JPS6020688B2 - レベル検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えば化学プラントにおける流動層、移動層内
の熔融物体のレベル、あるいは製鉄プラン．トにおける
高炉、連続鋳造機モ−ルド内の溶鋼レベル等、容器内の
の高温物体レベルを検出する装置に関するものである。

例えば、連続鋳造設備等で鋳型内の漆鋼レベルを正確に
把握することが高品質でしかも均一な銭片を製造する上
で重要である如く、上記の如き容器内の物体レベルを正
確に検出することは重要なことである。従来、容器内の
物体レベルを正確に把握するための詠みがなされている
が、正確に把握せんがために設備が複雑化する傾向にあ
る。

本発明は、正確、迅速且つ連続的に検出できるレベル検
出器を得ようとするもので、容器の側壁に鉛直方向に配
置した複数個の感温物体と、各感温物体の熱起電力信号
の微分値から容器内物体のレベルが存在する感温物体区
間を求める第１の手段と、該第１の手段により上記感温
物体区間が求められなかった場合に上記各熱起電力信号
と基準信号との差から上記感温物体区間を求める第２の
手段と、レベル以下の感温物体の各熱起電力信号から容
器内物体の基準レベルを算出する装置と該装置から出力
信号に平滑化する装置と、全感温物体の熱起電力信号の
総和を算出する装置と、該全感溢物体の熱起電力信号の
総和を算出する装置からの出力信号を上記平滑化が加え
られた信号で除す装置とを備えてなることを特徴とする
ものである。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の装置の概略を示すもので、容器６の側
壁の内部に、複数個（実施例では５個の場合を示す）の
感温物体、例えば熱露対１，２，３，４，５を上下方向
に一対の間隔をおいて埋め込み、容器６内に収容される
物体７により熱起電力が生起され、各熱電対の熱起電力
信号に基づき容器６内物体７のレベルを連続的に検出す
るようにする。

第２図はその検出回路の系統図で「 ８は各々の熱電対
１，２，３，４，５の熱起電力信号ｔ，，ら，ｔ３，し
？ｔ５を、信号処理するに十分な信号レベルに増幅すす
る増幅器、９は増幅された信号Ｔ，，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４
，Ｔ５を微分する微分器、１０は各微分器９で微分され
た健から物体のレベルが存在する熱電対区間を判定する
と共に判定結果を第１の情報とする第１判別。

制御装置、１１は比較温度Ｔｏを基準信号として出力す
る定電圧設定器、１ ２は上記増幅された各信号Ｔ，，
Ｔ２，公，ｔ，Ｔ５と上記基準信号Ｔｏとの差を求める
減算器、１３は減算器で求められた各熱起電力信号の差
と上記第１判別・制御装置１０から入力した情報とから
容器内物体のレベルがどの熱電対の区間にあるかを判定
しその結果を第２の情報とする第２判別・制御装置、１
４は容器内物体のレベルが最高レベル時の各熱起電力信
号の総和を求める演算器、１５は上誌によりレベルがど
の熱電対の区間にあるかが判定された場合にそのレベル
より下に位置する各熱露対の熱起電力信号の平均と更に
全熱電対の個数を乗ずる演算をし基準レベルとして設定
する演算器「 １６は演算器１５から出力される値を入
力し平滑化させて出力させる平滑回路、１７は演算器１
４で求められた全熱起電力信号の総和の値を、平滑化さ
れた基準値で除す除算器、竃８は除算器１７から出力さ
れる信号（レベル信号）の遅れを補償する（進める）位
相進み補償装置である。上誌構成を有する本発明の装置
によるレベル検出要領を次に説明する。

先ず、原理的には、各熱電対の熱起電力上，〜ｔ５を増
幅し、増幅された信号Ｔ，，Ｔ２，Ｌ，Ｔ４，Ｔ５の微
分値からしベルの存在する熱電対区間を判定するか、あ
るいは上記各信号を、基準信号としての比較温度Ｔｏと
夫々比較減算し、減算値間に顕著な差がある部分に対応
する熱電対の個所には物体があることを概略的に知りし
次にどの位置にレベルがあるかを、最高レベル時の熱起
電力信号の総和に対するレベル以下の熱起電力の和の比
を求めることにより連続的な容器内物体のレベル信号を
得るものである。

具体的に説明するに、本発明の装置においては、先ず容
器６内の物体の概略位置、即ち、どの熱電対区間にレベ
ルがあるかを判別し、その判別結果に応じて正確なしベ
ルを測定する。

即ち、先ず、各熱電対１，２，３，４，５の熱起電力信
号ら，ｔ２，ら，ｔ４，らを信号処理するに十分な信号
レベルに各増幅器８にて各々増幅してＴ，，Ｔ２，Ｔ３
，Ｔ４，Ｔ５とし、この熱起電力信号Ｔ，，Ｔ２，ｔ，
Ｔ４，Ｔ５を各微分器９にて微分し、各信号の微分値（
変化率）を求める。この求められた微分値を第１判別。
制御装置１川こ入れてレベルがどの熱電対区間にあるか
を判定し且つその判定結果を第１の情報とする。この場
合、微分値のすべてがｌｄＴｉ／ｄｔｌ＜ＡＴ−１の場
合、各熱電対に生起された熱起電力信号Ｔｉは比較的安
定しており、物体のレベルは比較的安定している。但し
ｉは１〜５を示す。この場合、上記判定結果から上記概
略位置を見し、出すことができないため、第２判別・制
御装遣１３によって概略位置を求める。又微分値がｌｄ
Ｔｉ／ｄｔＩＺ△Ｔ−１を満足するものがある場合、物
体レベルは変動中であるといえる。この場合、次の２つ
の変化状態に分けられる。即ち、ｄＴｉ／ｄｔ≧△Ｔ−
１の場合には熱起電力信号Ｔが上昇中であり「即ち、容
器内物体レベルは熱電対ｉ付近を上昇中である。又、ｄ
Ｔｊ／ｄｔＳＡＴ−１の場合には熱起電力信号Ｔｉが下
降中であり、即ち、容器内物体レベルは熱電対ｉ付近を
下降中であるといえる。従ってこれらの判定結果に応じ
た信号を第２判別・制御装置１３に入れる。上記微分値
がすべてｌｄＴｉ／ｄｔｌ＜△Ｔ−１の場合には次のよ
うにして容器内物体レベルの概略位置を求める。即ち、
容器内物体レベルが比較的安定していると判断する。基
準信号としての比較温度Ｔｏと各熱起電力信号Ｔ，，Ｔ
２，Ｌ，Ｔ４，Ｔ５との差を減算器１２で夫々算出する
ことにより（Ｔｉ−Ｔｏ）＞△Ｔ−２を満足する最上部
のＴｉを求めることにより容器内物体レベルが存在する
熱電対区間を判別する。この差による区間判別を第２判
別・制御装置１３で行い、上記条件が満足された区間が
容器内物体レベルの概略位置であるとして該第２判別・
制御装置１３が認識される。このようにして見い出され
た容器内物体レベルの概略位置に応じて第２判別・制御
装置１３から演算器１５へ制御信号を出力する。このと
き、演算器１５は、第２判別・制御装置１３からの制御
指令により容器内物体のレベル以下の熱電対の各熱起電
力信号の総和を求め、この総和をレベル以下の熱電対の
個数で除し、これに≦塁熱電対の個数を乗ずる演算を行
う。今、例えば第１図の如く、下から第３番目の熱電対
と第４番目の熱電対との間に容器内物体レベルがあるこ
とが概略的に判ると、第２判別・制御装鷹１３からの制
御信号により演算器・５では土千ここＸ５の演算が行わ
れる。このようにして算出された値はＴｓ′で示され、
全測定範囲の熱起電力信号の総和の瞬時値であり基準レ
ベルとして設定される。この値Ｔｓ′は演算器１５より
出力されて平滑回路１６に入れられ、平滑化されて値Ｔ
ｓとして出力される。上記演算器１５で算出された値に
平滑化するのは、出力レベル信号がステップ状に変化す
ることがないようにし、正確に検出できるようにするた
めである。一方、演算器１４は全熱電対の各熱起電力信
号Ｔ，，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５の総和の瞬時値を次の
ようにして求める。

５ ＴＭ＝ＦＩＴｉ 演算器１４はこの算出された値ＴＭを出力する。

上記のように算出された信号Ｔｓ，ＴＭを、次に除算器
１７に入れて演算し、ＴＬ＝ＴＭ／ＴＳ を算出する。

次にこの値ＴＬを位相進み補償装置１８で信号の遅れを
進めてやり、ＴＬを出力レベル信号として出力する。こ
の値ＴＬは容器内物体のレベルに相当した値となる。尚
、上記実施例では、熱電対を用いた場合合を例示したが
、熱電対以外の感温物体であればどのようなものを用い
ても同様である。

以上述べたように、本発明のレベル検出装置によれば、
容器の側壁に、上下方向に一定の間隔をもって感温物体
を配置し、これら感塩物体に夫々生起された熱起電力信
号の各微分値から容器内物体のレベルの存在する感温物
体区間を求める第１の手段と、該第１の手段で上記感溢
物体区間が求められなかった場合に各熱起電力信号と基
準信号との差により上記感温物体区間を求める第２の手
段と、上記により求められた感温物体区間に応じてその
区間より下に位置する感温物体の熱起電力信号から容器
内物体の基準レベルを算出する演算器と、該演算器から
の出力信号に平滑化される平滑回路と、全感温物体の熱
起電力信号の総和を求める演算器と、該演算器からの出
力信号と上記平滑回路の出力信号とから容器内物体レベ
ルをめる除算器とを備えてなる構成であるから、（ｉ）
容器内物体のレベルが変動中であっても正確に測定する
ことができる。

（ｉｉ｝ 除算器での分母となる値は平滑化されている
ので、信号を平滑化でき、信号がステップ状に変化する
ことがなくてより正確に検出できる。

（ｉｉｉ） 除算器での分子となる値は、全感温物体の
熱起電力信号の総和としているので、レベルの変動があ
っても信号は平滑化していてより正確に検出できる。○
の 容器内物体のレベルに相当する出力レベル信号の位
相補償を行うことにより、応答速度を速くすることがで
きる。

Ｍ 第２の手段では熱起電力信号と基準信号との差を求
めるようにしているので、レベルがどの感温物体区間に
あるかの判定がより正確である。

等の優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置における熱電対の配置状態を示す
概略図、第２図は本発明の装置のブロック図である。 １，２，３，４，５・…・・熱電対、６・・・・・・容
器、８……増幅器、９……微分器、１０……第１判別’
制御装置、１１…・・・定電圧設定器、１２・・・・・
・減算器、１３・・・・・・第２判別・制御装置、１４
，１５・・・・・・演算器、１６…・・・平滑回路、１
７・・・・・・除算器、亀８……位相進み補償装置。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 容器の側壁に鉛直方向に配置した複数個の感温物体
   と、各感温物体の熱起電力信号の微分値から容器内物体
   のレベルが存在する感温物体区間を求める第１の手段と
   、該第１の手段により上記感温物体区間が求められなか
   つた場合に上記各熱起電力信号と基準信号との差から上
   記感温物体区間を求める第２の手段と、レベル以下の感
   温物体の各熱起電力信号から容器内物体の基準レベルを
   算出する装置と、該装置からの出力信号に平滑化を加え
   る装置と、全感温物体の熱起電力信号の総和を算出する
   装置と、該全感温物体の熱起電力信号の総和を算出する
   装置からの出力信号を上記平滑化が加えられた信号で除
   す装置とを備えてなることを特徴とするレベル検出装置
   。