JPH044980Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は容器内に充填された液体に抵抗体を浸
漬させ、この抵抗体の抵抗値から液体の液面レベ
ルを測定する液面レベル測定装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来の抵抗体による液面レベル測定装置は第３
図ａに示す構成となつている。図において、容器
１には被測定物である液体２が液面レベルＨまで
充填されている。この液体２に抵抗体R₁を浸漬
し、これに定電流源I₁により一定電流を供給す
る。抵抗体R₁は定電流源I₁によつて加熱され、抵
抗体R₁から発生した熱は抵抗体R₁の表面から周
囲に放熱される。このとき放熱度合は液体２の中
への放熱の方が、空気中への放熱に比して大き
い。抵抗体R₁は一般に正の温度特性を有してい
る。従つて抵抗体R₁が液体２中に浸漬している
部分は加熱による抵抗体の温度上昇が低く、抵抗
値が小さくなる。一方空気中に露出している部分
では温度上昇は大きく抵抗値は大きくなる。よつ
て抵抗値R₁の液体２の中に浸漬している部分の
割合が大きくなる程抵抗体R₁の全抵抗値は小さ
くなり、抵抗体R₁には一定電流が供給されてい
るため、抵抗体Ｒ値の両端の端子電圧Ｖは低くな
る。即ち、第３図ｂに示すように、端子電圧Ｖは
液面レベルＨの関数となる。そこでこの端子電圧
Ｖを測定することにより、液面レベルＨを検出す
ることができる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら斯かる従来の装置にあつては、測
定感度を上げるためには、液体２の液面レベルＨ
の変化に対する抵抗体R₁の端子電圧Ｖの変化を
大きくする必要がある。このため抵抗体R₁はニ
ツケル等の抵抗温度係数の大なる金属を用いてい
る。ところが、このような抵抗体は液面レベルの
測定を行なう周囲の温度変化に対しても感度が良
くなり、この温度変化によつて抵抗値が変動して
しまい、液面レベルの測定精度が低下する。

よつて本考案は、上述した従来の問題点に鑑
み、周囲温度の変化によつて液面レベルの測定値
が変動することがないようにした液面レベル測定
装置を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的と達成するため本考案により成された
液面レベル測定装置は、容器内の液体の液面レベ
ルに応じて液体に浸漬されている部分の割合が増
減する測定用の第１の抵抗体と、該第１の抵抗体
と同一形状・寸法、同一の温度特性及び抵抗値を
有し、常時空気中又は前記液体中に全体があるよ
うに配置された温度補償用の第２の抵抗体と、前
記第１の抵抗体にその上端から下端に向かつて一
定電流を流すと共に、前記第２の抵抗体に前記第
１の抵抗体に流す電流と同一の大きさの一定電流
を流す定電流源と、前記第１の抵抗体の両端に発
生する端子電圧と、前記第２の抵抗体の両端に発
生する端子電圧を前記第１の抵抗体の端子電圧よ
り常に小さい電圧又は大きい電圧になるように変
換した電圧との差をとり、液面レベルに応じて連
続的に変化する信号を出力する演算手段とを備え
ることを特徴としている。

〔作用〕

上記構成において、第１の抵抗体と第２の抵抗
体は同一形状・寸法、同一の温度特性及び抵抗値
を有し、かつこれらの抵抗体には定電流源により
同一の一定電流が流されているので、常時空気中
又は液体中に全体が配設されている温度補償用の
第２の抵抗体の端子電圧は、一定電流の通電よる
温度と周囲空気又は液体の温度とに依存する抵抗
値に対応したものとなるのに対し、液面レベルに
応じて液体に浸漬されている部分の割合が増減す
る測定用の第１の抵抗体の端子電圧は、一定電流
の通電よる温度と周囲空気及び液体の温度の他
に、液体に浸漬した分だけ放熱が進んだ状態での
温度又は液体に浸漬しない分だけ放熱が進んでい
ない状態での温度に依存した抵抗値に対応したも
のとなる。

従つて、演算回路が第１の抵抗体の端子電圧
と、第２の抵抗体の端子電圧を変換した電圧との
差をとつて出力する液体の液面レベルに応じた大
きさの信号は、温度変化による成分を含まない真
に液面レベルのみに応じて変化するものとなる。

特に、第１の抵抗体と第２の抵抗体が同一形
状・寸法、同一の温度特性及び抵抗値を有し、か
つこれらに同一の一定電流を流すようにしている
ので、両抵抗体の端子電圧に基づいて簡単に周囲
温度の変動に対する補償を行うことができる。

〔実施例〕

以下本考案の実施例を図と共に説明する。

第１図において、液体２には液面レベル測定用
抵抗体R₁が浸漬され端子ａより定電流I₁が供給さ
れる。またこの抵抗体R₁と同一形状・寸法の温
度補償用抵抗体R₂が液体２の液面レベルに垂直
な面に対して抵抗体R₁と対称位置に配置する。
この抵抗体R₂は抵抗体R₁と同一の正の温度特性
及び抵抗値を有し、定電流源I₂から端子ｂを介し
て定電流源I₁と同一電流値の定電流が供給されて
いる。また抵抗体R₂は液体２に浸漬されずに常
時空気中に曝されている。第１図の構成において
は、抵抗体R₁，R₂を保護チユーブ３に装填し、
抵抗体R₁の保護チユーブ３内には下面に孔を設
けて液体２を導入すると共に、抵抗体R₂の保護
チユーブ３は下面を密閉して液体２が導入されな
いようにしている。尚、各抵抗体R₁，R₂の他方
の端子ｃ，ｄは夫々接地される。抵抗体R₁のａ
点に得られる端子電圧V₁は差動増幅器（演算回
路）OPの正相入力に供給され、抵抗体R₂のｂ点
に得られる端子電圧V₂₀は抵抗R₃，R₄により分圧
され、その分圧電圧V₂₁が差動増幅器OPの逆相
入力に供給される。

斯かる構成において、定電流が供給される測定
用抵抗体R₁の各液面レベルH₁，H₂に対する端子
電圧は、第２図に示す液面レベル特性及び周囲温
度特性のようになる。つまり、周囲温度ＴがT₁
からT₂の如く上昇するに従つて端子電圧V₁が大
きくなる。これは抵抗体R₁の抵抗値が正の温度
特性を有し露出する部分の空気の温度、及び液体
２の温度により変化するためである。

一方、常時空気中に配置している補償用の抵抗
体R₂も抵抗体R₁と同一の電流値の一定電流が供
給されており、しかも両者は同一形状・寸法の抵
抗体であるから、その端子電圧V₂₀の周囲温度に
対する変化は、測定用抵抗体R₁の液面レベルＨ
＝０、即ち抵抗体R₁が液体２に浸漬されていな
い場合の端子電圧V₁と同一の温度変化となる。
つまり抵抗体R₁，R₂における周囲温度が同じで
あれば、同一の端子電圧となる。

従つて、補償用抵抗体R₂の端子電圧V₂₀を抵抗
R₃，R₄で分圧した電圧V₂₁が、常に測定用抵抗体
R₁の端子電圧V₁より低い値となるように設定す
れば、電圧V₂₁は周囲温度にのみ依存する特性を
有しているから、差動増幅器OPにより端子電圧
V₁と電圧V₂₁との差をとれば、第２図に示すよう
に、その出力電圧V₀は周囲温度には依存せずに、
液面レベルＨに対してのみの関数となり温度補償
が図れる。よつて液面レベルＨが一定であれば、
周囲温度が変化しても差動増幅器OPの出力電圧
V₀は変化しないので、正確な液面レベルを測定
することができる。

尚、上記実施例では温度補償用の抵抗体R₂を
常時空気中に露出するように構成したが、常時そ
の全体を液体２に浸漬するようにして温度補償用
の電圧を得るように構成してもよい。

また、電圧V₂₁の設定として常に電圧V₁より低
い値となるように設定したが電圧V₁より常に高
い値となるように設定してもよい。

更に、演算回路として、測定用抵抗体R₁の端
子電圧V₁を所定の基準レベルで反転させ、この
反転電圧と補償用抵抗体R₂の端子電圧V₂₀から得
られる補償用電圧V₂₁とを加算するように構成し
てもよい。

〔考案の効果〕

以上のように本考案によれば、被測定物である
液体の液面レベルを測定するに際して、周囲温度
の変化に影響を受けることがなく、液面レベルの
測定精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る液面レベル測定装置の実
施例を示す図、第２図は第１図装置における検出
電圧及び抵抗体の端子電圧の液面レベル特性、及
び温度特性を示す図、第３図ａ，ｂは従来の液面
レベル測定装置、及びその検出電圧の液面レベル
特性をそれぞれ示す図である。 R₁……液面レベル測定用抵抗体、R₂……温度
補償用抵抗体、I₁，I₂……定電流源、OP……差動
増幅器、２……液体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 容器内の液体の液面レベルに応じて液体に浸漬
   されている部分の割合が増減する測定用の第１の
   抵抗体と、 該第１の抵抗体と同一形状・寸法、同一の温度
   特性及び抵抗値を有し、常時空気中又は前記液体
   中に全体があるように配置された温度補償用の第
   ２の抵抗体と、 前記第１の抵抗体にその上端から下端に向かつ
   て一定電流を流すと共に、前記第２の抵抗体に前
   記第１の抵抗体に流す電流と同一の大きさの一定
   電流を流す定電流源と、 前記第１の抵抗体の両端に発生する端子電圧
   と、前記第２の抵抗体の両端に発生する端子電圧
   を前記第１の抵抗体の端子電圧より常に小さい電
   圧又は大きい電圧になるように変換した電圧との
   差をとり、液面レベルに応じて連続的に変化する
   信号を出力する演算手段とを備える ことを特徴とする液面レベル測定装置。