JP2004045319A - 管内液体検出装置における投光部と受光部との固定位置演算方法及び管内液体検出装置並びに液位検出装置 - Google Patents
管内液体検出装置における投光部と受光部との固定位置演算方法及び管内液体検出装置並びに液位検出装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004045319A JP2004045319A JP2002205509A JP2002205509A JP2004045319A JP 2004045319 A JP2004045319 A JP 2004045319A JP 2002205509 A JP2002205509 A JP 2002205509A JP 2002205509 A JP2002205509 A JP 2002205509A JP 2004045319 A JP2004045319 A JP 2004045319A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- tube
- liquid
- light receiving
- outer diameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
【解決手段】投光部と受光部とを組合せて円筒形管内の液体の有無を検出する管内液体検出装置であって、光路変更手段を設け、取り付ける円筒形管の外径が大径管の場合と小径管の場合とで、20%以上異なる場合であっても、光路変更手段により透過光を略一定の透過角度で管内部を屈折/透過するように、投光部を所定の位置に固定して配設すると共に、管内部を透過した検知用透過光を略一定の受光位置のままで受光し、管内液体の有無を検出できるようにし、かつ、円筒形管の外径が変動しても、当該軸芯が、投光部/受光部に対して、所定の位置関係となるように空間配置関係を固定する緊締具とを設ける。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、断面が円形の円筒形管(パイプ、チューブ、カテーテルを含む)内に、外部から液体が有るか否かを自動的かつ安定的に検出する管内液体検出装置の改良に関し、又、本発明は、中空円筒形パイプ内の液位を検出するための液位検出装置に関し、更に、本発明は、管内液体検出装置における投光部と受光部との固定位置演算方法にも関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、タンクや液体貯蔵容器内の液位を検出する場合、タンク底部に接続された小径の液位検出用中空パイプに液位検出装置を装着し、中空パイプ内の液位(タンク内と同レベルの液位)を検出することが行われている。しかして、
a1) 米国特許USP5065037には、F.J.Markらにより、断面が円形の管内の管径の直径方向に変化する液位を検出するため、1つの投光部と、管内を屈折透過した光を2つの異なった検出位置で受光する受光部を設け、これらの2つの受光部の出力を比較して管内の液位を検出する装置が開示されている。又、
a2) 特開平9−280923号には、中空透明パイプ内の管径の軸芯方向に変化する液位を検出するための液位検出装置が開示され、この装置では、ホルダーと、このホルダーに設けられ断面が円形状をなす透明パイプの外周面に接触する一対の支持部と、上記ホルダーに設けられ透明パイプの内周部に投光する投光手段と、ホルダーに設けられ投光手段から投光され透明パイプの内周面で反射された光を受光する受光手段とが設けられ、上記投光手段は、透明パイプの内周部のうち一方の支持部の近傍を通り透明パイプの軸芯線に対して平行な線に沿う内周面に光を投射するようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
b1) 上記a1)のUSP5065037の管内液位検出装置では、上記投光部と受光部の空間的配置関係は、予め管径に応じて、例えば、0.75Rの位置と固定されているため、上記液体検出装置を取り付ける円筒形管の外径が大径管の場合と小径管の場合とで、20%以上異なる場合には、その取付冶具/手段は、それぞれ、取付管径に応じて全く別個に設計し直さなければならないため、例えば、外径が6mmの小径管と、外径が25mmの大径管とでは、全く外形寸法の異なる液位検出装置を用意しなければならないという問題点があった。又、
b2) a2)の特開平9−280923号の液位検出装置では、該装置を取り付ける円筒形管の外径が大径管の場合と小径管の場合とで、20%以上異なっても、その取付冶具/手段を共通化しようとする努力はみられるが、投光手段は、液位検出用管の内周部に検知光を投射し、当該管の内周面で効率良く反射するように調節され(従って、精密/正確に管の内周面からの反射光を受光しようとすると、管の外径が異なれば、投光部の投射角度調節作業が必須である)、かつ、かかる管の内周面の反射光を受光し処理するようになっているので、作業者の技量による検知精度のばらつきは精密な受光動作では避けられず、又、反射光量を受光するために、管が透明部材で形成されるという条件が必須であり、更に、管の内周面に気泡等が付着したり、その近傍空間で気泡が移動していると、受光部の出力が非常に変動し、かかる気泡の反射光量に対する影響は装置側で全く除去できず、非常に気泡に弱い装置であるという根本的な問題点があり、更に又、液体が着色していると、透過光量でなく反射光量を演算処理するため、液体の色に非常に反射光量が影響を受け、安定的に装置が作動できないという問題点もあった。
本発明は上述のような事情からなされたものであり、本発明の目的は、管径の軸芯方向に変化する液位の検出方法及び装置であって、管径が異なった場合でも、投光部の投射角度調節作業が不要であり、又、当該管が透明な部材で形成されていなくても光が半透明材等の透光可能な透光材で構成されていれば使用可能であり、更に、光を投射する管の外部から、着色した液体や粘度の高く気泡の発生し易い液体であっても非常に安定して作動/検出すると共に、装置を取付ける円筒形管の外径が大径管の場合と小径管の場合とで、20%以上異なっていても、全く同一のセンサ本体が利用可能であり、装置の設置が簡単で熟練を要しない管内液体検出装置における投光部と受光部との固定位置演算方法及び管内液体検出装置並びに液位検出装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、投光部と受光部とを組合せて円筒形管内の液体の有無を検出する管内液体検出装置における前記投光部と受光部との固定位置演算方法に関し、本発明の目的は、前記投光部及び受光部と、前記円筒形管との間に、内側の面が前記円筒形管の外周面に沿って接合/接触する光路変更手段を設け、前記管の外部から当該管の中空内部に、ほぼ一定の検出角度で前記液体検知用透過光が屈折して入射するように前記投光部及び光路変更手段からなる光学経路を介して、前記透過光を投射せしめ、かつ、前記管の内部に液体が無い場合、前記屈折光が直接前記光路変更手段及び前記受光部により受光されるように前記受光部を配設し、
当該液体検出装置を取り付ける前記円筒形管の外径が最大の外径管の場合、その円筒中心より下方の当該液体検出装置を取り付ける側に、前記検知用透過光が透過するように前記投光部及び受光部の固定位置をそれぞれ幾何方程式及び光学方程式を連立させて演算する工程と、
当該液体検出装置を取り付ける前記円筒形管の外径が最小の外径管の場合、その円筒中心より下方の当該液体検出装置を取り付ける側を、前記検知用透過光が透過するように前記投光部及び受光部の固定位置をそれぞれ幾何方程式及び光学方程式を連立させて演算する工程と、
前記円筒形管の外径が最大の外径管の場合に演算した前記投光部及び受光部の固定位置と、前記円筒形管の外径が最小の外径管の場合に演算した前記投光部及び受光部の固定位置との誤差を演算し、かかる固定位置誤差が少なくなるように、前記円筒形管の外径が最大の場合の前記投光部及び受光部の固定位置、及び/又は、前記円筒形管の外径が最小の外径管の場合の前記投光部及び受光部の固定位置を変更する工程と、
前記固定位置変更工程を、前記最大外径管及び最小外径管の固定位置の間の誤差が、所定の誤差範囲内となるまで繰り返す工程とを含むことによって達成される。
又、本発明は、投光部と受光部とを組合せて円筒形管内の液体の有無を検出する管内液体検出装置にも関し、本発明の上記目的は、前記投光部及び受光部と前記円筒形管との間に、内側の面が前記円筒形管の外周面に沿って接合/接触する光路変更手段をそれぞれ設け、前記管の外部から当該管の中空内部に、ほぼ一定の検出角度で前記液体検知用透過光が屈折して入射するように、前記投光部及び光路変更手段を介して前記透過光を投射せしめ、かつ、前記管の内部に液体が無い場合には、前記屈折光が、直接、前記光路変更手段及び受光部により受光されるように前記投光部及び受光部を、それぞれ配設し、前記管の内部に液体が有る場合には、前記屈折光が当該液体を透過し、直接、前記受光部に到達しないように前記投光部及び受光部を、それぞれ配設し、更に、前記受光部の出力を処理して管内液体の有無を検出する液体有無判定手段とを具え、
当該液体検出装置を取り付ける前記円筒形管の外径が大径管の場合と小径管の場合とで、20%以上異なる場合であっても、前記光路変更手段により前記検知用透過光を略一定の透過角度で前記管の内部を屈折/透過するように、前記投光部を所定の位置に固定して配設すると共に、前記管の外径が20%以上異なる場合であっても、前記光路変更手段により、前記管の内部を透過した前記検知用透過光を略一定の受光位置のままで、前記管内液体の有無を検出できるように、前記受光部を所定の位置に固定して配設し、かつ、前記円筒形管の外径が変動しても、当該軸芯が、前記投光部及び受光部に対して、所定の位置関係となるように、前記円筒形管と前記投光部及び受光部との空間配置関係を固定する緊締具とを具えることによっても達成される。
更に、本発明は、投光部と受光部とを組合せて円筒形管内の液体の液位を検出する液位検出装置にも関し、本発明の上記目的は、前記投光部及び受光部と前記円筒形管との間に、内側の面が前記円筒形管の外周面に沿って接合/接触する光路変更手段をそれぞれ設け、前記管の外部から当該管の中空内部に、ほぼ一定の検出角度で前記液位検知用透過光を屈折させて入射するように、前記投光部及び光路変更手段を介して、前記透過光を屈折/投射させ、かつ、前記管の内部に液体が無い場合には、前記屈折光が、直接、前記光路変更手段及び受光部により受光されるように、前記投光部及び受光部を、それぞれ配設し、前記管の内部で、前記投光部及び受光部を取り付けた位置に液体が有る場合には、前記屈折光が当該液体を透過し、直接、前記受光部に到達しないように前記投光部及び受光部を、それぞれ配設し、更に、前記受光部の出力を処理して管内液体の有無を検出する液体有無判定手段を具え、
当該液位検出装置を取り付ける前記円筒形管の外径が大径管の場合と小径管の場合とで、20%以上異なる場合であっても、前記光路変更手段により前記液位検知用透過光を略一定の角度で前記管の内部を屈折/透過するように前記投光部を所定の位置に固定して配設すると共に、前記管の外径が20%以上異なる場合であっても、前記光路変更手段により、前記管の内部を透過した前記検知用透過光を略一定の受光位置のままで、前記管内液体の液位を検出できるように、前記受光部を所定の位置に固定して配設し、かつ、前記円筒形管の外径が変動しても、当該軸芯が前記投光部及び受光部に対して、所定の位置関係となるように、前記円筒形管と前記投光部及び受光部との空間配置関係を固定する緊締具とを具えることによっても達成される。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。
図1(A)は、液体貯蔵容器(タンク、カテーテル等)1内の液位検出に本発明の液位検出装置4sを応用した1例を示し、管3に本発明の管内液体検出装置4を取り付けた概略図であり、図1(B)は、その拡大正面図、図1(C)は、その拡大上面図、図1(D)は、その拡大側面図である。
図2(A)は、管内液体検出装置4の縦断面図であり、図2(B)は、透光材ケース41の上面図、図2(C)は、その底面図、図2(D)は、その側面図である。
図3(A)は、不透光材ケース42の縦断面図であり、図3(B)は、その上面図、図3(C)は、その底面図、図3(D)は、その側面図である。
図4(A)は、緊締具44の上面図であり、図4(B)は、その線4B−4Bでの部分断面図、図4(C)は、その線4C−4Cでの断面図、図4(D)は、その底面図である。
図5(A)は、締結材430の上面図であり、図5(B)は、その正面図、図5(C)は、その側面図である。
図6は、本発明の投光部52から受光部54までの全体の光学経路を、各屈折点での角度を中心に示した水平断面図である。
図7は、本発明の投光部52から受光部54までの全体の光学経路を、各屈折点での位置座標を中心に示した水平断面図である。
図8は、本発明の投光部52、光路変更手段407とケース内径r1の関係を示す図である。
図9は、光路変更手段407の屈折点P2での入射光P1−P2、屈折光l23の関係を示す水平断面図である。
図10は、光路変更手段407の屈折点P2から円筒形管3の外側屈折点P3へ透過光が伝播する光学経路を示す水平断面図である。
図11は、円筒形管3の外側屈折点P3でその内部に屈折光が伝播する場合の光学経路を示す図である。
図12は、円筒形管3の管材内部を屈折光がその内部に伝播する光学経路を示す図である。
図13は、円筒形管3の内側屈折点P4での屈折光の光学経路を示す図である。
図14は、円筒形管3の中空内部を屈折光が伝播し、内側屈折点P5で管材内部に屈折する場合の光学経路を示す図である。
図15は、円筒形管3の管材内部を屈折光がその外部に伝播する光学経路を示す図である。
図16は、円筒形管3の外側屈折点P6でその外部に屈折光が伝播する場合の光学経路を示す図である。
図17は、円筒形管3の外側屈折点P6から光路変更手段411の屈折点P7へ透過光が伝播する光学経路を示す図である。
図18は、光路変更手段411の屈折点P7でその内部に屈折光が伝播する光学経路を示す図である。
図19は、光路変更手段411の屈折点PPから受光部54に屈折光が伝播する光学経路を示す図である。
図20は、本発明の液位検出装置4s/管内液体検出装置4を、中程度の外径の管3に取り付けた場合の、光学経路を示す水平断面図である。
図21は、本発明の液位検出装置4s/管内液体検出装置4を、最大外径の管3aに取り付けた場合の、光学経路を示す水平断面図である。
図22は、本発明の液位検出装置4s/管内液体検出装置4を、最小外径の管3bに取り付けた場合の、光学経路を示す水平断面図である。
図23(A)は、本発明の大外径用緊締具44aの上面図であり、図23(B)は、その線23B−23Bでの部分断面図、図23(C)は、その線23C−23Cでの断面図、図23(D)は、その底面図である。
図24(A)は、本発明の小外径用緊締具44bの上面図であり、図24(B)は、その線24B−24Bでの部分断面図、図24(C)は、その線24C−24Cでの断面図、図24(D)は、その底面図である。
図25は、本発明の光路変更手段の内側断面が平面で形成された管内液体検出装置4aの水平断面図である。
図26は、本発明の投光部/受光部を非対称に配置して、最大外径管及び最小外径管に対する固定位置の間の誤差が、所定の誤差εの範囲内となる管内液体検出装置4bの水平断面図である。
【0006】
図1(A)は、液体貯蔵容器(タンク、カテーテル等)1内の液位検出に本発明の液位検出装置4sを応用した1例を示したもので、液体貯蔵容器1には供給パイプ1aから液体2が注入され、排出パイプ1bから液体2が外部に供給され、同図では、液位h1の位置まで液体2が注入されていると共に、液体貯蔵容器1の底部一端に液位検出用の中空突起1cが設けられ、この突起部1cに、外形が円筒形状の液位検出用中空管(パイプ、ホース、又は、カテーテル用チューブ等)3が連結・装着され、管継手3a等により緊締されると共に、その他端には、外気と連通した防塵用キャップ3b等が装着され、更に管3の所望の高さ位置hfxには、中空管3内の管径の軸芯方向に変化する液体の液位(容器1内と同レベルの液位で図1(A)ではh1)を検出する液位検出装置4sが装着、固定され、例えば、液位がhfxに到達した時点で、供給パイプ1aからの液体2の注入が、液位検出装置4sからの停止制御信号により図示しないホンプ制御手段等により停止制御されるようになっている。従って、本発明の液位検出装置4sは、装着/固定した管3の部位に液体が存在するか、又は、空気が存在するかを検知する管内液体検出装置4としても利用可能である。
しかして、液位検出装置4s(以下、管内液体検出装置4も同等であるので、液位検出装置4sとのみ記す)の管3への固定方法は、例えば、管3を液位検出装置4sのケース本体41、42とサドル状の緊締具44との内側円弧形状部により圧接/密着して固定/挟持すると共に、本体両端に配設された棒ネジ43aー蝶ナット43b等の螺着可能な緊締手段43により、ケース本体41、42と、内側圧接面が円筒状で、圧接/密着して固定/挟持する円筒形管の軸芯位置を、その外径が変動しても一定の空間位置関係に保持して固定可能なサドル状緊締具44とで管3を圧接し挟持した状態で固定するようになっており、具体的には、ケース本体41、42の中心線とサドル状緊締具44の中心線と、円筒形管3の軸芯とが、同一平面上にあるように圧接/密着して固定/挟持するようになっている。又、液位検出装置4sの本体裏側(管3を挟持し、投光部/受光部の配設されている面の回路基板50を介した反対側)には、電源ケーブル/信号ケーブル59が接続され、更に、液体2の有無を表示するセンシング状態の表示手段(LED、又は、光ファイバ等からなる)46や、センサの感度調節用可変抵抗器48等が感度調節の高低方向を示す矢印47と共に、設けられている。
又、ケース本体41、42は、中央に於いて2分割できるように嵌合可能に構成され、本実施例では、ケース本体41は、投光部52の発光手段から放射される光源の波長に対して透過可能な透光材で構成され、又、本体42は、発光手段から放射される光源の波長に対して、完全に、又は、少なくとも50%以上遮断する不透光材で構成するのが好ましく、投光部52と受光部54を制御すると共に、受光部の出力を処理して管内液体の有無を検出する液体有無判定手段(例えば、演算増幅器、反転増幅器等から構成されるものや、MPU(マイクロプロセッサ)等を利用してもよい)55を実装する回路基板50を中央下部側壁に設けられた溝420に嵌合・挟持し、組立て及び受光レベル等の感度調節終了後、図示しないシリコーン充填材等を注入孔474,476,478等から注入して、防水/防爆用に密閉すると共に、完全遮光するようになっている。かかる投光部52/受光部54を含む光学系と、ケーブル59、表示手段46、可変抵抗器48等からなる非光学系とを、回路基板50の前側及び後側に、それぞれ光学的に完全に分離させて配置することにより、装置4sの光学系ノイズを最小限に低減できると共に、装置4sの設置空間を最小化でき、更に、調整作業や点検/確認作業等の非常にし易い構造となっている。
尚、本発明の投光部52の発光手段としては、通常LED(半導体発光ダイオード)や赤外レーザー発光素子、光ファイバー(投光レンズ系を含む)等の光源手段が利用可能であり、かかる光源手段から光が放射/投射されるが、防爆構造が特に要求される場合には、投光部52及び受光部54は、ガラス又はプラスティク製の光ファイバー並びに結像/集光レンズ系等の光学系部材のみからなる構造の採用が好ましく、回路基板50等は、遠隔の防爆構造体内部に設け、その間は光ファイバー等の光伝送手段で中継/接続し、図示しない遠隔の電気回路基板により電気信号処理するのが好ましい。又、受光部54としては、MOS構造やCCD構造の光電変換素子や光ファイバー(集光レンズ系を含む)等が利用可能であるが、防爆構造が特に要求される場合には、投光部52及び受光部54は、ガラス又はプラスティク製の光ファイバー等の光学系のみで構成するのが好ましい。
【0007】
次に、図2を参照して、透光材や透明材及び/又は半透明材からなり光路変更手段407,411をケースと一体に形成したケース本体41と装置4sの構造を説明すると、透光材からなるケース本体41の上部殻体中央には、不透光材/遮光材からなるケース本体42との嵌合用切欠溝402が設けられると共に、その下方に凸形状の中空嵌合部403が形成され、その接合面側周辺には嵌合可能な重複端部401が形成され、又、ケース41の両側には、本液位検出装置4sが装着可能な管3の最大管径に適合させた半径r1の円筒曲面406が形成され、円筒曲面406の裏側には楔状光路変更手段407、411が設けられ、更に、上部殻体上面左右端部の嵌合面側に、管3を緊締具44と密着挟持するための棒ネジ頭部43aを有する金属製締結材430を埋設し挿通するための半円形穴421が設けられ、その上部には半円状凸部(ボス)422が形成されている。又、上部殻体上面の半円形穴421の中央切欠溝402側に、それぞれ、ケース本体42との嵌合用切欠溝404が上下斜方向に形成され、上部殻体上面両側のより中央に近い部位にケース本体42との嵌合凹部424が設けられている。
又、光路変更手段407では、円筒状曲面406の反対側に、投光部52を格納する空間409が形成され、平面状斜面408に投光部52の発光手段が、好ましくは、透明の接着剤により、後述する所定の投射角度で接着/固定され、その外周側面には遮光部材60を接着剤により貼着するのが好ましく、更に斜面408の上下両側には、左斜下方に向けて平板状の突起部410が形成され投光部52/遮光部材60を挟持すると共に、上方突起部410の上面は、切欠溝404の下面を形成するようになっている。
他方、光路変更手段411では、円筒曲面406の反対側に、MOS構造やCCD構造の光電変換素子や光ファイバー等からなる受光部54を格納する空間413が形成され、平面状斜面412に受光部54の受光手段が、好ましくは、透明の接着剤により後述する所定の投射角度で接着/固定され、その外周側面には遮光部材60を接着剤により貼着するのが好ましく、更に、斜面412の上下両側には、右斜下方に向けて平板状の突起部414が形成され受光部54/遮光部材60を挟持すると共に、上方突起部414の上面は、切欠溝404の下面を形成するようになっている。
更に、下部殻体の嵌合面側に、半円形穴426,428,440がそれぞれ形成され、穴426は、センサの感度調節用可変抵抗器48を操作するために使用され、穴428は、センサの作動状態表示手段46の可視窓として使用され、穴440は、コネクタを介して電源線及び信号線59を接続するのに使用され、穴440の更に下方には、半円状凸部(ボス)442が形成されている。更に又、側部殻体の中央内側には、ケース本体42との嵌合用凹部436が形成され、右外側側壁の凸部422の下方には、液位の検出位置決め用マーク45が刻設されている。
又、透光材からなるケース本体41は、その上部殻体、下部殻体、底部殻体、側部殻体を、光路変更手段407,411と共に、一体に形成するのが好ましく、その構成材料としては、ガラス、セラミックス部材、又は、ABS樹脂、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、メタクリル樹脂、石油樹脂、ポリアミド、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリアセタール、弗素樹脂、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリベンズイミダゾール、ポリシクロオレフィン等の熱可塑性樹脂、又は、フェノール樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル、ポリウレタン、アルキド樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、則ち、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂等の合成樹脂部材、又は、プラスチック、又は、
ポリ乳酸、ポリアミノ酸、脂肪族ポリエステル、ポリーεーカプロラクトン、ポリビニルアルコール、キトサン、澱粉、セルロース等と汎用性ポリマーとの混合物等の生分解樹脂材、又は、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ポリエチレン及びポリスチレンの共重合体をポリマーの主成分とする低硬度ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、スチレンーブタジエンゴム、エチレンープロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルーブタジエンゴム、弗素ゴム、多硫化ゴム、ポリエーテルゴム、クロロスルホン化ポリエチレン等の合成ゴム、又は、天然ゴム、又は、これらの組合せから成るグループから選択されたもの、
更に、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリケトンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリ四弗化エチレン、芳香族ポリエステル、ポリアミノビスマレイミド、トリアジン樹脂等のエンジニアリングプラスチック部材、ガラス又はセラミックス部材、及びこれらの組合せから成るグループから構成されている材料が利用可能であり、
特に、透光材や、透明材及び/又は半透明材を含む光路変更手段407、411の構成材料としては、ガラス、セラミックス部材、又は、ABS樹脂、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、メタクリル樹脂、石油樹脂、ポリアミド、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリアセタール、弗素樹脂、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリベンズイミダゾール、ポリシクロオレフィン等の熱可塑性樹脂、又は、フェノール樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル、ポリウレタン、アルキド樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、則ち、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂等の合成樹脂部材、又は、プラスチック、又は、ポリ乳酸、ポリアミノ酸、脂肪族ポリエステル、ポリーεーカプロラクトン、ポリビニルアルコール、キトサン、澱粉、セルロース等と汎用性ポリマーとの混合物等の生分解樹脂部材、又は、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ポリエチレン及びポリスチレンの共重合体をポリマーの主成分とする低硬度ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、スチレンーブタジエンゴム、エチレンープロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルーブタジエンゴム、弗素ゴム、多硫化ゴム、ポリエーテルゴム、クロロスルホン化ポリエチレン等の合成ゴム、又は、天然ゴム、又は、これらの組合せから成るグループから選択されたもの、
更に、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリケトンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリ四弗化エチレン、芳香族ポリエステル、ポリアミノビスマレイミド、トリアジン樹脂等のエンジニアリングプラスチック部材、ガラス又はセラミックス部材、及びこれらの組合せから成るグループから構成されている材料が利用可能である。
尚、ケース本体41,42及びキャプ状緊締具44は、有害な反射光等を防止するため、黒色で着色するのが好ましい。
【0008】
次に、図3を参照して、不透光材/遮光材からなるケース本体42の構造を説明すると、ケース本体42の上部殻体中央に透光材ケース本体41との嵌合用に断面が凸形状の突起子450がケース本体41との嵌合方向に突出して形成され、その円筒状上面451は、半径r1に対して、僅かに+公差で突出させて形成するのが好ましく、その下方には横方向に、上面452及び下面453を有する薄板状の嵌合突起子450が形成され、ケース本体41の中空部403と嵌合可能になっており、かかる突起子450により、投光部52から発光・投射された透過光が、直接、受光部54により受光されることを、極力防止するようになっている。従って、図20乃至図22に示すように、内周中空円筒の中心軸に対して対称な位置に配置される場合には、不透光部材/遮光部材からなる嵌合突起子450の上面452より低い位置に、投光部52及び受光部54を配置するのが好ましい。
又、ケース本体42の上部殻体中央で、突起子450の突出方向と反対側には、本液位検出装置4sが装着可能な管3の最大管径D44aに適合させた半径r1で、軸心方向に所定の幅を有する円筒曲面462が形成され、円筒曲面462の裏側は、所定の厚さの薄板状円筒殻体で形成され、更に、上部円筒殻体の左右両方端部の嵌合面側に、変形山形状の嵌合突起子456が、本体41の嵌合溝404及び凹部424と密着嵌合するように突出して形成され、突起子456の上曲面457は、円筒曲面462と同一の曲率半径r1で形成され、右下斜方に形成された薄板状平板部458は溝404に密着嵌合可能となっている。又、管3を緊締具44と密着挟持するための棒ネジ状頭部を有する締結材430を埋設し挿通するための半円形穴421に接合する半円形穴466が左右両端部に形成され、その上部にはそれぞれ半円状凸部(ボス)468が形成されている。
又、突起子456は左右凸部468の近傍に形成されているが、中央突起子450側には、それぞれ、切欠溝404と嵌合する薄板状突起部460が形成され、上部殻体上面両側のより中央に近い部位にケース本体41の嵌合凹部424と密着嵌合する断面が円弧状の薄板状突起部459が形成され、光路変更手段407,411に対し上方からのノイズ光を遮断するようになっている。更に、光路変更手段407の円筒曲面462の反対側に、投光部52を格納する空間が形成され、又、光路変更手段411の円筒曲面462の反対側に、受光部54を格納する空間が形成され、
更に、下部殻体の嵌合面側に、半円形穴484,488,490がそれぞれ形成され、穴490は、穴426と共に、センサの感度調節用可変抵抗器48を操作するために使用され、穴488は、穴428と共に、センサの作動状態表示手段46の可視窓として使用され、穴484は、穴440と共に、コネクタを介して電源及び信号線59を接続するのに使用され、穴484の下方周辺には半円状凸部486が形成されている。更に又、側部殻体の中央内側には、本体41との嵌合用突起子470が形成され、その先端部472は更に鈎状の係合突起が形成され、突起子470の下方には、溝420に接合し、回路基板50を嵌合・挟持するための溝部482が形成され、正面後方の薄板状殻体には、液体有無判定手段55の判定閾値/増幅器の増幅度を設定/調節すると共に、シリコーン樹脂等の防水/防爆充填剤(遮光材を兼ねる)の注入孔としても利用可能な穴474,476,478等が形成されている。又、注入する防水充填剤は、投光部、受光部に対する遮光材としても有用である。
又、ケース本体42は、その上部殻体、下部殻体、底部殻体、側部殻体を、突起子450,456,470と共に、一体に形成するのが好ましく、その構成材料としては、不透光材/遮光材や、不透光材/遮光材構造を含んだものが好ましく、鉄、アルミニウム、マグネシウム、チタン等の金属材料や、木材、紙、ガラス、セラミックス部材、又は、ABS樹脂、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、メタクリル樹脂、石油樹脂、ポリアミド、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリアセタール、弗素樹脂、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリベンズイミダゾール、ポリシクロオレフィン等の熱可塑性樹脂、又は、フェノール樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル、ポリウレタン、アルキド樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、則ち、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂等の合成樹脂部材、又は、プラスチック、又は、ポリ乳酸、ポリアミノ酸、脂肪族ポリエステル、ポリーεーカプロラクトン、ポリビニルアルコール、キトサン、澱粉、セルロース等と汎用性ポリマーとの混合物等の生分解樹脂部材、又は、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ポリエチレン及びポリスチレンの共重合体をポリマーの主成分とする低硬度ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、スチレンーブタジエンゴム、エチレンープロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルーブタジエンゴム、弗素ゴム、多硫化ゴム、ポリエーテルゴム、クロロスルホン化ポリエチレン等の合成ゴム、又は、天然ゴム、又は、これらの組合せから成るグループから選択されたもの、
更に、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリケトンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリ四弗化エチレン、芳香族ポリエステル、ポリアミノビスマレイミド、トリアジン樹脂等のエンジニアリングプラスチック部材、ガラス又はセラミックス部材、及びこれらの組合せから成るグループから構成されている材料が利用可能である。
又、上記材料42が、単体では透光性を有する場合(例えば、合成樹脂材)には、光線(可視光、紫外光を含む)/赤外線を遮断する方法としては、光線/赤外線を反射、遮蔽又は吸収する性能を上記材料42に配合/付与したり、光線遮断性能を有するフィルムを貼り付ける方法がある。例えば、有機ポリマーフィルムの表面にAl、Ag、Au等の金属薄膜層と該層上に保護層を積層してなる光線反射フィルム材や、光線/近赤外線吸収色素を含有した接着ポリマーをガラス或いは樹脂板に貼り合せた光線/近赤外線吸収板や、透明フィルムの表面にアンチモン含有酸化スズ微粒子、インジウム含有酸化スズ微粒子等の光線/熱線遮蔽性無機微粒子を含有してなる透明遮蔽フィルムや透明樹脂に硫化第二銅を配合してなる近赤外線吸収透明樹脂組成物がある。又、ポリカーボネート樹脂等に酸化チタン被覆マイカを配合してなる光線/赤外線遮断材や、フタロシアニン系近赤外線吸収化合物を用いた赤外線遮蔽材や、合成樹脂とフタロシアニン系近赤外線吸収剤と2種以上の顔料又は染料からなる着色剤とを配合することにより、光線/赤外線を遮蔽してもよく、2種以上、好ましくは3種以上の顔料又は染料からなる着色剤としては、カーボンブラック、シアニン系グリーン有機顔料、アントラキノン系ヴァイオレット染料、キノリン系イエロー染料、アントラキノン系レッド染料があり、又、顔料及び染料を併用して使用することが好ましい。
尚、ケース本体41,42及びキャプ状緊締具44は、有害な反射光等を防止するため、黒色で着色するのが好ましい。
【0009】
次に、図4を参照して、サドル状緊締具44の構造を説明すると、本発明の液位検出装置4sでは、管3と密着し圧接するケース本体41、42の円筒曲面406,462の曲率半径r1は、装着される管3の外径が変更されても、常時一定の固定した曲率半径r1であるが、サドル状の緊締具44の下面に形成された円筒曲面520の曲率半径r2は、管3に密着して管3を緊締/挟持し、ケース本体41、42と、内側圧接面が円筒状で圧接/密着して固定/挟持する円筒形管の軸芯位置を、その外径が変動しても一定の空間位置関係に保持して固定可能なサドル状緊締具44とで管3を圧接し挟持した状態で固定するため、例えば、ケース本体41、42の中心線とサドル状緊締具44の中心線と、円筒形管3の軸芯とが、同一平面上にあるような空間位置関係に保持し固定可能となるために、装着され挟持される管3の外径D44が150%以上変動する場合には、曲率半径r2を変化させたものを、複数種類用意するのが好ましく、管3の最大曲率半径と最小曲率半径が、約4〜6倍程度変動する場合には、少なくとも4種類程度、曲率半径r2を変化させたものを用意するのが好ましい。しかして、緊締具44の中央左右両端部には、棒ネジやボルト43a等を挿通し保持する貫通穴502が形成され、その上下両面周辺には、円形凸部(ボス)504が形成され、緊締具44の下面には、管3を緊締保持するため管3の外周半径r2に密着し圧接/接合可能な所定の大きさの半径で、軸心方向に所定の長さを有する円筒曲面520が形成され、その反対側上面には、軽量化のため左右方向にリブ510が形成され、更に、前後左右の四隅には、略矩形状の凹部506が形成され、管3を緊締挟持しても緊締具44の剛性強度が確保でき、変形しにくい断面構造となっている。
次に、図5を参照して、平行した2つの棒ネジ状頭部43aを有する締結材430の構造を説明すると、本発明の液位検出装置4sでは、検出装置4sの管3への固定は、装置4sのケース本体41、42とサドル状の緊締具44との内側円弧形状部により圧接/密着して挟持すると共に、本体両端に平行して配設された2つの棒ネジ43aー蝶ナット43b等の螺着可能な緊締手段43により、ケース本体41、42とサドル状緊締具44とで管3を圧接し挟持した状態で密着固定するようになっている。
則ち、管径の変動する管3を緊締具44の下面に形成された円筒曲面520の曲率半径部により緊締/挟持し、ケース本体41、42と、緊締具44との円筒状内側圧接面で円筒形管3の軸芯位置を、その外径が変動しても絶えず一定の空間位置関係に、安定して精密/高精度に固定可能であるが、変動する外径管3への取付作業は簡単かつ容易とするため、例えば、十分な取付精度を安定して確保するためには、棒ネジ43aー連結板432からなる締結材430は、鉄、ステンレス等の金属材で構成し、2つの棒ネジ43aを、図5(C)に示すようにL形状の金属製連結板432の上面に、それぞれ、相互の平行度及び対称性を確保して溶接等で固着したものを、ケース本体41の後部奥側に配設すると、管3の外径が2〜4倍以上変動しても、ケース本体41、42の対称中心線と、サドル状緊締具44の対称中心線と、円筒形管3の軸芯とが、管3の如何なる外径に対しても、同一平面上にあるような一定の空間位置関係に保持した状態で、安定的に固定可能な配置関係を形成することができ好ましい。
かかる一定の空間的配置関係を固定し管3を挟持する力は、棒ネジ43aー蝶ナット43bの螺着する力に依存するため、十分な螺着力を安定して確保するためには、棒ネジ43aー連結板432からなる締結材430は、鉄、ステンレス等の金属材で構成し、その表面を黒色塗装するのが好ましく、これらの棒ネジ43aをそれぞれ単独で穴421に植設するよりは、図5(C)に示すようにL形状の金属製連結板432の上面に、それぞれ溶接等で固着したものを、ケース本体41の後部奥側に配設したほうが、棒ネジ43aー蝶ナット43bにより管3を密着挟持するのに十分な大きさの力が確保できると共に、ケース本体41,42の穴421周辺の局所部位にかかる締結力が直接作用せず、又、連結板432により外部の不要な散乱光等を遮断する効果も期待でき好ましい。
【0010】
かかる構成において、図6乃至図19を参照して、その動作を説明する。先ず、図2に対応させて示す図6は、本発明の液位検出装置4sにおいて、投光部52から受光部54までの光学経路の主要部全体を拡大して示すものであり、管3への接合面406の断面が半径r1の円形状の光路変更手段407,411の屈折率をn1とし、その円形中心をO0とし、管3の屈折率をn2とし、管3の最大外径r1より小さい外径をr2、内径をr3、その中心点をO3とし、本発明の液位検出装置4sが装着可能な管3の最大外径をr1とし、その中心をx−y座標の原点O0(0,0)とし、光路変更手段407の投光部52の取付平面408と、光路変更手段411の受光部54の取付平面412との交線(交点)P0と上記原点O0とを結ぶ直線をy軸に採用し、原点と上記交点P0との距離を、座標(0,−y0)で表記し、原点O0においてy軸に垂直な方向をx軸とする。又、上記投光部52の取付面408への固定位置を座標P1(ーx1,−y1)で表記し、受光部54の取付面412への固定位置を座標P8(x8,−y8)で表記する。かくして、原点O0と点P0、P1とで形成される角度θ1が定義され、原点O0と点P0、P8とで形成される角度θ31も同様に定義される。
尚、投光部52/受光部54の設置/固定位置は、図6に示すように、その透過光の光学的中心が、不透光材/遮光材からなるケース本体42の凸形状突起子450及びその円筒状上面451により遮られ、直接、投射光が投光部52から受光部54に入射しない空間位置関係で固定するのが好ましく、管3内部の屈折/透過光l45(又は直線P4ーP5)が、投光部52と受光部54との光学的中心を結ぶ直線P1ーP8と略平行に透過する場合には、投光部52と受光部54の光学的中心P1,P8を、それぞれ円筒状上面451よりも下方に配設することで、かかる関係は満たすことが可能である。
次に、投光部52から受光部54までの光学経路の主要部を、図6,7により説明すると、先ず、点P1から、水平面と角度θ1をなす投光部52の発光手段(LEDや光ファイバーを含む)の主光束が、図2の取付面408に垂直に投射されると、ケース41と一体に形成された光路変更手段407の内部を直進して透過し、図6に示す内側円形で曲率半径r1の断面406の点P2に、入射角θ2で入射し、点P2において空気中に屈折角θ3で屈折する。更に、空気中を屈折角θ3で直進すると、管3の曲率半径r2の外周面で点P3の位置に入射角θ4で入射し、屈折率n2の管3の内部に屈折角θ5で屈折し、そのまま直進して、内側円形で曲率半径r3の断面の点P4に、入射角θ6で入射し、管3の中空内部の空気中に屈折角θ7で屈折する。次に、管3中空内部の空気中を屈折角θ7で直進すると、管3の曲率半径r3の内周面で点P5の位置に入射角θ8で入射し、屈折率n2の管3の内部に屈折角θ9で屈折し、そのまま直進して、管3の曲率半径r2の外周面で点P6の位置に入射角θ10で入射し、管3の外部空気中に屈折角θ11で屈折し、そのまま空気中を直進して、ケース本体41と一体に形成された光路変更手段411の内側円形で曲率半径r1の断面406の点P7に、入射角θ12で入射し、屈折率n1の光路変更手段411の内部をそのまま直進すると、受光部取付面412の点P8の位置に入射角θ14で入射し、そこから水平面と角度θ31をなす受光部54に受光されるようになっている。上記光路P1ーP2ーP3ーP4ーP5ーP6ーP7ーP8の各屈折点の座標を、図7に示すように、それぞれ、点P2=(−x2,−y2)、点P3=(−x3,−y3)、点P4=(−x4,y4)、点P5=(x5,−y5)、点P6=(x6,−y6)、点P7=(x7,−y7)で表記する。
かくして、管3の最大外径r1が所定の大きさで固定され、光路変更手段407の水平面となす角度θ1も、所定の大きさに決定し固定され、投光部52の取付面408への取付位置P1(ーx1,−y1)も、直接、投射光が投光部52から受光部54に入射しない空間位置関係で固定位置に設定した場合、本発明の目的は、管の最大外径r1より小さい外径r2及び内径r3を有する管3が外径r2及び内径r3に関して種々の値に変動しても、管3の内部を液体2が無い場合屈折・透過した光l45を、受光部取付位置P8が、予め設定した空間的固定位置の受光部取付位置P8であっても安定的に屈折・透過光の主光束を受光可能となるような位置が存在するか?、存在する場合には、管3の最大外径r1を所定の大きさに固定した場合、上記光路変更手段の設定角度θ1、θ31の値、及び、投光部52の取付位置P1(ーx1,−y1)、受光部54の取付位置P8(x8,−y8)の値は、どのような値であるか?と置き換えることができ、結論から述べると、後述するように、かかる投光部、受光部の配置関係は、無数に存在し、その具体的求め方を以下に詳述する。
【0011】
先ず、図6乃至図19には、管3内部の屈折/透過光l45(又は直線P4ーP5)が、投光部52と受光部54との光学的中心を結ぶ直線P1ーP8と平行でなく斜めに透過する場合の1例を図示してあり、かかる場合、管3の最大外径r1が所定の大きさで固定され、光路変更手段407の角度θ1も所定の大きさに決定し固定され、投光部52の取付面408への取付位置P1(ーx1,−y1)も固定位置に設定されると、座標x1とy1とは、独立して変更できず、液体検出装置を取り付ける円筒形管の外径が最大の外径管の場合、その円筒中心より下方の液体検出装置を取り付ける側に、液体検知用透過光が透過するように投光部及び受光部の固定位置をそれぞれ幾何方程式及び光学方程式を連立させて演算し、又、液体検出装置を取り付ける円筒形管の外径が最小の外径管の場合、その円筒中心より下方の液体検出装置を取り付ける側を、液体検知用透過光が透過するように投光部及び受光部の固定位置をそれぞれ幾何方程式及び光学方程式を連立させて演算する。
具体的には、図6及び図8に示す半径r1、角度θ1及び交点P0のy座標y0と、点P1の座標値x1,y1との間には、次の幾何方程式が成り立つ。
y0 = y1 + x1・cot(θ1) ・・・(1)
次に、図7及び図8に示す点P2の座標値x2,y2を、点P1の座標値x1,y1で表すと、光路P1ーP2は、x軸と角度θ1をなし、光路P1ーP2は、内側半径r1の円周とも交わるので、点P1の座標値x1,y1と、点P2の座標値x2,y2との間には、以下の幾何方程式が成り立つ。直線条件より、
y1 = (x1−x2)・tan(θ1) + y2 ・・・(2)
点P2が半径r1の円周上にあるので、
x2・x2 + y2・y2 = r1・r1 ・・・(3)
次に、図9に示す点P2の位置で、半径P2ーO0がy軸となす角度θ20と、入射角θ2、屈折角θ3、及び空気中への屈折光l23がx軸となす角度θ21との間には、以下の幾何方程式が成り立つ。
点P2が半径r1の円周上にあるので、
x2/y2 = tan(θ20) ・・・(4)
又、点P1を通りx軸に平行な直線とy軸との交点をP10とし、点P1を通りx軸に平行な直線と、直線O0ーP2とが交わる点をP11とすると、角P2P11P10は、θ1+θ2に等しく、三角形O0P11P10が直角三角形であるから、
θ1 + θ2 + θ20 = π/2 ・・・(5)
入射角θ2と屈折角θ3との間には、光路変更手段407の屈折率n1より次の光学方程式が成り立つ。
sin(θ3)/sin(θ2) = n1 ・・・(6)
更に、直線O0ーP2が、点P2においてx軸となす角度は、θ3+θ21に等しいので、
θ3 + θ21 + θ20 = π/2 ・・・(7)
尚、図9において、点P1を、角度θ20>45度とし、点P1aの位置で示すように、より上方に配置し、例えば、角度θ2<0.0とすると、点P2aの位置で空気中への屈折光l2a3が、直線P2aーO0より上方に伝搬するので、受光位置が、第4象限から第2象限の位置に変更してしまい、一般に、好ましくない。
次に、図10に示す点P3の座標値x3,y3を、点P2の座標値x2,y2で表すと、光路P2ーP3は、x軸と角度θ21をなし、光路P2ーP3は、管3の外周半径r2の円周とも交わるので、点P2の座標値x2,y2と、点P3の座標値x3,y3との間には、以下の幾何方程式が成り立つ。直線条件より、
y2 = (x2−x3)・tan(θ21) + y3 ・・・(8)
点P3が半径r2の円周上にあるので、
x3・x3 + (r1−r2−y3)・(r1−r2−y3) = r2・r2 ・・・(9)
次に、図11に示す点P3の位置で、光路P2ーP3がx軸となす角度θ21、半径P3ーO3がy軸となす角度θ22と、入射角θ4、屈折角θ5、及び管3内への屈折光l34がx軸となす角度θ23との間には、以下の幾何方程式が成り立つ。
点P3が半径r2の円周上にあるので、
x3/(y3−r1+r2) = tan(θ22) ・・・(10)
又、直線O3ーP3が、点P2を通りx軸に平行な直線と交わる点をP12とし、点P2を通りx軸に平行な直線がy軸と交わる点をP13とすると、角P3P12P13は、θ21+θ4に等しく、三角形O3P12P13が直角三角形であるから、
θ21 + θ4 + θ22 = π/2 ・・・(11)
入射角θ4と屈折角θ5との間には、屈折率n2より次の光学方程式が成り立つ。sin(θ5)/sin(θ4) = n2 ・・・(12)
更に、図12に示すように、直線O3ーP3が、点P3においてx軸となす角度は、θ5+θ23に等しいので、
θ5 + θ23 + θ22 = π/2 ・・・(13)
次に、図12に示す点P4の座標値x4,y4を、点P3の座標値x3,y3で表すと、光路P3ーP4は、x軸と角度θ23をなし、光路P3ーP4は、管3の内側半径r3の円周とも交わるので、点P3の座標値x3,y3と、点P4の座標値x4,y4との間には、以下の幾何方程式が成り立つ。直線条件より、
y3 = (x3−x4)・tan(θ23) + y4 ・・・(14)
点P4が半径r3の円周上にあるので、
x4・x4 + (r1−r2−y4)・(r1−r2−y4) = r3・r3 ・・・(15)
次に、図13に示す点P4の位置で、光路P3ーP4がx軸となす角度θ23、半径P4ーO3がy軸となす角度θ24と、入射角θ6、屈折角θ7、及び管3内部の空気中への屈折光P4ーP5がx軸となす角度θ25との間には、以下の幾何方程式が成り立つ。
点P4が半径r3の円周上にあるので、
x4/(y4−r1+r2) = tan(θ24) ・・・(16)
又、直線O3ーP4が、x軸に平行な直線と交わる点をP14とし、このx軸に平行な直線がy軸と交わる点をP15とすると、角P4P14P15は、θ23+θ6に等しく、三角形O3P14P15が直角三角形であるから、
θ23 + θ6 + θ24 = π/2 ・・・(17)
入射角θ6と屈折角θ7との間には、管3の屈折率n2より次の光学方程式が成り立つ。
sin(θ7)/sin(θ6) = n2 ・・・(18)
更に、直線O3ーP4が、点P4においてx軸となす角度は、θ7+θ25に等しいので、
θ7 + θ25 + θ24 = π/2 ・・・(19)
次に、図14に示す点P5の座標値x5,y5を、点P4の座標値x4,y4で表すと、光路P4ーP5は、x軸と角度θ25をなし、光路P4ーP5は、管3の内側半径r3の円周とも交わるので、点P4の座標値x4,y4と、点P5の座標値x5,y5との間には、以下の幾何方程式が成り立つ。直線条件より、
y4 = y5 + (x4+x5)・tan(θ25) ・・・(20)
点P5が半径r3の円周上にあるので、
x5・x5 + (r1−r2−y5)・(r1−r2−y5) = r3・r3 ・・・(21)
次に、図14に示す点P5の位置で、光路P4ーP5がx軸となす角度θ25、半径P5ーO3がy軸となす角度θ26と、入射角θ8、屈折角θ9、及び管3内部の屈折率n2の部材中への屈折光l56がx軸となす角度θ27との間には、以下の幾何方程式が成り立つ。
点P5が半径r3の円周上にあるので、
x5/(y5−r1+r2) = tan(θ26) ・・・(22)
又、点P5を通りx軸に平行な直線がy軸と交わる点をP16とすると、角P4P5P16は、θ25に等しく、三角形O3P5P16が直角三角形であるから、
θ8 − θ25 + θ26 = π/2 ・・・(23)
入射角θ8と屈折角θ9との間には、屈折率n2より次の光学方程式が成り立つ。sin(θ8)/sin(θ9) = n2 ・・・(24)
更に、直線O3ーP5が、点P5においてx軸となす角度は、θ9+θ27に等しいので、
θ9 + θ27 + θ26 = π/2 ・・・(25)
次に、図15に示す点P6の座標値x6,y6を、点P5の座標値x5,y5で表すと、光路P5ーP6は、x軸と角度θ27をなし、光路P5ーP6は、管3の外周半径r2の円周とも交わるので、点P5の座標値x5,y5と、点P6の座標値x6,y6との間には、以下の幾何方程式が成り立つ。直線条件より、
y6 = (x6ーx5)・tan(θ27) + y5 ・・・(26)
点P6が半径r2の円周上にあるので、
x6・x6 + (r1−r2−y6)・(r1−r2−y6) = r2・r2 ・・・(27)
次に、図16に示す点P6の位置で座標値x6,y6、光路P5ーP6がx軸となす角度θ27、半径P6ーO3がy軸となす角度θ28と、入射角θ10、屈折角θ11、及び管3内部の屈折率n2の部材から空気中への屈折光l67がx軸となす角度θ29との間には、以下の幾何方程式が成り立つ。
点P6が半径r2の円周上にあるので、
x6/(y6−r1+r2) = tan(θ28) ・・・(28)
又、点P6を通りx軸に平行な直線がy軸と交わる点をP17とすると、角P5P6P17は、θ27に等しく、三角形O3P6P17が直角三角形であるから、
θ27 + θ10 + θ28 = π/2 ・・・(29)
入射角θ10と屈折角θ11との間には、屈折率n2より次の光学方程式が成り立つ。
sin(θ11)/sin(θ10) = n2 ・・・(30)
更に、直線O3ーP6が、点P6においてx軸となす角度は、θ11+θ29に等しいので、
θ11 + θ29 + θ28 = π/2 ・・・(31)
次に、図17に示す点P7の座標値x7,y7を、点P6の座標値x6,y6で表すと、光路P6ーP7は、x軸と角度θ29をなし、光路P6ーP7は、光路変更手段411の内周半径r1の円周とも交わるので、点P6の座標値x6,y6と、点P7の座標値x7,y7との間には、以下の幾何方程式が成り立つ。直線条件より、
y7 = (x7ーx6)・tan(θ29) + y6 ・・・(32)
点P7が半径r1の円周上にあるので、
x7・x7 + y7・y7 = r1・r1 ・・・(33)
次に、図18に示す点P7の位置で座標値x7,y7、光路P6ーP7がx軸となす角度θ29、半径P7ーO0がy軸となす角度θ30と、入射角θ12、屈折角θ13、及び空気中から光路変更手段411内部の屈折率n1の部材への屈折光l78がx軸となす角度θ31との間には、以下の幾何方程式が成り立つ。
点P7が半径r1の円周上にあるので、
x7/y7 = tan(θ30) ・・・(34)
又、点P7を通りx軸に平行な直線がy軸と交わる点をP18とすると、角P6P7P18は、θ29に等しく、三角形O0P7P18が直角三角形であるから、
θ29 + θ12 + θ30 = π/2 ・・・(35)
入射角θ12と屈折角θ13との間には、屈折率n1より次の光学方程式が成り立つ。
sin(θ12)/sin(θ13) = n1 ・・・(36)
更に、直線O0ーP7が、点P7においてx軸となす角度は、θ13+θ31に等しいので、
θ13 + θ31 + θ30 = π/2 ・・・(37)
次に、図19に示す点P8の座標値x8,y8を、点P7の座標値x7,y7で表すと、光路P7ーP8は、x軸と角度θ31をなし、光路P7ーP8は、光路変更手段411の取付平面412と交わるので、点P7の座標値x7,y7と、点P8の座標値x8,y8との間には、以下の幾何方程式が成り立つ。直線条件より、
y8 = (x8ーx7)・tan(θ31) + y7 ・・・(38)
かくして、
条件1) 管3の最大外径r1を固定し、光路変更手段407,411の水平面となす角度θ1,θ31もそれぞれ固定した場合、投光部52の取付面408への取付位置P1(ーx1,−y1)を更に所定の固定位置に設定しても、外径r2及び内径r3が種々の値に変動する管3に対して、管3内部を屈折・透過した光l45が、予め固定して設定した受光部取付位置P8であっても安定的に透過光の主光束を受光可能となるような位置P8が存在するか?となる。
【0012】
【実施例】
上記図6乃至図19には、管3内部の屈折/透過光l45(又は直線P4ーP5)が、投光部52と受光部54との光学的中心を結ぶ直線P1ーP8と平行でなく斜めに透過する場合の1例を示したが、解析をより簡単にするために、
条件2) 管3内部の屈折/透過光l45(又は直線P4ーP5)が、投光部52と受光部54との光学的中心を結ぶ直線P1ーP8と略平行(従って、x軸に関しても略平行となる)に透過するように投光部52の位置/角度を設定すると、図20に示すように、かかる場合には、光の対称性から光学的対称軸(図20では、y軸)sj1に対して、大略対称に光が進行し、従って、角度θ1とθ31は、それぞれ、y軸sj1に対して対称であるから、ほぼ等しくなり、同様にして、角度θ7≒θ8、角度θ6≒θ9、角度θ5≒θ10、角度θ4≒θ11、角度θ3≒θ12、角度θ2≒θ13、角度θ1≒θ31の関係が、それぞれ、y軸に関する対称性から成立する。又、かかる場合には、光の対称性からy軸に対して、投光部52及び受光部54の位置もほぼ対称な配置となり、上記光路P1ーP2ーP3ーP4ーP5ーP6ーP7ーP8の中で、光路P1ーP2ーP3ーP4までの光学経路が解析でき、光路P4ーP5がx軸に対して略平行であれば、上記条件1は満たすことが分かる。更に、管3内部の透過光l45が、投光部52と受光部54との光学的中心を結ぶ直線P1ーP8と略平行に透過する場合には、投光部52から受光部54までの光学経路が最短となり、後述する投光部52及び受光部54を対称的に配置しない場合よりも光学経路が短かく、結果として、投光部52の発光素子の強度を低減させても、十分なS/N比を確保できる利点がある。
尚、管径の変動する管3を緊締具44の下面に形成された円筒曲面520の曲率半径部により緊締/挟持し、ケース本体41、42と、緊締具44との円筒状内側圧接面で円筒形管3の軸芯位置を、その外径が変動しても絶えず一定の空間位置関係(図20において、ケース本体41、42の対称中心線sj1と、サドル状緊締具44の対称中心線sj1と、円筒形管3の軸芯O3とが、管3の如何なる外径に対しても、光学的対称軸sj1=y軸と一致した同一平面上にあるような一定の空間位置関係)に、安定して精密/高精度に固定するため、管3の外径に応じて、緊締具44を変更するのが好ましく、中程度の大きさの外径の管3を、図20に示す光学的対称軸sj1に物理的に対称に配置するためには、図4に示すような緊締具44の内側接合円筒面520の内径が大きさD44に形成されたものを使用し、最大径を含む大外径の大きさの管3aを、図21に示す光学的対称軸sj2に物理的に対称に配置するためには、図23に示すような緊締具44aの内側接合円筒面520aの内径が大きさD44aに形成されたものを使用し、最小径を含む小外径の大きさの管3bを、図22に示す光学的対称軸sj3に物理的に対称に配置するためには、図24に示すような緊締具44bの内側接合円筒面520bの内径が大きさD44bに形成されたものを使用するのが、好ましい。
そこで、
条件31) 図21に示すように、外径r2=r1の最大外径の管3aの場合に、y軸に対して、投光部52及び受光部54の位置を、ほぼ対称な位置に配置可能とするためには、管3aの内側屈折点P4aの位置を、管の中心O3(=O0)よりも下方の位置に設定する必要がある。この条件と図9より、
y0 ー y1 > r1 ・・・(39)
かつ
y1 > r1 ・・・(40)
又、
条件32) 図22に示すように、外径r2bの最小外径の管3bの場合に、y軸に対して、投光部52及び受光部54の位置を、ほぼ対称な位置に配置可能とするためには、管3bの内側屈折点P4bの位置を、管の中心O3bよりも下方の位置に設定する必要があり、更に、最小外径の管3bの内側屈折点P4bの位置を、管の中心O3bよりも下方で、適切な位置に設定すると、最小外径の管3bの管厚(=r2−r3)の影響を最小限とすることができる。ここで、最大外径r1と最小外径r2bとの比をmとすると、
r1 / r2b = m ・・・(41)
【0013】
上記条件2〜条件32を整理し、
f0) 初期設定として、例えば、円筒形管の最大外径r1=25.4mmに、最小外径r2b=6mmに、それぞれ設定すると、
m = 最大外径r1/最小外径r2b = 4.2 ・・・(42)
となる。更に、光路変更手段407,411を含むケース本体41の屈折率n1は、一般に、合成樹脂材やガラスの屈折率が、1.2〜2.2の範囲にあるので、
n1 = 1.2 〜 2.2 ・・・(43)
であるが、ポリカーボネイト等の合成樹脂材でケース本体を製作すると、
n1 ≒ 1.5 ・・・(44)
となる。次に、図22及び式4より、以下の近似式が得られる。
tan(θ20) = x2/y2 ≒ x1/y1 ≒ x1/r1 ・・・(45)
又、式1を変形すると、
tan(θ1)= x1/(y0−y1) ≒ tan(θ20)/(y0/r1−1) ・・・(46)
更に、図22より、
tan(θ1/m) ≒ r2b/(y0−r1+r2b)
=1/(m・(y0/r1−1)+1) ・・・(47)
であるから、
k1 = y0/r1 ・・・(48)
と置くと、式46及び47は、次式のように置換できる。
tan(θ1) ≒ tan(θ20)/(k1−1) ・・・(49)
tan(θ1/m) ≒ 1/(m・(k1−1)+1) ・・・(50)
更に、図22において、直線P0ーP2とx軸との交点を、点Q0とし、点P2を通りx軸に平行な直線とy軸との交点を、点Q2とすると、三角形P0O0Q0と、三角形P0Q2P2とは、相似であるから、
r1/y0 = 1/k1 ≒ x2/(y0−y2) ・・・(51)
これを変形すると、
x2 ≒ (y0−y2)/k1 = r1・k1/(k1+1/tan(θ20)) ・・・(52)
又、式45及び式1から、
x1 ≒ r1・tan(θ20) ・・・(53)
y1 = y0−x1/tan(θ1) = r1・(k1ーtan(θ20)/tan(θ1)) ・・・(54)
例えば、
k1 = 2.0 ・・・(55)
とすると、式50より
tan(θ1/m) ≒ 1/(m・(k1−1)+1)=1/5.2=0.1923・・・(56)
従って、θ1は次式のように演算できる。
θ1 ≒ m・arctan(1/(m・(k1−1)+1))・・・(57)
= m・arctan(0.1923) =4.2*10.89 = 45.72度・・・(58)
又、θ20は、式49より
tan(θ20) ≒ (k1−1)・tan(θ1)・・・(59)
従って、
θ20 ≒ arctan((k1−1)・tan(θ1))・・・(60)
= θ1 = 45.72度 ・・・(61)
次に、式5より
θ2 = π/2ーθ1ーθ20 ・・・(62)
= −1.44度 ・・・(63)
であるから、式55の設定を変更し、
k1 = 2.0+0.5 = 2.5 ・・・(64)
として、上記と同様に演算すると、式57、60、62より、
θ1 ≒ m・arctan(1/(4.2・(2.5−1)+1)) ・・・(65)
= m・arctan(0.137) = 4.2*7.80 = 32.76度 ・・・(66)
θ20 ≒ arctan((2.5−1)・tan(32.76)) ・・・(67)
= arctan(1.5・0.6434) = 43.99度 ・・・(68)
θ2 = π/2 ー θ1 ー θ20 = 13.25度 ・・・(69)
かくして、適当に初期設定した倍率m及びk1より、適当な初期値θ1,θ20及びθ2が演算できた。
【0014】
f1) 次に、液体検出装置4を取り付ける円筒形管の外径が最大の外径管(r2=r1)の場合、その円筒中心より下方の液体検出装置を取り付ける側を、検知用透過光l45が透過するように投光部及び受光部の固定位置(ーx1,−y1)、(x8,−y8)=(x1(rmax),−y1(rmax))をそれぞれ幾何方程式及び光学方程式を連立させて演算する。この条件は、式62のθ2が、0より大きければ、必ず成立する。則ち、
θ2 = π/2 −θ1 −θ20 > 0.0 ・・・(70)
上記式53、54と式65,67,69を組み合わせると、次式が得られる。
x1(rmax) ≒ r1・tan(θ20) = r1・0.9654 ・・・(71)
y1(rmax) = r1・(k1ーtan(θ20)/tan(θ1)) ≒ r1 ・・・(72)
尚、液体検出装置を取り付ける円筒形管の外径が最大の外径管(r2=r1)を含む大外径管(例えば、外径D44a≒2・r1〜1.6・r1の管)3aの場合、管3aを所定の空間位置関係(例えば、ケース本体41,42、管3a、緊締具44aのそれぞれの対称軸が、全て同一平面上にある関係)に固定/保持する緊締具44aの内側接合面520aは、外径D44aの円筒形状に形成するのが好ましく、図23(B)に示すように、その外側には、蝶ネジ43bが干渉しないように、切欠部524を形成するのが、好ましい。
【0015】
f2) 又、液体検出装置を取り付ける円筒形管の外径が最小の外径管(r2=r2b)の場合、図22において、円筒中心O3より下方の液体検出装置を取り付ける側の部位を、検知用透過光l45が透過するように、投光部及び受光部の固定位置(ーx1,−y1)、(x8,−y8)=(x1(rmin),−y1(rmin))をそれぞれ幾何方程式及び光学方程式を連立させて演算する。
式6より、
θ3 = arcsin(n1・sin(θ2)) ・・・(73)
= arcsin(1.5・sin(13.56))=20.59度 ・・・(74)
又、式7から
θ21 = π/2 −θ3 −θ20 ・・・(75)
= 90 ー20.59 −43.99 = 25.42度 ・・・(76)
図11から、
x3 ≒ r2 = r1/m ・・・(77)
y3−(r1−r1/m) ≒ r2/2 = r1/(2・m) ・・・(78)
従って、式10より
tan(θ22) = x3/(y3−r1+r2)
≒ (r1/m)/(r1/(2・m)) = 2.0 ・・・(79)
これより、
θ22 ≒ 63.43度 ・・・(80)
と演算でき、更に、式11より、
θ4 = π/2 −θ21 −θ22 ・・・(81)
= 90 ー25.42 ー63.43 = 1.145度 ・・・(82)
と演算でき、円筒形管3の屈折率n2を
n2 = 1.5 ・・・(83)
とすると、式12及び13より、角度θ5、θ23が、以下のように演算できる。
θ5 = arcsin(n2・sin(θ4)) ・・・(84)
= arcsin(1.5・sin(1.145)) = 0.7633度 ・・・(85)
又、
θ23 = π/2 −θ5 −θ22 ・・・(86)
= 90 ー0.7633 ー63.43 = 25.81度 ・・・(87)
【0016】
次に、図13を参照し、上記条件2を満たすとすると、角度θ25は、以下の値となる。
θ25 ≒ 0.0 ・・・(88)
又、
θ7 + θ25 = θ23 + θ6 ・・・(89)
であるから、
θ7 ≒ θ23 + θ6 ・・・(90)
これを式18に代入すると、
sin(θ23+θ6) = n2*sin(θ6) ・・・(91)
この式を変形すると、
tan(θ6) = sin(θ23)/(n2−cos(θ23))・・・(92)
より、式87の値を代入すると、
θ6 = arctan(sin(θ23)/(n2−cos(θ23))) ・・・(93)
= arctan(0.43539/0.599757) = 35.98度 ・・・(94)
が、得られ、これを式90に代入すると、
θ7 ≒ θ23 + θ6 = 61.79度 ・・・(95)
更に、式19から、
θ24 = π/2 −θ7 −θ25 ・・・(96)
≒ 90 ー61.49 = 28.51度 ・・・(97)
が得られる。
上記式88〜97の解析においては、x3,y3,x4,y4の座標を一切使用していない。従って、式81から
θ4 = π/2 −θ21 −θ22 > 0.0 ・・・(98)
であれば、円筒中心O3より下方の液体検出装置を取り付ける側の部位を、検知用透過光l45が透過するように、投光部及び受光部の固定位置(ーx1,−y1)、(x8,−y8)をそれぞれ演算することは可能である。則ち、式98の条件を満たせば、点P3、P4の座標に関係なく、管3内の屈折/透過条件を満たすことが分かる。
例えば、図13を最小外径r2b=r1/mの管3bに適用し、先ず、式96、97を式15、16に代入すると、点P4の座標は次式で演算できる。
x4 = r3・sin(θ24) ・・・(99)
y4 = r3・cos(θ24) + yO3 ・・・(100)
次に、点P3の座標は式9、10、14より、次式で演算できる。
x3 = r2・sin(θ22) ・・・(101)
y3 = r2・cos(θ22) + yO3 ・・・(102)
又、点P2の座標は式3、4より、次式で演算できる。
x2 = r1・sin(θ20) ・・・(103)
y2 = r1・cos(θ20) ・・・(104)
更に、点P1の座標(x1,y1)は、次式の2つの直線の交点より、演算可能である。
y +y2 = tan(θ1)・(x+x2) ・・・(105)
y +y0 = (−1/tan(θ1))・x ・・・(106)
則ち、
−x1(rmin)=sin(θ1)(cos(θ1)・(y0−y2)−sin(θ1)・x2)・・・(107)
=sin(θ1)(cos(θ1)・(2.5・r1−r1・cos(θ20))−sin(θ1)・r1・sin(θ20))
=0.6069・r1 ・・・(108)
−y1(rmin)=sin(θ1)**2・y0+cos(θ1)**2・y2ーsin(θ1)・cos(θ1)・x2
・・・(109)
=0.92463・r1 ・・・(110)
かくして、円筒形管の外径が最小の外径管(r2=r2b)の場合、条件2を満たす検知用透過光l45が透過する場合の、投光部及び受光部の固定位置(−x1,−y1)、(x8,−y8)=(x1(rmin),−y1(rmin))が、式107、108により、それぞれ演算可能である。
尚、液体検出装置を取り付ける円筒形管の外径が最小の外径管(r2=r2b)を含む小外径管(例えば、外径D44b≒2.6・r2b〜2・r2bの管)3bの場合、管3b内に液体2が注入されると、図22において、点P4からの検知用透過光l45bが屈折せず、又は、非常に小さい屈折角で屈折して液体2内を直進し透過する。その結果、管3bの外周壁に当たって反射した光が、受光部の固定位置に入射する距離が比較的短く、十分減衰していないので、受光部54が誤動作する可能性がある。かかる誤動作を確実に防止するためには、小外径管3bを所定の空間位置関係(例えば、ケース本体41,42、管3b、緊締具44bのそれぞれの対称軸が、全て同一平面上にある関係)に固定/保持する緊締具44bの内側接合面520bは、外径D44bの円筒形状に形成するのが好ましく、更に、円筒形状の内側接合面520bには、図24(D)に示すような溝状切欠口522を形成しておくと、図22に示すような略直進した液体透過光l45bが、そのまま、切欠口522の内部に誘導/乱反射され、受光部54に入射する光量を大幅に低減できるので、好ましい。
【0017】
f3) 更に、上記f1)の円筒形管の外径が最大の外径管の場合に演算した上記投光部及び受光部の固定位置と、上記f2)の円筒形管の外径が最小の外径管の場合に演算した投光部及び受光部の固定位置との誤差を演算し、かかる固定位置誤差が少なくなるように、上記円筒形管の外径が最大の場合の投光部及び受光部の固定位置、及び/又は、上記円筒形管の外径が最小の外径管の場合の投光部及び受光部の固定位置を変更する。
尚、上記投光部及び受光部の固定位置を演算する場合、更に、円筒形管の外径が、最大の外径管(r2=r1)と最小の外径管(r2=r2b)の中間の1/2の外径管(r2=(r1+r2b)/2)に対しても、上記投光部及び受光部の固定位置を演算すると、上記投光部及び受光部の固定位置の変動がどのような傾向を有するか、より詳細に把握でき好ましい。
更に又、上記f1)の液体検出装置4を取り付ける円筒形管の外径が最大の外径管(r2=r1)の場合、液体検出装置における投光部及び受光部の固定位置(ーx1,−y1)、(x8,−y8)=(x1(rmax),−y1(rmax))の演算に、上記式88〜97の解析結果を応用すると、先ず、図9に対応させて示す図21において、点P2の位置での、光路変更手段407から管3aへの屈折条件は、入射角θ2、屈折角θ32に対して、光路変更手段407の屈折率n1と、管3aの屈折率n2とが等しいことから、次式が成り立つ。
θ32 = θ2 ・・・(111)
又、図13に対応させて示す図21において、点P4の位置で、光路P2ーP4がx軸となす角度θ23=θ1であり、半径P4ーO0がy軸となす角度θ24=θ20であり、入射角θ61、屈折角θ71、及び管3a内部の空気中への屈折光P4ーP5がx軸となす角度θ25との間には、式17の替わりに次式が成り立つ。
θ1 + θ61 + θ20 = π/2 ・・・(112)
更に、入射角θ61と屈折角θ71との間には、管3の屈折率n2より次式が成り立つ。
sin(θ71)/sin(θ61) = n2 ・・・(113)
同様にして、図14に対応させて示す図21において、点P5の位置で、入射角θ81と屈折角θ91との間には、管3の屈折率n2より次式が成り立つ。
sin(θ81)/sin(θ91) = n2 ・・・(114)
しかして、式66及び式17より、
θ23=θ1 ≒ 32.76度 ・・・(115)
とすると、
θ61 = arctan(sin(θ23)/(n2−cos(θ23)))
= arctan(0.54112/0.65906) = 39.39度・・・(116)
が得られ、これを式90に代入すると、
θ71 ≒ θ23 + θ61 = 72.15度 ・・・(117)
更に、式19から、
θ24 = π/2 −θ71 −θ25 ・・・(118)
≒ 90 ー72.15 = 17.85度 ・・・(119)
が、得られる。
又、図21において、角P2O0P0=θ20は、
θ20 = π/2 −θ32 −θ1 ・・・(120)
= 90 ー13.25 ー32.76 = 43.99度 ・・・(121)
であるから、点P2の座標は式103、104より演算でき、更に、点P1の座標(x1,y1)は、式107、109より演算でき、
−x1(rmax)=sin(θ1)(cos(θ1)・(y0−y2)−sin(θ1)・x2)・・・(122)
=sin(θ1)(cos(θ1)・(2.5・r1−r1・cos(θ20))−sin(θ1)・r1・sin(θ20))
=0.6069・r1 ・・・(123)
−y1(rmax)=sin(θ1)**2・y0+cos(θ1)**2・y2−sin(θ1)・cos(θ1)・x2・・・(124)
=0.92463・r1 ・・・(125)
従って、上記を整理すると、式71、72からは、
x1(rmax) ≒ r1・tan(θ20) = r1・0.9654 ・・・(71)
y1(rmax) = r1・(k1ーtan(θ20)/tan(θ1)) ≒ r1 ・・・(72)
が得られ、、又、式108、110、123、125からは、
−x1(rmin)=0.6069・r1 ・・・(108)
−y1(rmin)=0.92463・r1 ・・・(110)
が得られるので、上記例では、円筒形管の外径が最大の外径管の場合の投光部(及び受光部)の固定位置x1(rmax),y1(rmax)、及び、円筒形管の外径が最小の外径管の場合の投光部(及び受光部)の固定位置x1(rmin),y1(rmin)を、x,y座標共に、その絶対値が大きくなる方向に移動させて、再度、上記演算を繰り返すとよい。
【0018】
f4) 上記f3)の固定位置変更工程を、最大外径管及び最小外径管の固定位置の間の誤差が、所定の誤差εの範囲内(例えば、最大外径管の外径r1が、1m前後の場合には、半径が数mmの円の範囲内、又、最大外径管の外径が、25mm前後の場合には、半径が1.0mmの円の範囲内、好ましくは、半径が0.5mmの円の範囲内)となるまで繰り返す。
更に、円筒形管の外径が最大及び最小の外径管の投光部(及び受光部)の固定位置x1,y1を、x,y座標を変動させて、再度、上記f1)〜f3)の演算を繰り返しても、最大外径管と最小外径管の固定位置の間の誤差が、所定の誤差εの範囲内に収まらない場合には、上記光路変更手段の取付面408,412の傾斜角θ1及び/又はθ31を変更させたり、取付面の交点P0の座標y0を変更させて、上記f1)〜f3)の演算を繰り返すとよい。
かくして、傾斜角θ1及び取付面の交点P0の座標y0を適切に設定すると、m=4.2で、かつ、最大外径管の外径が25mm前後の場合、所定の誤差εの範囲を、半径が0.1mmの円の範囲内となるまで繰り返し、精密に調整することが可能である。
尚、上記所定の誤差εの範囲は、投光部52及び受光部54の指向感度特性及び受光面積の大きさに依存し、受光部54に株式会社東芝製のシリコン・フォト・ダイオードTPS704を採用した場合には、受光部が1辺の長さ2.66mmの正方形受光部から構成され、その半値角θ1/2は、±65度である。従って、比較的大きな管径の計測を実行する場合には、受光部の前面に集光レンズ系を配設することが好ましい。
又、投光部52に、株式会社松下電器産業製のGaAs赤外発光ダイオードLN155を採用した場合には、指向感度特性の半値角θ1/2は、±80度となり、更に、投光部52に、株式会社東芝製のGaAs赤外発光ダイオードTLN107Aを採用した場合には、指向感度特性の半値角θ1/2は、±15度となり、気泡の影響を低減した計測を実行する場合には、指向感度特性の半値角θ1/2が大きな角度の発光素子を利用するのが好ましい。
又、上記例では、光路変更手段407、411を介在させて、投光部52及び受光部54が、直接、管3に接触したり、又は、外部に露出するのを防止したが、光路変更手段407、411を省略して投光部52及び受光部54を構成したり、光路変更手段407、411を、投光部52及び受光部54側に一体に組み込んで形成し、直接、管3に接触させたり、又は、外部に露出せしめても、本発明の液体検出装置4は、構成可能であり、かかる場合には、最大外径管から最小外径管まで、全ての計測対象となる外径管3に対して、投光部52からの投射光、及び、受光部54への屈折/透過光が、それぞれ、一定の角度θ21、及び、θ29で、管3に投光/受光できるように構成するとよい。
【0019】
次に、図20に対応させて示す図25は、本発明の液体検出装置4aの別の構成の1例であり、それぞれ、同様の番号を付した装置は、同様の機能を果たすと共に、液体検出装置4aでは、内側断面形状を、円筒面406から平面406a,406bに変更し、光路変更手段407a、411aを平面プリズム状に形成すると共に、ケース本体42の中央嵌合突起子450aに形成された管3との円筒状接合上面451aの上下方向の長さを、投光部52から投射した光束が、直接、受光部54に入射しないように、十分長く形成したもので、かかる投光部52から受光部54への光学経路の場合にも、管径の変動する管3を緊締具44の下面に形成された円筒曲面520の曲率半径部により緊締/挟持し、ケース本体41a、42aと、緊締具44との円筒状内側圧接/接合面で円筒形管3の軸芯位置を、その外径が変動しても絶えず一定の空間位置関係(図25において、ケース本体41aの対称中心線sj4と、サドル状緊締具44の対称中心線sj4と、円筒形管3の軸芯O3とが、管3の如何なる外径に対しても、光学的対称軸sj4=y軸と一致した同一平面上にあるような一定の空間位置関係)に、安定して精密/高精度に固定するため、管3の外径に応じて、緊締具44を変更するのが好ましく、
中程度の大きさの外径の管3を、光学的対称軸sj4に物理的に対称に配置するためには、図4に示すような緊締具44の内側接合円筒面520の内径が大きさD44に形成されたものを使用し、最大径を含む大外径の大きさの管3aを、光学的対称軸に物理的に対称に配置するためには、図23に示すような緊締具44aの内側接合円筒面520aの内径が大きさD44aに形成されたものを使用し、最小径を含む小外径の大きさの管3bを、光学的対称軸に物理的に対称に配置するためには、図24に示すような緊締具44bの内側接合円筒面520bの内径が大きさD44bに形成されたものを使用するのが、好ましい。
又、上記f0)〜f4)の解析工程は、内側断面が平面状であっても、全く同様に実行することができ、管3の中空内部を、屈折透過光が、x軸に、ほぼ平行に伝搬する条件で、従って、光学的対称軸sj4に対して、対称的に、投光部52及び受光部54の固定位置を演算することができる。
【0020】
次に、図20に対応させて示す図26は、本発明の液体検出装置4bの別の構成の1例であり、それぞれ、同様の番号を付した装置は、同様の機能を果たすと共に、液体検出装置4bでは、液体検出装置4と同様にケース本体41b,42bの内側断面形状が、円筒面406で形成されているが、投光部52及び受光部54を、y軸に関して、非対称に配置した1例であり、図26の配置例でも、上記と同様に、投光部52から投射した光束が、直接、受光部54に入射しないように、途中の光学経路に、遮光材450bを介在させる必要がある。
かかる投光部52から受光部54への非対称な配置の光学経路の場合にも、管径の変動する管3を緊締具44の下面に形成された円筒曲面520の曲率半径部により緊締/挟持し、ケース本体41b、42bと、緊締具44との円筒状内側圧接/接合面で円筒形管3の軸芯位置を、その外径が変動しても絶えず一定の空間位置関係(図26において、ケース本体41bの中心線aj5と、サドル状緊締具44の中心線aj5と、円筒形管3の軸芯O3とが、管3の如何なる外径に対しても、y軸と一致した同一平面上にあるような一定の空間位置関係)に、安定して精密/高精度に固定するため、管3の外径に応じて、上述と同様に緊締具44を変更するのが好ましい。しかして、図26に示すような投光部52と受光部54との非対称な配置の光学経路の場合には、上記f0)〜f4)の解析工程は、幾何方程式及び光学方程式を連立させてなる式1〜式38の非線形方程式を、直接、数値解析により解くことにより実行でき、上記f1)の円筒形管の外径が最大の外径管の場合に演算した投光部及び受光部の固定位置と、上記f2)の円筒形管の外径が最小の外径管の場合に演算した投光部及び受光部の固定位置と、f2−2)円筒形管の外径が、最大の外径管(r2=r1)と最小の外径管(r2=r2b)の中間の1/2の外径管(r2=(r1+r2b)/2)に対して演算した投光部及び受光部の固定位置とを、相互に比較し、
更に、上記f3)と同様にして、上記f1)の円筒形管の外径が最大の外径管の場合に演算した上記投光部及び受光部の固定位置と、上記f2)の円筒形管の外径が最小の外径管の場合に演算した投光部及び受光部の固定位置との誤差を演算し、かかる固定位置誤差が少なくなるように、上記円筒形管の外径が最大の場合の投光部及び受光部の固定位置、及び/又は、上記円筒形管の外径が最小の外径管の場合の投光部及び受光部の固定位置を変更する。
又、上記f4)と同様にして、上記f3)の固定位置変更工程を、最大外径管及び最小外径管の固定位置の間の誤差が、所定の誤差εの範囲内(例えば、最大外径管の外径r1が、1m前後の場合には、半径が数mmの円の範囲内、又、最大外径管の外径が、25mm前後の場合には、半径が1.0mmの円の範囲内、好ましくは、半径が0.5mmの円の範囲内)となるまで繰り返す。更に、円筒形管の外径が最大及び最小の外径管の投光部(及び受光部)の固定位置x1,y1を、x,y座標を変動させて、再度、上記f1)〜f3)の演算を繰り返しても、最大外径管と最小外径管の固定位置の間の誤差が、所定の誤差εの範囲内に収まらない場合には、上記光路変更手段の取付面408,412の傾斜角θ1及び/又はθ31を変更させたり、取付面の交点P0の座標y0を変更させて、上記f1)〜f3)の演算を繰り返すとよい。
但し、図26に示すような投光部52と受光部54との非対称な配置の場合には、最大外径管及び最小外径管の固定位置の間の誤差が、所定の誤差εの範囲内である光学経路が演算できた場合、対称な配置の場合に求まった光学経路と比較すると、投光部52から受光部54までの光学経路の長さが、一般に、長くなり、従って、受光光量の低下が観測され、一般には、装置のS/N比が低下する傾向にある。
しかしながら、傾斜角θ1及び取付面の交点P0の座標y0を適切に設定すると、多少演算時間はかかるが、非対称な投光部/受光部の配置であっても、最大外径と最小外径の比がm=4.2で、かつ、最大外径管の外径が25mm前後の場合、上記所定の誤差εの範囲を、誤差半径が0.5mmの円の範囲内となるまで繰り返し、精密に調整することが可能である。
【0021】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の投光部と受光部との固定位置演算方法によれば、管径の軸芯方向に変化する管内液体検出装置/液位検出装置において、管径が異なった場合でも、予め上記f4)の工程により、最大外径管及び最小外径管の固定位置の間の誤差が、所定の誤差εの範囲内となる位置を、液体検知用透過光の光学経路に沿って、幾何方程式及び光学方程式を連立させてなる式1〜式38の非線形方程式を、直接、数値解析により解くことにより精密に求めて、誤差範囲内の投光部及び受光部の固定位置に、それぞれ、投光部及び受光部を配設しているので、投光部の投射角度調節作業が全く不要であり、又、光を投射する管の外部から管内に屈折/透過した検知光により液体の有無を判定しているので、着色した液体や粘度の高く気泡の発生し易い液体であっても非常に安定して液体の有無判定が実行できると共に、装置を取付ける円筒形管の外径が大径管の場合と小径管の場合とで、20%以上、好ましくは200%以上、更に好ましくは、400%以上異なっていても、全く同一のセンサ本体が利用可能であり、装置の設置が簡単で熟練を要しない液体検出装置における投光部と受光部との固定位置演算方法を提供することができる。
又、本発明の管内液体検出装置及び/又は液位検出装置によれば、管径の軸芯方向に変化する液位に対して、当該管が透明部材で形成されていなくても光が半透明材等の透光可能な部材で構成されていれば使用可能であり、又、管径が異なった場合でも、投光部の投射角度調節作業が全く不要であり、更に、光を投射する管の外部から管内に屈折/透過した検知光により液体の有無を判定しているので、着色した液体や粘度の高く気泡の発生し易い液体であっても非常に安定して液体の有無判定が実行できると共に、装置を取付ける円筒形管の外径が大径管の場合と小径管の場合とで、20%以上、好ましくは200%以上、更に好ましくは、400%以上異なっていても、全く同一のセンサ本体が利用可能であり、装置の設置が簡単/確実で、設置空間が非常に狭くて済み、調節が容易で、取扱いに熟練を要しない液体検出装置/液位検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(A)は、液体貯蔵容器(タンク、カテーテル等)1内の液位検出に本発明の液位検出装置4sを応用した1例で、管3に本発明の管内液体検出装置4を取り付けた概略図であり、図1(B)は、その拡大正面図、図1(C)は、その拡大上面図、図1(D)は、その拡大側面図である。
【図2】図2(A)は、管内液体検出装置4の縦断面図であり、図2(B)は、透光材ケース41の上面図、図2(C)は、その底面図、図2(D)は、その側面図である。
【図3】図3(A)は、不透光材ケース42の縦断面図であり、図3(B)は、その上面図、図3(C)は、その底面図、図3(D)は、その側面図である。
【図4】図4(A)は、緊締具44の上面図であり、図4(B)は、その線4B−4Bでの部分断面図、図4(C)は、その線4C−4Cでの断面図、図4(D)は、その底面図である。
【図5】図5(A)は、締結材430の上面図であり、図5(B)は、その正面図、図5(C)は、その側面図である。
【図6】本発明の投光部52から受光部54までの全体の光学経路を、各屈折点での角度を中心に示した図である。
【図7】本発明の投光部52から受光部54までの全体の光学経路を、各屈折点での位置座標を中心に示した図である。
【図8】本発明の投光部52、光路変更手段407とケース内径r1の関係を示す図である。
【図9】光路変更手段407の屈折点P2での入射光P1−P2、屈折光l23の関係を示す図である。
【図10】光路変更手段407の屈折点P2から円筒形管3の外側屈折点P3へ透過光が伝播する光学経路を示す図である。
【図11】円筒形管3の外側屈折点P3でその内部に屈折光が伝播する場合の光学経路を示す図である。
【図12】円筒形管3の管材内部を屈折光がその内部に伝播する光学経路を示す図である。
【図13】円筒形管3の内側屈折点P4での屈折光の光学経路を示す図である。
【図14】円筒形管3の中空内部を屈折光が伝播し、内側屈折点P5で管材内部に屈折する場合の光学経路を示す図である。
【図15】円筒形管3の管材内部を屈折光がその外部に伝播する光学経路を示す図である。
【図16】円筒形管3の外側屈折点P6でその外部に屈折光が伝播する場合の光学経路を示す図である。
【図17】円筒形管3の外側屈折点P6から光路変更手段411の屈折点P7へ透過光が伝播する光学経路を示す図である。
【図18】光路変更手段411の屈折点P7でその内部に屈折光が伝播する光学経路を示す図である。
【図19】光路変更手段411の屈折点PPから受光部54に屈折光が伝播する光学経路を示す図である。
【図20】本発明の液位検出装置4s/管内液体検出装置4を、中程度の外径の管3に取り付けた場合の、光学経路を示す横断面図である。
【図21】本発明の液位検出装置4s/管内液体検出装置4を、最大外径の管3aに取り付けた場合の、光学経路を示す横断面図である。
【図22】本発明の液位検出装置4s/管内液体検出装置4を、最小外径の管3bに取り付けた場合の、光学経路を示す横断面図である。
【図23】図23(A)は、本発明の別の緊締具44aの上面図であり、図23(B)は、その線23B−23Bでの部分断面図、図23(C)は、その線23C−23Cでの断面図、図23(D)は、その底面図である。
【図24】図24(A)は、本発明の又別の緊締具44bの上面図であり、図24(B)は、その線24B−24Bでの部分断面図、図24(C)は、その線24C−24Cでの断面図、図24(D)は、その底面図である。
【図25】本発明の光路変更手段の内側断面が平面で形成された管内液体検出装置4aの水平断面図である。
【図26】本発明の投光部/受光部を非対称に配置して、最大外径管及び最小外径管に対する固定位置の間の誤差が、所定の誤差εの範囲内となる管内液体検出装置4bの水平断面図である。
【符号の説明】
2 液体
3,3a、3b 円筒形管
4、4a、4b 管内液体検出装置
4s 管内液位検出装置
41 透光材ケース
42 遮光材ケース
43 締結部材
430
44,44a,44b 緊締具
407、411 光路変更手段
450 遮光材突起子
46 表示手段
50 回路基板
52 投光部
54 受光部
Claims (3)
- 投光部と受光部とを組合せて円筒形管内の液体の有無を検出する管内液体検出装置における投光部と受光部との固定位置演算方法であって、
前記投光部及び受光部と、前記円筒形管との間に、内側の面が前記円筒形管の外周面に沿って接合/接触する光路変更手段をそれぞれ設け、
前記管の外部から当該管の中空内部に、ほぼ一定の検出角度で前記液体検知用透過光が屈折して入射するように前記投光部及び光路変更手段からなる光学経路を介して、前記透過光を投射せしめ、かつ、前記管の内部に液体が無い場合、前記屈折光が、直接、前記光路変更手段及び前記受光部により受光されるように前記受光部を配設し、
当該液体検出装置を取り付ける前記円筒形管の外径が最大の外径管の場合、その円筒中心より下方の当該液体検出装置を取り付ける側に、前記検知用透過光が透過するように前記投光部及び受光部の固定位置をそれぞれ幾何方程式及び光学方程式を連立させて演算する工程と、
当該液体検出装置を取り付ける前記円筒形管の外径が最小の外径管の場合、その円筒中心より下方の当該液体検出装置を取り付ける側を、前記検知用透過光が透過するように前記投光部及び受光部の固定位置をそれぞれ幾何方程式及び光学方程式を連立させて演算する工程と、
前記円筒形管の外径が最大の外径管の場合に演算した前記投光部及び受光部の固定位置と、前記円筒形管の外径が最小の外径管の場合に演算した前記投光部及び受光部の固定位置との誤差を演算し、かかる固定位置誤差が少なくなるように、前記円筒形管の外径が最大の場合の前記投光部及び受光部の固定位置、及び/又は、前記円筒形管の外径が最小の外径管の場合の前記投光部及び受光部の固定位置を変更する工程と、
前記固定位置変更工程を、前記最大外径管及び最小外径管の固定位置の間の誤差が、所定の誤差範囲内となるまで繰り返す工程と、を含むことを特徴とする管内液体検出装置における投光部と受光部との固定位置演算方法。 - 投光部と受光部とを組合せて円筒形管内の液体の有無を検出する管内液体検出装置であって、
前記投光部及び受光部と前記円筒形管との間に、内側の面が前記円筒形管の外周面に沿って接合/接触する光路変更手段をそれぞれ設け、
前記管の外部から当該管の中空内部に、ほぼ一定の検出角度で前記液体検知用透過光が屈折して入射するように、前記投光部及び光路変更手段を介して前記透過光を投射せしめ、かつ、前記管の内部に液体が無い場合には、前記屈折光が、直接、前記光路変更手段及び受光部により受光されるように前記投光部及び受光部を、それぞれ配設し、
前記管の内部に液体が有る場合には、前記屈折光が当該液体を透過し、直接、前記受光部に到達しないように前記投光部及び受光部を、それぞれ配設し、更に、前記受光部の出力を処理して管内液体の有無を検出する液体有無判定手段とを具え、
当該液体検出装置を取り付ける前記円筒形管の外径が大径管の場合と小径管の場合とで、20%以上異なる場合であっても、前記光路変更手段により前記検知用透過光を略一定の透過角度で前記管の内部を屈折/透過するように、前記投光部を所定の位置に固定して配設すると共に、前記管の外径が20%以上異なる場合であっても、前記光路変更手段により、前記管の内部を透過した前記検知用透過光を略一定の受光位置のままで、前記管内液体の有無を検出できるように、前記受光部を所定の位置に固定して配設し、かつ、
前記円筒形管の外径が変動しても、当該軸芯が、前記投光部及び受光部に対して、所定の位置関係となるように、前記円筒形管と前記投光部及び受光部との空間配置関係を固定する緊締具とを具えたことを特徴とする管内液体検出装置。 - 投光部と受光部とを組合せて円筒形管内の液体の液位を検出する液位検出装置であって、
前記投光部及び受光部と前記円筒形管との間に、内側の面が前記円筒形管の外周面に沿って接合/接触する光路変更手段をそれぞれ設け、
前記管の外部から当該管の中空内部に、ほぼ一定の検出角度で前記液位検知用透過光を屈折させて入射するように、前記投光部及び光路変更手段を介して、前記透過光を屈折/投射させ、かつ、前記管の内部に液体が無い場合には、前記屈折光が、直接、前記光路変更手段及び受光部により受光されるように、前記投光部及び受光部を、それぞれ配設し、
前記管の内部で、前記投光部及び受光部を取り付けた位置に液体が有る場合には、前記屈折光が当該液体を透過し、直接、前記受光部に到達しないように前記投光部及び受光部を、それぞれ配設し、更に、前記受光部の出力を処理して管内液体の有無を検出する液体有無判定手段を具え、
当該液位検出装置を取り付ける前記円筒形管の外径が大径管の場合と小径管の場合とで、20%以上異なる場合であっても、前記光路変更手段により前記液位検知用透過光を略一定の角度で前記管の内部を屈折/透過するように前記投光部を所定の位置に固定して配設すると共に、前記管の外径が20%以上異なる場合であっても、前記光路変更手段により、前記管の内部を透過した前記検知用透過光を略一定の受光位置のままで、前記管内液体の液位を検出できるように、前記受光部を所定の位置に固定して配設し、かつ、
前記円筒形管の外径が変動しても、当該軸芯が前記投光部及び受光部に対して、所定の位置関係となるように、前記円筒形管と前記投光部及び受光部との空間配置関係を固定する緊締具とを具えたことを特徴とする液位検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002205509A JP3853709B2 (ja) | 2002-07-15 | 2002-07-15 | 管内液体検出装置における投光部と受光部との固定位置演算方法及び管内液体検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002205509A JP3853709B2 (ja) | 2002-07-15 | 2002-07-15 | 管内液体検出装置における投光部と受光部との固定位置演算方法及び管内液体検出装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004045319A true JP2004045319A (ja) | 2004-02-12 |
JP2004045319A5 JP2004045319A5 (ja) | 2004-11-18 |
JP3853709B2 JP3853709B2 (ja) | 2006-12-06 |
Family
ID=31710798
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002205509A Expired - Lifetime JP3853709B2 (ja) | 2002-07-15 | 2002-07-15 | 管内液体検出装置における投光部と受光部との固定位置演算方法及び管内液体検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3853709B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006010597A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-12 | Takashi Wada | 液体切れ検知センサ |
JP2012063329A (ja) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Welco Co Ltd | 液体センサ |
KR20170008020A (ko) * | 2015-07-13 | 2017-01-23 | 주식회사 케이씨텍 | 탱크 수위 측정용 센서를 위한 센서 브라켓 |
KR20190000882U (ko) * | 2017-09-29 | 2019-04-08 | 주식회사 세 바 | 파이프와 밀착력이 강화된 초음파 유량계 |
JP2020118601A (ja) * | 2019-01-25 | 2020-08-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 液体検出センサ |
KR102243463B1 (ko) * | 2019-11-13 | 2021-04-22 | 주식회사 케이씨 | 레벨 센서의 높이 조정 장치 |
KR20230032390A (ko) * | 2021-08-31 | 2023-03-07 | (주)아이엘케이 | 타이로드 인장력 측정용 고정 지그 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6244264U (ja) * | 1985-09-06 | 1987-03-17 | ||
JPH09280923A (ja) * | 1996-04-12 | 1997-10-31 | Sunx Ltd | 液位検出装置 |
JP2001336966A (ja) * | 2000-05-29 | 2001-12-07 | Sunx Ltd | 液体検出装置 |
JP2002148101A (ja) * | 2000-11-10 | 2002-05-22 | Yamatake Corp | 液体検知装置 |
-
2002
- 2002-07-15 JP JP2002205509A patent/JP3853709B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6244264U (ja) * | 1985-09-06 | 1987-03-17 | ||
JPH09280923A (ja) * | 1996-04-12 | 1997-10-31 | Sunx Ltd | 液位検出装置 |
JP2001336966A (ja) * | 2000-05-29 | 2001-12-07 | Sunx Ltd | 液体検出装置 |
JP2002148101A (ja) * | 2000-11-10 | 2002-05-22 | Yamatake Corp | 液体検知装置 |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006010597A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-12 | Takashi Wada | 液体切れ検知センサ |
JP2012063329A (ja) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Welco Co Ltd | 液体センサ |
KR20170008020A (ko) * | 2015-07-13 | 2017-01-23 | 주식회사 케이씨텍 | 탱크 수위 측정용 센서를 위한 센서 브라켓 |
KR101707553B1 (ko) | 2015-07-13 | 2017-02-16 | 주식회사 케이씨텍 | 탱크 수위 측정용 센서를 위한 센서 브라켓 |
KR20190000882U (ko) * | 2017-09-29 | 2019-04-08 | 주식회사 세 바 | 파이프와 밀착력이 강화된 초음파 유량계 |
KR200489769Y1 (ko) * | 2017-09-29 | 2019-08-05 | 주식회사 세바 | 파이프와 밀착력이 강화된 초음파 유량계 |
JP2020118601A (ja) * | 2019-01-25 | 2020-08-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 液体検出センサ |
KR102243463B1 (ko) * | 2019-11-13 | 2021-04-22 | 주식회사 케이씨 | 레벨 센서의 높이 조정 장치 |
KR20230032390A (ko) * | 2021-08-31 | 2023-03-07 | (주)아이엘케이 | 타이로드 인장력 측정용 고정 지그 |
KR102542776B1 (ko) | 2021-08-31 | 2023-06-14 | (주)아이엘케이 | 타이로드 인장력 측정용 고정 지그 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3853709B2 (ja) | 2006-12-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2019228407A1 (zh) | 一种环形多点反射式光电气体传感器探头 | |
US5442435A (en) | Fluid composition sensor using reflected or refracted light monitoring | |
TWI513974B (zh) | 檢測器 | |
CN203132991U (zh) | 无可动部件的多通道角度调制型spr传感器检测系统 | |
US20080239322A1 (en) | Optical absorption gas sensor | |
JP2007192638A (ja) | ガス検知装置 | |
JP2899651B2 (ja) | 光透過型分光計 | |
JP2004045319A (ja) | 管内液体検出装置における投光部と受光部との固定位置演算方法及び管内液体検出装置並びに液位検出装置 | |
CN110632008B (zh) | 一种多点反射式光电气体传感器探头及光电气体检测装置 | |
US20030030790A1 (en) | Failure detecting optoelectronic sensor | |
US10466226B2 (en) | Measuring device | |
US10025077B2 (en) | Device for measuring solution concentration | |
CN108956406B (zh) | 一种烟度检测光学系统及其方法 | |
JP4474664B2 (ja) | 管内液体検出装置 | |
US11650150B2 (en) | Prism for measuring liquid concentration | |
CN212255747U (zh) | 一种用于检测细管内有无液体的传感器 | |
CN108956407B (zh) | 一种光路汇聚结构 | |
JP2004198428A (ja) | 光ファイバー束用の放射出力フィードバックセンサ | |
JP2004045319A5 (ja) | ||
CN210071649U (zh) | 一种四倍光程气室及气体检测设备 | |
JPH08247933A (ja) | 液中粒子濃度検出装置 | |
CN220104233U (zh) | 液位检测装置 | |
CN218974169U (zh) | 一种气体传感用反射式气室 | |
CN116164781B (zh) | 一种基于光纤f-p腔的mems传感器及其封装方法 | |
TWI827148B (zh) | 濃度測定裝置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050404 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051122 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060123 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060411 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060612 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20060802 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060829 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060906 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3853709 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120915 Year of fee payment: 6 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120915 Year of fee payment: 6 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120915 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130915 Year of fee payment: 7 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |