JPS61225617A - 誘導形液位計 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は温度補償様能を持った誘導形液位計の改良に関
する。

〔発明の技術的背景〕

第４図は従来の誘導形液位計の構成因であって、これは
所定位置に設置されて誘導磁界の変化を利用してナトリ
ウム等の溶湯の液位を測定するのに用いられる。１は検
出器本体であって、これはコイルボビン２の中に交流電
源３から励１１電流が供給される励磁コイル４と、この
コイルとともに２条巻された検出コイル５とを所定の長
さを持って挿入し、さらに温度補償コイル６をコイルポ
ビン２の底部に挿入して構成されている。ここで、第５
図に示すように温度補償コイル６は、検出コイル５の液
位電圧信号Ｖａが検出器本体１および被測定液７両者の
温度変化により０点変動（１，Δ＋【の差電圧Ｐ＝會）
、スパン変動（１，Δ十℃の差電圧Ｐ、Ｑの差Ｐ−Ｑ）
が生じるので、これを補償電圧信号ｖｂにより相殺して
補償しようとするものである。ここで、ｔは検出器本体
１で温度分布がなく、また被測定液７の温度と等しいと
した場合の温度、つまり全体の温度が一様としたときの
温度である。そこで検出コイル５は励磁コイル４の誘導
磁界により誘導される液位電圧信号Ｖａを出力するが、
液面７が上昇すると誘導磁界により液体中にうず電流が
発生して誘導磁界が変化する。したがって、液位電圧信
号Ｖａは第２図に示すように液位が上昇するに従ってレ
ベルが低い値となる。この液位電圧信号Ｖａは整流回路
８、増幅回路９を通って引算回路１０に送られる。一方
補償電圧信号ｖｂは整流回路１１、増幅回路１２を通っ
て引算回路１０および増幅回路１３に送られる。この引
算回路１０は液位電圧信号■ａから補償電圧信号ｖｂを
差引いた電圧信号いわゆる０点部度補償信号を除算回路
１４に送出し、この除算回路１４により前記増幅回路１
３からの電圧信号によって除算してスパン温度補償を行
い液位を算出して表示回路１５において表示させている
。

〔背景技術の問題点〕 しかしながら上記温度補償手段では、測定スパンの範囲
すなわち検出コイル５の長さが短ければ実用上支障はな
いが、長くなると検出コイル５全域にわたって測定上無
視できない温度分布が生じることが多々ある（ナトリウ
ムの溶隔では２００℃〜６００℃）。この温度変化に対
して補償電圧信号ｖｂは検出コイル５の一端付近の温度
のみに依存するために波電圧信号Ｖａを精度良く補償す
ることができなかった。

〔発明の目的〕

本発明は上記実情に基づいてなされてもので、その目的
とするところは、測定スパンが広範囲となって大きな温
度差が生じても確実に温度補償ができる誘導形液位計を
提供することにある。

（発明の概要） 本発明は、複数の分割コイルから構成され誘導磁界に応
じた液位電圧信号が誘導されるとともに各分割コイルの
うち一定レベルの電圧信号を誘導する少なくとも１つの
分割コイルを温度補償コイルとして機能させる検出兼温
度補償コイルを設け、また分割コイル間に液面を検出す
る液面検出器を介挿してこの液面検出器からの検出信号
を受けて温度補償コイルとする分割コイルと他の分割コ
イルとを切換えてこの信号を入力し、もって液位電圧信
号から温度補償を行った液位を求める誘導形液位計であ
る。

（発明の実漏例〕 以下、本発明の第１の実施例について図面を参照して説
明する。第１図は誘導形液位計の構成図である。検出器
本体２０は、コイルボビン２１の中に交流電源２１がら
高周波の電流が供給される励磁コイル２２の他に、２分
割された２条巻の分割コイル２４ａ、２４ｂからなる検
出兼温度補償コイル２４と液面検出コイル２５とが挿入
されている。なお、分割コイル２４ａ、２４ｂは１対１
の巻数に設定されこれらコイル２４ａ、２４ｂおよび液
面検出コイル２５は直列接続されるとともに液面検出コ
イル２５は各分割コイル２４ａ、２４ｂとの間に介挿さ
れ、コイル２４ａ、２４ｂ。

２５間に誘導した電圧を液位に応じた液位電圧信号Ｖｋ
としている。コイル２４ａ１２４ｂ、２４の両端は整流
回路２６に接続され、この整流回路２６に増幅回路２７
を介して引算回路２８が接続されている。また、分割コ
イル２４ａは整流回路２９、増幅回路３０を介して切換
スイッチ端（以下、スイッチと省略する）３１のａ端子
に接続され、分割コイル２４ｂは整流回路３２、増幅回
路３３を介してスイッチ３１のｂ端子に接続されている
。一方、液面検出コイル２５は整流回路３４、増幅回路
３５を介して電圧レベルスイッチ３６に接続され、この
電圧レベルスイッチ３６は分割コイル２４ａ液面検出コ
イル２５に誘導される電圧Ｖｆが予め設定された液面検
出電圧ＶＣ以下の場合にスイッチ３１をａＮ子に接続し
、また液面検出電圧ＶＣ以下の場合にスイッチ３１をｂ
端子に接続するものである。スイッチ３１のＣ端子は引
算回路２８および増幅回路３７に接続され、これら回路
２８．３７の出力信号が除算回路３８に送られてさらに
表示回路３９に送られるようになっている。なお、引算
回路２８により零点補償、除算回路３８により温度補償
が行われ、これら各回路２８．３８によりスパンの温度
調整が行われる。

次に上記の如く構成された装置の動作について説明する
。液位ＬＥがレベル上１〜１２間にある場合は、分割コ
イル２４ａに誘導される電圧Ｖｓは第２図に示すように
液体の影響を受けずに一定レベルとなっている。一方、
分割コイル２４ｂに誘導される電圧Ｖｊは、液体中に発
生するうず電流により誘導磁界が変化するので液位ＬＥ
が上昇するに従って電圧レベルは下降していく。また、
液面検出コイル２５に誘導される電圧は液体中に入って
いないので液面電圧レベルＶＣ以上の一定電圧レベルと
なっている。したがって、この場合、スイッチ３１はａ
端子に接続されて分割コイル２４ａに誘導した電圧ＶＳ
が温度補償の信号として用いられる。そして、液位ＬＥ
が上昇して液面検出コイル２５の位置まで上昇すると液
面検出コイル２５に誘導する電圧レベルが減少して液位
電圧信号ＶＳ以下となる。液位ＬＥがさらに上昇してレ
ベルＬ２〜［４の範囲に達すると、分割コイル２４ｂは
液体中に入るのでその発生電圧Ｖｊは一定レベルとなり
、一方、分割コイル２４ｂに誘導される電圧ＶＳは誘導
磁界の変化を受けて液位の上昇に従って下降する。この
場合、分割コイル２４ｂに誘導される電圧Ｖｊが温度補
償の信号として用いられる。

ここで、液位が求められるまでの作用について説明する
。そこで、電圧信号Ｖｋは次式により表わせる。つまり
、 Ｖｋ−α（ｔ）＋Ａ −Ｂ・（α（ｔ）＋Ｃ）　・り ・・・（１） である。ここで、α（１）は基準温度ｔｌｌｌ［℃］の
とき零で温度ｔ［’ｃ］の上昇に従って緩慢に増大する
関数で、α（ｔ）＝ｋ　（ｔ−ｔｏ　）としても支障な
い。なおｋおよびＡ、Ｂ、Ｃは定数であり、Ｒ（−ＬＥ
）は液位である。また、ｔ　［’Ｃ］は測定スパン長し
１〜し４全体の平均温度である。

一方、分割コイル２４ａが完全に液体中に沈んだ場合の
電圧■」およびこのときの分割コイル２４ｂに誘導する
電圧ＶＳにも上記第（１）式が適用できる。このときの
各電圧Ｖｊ、Ｖｓは、Ｖｊ−に１・α（ｔｄ）＋Ａ１　
　　　　・・・（２）ＭＳ−に２−　　α　（ｔｔｌ）
＋Ａ２　　　　　　　・　（３１であり、Ｋ１、Ｋ２、
Ａ１、Ａ２は定数であり、ｔｄ、　ｔｕはそれぞれ分割
コイル２４ｂ、２４ａの平均温度である。そして、これ
ら電圧が各整流回路２６．３４．２９．３２および増幅
回路２７．３５．３０．３３を通って各信号に処理され
る。

ここで、分割コイル２４ｂに誘導する電圧を温度補償と
する場合について説明する。この場合スイッチ３１はｂ
端子に接続されている。そこで増幅回路３３から出力さ
れる信号は第（２）式に示すα（ｔｄ）となっている。

そこで第（２）式からα（ｔｄ）を求めると、 α　（ｔｄ）−（Ｖｔ３−Ａ　１　　＞／Ｋ　１　　　
　　・・・（４）となる。このα（【ｄ）が引算回路２
８に送られることにより引算回路２８からはＶｋ−α（
ｔｄ）なる零点補償を行った信号Ｖｐが出力される。こ
の信号■ｐは次式により表わせる。

Ｖｐ＝　（α（１）−α（ｔｄ）） −Ｂ・（α（ｔ）＋Ｃ）・２ ・・・（５） である。

次に除算回路３８により信号Ｖｐがα（ｔｄ）＋Ｃによ
り除算されて零点補償およびスパン温度補償が行われた
最終的な信号■Ｑが得られる。ここで信号Ｖ℃は、 Ｖｌ−（（α（１）−α（ｔｄ）） ÷（α（ｔｄ）＋Ｃ） −８（α（ｔ）＋Ｃ）・ρ ÷（α（ｔｄ）＋Ｃ）　　　　　・・・（６）である。

この第（７）式から分るようにｔ＝ｔｄならば、Ｖ　ｆ
ｆ　（ｔ−ｔｄ）　＝　（−Ｂ　−Ｒ）　　　　　・・
・（７）となる。この結果、液位ｅに比例した電圧■Ｑ
（ｔ−ｔｄ）が得られ、これが表示回路３９により表示
される。ところで、ｔ−ｔｄとならなくてもｔｄがｔに
対して約１／２の重みを持っているので大きな誤差は生
じない。以上の作用は分割コイル２４ａが一定の電圧を
誘導する場合にも同様である。

このように上記一実施例においては、２つの分割コイル
２４ａ、２４ｂから構成され誘導磁界に応じた液位電圧
信号Ｖｋを誘導するとともに一定レベルの電圧信号を誘
導する少なくとも１つの分割コイル２４ａまたは２４ｂ
のいずれか一方を温度補償コイルとして機能させる検出
兼温度補償コイル２４を設け、分割コイル２４ａ、２４
ｂ間に液位を検出する液面検出コイル２５を介挿してこ
の液面検出コイル２５からの検出信号を受けて一定レベ
ルの電圧信号を誘導する分割コイルに切換えてこの信号
を入力し、もって液位電圧信号から温度補償を行った液
位を求める構成としたので、検出コイル２４の両端の温
度が異なっていても測定スパンの１／２の平均温度で温
度補償ができ、かつその温度補償に用いる信号は一定レ
ベルとなっているので、ｗＡＩＩＩ分布に対して正確に
補償できる。したがって、温度の違いにより感度が異な
ることはなく、また温度の変動に対して安定した測定結
果を得ることができる。また、温度補償としての専用の
コイルを設けることなく、また液面検出コイル２５も巻
数が少なくて済むので、温度補償コイルの分だけ検出器
本体の長さが短くでき、部品点数、組立て作業の面でも
有利となる。

次にＭ２の実施例について第３図に示す構成図を参照し
て説明する。検出兼温度補償コイル４０は各分割コイル
４１．４２．４３に分割され、これらコイル４１．４２
．４３間に液面検出コイル４４．４５が介挿されている
。分割コイル４１に誘導される電圧は整流回路４６、増
幅回路４７を介してスイッチＳ１に送られるように接続
され、分割コイル４２に誘導した電圧はｌｉ流回路４８
、増幅回路４９を介してスイッチＳ１６よびＳ２に送ら
れ、また分割コイル４３に誘導した電圧は整流回路５０
、増幅回路５１を介してスイッチＳ２０了 幅回路→を通って電圧レベルスイッチ（５４に送られて
スイッチＳ１を切換動作し、また液面検出コイル４５に
誘導した電圧は整流回路５５、増幅回路５６を通って電
圧レベルスイッチ５７に送られこの電圧レベルスイッチ
５７によりスイッチＳ２を切換動作するものとなってい
る。そして、各スイッチＳ１、Ｓ２を通ってくる各電圧
信号は加算回路５８により加算されて引算回路５９およ
び増幅回路６０に送られる。また、各分割コイル４１．
４２．４３および液面検出コイル４４．４５間に誘導し
た電圧は整流回路６１、増幅回路６２を介して引算回路
５９に送られてくる。そして、引算回路５９および増幅
回路６０か出力される各信号は除算回路６３に送られて
液位に比例した電圧が得られに表示回路６４に送られ、
この結果液位が表示される。

ところで、上記装置では、各スイッチＳ１、Ｓ２の切換
は次の通りである。すなわち、液位がレベルａ１〜ａ２
間にある場合、各スイッチＳ１、Ｓ２はａ１端子に接続
されて分割コイル４１．４２に誘導した電圧を温度補償
として用い、液位がレベルａ２〜２３間ある場合、スイ
ッチＳ２のみがｂ１端子に切替わって分割コイル４１．
４３に誘導す、る電圧を温度補償として用い、ざらに液
位がレベル２３〜２４間にある場合、スイッチＳ１がｂ
１端子に切替わって分割コイル４２．４３に誘導する電
圧を温度補償として用いる。このように構成すれば温度
補償として用いる電圧は測定スパンの２／３を用いるこ
とになり温度補償がより正確になる。

なお、本発明は上記第１および第２の実施例に限定され
るものではない。液面レベル検出器としては実施例のよ
うにコイルを用いるのでなく、液面を検出するためのレ
ベルスイッチ式の液面検出器、接触式の液面レベル検出
器を用いても良い。

また、検出兼濃度補償コイルを複数に分割して温度補償
の信号を測定スパンの３／４．４　／”　５として得て
も良く、この場合さらに温度補償を確実にかつ正確に行
える。

〔発明の効果〕

以上詳記したように本発明によれば、測定スパンが広範
囲となって大きな温度差が生じても確実に温度補償がで
きる誘導形液位計を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる誘導形液位計の第１の実施例を
示す構成図、第２図は第１図に示すレベル計における各
コイルの電圧レベルを示す図、第３図は本発明装置の第
２の実施例を示す構成図、第４図は従来の誘導形液位計
の構成図、第５図は第４図に示すレベル計の動作説明図
である。 ２３・・・・・・励磁コイル、　　　２４・・・・・・
検出兼温度補償コイル、　　　２４ａ、２４ｂ・・・・
・・分割コイル、　　　２５・・・・・・液面検出コイ
ル、　　　２８・・・・・・引算回路、　　　３１・・
・・・・スイッチ、３６・・・・・・電圧レベルスイッ
チ、　　　　３８・・・・・・除算回路。 出願人代理人　弁理士　　　　鈴江武彦第４図 ＆エコイル亀灰

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 励磁コイルによる誘導磁界の変化を検出して液位を測定
   する誘導形液位計において、複数の分割コイルから構成
   され前記誘導磁界に応じた液位電圧信号を誘導するとと
   もに前記分割コイルのうち一定レベルの電圧信号を誘導
   する少なくとも１つの分割コイルを温度補償コイルとし
   て機能させる検出兼温度補償コイルと、前記各分割コイ
   ル間に介挿され前記液面を検出する液面検出器と、この
   液面検出器からの検出信号を受けて前記温度補償コイル
   とする分割コイルと他の前記分割コイルとを切換えて前
   記電圧信号を入力し前記液位電圧信号から湿度補償を行
   った液位を求める液位算出部とを具備したことを特徴と
   する誘導形液位計。