JP2007078413A - 気圧式液面検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 測定中に気体流量損失の影響を考慮する必要がなく、給気管の洗浄を自動的に行うことができる気圧式液面検出装置を提供する。
【解決手段】 ポンプを一定周期ごとに駆動して給気管を介してタンク内に一定の圧力で空気を送り込み（ＳＰ１）、ポンプ駆動後所定時間Ｔ５を経過後に給気管内の背圧を測定して液位を演算してホールドし（ＳＰ２，ＳＰ３）、電磁弁を開放してポンプ内の圧縮された空気を給気管に噴出してジェットバブルを送り込むことで給気管を洗浄する（ＳＰ４）。駆動時間経過直後の変動期間経過後におけるポンプ停止中に検出された圧力を基準値として記憶し（ＳＰ５，ＳＰ６）、その後に測定された液位が基準値に対して変動するか間欠動作設定時間が経過していればポンプを再駆動する（ＳＰ６〜ＳＰ９）。
【選択図】 図７

Description

この発明は気圧式液面検出装置に関し、特に、タンク内の液面を検出する気圧式液面検出装置に関する。

パージ式の気圧式液面検出装置は、タンク内の液中に給気管を挿入し、ポンプから定流量弁（パージセット）を介して一定流量の気体を連続して給気管に供給し、給気管の気体供給側に取付けられた圧力センサで給気管の圧力（背圧）を測定し、測定した圧力に基づいて液位を演算して表示する。

このような気圧式液面検出装置において、給気管の内部を気体が流動すると圧力損失（流量損失）が発生するが、一定流量の気体を給気管に供給すると、圧力損失は一定になる。測定物（タンク内の液）がない場合でも給気管内に気体が流れると圧力損失が発生する。このため、圧力センサは圧力損失を伴った圧力を背圧として検出することになる。

このように連続して一定流量の気体を給気管に供給する気圧式液面検出装置では、検出する圧力には、実際の圧力に圧力損失が加算された値になるが液面のレベルが変化しても圧力損失の値が一定のため無視しており、測定した圧力から液位を演算する制御回路には特別な演算を行っていない。

一方、特許第２９５１９５４号公報（特許文献１）には、間欠式の気圧式液面検出装置について記載されている。この気圧式液面検出装置では、液面のレベル変動に応じて、ポンプを高速動作させたり低速動作させたりするなどの間欠動作により、給気管に圧縮空気を供給して給気管の圧力を測定することで変動した液位を測定している。
特許第２９５１９５４号公報（段落番号００２６〜００２９、図４）

パージ式の気圧式液面検出装置は、ポンプを連続して駆動する必要があるため、ポンプを駆動するモータとして耐用年数の長いものを用いる必要があり、モータが高価になる。コストを低減するために、低価格のモータを使用することも考えられるが、例えば低価格の圧力ポンプは、寿命が３０００時間程度であり、連続で使用すると１２５日程度で寿命を終えることになり実用的でない。また、通常の低価格のポンプは、駆動（ＯＮ），停止（ＯＦＦ）しか制御できず、回転数などを変化させるには高価な制御回路が必要になってくる。

特許文献１に記載されている気圧式液面検出装置では、流量が一定ではなく、ポンプの高速動作時と低速動作時で流量が変化するので、高速動作時と低速動作時で生じる圧力損失が異なり、表示する液位に誤差を生じるという問題がある。さらに、この気圧式液面検出装置は、パルスモータやサーボモータなどを用いているためコストが高くなってしまうという問題もある。

給気管は長年の使用により、内部に異物などが付着することがあるが、従来では手動的に洗浄せざるを得ず、保守点検のために不必要に労力と時間を費やさざるを得ないという問題もあった。

そこで、この発明は、測定中に気体流量損失の影響を考慮する必要がなく、給気管の洗浄を自動的に行うことができる気圧式液面検出装置を提供することを目的とする。

この発明は、その一端がタンク内の液中に挿入される給気管と、給気管の他端に圧縮した気体を供給するポンプと、常時は閉鎖されており、駆動されることで開放されてポンプから給気管の他端への気体の供給を制御する電磁弁と、給気管内の圧力を計測する圧力計測手段と、ポンプを駆動するとともに駆動後の所定時間経過後に、電磁弁を開放して給気管に気体を噴出させて洗浄する駆動制御手段と、圧力計測手段で計測された給気管内の圧力に基づいて、タンク内の液位を演算して出力する演算制御手段とを備える。

この発明では、ポンプ駆動後所定時間経過すると電磁弁を開放することで、ポンプで圧力の高められた気体を給気管に噴出させることで、ジェットバブルにより給気管を自動的に洗浄できる。

一実施形態では、駆動制御手段は、ポンプの駆動を停止後に電磁弁を開放し、給気管内に液を流入させて給気管内の背圧を大気圧に等しくしてゼロ調整を行う。

他の実施形態では、気体が流入する流入口と、圧力計測手段に接続される計測口と、給気管に接続される流出口とを有するジョイントを含み、電磁弁は、ポンプとジョイントの流入口との間に設けられ、常時は開閉弁が閉鎖されており、駆動されることで開閉弁が開放される第１の電磁弁と、ジョイントの流出口と給気管との間に設けられ、常時は開閉弁が開放されており、駆動されることで閉鎖される第２の電磁弁とを含み、駆動制御手段は、第１の電磁弁を開放し、第２の電磁弁を閉鎖することにより、圧力計測手段内を大気圧にすることでゼロ調整を行う。

より好ましくは、ポンプで圧縮された気体を蓄積し、電磁弁が開放されたことに応じて圧縮された気体を給気管に噴出させるサブタンクを含む。サブタンクに圧縮された気体を蓄積することで、給気管に圧縮比の高い気体を噴出させることができる。

より好ましくは、演算制御手段は、圧力計測手段によって計測された電磁弁を駆動する直前の圧力値を記憶してポンプ駆動中および駆動停止から一定時間経過後まで保持し、ポンプ駆動中の給気管内の一時的な圧力昇圧の影響を受けなくする。

さらに、演算制御手段は、電磁弁の駆動前に、圧力計測手段によって連続的に計測された圧力値を出力し、ポンプ停止後に圧力計測手段によって計測された圧力値を記憶し、駆動制御手段は、圧力計測手段によって計則された圧力値が予め定める基準値に対して所定の幅を超えて変動したかあるいは予め設定された時間を経過したことに応じて、ポンプを駆動する。

さらに、演算制御手段は、ポンプが駆動を停止し、圧力変動による影響がなくなるまでの一定時間経過後、給気管内の圧力値を測定して基準値として記憶する。

さらに、警報表示手段を備え、演算制御手段は、ポンプを駆動した回数を計数して、保守点検または交換時期を警報表示手段に表示する。

この発明によれば、ポンプを駆動するとともに駆動後の所定時間経過後に、電磁弁を開放して給気管に気体を噴出するようにしたので、測定中に気体流量損失の影響を考慮する必要がなく、給気管の洗浄を自動的に行うことができる

図１はこの発明の一実施形態における気圧式液面検出装置の概略ブロック図である。

図１において、タンク１内には水や油などの液体が注入されており、液中に給気管２の一端が挿入されている。給気管２の他端にはＴ字型ジョイント８が設けられている。Ｔ字型ジョイント８は、電磁弁９に接続される接続口と、圧力検出手段としての圧力検出素子４に接続される計測口と、給気管２に接続される接続口とを有している。

電磁弁９は「ノーマルクローズ」形電磁弁を使用することで、機械的に逆止動作をするため、従来より用いられている逆止弁より強力な逆止効果を得ることができる。すなわち、電磁弁９の弁部分に少しの付着物があっても確実に動作させることができる。

電磁弁９とポンプ３との間にはサブタンク７が設けられている。サブタンク７はポンプ３で圧縮された空気を貯えておき、所定時間経過後に電磁弁９が開かれると、貯えている圧縮空気を電磁弁９とＴ字型ジョイント８とを介して給気管２に一気に噴出させることにより給気管２を自動洗浄するとともに、給気管２の一端からバブリングする。なお、サブタンク７は必ずしも必要とされるものではなく、省略してポンプ３を電磁弁９に直結してもよい。

圧力検出素子４によって給気管２内の圧力が背圧として検出される。圧力検出素子４で検出された圧力の圧力検出信号は、駆動制御手段および演算制御手段としての制御回路５に与えられる。制御回路５は圧力検出信号に応じてポンプ３に駆動，停止信号を与えて、駆動停止制御するとともに検出された圧力に基づいて、液位を演算して表示器６に液位を表示する。なお、ポンプ３の駆動制御および電磁弁９の開閉制御は、制御回路５によって行われる。

図２は図１に示した制御回路５の具体的なブロック図である。図２を参照して、制御回路５のより具体的な構成について説明する。制御回路５は、Ａ／Ｄ変換器５１と、マイクロコンピュータ５２と、Ｄ／Ａ変換器５３と、警報表示器５４と、ポンプ駆動停止制御回路５５と、電磁弁駆動停止制御回路５６とを含む。

Ａ／Ｄ変換器５１は圧力検出素子４で検出されたアナログの圧力検出信号をデジタル信号に変換してマイクロコンピュータ５２に出力する。マイクロコンピュータ５２は、圧力検出信号に基づいて、液位を演算する。この演算は、例えば予め圧力と液位との関係を記憶しておき、検出された圧力に対応する液位を読出して演算出力とすることができる。この演算出力は、Ｄ／Ａ変換器５３によってアナログ信号に変換されて出力信号として導出され、図１に示した表示器６に与えられて液位が表示される。これにより、液位の視認が容易になる。

マイクロコンピュータ５２には警報表示器５４が接続されていて、警報表示器５４にはポンプ３の寿命が表示される。例えば、マイクロコンピュータ５２は、ポンプ３を駆動した回数あるいは駆動した時間を計数していて、ポンプ３の保守点検あるいは交換時期になったことを判別すると警報表示器５４に警報表示する。これにより、ポンプ３の保守点検が容易になる。さらに、マイクロコンピュータ５２には、ポンプ駆動停止制御回路５５と電磁弁駆動停止制御回路５６とが接続されていて、ポンプ駆動停止制御回路５５によってポンプ３の駆動，停止が制御され、電磁弁駆動停止制御回路５６によって電磁弁９が制御される。

図３はポンプ３の一例の断面図であり、（Ａ）は縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の線Ｂ−Ｂに沿う平面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）の線Ｃ−Ｃに沿う断面図である。ポンプ３は図３（Ａ）に示すようにモータ３１を含み、モータ３１の回転軸に偏心フランジ３２が取付けられていて、軸３３の下端面が偏心フランジ３２の外周面に当接している。軸３３の上端はダイヤフラム３４の中心に固定されている。ダイヤフラム３４は円板状に形成されており、その周囲がポンプ室３５の内壁に固定されている。

ポンプ室３５上には、逆止パッキン部４２を挟んでポンプヘッド部３８が設けられている。モータ３１が回転すると、偏心フランジ３２の回転に伴って、軸３３が上下することでダイヤフラム３４が上下動し、吸入側逆止弁部３６からポンプ室３５に空気が吸入され、排出側逆止弁部３７から排出される。

逆止弁部３９，４１は図３（Ｂ）に示すように、逆止弁パッキン部４２上に一体構造として形成されている。吸入側逆止弁部３６と、逆止弁部３９とによりポンプ室３５内部から外部に空気が逆流するのが防止される。同様にして、排出側逆止弁部３７と、逆止弁部４１とにより外部から空気がポンプ室３５内に逆流するのが防止される。

なお、逆止弁部３９と、ポンプヘッド部３８内に設けられた吸入側逆止弁部３６との間には、ポンプ停止時に若干の隙間が設けられており、逆止弁部３９とポンプヘッド部３８とが密着するのを防いでいる。また、逆止弁部４１とポンプ室３５に設けられた排出側逆止弁部３７も同様にして構成されている。

図４はポンプの間欠動作を示すタイミング図である。まず、図４を参照して、この発明の一実施形態の気圧式液面検出装置の概略の動作について説明する。この発明の一実施形態では、ポンプ３を駆動して電磁弁９の駆動直前まで、給気管２内の液位背圧を圧力検出素子４で連続して検出し、その信号をそのまま同期出力動作する。そして、図４（Ｅ）に示すように、ポンプ３と電磁弁９との間の圧力が最大となるポンプ圧縮時間Ｔ５経過後に、図４（Ｄ）に示す電磁弁動作タイミング時間において電磁弁９が動作し、給気管２へ圧縮空気を噴出する。

このときに、給気管２に急激な気圧の上昇が発生して出力に影響を与えるため、電磁弁９の動作直前の背圧を記憶し、出力を電磁弁動作時間Ｔ４の間ホールドする。また、電磁弁９およびポンプ３が停止した後、液面変動が落ち着くまでの期間、図４（Ｃ）に示すサンプリング停止時間Ｔ６の間、出力をホールドする。すなわち、図４（Ａ）に示すホールド時間Ｔ２は電磁弁動作時間Ｔ４＋サンプリング停止時間Ｔ６となる。このような動作が図４（Ｆ）に示す一定周期の間欠動作Ｔ１＝１〜５分ごとに繰り返される。また、液位の変動を検出する基準液位は、図４（Ｂ）に示す基準値サンプリングタイミングにおいて、背圧を計測して基準値として記憶し、データを更新する。

図５は図４に示したポンプ動作の時間軸を拡大して示す。図５を参照して、図４に示した動作波形について詳細に説明する。

図４（Ｆ）に示したポンプ動作時間Ｔ３の時間軸を拡大して示すと図５（Ｅ）に示すポンプ動作波形となり、ポンプ３の動作時間Ｔ３におけるポンプ３と電磁弁９との間に発生する背圧は図５（Ｂ）に示す背圧変動波形のように上昇する。電磁弁９が動作すると空気が給気管２へ一気に流入し、背圧変動波形の立ち上がり部分では、オーバーシュートなどの変動が生じている。

図５（Ｃ）に示すように、電磁弁駆動直前の圧力計測値のサンプリングタイミングにおいて、液位表示用背圧測定を行い、さらに、ポンプ休止後の図５（Ｄ）に示す測定値が安定する時間Ｔ６の経過後における再駆動用基準値のサンプリングタイミングにおいて、液位表示用背圧測定を行う。

図５（Ｃ）に示すポンプ駆動動作直前圧力の計測値サンプリングタイミングから図５（Ｄ）に示すポンプ再駆動用基準値のサンプリングタイミングまでの期間は、図５（Ｇ）に示すようにポンプ駆動における圧力のホールド時間Ｔ２となる。また、この期間を除いて、入出力同期測定動作（ポンプ停止動作）が実行される。

図６はポンプ動作と出力表示のタイミング図である。

次に、図６を参照して、ポンプ３および電磁弁９の動作と出力信号について説明する。間欠動作時間Ｔ１を経過すると、ポンプ３は駆動を開始する。図６（Ｄ）に示すポンプ圧縮遅延時間Ｔ５が経過すると、図６（Ｃ）に示すように電磁弁９が動作を開始し、ポンプ３と電磁弁９との間の圧力空気を一気に給気管２内に放出する。図６（Ｂ）に示す出力信号波形は、電磁弁９が動作する直前の背圧の値を記憶して出力をホールドする。出力ホールド時間は、ポンプ３および電磁弁９が停止後、測定液圧圧縮空気安定時間Ｔ６が経過するまで続けられ、液位ホールド時間Ｔ２は電磁弁動作時間Ｔ４＋サンプリング停止時間Ｔ６となる。

ポンプ停止時における液位変化を監視するための基準液位の計測は、測定圧縮空気安定時間Ｔ６が経過直後にサンプリングされる。図６（Ｄ）に示すように、間欠動作設定時間Ｔ１ごとに一定の周期でポンプ３および電磁弁９が駆動されるが、図６（Ｂ）に示すように液面変動により測定した背圧が基準液位よりも低ければ（あるいは高ければ）、間欠動作設定時間Ｔ１よりも短い短縮時間ΔＴ１であっても、ポンプ３は再駆動する。すなわち、液面変動の監視幅が基準値を超えると、ポンプ３を再駆動する。

図７はこの発明の一実施形態における気圧式液面検出装置の動作を説明するためのフローチャートであり、図４〜図６について説明した処理をマイクロコンピュータ５２が行うものである。

まず、マイクロコンピュータ５２はステップ（図示ではＳＰと略称する）ＳＰ１において、ポンプ３を駆動する。すなわち、ポンプ駆動停止制御回路５５により、駆動信号をポンプ３に与える。この駆動信号は図５（Ｅ）に示すように、Ｔ３＝１０秒だけ「Ｈ」レベルに立ち上がる信号である。この駆動信号によりポンプ３が駆動されて、サブタンク７内に空気が送り込まれる。

マイクロコンピュータ５２は、ステップＳＰ２において、図５（Ｆ）に示したポンプ圧縮遅延時間Ｔ５が経過したか否かを判別し、経過していなければ経過するまで待機する。ポンプ圧縮遅延時間Ｔ５が経過したことを判別すると、ＳＰ３において、図５（Ｃ）に示す電磁弁９の動作直前における圧力のサンプリングホールドパルスに基づいてＡ／Ｄ変換器５１によってデジタル信号に変換された圧力検出素子４からの圧力検出信号をサンプリングして背圧を計測する。

マイクロコンピュータ５２は計測された背圧に基づいて、液位を演算して電磁弁動作時間Ｔ４および測定圧縮空気安定時間Ｔ６の期間ホールドする。また、その演算結果は、Ｄ／Ａ変換器５３によってアナログ信号に変換されて出力され、表示器６に液位が表示される。

その後、ステップＳＰ４において、電磁弁９を図５（Ｆ）に示す電磁弁動作時間Ｔ４だけ駆動する。電磁弁９が開放されると、ポンプ３で圧縮されてサブタンク７内に貯えられていた圧縮空気がＴ字型ジョイント８を介して給気管２内に一気に流れるので、給気管２内にジェットバブルが噴出する。そして、電磁弁動作時間Ｔ４が経過すると、電磁弁９が閉じられる。このとき、給気管２内の背圧は図５（Ａ）に示すように変化する。

ステップＳＰ５において、図５（Ｆ）に示す液面変動停止タイミング時間Ｔ６が経過したか否かを判別する。経過していなければ経過するまで待機し、所定時間が経過していれば、ステップＳＰ６において、Ａ／Ｄ変換器５１によってデジタル信号に変換された圧力検出素子４からの圧力検出信号を取込んで液位の基準値を記憶する。

ステップＳＰ７において、ポンプ停止動作時に、図５（Ｇ）に示す入出力動作を行う。すなわち、ポンプ休止後にデジタル信号に変換された圧力検出素子４からの圧力検出信号を取込み、現時点の液位と、ステップＳＰ６で記憶した基準液位とを比較する。ステップＳＰ８において、測定した液位が基準液位に対して変化したことを判別したときには、ステップＳＰ１に戻り、ポンプ３を再駆動する。

ステップＳＰ８において、液位が変動していないことを判別したときには、ステップＳＰ９において間欠動作設定時間Ｔ１を経過したか否かを判別する。間欠動作設定時間Ｔ１を経過していなければ、ステップＳＰ７に戻り、入出力同期動作を行う。

すなわち、図６（Ｄ）に示すように、間欠動作設定時間Ｔ１ごとに一定の周期でポンプ３が駆動されるが、ポンプ動作中の液位を測定して記憶しておき、図６（Ｂ）に示すように背圧変動により測定した液位が基準液位よりも低ければ、間欠動作設定時間Ｔ１よりも短い短縮時間ΔＴ１であってもポンプ３を再駆動することにより、液位が急激に変化しても直ちに液位を測定できる。

上述のごとく、この実施形態によれば、ポンプ３を駆動してサブタンク７内の圧力を高めておき、ポンプ圧縮遅延時間Ｔ５を経過後に電磁弁９を開くことにより、ポンプ３内の圧縮された空気が一気に給気管２に流れ込むので、給気管２にジェットバブルを噴出させることができる。このジェットバブルにより給気管２を洗浄することができる。

また、電磁弁９として「ノーマルクローズ」形電磁弁を使用することで、機械的に逆止動作をするため、従来より用いられている逆止弁より強力な逆止効果を得ることができ、電磁弁９の弁部分に少しの付着物があっても確実に動作させることができる。さらに、ポンプ３を停止させて電磁弁９を開き、液体を給気管２内に流入させると、背圧は大気圧と等しくなるためゼロ調整をすることができる。すなわち、給気管２がタンク１内の液体中にありかつ給気管２が固定されている場合でもゼロ調整が可能になる。

さらに、この実施形態によれば、再駆動液位基準値を大きくとっても、ポンプ３の停止時における液位を連続計測して出力しているので、追尾性が非常に良好になる。すなわち、背圧変動があっても常に液位変動を連続計測しているので、微小な液位変動の検出および警報の設定が可能となる。例えば、スパン２ｍで再起動液位基準値内を±１５ｃｍとすると、液位が３０ｃｍ上下に移動しても出力は追従する。

再駆動液位基準値および間欠動作設定時間Ｔ１を大きく設定しても、出力がホールドされる時間は、電磁弁９を駆動した時間Ｔ４の５秒と、測定圧縮空気安定時間Ｔ６の時間２秒の合わせた７秒だけであり、間欠動作設定時間Ｔ１を５分とすると、５分５秒は連続的に計測されていることになる。これにより、液位追従性は飛躍的に向上するので、間欠動作設定時間Ｔ１を長くし、かつ再起動液位基準値を大きくとることができる。

また、ゼロ，スパン点近くで再起動液位基準値が大きく設定されても、ポンプ停止時の連続計測のためゼロ，スパン値まで液位測定が可能となり、安全性が向上する。

さらに、この実施形態では、ポンプ３の停止時に液位を測定するようにしているため、気体流量損失の影響がなくなるので、給気管２の形状や長さ，材質などによる液位測定の影響を受けることがなく、測定の精度や信頼性を向上できる。

また、再駆動基準値を大きく取れるため、ポンプ寿命をさらに延ばすことが可能になる。さらに、ポンプ３の停止時に、下限値であるゼロ点と上限値との差のスパンを調整するゼロ・スパン調整などの取扱いがより簡単になる。しかも、ゼロ・スパン調整を静的に行うことができ、工場出荷時にゼロ・スパン調整が可能となり、据え付け後の調整を不要にできる。その結果、現場での据付時間の短縮、労力の軽減を図ることができる。

また、ポンプ３の停止時における液位を連続して検出し、電磁弁９の駆動時は駆動直前の液位を保持して、給気管２内に発生する一時的な圧力上昇をキャンセルして出力信号への影響を排除できる。このため、この方法によると、微小の出力ホールド時間Ｔ２を除いて見かけ上連続的な液位測定が可能となり、より円滑な計測が可能になる。

図８は、この発明の他の実施形態における気圧式液面検出装置の概略ブロック図である。図１に示した気圧式液面検出装置は、サブタンク７とＴ字型ジョイント８との間に電磁弁９を設けたのに対して、図８に示した実施形態では、サブタンク７とＴ字型ジョイント８との間に第１の電磁弁９を設けるとともに、Ｔ字型ジョイント８と給気管２との間に第２の電磁弁１０を設けたものである。第１の電磁弁９はノーマルクローズ形であり、第２の電磁弁１０はノーマルオープン形が用いられる。第２の電磁弁１０も制御回路５により開閉制御される。

図９は図８に示した実施形態において、ゼロ調整を行う概念を説明するための図である。

ゼロ調整を行う場合に、ポンプ３を停止し、図９に示すように第２の電磁弁１０を閉じ、第１の電磁弁９を開くと、圧力検出素子４内の空気がＴ字型ジョイント８から第１の電磁弁９とサブタンク７とポンプ３とを介して、大気圧に開放されるので、圧力検出素子４のゼロ調整を行うことが可能になる。このとき、第２の電磁弁１０が閉じられているので、給気管２から液体が逆流することはない。

なお、第２の電磁弁１０を設けたことにより自己診断機能を持たせることができる。すなわち、電磁弁９を開放し、電磁弁１０を閉じた状態でポンプ３を駆動する。一定時間後にポンプ３の最大圧力を検出できない場合、ポンプ３，サブタンク７，圧力検出素子４の故障あるいは配管の破損，漏れなどが予想される。

また、電磁弁９を開放し、電磁弁１０を閉鎖してポンプ３を駆動した後、電磁弁９を閉鎖した場合に、配管内の圧力が低下していれば、電磁弁９の故障あるいは配管の漏れなどを予想できる。

さらに、自己診断機能が正常であることが判別した後、電磁弁９を開放し、電磁弁１０を閉鎖してポンプ３の全発生圧力を圧力検出素子４に加えることにより、スパン調整も可能となる。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明の気圧式液面検出装置は、液面のレベル変動がなくてもポンプを一定周期で間欠動作させて液位を測定できる液位センサとして利用できる。

この発明の一実施形態における気圧式液面検出装置の概略ブロック図である。 図１に示した制御回路のより具体的なブロック図である。 この発明の一実施形態における気圧式液面検出装置に用いられるポンプの断面図である。 ポンプの間欠動作を示すタイミング図である。 図４に示したポンプ動作の時間軸を拡大して示すタイミング図である。 ポンプ動作と出力表示のタイミング図である。 この発明の一実施形態における気圧式液面検出装置の動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の他の実施形態における気圧式液面検出装置の概略ブロック図である。 図８に示した実施形態において、ゼロ調整を行う概念を説明するための図である。

符号の説明

１ タンク、２ 給気管、３ ポンプ、４ 圧力検出素子、５ 制御回路、６ 表示器、７ サブタンク、８ Ｔ字型ジョイント、９，１０ 電磁弁、３９，４１ 逆止弁、３１ モータ、３２ 偏心フランジ、３３ 軸、３４ ダイヤフラム、３５ ポンプ室、３６ 吸入側逆止弁部、３７ 排出側逆止弁部、３８ ポンプヘッド部、３９，４１ 逆止弁部、４２ 逆止弁パッキン部、５１ Ａ／Ｄ変換器、５２ マイクロコンピュータ、５３ Ｄ／Ａ変換器、５４ 警報表示器、５５ ポンプ駆動停止制御回路、５６ 電磁弁駆動停止制御回路。

Claims (8)

1. その一端がタンク内の液中に挿入される給気管と、
   前記給気管の他端に圧縮した気体を供給するポンプと、
   常時は閉鎖されており、駆動されることで開放されて前記ポンプで圧縮された気体を前記給気管の他端に供給するように制御する電磁弁と、
   前記給気管内の圧力を計測する圧力計測手段と、
   前記ポンプを駆動するとともに駆動後の所定時間経過後に、前記電磁弁を開放して前記給気管に気体を噴出させて洗浄する駆動制御手段と、
   前記圧力計測手段で計測された前記給気管内の圧力に基づいて、前記タンク内の液面レベルを演算して出力する演算制御手段とを備える、気圧式液面検出装置。
2. 前記駆動制御手段は、前記ポンプの駆動を停止後に前記電磁弁を開放し、前記給気管内に液を流入させて前記給気管内の背圧を大気圧に等しくしてゼロ調整を行う、請求項１に記載の気圧式液面検出装置。
3. さらに、前記気体が流入する流入口と、前記圧力計測手段に接続される計測口と、前記給気管に接続される流出口とを有するジョイントを含み、
   前記電磁弁は、
   前記ポンプと前記ジョイントの流入口との間に設けられ、常時は開閉弁が閉鎖されており、駆動されることで前記開閉弁が開放される第１の電磁弁と、
   前記ジョイントの流出口と前記給気管との間に設けられ、常時は開閉弁が開放されており、駆動されることで閉鎖される第２の電磁弁とを含み、
   前記駆動制御手段は、前記第１の電磁弁を開放し、前記第２の電磁弁を閉鎖することにより、前記圧力計測手段内を大気圧にすることでゼロ調整を行う、請求項１に記載の気圧式液面検出装置。
4. さらに、前記ポンプで圧縮された気体を蓄積し、前記電磁弁が開放されたことに応じて前記圧縮された気体を前記給気管に噴出させるサブタンクを含む、請求項１から３のいずれかに記載の気圧式液面検出装置。
5. 前記演算制御手段は、前記圧力計測手段によって計測された前記電磁弁を駆動する直前の圧力値を記憶して前記ポンプ駆動中および駆動停止から一定時間経過後まで保持し、ポンプ駆動中の前記給気管内の一時的な圧力昇圧の影響を受けなくする、請求項１から４のいずれかに記載の気圧式液面検出装置。
6. 前記演算制御手段は、前記電磁弁の駆動前に、前記圧力計測手段によって連続的に計測された圧力値を出力し、前記ポンプ停止後に前記圧力計測手段によって計測された圧力値を記憶し、
   前記駆動制御手段は、前記圧力計測手段によって計則された圧力値が予め定める基準値に対して所定の幅を超えて変動したかあるいは予め設定された時間を経過したことに応じて、前記ポンプを駆動する、請求項１から５のいずれかに記載の気圧式液面検出装置。
7. 前記演算制御手段は、前記ポンプが駆動を停止し、圧力変動による影響がなくなるまでの一定時間経過後、前記給気管内の圧力値を測定して前記基準値として記憶する、請求項１から６のいずれかに記載の気圧式液面検出装置。
8. さらに、警報表示手段を備え、
   前記演算制御手段は、前記ポンプを駆動した回数を計数して、保守点検または交換時期を前記警報表示手段に表示する、請求項１から７のいずれかに記載の気圧式液面検出装置。

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