JPS62118217A - 光フアイバを用いた液面レベル検出器 - 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】 ［Ｊ？！明の技術分野］ 本発明は、光ファイバを検出部として用いた各種液体の
液面レベル検出器に関するものである。

［発明の技術的背景とその問題点コ 容器内に収められた液体の液面高さを監視することは液
体が容器よりあふれ畠したり、また、容器が空となるこ
とが起こらないようにするために必要なことである。従
来、これらの監視方法として、フロートとスイッチを機
械的に組合わせた液面レベル検出器が多く用いられてき
た。

しかし、この方法は機械的な可動部を有するために耐久
性に乏しく、また保守作業も困難である。

更に直接電気信号を扱うために、可燃性の雰囲気にて使
用する際は特別の配慮を必要とする等の問題がある。

［発明の目的］ 本発明は、センサ部として外部雰囲気の屈折率に敏感な
光ファイバを用いることにより、液面レベル検出器を構
造的に簡単でかつ小型にすると共に、可燃性雰囲気にお
いても使用可能とすることを目的とする。

［発明の概要］ 本発明は、液面検出部に液体と接触することに、より、
内部を伝播する光の損失が大きくなる特徴を持つ光ファ
イバを使用し１発光器・受光器およびこれらの間の光伝
送を行なう光ケーブルとで構成され、発光器から光ファ
イバを介して受光器に伝達される光の強度により液面レ
ベルを検出するようにしたものである。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は検出器部分の詳細図である。センサ１０の内部
には、液体と接触することにより、光フアイバ内を伝播
する光が外部に漏洩して伝達損失が増加する特性を持つ
光ファイバＩＯＡを設ける。光ファイバＩＯＡのこの特
性は、ファイバ心線全体を均一な屈折率の材料にて製作
し、一般に用いられている光ファイバのクラッド部を除
いた形状で。

かつ液体が心線部分に直接接触することが可能な被覆を
使用すると同時に、検出すべき液体の屈折率に接近した
屈折率の心線材料を使用することで得られる。光ファイ
バＩＯＡの両端はセンサ１０の構造体に取り付けたセン
サコネクタＩＯＨに接続する。

ファイバケーブル１２とセンサ１０との接続は、ファイ
バケーブル１２端のケーブルコネクタ１２Ａとセンサコ
ネクタＩＯＢとで行なう。

第２図は、光ファイバＩＯＡ内の光の伝播を模式的に示
す図であり、また、第３図はこの光ファイバ１０Ａの液
体中での伝達損失特性を示す図である。

第２図にも示される如く、光フアイバ心線全体が一様な
屈折率となるように製作された光ファイバの内部を伝播
する光の多くは心線表面にて全反射をくり返して伝達す
る。このとき、全反射の起こる最大の入射角４２は光フ
アイバ心線と外部雰囲気の屈折率比により決定される臨
界角となる。従って、外部雰囲気が空気に比べ屈折率の
高い液体となった場合、全反射が起こる領域が縮小する
ため。

伝達する光の一部は外部に漏れ出し、見かけ上伝達損失
が増加する。この伝達損失は、第３図に示されるように
、光ファイバの屈折率と液体の屈折率との比に依って大
きく異なるため、センサ部光ファイバ心線の屈折率を検
出すべき液体の屈折率に合わせて選定することにより液
接触時の伝達損失を大きくすることができる。

第４図はレベル検出器の制御部を示す図である。

光信号として使用する一定強度の光を発光器２１により
発生させ、これをファイバ２５の一端に入射する。この
入射された光はファイバケーブル１２．センサ１０を通
過して制御部１１に還ってくる。この帰還した光は、も
う一方のファイバ２５から光電変換器２２に入光する。

ここで、光信号は電気信号に変換され、この信号が設定
器２３に予め定めた設定値を下回るとレベル信号２４が
出力される。

次に、本検出器の作用について説明する。

液面がセンサ１０部に接触していない場合には、発光器
２１から出た光はファイバケーブル１２とセンサ１０を
介して、殆んど減衰を受けずに光電変換器２２に受信さ
れる。

光電変換器２２の電気出力信号は、受信した光量にほぼ
比例するため、設定器２３には予め定められた設定値以
上の信号が印加され、レベル信号２４は高レベルとなる
。また、液面がセンサ１０に接触した場合、光電変岐器
２２で受信される光は減衰されている。光電変換器２２
の電気出力信号は、低い値となり設定器２３のレベル信
号は低レベルとなる。

第５図は、本発明の液面レベル検出器の使用例を示す図
である。これは、水タンク３１に水３２を給排水管３３
にて給水あるいは排水するものにおいて、水タンク３１
の水位の上限位置および下限位置にそれぞれセンサ１０
を取り付け、各センサ１０とファイバケーブル１２にて
結合した制御部１１から出力されるレベル検知信号を得
る。このレベル検知信号に基づいて、給排水ポンプを制
御し、水位を所定範囲に保つことができる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、液面レベル検出器は、セ
ンサ部として外部雰囲気の屈折率変化に敏感な小量の光
ファイバを用いることにより、構造的に簡単で、かつ小
形な検出器を実現できる。

また、検出信号を光信号にて伝送するため、制御部を現
場に設けることなく集中して管理することが容易となる
。更に、センサ部にて電気信号を使用しないために、有
機溶材等の可燃性物質に対して安心して使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るセンサの詳細図、第２
図は光フアイバ内の光伝播の模式図、第３図は光ファイ
バの液体中での伝達損失特性図、第４図は本発明の一実
施例に係る制御部の詳細図、第５図は本発明による液面
レベル検出器の使用例を示す説明図である。 １０・・・センサ、ＩＯＡ・・・光ファイバ、１１・・
・制御部、１２・・・ファイバケーブル、２１・・・発
光器。 ２２・・・光電変換器、２３・・・設定器。 （７３１７）　　代理人　弁理士　則　近　　憲　佑（
８１０５）　　　同　　王侯　弘文 第１図 第２図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液体との接触により光伝達損失が増加する特性を持つ光
   ファイバを用いたセンサ部と、このセンサ部での光伝達
   損失量を判定してレベル信号に変換する制御部と、前記
   センサ部と前記制御部との間の光信号を伝達する光ケー
   ブルから構成されることを特徴とする光ファイバを用い
   た液面レベル検出器。