JPH0462433A - 液面レベル計に於ける検出電極の汚れ測定装置 - 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） この発明は、液面レベル計に於いて、この液面レベル計
の検出電極に付着した汚れの量を測定する検出電極の汚
れ測定装置に関する。

（従来の技術） 液面レベル計は、液体を扱う種々の機械設備に組み込ま
れており、例えば、ボイラ等の液面レベル計、即ち、水
位計は、その自動運転を実施する上で重要な機器の１つ
である。

ボイラの水位計は、所謂、フロートレススイッチ型のも
ので構成されており、この種の水位計は、水位検出管内
に配置された検出電極に一定電圧を印加する電源と、検
出電極を流れる電流値に基つき、検出電極に対する水位
を判定する判定回路とから構成されている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述したタイプの水位計は、その検出電極に
汚れが付着すると、検出電極を流れる電流値が変動して
しまうことから、判定回路での水位の判定に誤りか生じ
てしまう場合がある。このように水位計が誤動作してし
まうと、ボイラの水位制御が正確になされないから、ボ
イラの空炊きや蒸気の供給停止等の異常運転を招く虞が
ある。

このため、ボイラ等の水位計では、検出電極の汚れを定
期的に点検する必要があるが、しかしながら、この種の
水位計では、検出電極を外部から視認することができな
いので、検出電極の点検をなすには、−々、検出電極を
水位検出管から引き抜かなければならず、その点検に手
間のかかるものである。

この発明は、上述した事情に基づいてなされたもので、
その目的とするところは、検出電極の汚れを容易に確認
でき、よって、液面レベル計が誤動作する前に、検出電
極の清掃を確実に実施することができる液面レベル計に
於ける検出電極の汚れ測定装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） この発明の検出電極の汚れ測定装置は、検出電極の基準
抵抗値に対し、検出電極を流れる電流値と上記一定電圧
とから上記経路に於ける抵抗値の変動を計測する抵抗値
計測回路を備えて構成されている。

（作用） この発明の汚れ測定装置によれば、検出電極を流れる電
流値から、検出電極の抵抗値を抵抗値計測回路で測定す
るようにしたから、その基準抵抗値に対する抵抗値の変
動から検出電極に付着した汚れ量を間接的に測定するこ
とができる。即ち、基準抵抗値として、汚れのない検出
電極が液中にある場合での前記経路の抵抗値を採用した
場合、使用中、同一の状態での前記経路の抵抗値か基準
抵抗値よりも増加すれば、実質的に検出電極の抵抗値が
増加して、つまり、検出電極に汚れが付着していると判
断できる。また、検出電極か液中にない場合、検出電極
に付着した汚れによる抵抗により、実際の基準抵抗値よ
り減少して計測される。

要するに、汚れ量は、基準抵抗値からの偏差の大きさか
ら求めることかできる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、ボイラを概略的に示しており、図中１は、ボ
イラ胴である。このボイラ胴１内には、多数の水管２が
例えば２重にして周方向に立設して配置されており、こ
れら水管２の下端は、環状をなした給水ドラム３に接続
されており、その上端は、同じく環状の蒸気ドラム４に
接続されている。

給水ドラム３には、給水パイプ５の一端が接続されてお
り、この給水パイプ５の他端は、図示しない給水源に接
続されている。また、給水パイプ５には、給水ポンプ６
が介挿されており、この給水ポンプ６の駆動を制御する
ことにより、ボイラ内、即ち、水管２内の水位を調整す
ることができる。

ボイラ胴ｌ内に於いて、水管２によって囲まれた空間は
、燃焼室７として形成されており、この燃焼室７に於い
て、図示しない燃料噴射ノズルから噴射された燃料が燃
焼されるようになっている。

また、燃焼室７での燃焼により、水管２内に発生した蒸
気は、蒸気ドラム４を介して、外部の図示しない蒸気消
費設備に供給される。

そして、ボイラ胴ｌの外側には、水位検出管８が配置さ
れており、この水位検出管８は、その下端が給水ドラム
３に接続管９を介して接続されている一方、その上端も
また接続管ＩＯを介して蒸気ドラム４に接続されている
。従って、水位検出管８内に給水ドラム３から導かれる
給水の水位は、常時、水管２内の水位と同一のレベルと
なるようになっている。

そして、水位検出管８内には、例えば、３個の検出電極
１１，１２．１３が配置されている。これら検出電極１
１．１２．１３は、ロッド状をなし、互いに平行にして
、水位検出管８の上端壁側から底壁に向かって延びてい
るが、各検出電極に於ける下端のレベル位置は、互いに
異なったものとなっている。即ち、第１図から明らかな
ように、検出電極１１の下端は、最も高いレベル位置に
あり、検出電極１３の下端は、最も低いレベル位置にあ
る。そして、検出電極１２の下端は、検出電極１１．１
３に於ける下端レベル位置の中間のレベル位置に位置付
けられている。

検出電極１１，１２．１３の上端は、水位検出管８の上
端壁を貫通して外部に延び、そして、コネクタ１４に接
続されている。このコネクタ１４は、信号ライン１５を
介して監視制御装置１６に電気的に接続されており、ま
た、この監視制御装置１６は、駆動信号ライン１７を介
して給水ポンプ６に電気的に接続されている。

上述した監視制御装置１６は、この実施例の場合、給水
ポンプ６の駆動制御回路と検出電極の汚れ測定回路とか
ら構成されており、具体的には、第２図に示す回路構成
となっている。尚、第２図の回路構成は、検出電極１２
の場合を例にとって示したものである。

即ち、第２図の監視制御装置１６は、交流電圧発生部１
８を有しており、この交流電圧発生部１８は、検出電極
１２と水位検出管８、即ち、グランド側との間に一定の
交流電圧Ｅを印加するようになっている。そして、交流
電圧発生部１８と検出電極１２との間には、直列にして
検出抵抗１９が介挿されており、この検出抵抗１９の両
端は、整流電圧増幅部２０に接続されている。即ち、整
流電圧増幅部２０は、検出電極１２、即ち、検出抵抗１
９を流れる検出電流ｉにより、この検出抵抗１９の両端
に発生する検出電圧を増幅し、この増幅して得た検出電
圧Ｖｋをバッファー２１を介して差動電圧増幅部２２に
供給する。

また、差動電圧増幅部２２には、基準電圧発生部２３か
ら基準電圧ＶＳが供給されるようになっている。この基
準電圧ＶＳは、第２図に示されているように、検出電極
１２の下端が水位検出管８内の給水中に浸漬されている
状態で、検出抵抗１９の両端に発生する検出電圧、つま
り、検出電圧Ｖｋに設定されている。

従って、検出電圧１２の下端が給水に浸漬されている状
態では、差動電圧増幅部２２に供給される検出電圧Ｖｋ
と基準電圧■Ｓはほぼ同一の値となるから、この場合に
は、差動電圧増幅部２２かリレー駆動部２４には励磁信
号が出力されることはなく、よって、リレー駆動部２４
から給水ポンプ６に駆動信号が出力されることはない。

しかしながら、水位検出管８内の水位が低下して、検出
電極１２の下端が水面から完全に露出してしまうと、検
出電極１２、即ち、検出抵抗１９を流れる検出電流ｉが
大きく減少するから、整流電圧増幅部２０及びバッファ
ー２１を介して差動電圧増幅部２２に供給される検出電
圧Ｖｋもまた大幅に低下することになる。従って、この
場合には、差動電圧増幅部２２からリレー駆動部２４に
向けて励磁信号が出力され、この結果、リレー駆動部２
４から給水ポンプ６に向けて駆動信号が出力されて、給
水ポンプ６の駆動、つまり、ボイラに向けての給水がな
されることになる。

尚、この実施例では、検出電極１１．１３の回路構成は
図示していないが、例えば、給水ポンプ６による給水の
実施により、検出電極１１の下端が給水中に浸漬された
とき、監視制御装置１６から給水ポンプ６の駆動停止信
号が出力されることで、給水が停止されるようになって
おり、これに対し、検出電極１３の下端が水面から露出
してしまうように場合に到った場合には、監視制御装置
１６から警報信号が出力されて、図示しない警報ブザー
等が鳴るようになっている。

そして、前述したように第２図の監視制御装置１６には
、検出電極１２の汚れ測定回路を含んでおり、この汚れ
測定回路は、抵抗値測定回路として、整流電圧増幅部２
０に接続された抵抗値演算回路２５を備えて構成されて
いる。この抵抗値演算回路２５は、整流電圧増幅部２０
から供給される検出電圧Ｖｋに基づき、検出電極１２か
ら水位検出管８までの検出電極１２を含む経路の抵抗値
を算出する機能を有している。ここで、上記経路、つま
り、信号ライン１５から交流電圧発生部１８までの抵抗
値を検出電極１２の抵抗値Ｒｘとして表し、そして、検
出抵抗１９の抵抗値をＲ１とすると、次式が成立する。

Ｅ＝　ｉ　　（Ｒｘ　＋Ｒ１） ＶｋＣＩ：１−Ｒ１ 従って、上記の２式から、検出電極１２の抵抗値Ｒｘは
、次式の比例式に基つき算出することができる。

Ｒｘ　”Ｒ１（Ｅ−Ｖｋ　）　／Ｖｋ ここで、検出電極１２の下端が給水中にあるときと、給
水から露出したときとでは、前述したように検出電極Ｖ
ｋの値は大きく異なることから、検出電極１２の抵抗値
Ｒｘは、２つの基準抵抗値を持つことになる。即ち、検
出電極１２の下端が給水中にあるときの検出電圧をＶｋ
ｌ、これに対し、その下端が給水から完全に露出した状
態での検出電圧をＶｋ２とすれば、これらの場合での検
出電極１２の基準抵抗値ＲＸＬ、ＲＸ２は、前式から次
のようになる。

Ｒｘ１ｏ：Ｒ１（Ｅ　−Ｖｋｌ）　／ＶｋｌＲｘ？ｃＲ
１（Ｅ−Ｖｋ２）　／Ｖｋ２従って、検出電極１２に於
ける２つの基準抵抗値ＲｘｌとＲｘ２とは、検出電極１
２の下端に対する水位の関係、つまり、水無しの場合（
Ｒｘｌ）と水有り（ＲＸ２）とで示せば、第３図のよう
になる。

上述したように水無しと水有りの２つの状態での検出電
極１２の基準抵抗値Ｒｘｌ、　Ｒｘ２が予め分かってい
ることから、抵抗値演算回路２５では、検出電圧Ｖｋか
ら抵抗値ＲＸを算出して求め、そして、この抵抗値Ｒｘ
と対応する状態での基準抵抗値との間の偏差ΔＲ（第３
図参照）を求めることができる。

偏差ΔＲは、前述したように信号ライン１５か水位検ａ
管８までの間での、具体的には、検出電極１２の抵抗値
の増加分を示しており、この増加分は、検出電極１２の
使用に伴い、この検出電極１２に付着した汚れの量を表
すことになる。

従って、抵抗値演算回路２５から前記偏差ΔＲを表示部
としてのメータ２６に出力すれば、このメータ２６の目
盛りから、検出電極１２に汚れが付着しているか否かを
判断することができるばかりでなく、その汚れの量をも
確認することができる。

この結果、この発明の検出電極１２の汚れ測定回路によ
れば、メータ２６を目視するだけで、検出電極１２の汚
れ状態を容易に把握できるから、その汚れ量が規定値を
越えた場合にのみ、つまり、監視制卸装置１６に於ける
給水ポンプ６の駆動制御回路に誤動作を招く前に、検出
電極１２の清掃作業を実施することが可能となる。

尚、説明は省略するが、他の検出電極１１．１３に於い
ても、同様な回路にて、その汚れを測定できることは勿
論である。

この発明は、上述した一実施例に制約されるものではな
く、種々の変形が可能である。例えば、一実施例では、
偏差ΔＲに応じた汚れ量をメータ２６に出力するだけで
あるが、この汚れ量が規定量を越えた場合には、警報ブ
ザーを鳴らすようにしてもよい。また、偏差ΔＲの大き
さに応じ、前述した基準電圧発生部２３からの基準電圧
ＶＳを自動的に調整することで、給水ポンプ６の駆動制
御回路の誤動作を未然に防ぐようにすることもできる。

更に、上述した実施例の場合、グランドを水位検出管と
して一定電圧を印加したが、各検出電極間に一定電圧を
印加する場合でも、同様に汚れを検出できることは言う
までもない。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明の検出電極の汚れ測定装
置によれば、検出電極を流れる電流値から、検出電極を
含み、検出電極から液面レベル検出管までの抵抗値を計
測し、そして、この抵抗値とその基準抵抗値とを比較し
て抵抗値の変動を求めるようにしたから、この抵抗値の
変動の大きさから、実質的に検出電極の汚れ量を測定す
ることができる。従って、検出電極を目視点検しなくて
も、その汚れ量が分かるから、検出電極の定期点検に要
する手間を省けるばかりでなく、液面レベル計の誤動作
を招く前に、検出電極の清掃を実施することができ、こ
の結果、液面レベル計を使用して各種機械設備の自動運
転を実施する場合にあっては、機械設備の異常作動をも
確実に防止できる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の一実施例を示し、第１図は、水位計
を備えたボイラの概略図、第２図は、監視制御装置の回
路構成図、第３図は、水位に基づく、基準抵抗値の相違
を示すグラフである。 ６・・・給水ポンプ、８・・・水位検出管、１１，１２
゜１３・・・検出電極、１６・・・監視制御装置、１８
・・・交流電圧発生部、１９・・・検出抵抗、２５・・
・抵抗値演算回路（抵抗値計測回路）、２６・・・メー
タ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 測定対象の液体が導入される液面レベル検出管内に検出
   電極を配置し、この検出電極に一定電圧を印加すること
   により、検出電極を通じて流れる電流値に基づき、検出
   電極が液中にあるか否かで液面レベルを検出するように
   した液面レベル計に於いて、 検出電極の基準抵抗値に対し、検出電極を流れる電流値
   と上記一定電圧とから上記経路に於ける抵抗値の変動を
   計測する抵抗値計測回路を具備したことを特徴とする液
   面レベル計に於ける検出電極の汚れ測定装置。