JP2002357474A - 故障診断機能付きマグネットフロート式液面計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マグネットフロート式液面計を常時自動診断
し故障部位を特定する。 【解決手段】 マグネットフロート式液面計におけるフ
ロートの変位量をマグネットの検出位置より検出する磁
歪センサー７と、液体容器内の実水位を検出する圧力セ
ンサー８Ｌと、磁歪センサー７と圧力センサー８Ｌとの
検出結果の比較に基づいてフロート水没・内圧低下を判
定するフロート水没・内圧低下演算部９Ａと、磁歪セン
サー７と圧力センサー８Ｌでそれぞれ検出されたフロー
ト変位量と水位の変化率を演算し、これら演算結果の比
較に基づいてフロートスティックを判定するフロートス
ティック演算部９Ｂと、磁歪センサー７で検出されたフ
ロート変位量の急激変化に基づいてマグネット磁力低下
を判定するマグネット磁力低下演算部９Ｃとを備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はマグネットフロー
ト式液面計に関し、特にマグネットフロート式液面計の
故障原因を特定する故障診断機能付きマグネットフロー
ト式液面計に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のマグネットフロート式液面計の一
種として、図１４（ａ）の縦断面図，図１４（ｂ）の横
断面図に示すように、タンク１に上部連通管２Ｕと下部
連通管２Ｌで連通されタンク１内の液面に対応する液面
を有する非磁性体からなるチャンバー３内に、マグネッ
トＭＧを有するフロート４を浮遊させ、浮遊位置よりタ
ンク１内の液面を計測するものがある。

【０００３】このマグネットフロート式液面計は、チャ
ンバー３に沿って、マグネットＭＧと吸引し合う或いは
反発し合うと円周方向に所定角度だけ回転し、円周面の
色を白から赤に変える円柱状のマグネットよりなる複数
の指示体５を横方向にして縦列したインジケータ６をチ
ャンバー３内のフロート浮遊方向に沿って配置してい
る。

【０００４】フロート４がタンク１内の液面の移動に従
ってチャンバナー３内を移動すると、マグネットＭＧに
より各指示体５はその円周面の色を順次白から赤に変
え、赤色の範囲を連続的に変えて行くことでタンク１内
の液面を表示する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような構成の従来
のマグネットフロート式液面計は、複数の指示器の変色
範囲を目視してタンク内の水位を計測するとき、計測す
る人間は過去の例えば温水ボイラの運転履歴等から現状
表示の妥当性を確認することで、指示器の表示が実際の
水位を示しているかを判断していた。そして、指示器に
よる液面表示に異常を認めるとマグネットフロート式液
面計を分解・点検して故障部位を特定していた。

【０００６】また、マグネットフロート式液面計の他に
遠隔で水位を確認できる直視式液面計が併設されている
場合は、マグネットフロート式液面計の指示器と併設さ
れた直視式液面計の検出値とを比較し、検出値が指示器
の表示と相違していると判断したならばマグネットフロ
ート式液面計を分解・点検し故障部位を特定していた。

【０００７】従って、マグネットフロート式液面計の故
障を判断した上で分解・点検をして故障部位を特定する
には、運転対象機器に対する知識を要していないと無駄
にマグネットフロート式液面計を分解することになり、
容易に故障部位を特定することができないという問題点
があった。

【０００８】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、マグネットフロート式液面計
を常時自動診断し故障部位を特定することのできる故障
診断機能付きマグネットフロート式液面計を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
液体容器に連通されていて液体容器内の液面に対応する
液面を有する非磁性体からなるチャンバー内にマグネッ
トを有するフロートを浮遊させ、前記マグネットの磁界
の作用を受ける指示体を前記チャンバーに沿って配置し
て液面表示するマグネットフロート式液面計において、
前記フロートの変位量を前記マグネットの磁界検出位置
より検出するフロート変位量検出手段と、前記液体容器
内の実水位を検出する実水位検出手段と、フロート変位
量検出手段と実水位検出手段との検出結果の比較に基づ
いてフロート水没・内圧低下を判定する第１の判定手段
と、フロート変位量検出手段と実水位検出手段でそれぞ
れ検出されたフロート変位量と水位の変化率を演算し、
これら演算結果の比較に基づいてフロートスティックを
判定する第２の判定手段と、フロート変位量検出手段で
検出されたフロート変位量の急激変化に基づいてマグネ
ット磁力低下を判定する第３の判定手段とを備えたもの
である。この発明によれば、フロートの浮遊動作とは全
く独立にチャンバーの実水位を検出し、これら実水位と
フロート変位量との比較結果および実水位の変化率とフ
ロート変位量の変化率との比較結果に基づいてマグネッ
トフロート式液面計の故障を診断する。

【００１０】請求項２に係る発明においてフロート変位
量検出手段は、フロート変位量を抵抗値変化に応じた電
気信号に変換して出力し、前記第３の判定手段はフロー
ト変位量の急激な変化の検出に変えてマグネットの磁力
を直接検出するものである。この発明によれば、フロー
ト変位量検出手段はフロートの変位量が増減する毎に抵
抗の合成抵抗値を増減させ、この合成抵抗値に応じた電
気信号をフロート変位量として出力し、第３の判定手段
はフロートに設けられたマグネットの磁力を直接検出し
電気信号に変換して出力する。

【００１１】請求項３に係る発明において実水位検出手
段は、前記チャンバーの液相部の圧力に基づいて実水位
を検出するものである。この発明によれば、チャンバー
の液相部内の圧力を圧力センサーで検出し、この圧力よ
り実水位を検出するものである。

【００１２】請求項４に係る発明は、チャンバーの液相
部に設けた温度センサーと、この温度センサーにより検
出された液相温度に基づいて液体比重の補正値を演算す
る比重補正演算手段と、この補正値に基づいて実水位検
出手段で検出された液体圧力を補正する液圧力補正手段
とを備えたものである。この発明によれば、温度センサ
ーにより検出された液相温度に基づいて液体比重の補正
値を演算し、この補正値に基づいて液体圧力を補正す
る。

【００１３】請求項５に係る発明はチャンバーの上部に
おける気相部に設けた圧力センサーと、前記液相部の圧
力と前記気相部の圧力との差圧を演算する差圧演算手段
と、前記気相部の圧力センサーによる検出圧力より飽和
圧力を演算する飽和圧力演算手段と、前記飽和圧力より
液体容器内の液体比重を演算する比重演算手段と、演算
された比重に基づいて前記差圧を補正する差圧補正手段
とを備えたものである。この発明によれば、液相部の圧
力と前記気相部の圧力との差圧を演算すると共に、気相
部の圧力センサーによる検出圧力より飽和圧力を演算
し、この飽和圧力より液体容器内の液体比重を演算した
ならば、この比重に基づいて差圧を補正する。

【００１４】請求項６に係る発明の実水位検出手段は、
マグネットフロート式液面計と遠隔して検出した水位情
報を第１および第２判定手段に送るものである。この発
明によれば、マグネットフロート式液面計とは別個の既
存の実水位検出手段より検出した水位情報を第１および
第２判定手段に送り故障診断に供することで、マグネッ
トフロート式液面計にセンサー取り付けの加工を施すこ
となく容易に実水位を検出することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明に
係る故障診断機能付きマグネットフロート式液面計の実
施の形態１を図について説明する。尚、図中、図１４と
同一符号は同一または相当部分を示す。図１の（ａ），
（ｂ）は本実施の形態に係るマグネットフロート式液面
計の縦断面図と横断面図のそれぞれを示す。同図の
（ｃ）は磁歪センサー７の概略構成図である。本実施の
形態のマグネットフロート式液面計はチャンバー３の長
手方向（フロート４の浮遊方向）に沿って磁歪センサー
７を配置する。チャンバー３の下端部フランジＦ２より
チャンバー３内に向けて穿孔し、孔部にキャピラリーチ
ューブＴの一端を差し込み、他端を下部圧力センサー８
Ｌに導きチャンバー３内における液相部の圧力を計測
し、計測結果に基づいてチャンバー３（タンク１）内の
実水位を計測する。

【００１６】ここで、磁歪センサーの動作原理について
説明する。磁歪センサー７は図１２の（ａ）に示すよう
に、図示しない非磁性体の筒体に収納された磁歪線ＭＳ
の端部にドライブコイルＤＣを介して瞬間的に磁界を加
えると、磁歪線ＭＳの磁界が加えられた部分は磁歪現象
により、一瞬、ΔＬだけ伸びてパルス信号（磁歪線発生
信号）が発生し、磁歪線ＭＳの軸方向に超音波振動とし
て伝搬される。磁歪線ＭＳには全長に亘ってレシーブコ
イルＲＣが巻いてあり、超音波振動が発磁体（フロート
４に収納されたマグネットＭＧ）の位置に到達した時点
でレシーブコイルＲＣからパルス電圧が発生する。

【００１７】ドライブコイルＤＣに磁界を加えてからレ
シーブコイルＲＣにパルス電圧が発生するまでの時間は
発磁体の位置に応じて異なるため、予め、ドライブコイ
ルＤＣへの磁界印加よりパルス電圧発生までの時間とフ
ロート位置との関係を求めておくことで、パルス電圧発
生時間よりフロート位置を求めることができる。

【００１８】このパルス電圧発生時間をアナログ信号に
変換して出力する方法の一例として、ドライブコイルＤ
Ｃに磁界を印加した時点からレシーブコイルＲＣにパル
ス電圧が発生するまでの間、一定直流電圧を積分器にか
け、その積分値よりパルス電圧発生時間、即ち、フロー
ト位置を求めることもできる。或いは、ゲート回路を設
定し、磁界印加よりパルス電圧発生までの間ゲートを開
いて基準クロック信号を入力し、計数することでパルス
電圧発生時間を計測してもよい。

【００１９】次に本実施の形態に係る故障診断機能につ
いて説明する。図２は本実施の形態に係る故障診断装置
の構成を示す図である。本実施の形態に係る故障診断装
置９−１は、磁歪センサー７出力と下部圧力センサー８
Ｌ出力に基づいてフロート水没・内圧低下による故障を
判定するフロート水没・内圧低下演算部９Ａ、磁歪セン
サー７出力と下部圧力センサー８Ｌ出力に基づき、フロ
ートにさび等のスケール付着によりステイックが発生し
たことを判定するフロートスティック演算部９Ｂ、フロ
ート４に設けられたマグネットＭＧの磁力低下を判定す
るマグネット磁力低下演算部９Ｃを有している。

【００２０】フロート水没・内圧低下演算部９Ａは、磁
歪センサー７の出力と下部圧力センサー８Ｌの出力をそ
れぞれ入力し、それらのセンサー出力を水位に変換した
後、各水位を比較して偏差ΔＬを求める比較部９Ａ１、
偏差ΔＬと設定器９Ａ２に予め設定した基準偏差とを比
較する比較器ＣＯＭａを備える。

【００２１】次に、フロート水没・内圧低下演算部９Ａ
の動作について説明する。例えば、フロート４にピンホ
ールにより浸水して浮力が無くなりチャンバ−３の底に
水没すると、磁歪センサー７は水没したフロート４のマ
グネットＭＧの位置に応じた時間にレシーブコイルＲＣ
よりパルス電圧をフロート水没・内圧低下演算部９Ａに
出力する。フロート水没・内圧低下演算部９Ａは磁歪線
発生信号発生よりレシーブコイルＲＣにパルス電圧が発
生するまでの時間を比較部９Ａ１に出力し、比較部９Ａ
１でフロート４の位置に基づくタンク１内の水位を演算
する。一方、下部圧力センサー８Ｌは現在の気相部と液
相部の圧力を比較部９Ａ１に出力する。比較器９Ａ１で
は下部圧力センサー８Ｌより入力した圧力よりタンク１
内の実水位を演算し、この実水位とフロート４の位置に
基づくタンク１内の水位を比較して偏差ΔＬを求める。

【００２２】この時、磁歪センサー出力に基づいて演算
された水位は「０」であるが、実水位は「０」でないた
め、偏差ΔＬが現れる。従って、偏差ΔＬと設定器９Ａ
２に予め設定した基準偏差値とを比較器ＣＯＭａで比較
すると、偏差ΔＬは基準偏差値を超えるためフロート水
没によるマグネットフロート式液面計の故障判定信号を
出力する。

【００２３】フロートスティック演算部９Ｂは、フロー
トにさび等のスケール付着によりスティックが発生した
場合に、磁歪センサー７の出力に基づいて検出されるフ
ロート変位量は、時間経過と共に変化率が小さくなり最
終的には変化が無くなりチャンバー３内にスティック状
態となり、磁歪センサー７からは図３に示す様にスティ
ック状態となった位置をフロート位置として出力し続け
ることに注目してフロートスティック判定処理を行うも
のである。

【００２４】フロートスティック演算部９Ｂの構成は、
磁歪センサー７の出力を入力し、そのセンサー出力をフ
ロート変位量に変換した後に単位時間当たりの変化率を
演算する微分器９Ｂ１１、微分器９Ｂ１１で演算される
変化率の下限値を設定する設定器９Ｂ２１、演算された
変化率と設定下限値を比較する比較器ＣＯＭｂ１、下部
圧力（液相部圧力）センサー８Ｌの出力を入力し、その
センサー出力をフロート変位量に変換した後に単位時間
当たりの変化率を演算する微分器９Ｂ１２、微分器９Ｂ
１２で演算される変化率の上限値を設定する設定器９Ｂ
２２、微分器９Ｂ１２で演算された変化率と設定上限値
を比較する比較器ＣＯＭｂ２、各比較器ＣＯＭｂ１，Ｃ
ＯＭｂ２からの論理レベル信号の論理積をとる論理積演
算器ＡＤ１、論理積演算器ＡＤ１より継続して出力され
る一定論理レベル信号の出力時間を計数するカウンタＣ
Ｔを備える。

【００２５】上記のような構成により、微分器９Ｂ１１
は磁歪センサー７の出力に基づくフロート変位量を入力
して微分処理し、単位時間毎の変化率を演算する。演算
されたフロート変位量の変化率と設定器９Ｂ２１で設定
された変化率の下限値は比較器ＣＯＭｂ１で比較され、
変化率が下限値以下の時は論理「Ｈ」レベル信号が出力
される。

【００２６】一方、微分器９Ｂ１２は下部圧力センサー
８Ｌの出力に基づく実水位でのフロート変位量を入力し
て微分処理し、単位時間毎の変化率を演算する。そして
演算された変化率と設定器９Ｂ２２で設定された変化率
の上限値は比較器ＣＯＭｂ２で比較され、変化率が上限
値以上の時は論理「Ｈ」レベル信号が出力される。

【００２７】比較器ＣＯＭｂ１，ＣＯＭｂ２から出力さ
れた論理「Ｈ」レベル信号が論理積演算器ＡＤ１に入力
されると、論理「Ｈ」レベル信号がカウンタＣＴに出力
される。カウンタＣは予め設定された時間、論理積演算
器ＡＤ１から論理「Ｈ」レベル信号が出力されたことを
計数すると、フロートステイックによるマグネットフロ
ート式液面計の故障を判定し、故障判定信号を出力す
る。

【００２８】この故障判定は、図３から明らかなように
実水位に基づくフロート変位量は一定の大きさの変化率
で変化しているにも拘わらず、磁歪センサー７で検出さ
れたフロートの変位量の変化率は設定された下限値以下
であればフロート４にスティックが発生したと判定す
る。

【００２９】マグネット磁力低下演算部９Ｃは、フロー
ト４に内蔵されたマグネットＭＧの磁力が低下すると、
マグネットＭＧの磁界を受る磁歪センサー７は図４に示
すように小刻みに繰り返しセンサー出力（磁力）を急激
に変化させる状態（ハンチング）が突発的に発生するこ
とに注目してマグネット磁力低下判定処理を行うもので
ある。

【００３０】マグネット磁力低下演算部９Ｃの構成は、
磁歪センサー７の出力をサンプリング等して周波数、波
高値、周期を演算する周波数演算部９Ｃ１、演算された
波高値と設定器９Ｃ２１に設定された波高値とを比較す
る比較器ＣＯＭｃ１、演算された周期と設定器９Ｃ２２
に設定された周期とを比較する比較器ＣＯＭｃ２、各比
較器ＣＯＭｃ１，２からの論理レベル信号の論理積をと
る論理積演算器ＡＤ２を備える。

【００３１】上記の構成により、マグネット磁力低下演
算部９Ｃは、周波数演算部９Ｃ１に磁歪センサー７より
のセンサー出力を入力して周波数と共に波高値、周期を
演算する。演算された波高値は比較器ＣＯＭｃ１に入力
され、そこで設定器９Ｃ２１で設定された波高値との大
小比較がなされ、演算された波高値が設定値以上の時は
論理「Ｈ」レベル信号を出力する。

【００３２】また、演算された周期は比較器ＣＯＭｃ２
に入力され、そこで設定器９Ｃ２１で設定された周期と
の比較がなされ、演算された周期が設定値より早い時は
論理「Ｈ」レベル信号を出力する。各比較器ＣＯＭｃ
１，２から出力された論理レベル信号は論理積演算器Ａ
Ｄ２に入力され、何れの論理信号も「Ｈ」レベル信号の
時はフロート内のマグネット磁力低下によるマグネット
フロート式液面計の故障を判定し、故障判定信号を出力
する。

【００３３】実施の形態２．図５（ａ），（ｂ），
（ｃ）は本実施の形態２に係るマグネットフロート式液
面計の構成図である。本実施の形態に係るマグネットフ
ロート式液面計は図１に示すマグネットフロート式液面
計の構成に加えてチャンバー３の下端部フランジＦ２に
おいて液相部の温度を検出する温度センサーＴＳを備え
る。液体は温度により液体の分子密度が変わり比重が変
わるとフロ−ト４に対する浮力も変わるため、磁歪セン
サー７の出力より求めたフロート４の位置の比較対象と
なる下部圧力センサー８Ｌ出力に基づく実水位は、比重
により補正する必要がある。

【００３４】図６は本実施の形態に係る故障診断装置の
構成を示す図である。本実施の形態に係る故障診断装置
９−２は、実施の形態１における故障診断装置９−１の
構成に加えて温度センサーＴＳにより検出された液相部
の温度により液体の比重を補正演算し、下部圧力センサ
ー８Ｌの圧力の補正値ａを求める比重補正演算部９Ｄ
と、圧力センサー８Ｌにより検出された圧力ｂを補正値
ａで補正して出力する圧力補正部９Ｅを備えている。

【００３５】フロート水没・内圧低下演算部９Ａ、フロ
ートスティック演算部９Ｂは補正後の圧力を基にした実
水位に基づき、実施の形態１と同様の演算を行ってマグ
ネットフロート式液面計の故障判定を行う。本実施の形
態によれば、運転方法、環境条件によりタンク内の液体
比重が変化する場合においても、的確に故障診断を行う
ことができる。

【００３６】実施の形態３．図７（ａ），（ｂ），
（ｃ）は本実施の形態３に係るマグネットフロート式液
面計の構成図である。本実施の形態のマグネットフロー
ト式液面計は図５に示すマグネットフロート式液面計の
構成に加えてチャンバー３の上端部フランジＦ１におい
て気相部の圧力を検出する上部圧力センサー８Ｕを備え
る。

【００３７】図８は本実施の形態に係る故障診断装置の
構成を示す図である。本実施の形態に係る故障診断装置
９−３は、実施の形態２における故障診断装置９−２の
構成に加えて上部圧力センサー８Ｕと下部圧力センサー
８Ｌにより検出された各圧力の差圧を演算する差圧演算
部９Ｈ，上部圧力センサー８Ｕにより検出された圧力か
ら飽和圧力を演算する飽和演算部９Ｆ，飽和圧力より液
体の比重を演算する比重演算部９Ｇ、演算された比重で
差圧に補正を加えて出力する圧力補正部９Ｅを備えてい
る。

【００３８】差圧演算部９Ｈでは、上部圧力センサー８
Ｕおよび下部圧力センサー８Ｌにてそれぞれ検出された
圧力の差（差圧）を求めると共に、上部圧力センサー８
Ｕにより検出された圧力より飽和演算部９Ｆで飽和圧力
演算を行い、更に、演算結果に基づいて比重演算部９Ｇ
でタンク１内の液体比重を求める。補正演算部９Ｅで
は、液体比重で差圧に補正を加えてフロート水没・内圧
低下演算部９Ａ、フロートスティック演算部９Ｂに出力
して各演算に供する。

【００３９】このように液体比重に気相と液相の圧力の
差圧とで補正を加えることで、運転方法や環境条件によ
りタンク１に大気圧以外の圧力が加わってタンク１内の
液体比重が変化した場合においても、故障診断を的確に
行うことができる。

【００４０】実施の形態４．上記実施の形態１〜３は実
水位を下部圧力センサー８Ｌまたは下部圧力センサー８
Ｌ及び上部圧力センサー８Ｕによる検出結果より演算し
て各種故障診断に用いたが、本実施の形態では下部圧力
センサー８Ｌに替えてマグネットフロート式液面計に併
設された既存の遠隔水位検出器により検出された実水位
とマグネットフロート式液面計に設けた磁歪センサー７
により検出されたフロート４位置に基づいて各種故障診
断を行う。

【００４１】図９は本実施の形態に係る遠隔水位検出器
とマグネットフロート式液面計との配置を概略的に示し
た図である。本実施の形態は、例えば図１の（ａ）にそ
の構成を示すマグネットフロート式液面計３に備えた下
部圧力センサー８Ｌに替えて遠隔で実水位を検出する例
えばトランスミッタでなる遠隔水位検出器１０をマグネ
ットフロート式液面計３に併設し、検出された実水位を
故障診断装置に伝達する。

【００４２】図１０は本実施の形態に係る故障診断装置
９−４の構成図である。その構成は実施の形態１におけ
る故障診断装置と同様であり、動作としてはフロート水
没・内圧低下演算部９Ａ、フロートスティック演算部９
Ｂに入力する実水位を遠隔水位検出器１０より入力する
以外、実施の形態１と同様である。

【００４３】このように、マグネットフロート式液面計
に遠隔水位検出器１０が併設されていれば、双方の水位
検出結果の比較により故障検出が容易であると共に、既
存の遠隔水位検出器１０より実水位の検出信号が入力で
きる。

【００４４】従って、実水位を取り出すためにマグネッ
トフロート式液面計に各種センサーを取り付けるための
加工を施す必要がないため、マグネットフロート式液面
計の故障を簡易な方法で検出できる。

【００４５】実施の形態５．上記実施の形態１〜４はマ
グネットフロート式液面計のチャンバー３内におけるフ
ロート浮遊位置より水位を検出するために磁歪センサー
７を用いたが、本実施の形態では磁歪センサー７に替え
て磁気スイッチ演算器を用いる。また、上記各実施の形
態ではマグネットＭＧの磁力変化を磁歪センサー７の出
力に基づいて演算して判定したが、本実施の形態ではフ
ロート４中のマグネットＭＧの磁力を直接計測するガウ
スメータからなる磁力検出器１２を設ける。

【００４６】図１１の（ａ），（ｂ），（ｃ）は本実施
の形態に係るマグネットフロート式液面計の縦断面図、
横断面図、磁気スイッチ演算器１１をそれぞれ示す図で
ある。尚、図中、図５と同一符号は同一または相当部分
を示す。本実施の形態に係る磁力スイッチ演算器１１は
図１１（ｃ）に示すように、端子Ｔ１とＴ２間に抵抗器
Ｒ１〜Ｒｎ（同一抵抗値）を並列接続し、端子Ｔ２と各
抵抗器の接続点Ｐ１〜Ｐｎ間にフロート４に設けたマグ
ネットＭＧの磁力によりＯＮするリードスイッチＲＳ１
〜ＲＳｎを接続する。この構成によれば、水位が高くフ
ロート４が浮き上がっていれば、リードスイッチＲＳ１
〜ＲＳｎがＯＮであるため、端子Ｔ１とＴ２間で計測さ
れる合成抵抗値は抵抗器Ｒ１〜Ｒｎを並列合成したＲ１
//Ｒ２//Ｒ３//・・Ｒｎである。尚、ここで「//」の記
号は抵抗器を並列接続した場合の合成抵抗値を示す。

【００４７】タンク内の水位低下と共に、フロート４が
下降してゆくとＯＦＦとなるリードスイッチＲＳは変わ
り並列接続される抵抗器が減り合成抵抗値は大きくな
る。従って、合成抵抗値の変化を電流変換することでフ
ロート位置（タンク液面）を検出することができる。

【００４８】即ち、フロートが浮き上がり、並列接続さ
れる抵抗器の数が一番大きい場合は、合成抵抗値は一番
小さいため電流も一番多く流れる。しかし、水位の低下
によりフロートが降下すると、リードスイッチＲＳのＯ
ＦＦにより並列接続される抵抗器が減り、合成抵抗値が
大きくなる。

【００４９】この結果、端子より流れる電流Ｉは、フロ
ートが浮き上がった状態ではＩ＝Ｅ／（Ｒ１//Ｒ２//Ｒ
３//・・Ｒｎ）であり、液面低下と共に合成抵抗値の増
加により、Ｉ＝Ｅ／（Ｒ２//Ｒ３//・・Ｒｎ），Ｅ／
（Ｒ３//・・Ｒｎ），・・・Ｅ／Ｒｎとなり電流値が減
少する。磁力スイッチ演算器１１より出力される電流Ｉ
は抵抗電流変換器で増幅され、水位データに変換された
後に故障診断装置９−５の比較部９Ａ１、微分器９Ｂ１
１に入力される。

【００５０】本実施の形態に係る磁力検出器１２は、通
常のガウスメータであり、フロート４に内蔵したマグネ
ットＭＧからの磁束を非磁性体のチャンバー３を通して
検出することで、マグネットＭＧからの磁力を直接に検
出することができる。

【００５１】図１３は本実施の形態に係る故障診断装置
９−５の構成図である。その構成はフロート水没・内圧
低下演算部９Ａおよびフロートスティック演算部９Ｂに
入力するフロート位置を磁歪センサー７の出力に替えて
図１２（ｂ）にその構成を示す磁力スイッチ演算器１１
より入力する。マグネット磁力演算部９Ｄは磁力検出器
１２より直接磁力検出信号を入力し、入力した磁力検出
信号と予め設定器９Ｂ１で設定した磁力とを比較する比
較部ＣＯＭｄより構成される。これら以外の構成は実施
の形態１の故障診断装置と同様の構成である。

【００５２】このように並列接続された各抵抗をフロー
トの位置に応じてＯＮするリードスイッチで電池Ｖ_Bに
導通し、並列合成抵抗値を変えてフロート位置検出に供
する構成を用いることで、磁歪センサーを用いる構成に
比べ安価な構成でフロート位置を検出することができ
る。

【００５３】また、マグネットＭＧの磁力低下検出にお
いても、通常のガウスメータを用いた磁力検出器１２よ
り直接磁力検出信号を入力して磁力低下検出を行うこと
で、複雑な演算回路を用いず安価にマグネット磁力低下
演算部を構成できる。また、即座に磁力低下を判断する
ことができる。尚、上記各実施の形態では下部圧力セン
サをチャンバー３の下端フランジＦ２に設置したが、設
置個所はチャンバー３の液相部の圧力が検出できる箇所
であれば何れの箇所でもよい。

【００５４】

【発明の効果】この発明によれば、フロートの浮遊動作
とは全く独立にチャンバーの実水位を検出し、これら実
水位とフロート変位量との比較結果および実水位の変化
率とフロート変位量の変化率との比較結果に基づいてマ
グネットフロート式液面計の故障を診断することで、従
来人間が行っていた故障診断を自動的に行えることで故
障発生を見逃す確率が低くなり装置の信頼性が向上する
という効果がある。

【００５５】この発明によれば、フロート変位量検出手
段はフロートの変位量が増減する毎に抵抗の合成抵抗値
を増減させ、この合成抵抗値に応じた電圧をフロート変
位量として出力し、第３の判定手段はフロートに設けら
れたマグネットの磁力を直接検出して電気信号に変換し
て出力することで、フロート変位量検出手段を安価に構
成でき、且つ、マグネットの磁力低下を容易に検出でき
るという効果がある。

【００５６】この発明によれば、チャンバーの液相部に
設けた温度センサーと、この温度センサーにより検出さ
れた液相温度に基づいて液体比重の補正値を演算する比
重補正演算手段と、この補正値に基づいて実水位検出手
段で検出された液体圧力を補正する液圧力補正手段とを
備え、温度センサーにより検出された液相温度に基づい
て液体比重の補正値を演算し、この補正値に基づいて液
体圧力を補正することで、装置の運転方法、環境条件に
より液体温度が変化して液体容器内の液体比重が変化し
ても故障診断を的確に行うことができるという効果があ
る。

【００５７】この発明によれば。チャンバーの上部にお
ける気相部に設けた圧力センサーと、前記液相部の圧力
と前記気相部の圧力との差圧を演算する差圧演算手段
と、前記圧力センサーによる検出圧力より飽和圧力を演
算する飽和圧力演算手段と、前記飽和圧力より液体容器
内の液体比重を演算する比重演算手段と、演算された比
重に基づいて前記差圧を補正する差圧補正手段とを備
え、液相部の圧力と前記気相部の圧力との差圧を演算す
ると共に、気相部の圧力センサーによる検出圧力より飽
和圧力を演算し、この飽和圧力より液体容器内の液体比
重を演算したならば演算された比重に基づいて差圧を補
正することで、液体容器内の液体比重が大気圧以外の気
圧の変化、運転方法または環境条件により変化する場合
においても故障診断を的確に行うことができるという効
果がある。

【００５８】この発明によれば、マグネットフロート式
液面計と遠隔して液体容器本体より検出した水位情報を
第１および第２判定手段に送ることで、実水位を取り出
すためにマグネットフロート式液面計に各種センサーを
取り付けるための加工を施す必要がないため、マグネッ
トフロート式液面計の故障を簡易な方法で検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は実施の形態１に係るマグネットフロート
式液面計の構成図である。

【図２】図２は実施の形態１に係る故障診断装置の構成
図である。

【図３】図３はフロートの正常時におけるフロート変位
量の変化を示す波形とフロートのスティック時における
フロート変位量の変化を示す波形とをそれぞれ示す図で
ある。、

【図４】図４はマグネットの磁力正常時と磁力低下時の
磁力出力を時間変化を示す図である。

【図５】図５は実施の形態２に係るマグネットフロート
式液面計の構成図である。

【図６】図６は実施の形態２に係る故障診断装置の構成
図である。

【図７】図７は実施の形態３に係るマグネットフロート
式液面計の構成図である。

【図８】図８は実施の形態３に係る故障診断装置の構成
図である。

【図９】図９は実施の形態４に係るマグネットフロート
式液面計の構成図である。

【図１０】図１０は実施の形態４に係る故障診断装置の
構成図である。

【図１１】図１１は実施の形態５に係るマグネットフロ
ート式液面計の構成図である。

【図１２】図１２の（ａ）は磁力スイッチ演算器より演
算信号を出力する演算信号出力回路の構成図である。同
図の（ｂ）は磁力検出器の構成図である。

【図１３】図１３は実施の形態５に係る故障診断装置の
構成図である。

【図１４】図１４は従来のマグネットフロート式液面計
の構成図である。

【符号の説明】

１ タンク ２Ｕ，２Ｌ 連通管 ３ チャンバー ４ フロート ＭＧ マグネット ７ 磁歪センサー ８Ｌ 下部圧力センサー ８Ｕ 上部圧力センサー ＴＳ 温度センサー ９−１〜９−５ 故障診断装置 ９Ａ フロート水没・内圧低下演算部 ９Ｂ フロートスティック演算部 ９Ｃ，９Ｄ マグネット磁力低下演算部 １１ 磁力スイッチ演算器 １２ 磁力検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸本 好司 東京都港区芝５丁目10番10号 金子産業株 式会社内 (72)発明者 大高 徳三郎 東京都港区芝５丁目10番10号 金子産業株 式会社内 (72)発明者 石井哲也 東京都港区芝５丁目10番10号 金子産業株 式会社内 Ｆターム(参考） 2F013 AA05 BC03 BC06 BG13 CA01 CA09 CA15 CA16 CA18 CB04 2F014 AA01 AA04 AA17 AC03 BA03

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体容器に連通されていて液体容器内の
   液面に対応する液面を有する非磁性体からなるチャンバ
   ー内にマグネットを備えたフロートを浮遊させ、前記マ
   グネットの磁界の作用を受ける指示体を前記チャンバー
   に沿って配置して液面表示するマグネットフロート式液
   面計において、前記フロートの変位量を前記マグネット
   の磁界検出位置より検出するフロート変位量検出手段
   と、前記液体容器内の実水位を検出する実水位検出手段
   と、フロート変位量検出手段と実水位検出手段との検出
   結果の比較に基づいてフロート水没・内圧低下を判定す
   る第１の判定手段と、前記フロート変位量検出手段と実
   水位検出手段でそれぞれ検出されたフロート変位量と水
   位の変化率を演算し、これら演算結果の比較に基づいて
   フロートスティックを判定する第２の判定手段と、フロ
   ート変位量検出手段で検出されたフロート変位量の急激
   変化に基づいてマグネット磁力低下を判定する第３の判
   定手段とを備えたことを特徴とする故障診断機能付きマ
   グネットフロート式液面計。
2. 【請求項２】 前記フロート変位量検出手段は、フロー
   ト変位量を抵抗値変化に応じた電気信号に変換して出力
   し、前記第３の判定手段はフロート変位量の急激な変化
   の検出に代えてマグネットの磁力を直接検出することを
   特徴とする請求項１に記載の故障診断機能付きマグネッ
   トフロート式液面計。
3. 【請求項３】 前記実水位検出手段は前記チャンバーの
   液相部の圧力に基づいて実水位を検出することを特徴と
   する請求項１または２に記載の故障診断機能付きマグネ
   ットフロート式液面計。
4. 【請求項４】前記チャンバーの液相部に設けた温度セン
   サーと、この温度センサーにより検出された液相温度に
   基づいて液体比重の補正値を演算する比重補正演算手段
   と、この補正値に基づいて実水位検出手段で検出された
   液体圧力を補正する液圧力補正手段とを備えたことを特
   徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の故障診断機
   能付きマグネットフロート式液面計。
5. 【請求項５】 チャンバーの上部における気相部に設け
   た圧力センサーと、前記液相部の圧力と前記気相部の圧
   力との差圧を演算する差圧演算手段と、前記気相部の圧
   力センサーによる検出圧力より飽和圧力を演算する飽和
   圧力演算手段と、前記飽和圧力より液体容器内の液体比
   重を演算する比重演算手段と、演算された比重に基づい
   て前記差圧を補正する差圧補正手段とを備えたことを特
   徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の故障診断機
   能付きマグネットフロート式液面計。
6. 【請求項６】 実水位検出手段は、マグネットフロート
   式液面計と遠隔して液体容器本体より検出した水位情報
   を第１および第２の判定手段に送ることを特徴とする請
   求項１に記載の故障診断機能付きマグネットフロート式
   液面計。