JP2000097751A - 静電容量式液面レベル測定方法およびこの方法を実施する装置 - Google Patents
静電容量式液面レベル測定方法およびこの方法を実施する装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液面レベルセンサの端末部における静電容量
特性の直線性誤差を解消する静電容量式液面レベル測定
方法およびこの方法を実施する装置を提供する。 【解決手段】 複数の電極対Ｓを長さ方向に配列して構
成した液面レベルセンサ１を具備し、液面レベルセンサ
１の電極対Ｓを２個選択するセンサ選択回路３を具備
し、選択された電極対Ｓの静電容量を測定処理する静電
容量電圧変換回路４を具備し、プログラムメモリに格納
される現在の液面レベルに対応して選択されるべき選択
スイッチを指定する信号をセンサ選択回路３に供給する
と共に静電容量電圧変換回路４の出力とプログラムメモ
リに格納されるデータに基づいて液面レベルを求めるレ
ベル算出回路５を具備する静電容量式液面レベル測定方
法および装置。
特性の直線性誤差を解消する静電容量式液面レベル測定
方法およびこの方法を実施する装置を提供する。 【解決手段】 複数の電極対Ｓを長さ方向に配列して構
成した液面レベルセンサ１を具備し、液面レベルセンサ
１の電極対Ｓを２個選択するセンサ選択回路３を具備
し、選択された電極対Ｓの静電容量を測定処理する静電
容量電圧変換回路４を具備し、プログラムメモリに格納
される現在の液面レベルに対応して選択されるべき選択
スイッチを指定する信号をセンサ選択回路３に供給する
と共に静電容量電圧変換回路４の出力とプログラムメモ
リに格納されるデータに基づいて液面レベルを求めるレ
ベル算出回路５を具備する静電容量式液面レベル測定方
法および装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、静電容量式液面
レベル測定方法およびこの方法を実施する装置に関し、
特に、液面レベルセンサの端末部における静電容量特性
の直線性誤差を解消する静電容量式液面レベル測定方法
およびこの方法を実施する装置に関する。
レベル測定方法およびこの方法を実施する装置に関し、
特に、液面レベルセンサの端末部における静電容量特性
の直線性誤差を解消する静電容量式液面レベル測定方法
およびこの方法を実施する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】静電容量式液面レベル計の従来例を図３
を参照して説明する。図３において、液面レベルセンサ
１は、金属の如き導電材料よりなる連続した１本の円筒
より成る外側円筒電極１１と、各別に分離独立している
複数の電極対Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、・・・・・・、Ｓ(m-1) 、Ｓ
m 、Ｓ(m+1) ・・・・・・Ｓn により形成される内側円筒電極
１２とを同軸的に互いに対向して直線状に配列構成して
いる。内側円筒電極１２の上下方向に隣接する電極対Ｓ
1 ないしＳn 同志は電気的には非連続に直線状に配列さ
れている。外側円筒電極１１と個々の電極対Ｓとの間は
絶縁材料より成るスペーサにより適宜に電気的機械的に
分離されて容量を形成している。そして、連続した１本
の円筒より成る外側円筒電極１１には測定信号発生器２
が接続され、外側円筒電極１１に測定信号電圧を印加す
る。各別に分離独立して構成される個々の電極対Ｓ1 な
いしＳn は、それぞれ、センサ選択回路３の対応する各
別の選択スイッチ３1 ないし３n を介して静電容量電圧
変換回路４に接続している。静電容量電圧変換回路４は
レベル算出回路５に接続し、測定された静電容量に対応
する変換電圧出力を供給している。レベル算出回路５
は、静電容量電圧変換回路４から入力される変換電圧出
力信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、各種
データを記憶するプログラムメモリ、マイクロコンピュ
ータより成る。なお、６は信号ケーブルであり、相互に
離隔している液面レベルセンサ１とセンサ選択回路３と
を接続している。
を参照して説明する。図３において、液面レベルセンサ
１は、金属の如き導電材料よりなる連続した１本の円筒
より成る外側円筒電極１１と、各別に分離独立している
複数の電極対Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、・・・・・・、Ｓ(m-1) 、Ｓ
m 、Ｓ(m+1) ・・・・・・Ｓn により形成される内側円筒電極
１２とを同軸的に互いに対向して直線状に配列構成して
いる。内側円筒電極１２の上下方向に隣接する電極対Ｓ
1 ないしＳn 同志は電気的には非連続に直線状に配列さ
れている。外側円筒電極１１と個々の電極対Ｓとの間は
絶縁材料より成るスペーサにより適宜に電気的機械的に
分離されて容量を形成している。そして、連続した１本
の円筒より成る外側円筒電極１１には測定信号発生器２
が接続され、外側円筒電極１１に測定信号電圧を印加す
る。各別に分離独立して構成される個々の電極対Ｓ1 な
いしＳn は、それぞれ、センサ選択回路３の対応する各
別の選択スイッチ３1 ないし３n を介して静電容量電圧
変換回路４に接続している。静電容量電圧変換回路４は
レベル算出回路５に接続し、測定された静電容量に対応
する変換電圧出力を供給している。レベル算出回路５
は、静電容量電圧変換回路４から入力される変換電圧出
力信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、各種
データを記憶するプログラムメモリ、マイクロコンピュ
ータより成る。なお、６は信号ケーブルであり、相互に
離隔している液面レベルセンサ１とセンサ選択回路３と
を接続している。
【０００３】静電容量式液面レベル計を構成する液面レ
ベルセンサ１は液体が貯蔵される貯蔵タンクに設置され
る。この液面レベルセンサ１全体の高さはおよそ貯蔵タ
ンクの高さに等しい。貯蔵タンクに液体が充填されてい
ないか、或いは１個の電極対の高さに達しない極く僅か
の液体が充填されている場合、センサ選択回路３の選択
スイッチ３1 をオン位置に切り替えることにより最下位
の電極対Ｓ1 を静電容量電圧変換回路４に接続し、選択
スイッチ３1 がオン位置にあることと、最下位の電極対
Ｓ1 内における液面レベルに対応する測定容量とに基づ
いて液面レベルを検知することができる。液面が図示さ
れる電極対Ｓm のレベルにある場合、同様に、対応する
選択スイッチ３m のみをオン位置に切り替えて電極対を
静電容量電圧変換回路４に接続し、選択スイッチ３m が
オン位置にあることと、電極対Ｓm 内における液面レベ
ルに対応する測定容量とに基づいて液面レベルを検知す
ることができる。即ち、選択スイッチ３m がオン位置に
ある場合、電極対Ｓm 内における液面レベルに対して、
液中に完全に没入している（ｍ−１）個の電極対の全長
を加算することにより全液面レベルを測定することがで
きる。
ベルセンサ１は液体が貯蔵される貯蔵タンクに設置され
る。この液面レベルセンサ１全体の高さはおよそ貯蔵タ
ンクの高さに等しい。貯蔵タンクに液体が充填されてい
ないか、或いは１個の電極対の高さに達しない極く僅か
の液体が充填されている場合、センサ選択回路３の選択
スイッチ３1 をオン位置に切り替えることにより最下位
の電極対Ｓ1 を静電容量電圧変換回路４に接続し、選択
スイッチ３1 がオン位置にあることと、最下位の電極対
Ｓ1 内における液面レベルに対応する測定容量とに基づ
いて液面レベルを検知することができる。液面が図示さ
れる電極対Ｓm のレベルにある場合、同様に、対応する
選択スイッチ３m のみをオン位置に切り替えて電極対を
静電容量電圧変換回路４に接続し、選択スイッチ３m が
オン位置にあることと、電極対Ｓm 内における液面レベ
ルに対応する測定容量とに基づいて液面レベルを検知す
ることができる。即ち、選択スイッチ３m がオン位置に
ある場合、電極対Ｓm 内における液面レベルに対して、
液中に完全に没入している（ｍ−１）個の電極対の全長
を加算することにより全液面レベルを測定することがで
きる。
【０００４】ここで、図４を参照するに、図３の静電容
量式液面レベル計により液面レベルを測定計算して得ら
れる算出液面レベルは実測液面レベルと常に等しいとは
限らない。図４（ａ）は液面レベルセンサ１を構成する
１個の電極対Ｓm の長さＬと液面レベルＨを示す。図４
（ｂ）は液面レベルＨに関する静電容量直線性誤差特性
を示す図である。
量式液面レベル計により液面レベルを測定計算して得ら
れる算出液面レベルは実測液面レベルと常に等しいとは
限らない。図４（ａ）は液面レベルセンサ１を構成する
１個の電極対Ｓm の長さＬと液面レベルＨを示す。図４
（ｂ）は液面レベルＨに関する静電容量直線性誤差特性
を示す図である。
【０００５】 静電容量直線性誤差＝算出液面レベル−実測液面レベル である。ここで、
【０００６】
【数３】 但し、Ｌａ：算出液面レベル Ｌm：電極対Ｓmの全長 Ｃem：電極対Ｓmの液から完全に露出している時の露出静電容量値 Ｃe(m-1)：電極対Ｓ(m-1)の液から完全に露出している時の露出静電容 量値 Ｃm：電極対Ｓmの一部が液中にある時の部分没入静電容量値 Ｃ(m-1)：電極対Ｓ(m-1)の一部が液中にある時の部分没入静電容量値 である。電極対の静電容量値は予め測定してレベル算出
回路５のプログラムメモリに格納しておき、液面レベル
の算出過程においてこれを選択使用する（以上の液面レ
ベルの算出過程の詳細は、特公昭５３−４２２７０号公
報 参照）。
回路５のプログラムメモリに格納しておき、液面レベル
の算出過程においてこれを選択使用する（以上の液面レ
ベルの算出過程の詳細は、特公昭５３−４２２７０号公
報 参照）。
【０００７】実際の静電容量特性曲線は、図示される通
り、液面レベルＨに比例して直線性を示しておらず、ゼ
ロレベル近傍においてはゼロレベルに近ずくにつれて静
電容量はより大きめの値を示し、フルレベル近傍におい
てはフルレベルに近ずくにつれて静電容量はより小さめ
の値を示している。これは隣接する外側円筒電極１１と
内側円筒電極１２より成る電極対同志が端末部において
単に非連続的に直線状に配列されているに過ぎず、端末
部近傍において電極対間に形成される静電界に湾曲が生
ずることに起因するものと考えられている。
り、液面レベルＨに比例して直線性を示しておらず、ゼ
ロレベル近傍においてはゼロレベルに近ずくにつれて静
電容量はより大きめの値を示し、フルレベル近傍におい
てはフルレベルに近ずくにつれて静電容量はより小さめ
の値を示している。これは隣接する外側円筒電極１１と
内側円筒電極１２より成る電極対同志が端末部において
単に非連続的に直線状に配列されているに過ぎず、端末
部近傍において電極対間に形成される静電界に湾曲が生
ずることに起因するものと考えられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上の静電容量式液面
レベル計は、外側円筒電極１１と各内側円筒電極１２よ
り成る各電極対Ｓの上側端末部および下側側端末部にお
いて静電容量特性曲線の直線性が確保されていないこと
により、測定レベル精度が低下するものと考えられてい
る。
レベル計は、外側円筒電極１１と各内側円筒電極１２よ
り成る各電極対Ｓの上側端末部および下側側端末部にお
いて静電容量特性曲線の直線性が確保されていないこと
により、測定レベル精度が低下するものと考えられてい
る。
【０００９】この発明は、液面レベルセンサの各電極対
の端末部における静電容量特性曲線の直線性の低下を液
面レベルセンサの構成自体に着目して補正し、上述の問
題を解消した静電容量式液面レベル計を提供するもので
ある。
の端末部における静電容量特性曲線の直線性の低下を液
面レベルセンサの構成自体に着目して補正し、上述の問
題を解消した静電容量式液面レベル計を提供するもので
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１：複数の電極対
Ｓを長さ方向に配列して構成した液面レベルセンサ１を
具備し、液面レベルセンサ１の電極対Ｓを２個選択する
センサ選択回路３を具備し、選択された電極対Ｓの静電
容量を測定処理する静電容量電圧変換回路４を具備し、
プログラムメモリに格納される現在の液面レベルに対応
して選択されるべき選択スイッチを指定する信号をセン
サ選択回路３に供給すると共に静電容量電圧変換回路４
の出力とプログラムメモリに格納されるデータに基づい
て液面レベルを求めるレベル算出回路５を具備する静電
容量式液面レベル測定装置を構成した。
Ｓを長さ方向に配列して構成した液面レベルセンサ１を
具備し、液面レベルセンサ１の電極対Ｓを２個選択する
センサ選択回路３を具備し、選択された電極対Ｓの静電
容量を測定処理する静電容量電圧変換回路４を具備し、
プログラムメモリに格納される現在の液面レベルに対応
して選択されるべき選択スイッチを指定する信号をセン
サ選択回路３に供給すると共に静電容量電圧変換回路４
の出力とプログラムメモリに格納されるデータに基づい
て液面レベルを求めるレベル算出回路５を具備する静電
容量式液面レベル測定装置を構成した。
【００１１】そして、請求項２：請求項１に記載される
静電容量式液面レベル測定装置において、レベル算出回
路５のプログラムメモリには、データとして、各電極対
の全長、露出静電容量値、部分没入静電容量値、時々刻
々の液面レベルが格納されている静電容量式液面レベル
測定装置を構成した。ここで、請求項３：複数の電極対
Ｓを長さ方向に配列して構成した液面レベルセンサ１を
具備する静電容量式液面レベル測定装置を使用し、液面
レベルＨが存在する電極対Ｓｍの他にこの電極対の直上
の電極対Ｓ(m+1) 或いはこの電極対の直下の電極対Ｓ(m
-1) を測定動作に加えて合計２個の電極対を合わせて１
個の電極対として静電容量を測定し、この測定値を使用
して液面レベルを算出する静電容量式液面レベル測定方
法を構成した。
静電容量式液面レベル測定装置において、レベル算出回
路５のプログラムメモリには、データとして、各電極対
の全長、露出静電容量値、部分没入静電容量値、時々刻
々の液面レベルが格納されている静電容量式液面レベル
測定装置を構成した。ここで、請求項３：複数の電極対
Ｓを長さ方向に配列して構成した液面レベルセンサ１を
具備する静電容量式液面レベル測定装置を使用し、液面
レベルＨが存在する電極対Ｓｍの他にこの電極対の直上
の電極対Ｓ(m+1) 或いはこの電極対の直下の電極対Ｓ(m
-1) を測定動作に加えて合計２個の電極対を合わせて１
個の電極対として静電容量を測定し、この測定値を使用
して液面レベルを算出する静電容量式液面レベル測定方
法を構成した。
【００１２】そして、請求項４：請求項３に記載される
静電容量式液面レベル測定方法において、静電容量式液
面レベル測定装置は、更に、液面レベルセンサ１の電極
対Ｓを２個選択するセンサ選択回路３、選択された電極
対Ｓの静電容量を測定処理する静電容量電圧変換回路
４、プログラムメモリに格納される現在の液面レベルに
対応して選択されるべき選択スイッチを指定する信号を
センサ選択回路３に供給すると共に静電容量電圧変換回
路４の出力とプログラムメモリに格納されるデータに基
づいて液面レベルを求めるレベル算出回路５を具備する
ものである静電容量式液面レベル測定方法。
静電容量式液面レベル測定方法において、静電容量式液
面レベル測定装置は、更に、液面レベルセンサ１の電極
対Ｓを２個選択するセンサ選択回路３、選択された電極
対Ｓの静電容量を測定処理する静電容量電圧変換回路
４、プログラムメモリに格納される現在の液面レベルに
対応して選択されるべき選択スイッチを指定する信号を
センサ選択回路３に供給すると共に静電容量電圧変換回
路４の出力とプログラムメモリに格納されるデータに基
づいて液面レベルを求めるレベル算出回路５を具備する
ものである静電容量式液面レベル測定方法。
【００１３】また、請求項５：請求項４に記載される静
電容量式液面レベル測定方法において、プログラムメモ
リには、データとして、各電極対の全長、露出静電容量
値、部分没入静電容量値、時々刻々の液面レベルが格納
されている静電容量式液面レベル測定方法を構成した。
更に、請求項６：請求項３ないし請求項５の内の何れか
に記載される静電容量式液面レベル測定方法において、
液面レベルが存在する電極対に合わせられる電極対はプ
ログラムメモリに格納されている現在の液面レベルを認
識判定して選択する静電容量式液面レベル測定方法を構
成した。
電容量式液面レベル測定方法において、プログラムメモ
リには、データとして、各電極対の全長、露出静電容量
値、部分没入静電容量値、時々刻々の液面レベルが格納
されている静電容量式液面レベル測定方法を構成した。
更に、請求項６：請求項３ないし請求項５の内の何れか
に記載される静電容量式液面レベル測定方法において、
液面レベルが存在する電極対に合わせられる電極対はプ
ログラムメモリに格納されている現在の液面レベルを認
識判定して選択する静電容量式液面レベル測定方法を構
成した。
【００１４】また、請求項７：請求項６に記載される静
電容量式液面レベル測定方法において、算出液面レベル
は式（２）或いは式（３）を使用して演算し、ここで、
データとして、液面レベルが存在する電極対のデータ、
この電極対の直上の電極対或いはこの電極対の直下の電
極対のデータを使用する静電容量式液面レベル測定方法
を構成した。
電容量式液面レベル測定方法において、算出液面レベル
は式（２）或いは式（３）を使用して演算し、ここで、
データとして、液面レベルが存在する電極対のデータ、
この電極対の直上の電極対或いはこの電極対の直下の電
極対のデータを使用する静電容量式液面レベル測定方法
を構成した。
【００１５】
【数４】
【００１６】
【数５】
【００１７】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図１およ
び図２の実施例を参照して説明する。これらの図におい
て、図３の従来例の参照符号と共通する参照符号は互い
に共通する部材を示す。図１において、液面レベルセン
サ１は、連続した１本の円筒より成る外側円筒電極１１
と、各別に分離独立している複数の電極対Ｓ1 ないしＳ
n により形成される内側円筒電極１２を同軸的に互いに
対向して直線状に配列構成されている。上下方向に隣接
する電極対Ｓ1 ないしＳn 同志は電気的には非連続に直
線状に配列されている。これら外側円筒電極１１と内側
円筒電極１２の間は絶縁材料より成るスペーサにより適
宜に電気的機械的に分離されて容量を形成している。連
続した１本の円筒より成る外側円筒電極１１には測定信
号発生器２が接続され、外側円筒電極１１に測定信号電
圧を印加する。
び図２の実施例を参照して説明する。これらの図におい
て、図３の従来例の参照符号と共通する参照符号は互い
に共通する部材を示す。図１において、液面レベルセン
サ１は、連続した１本の円筒より成る外側円筒電極１１
と、各別に分離独立している複数の電極対Ｓ1 ないしＳ
n により形成される内側円筒電極１２を同軸的に互いに
対向して直線状に配列構成されている。上下方向に隣接
する電極対Ｓ1 ないしＳn 同志は電気的には非連続に直
線状に配列されている。これら外側円筒電極１１と内側
円筒電極１２の間は絶縁材料より成るスペーサにより適
宜に電気的機械的に分離されて容量を形成している。連
続した１本の円筒より成る外側円筒電極１１には測定信
号発生器２が接続され、外側円筒電極１１に測定信号電
圧を印加する。
【００１８】各別に分離独立して構成される個々の電極
対Ｓ1 ないしＳn は、それぞれ、センサ選択回路３の対
応する各別の選択スイッチ３1 ないし３n を介して静電
容量電圧変換回路４に接続している。静電容量電圧変換
回路４はレベル算出回路５に接続し、変換電圧出力を供
給している。レベル算出回路５は、静電容量電圧変換回
路４から入力される変換電圧出力信号をディジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換器、各種データを格納しておくプ
ログラムメモリ、マイクロコンピュータより成る。この
プログラムメモリには、各種データとして、各電極対の
全長、露出静電容量値、部分没入静電容量値、時々刻々
の液面レベルが格納されている。センサ選択回路３とし
ては図１に示されるが如きアナログスイッチ、図２に示
される如きクロスポイントスイッチアレイを採用し、２
個のスイッチを選択動作させてこれらに対応する２個の
電極対を１個の電極対として動作させることができる。
なお、６は信号ケーブルであり、相互に離隔関係にある
液面レベルセンサ１とセンサ選択回路３とを接続してい
る。この液面レベルセンサ１を液体が貯蔵されている貯
蔵タンクに設置する。この液面レベルセンサ１全体の高
さはおよそ貯蔵タンクの高さに等しいものとする。
対Ｓ1 ないしＳn は、それぞれ、センサ選択回路３の対
応する各別の選択スイッチ３1 ないし３n を介して静電
容量電圧変換回路４に接続している。静電容量電圧変換
回路４はレベル算出回路５に接続し、変換電圧出力を供
給している。レベル算出回路５は、静電容量電圧変換回
路４から入力される変換電圧出力信号をディジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換器、各種データを格納しておくプ
ログラムメモリ、マイクロコンピュータより成る。この
プログラムメモリには、各種データとして、各電極対の
全長、露出静電容量値、部分没入静電容量値、時々刻々
の液面レベルが格納されている。センサ選択回路３とし
ては図１に示されるが如きアナログスイッチ、図２に示
される如きクロスポイントスイッチアレイを採用し、２
個のスイッチを選択動作させてこれらに対応する２個の
電極対を１個の電極対として動作させることができる。
なお、６は信号ケーブルであり、相互に離隔関係にある
液面レベルセンサ１とセンサ選択回路３とを接続してい
る。この液面レベルセンサ１を液体が貯蔵されている貯
蔵タンクに設置する。この液面レベルセンサ１全体の高
さはおよそ貯蔵タンクの高さに等しいものとする。
【００１９】この発明の静電容量式液面レベル計は、液
面レベルが存在する電極対の他にこの電極対の直上の電
極対、或いはこの電極対の直下の電極対をも測定動作に
加えて合計２個の電極対を合わせて１個の電極対として
静電容量を測定し、この測定値を使用して液面レベルを
算出する。以下、この静電容量式液面レベル計の実施例
の動作を、先ず、図１を参照して具体的に説明する。
面レベルが存在する電極対の他にこの電極対の直上の電
極対、或いはこの電極対の直下の電極対をも測定動作に
加えて合計２個の電極対を合わせて１個の電極対として
静電容量を測定し、この測定値を使用して液面レベルを
算出する。以下、この静電容量式液面レベル計の実施例
の動作を、先ず、図１を参照して具体的に説明する。
【００２０】ここで、現在の液面レベルＨが電極対Ｓm
のレベルにあることはレベル算出回路５のプログラムメ
モリに格納されているデータにより認識することができ
る。液面レベルＨが電極対Ｓm のレベルにある場合、対
応する選択スイッチ３m をオン位置に切り替えると共
に、当該電極対Ｓm の直上の電極対Ｓ(m+1) に対応する
選択スイッチ３(m+1) をもオン位置に切り替え、両電極
対を静電容量電圧変換回路４に接続する。これは液面レ
ベルＨが電極対Ｓm の上端部に接近してこの上端部近傍
において静電容量特性曲線の直線性の低下を補正する必
要があるからである。この場合の算出液面レベルＬａは
電極対Ｓm と電極対Ｓ(m+1) とを使用して測定するとこ
ろから、先の式（１）を参照して以下の通りとなる。
のレベルにあることはレベル算出回路５のプログラムメ
モリに格納されているデータにより認識することができ
る。液面レベルＨが電極対Ｓm のレベルにある場合、対
応する選択スイッチ３m をオン位置に切り替えると共
に、当該電極対Ｓm の直上の電極対Ｓ(m+1) に対応する
選択スイッチ３(m+1) をもオン位置に切り替え、両電極
対を静電容量電圧変換回路４に接続する。これは液面レ
ベルＨが電極対Ｓm の上端部に接近してこの上端部近傍
において静電容量特性曲線の直線性の低下を補正する必
要があるからである。この場合の算出液面レベルＬａは
電極対Ｓm と電極対Ｓ(m+1) とを使用して測定するとこ
ろから、先の式（１）を参照して以下の通りとなる。
【００２１】
【数６】 この場合、データとしては、電極対Ｓm の下側の電極対
Ｓ(m-1) の露出静電容量値Ｃe(m-1)および部分没入静電
容量値Ｃ(m-1) をも必要とされることが式（２）に示さ
れている。次いで、図２を参照するに、同様に、液面レ
ベルＨが電極対Ｓm のレベルにある場合、対応する選択
スイッチ３m をオン位置に切り替えると共に、当該電極
対Ｓm の直下の電極対Ｓ(m-1) に対応する選択スイッチ
３(m-1) をもオン位置に切り替え、両電極対を静電容量
電圧変換回路４に接続する。これは液面レベルＨが電極
対Ｓm の下端部に接近してこの下端部近傍において静電
容量特性曲線の直線性の低下を補正する必要があるから
である。この場合の算出液面レベルＬａは、電極対Ｓm
と電極対Ｓ(m-1) とを使用して測定するところから、先
の式（１）を参照して以下の通りとなる。
Ｓ(m-1) の露出静電容量値Ｃe(m-1)および部分没入静電
容量値Ｃ(m-1) をも必要とされることが式（２）に示さ
れている。次いで、図２を参照するに、同様に、液面レ
ベルＨが電極対Ｓm のレベルにある場合、対応する選択
スイッチ３m をオン位置に切り替えると共に、当該電極
対Ｓm の直下の電極対Ｓ(m-1) に対応する選択スイッチ
３(m-1) をもオン位置に切り替え、両電極対を静電容量
電圧変換回路４に接続する。これは液面レベルＨが電極
対Ｓm の下端部に接近してこの下端部近傍において静電
容量特性曲線の直線性の低下を補正する必要があるから
である。この場合の算出液面レベルＬａは、電極対Ｓm
と電極対Ｓ(m-1) とを使用して測定するところから、先
の式（１）を参照して以下の通りとなる。
【００２２】
【数７】 この場合、データとして、電極対Ｓ(m-1) の更に下側の
電極対Ｓ(m-2) の露出静電容量値Ｃe(m-2)および部分没
入静電容量値Ｃ(m-2) をも必要とされることが式（２）
示されている。電極対Ｓ(m-1) の露出静電容量値Ｃe(m-
1)をも必要とされることが式（２）に示されている。
電極対Ｓ(m-2) の露出静電容量値Ｃe(m-2)および部分没
入静電容量値Ｃ(m-2) をも必要とされることが式（２）
示されている。電極対Ｓ(m-1) の露出静電容量値Ｃe(m-
1)をも必要とされることが式（２）に示されている。
【００２３】上述した通り、液面レベルＨが電極対Ｓm
のレベルにある場合、選択スイッチ３(m+1) をオン位置
に切り替えるべきか、或いは選択スイッチ３(m-1) をオ
ン位置に切り替えるべきかを判定する必要がある。この
判定の仕方の一例としては、レベル算出回路５におい
て、プログラムメモリに格納されている液面レベルのデ
ータに基づいて現在の液面レベルを認識判定し、認識判
定結果をセンサ選択回路３に供給して動作されるべき選
択スイッチを容易に動作させることができる。即ち、レ
ベル算出回路５は、上述した通り、Ａ／Ｄ変換器、各種
データを記憶するプログラムメモリ、マイクロコンピュ
ータより構成されており、これにより液面レベルセンサ
の電極対Ｓm の選択、判定、プログラムメモリに対する
測定値の格納、読みだし、静電容量電圧変換回路４から
入力される測定値とプログラムメモリ格納データとに基
づいて液面レベルの演算処理を実行することができる。
のレベルにある場合、選択スイッチ３(m+1) をオン位置
に切り替えるべきか、或いは選択スイッチ３(m-1) をオ
ン位置に切り替えるべきかを判定する必要がある。この
判定の仕方の一例としては、レベル算出回路５におい
て、プログラムメモリに格納されている液面レベルのデ
ータに基づいて現在の液面レベルを認識判定し、認識判
定結果をセンサ選択回路３に供給して動作されるべき選
択スイッチを容易に動作させることができる。即ち、レ
ベル算出回路５は、上述した通り、Ａ／Ｄ変換器、各種
データを記憶するプログラムメモリ、マイクロコンピュ
ータより構成されており、これにより液面レベルセンサ
の電極対Ｓm の選択、判定、プログラムメモリに対する
測定値の格納、読みだし、静電容量電圧変換回路４から
入力される測定値とプログラムメモリ格納データとに基
づいて液面レベルの演算処理を実行することができる。
【００２４】
【発明の効果】以上の通りであって、この発明によれ
ば、液面レベルが存在する電極対の他にこの電極対の直
上の電極対或いはこの電極対の直下の電極対をも測定動
作に加えて合計２個の電極対を合わせて１個の電極対と
して静電容量を測定してこの測定値を使用して液面レベ
ルを算出するものであり、液面レベルが電極対の上側端
末部近傍或いは下側端末部近傍に到達しても、必ずその
上側或いは下側に更なる電極対が付加されるので、ここ
が等価的に端末部とはならない。これにより、電極対端
末部近傍において電界が一様にならないことにより静電
容量特性曲線の直線性が確保されないという従来の静電
容量式液面レベル測定の問題は解消される。
ば、液面レベルが存在する電極対の他にこの電極対の直
上の電極対或いはこの電極対の直下の電極対をも測定動
作に加えて合計２個の電極対を合わせて１個の電極対と
して静電容量を測定してこの測定値を使用して液面レベ
ルを算出するものであり、液面レベルが電極対の上側端
末部近傍或いは下側端末部近傍に到達しても、必ずその
上側或いは下側に更なる電極対が付加されるので、ここ
が等価的に端末部とはならない。これにより、電極対端
末部近傍において電界が一様にならないことにより静電
容量特性曲線の直線性が確保されないという従来の静電
容量式液面レベル測定の問題は解消される。
【図１】実施例を説明する図。
【図２】他の実施例を説明する図。
【図３】従来例を説明する図。
【図４】静電容量直線性誤差を説明する図。
１ 液面レベルセンサ １１ 外側円筒電極 １２ 内側円筒電極 ２ 測定信号発生器 ３ センサ選択回路 ４ 静電容量電圧変換回路 ５ レベル算出回路 ６ 信号ケーブル
Claims (7)
- 【請求項１】 複数の電極対を長さ方向に配列して構成
した液面レベルセンサを具備し、 液面レベルセンサの電極対を２個選択するセンサ選択回
路を具備し、 選択された電極対の静電容量を測定処理する静電容量電
圧変換回路を具備し、 プログラムメモリに格納される現在の液面レベルに対応
して選択されるべき選択スイッチを指定する信号をセン
サ選択回路に供給すると共に静電容量電圧変換回路の出
力とプログラムメモリに格納されるデータに基づいて液
面レベルを求めるレベル算出回路を具備することを特徴
とする静電容量式液面レベル測定装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載される静電容量式液面レ
ベル測定装置において、 レベル算出回路のプログラムメモリには、データとし
て、各電極対の全長、露出静電容量値、部分没入静電容
量値、時々刻々の液面レベルが格納されていることを特
徴とする静電容量式液面レベル測定装置。 - 【請求項３】 複数の電極対を長さ方向に配列して構成
した液面レベルセンサを具備する静電容量式液面レベル
測定装置を使用し、液面レベルが存在する電極対の他に
この電極対の直上の電極対或いはこの電極対の直下の電
極対を測定動作に加えて合計２個の電極対を合わせて１
個の電極対として静電容量を測定し、この測定値を使用
して液面レベルを算出することを特徴とする静電容量式
液面レベル測定方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載される静電容量式液面レ
ベル測定方法において、 静電容量式液面レベル測定装置は、更に、液面レベルセ
ンサの電極対を２個選択するセンサ選択回路、選択され
た電極対の静電容量を測定処理する静電容量電圧変換回
路、プログラムメモリに格納される現在の液面レベルに
対応して選択されるべき選択スイッチを指定する信号を
センサ選択回路に供給すると共に静電容量電圧変換回路
の出力とプログラムメモリに格納されるデータに基づい
て液面レベルを求めるレベル算出回路を具備するもので
あることを特徴とする静電容量式液面レベル測定方法。 - 【請求項５】 請求項４に記載される静電容量式液面レ
ベル測定方法において、 プログラムメモリには、データとして、各電極対の全
長、露出静電容量値、部分没入静電容量値、時々刻々の
液面レベルが格納されていることを特徴とする静電容量
式液面レベル測定方法。 - 【請求項６】 請求項３ないし請求項５の内の何れかに
記載される静電容量式液面レベル測定方法において、 液面レベルが存在する電極対に合わせられる電極対はプ
ログラムメモリに格納されている現在の液面レベルを認
識判定して選択することを特徴とする静電容量式液面レ
ベル測定方法。 - 【請求項７】 請求項６に記載される静電容量式液面レ
ベル測定方法において、 算出液面レベルは式（２）或いは式（３）を使用して演
算し、ここで、データとして、液面レベルが存在する電
極対のデータ、この電極対の直上の電極対或いはこの電
極対の直下の電極対のデータを使用することを特徴とす
る静電容量式液面レベル測定方法。 【数１】 【数２】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10266358A JP2000097751A (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | 静電容量式液面レベル測定方法およびこの方法を実施する装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10266358A JP2000097751A (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | 静電容量式液面レベル測定方法およびこの方法を実施する装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000097751A true JP2000097751A (ja) | 2000-04-07 |
Family
ID=17429842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10266358A Withdrawn JP2000097751A (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | 静電容量式液面レベル測定方法およびこの方法を実施する装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000097751A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10345707A1 (de) * | 2003-10-01 | 2005-04-21 | Volkswagen Ag | Verfahren zur Füllstanderfassung in einem Behälter und entsprechendes Füllstand-Messsystem |
| CN100504315C (zh) * | 2004-07-16 | 2009-06-24 | 金蔚东 | 太阳能热水器电容式水位传感器测量值的修正方法 |
| US7896454B2 (en) * | 2002-04-02 | 2011-03-01 | Sony Corporation | Remaining-liquid-amount display apparatus and remaining-liquid-amount display method |
| CN103234599A (zh) * | 2013-04-18 | 2013-08-07 | 苏州赛智达智能科技有限公司 | Lng液位检测仪中的基础参数处理方法 |
| JP2013167651A (ja) * | 2013-06-06 | 2013-08-29 | Kameoka Denshi Kk | 静電容量式液面レベルセンサ |
| JP2013193319A (ja) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Ulvac Japan Ltd | 液量検出装置及び液体供給装置 |
| CN104457908A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-03-25 | 华帝股份有限公司 | 一种新型液位测量装置 |
| CN104596611A (zh) * | 2015-02-06 | 2015-05-06 | 西安易流物联科技有限公司 | 一种液位传感器 |
| CN109297563A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-02-01 | 河南菲普斯特仪器仪表有限公司 | 一种用于狭小空间液压油测量方法及其装置 |
| CN109443489A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-03-08 | 世强先进(深圳)科技股份有限公司 | 一种电容式液位测量装置及方法 |
| JP2022078082A (ja) * | 2016-05-09 | 2022-05-24 | ストロング フォース アイオーティ ポートフォリオ ２０１６，エルエルシー | 産業用のモノのインターネットのための方法およびシステム |
-
1998
- 1998-09-21 JP JP10266358A patent/JP2000097751A/ja not_active Withdrawn
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| CN109297563B (zh) * | 2018-11-15 | 2024-02-23 | 河南菲普斯特仪器仪表有限公司 | 一种用于狭小空间液压油测量方法及其装置 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060110 |