JPH0894417A - 遠隔残量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低温液化ガスを充填しても、電子部品が正常
に作動し正確な残量データを外部出力できる可搬式圧力
容器用残量検出装置を提供する。 【構成】 残量検出装置５は、センサ部１７に整列配置
されたホール素子１７を有し、容器内フロートに連動し
て昇降する残量表示具１２の位置を検出する。各ホール
素子１７からの出力信号はコントローラ部１８に送ら
れ、ここで位置検出のための演算がなされ、その残量デ
ータは外部出力される。センサ部１７にはヒータ２５が
設けられ、サーミスタ２３によって検出されたセンサ部
温度が低温の場合、コントローラ部１８からの信号によ
りヒータ通電してセンサ部１７を適温状態に保持する。
これにより、センサ部１７の電子部品が正常状態に保持
され、データの信頼性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は可搬式圧力容器内に収容
した高圧液化ガスなどの流体の残量を検出する装置に関
し、特に、容器の設置現場において作業者などがその流
体残量を容易に確認できるように、可搬式圧力容器に現
場残量検出器を装着したものを適用対象とし、この現場
残量検出器における残量表示を、集中管理センターなど
の遠隔場所に正確に出力できるようにした遠隔残量検出
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ガスボンベ等の可搬式圧力容器
においては、作業者がその設置現場において容易に流体
残量を確認できるようにメータ等の現場残量検出器が装
着されており、この現場残量検出器としては、残量を内
部圧力値でメータ表示するようにしたものや、或いは圧
力容器内に、液面レベルによって昇降するフロートを設
け、このフロートと容器頭部に設けられた残量表示具と
を連動させることにより、その表示具位置によって残量
を確認できるようにしたものがある。

【０００３】また、現場残量検出器を装着した可搬式圧
力容器を対象として、更にその流体残量を集中管理セン
ター等の遠隔部所で確認可能とするべく、現場残量検出
器の表示情報を外部出力し、電話回線等を介して遠隔出
力できるようにした現場・遠隔残量検出装置も既に知ら
れている（実公平６−３３３８０号）。

【０００４】この装置は、現場残量検出器の残量表示具
の位置を検出する残量センサ（磁気抵抗素子）と、現場
残量検出器に装着するためのセンサ取付具とを備えてお
り、センサからの位置情報は、電気信号に変換され増幅
器等により所定の信号処理が施された後、電話回線など
を介して遠隔場所に表示できるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな現場・遠隔残量検出装置においては、例えば可搬式
圧力容器内の流体が低温液化ガスのような場合、容器内
部の温度が管壁等を介して伝達され、検出装置自体もか
なりの低温環境下（氷点下温度）に曝されることにな
る。この結果、装置内部の電子部品等が正確に作動しな
くなり、検出された残量データの信頼性を著しく損なう
惧れがある。

【０００６】本発明は、かかる現状に鑑みなされるもの
であって、容器内流体がかなりの低温の場合であって
も、正確な残量データを外部出力することが可能な残量
検出装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による遠隔残量検出装置は、現場残量検出器
を備えた可搬式圧力容器に装着され、前記現場残量検出
器に表示された容器内流体残量情報を電気信号に変換し
て外部出力する遠隔残量検出装置であって、前記現場残
量検出器の残量表示具の変位範囲内に設置され、前記残
量表示具の現位置を検出するセンサ部と、前記センサ部
に接続され、センサ部からの出力信号を流体残量に対応
する電気信号に変換して外部出力する信号処理部と、前
記センサ部の温度を制御して、センサ部作動を正常状態
に維持する温度制御手段とを有することを特徴としてい
る。

【０００８】また、好ましくは、この残量検出装置にお
いて前記残量表示具は、容器内液面レベルに応じて現場
残量検出器内部を昇降する常磁性体からなり、前記セン
サ部は、前記磁性体の昇降範囲に沿って配列された複数
のホール素子を有する。

【０００９】更に好ましくは、前記温度制御手段は、前
記センサ部の温度を検出する温度検出部と、センサ部に
近接して配置されセンサ部を加熱するヒータと、検出さ
れたセンサ部温度に応じて前記ヒータの通電制御するヒ
ータ制御部とを有する。

【００１０】

【作用】センサ部の温度を制御することにより、容器内
に充填される流体がかなりの低温であっても、センサ部
の電子部品を正常な作動状態に維持することができ、正
確な残量データを得ることができる。

【００１１】

【実施例】図面を参照しながら本発明による遠隔残量検
出装置を以下、説明する。図１は、現場残量検出装置を
備えた可搬式圧力容器に、更に遠隔残量検出装置を装着
した状態を示す縦断面図、図２はその上部外観図、図３
は装置に要部拡大図である。

【００１２】図１において、１は低温液化ガスを充填す
る可搬式圧力容器（以下、容器と略す）である。この容
器１は、液化ガスＦを収容する内容器２と、断熱空間Ｘ
を介して内容器２を包囲する外容器３とによって構成さ
れ、これら内外容器２、３は容器１上部に設けられる口
金４を介して一体化されている。

【００１３】この口金４に対し、その上部には、液化ガ
スの現場残量検出装置５が取り付られる。この現場残量
検出装置５は、ワッシャ６を介して口金４にねじ込まれ
る栓部材７と、この栓部材７に一体化され、これより上
方に突出する中空の筒体８と、この筒体内で昇降可能に
収納されるロッド９とによって構成され、ロッド９の上
端には操作具１０が装着される。一方、ロッド９の下端
は、口金４を貫通して内容器２の内部へと延び、その先
端には液化ガスＦの液面レベルに応じて内容器内部を昇
降するフロート１１が取り付けられている。

【００１４】筒体８が非磁性の耐圧材料より形成される
のに対し、操作具１０は磁石で構成され、更に筒体８の
外周面には、プラスチック磁石（常磁性体）からなるリ
ング状の残量表示具１２が、昇降自在に挿入されてい
る。これにより、残量変化に伴うフロート１１の昇降に
よって操作具１０が筒体８内部を昇降し、操作具１０と
の磁力結合により残量表示具１２が昇降して、容器内液
化ガスの残量を外部表示することが可能となる。

【００１５】また、この現場残量検出装置５は、上述し
た要素の他に、口金４に装着されて筒体８および残量表
示具１２を覆う保護カバー１３を備えており、カバー１
３に設けられた２カ所の覗き窓１４には残量表示目盛り
が形成され、覗き窓１４を介してその内部の残量表示具
１２の高さ位置を視認することで、現場において作業者
（図示せず）が液化ガスＦの残量を検知できるようにな
っている。

【００１６】本発明による遠隔残量検出装置１５は、以
上のように構成された現場残量検出装置５に対して、そ
の残量表示具１２の高さ位置を検出するべく装着され
る。

【００１７】図２に示すように、遠隔残量検出装置１５
は、専用クリップ１６を介して覗き窓１４の１つに取り
付けられるセンサ部１７と、センサ部１７から出力され
る残量表示具位置情報や温度情報に対し所定の信号処理
を施すコントローラ部１８と、センサ部１７とコントロ
ーラ部１８を接続するフレキシブルケーブル１９と、コ
ントローラ部１８を支持するブラケット２０とによって
構成される。

【００１８】ブラケット２０は、その現場残量検出装置
５への装着部位に、栓部材７の突出部分７ａ（図１）を
通すための孔（図示せず）を備えており、突出部分７ａ
に保護カバー１３を嵌合した上で、カバー取付ネジ２１
を介して保護カバー１３と共に栓部材７に堅固に装着さ
れる。なお、図２では、保護カバー１３の内部に位置す
る要素（筒体８、ロッド９、操作具１０、残量表示具１
２）や後述するセンサ部構成要素を点線で示している。

【００１９】図３にセンサ部１７の構造を示す。本実施
例によれば、センサ部１７は、その長手方向に沿って一
列に配置された複数（例えば４個）のホール素子２２を
有し、覗き窓１４（図２）に対面して残量表示具１２の
昇降範囲内に各ホール素子２２が位置するように設置さ
れる。

【００２０】このホール素子２２は、素子本体を通る磁
界の向きによって異なった電圧を出力する特徴があり、
本実施例の遠隔残量検出装置１５は、常磁性体である残
量表示具１２の位置によって各ホール素子２２から出力
される電圧の大きさが異なることを利用し、各ホール素
子２２からの出力状況によって残量表示具１２の位置を
演算するものである。

【００２１】なお、実際のホール素子２２の出力には、
同一磁界に置かれた場合でも素子間で固体差があり、そ
のままではデータにバラツキを生じてしまい、演算され
た残量表示具位置の信頼性が低下することが予想され
る。このため、本実施例では、現場残量検出装置５への
遠隔残量検出装置１５の取り付けに先立ち、予め各ホー
ル素子２２の出力特性が基準値からどれだけずれている
かの検査がなされており、各ずれ量が、コントローラ部
１８の不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）にそれぞれ記憶
されている。従って、実際の測定ではコントローラ部１
８がセンサ部１７からの各信号を上記ずれ量で補正し、
補正後の信号を以て実際の表示具位置を演算するように
なっている。

【００２２】ホール素子２２に加え、センサ部１７に
は、センサ部温度を検出するためのサーミスタ２３と、
センサ部本体２４を加熱するためのヒータ２５が設けら
れる。これに対し、コントローラ部１８には、上記サー
ミスタ２３によって検出された現在のセンサ部温度Ｔｓ
に応じて、ヒータ２５への通電を制御するとともに、前
述したホール素子２２からの出力により残量表示具１２
の位置、換言すれば流体残量を演算して外部出力する制
御回路（信号処理部、ヒータ制御部）２６が設けられ
る。

【００２３】図４は、この制御回路２６の概略構成を示
すブロック図である。制御回路２６は、図示するよう
に、センサ部１７からの信号を入力する入力ポート２６
ａと、前述のＥＥＰＲＯＭやＲＡＭ（ランダムアクセス
メモリ）からなるメモリ２６ｂと、入力された信号に対
し所定の演算処理を行う中央演算装置（ＣＰＵ）２６ｃ
と、演算された結果に基づいてヒータ駆動回路２７を駆
動する信号を出力したり、残量表示具１２の位置情報を
外部出力する出力ポート２６ｄと、これらのユニットを
相互接続するバス２６ｅとによって構成されている。

【００２４】また、コントローラ部１８には、更に各ホ
ール素子２２からのアナログ信号（電圧）やサーミスタ
２３からのアナログ信号をデジタル信号に変換して入力
ポート２６ａへと導くＡ／Ｄ変換器２８、２９が設けら
れている。

【００２５】以上のように構成されたコントローラ部１
８の作動について説明する。液化ガスＦの液位Ｌ（図
１）の変化に伴って、フロート１１および操作具１０の
高さ位置が変化すると、これに対応して常磁性体である
残量表示具１２の位置も上下方向に変化する。この残量
表示具１２の位置変化は、そのまま各ホール素子２２を
貫く磁束の変化を招き、制御回路２６は各ホール素子２
２から出力されるアナログ信号の変化をデジタル化して
入力することになる。

【００２６】入力されたデータは、ＣＰＵ２６ｃにおい
て前述の素子間データバラツキの補正がなされた後、更
に所定の演算が施され、現在の残量表示具１２の位置
（あるいは流体残量）が求められる。そして、このよう
にして得られた残量情報は、デジタル信号の形を以て出
力ポート２６ｄより出力され、電話回線Ｔや無線等の信
号伝達手段を介して遠隔場所Ｒへと送られることにな
る。遠隔場所Ｒとしては、ガスユーザーの集中管理室や
ガス会社の販売部所などが考えられる。

【００２７】一方、Ａ／Ｄ変換器２９を介して入力され
たサーミスタ２３からの信号は、ＣＰＵ２６ｃにおい
て、現在のセンサ部温度Ｔｓを求める処理がなされ、さ
らにここでセンサ部温度Ｔｓが、電子部品の正常作動を
保証する所定温度Ｔａより下回るか否かの判断がなされ
る。ここで仮に、Ｔｓ＜Ｔａの場合には、例えばＣＰＵ
２６ｃは直ちにその差△Ｔを演算し、予めメモリ２６ｂ
に格納されている温度差／ヒータ通電時間のマップを用
い、差△Ｔに対応するヒータ通電時間を演算（マップサ
ーチ）する。

【００２８】このようにしてヒータ通電時間が決定され
たならば、次にＣＰＵ２６ｃは、出力ポート２６ｄを介
してヒータ駆動回路２７に通電時間の情報を伝達し、ヒ
ータ駆動回路２７は決定された通電時間だけヒータ２５
に対し通電してセンサ部１７を加熱する。なお、この通
電制御方法に関しては、温度差△Ｔによる通電時間の制
御を行わず、常にセンサ部温度を検出するようにしてセ
ンサ部温度をフィードバック制御するようにしても良
い。

【００２９】このように本実施例によれば、仮に容器１
内部に充填される流体が低温液化ガスであって、センサ
部１７が極低温環境下に置かれるような場合でも、検出
されたセンサ部温度に基づいて制御回路２６がヒータ２
５に通電し、センサ部１７を加熱して適温に保つように
するため、装置内の電子部品（図示せず）やホール素子
２１の作動を正常状態に維持でき、検出される残量表示
具位置の信頼性を高くすることができる。

【００３０】なお、残量表示具１２の位置を検出する方
法としては、ホール素子２２の他に、磁気抵抗素子や投
受光センサを使用する方法があるが、磁気抵抗素子では
その素子１つに対しその上下で同じ磁力があれば同じ抵
抗値を示す特性があり、１つの素子に対して上下の区別
がつきにくいという問題がある。また、投受光センサの
場合には、センサ自体が大型化する傾向にあり、設置で
きたとしても他の覗き窓１４をも塞いでしまい、現場で
の検出が不可能になる問題がある。

【００３１】これに対し、ホール素子２２を縦一列に配
置した本実施例の検出方法は、残量表示具１２の位置を
精度良く検出することができ、またセンサ部１７自体も
コンパクトに形成することができ、現場残量検出装置５
に装着した状態でも現場確認用としての覗き窓１４を塞
いでしまうようなことはない。

【００３２】なお、上述した実施例では、操作具１０と
残量表示具１２の両者を共に磁石（常磁性体）で構成し
たが、これら両者を磁性体で形成し、その少なくとも一
方を常磁性体で構成するようにしても良い。また、実施
例ではホール素子２２は、残量表示具１２の高さ位置を
検出するものであったが、操作具１０を磁石とし、その
位置を検出するようにしても良い。更に、本実施例では
センサ部の温度を検出する手段として、温度によって抵
抗変化するサーミスタを用いたが、従来よりある別の温
度センサを用いても良い。

【００３３】なお、圧力容器１内に充填される流体は、
残量を表示する精度上、フロート１１の浮力を大きくと
れる液体が好ましいが、圧縮ガスの場合であってもフロ
ート１１の重量を調節することで残量を表示することが
できる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による遠隔
残量検出装置は、センサ部の温度を制御して、センサ部
作動を正常状態に維持する機能を有するため、容器内に
充填される流体がかなりの低温であっても、正確な残量
データを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による残量検出装置と現場残量検出装置
を備えた容器の縦断面図である。

【図２】図１に示す残量検出装置と現場残量検出装置の
外観斜視図である。

【図３】図２の残量検出装置を構成するセンサ部の概略
構成図である。

【図４】図２の残量検出装置を構成するコントローラ部
の概略構成図である。

【符号の説明】

１…可搬式圧力容器 ２…内容器 ３…外容器 ５…現場残量検出装置 ９…ロッド １０…操作具 １１…フロート １２…残量表示具 １３…保護カバー １４…覗き窓 １５…遠隔残量検出装置 １７…センサ部 １８…コントローラ部 ２２…ホール素子 ２３…サーミスタ ２５…ヒータ ２６…制御回路（信号処理部、ヒータ制御部） ２７…ヒータ駆動回路 Ｆ…流体 Ｒ…遠隔場所 Ｔ…電話回線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現場残量検出器を備えた可搬式圧力容器
   に装着され、前記現場残量検出器に表示された容器内流
   体残量情報を電気信号に変換して外部出力する遠隔残量
   検出装置であって、 前記現場残量検出器の残量表示具の変位範囲内に設置さ
   れ、前記残量表示具の現位置を検出するセンサ部と、 前記センサ部に接続され、センサ部からの出力信号を流
   体残量に対応する電気信号に変換して外部出力する信号
   処理部と、 前記センサ部の温度を制御して、センサ部作動を正常状
   態に維持する温度制御手段とを有する遠隔残量検出装
   置。
2. 【請求項２】 前記残量表示具は、容器内液面レベルに
   応じて現場残量検出器内部を昇降する常磁性体からな
   り、前記センサ部は、前記磁性体の昇降範囲に沿って配
   列された複数のホール素子を有する請求項１に記載の遠
   隔残量検出装置。
3. 【請求項３】 前記温度制御手段は、前記センサ部の温
   度を検出する温度検出部と、センサ部に近接して配置さ
   れセンサ部を加熱するヒータと、検出されたセンサ部温
   度に応じて前記ヒータの通電制御するヒータ制御部とを
   有する請求項１または２に記載の遠隔残量検出装置。