＴＲ２ 、ＴＲ３ 、ＴＲ４ の一端側の端子Ｃ１
との間に印加された電圧は、各々の抵抗体Ｒ１ と感
温素子Ｒ１ 、抵抗体Ｒ２ と感温素子ＴＲ２ および
、抵抗体Ｒ３ と感温素子ＴＲ３ 、抵抗体Ｒ４ と感
温素子ＴＲ４ の間で分圧され、抵抗体Ｒ１ と感温素
子ＴＲ１ との連結点Ｐ１ および、抵抗体Ｒ２ と感
温素子ＴＲ２ との連結点Ｐ２ （抵抗体Ｒ３ と感温
素子ＴＲ３ との連結点Ｐ３ 、抵抗体Ｒ４ と感温素
子ＴＲ４ との連結点Ｐ４ ）の間の電圧変化を測定す
ることにより、感温素子ＴＲ１ 、ＴＲ２ での温度差
に由来する抵抗値の差を電圧として読み取ることができ
る。
【００１０】すなわち、界面を形成する二種の流体Ａ、
Ｂの熱伝導度がＡ＞Ｂであり、感温素子の温度係数が正
であれば、感温素子ＴＲ１ の示す抵抗値は、同素子が
図１中、流体Ａ中にあれば、低くなり、流体Ｂ中であれ
ば、高くなる。また、被測定系の温度上昇または降下に
より、感温素子ＴＲ１ 、ＴＲ２ が示す抵抗値は全体
的に増加、または減少するが、ブリッジ回路の測定点Ｐ
１ 、Ｐ２ 間の電圧を測定する限りにおいては、被測
定系の温度変化は相殺され、結果的に、検知対が、熱伝
導度の異なる二相の流体Ａ中か、Ｂ中にあるかを判定す
ることができる。同様な原理に基づいて、検知対を収め
たシースＷの近傍で被測定系の界面に平行して温度分布
の変化があっても、その影響は感温素子ＴＲ１ 、ＴＲ
２ とで相殺されるから、その場合にも伝熱係数の異な
る二相のいずれ側に位置するかを判定することができる
。したがって、気相と液相との種類が決まれば、実用的
な温度範囲内で、かつ、検知対を複数組配置した長さの
範囲で、界面位置がどの検知対間にあるかを検出し得る
。
Ｂの熱伝導度がＡ＞Ｂであり、感温素子の温度係数が正
であれば、感温素子ＴＲ１ の示す抵抗値は、同素子が
図１中、流体Ａ中にあれば、低くなり、流体Ｂ中であれ
ば、高くなる。また、被測定系の温度上昇または降下に
より、感温素子ＴＲ１ 、ＴＲ２ が示す抵抗値は全体
的に増加、または減少するが、ブリッジ回路の測定点Ｐ
１ 、Ｐ２ 間の電圧を測定する限りにおいては、被測
定系の温度変化は相殺され、結果的に、検知対が、熱伝
導度の異なる二相の流体Ａ中か、Ｂ中にあるかを判定す
ることができる。同様な原理に基づいて、検知対を収め
たシースＷの近傍で被測定系の界面に平行して温度分布
の変化があっても、その影響は感温素子ＴＲ１ 、ＴＲ
２ とで相殺されるから、その場合にも伝熱係数の異な
る二相のいずれ側に位置するかを判定することができる
。したがって、気相と液相との種類が決まれば、実用的
な温度範囲内で、かつ、検知対を複数組配置した長さの
範囲で、界面位置がどの検知対間にあるかを検出し得る
。
【００１１】
【実施例】以下に、本発明方法および装置にかかる好適
な実施例の幾つかについて説明するが、これらは、本発
明出願当時の当業界における技術レベルの範囲内で各種
の設計変更が可能であるから、格別の理由を示すことな
く、本実施例に記載された具体例のみに基づいて、本発
明の要旨を限定的に解釈すべきではない。
な実施例の幾つかについて説明するが、これらは、本発
明出願当時の当業界における技術レベルの範囲内で各種
の設計変更が可能であるから、格別の理由を示すことな
く、本実施例に記載された具体例のみに基づいて、本発
明の要旨を限定的に解釈すべきではない。
【００１２】（その１）図１は、本発明装置の一実施例
の模式図であり、空気Ｂと水Ａとの界面位置を検出しよ
うとするものである。図１中、感温素子ＴＲ１ 、ＴＲ
２ 、ＴＲ３ 、ＴＲ４ は、たとえば、白金測温抵抗
体、サーミスタ等のセンサをガラス、エポキシ樹脂など
により被覆し、電気的に絶縁されたものである。シース
Ｗは、０．１５ｍｍ厚のステンレス鋼管を用い、管内に
は発泡ウレタン樹脂を充填し、感温素子ＴＲ１ とＴＲ
２ 、感温素子ＴＲ３ とＴＲ４ の間を断熱した。電
気抵抗体Ｒ１ ＝Ｒ３ ＝１００ Ω、感温素子ＴＲ１
＝ＴＲ３ ＝１００ Ωとし、電気抵抗体Ｒ２ ＝Ｒ
４ ＝１０００Ω、感温素子ＴＲ２ ＝ＴＲ４ ＝１０
００Ωとした。電気抵抗体Ｒ１ 、Ｒ２ 、Ｒ３ 、Ｒ
４ は、低い温度係数を有する金属被膜抵抗器を用いた
。
の模式図であり、空気Ｂと水Ａとの界面位置を検出しよ
うとするものである。図１中、感温素子ＴＲ１ 、ＴＲ
２ 、ＴＲ３ 、ＴＲ４ は、たとえば、白金測温抵抗
体、サーミスタ等のセンサをガラス、エポキシ樹脂など
により被覆し、電気的に絶縁されたものである。シース
Ｗは、０．１５ｍｍ厚のステンレス鋼管を用い、管内に
は発泡ウレタン樹脂を充填し、感温素子ＴＲ１ とＴＲ
２ 、感温素子ＴＲ３ とＴＲ４ の間を断熱した。電
気抵抗体Ｒ１ ＝Ｒ３ ＝１００ Ω、感温素子ＴＲ１
＝ＴＲ３ ＝１００ Ωとし、電気抵抗体Ｒ２ ＝Ｒ
４ ＝１０００Ω、感温素子ＴＲ２ ＝ＴＲ４ ＝１０
００Ωとした。電気抵抗体Ｒ１ 、Ｒ２ 、Ｒ３ 、Ｒ
４ は、低い温度係数を有する金属被膜抵抗器を用いた
。
【００１３】感温素子ＴＲ１ （＝ＴＲ３ ）≪ＴＲ２
（＝ＴＲ４ ）の関係を持たせ、この関係を利用して
、感温素子ＴＲ１ 、ＴＲ３ は自己発熱して、充分に
昇温し、感温素子ＴＲ２ 、ＴＲ４ は、自己発熱によ
っても無視し得る程度の昇温しかしないような電圧を印
加した。２５℃大気中で、端子Ｃ１ −Ｃ２ 間に、２
．５Ｖの電圧を加えた。 数分後、端子Ｐ１ −Ｐ２ 間、端子Ｐ３ −Ｐ４ 間
の電圧を測定したところ、共に、−２．０ｍＶであった
。これを２５℃の水中Ａに浸した時、端子Ｐ１ −Ｐ２
間の電圧は２．５ｍＶであった。この時、端子Ｐ３
−Ｐ４ 間の電圧は−２．０ｍＶであった。したがって
、端子Ｐ１ −Ｐ２ 間には、被測定系の相に対応した
電圧が得られたので、逆に、端子Ｐ１ −Ｐ２ 間の電
位差を測定することにより、一組の感温素子が二種の異
なるＡ相、Ｂ相のいづれにあるかを判定することができ
、かつ、この検知対を複数組設置することにより、界面
位置が、どの間にあるかを検出可能となるから、本実施
例により界面の位置変化を計測することができる。
（＝ＴＲ４ ）の関係を持たせ、この関係を利用して
、感温素子ＴＲ１ 、ＴＲ３ は自己発熱して、充分に
昇温し、感温素子ＴＲ２ 、ＴＲ４ は、自己発熱によ
っても無視し得る程度の昇温しかしないような電圧を印
加した。２５℃大気中で、端子Ｃ１ −Ｃ２ 間に、２
．５Ｖの電圧を加えた。 数分後、端子Ｐ１ −Ｐ２ 間、端子Ｐ３ −Ｐ４ 間
の電圧を測定したところ、共に、−２．０ｍＶであった
。これを２５℃の水中Ａに浸した時、端子Ｐ１ −Ｐ２
間の電圧は２．５ｍＶであった。この時、端子Ｐ３
−Ｐ４ 間の電圧は−２．０ｍＶであった。したがって
、端子Ｐ１ −Ｐ２ 間には、被測定系の相に対応した
電圧が得られたので、逆に、端子Ｐ１ −Ｐ２ 間の電
位差を測定することにより、一組の感温素子が二種の異
なるＡ相、Ｂ相のいづれにあるかを判定することができ
、かつ、この検知対を複数組設置することにより、界面
位置が、どの間にあるかを検出可能となるから、本実施
例により界面の位置変化を計測することができる。
【００１４】（その２）
（実施例その１）と同様に装置した。被測定系の大気Ｂ
の温度を２０℃とし、水相Ａの温度を２５℃として測定
したとき（実施例その１）と同一の、相−電圧特性が得
られた。したがって、本実施例は、一つの系内で熱的外
乱があっても安定に界面位置が測定できることを実証し
た。 （その３） （実施例その１）と同様に装置した。被測定系の大気Ｂ
の温度を３０℃とし、水相Ａの温度を２０℃として測定
したとき（実施例その１）と同一の、相−電圧特性が得
られた。したがって、本実施例は、一つの系内で熱的外
乱があっても安定に界面位置が測定できることを証明し
た。
の温度を２０℃とし、水相Ａの温度を２５℃として測定
したとき（実施例その１）と同一の、相−電圧特性が得
られた。したがって、本実施例は、一つの系内で熱的外
乱があっても安定に界面位置が測定できることを実証し
た。 （その３） （実施例その１）と同様に装置した。被測定系の大気Ｂ
の温度を３０℃とし、水相Ａの温度を２０℃として測定
したとき（実施例その１）と同一の、相−電圧特性が得
られた。したがって、本実施例は、一つの系内で熱的外
乱があっても安定に界面位置が測定できることを証明し
た。
【００１５】（その４）
（実施例その１）と同様に装置した。被測定系の大気Ｂ
の温度を２５℃とし、水相Ａの温度を２５℃としてから
、水相Ａの底部から加熱して水相Ａを昇温しつつ測定し
たとき（実施例その１）と同一の、相−電圧特性が得ら
れた。したがって、本実施例は、熱的外乱があっても誤
差を生じることがなく、界面位置を検出する方法および
装置として実用的であることが判った。
の温度を２５℃とし、水相Ａの温度を２５℃としてから
、水相Ａの底部から加熱して水相Ａを昇温しつつ測定し
たとき（実施例その１）と同一の、相−電圧特性が得ら
れた。したがって、本実施例は、熱的外乱があっても誤
差を生じることがなく、界面位置を検出する方法および
装置として実用的であることが判った。
【００１６】（その５）
（実施例その１）と同じ原理に基づき、図２に示すよう
に装置した。すなわち、一つの検知対のうち、自己発熱
感温素子と自己発熱を無視し得る感温素子とを別にして
、それぞれ、小口径の二本のシース管に収納し、熱応答
速度を高めた。各シース管に、それぞれ三組の検知対を
設置した。被測定系の大気Ｂの温度を２５℃とし、水相
Ａの温度を２５℃として、界面を界面１の状態において
、端子Ｐ１ −Ｐ２ 、端子Ｐ３ −Ｐ４ および端子
Ｐ５ −Ｐ６ 各間の電位差を測定したところ、三点共
に−２．０ｍＶであった。次に、シース管を水相Ａ中に
降下させ、界面を界面２のところまで変位したところ、
数秒にて端子Ｐ１ −Ｐ２ 間の電位差が２．５ｍＶと
なった。この時、端子Ｐ３ −Ｐ４ 、端子Ｐ５ −Ｐ
６ 間の電位差は共に−２．０ｍＶであった。
に装置した。すなわち、一つの検知対のうち、自己発熱
感温素子と自己発熱を無視し得る感温素子とを別にして
、それぞれ、小口径の二本のシース管に収納し、熱応答
速度を高めた。各シース管に、それぞれ三組の検知対を
設置した。被測定系の大気Ｂの温度を２５℃とし、水相
Ａの温度を２５℃として、界面を界面１の状態において
、端子Ｐ１ −Ｐ２ 、端子Ｐ３ −Ｐ４ および端子
Ｐ５ −Ｐ６ 各間の電位差を測定したところ、三点共
に−２．０ｍＶであった。次に、シース管を水相Ａ中に
降下させ、界面を界面２のところまで変位したところ、
数秒にて端子Ｐ１ −Ｐ２ 間の電位差が２．５ｍＶと
なった。この時、端子Ｐ３ −Ｐ４ 、端子Ｐ５ −Ｐ
６ 間の電位差は共に−２．０ｍＶであった。
【００１７】次に、界面が界面３のところまで変位する
よう、シース管を水相Ａ中に降下させたところ、数秒に
て端子Ｐ３ −Ｐ４ 間の電位差は２．５ｍＶとなった
。この時、端子Ｐ１ −Ｐ２ 間の電位差は、２．５ｍ
Ｖ、端子Ｐ５ −Ｐ６ の電位差は−２．０ｍＶであっ
た。本実施例では、シース管径を小さくすることにより
熱応答速度を速め、一層、迅速に検知できる界面検出装
置にすることができ、また、検知対を複数組設置するこ
とにより、界面の位置変化を細かく計測するのに実用的
である。
よう、シース管を水相Ａ中に降下させたところ、数秒に
て端子Ｐ３ −Ｐ４ 間の電位差は２．５ｍＶとなった
。この時、端子Ｐ１ −Ｐ２ 間の電位差は、２．５ｍ
Ｖ、端子Ｐ５ −Ｐ６ の電位差は−２．０ｍＶであっ
た。本実施例では、シース管径を小さくすることにより
熱応答速度を速め、一層、迅速に検知できる界面検出装
置にすることができ、また、検知対を複数組設置するこ
とにより、界面の位置変化を細かく計測するのに実用的
である。
【００１８】（その６）
（実施例その５）と同様に装置した。被測定系の大気Ｂ
の温度を２５℃として、水相Ａの温度を９０℃とし、界
面を界面１の状態にしたとき、端子Ｐ１ −Ｐ２ 、端
子Ｐ３ −Ｐ４ 、端子Ｐ５ −Ｐ６ 各々の電位差を
測定したところ、共に−２．０ｍＶであった。次に、界
面が界面２に変位するようにシース管を降下したところ
、数秒にて端子Ｐ１ −Ｐ２ の電位差は０．７ｍＶと
なった。この時の端子Ｐ３ −Ｐ４ 、端子Ｐ５ −Ｐ
６ の電位差は、共に−２．０ｍＶであった。さらに界
面を界面３まで降下させたところ、端子Ｐ１ −Ｐ２
、端子Ｐ３ −Ｐ４ 間電位差は、共に０．７ｍＶを得
た。このとき、端子Ｐ５ −Ｐ６ 間の電位差は、−２
．０ｍＶであった。したがって、本実施例は、被測定系
の実用的高温度においても、誤差なく界面位置変化を測
定する方法および装置として、実用的であることを示す
ものとなった。
の温度を２５℃として、水相Ａの温度を９０℃とし、界
面を界面１の状態にしたとき、端子Ｐ１ −Ｐ２ 、端
子Ｐ３ −Ｐ４ 、端子Ｐ５ −Ｐ６ 各々の電位差を
測定したところ、共に−２．０ｍＶであった。次に、界
面が界面２に変位するようにシース管を降下したところ
、数秒にて端子Ｐ１ −Ｐ２ の電位差は０．７ｍＶと
なった。この時の端子Ｐ３ −Ｐ４ 、端子Ｐ５ −Ｐ
６ の電位差は、共に−２．０ｍＶであった。さらに界
面を界面３まで降下させたところ、端子Ｐ１ −Ｐ２
、端子Ｐ３ −Ｐ４ 間電位差は、共に０．７ｍＶを得
た。このとき、端子Ｐ５ −Ｐ６ 間の電位差は、−２
．０ｍＶであった。したがって、本実施例は、被測定系
の実用的高温度においても、誤差なく界面位置変化を測
定する方法および装置として、実用的であることを示す
ものとなった。
【００１９】（その７）
（実施例その５）と同様に装置した。被測定系の大気Ｂ
の温度を２５℃として、水相Ａの温度を２℃とし、界面
を界面１の状態にしたとき、端子Ｐ１ −Ｐ２ 、端子
Ｐ３ −Ｐ４ 、端子Ｐ５ −Ｐ６ 各々の電位差を測
定したところ、共に−２．０ｍＶであった。次に、界面
が界面２になるようにシース管を降下させた時、端子Ｐ
１ −Ｐ２ 間の電位差は２．８ｍＶであった。この時
の端子Ｐ３ −Ｐ４ 、端子Ｐ５ −Ｐ６ 間の電位差
は、共に−２．０ｍＶであった。次に、界面が界面３に
なるようにシース管を降下したところ、端子Ｐ１ −Ｐ
２ 、端子Ｐ３ −Ｐ４ 間電位差は、共に２．８ｍＶ
であった。この時、端子Ｐ５ −Ｐ６ 間の電位差は、
−２．０ｍＶであった。したがって、本実施例は被測定
系の実用的低温度時においても、界面位置の変化を階段
的に測定でき、実用的である。
の温度を２５℃として、水相Ａの温度を２℃とし、界面
を界面１の状態にしたとき、端子Ｐ１ −Ｐ２ 、端子
Ｐ３ −Ｐ４ 、端子Ｐ５ −Ｐ６ 各々の電位差を測
定したところ、共に−２．０ｍＶであった。次に、界面
が界面２になるようにシース管を降下させた時、端子Ｐ
１ −Ｐ２ 間の電位差は２．８ｍＶであった。この時
の端子Ｐ３ −Ｐ４ 、端子Ｐ５ −Ｐ６ 間の電位差
は、共に−２．０ｍＶであった。次に、界面が界面３に
なるようにシース管を降下したところ、端子Ｐ１ −Ｐ
２ 、端子Ｐ３ −Ｐ４ 間電位差は、共に２．８ｍＶ
であった。この時、端子Ｐ５ −Ｐ６ 間の電位差は、
−２．０ｍＶであった。したがって、本実施例は被測定
系の実用的低温度時においても、界面位置の変化を階段
的に測定でき、実用的である。
【００２０】
【発明の効果】以上のとおりであるから、本発明方法お
よび装置によれば、被測定系の置かれている実用的温度
環境に対応して、検知対が、Ａ、Ｂ二相のいづれにある
かを判定可能であり、同対を複数組設置することにより
、その界面位置の変化を階段的に検出することが可能で
ある。さらに、被測定系内の熱的擾乱とか、光学的外乱
による誤動作の発生を実質的に解消することができる。 のみならず、原理的にコンパクトに形成することができ
、設置すべきスペースの確保にわずらわされることがな
い上に、その構成を可及的に単純化して、製造上のコス
トダウンを可能とした。また、本発明方法および装置に
よるときは、被測定系の実用的温度環境に対応して、界
面位置を検出することができる、等々、従来、実施され
ている方法、装置には期待することができない、格別の
作用および効果を奏するものとなる。
よび装置によれば、被測定系の置かれている実用的温度
環境に対応して、検知対が、Ａ、Ｂ二相のいづれにある
かを判定可能であり、同対を複数組設置することにより
、その界面位置の変化を階段的に検出することが可能で
ある。さらに、被測定系内の熱的擾乱とか、光学的外乱
による誤動作の発生を実質的に解消することができる。 のみならず、原理的にコンパクトに形成することができ
、設置すべきスペースの確保にわずらわされることがな
い上に、その構成を可及的に単純化して、製造上のコス
トダウンを可能とした。また、本発明方法および装置に
よるときは、被測定系の実用的温度環境に対応して、界
面位置を検出することができる、等々、従来、実施され
ている方法、装置には期待することができない、格別の
作用および効果を奏するものとなる。
【図１】本発明装置の実施例の模式図
【図２】本発明装置の他の実施例の模式図
ＴＲ１ 感温素子
ＴＲ２ 感温素子
Ｒ１ 電気抵抗体
Ｒ２ 電気抵抗体
Ｃ１ 端子
Ｃ２ 端子
Ｐ１ 測定端子
Ｐ２ 測定端子
Ｗ シース
Ｄ 発泡ウレタン断熱材
Ａ 水相
Ｂ 空気相
Claims (4)
- 【請求項１】 互いに抵抗値を異にする二つの感温素
子を並列につないで一組とした検知対の、各感温素子位
置が水平になるよう被測定系内に配置し、その一つの感
温素子には同素子が自己発熱によって充分に昇温し得る
程度の電流を通し、他の一つの感温素子には、同素子が
自己発熱によっても無視し得る程度の昇温しかしない電
流を通し、前記二つの感温素子の間の温度差値が、被測
定系内の少なくとも二相以上の流体から成る界面を境に
して、各相に応じて変化することを利用して、界面の位
置を計測する方法。 - 【請求項２】 二個一組の感温素子よりなる検知対の
少なくとも二組以上を、被測定系内の上下方向に配置し
て、その内の一組の感温素子を既知の流体相内に置いて
検知対の温度差の基準値とし、これと他の組の感温素子
の温度差値を比較することによって、他の組の感温素子
の置かれた相を検出して、界面の位置を計測する方法。 - 【請求項３】 互いに抵抗値を異にする二つの感温素
子を並列につないで一組とした検知対の、各感温素子位
置が水平になるよう被測定系内に配置し、その一つの感
温素子には同素子が自己発熱によって充分に昇温し得る
程度の電流を通し、他の一つの感温素子には、同素子が
自己発熱によっても無視し得る程度の昇温しかしない電
流を通し、前記二つの感温素子の間の温度差値が、被測
定系内の少なくとも二相以上の流体から成る界面を境に
して、各相に応じて変化することを利用して、界面の位
置を計測する装置。 - 【請求項４】 二個一組の感温素子よりなる検知対の
少なくとも二組以上を、被測定系内の上下方向に配置し
て、その内の一組の感温素子を既知の流体相内に置いて
検知対の温度差の基準値とし、これと他の組の感温素子
の温度差値を比較することによって、他の組の感温素子
の置かれた相を検出して、界面の位置を計測する装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7816891A JPH0692908B2 (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | 界面位置検出方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7816891A JPH0692908B2 (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | 界面位置検出方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04290925A true JPH04290925A (ja) | 1992-10-15 |
| JPH0692908B2 JPH0692908B2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=13654409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7816891A Expired - Lifetime JPH0692908B2 (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | 界面位置検出方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0692908B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003107257A (ja) * | 2001-09-27 | 2003-04-09 | Sony Corp | 光学素子および光学素子を用いた光学装置 |
| JP2006329734A (ja) * | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Tri Chemical Laboratory Inc | 界面レベルセンサ及び界面レベルセンサを備えた容器 |
| JP2009156653A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Nikkiso Co Ltd | 界面検出装置 |
| JP2012173192A (ja) * | 2011-02-23 | 2012-09-10 | Tri Chemical Laboratory Inc | 液面検出装置及びそれを用いた液面検出方法 |
-
1991
- 1991-03-19 JP JP7816891A patent/JPH0692908B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003107257A (ja) * | 2001-09-27 | 2003-04-09 | Sony Corp | 光学素子および光学素子を用いた光学装置 |
| JP2006329734A (ja) * | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Tri Chemical Laboratory Inc | 界面レベルセンサ及び界面レベルセンサを備えた容器 |
| JP2009156653A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Nikkiso Co Ltd | 界面検出装置 |
| JP2012173192A (ja) * | 2011-02-23 | 2012-09-10 | Tri Chemical Laboratory Inc | 液面検出装置及びそれを用いた液面検出方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0692908B2 (ja) | 1994-11-16 |
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