JPS6168519A - 液面計及びその製造方法 - 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〕 本発明は光ファイバの長さに沿った光の透過を利用する
種類の液面計に関するものである。 光ファイバという語はここでは細長い光の導体を示すの
に使用し、束にして配設した複数の細いフィラメントに
沿って光を導通ずる光ケーブル、および単一の固体の棒
状素子を使用している光ファイバの種類の両方を含む。 〔従来の技術および発明が解決しようとする問題点〕 本願発明者による先願の英国特許出願第２０７２３３８
号は、光ファイバを複数の対にして配設し、各対がファ
イバを支持している担体に関して異なる液面に応答する
液面計を開示している。担体は使用時垂直に延長し液面
が上下する際にそれに沿って液体が運動するチャンネル
を有している。ファイバは、各対のファイバがチャンネ
ルで露出した端面を有しており、チャンネル中の液体が
各対の１方のファイバの液？Ｈ）Ｍ面から他方のファイ
バの浪漫端面へ光の透過を行なうようにして、チャンネ
ルに対して鋭角に位置決めする。前記山願第２０７２３
３８’Ｗの液面計は良好に作動するが、その寸法に関し
て成る制限がある。ファイバ、特に固体単フィラメン（
−ファイバの既知の制甲された曲げ半径と関連した、垂
直チャンネルに関したファイバの角度構成によって、液
面計の最小全体寸法および形状が成る用途には不適当で
あることがある。本発明の目的はこれらの制限を最小限
にした液面計を提供することである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明による液面計は、細長い支持部材、および該支持
部材によって担持した複数の光ファイバを備えており、
前記ファイバは支持部材上でそのほぼ縦方向に互いにほ
ぼ平行に延長しており、前記ファイバは支持部材の円周
方向に互いに離隔しており、各ファイバは、ファイバの
一方の部分から他方の部分への間隙を越える光の透過が
測定している液体が間隙中に在るか無いかによって決定
されるように配設した間隙によって、支持部材の長さに
沿った点で分割されており、ファイバの間隙は支持部材
の縦方向に離隔している。 好ましくは上記支持部材は円筒状で円形断面のものであ
り、前記ファイバは支持部材の円周の周囲に等角に離隔
している。 望ましくは前記ファイバは前記支持部材上でその縦方向
軸線に平行に延長している。 好ましくは、ファイバの間隙を介して互いに向＋−Ｊら
れたファイバの面は平行であり、ファイバの辰さに対し
ある角度で配設されているので、測定しようとする液体
が間隙中に無い場合はコアイノ＼に沿って通過し面に当
る光は完全に内部反則されるが、測定しようとする液体
が間隙を充填している場合はファイバの一方の部分から
の光は液体によっ”ζ間隙を越してファイバの他方の部
分に導通ずることができる。 好ましくは、支持部材は内側の円形円筒状コア、および
該コアを同軸」二で取囲んでいる外側円形管を備えてお
り、管の内面とコアの外面の間に環状通路がありその中
にファイバが延長している。 好ましくは液面計は支持部材の一端に配設した光源を備
えており、支持部材の前記一端に隣接するファイバは光
源と連絡してそれから光を受ける。 望ましくは、一端で支持部材は各光ファイバの端部が露
出している第１接続部を担持しており、従って使用時前
記第１接続部と係合した対応する第２接続部は前記ファ
イバから光を受りることができる。 好ましくは、前記液面計が前記第１接続部および光源の
両方を備えている場合、それらは各々支持部材の軸方向
反対の端部にあり、前記光源に対する電気的接続は前記
第１接続部中の端子によって行なう。 本発明はさらに、複数の光ファイバを支持部月に固定す
る段階と、支持部材の長さに沿ってその端部の中間で各
ファイバを切削する段階とを含んでいる液面計を製造す
る方法に関し、該ファイバは支持部材の長さに沿って異
なる点で切削する。 好ましくは、支持部材はほぼ円形断面の内側円筒状コア
およびほぼ円形断面の外側管を備えており、管およびコ
アはそれらの間に環状通路を定めており該通路内で前記
ファイバは支持部Ｈの縦方向に延長しており、前記ファ
イバを切削する段階は円板状の回転切削機による切削で
あり、支持部材の管の壁部を介して同時に切削Ｊ−るご
とによって行ない、各ファイバ中に間隙を設けるのに作
った個々の切削部は支持部材の縦方向および円周方向の
両方で離隔している。 〔実施例〕 本発明の好適な実施例を添付図面を参照して以下説明す
る。 図面において、液面側は共にプラスチック材料、都合の
良いものとしてはアセタール樹脂から形成した細長い内
側コア１２および細長い外側スリーブ１３を備えている
支持部材１１を備えている。 コア１２およびスリーブ１３は共に横断面が円形であり
、コア１２は中空であって軸方向延長通路１４を有して
いるのが都合が良い。コア１２の外径はスリーブ１３の
内径より小さく、この２つはコアの外面とスリーブの内
面の間に環状通路を定めるように同軸」二に位置決めす
る。さらに、コアの外面は複数の等角に離隔した平行な
軸方向延長溝１５を備えて形成し、各溝内に光ファイバ
１６、都合の良いものとしては三菱ＥＳＫＡ　　５Ｋ−
４０アクリルヘースフアイバを着座さセる。谷溝１５の
深さはその各々のファイバ１６の直径より小さく、従っ
てファイバ１６は溝から突出し環状通路を介してスリー
ブ１３の内面に接触する。ファイバは都合の良い接着剤
、例えばパーマボン１７Ｆヒーシヴス（Ｐｅｒｍａｂｏ
ｎｄ　　Ａｄｂｅｓｉｖｅｓ）社（英国ハンプシャー州
）製造の商標ＰＥＲＭＡＩＩＯＮＤ　ＥＯ２）律ＳＩＮ
で知られる接着剤によって、コア１２およびスリーブＩ
３の内面の両方に付着させる。（＝ｉ着を容易にするた
めアセタール部品はクロム酸でエツチングして付着用の
キーを設け、次いで洗浄して残留酸を除去する。 支持部材１１は一端で、取付フランジ１８および第１接
続部１９を定めているハウシング１７を担持している。 接続部Ｉ９ば一端で開放したスリーブを備えており、該
スリーブ中にコア１２才９よび各ファイバ１６の一端が
突出している。 ハウジング１７から遠い端部でコア１２ばスリーブ１３
の端部に達しない１２ａで終結しており、スリーブ１３
内でコア１２の端部１２ａから離隔して光源２１を設け
るが、高輝度クイ１の発光ダイオード、例えばｌｌｅｗ
ｌｅｔｔ　　Ｐａｃｋａｒｄ　　ＩＩＩ、ＭＰ　３７５
０４°１が都合が良い。コア１２の端部］２ａを越えて
突出している光ファイバ１６の端部領域は、スリーブ１
３の内壁」二の段２２によって支持部材１１の軸線に向
かって内側にたわんでいる。光ファイバ１６の端部は光
源２１に係合しま灯固定してもよく最小の１１失で該光
源から光を受けるようにする。導線２３は光源２１から
スリーブ１３の厚くなった部分中の通路を介してコア１
２の中心通路１４に沿って延長して、接続部１９中の端
子２４で終結する。端キャップ２５は光源２１に隣接す
るスリーブ１３の＆ｌｉ１部を閉鎖し、光源に対する電
気的接続を保護する。 各光ファイバ１６は間隙２６によって、コア１２の長さ
に沿って第１および第２の縦方向整列部分に分割されて
いる。各ファイバ１６の間隙は側面が平行な間隙であり
、間隙に対面する２つのファイバ部分の面は平坦で互い
に平行である。これらの面従って間隙はファイバの縦方
向軸線に対して傾斜して、ファイバの軸線と間隙の平面
の間に約２５°の角度があるようにする。この角度関係
は各ファイバ１６の間隙に対して維持されるが、各ファ
イバ中の間隙の位置決めは異なり、従ってファイバの間
隙は支持部材１１の縦方向にδ１

【隔している。さらに
、ファイバは円周方向に互いに離隔しているため、間隙
間には縦方向間隔だけでなく日周方向間隔がある。この
構成は第１図で最も良く示され、該図においてファイバ
の間隙２６の位置はスリーブ中のスロット２７の位置に
対応し、間隙の傾斜は縦方向および円周方向間隔と共に
、支持部材に関して間隙をほぼ螺旋状に配設するように
構成することがわかる。 第１図に関連して作成した第４図は間隙２６および対応
するスロット２７を形成する態様を示す。 既にファイバ１６を備えた支持部材に対して、円形切削
板２８を使用して一連の切削作業を行なう。 その中心のまわりでその平面で回転する円形板２８は第
４図では楕円に見える。これは第４図の断面の平面は支
持部材１１の長さに対して直角になっているが、円板２
８の平面は支持部材１１の縦方向軸線に対して２５°の
角度に配置しているためである。切削板２８は回転する
間支持部材の径方向に運動し、従ってスリーブ１３中に
スロット２７を切削する。切削部の深さは切削板が光フ
ァイバ１６を介してコア１２中に切削し、従って光フア
イバ中に間隙２６を形成するように調整する。 次いで切削板２８を１１２外し、支持部材１１を所定量
だけ軸方向および角度の両方で切削板に対して動かし、
その後さらに同一の切削作業を行ない、これによって前
の間隙から支持部材の縦方向および円周方向の両方で離
隔した点で次のファイバ中に間隙を形成する。 液面ｉ￥の使用中支持部材１１は、その軸線を垂直にし
通常光源２１を最下部にして、接続部１９を中の液面を
測定しようとする容器の外部に露出させて位置決めする
。容器からの液体は液浸したスリーブ中のこれらのスロ
ット２７を介してスリーブ】３およびコア１２間の環状
通路に流れ込む。 光源２１の端子に隣接するスリーブ１３の下端はキャッ
プによって閉鎖して、例えば金属部品との接触に、［る
光源２Ｉの端子の短絡の危険を回避する。液体がスリー
ブ１３およびコア１２間の環状通路を充填するレヘルは
、言うまでもなく容器中の液面によって決定され、間隙
が液面の下にあるファイバはそれらの間隙を液体で充填
させているが、他のファイバはそれらの間隙を液面の上
方の蒸気または気体で充填させている。ファイバを形成
する材料および間隙を切削する角度は、液体が間隙を充
填していないときファイバの下方部に沿って導通される
光源２１からの光が間隙に到達しファイバの下方部内で
完全に内部反射されるように、測定しようとする液体お
よび液体の上に存在する気体または蒸気に関して選択す
る。しかしながら間隙が液体で充填されている場合この
全内部反射は起こらず、光源２１からの光はファイバの
下方部によって間隙に導通され、液体によって間隙を越
えてファイバの上方部中に導通される。 接続部１９と係合する接続部は、ファイバ１６の端部か
ら光を受は眩光を遠隔検出器に導通ずる光ファイバを備
えてもよく、あるいは代りに検出器自体を備えてもよい
。接続部１９内のファイバ１６の端部に光が有るかｊ１
％いかは、ファイバがその間隙を液体で充填させている
か否か、従って容器中の液面の下であるか否かを示す。 従って容器中の液面は、ファイバ】６のどれが接続部１
９に光を導通しどれが導通しないかに注意することによ
って判定することかできる。 必要があれば溝またはチャンネルを設けて、レヘルが下
がった際間隙から液体を排出し、従ってそうしなければ
間隙中の液体の滞留を生じる表面張力の結果として起り
得る問題を回避することができる。 所望によりスリーブ１３およびコア１２間の環状１ｆｆ
ｌ路は測定している液体を収容する必要はなく、。 所望により都合の良い密封剤で充填することもできるこ
とがわかる。その場合ファイバ中の間隙に対するアクセ
スは、支持部材の外部からスロット２７によってのみ与
えられる。支持部Ｈ内には液体の流れは無い。 測定しようとする液体が非常に汚れていたり、あるいは
おそらく液面計の材＊Ｉに対して侵食性である場合、液
面計にそれ自体の清浄で非侵食性の液体を備えることが
できる。従って液面計は、清浄で非侵食性の液体を含ん
でいるが極めて可撓性のダイヤフラムによって測定すべ
き液体から分離された管中に収容してもよい。このよう
な構成において容器中の液面が変化すると、管中の清浄
で非侵食性の液面はダイヤフラムによって与えられる２
つの液体の「機械的」連結によって対応して変化する。 このような構成の変更例においては、スロワＩ・２７は
外部カバ一部材によって閉鎖し、清浄かつ（または）非
侵食性の液体をスリーブ１３およびコア１２間の環状通
路中に与える。この通路は清浄かつ（または）非侵食性
の液体の貯蔵部と連絡しており、該貯蔵部は極めて可撓
性のダイヤフラムによって定められた少なくとも１つの
壁部を有している。液面計は貯蔵部と共に測定しようと
する液体中に延長し、ここでも同様に測定しようとする
液面の変動はダイヤフラムにより与えられる連結によっ
て液面計の環状通路中の液面によって１ｉ） 反映される。

【図面の簡単な説明】

第１図は液面計の側面図、第２図は第１図の液面計の一
端の部分断面拡大図、第３図は第２図と同様の図である
が第１図の液面計の反対の端部領域の図、第４図は第１
図の線４−４における拡大断面図、第５図は第１図の矢
印への方向の拡大図である。 １１・・・支持部材、１２・・・コア、１２ａ・・・コ
ア端部、１３・・・スリーブ、１４・・・中心１ｆｆｉ
路、１５・・・溝、Ｉ６・・・光ファイバ、１７・・・
ハウジング、１８・・・取付フランジ、１９・・・接続
部、２１・・・光源、２２・・・段、２３・・・導線、
２４・・・端子、２５・・・端キャンプ、２６・・・間
隙、２７・・・スロット、２８・・・切削板。 特許出願人　　　ルーカス　インゲス１−リーズパブリ
ック　リミテツド カンパニイ ヌ Ｑ ＼１．／゛ ゝ＼−−ゝ （ト） 、ｏ　　　　　　　　（Ｊ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）細長い支持部材と上記支持部材によって担持した
   複数の光ファイバとを備えており、上記ファイバは上記
   支持部材上でそのほぼ縦方向に互いにほぼ平行に延長し
   ており、上記ファイバは上記支持部材の円周方向に互い
   に離隔しており、各ファイバは、該ファイバの一方の部
   分から他方の部分への間隙を越える光の透過が測定中の
   液体が上記間隙中に在るか無いかによって決定されるよ
   うに配設した間隙によって支持部材の長さに沿った点で
   分割されており、上記ファイバの上記間隙は上記支持部
   材の縦方向に離隔していることを特徴とする液面計。
2. （２）上記支持部材は円筒状で円形断面のものであり、
   上記ファイバは上記支持部材の円周の周囲に等角に離隔
   していることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の液面計。
3. （３）上記ファイバは上記支持部材上でその縦方向軸線
   に平行に延長していることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の液面計。
4. （４）上記ファイバの間隙を介して互いに向けられた各
   ファイバの面は平行であり且つ該ファイバの長さに対し
   角度をつけて配設され、上記間隙中に測定しようとする
   液体が無い場合は上記ファイバに沿って通過し面に当る
   光は完全に内部反射されるが、測定しようとする液体が
   上記間隙を充填している場合は上記ファイバの一方の部
   分からの光は上記間隙を越して上記液体によって上記フ
   ァイバの他方の部分に導通し得るようになっていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれ
   かに記載の液面計。
5. （５）上記支持部材は内側の円形円筒状コアと上記コア
   を同軸上で取囲んでいる外側円形管とを備えており、上
   記管の内面と上記コアの外面の間に環状通路がありその
   中に上記ファイバが延長していることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の液面計
   。
6. （６）上記支持部材の一端に配設した光源を備えており
   、上記支持部材の上記一端に隣接する上記ファイバは上
   記光源と連絡してそれから光を受けることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の液
   面計。
7. （７）上記支持部材は上記各光ファイバの端部が露出し
   ている第１接続部を担持しており、従って使用時上記第
   １接続部と係合した対応する第２接続部は上記ファイバ
   から光を受けることができることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項乃至第６項のいずれかに記載の液面計。
8. （８）上記ファイバに対する光源を備えており、上記接
   続部および上記光源は各々上記支持部材の反対の軸方向
   端部にあり、上記光源に対する電気的接続は上記第１接
   続部中の端子によって行なうことを特徴とする特許請求
   の範囲第７項に記載の液面計。
9. （９）複数の光ファイバを支持部材に固定する段階と、
   上記支持部材（１１）の長さに沿ってその端部の中間で
   各ファイバ（１６）を切削する段階とを含んでおり、上
   記ファイバ（１６）は上記支持部材（１１）の長さに沿
   って異なる点で切削されることを特徴とする液面計の製
   造方法。
10. （１０）上記支持部材はほぼ円形断面の内側円筒状コア
    およびほぼ円形断面の外側管を備えており、上記管およ
    び上記コアはそれらの間に環状通路を定めており、該通
    路内で上記ファイバは上記支持部材の縦方向に延長して
    おり、上記ファイバを切削する段階は上記支持部材の管
    壁を介して同時に切削する円板状回転切削機によって行
    ない、上記各ファイバ中に間隙を設けるのに作った個々
    の切削部は上記支持部材の縦方向および円周方向の両方
    で離隔していることを特徴とする特許請求の範囲第９項
    に記載の方法。