JP2001349765A

JP2001349765A - 液位測定装置

Info

Publication number: JP2001349765A
Application number: JP2000169825A
Authority: JP
Inventors: Iwao Matsunaga; 巌松永
Original assignee: ERUMEKKU DENSHI KOGYO KK
Current assignee: ERUMEKKU DENSHI KOGYO KK
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2000-06-06
Publication date: 2001-12-21

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】容器が不透明であっても、容器内に収容された
液体の液位を外部から、開栓することなく、容易に測定
することのできる装置を提供する。【解決手段】互いに平行に設けられた１対のガイドバー
５０と、該１対のガイドバー５０の間に張り渡されたサ
ポートシートと、該サポートシート５０によってガイド
バー５０と略平行に支持された、温度によって色彩また
は明度が変化する感温体と、サポートシートによって前
記ガイドバー５０と略平行に支持された発熱体とを具備
し、液体を貯蔵した容器の外壁に押し当てて発熱体を発
熱させると同時に、容器の外壁の温度を感温体によって
表示することで容器内の液位を測定し表示することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、容器に収容された
液体の液位を測定表示する装置に関し、特に、不透明な
容器に収容された液体の液位を容器の外側から測定する
ことが可能な液位測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】容器に収容された液体の残量あるいは液
位を外部から測定する必要が生じる場合がある。ジュー
ス、ビール等の飲料が容器に収容されている場合、プロ
パンガス等の燃料がタンクに収容されている場合等がそ
うである。容器が透明であれば外部から簡単に目視する
ことができるが、一般に透明な容器は耐久性、耐破損性
に劣り、長期使用や機械的な外力、内圧等が加わる用途
に使用することは適当でない。不透明な容器に収容され
た液体の液位を測定するには、蓋を解放して目視する
か、容器の外部に液位表示用の透明管を設けるなどする
方法があるが、目視のためには蓋を解放する操作が必要
で不便なだけでなく、ビールが収容されているような場
合等、内容物によっては開栓すること自体が不適当であ
る。また、外部に透明管を設ける方法は蓋の解放を必要
としない点において優れているが、容器の構造が複雑に
なるだけでなく透明管及びその接続部分において故障や
破損が起こりやすくなる。

【０００３】例えば、飲料を大型の金属タンクに収容し
て小出しに販売する自動販売機等においては、定期的に
巡回するサービス担当者が、金属のタンクに飲料の残量
が少なくなっていればタンクごと交換しなければならな
いが、金属タンクに残った飲料の残量を把握するために
当該タンクを持ち上げて重量を調べたり、たたいて感触
を得たりすることが行われていた。しかし、これらの方
法では残量の測定が不正確で、いきおいかなり残量の有
るタンクを交換してしまうことが行われていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明におい
ては、容器が不透明であっても、容器内に収容された液
体の液位を外部から、開栓することなく、容易に測定す
ることのできる装置を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、互いに平行に設けられた１対のガイ
ドバーと、該１対のガイドバーの間に張り渡されたサポ
ートシートと、該サポートシートによってガイドバーと
略平行に支持された感温体と、サポートシートによって
前記ガイドバーと略平行に支持された発熱体とを具備
し、液体を貯蔵した容器の外壁に押し当てて発熱体を発
熱させると同時に、容器の外壁の温度を感温体によって
表示することで容器内の液位を測定し表示することがで
きる液位測定装置が提供される。

【０００６】本発明に係る液位測定装置の作動原理は以
下のとおりである。すなわち、容器の一部にまで液体が
入っており、上部は空である場合、容器の外部からその
熱容量を測定すると、液体の液面以下の部位においては
内部の液に接しているために容器の熱容量は見かけ上大
きくなり、液体の液面より上の部分では容器本来の値、
すなわち比較的小さな熱容量を示すことになる。したが
って、液面の上部から下部に渡って、容器の外部から例
えば縦長の熱源を使用して均一な熱伝達を行えば、内部
に液体が接している部分の温度上昇は比較的小さく、内
部が空である部分の温度上昇は比較的大きい。そこで、
この温度差を測定あるいは目視することができれば温度
が変化する位置が液位であるとして測定・観測が可能で
ある。換言すれば、本発明においては、内部の液体その
ものを加熱するわけではなく、容器表面を僅かに加熱
し、この時、内部の液体に接するか内部が空であるかで
容器表面に表れるわずかな温度差を利用して液位を検出
するものである。

【０００７】本発明は、上記のような原理に基づき、縦
長の発熱体と縦長の感温体を略平行に設け、発熱体を容
器の外壁面に液面と略直角方向にあてて壁面を加熱し、
同時に感温体によって壁面の温度を感知し、温度を感温
体の色変化または電位の相違によって表すことによって
液体と接している部分と空の部分、つまり、液位の測定
を可能にしたものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に添付の図面を参照しながら
本発明の実施例について詳細に説明する。図１は、本発
明の実施例である液位測定装置を示した斜視図である。
液位測定装置は、円筒状の把持部７０、把持部の両端近
傍に設けられ、把持部の軸方向とは直交する方向に伸び
る先端が二股に分かれたＵ字型の支持アーム６０、該支
持アーム６０の先端部どうしを上下に接続するように、
把持部と平行に設けられた一対のガイドバー５０、一対
のガイドバーの間に張り渡されたサポートシート４０、
サポートシート４０の中央部近傍にガイドバー５０及び
把持部７０に平行に貼付された感温体２０、および、同
じくサポートシート４０上に感温体２０と平行に、感温
体２０に沿って感温体２０の近傍に設けられた一対の発
熱体３０から構成される。液位測定装置はさらに、スイ
ッチ８０を具備しており、把持部７０の内部に収容され
た電池から発熱体３０への電流の供給を制御することが
できる。

【０００９】感温体２０は、サーモシート、サーモラベ
ル、サーモテープ、サーモワッペン、サーモペイント、
ヒートシート、テンプシート、温度表示シート等種々の
名称で市販されている有機材料あるいは液晶材料を主体
とした素子であり、室温を中心とした摂氏０度程度から
数十度の範囲で、温度に応じて色彩が変化するのが特徴
である。一例をあげれば、低温では青系統の色彩であっ
たものが、温度の上昇と共に緑、黄色、橙と暖色系に色
彩が変化する。このように、温度によって色彩の変化が
目視可能な材料を本明細書では感温体と称することにす
る。また、感温体によっては温度差を色彩で表す有効温
度範囲が異なるので、有効温度範囲が異なる複数の感温
体を平行に貼付すれば、環境温度に関わらず液位の測定
を容易にすることができる。

【００１０】発熱体３０は、細長い形状の通電によって
発熱する性質を有する材料であれば特に材料は限定され
ないが、液体を収容する容器に対して有効に熱伝達を行
うにはテープ状の抵抗体が好適である。また、本実施例
では、１対の発熱体を使用したが、必ずしも１対の発熱
体を使用する必要は無く、単一の発熱体でも良いし、さ
らに多くの発熱体を使用しても良い。発熱体の設置位置
は、液位の測定を明瞭にするためには感温体２０の近傍
であることが望ましい。そのような観点から、図１に示
した実施例では、１対の発熱体３０を感温体２０に沿っ
て、感温体のごく近傍に設けた。

【００１１】サポートフィルム４０は、一対のガイドバ
ー５０の間に感温体２０と発熱体３０とを支持する機能
を有する。発熱体３０と直接接する関係上サポートフィ
ルム４０は耐熱性を有することが望ましく、具体的には
耐熱性のポリイミドフィルムが好適に用いられる。液位
の測定を行う際は、感温体２０と発熱体３０が容器に密
着することが好ましいので、そのためには、サポートフ
ィルム４０は有る程度の可撓性と伸展性を有しているこ
とが望ましい。さらに、測定の作業性の観点からは、サ
ポートフィルムは無色又は有色透明であることが望まし
い。感温体２０と発熱体３０とをサポートフィルムに固
定する方法は、接着剤を用いた貼付でもよいし、２枚の
サポートフィルムに感温体２０と発熱体３０を挟持する
方法でも良い。

【００１２】ガイドバー５０、支持アーム６０および把
持部７０は、主として液位測定装置の形状を固定して持
ち運びを可能にする機能を有し、プラスティック系の材
料を使用しても良いが、耐久性等を考慮すると金属、特
にアルミ合金等が好適に使用される。円筒状の把持部７
０の内部には発熱体に電力を供給する電池が収容され
る。本実施例の場合には、把持部７０近傍に設けたスイ
ッチ８０によって電流を制御することとしたが、ほぼ一
定時間（数秒程度）発熱体３０を過熱すれば測定は完了
することを考慮すると、当該スイッチ８０には数秒程度
で自動的に電流を遮断するタイマーを内蔵しても良い。
また、液位測定装置を容器に押圧している間だけ電流が
流れるように、ガイドバー５０又は支持アーム６０にス
イッチを設けても良い。

【００１３】図２は、さらに、感温体２０及び発熱体３
０を支持するサポートフィルム４０の状態を詳細に示し
た拡大図である。図２には、容器と接触して液位が感温
体２０の色彩変化として表れた様子が模式的に示されて
いる。

【００１４】図３に示した実施例は本発明の第２の実施
例を示すものである。同実施例は、図１に示した液位測
定装置とほぼ同様の構成であるが、感温体２０としては
ガイドバー５０と略平行に一列に設けられたサーミスタ
２４およびこれらに通電するために必要な回路（図示し
ない）を有している。作動原理は、前出の実施例同様、
発熱体３０を加熱して容器表面から熱伝達を行い、容器
表面の温度をサーミスタ２４によって抵抗値または電気
信号に変換して電気回路によってこれを表示させるもの
である。この際、内部に液が接するか否かによって容器
表面の温度が異なることについては前述のとおりであ
る。サーミスタは温度によって電気抵抗が変化し、この
抵抗の変化を電気的に読み出すことで温度の測定が可能
な素材であるが、サーミスタに代えて、温度によって電
流に対する抵抗が変化するダイオードを使用することも
可能である。また、これら以外の素子であっても、温度
変化を電気的に読み出すことが可能な素子であればいず
れも使用可能なことは自明である。

【００１５】液位を表示させる方法としてはいくつかあ
るが、例えば、サーミスタ２４あるいはダイオード等と
平行に同数の発光ダイオード（ＬＥＤ）２６を設置し、
最も下の位置にあるサーミスタが測定した温度を基準と
して、内蔵の電子回路によって温度の急変するサーミス
タまたはダイオードの位置を検出し、温度が急変した位
置のＬＥＤを点灯させて液位を表示させる方法がある。

【００１６】さらに、液位の検出を行うのに、最も下の
位置のサーミスタまたはダイオード等が測定した温度を
基準とするのではなく、発熱体３０が発熱を開始してか
らの温度変化率をサーミスタ２４等によって測定し、こ
の温度変化をあらかじめ記憶している温度変化率と比較
して、温度変化率が一定値以上であれば当該部分は空と
判断し、温度変化率が一定値以下であれば当該部分には
液体が入っていると判断する論理回路を構成することも
可能である。この場合には、容器内がほぼ完全に空にな
っている場合や、ほぼ完全に一杯である場合にも液位の
判断を誤ることがない。

【００１７】また、液位の位置を表示するのに、上述の
ように、液位に相当する部分のＬＥＤを発光させる方法
もあるが、ＬＥＤをすべて発光させるが、液体が充填さ
れている部分か空の部分かによってＬＥＤの発光色を違
える方法もある。この場合には、例えば、液体が入って
いる部分は赤色の発光、空の部分は緑色の発光等が行わ
れ、直感的にも液位の把握が容易である。

【００１８】表示方法としては、さらに、支持アーム６
０上にメータを設け、タンク内がどの程度液で満たされ
ているかを針で表示することも可能である。さらに、メ
ータに照明装置を設けることによって、暗い作業場所に
おいても不自由なく正確な読み取りを行うことができ
る。

【００１９】図４は、本発明に係る液位測定装置を使用
して、ステンレスの容器に収容された水の液位を測定表
示させている様子を示した斜視図である。容器は不透明
であるが、液位は図中点線で示した位置にあり、それよ
り下１１０には液体が充填されているが、その上部１０
０は空洞である。液位測定を行うには、図４に示されて
いるように、液位測定装置を把持して、感温体２０と発
熱体３０が液面と概略直交するようにこれらを容器の外
壁に押し当て、スイッチ８０を入れて発熱体３０を加熱
し、その際に例えば感温体２０の色変化としてあらわれ
た容器外壁面の温度変化を読み取ればよい。第２の実施
例の場合には、液位の位置のＬＥＤが発光するか、いず
れのＬＥＤも発光するが液位である点線部から下１１０
は赤色、空の部分１００は青色に発光することになる。
メータに表示させる場合には、液位を直接表示させるよ
りも、容器がどの程度（例えば何パーセント）またはど
の位置まで満たされているかを表示させることになる。

【００２０】容器が金属の場合は、壁面が不透明である
ために従来の方法では液位の測定が容易ではないが、本
発明の方法によった場合には、むしろ熱伝導率の高い金
属容器の場合の液位測定が容易でありかつ正確である。
しかし、本発明の方法は原理的に金属容器にのみ使用し
えるわけではなく、プラスティック容器においても十分
測定が可能である。

【００２１】以上述べたように、本発明に係る液位測定
装置は、容器の外部から極めて容易に内部の液位測定が
可能である。したがって、当該液位測定表示装置は、金
属容器又はタンクに収容された、飲料、燃料等の液体の
液位測定等に広く使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく液位測定装置の第１の実施例
を表す斜視図である。

【図２】前記第１の実施例の感温体および発熱体部分
を拡大して示した図である。

【図３】本発明に基づく液位測定装置の第２の実施例
を表す斜視図である。

【図４】本発明に基づく液位測定装置の第１の実施例
を使用して容器内の液位を測定している様子を示した斜
視図である。

【符号の簡単な説明】

１０・・・液位測定装置２０・・・感温体２４・・・サーミスタ２６・・・ＬＥＤ３０・・・発熱体４０・・・サポートフィルム５０・・・ガイドバー６０・・・支持アーム７０・・・把持部８０・・・スイッチ１００・・・空洞部１１０・・・液充填部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに平行に設けられた１対のガイドバ
ーと、該１対のガイドバーの間に張り渡されたサポートシート
と、該サポートシートによってガイドバーと略平行に支持さ
れた感温体と、サポートシートによって前記ガイドバーと略平行に支持
された発熱体とを具備し、液体を貯蔵した容器の外壁に押し当てて発熱体を発熱さ
せると同時に、容器の外壁の温度を感温体によって表示
することで容器内の液位を測定し表示することができる
液位測定装置。
【請求項２】前記感温体は、サーモシート、サーモラ
ベル、サーモテープ、サーモワッペン、サーモペイン
ト、ヒートシート、テンプシートまたは温度表示シート
と称するものであることを特徴とする前記請求項１に記
載の液位測定装置。
【請求項３】前記感温体は、特定の温度の範囲で色彩
が変化するものであることを特徴とする前記請求項１又
は２に記載の液位測定装置。
【請求項４】前記特定温度の範囲は、摂氏０度から摂
氏５０度の範囲のいずれかであることを特徴とする前記
請求項３に記載の液位測定装置。
【請求項５】前記感温体は、複数のサーミスタまたは
ダイオードからなることを特徴とする請求項１に記載の
液位測定装置。
【請求項６】さらに、サーミスタまたはダイオードの
近傍に設けられた複数のＬＥＤを具備し、このＬＥＤに
よって液位を表示させることを特徴とする請求項５に記
載の液位測定装置。
【請求項７】前記サポートシートは、可撓性と伸展性
とを有するフィルムであることを特徴とする前記いずれ
かの請求項に記載された液位測定装置。
【請求項８】前記サポートシートはさらに耐熱性を有
することを特徴とする前記いずれかの請求項に記載され
た液位測定装置。
【請求項９】前記発熱体は、感温体の片側または両側
に前記感温体と平行に設けられた発熱体であることを特
徴とする前記いずれかの請求項に記載された液位測定装
置。
【請求項１０】前記発熱体は、テープ状またはシート
状の抵抗素子であることを特徴とする前記いずれかの請
求項に記載された液位測定装置。
【請求項１１】さらに、把持部と前記ガイドバーとを
連結する支持アームとを有し、把持部を把持して感温体
及び発熱体を測定対象物に容易に押し付けることができ
ることを特徴とする液位測定装置。
【請求項１２】前記把持部はバッテリーを収容するこ
とができ、外部電源無しで液位測定が可能であることを
特徴とする液位測定装置。