JPS6219719A - マグネツトフロ−ト式液面計 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は主として密閉形タンクに用いられる液面計に関
する。

〔従来の技術〕

従来節７．８図に示すマグネット３を内蔵したドーナツ
状のフロート４と、フロートの中央の穴４ａを貫通する
下端を密閉したパイプ５とパイプ内に設けたフロート４
の位置を検出子るだめの装置とにより構成されるいわゆ
るマグネットフロート式液面計はタンクの内部と外気と
をパイプ５によって遮断することができるため、密閉形
のタンクに広く用いられている。

マグネットフロート式液面計のうち、液位に対応する電
気信号の得られるタイプ、すなわち電気発信形マグネッ
トフロート式液面計として　　　・現在法の２つの方式
が実用に供せられている。

第７図に示すものはパイプ５内に従動マグネット６を設
け、従動マグネッ）８に一端を結んだテープ７またはワ
イヤを張力が一定になるように巻取装Ｍ８で巻取り、繰
出されたテープ７の長さを液位信号発信器９により電気
信号に変換する方式である。

第８図に示すものは、パイプの５内の長手方向に沿って
規則的に配Ｈされたリードスイー２チェロと電気抵抗体
１１を第８図のように結線し、フ　　　□ロート内のマ
グネット３によりフロート４の近傍のり一ドスイー／１
チ１０をＯＮならしめ、フロートの位置の変化を端子Ａ
−Ｂ間の電気抵抗の変化に変換する方式である。

第７図のものは従動マグネット６がフロート４内のマグ
ネット３と引き合うため、従動マグネットＢがパイプの
内壁と接触し、フロート４が上下する際に摩擦力が発生
して、フロート４の液位追従精度をあまり高くすること
ができない欠点があった。

また液位の急な変動により、従動マグネット８がフロー
ト４のマグネット３から離脱したり、テープ７がたるん
でキングを生じたりする場合があり、信頼性が低くなる
欠点がある。

一方第８図の方法は上記の問題点は全くないが、液面の
波立ちなどにより一部のリードスイッチ１０が頻繁にＯ
Ｎ、ＯＦＦ　ｌｅ繰返すと、リードスイッチ１０が早期
に耐久限度に達し、長期使用に耐え得ない欠点があり、
リードスイッチの交換が必要となって保守性が悪いとい
う欠点があった。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明のマグネットフロート式液面計は、下端が閉塞さ
れたパイプをタンク内に垂直に立設し、同パイプには磁
石を内蔵したフロートｉパイプの軸線方向に移動可能に
設け、同パイプ内には一定以上゛の磁束に感応してスイ
ッチング作用をする磁気感応スイッチ二二一、トを多数
垂直に配設し、同磁気感応スイッチユニットに逐次電源
より電力を供給し、各ユニー／　トの導通状態を検出す
ることにより液位を検出する構成のものとしである。

〔作用〕

フロートに内蔵された磁石により作られる磁束がパイプ
内の１つもしくは２つの磁気感応スイッチユニットに作
用して導通状態を作りだし、パイプ内の多数の磁気感応
スイッチの導通、非導通を逐次検知することによりフロ
ートの位置を検出し、液位信号を出力する。

〔実施例〕

次ぎに本発明の一実施例を添付図面に示す具体例により
詳細に説明する。

第１図において、タンクｌ内には下端が閉塞されたパイ
プ５が上端５ａをタンクの蓋１ａに接続されて垂直に設
けられ、パイプ５には中空のドーナツ形をなすフロート
４が中央部に貫通した孔４ａへパイプ５を挿通して設け
てあり、タンク１内の液２の上下変動に伴ってフロート
４がパイプ５の軸線方向に上昇、下降できるようになっ
ている。またフロート４内には磁石３が左右をＭＳとし
て対峙するようにして配設してあり、磁石のＮ極からの
磁束がパイプ５と直角に通るようになっている。ざらに
パイプ５内には磁気感応スイッチユニット１２が多数垂
直に配設され、各ユニットには電源線１３と信号線１４
が接続され、電源線１３と信号線１４はパイプ５の上部
に設ζすられた液位検出装Ｎ１５へ接続されている。

電源１ｔａ１３と信号線１４．磁気感応スイッチユニッ
ト１２との接続状態は第２図に示すようになっており、
電源１６からの電力を分配器１７により電１！！！１３
ａ、１３ｂ　、　１３ｃ　、　１３ｄを通じて磁気感応
スイッチユニット１２ａ　、　！２ｂ　、　＋２ｃ　、
　１２ｄ　ヘ’ｉ力を逐次送出するようになっている。

また各磁気感応スイッチユニット１２ａ　”　！２ｄの
Ｂ端とＣ端は信号＆１１４ａ　、　１４ｂへそれぞれ接
続されており、出力線１４ａ　、１４ｂは出力判定回路
１８へ接続されている。出力判定回路１８は信号線１４
ａ　、　＋４ｂ間の導通状態を検出する機能がある。

第３図は磁気感応スイッチユニット１２の内部回路を示
しており、電力の供給を受けるＡ端からの′Ｉｌ源線１
３は定電圧回路である電源回路１９へ接続され、電源回
路１８からの電力供給線２０はホール素子２１．増幅回
路２２．コンパレーク回路２３の各Ｍ源端子２４へ接続
されている。ホール素子２１には磁束を感知するとて定
の起電力を発生する信号端２１ａがあり、信号端２１ａ
は信号線２５により増幅回路２２へ接続されていて、増
幅回路２２の出力は一定電圧以上の入力があると出力電
圧を出すコンパレータ回路２３に入力され、コンパレー
タ回路２３の出力端２３ａはトランジスタスイッチ２６
のベース鱗へ接続されている。またトランジスタスイッ
チ２Ｂのコレクタ端はＢ端へ、エミッタ端はＣ端へそれ
ぞれ接続されている。

次にこの装置の動作について第１〜第３図により説明す
る。

液位が第１図に示される位置にあり、フロート４とパイ
プ５内の磁気感応スイッチ１２との関係が第２図の状態
にあるとする。この状態でフロート４内の磁石３から出
た磁束は向って左へパイプ５を通過しており、パイプ５
内の磁気感応スイー、チュニ−ｚ）１２ｂが最も強く磁
界の影響を受け、漏れ磁束の一部が他のユニット１２ａ
。

１２ｃ　、　１２ｄにも磁界の影響を与えている。

次に液位検出装置１５内の分配器１７によって電源線１
３ａ〜１３ｄへ順次電力が与えられると、磁気感応スイ
ッチ二二ツ）１２ａ〜１２ｄも順次動作して行く。

第３図において磁気感応スイッチユニット１２のＡ端に
電源からの電力が供給されると、電源回路１９は電力供
給線２０を通じてホール素子２１、増幅回路２２、コン
パレータ回路２３へ電力を供給し、動作状態とする。こ
の時、磁束がホール素子２１を通過していれば、磁界の
強さに応じた起電力が信号端２１ａに発生し、この電圧
は増幅回路２２で増幅され、コンパレータ回路２３で一
定の電圧と比較される。この時、磁石３の漏れ磁束によ
る起電力に相当する電圧を基準電圧と設定しておけば、
フロート４の位置と若干ずれた位置にある磁気感応スイ
ッチ二二一７）１２（第２図の場合１２ａ　、　１２ｃ
　、　１２ｄ　）内のコンパレータ回路２３人力は設定
電圧以下となり、出力端２３ａには電圧が発生しない、
しかし磁気感応スイッチュニッ）　１２ｂのごとく磁石
３からの磁力を直接受けている場合はホール素子２１に
発生する起電力が大きく、コンパレータ回路２３に入力
される電圧も設定電圧を超え、コンパレータ回路２３は
出力電圧を出す、これによりトランジスタスイ予 ッチ２ＢはＯＮとなり、Ｂ端からの電流はＣ端へ流れる
導通状態となる。

ところで、電源端より順次磁気感応スイッチ二二ッ）、
１２ａ〜＋２ｄへ電流を流すと、ユニット１２ｂのみが
Ｂ端とＣ端に電流が流れる状態となっている。このため
、出力判定回路１８はＢ、　Ｃ端の導通状態を検出し、
この時、分配器１７がどの１ｉ源線に電流を流したかに
より液位が算出される。

第４図は磁気感応スイッチュニツ）１２に順次電流を流
す分配器としてマルチプレクサ２７を用い、液位検出を
マイクロプロセッサ２８により直接行なう他の実施例を
示したもので、多数の磁気感応スイッチ１２は図示には
ないパイプ内に設けてあり、各ユニット１２のＢ端はコ
モン線２９に接続され、コモン線２９の一端は比較回路
３０へ接続され、他端は抵抗３１と介して直流電源３２
へ接続されている。なお各ユニットのＣ端と直流型ｆ［
３２の一方は接地！ｉ３８により接地されている。

また比較回路３０には基準電源３３から基準電圧が入力
されており、基準電圧と入力電圧とを比較して比較信号
３０ａをマイクロプロセッサ２８の比較信号入力端２８
ａへ出力する。またマルチプレクサ２７はマイクロプロ
セッサ２８からの制御信号３４により制御されるように
なっている。

なお１８はマルチプレクサ２７を通じて各磁気感応スイ
ッチユニットへ電力を供給する電源である。

この実施例のものでは、最初マイクロプロセッサ２８の
制御信号３４によりマルチプレクサ２７が動作して電源
１６からの電力を各磁気感応スイッチユニット１２−１
〜１２−ｎへ順次送出して行く。

この時もし磁気感応スイッチユニット１２−４が磁束に
よる影響でＢ−Ｃ端が導通状態にあるとすれば、二二ツ
）１２−４のＡ端へ電力を供給した時点で直流電源３２
から電流Ｉが流れ、抵抗３１による電圧降下で比較回路
３０の入力端電位は降下する。この時の電圧は基準電圧
と比較され、一定電圧以下であることが検知されると比
較信号３０ａが出力され、マイクロプロセッサ２８は比
較信号を受は取る。これによりマイクロプロセッサ２８
はマルチプレクサ２７へ与えた制御信号値により液位を
算出し、液位信号３５を出力する。

また、同時に２個の磁気感応スイッチユニットが磁束に
反応した場合でも、マイクロプロセッサ２８により各ユ
ニットの位置から算出された液位の平均値を算出して液
位値とすれば、フロート位置検出の分解能力が２倍とな
る。

第５，６図はフロート４内の磁石の他の配列方法を示し
ており、上下にＮＳとなるよう着磁されたリング状磁石
３をフロート４内部に設けたもので、第５図のようにフ
ロート４の孔４ａに向って垂直方向に磁束が通過するよ
うになっている。

この場合パイプ５内のユニット１２は磁束感応面を上下
として配設する。この方法ではフロート４がバイブ５ま
わりに回転しても磁束の方向が一定であるため、フロー
ト４に回り止めを設ける必要がない。

〔本発明の効果〕

以上のように本発明の液面針は液位を検出する機構に機
械的可動部分が存在しないため、故障しに＜＜、保守性
がよく、長寿命、高信頼度のある液面計となる。また各
ユニッ）　０）　数ｆｔ　増減することで液位検出精度
を自由に変えることができる。

さらに、ユニット内ではホール素子からの起電力が一定
値を超えないとトランジスタスイッチをＯＮさせないよ
うにしているため、磁石からの漏れ磁束により発生する
ホール素子の起電力をカットでき、誤動作のおそれがな
いため高精度の液面測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に依るマグネ、トフロート式液面計の一
実施例を示す一部破断縦断面図、第２図は磁気感応スイ
ッチユニットと液面検出機構との接続状態を示す図、第
３図は磁気感応スイッチユニットの内部回路を示すブロ
ック図、第４図はマイクロプロセッサを用いた他の実施
例を示す図、第５図はリング状磁石をフロートに用いた
他の実施例を示す図、第６図は第５図のＶＩ−ｖｔ線横
断平面図、第７図と第８図は従来の液面計を示す図であ
る。 図中 １−拳タンク　　　　　１ｌｓｓ蓋 ２０．液　　　　　　　３　ａｌｌ磁石４　・・フロー
ト　　　　４ａ・・孔 ５ａ・・上端　　　　　　６・・従動磁石７・・テープ
　　　　　８・・巻取装置３・・液位信号発生器 １０・拳リードスイッチ １１・・抵抗 １２、１２ａ　＝１２ｄ・・磁気感応スイッチユニット
１３、１３ａ　Ｎ１５ｄ　・・電源線 １４．１４ａ、１４ｂ・・信号線 １５・ｅ液位検出装置　　１８・−電源１７・・分配器
　　　　　１８・・出力判定回路１９・・電源回路　　
　　２ｏ・・電力供給線２１・赤ホール素子　　　２１
ａ−・臂号端２２・・増幅回路　　　　２３・コンパレ
ータ回路２３ａ　会・出力端　　　　２４・・電源端子
２５自信号線 ２６１トランジスタスイツチ ２７・・マルチプレクサ ２８１マイクロプロセツサ ２８ａ　・・比較信号入力端

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 下端が閉塞されたパイプをタンク内に垂直に立設し、同
   パイプには磁石を内蔵したフロートをパイプの軸線方向
   に移動可能に設け、同パイプ内には一定以上の磁束に感
   応してスイッチング作用をする磁気感応スイッチユニッ
   トを多数垂直に配設し、同磁気感応スイッチユニットに
   逐次電源より電力を供給することにより各ユニットの導
   通状態を検出して液位を検出することを特徴とするマグ
   ネットフロート式液面計。