JPS5938522B2 - 液面レベル検出器 - Google Patents
液面レベル検出器Info
- Publication number
- JPS5938522B2 JPS5938522B2 JP55152862A JP15286280A JPS5938522B2 JP S5938522 B2 JPS5938522 B2 JP S5938522B2 JP 55152862 A JP55152862 A JP 55152862A JP 15286280 A JP15286280 A JP 15286280A JP S5938522 B2 JPS5938522 B2 JP S5938522B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid level
- float
- light
- light receiving
- level detector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/30—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats
- G01F23/64—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats of the free float type without mechanical transmission elements
- G01F23/68—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats of the free float type without mechanical transmission elements using electrically actuated indicating means
- G01F23/686—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats of the free float type without mechanical transmission elements using electrically actuated indicating means using opto-electrically actuated indicating means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Level Indicators Using A Float (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、特に温風暖房器の灯油タンク等において使用
するのに適した、光学的手段を用いた連続的液面レベル
検出器に関する。
するのに適した、光学的手段を用いた連続的液面レベル
検出器に関する。
従来の連続的液面レベル検出器としては、液面に浮かし
たフロートにより機械的にアームを動かし、このアーム
の動きを電気抵抗の変化に変換しその変化量に基づいて
液面レベルを検知する様にしたものや、超音波発信器を
用いて液面からの超音波の反射時間を測定し、その測定
値に基づいて液面レベルを検知する様にしたものが知ら
れている。
たフロートにより機械的にアームを動かし、このアーム
の動きを電気抵抗の変化に変換しその変化量に基づいて
液面レベルを検知する様にしたものや、超音波発信器を
用いて液面からの超音波の反射時間を測定し、その測定
値に基づいて液面レベルを検知する様にしたものが知ら
れている。
しかしながら、これらの検出器は小型化が困難であると
共に近距離での測定が不可能な場合もあり、更に、耐久
性の面でも問題があつて、それ故に灯油タンク等の液面
レベル検出に用いるのは不適当であつた。
共に近距離での測定が不可能な場合もあり、更に、耐久
性の面でも問題があつて、それ故に灯油タンク等の液面
レベル検出に用いるのは不適当であつた。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、小型で且つ
長寿命の連続的液面レベル検出器を提供することを目的
とする。
長寿命の連続的液面レベル検出器を提供することを目的
とする。
本発明を要約すれば、
長筒の一端に発光素子および指向性の異なる複数の受光
素子を設けるとともに、長筒内部にフロートを置き、受
光素子によりフロートからの反射光の光量を検出し、各
受光素子出力の相対値から被検出液面の位置を連続的に
検知する様にしたことを特徴とするものである。
素子を設けるとともに、長筒内部にフロートを置き、受
光素子によりフロートからの反射光の光量を検出し、各
受光素子出力の相対値から被検出液面の位置を連続的に
検知する様にしたことを特徴とするものである。
以下、本発明の説明に当り、本出願人が先に出願した液
面レベル検出器をまず説明する。
面レベル検出器をまず説明する。
第１図はその液面レベル検出器の構造図を示す。
’ 同図において、長筒１は断面が円形で、底部と上方
部に液および空気の出入口２ａ、２ｂを有し、また内壁
の反射率が均一である。この長筒１の内部には半球状の
フロート３力相由状態に置かれ、被検出液面Ａの変位に
従つて長筒１内で上下動する様にされる。長筒１の上端
部には、赤外発光ダイオード４およびフオトトランジス
タ５が並列にフロート３に向かつて配置されている。
部に液および空気の出入口２ａ、２ｂを有し、また内壁
の反射率が均一である。この長筒１の内部には半球状の
フロート３力相由状態に置かれ、被検出液面Ａの変位に
従つて長筒１内で上下動する様にされる。長筒１の上端
部には、赤外発光ダイオード４およびフオトトランジス
タ５が並列にフロート３に向かつて配置されている。
この様な構成から、発光ダイオード４から発した光の一
部は、直接または長筒１の内壁での反射を経てフロート
３の上面で反射し、逆方向に進んでフオトトランジスタ
５に到達することになる。
部は、直接または長筒１の内壁での反射を経てフロート
３の上面で反射し、逆方向に進んでフオトトランジスタ
５に到達することになる。
この場合、フオトトランジスタ５に到達する光量は、光
ビームの拡りおよび長筒１の内壁での反射による減衰の
ために、フロート３の位置によつて変化する。従つて、
フオトトランジスタ５の出力から、フロート位置即ち被
測定液面の液面レベルを検出することができる。
ビームの拡りおよび長筒１の内壁での反射による減衰の
ために、フロート３の位置によつて変化する。従つて、
フオトトランジスタ５の出力から、フロート位置即ち被
測定液面の液面レベルを検出することができる。
なお、第１図には示していないが、赤外発光ダイオード
の駆動回路、およびフオトトランジスタ出力の増幅回路
、液面レベル表示回路等が別に設けられることはもちろ
んである。
の駆動回路、およびフオトトランジスタ出力の増幅回路
、液面レベル表示回路等が別に設けられることはもちろ
んである。
上記の構成から明らかな様に、この液面レベル検出器で
は、長筒１の内壁で光が反射されるため発光ダイオード
４からの光を有効に利用できる上に、前記長筒断面方向
における光の強度分布が均一になるので、発光ダイオー
ド４およびフオトトランジスタ５の取付位置や角度に対
する精度の要求が緩和でき、その結果個々の検出器間の
性能のバラツキを小さくし得ることになる。
は、長筒１の内壁で光が反射されるため発光ダイオード
４からの光を有効に利用できる上に、前記長筒断面方向
における光の強度分布が均一になるので、発光ダイオー
ド４およびフオトトランジスタ５の取付位置や角度に対
する精度の要求が緩和でき、その結果個々の検出器間の
性能のバラツキを小さくし得ることになる。
更に、光の反射はフロート３により行わせているので、
液面からの直接の反射光に比べて強い反射光を得ること
ができ、また液面の揺動に感じにくくなるとともに、液
体が透明であるか否かに依存しにくなるという利点があ
る。
液面からの直接の反射光に比べて強い反射光を得ること
ができ、また液面の揺動に感じにくくなるとともに、液
体が透明であるか否かに依存しにくなるという利点があ
る。
しかしながら、上記の構成ではフロート３、フオトトラ
ンジスタ５等の汚れの影響を大きく受けるという欠点が
あつた。
ンジスタ５等の汚れの影響を大きく受けるという欠点が
あつた。
これに対して第２図以下に示す本発明はこのような欠点
がないという利点を有する。
がないという利点を有する。
第２図において第１図と同一部分は同一符号を付したよ
うに本発明レベル検出器の大方の構成は第１図のものと
変らない。ただ、本発明においては第３図に示す如く長
筒１の上端部に、発光ダイオード４と２個のフオトトラ
ンジスタ６，Ｔが正三角の頂点に対応するような位置関
係で配置されている。このトランジスタ６，７は第４図
に示すように異なる指向性を有している。このような構
成であると、発光ダイオードから発光されフロート３に
て反射された光はほぼ等しい割合でフオトトランジスタ
６，７に入射することになるが、上記フオトトランジス
タ６，７が上述のように異なる指向性を有しているため
、フロート３の変位に対する各フオトトランジスタ６，
７の出力１１，１２は第５図の如くなる。
うに本発明レベル検出器の大方の構成は第１図のものと
変らない。ただ、本発明においては第３図に示す如く長
筒１の上端部に、発光ダイオード４と２個のフオトトラ
ンジスタ６，Ｔが正三角の頂点に対応するような位置関
係で配置されている。このトランジスタ６，７は第４図
に示すように異なる指向性を有している。このような構
成であると、発光ダイオードから発光されフロート３に
て反射された光はほぼ等しい割合でフオトトランジスタ
６，７に入射することになるが、上記フオトトランジス
タ６，７が上述のように異なる指向性を有しているため
、フロート３の変位に対する各フオトトランジスタ６，
７の出力１１，１２は第５図の如くなる。
つまり、指向性の狭いフオトトランジスタ６のフロート
３までの距離Ｌに対する出力１１の変化率と、指向性の
広いフオトトランジスタ７のフロート３までの距離に対
する出力１２の変化率とは明瞭に異なつている。なお、
フオトトランジスタ６，７の出力の絶対値は素子の種類
に依存しており、指向性とは関係がない。各トランジス
タ６，７の指向性はフロート３の変位に対する出力の変
化率として如実に表われるわけである。上述の如く２個
のトランジスタ６，７のフロート３の変位に対する出力
の変化率が異なれば、これらの相対値を取ることにより
、フロート３までの距離を知ることができるはずである
。
３までの距離Ｌに対する出力１１の変化率と、指向性の
広いフオトトランジスタ７のフロート３までの距離に対
する出力１２の変化率とは明瞭に異なつている。なお、
フオトトランジスタ６，７の出力の絶対値は素子の種類
に依存しており、指向性とは関係がない。各トランジス
タ６，７の指向性はフロート３の変位に対する出力の変
化率として如実に表われるわけである。上述の如く２個
のトランジスタ６，７のフロート３の変位に対する出力
の変化率が異なれば、これらの相対値を取ることにより
、フロート３までの距離を知ることができるはずである
。
そこで出力比１，／１２とフロート３までの距離Ｌとの
関係をとつた処、第６図の如きほぼ直線的に変化する特
性が得られた。従つて、フオトトランジスタ６，７の出
力比１，／２を得れば第６図からフロート３の位置すな
わち液面のレベルを知ることができる。次にフオトトラ
ンジスタ６，７の出力比を得る回路の１例を第７図に示
す。
関係をとつた処、第６図の如きほぼ直線的に変化する特
性が得られた。従つて、フオトトランジスタ６，７の出
力比１，／２を得れば第６図からフロート３の位置すな
わち液面のレベルを知ることができる。次にフオトトラ
ンジスタ６，７の出力比を得る回路の１例を第７図に示
す。
同図において、８，９は公知の対数増幅器、１０は上記
増幅器８，９の出力１０ｇ１１，１０ｇ１２の比をとる
ための差動増幅器、１１はこの増幅器１０の出力１０ｇ
，／１２を１１／１２に変換する反射数増幅器である。
この回路において対数増幅器８，９を用いたのは液面レ
ベルが上位と下位とではフオトトランジスタ６，７の出
力範囲が１桁〜３桁と非常に広いためである。なお出力
範囲が広くなるような不都合をなくすためには液面レベ
ルに応じて発光ダイオード４の出力を適宜増加させても
よい。又、各フオトトランジスタ６，７の出力１１，１
２をそのまま除算回路に導入してその比をとるようにし
てもよいＯ上述の如き構成であれば、液面のレベルは２
個のフオトトランジスタ６，７の出力間の比として得ら
れ、第１図の検出器の如くフオトトランジスタ出力の絶
対値に依存しないから、フロート３等に汚れがあつても
その影響をほとんど受けることがない。
増幅器８，９の出力１０ｇ１１，１０ｇ１２の比をとる
ための差動増幅器、１１はこの増幅器１０の出力１０ｇ
，／１２を１１／１２に変換する反射数増幅器である。
この回路において対数増幅器８，９を用いたのは液面レ
ベルが上位と下位とではフオトトランジスタ６，７の出
力範囲が１桁〜３桁と非常に広いためである。なお出力
範囲が広くなるような不都合をなくすためには液面レベ
ルに応じて発光ダイオード４の出力を適宜増加させても
よい。又、各フオトトランジスタ６，７の出力１１，１
２をそのまま除算回路に導入してその比をとるようにし
てもよいＯ上述の如き構成であれば、液面のレベルは２
個のフオトトランジスタ６，７の出力間の比として得ら
れ、第１図の検出器の如くフオトトランジスタ出力の絶
対値に依存しないから、フロート３等に汚れがあつても
その影響をほとんど受けることがない。
このことはフロート３の反射面を黒く塗つた場合と、そ
うでない場合との出力比１１／２とＬとの関係を示す第
８図から明白である。本実施例の検出器では上述した利
点の他に、構成の一部の変更または付加により以下に述
べるような好ましい変形例を容易に実現することが可能
である。第一に、光学系およびフロートを長筒内に置い
ているので、液体の出入口の部分にフイルタを設置する
だけでゴミ等の侵入を防止し内部を汚れにくい構造とす
ることができる。
うでない場合との出力比１１／２とＬとの関係を示す第
８図から明白である。本実施例の検出器では上述した利
点の他に、構成の一部の変更または付加により以下に述
べるような好ましい変形例を容易に実現することが可能
である。第一に、光学系およびフロートを長筒内に置い
ているので、液体の出入口の部分にフイルタを設置する
だけでゴミ等の侵入を防止し内部を汚れにくい構造とす
ることができる。
次に第二に、液体の出入口を外光が入りにくい構造にす
ることにより、タンタ内だけでなく通常の明るい場所で
の使用を可能にすることができる。
ることにより、タンタ内だけでなく通常の明るい場所で
の使用を可能にすることができる。
このことは検出器の用途の広範囲化をもたらすこととな
る。また、第三には、２個のフオトトランジスタの指向
角度の差を変えることにより、第９図に示すように液面
レベルの変化に対するフオトトランジスタの出力比の変
化率を変えることができる。
る。また、第三には、２個のフオトトランジスタの指向
角度の差を変えることにより、第９図に示すように液面
レベルの変化に対するフオトトランジスタの出力比の変
化率を変えることができる。
同図において、ａはフオトトランジスタ６の指向角が±
１０て、フオトトランジスタ７の指向角が±３０にの場
合の出力比１，／１２の変化曲線である。又ｂは各フオ
トトランジスタ６，７の指向角がそれぞれ±１σ，±２
０ジの場合の出力比１１／１２の変化曲線である。従つ
て、液面の変化に対してフオトトランジスタの出力比の
変化率を急峻にしたい場合、２つのフオトトランジスタ
の指向角度の相違を大きくすればよい。このようにすれ
ば、少しの液面レベルの変位に対して出力比が大きく変
動するから、液面の微少な変位を正確に検出することが
できる。叙上のように本発明の液面レベル検出器は次の
ような利点を有する。
１０て、フオトトランジスタ７の指向角が±３０にの場
合の出力比１，／１２の変化曲線である。又ｂは各フオ
トトランジスタ６，７の指向角がそれぞれ±１σ，±２
０ジの場合の出力比１１／１２の変化曲線である。従つ
て、液面の変化に対してフオトトランジスタの出力比の
変化率を急峻にしたい場合、２つのフオトトランジスタ
の指向角度の相違を大きくすればよい。このようにすれ
ば、少しの液面レベルの変位に対して出力比が大きく変
動するから、液面の微少な変位を正確に検出することが
できる。叙上のように本発明の液面レベル検出器は次の
ような利点を有する。
１発光素子の発光強度の変化の影響をほとんど受けない
ので電圧変動や当該発光素子の温度特性を無視すること
ができる。
ので電圧変動や当該発光素子の温度特性を無視すること
ができる。
２フロートの反射面の汚れによる反射率の変化の影響を
受けにくい。
受けにくい。
従つて液面を常に正確に検出することができる。
第１図：従来の液面レベル検出器の構造図、第２図：本
発明の液面レベル検出器の構造図、第３図：第２図の上
面図、第４図：フオトトランジスタの指向特性を示す図
、第５図：液面レベルとフオトトランジスタ６，７の出
力との関係を示す特性図、第６図：液面レベルとフオト
トランジスタ６，７の出力比１１／１２との関係を示す
特性図、第７図：フオトトランジスタ６，７の出力１１
，１２から１１／１２を得る回路の一例を示すプロツク
図、第８図ニフロート３の反射面が汚れている場合と、
黒く塗つた場合における液面レベルとフオトトランジス
タ６，７の出力比１１／１２との関係を示す特性図、第
９図：フオトトランジスタ６，７の指向角度の差を変え
た場合の液面レベルと出力比１１／２との関係を示す特
性図。 符号、４：赤外発光ダイオード、６，７：フオトトラン
ジスタ。
発明の液面レベル検出器の構造図、第３図：第２図の上
面図、第４図：フオトトランジスタの指向特性を示す図
、第５図：液面レベルとフオトトランジスタ６，７の出
力との関係を示す特性図、第６図：液面レベルとフオト
トランジスタ６，７の出力比１１／１２との関係を示す
特性図、第７図：フオトトランジスタ６，７の出力１１
，１２から１１／１２を得る回路の一例を示すプロツク
図、第８図ニフロート３の反射面が汚れている場合と、
黒く塗つた場合における液面レベルとフオトトランジス
タ６，７の出力比１１／１２との関係を示す特性図、第
９図：フオトトランジスタ６，７の指向角度の差を変え
た場合の液面レベルと出力比１１／２との関係を示す特
性図。 符号、４：赤外発光ダイオード、６，７：フオトトラン
ジスタ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 下部に液の出入口部を有する長筒と、該長筒内に自
由状態に置かれ被検出液面の変位に従つて上下動するフ
ロートと、上記長筒の上部に前記フロートに向かつて配
置された発光素子および指向性の異なる複数個の受光素
子とを備え、前記発光素子からの光を上記フロートで反
射させ、前記複数個の受光素子により上記フロートから
の反射光の光量をそれぞれ検出し、各受光素子の出力間
の相対値から被検出液面の位置を連続的に検知する様に
した液面レベル検出器。 ２ 上記受光素子間の指向角度の相違を大きくすること
により、液面の変化に対する上記受光素子間の出力比の
変化率を急岐にしたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の液面レベル検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55152862A JPS5938522B2 (ja) | 1980-10-28 | 1980-10-28 | 液面レベル検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55152862A JPS5938522B2 (ja) | 1980-10-28 | 1980-10-28 | 液面レベル検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5774618A JPS5774618A (en) | 1982-05-10 |
| JPS5938522B2 true JPS5938522B2 (ja) | 1984-09-18 |
Family
ID=15549740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55152862A Expired JPS5938522B2 (ja) | 1980-10-28 | 1980-10-28 | 液面レベル検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5938522B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4773265A (en) * | 1980-11-20 | 1988-09-27 | Atlantic Richfield Company | Method for detecting leaks |
| SE435000B (sv) * | 1983-01-12 | 1984-08-27 | Flygt Ab | Anordning for indikering av inblandning av vatten i oljehuset i en drenkbar arbetsmaskin, exempelvis en pump eller en turbin |
| US5743135A (en) * | 1993-08-27 | 1998-04-28 | Vlsi Technology, Inc. | Optical-fiber liquid-level monitor |
| KR100730063B1 (ko) * | 1999-12-30 | 2007-06-20 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액면 레벨 안정기 |
-
1980
- 1980-10-28 JP JP55152862A patent/JPS5938522B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5774618A (en) | 1982-05-10 |
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