JP2007285963A

JP2007285963A - 液面検出装置

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Publication number: JP2007285963A
Application number: JP2006115492A
Authority: JP
Inventors: Yasunari Tsukamoto; 耕也塚本
Original assignee: MRT KK
Current assignee: MRT KK
Priority date: 2006-04-19
Filing date: 2006-04-19
Publication date: 2007-11-01
Anticipated expiration: 2026-04-19
Also published as: JP4104633B2

Abstract

【課題】被測定液体の液面が変化する範囲に応じて装置の大きさを変更することなく、その範囲に応じて装置の構成を容易に変更することが可能な液面検出装置を提供する。
【解決手段】液面検出装置１は、被測定液体の液面の変動に従って移動するディスプレーサ５１〜５ｎと、ディスプレーサ５１〜５ｎを吊り下げて支持するためにディスプレーサ５１〜５ｎに接続された棒状体７０と、棒状体７０に接続され、ディスプレーサ５１〜５ｎの移動に連動する磁力発生部材１３と、磁力発生部材１３の移動に応じて伸縮するように配置され、かつ、一端の位置が固定されたばね部材１２と、磁力発生部材１３の移動方向に沿って配置された複数の磁気検出部３１〜３ｎとを備える。複数のディスプレーサ５１〜５ｎが棒状体７０を介して上下方向に間隔をあけて吊り下げられている。
【選択図】図１

Description

この発明は、一般的には液面検出装置に関し、特定的にはディスプレーサを用いた液面検出装置に関するものである。

従来から、この種の液面検出装置として液面計が、たとえば、特開平７−２９４３１６号公報（特許文献１）に記載されている。この液面計は、上端を係止したバネと、バネの下端より吊るされ、その一部または全部が被測定液体の中にあるディスプレーサと、ディスプレーサの移動に連動する磁石と、磁石の移動方向に隣接して並置された複数個の磁気検出器とを備える。

また、この種の液面検出装置として液面計が、たとえば、特開２００２−３５０２１７号公報（特許文献２）に記載されている。この液面計では、下端部に開口またはオリフィスを設けた外筒の内部にディスプレーサを収納し、その上部に支持棒とスプリングを介して鉄心を取り付け、ディスプレーサが液面の変動に伴って上下動可能に構成されている。鉄心は、外筒の上部に設けたシールパイプ内に配置され、ディスプレーサの上下動と連動してシールパイプの中を上下動する。シールパイプの外側には、鉄心に感応する一対の磁石が上下方向に間隔をおいて配置されている。各磁石にそれぞれ対応してマイクロスイッチが設置されている。
特開平７−２９４３１６号公報特開２００２−３５０２１７号公報

特開平７−２９４３１６号公報（特許文献１）に記載の従来の液面計では、液面が変化する範囲が大きくなると、その範囲に応じてデイスプレーサの長さを長くする必要がある。いいかえれば、タンクの長さが長くなると、タンクの長さに応じたディスプレーサの長さが必要になる。しかしながら、タンクを収容する建屋等に制約があるので、タンクの長さが長くなると、あるいは、液面が変化する範囲が大きくなると、それに応じた長いディスプレーサを取り付けることができないという問題がある。

上記の問題を解消するためには、デイスプレーサを分割して一体化する、または、ディスプレーサを吊り下げている棒状体を巻き取る等の対策を施す必要がある。このような対策を施すと、装置の構成が複雑になるという問題がある。

また、特開２００２−３５０２１７号公報（特許文献２）に記載の液面計では、液面が変化する範囲が大きくなると、その範囲に応じて、ディスプレーサを収納する外筒の長さを長くする必要がある。いいかえれば、タンクの長さが長くなると、タンクの長さに応じた外筒の長さが必要になる。しかしながら、タンクを収容する建屋等に制約があるので、タンクの長さが長くなると、あるいは、液面が変化する範囲が大きくなると、それに応じた長い外筒を取り付けることができないという問題がある。

さらに、上記の従来の液面計では、液面が変化する範囲が大きくなると、それに応じて、液面計の長さや大きさを変更する必要がある。このため、被測定液体を収容するタンクの大きさ、あるいは被測定液体の液面が変化する範囲に応じて液面計の装置の大きさを変更して設計する必要があるため、製造に要する時間が長くなるという問題がある。

そこで、この発明の目的は、被測定液体の液面が変化する範囲に応じて装置の大きさを変更することなく、その範囲に応じて装置の構成を容易に変更することが可能な液面検出装置を提供することである。

この発明に従った液面検出装置は、被測定液体の液面の変動に従って移動するディスプレーサと、このディスプレーサを吊り下げて支持するためにディスプレーサに接続された棒状体と、この棒状体に接続され、ディスプレーサの移動に連動する磁力発生部材と、この磁力発生部材の移動に応じて伸縮するように配置され、かつ、一端の位置が固定されたばね部材と、磁力発生部材の移動方向に沿って配置された複数の磁気検出部とを備える。複数のディスプレーサが棒状体を介して上下方向に間隔をあけて吊り下げられている。

この発明の液面検出装置においては、複数のディスプレーサが棒状体を介して上下方向に間隔をあけて吊り下げられているので、被測定液体の液面が変化する範囲に応じてディスプレーサの数や間隔を増やせばよい。また、被測定液体の液面が変化する範囲に応じてばね定数の異なるばね部材を用いればよい。このようにデイスプレーサやばね部材の構成を変更することによって、被測定液体の液面が変化する範囲が大きくなっても装置の大きさを変更することなく、その範囲内で変化する液面を検出することができるように装置の構成を容易に変更することができる。

この発明の液面検出装置においては、ディスプレーサが接続される側の棒状体の一方端に棒状体を介して重量体が接続されているのが好ましい。

また、この発明の液面検出装置は、磁力発生部材を内部に保持する筒状の保持部材をさらに備え、保持部材の内周面に磁力発生部材が固着され、保持部材の外周面にばね部材が配置されているのが好ましい。

このようにして磁力発生部材と保持部材とばね部材とを一体化させることにより、装置の構成をコンパクトにすることができる。

この場合、保持部材はフランジ部を有し、ばね部材の上端がフランジ部に接触しているのが好ましい。

さらに、この発明の液面検出装置は、磁力発生部材と保持部材とばね部材を被覆するように配置された筒状の密封部材を備え、磁気検出部は密封部材の外側に配置されているのが好ましい。

このように構成することにより、液体の圧力が密封部材に加えられるとしても、磁気検出部には液体の圧力が加えられない。このため、磁力発生部材と保持部材とばね部材を被覆する密封部材を耐圧構造にすればよく、磁気検出部等を構成する電気機器や電子部品を耐圧構造にする必要がない。

以上のようにこの発明によれば、被測定液体の液面が変化する範囲が大きくなっても装置の大きさを変更することなく、その範囲内で変化する液面を検出することができるように装置の構成を容易に変更することができる。

図１は、この発明の一つの実施の形態に従った液面検出装置の主要部の概略的な構成を示す概略断面図である。

図１に示すように、液面検出装置１は、可動部材１０と、密封部材２０と、磁気検出部３１〜３ｎと、接続部４０と、ディスプレーサ５１〜５ｎと、重量体６０と、棒状体７０とを備えている。ここで、ｎは２以上の整数である。

可動部材１０は、筒状の保持部材１１と、保持部材１１の外周面に保持されたばね部材１２と、保持部材１１の内部に保持された磁力発生部材１３とから構成されている。保持部材１１はフランジ部１１ａを有する。ばね部材１２の一端、すなわち上端１２ａは保持部材１１のフランジ部１１ａの下端面に接触し、ばね部材１２の他端、すなわち下端１２ｂはばね押え部材２３の上端面に接触している。より具体的には、ばね部材１２は、たとえば、圧縮コイルばねで構成され、保持部材１１のフランジ部１１ａの下端面とばね押え部材２３の上端面との間に挟まれて、圧縮された状態で保持されている。ばね押え部材２３は密封部材２０のフランジ部２２に固定されているので、ばね部材１２の下端１２ｂはばね部材１２の伸縮の基点になる。また、磁力発生部材１３、たとえば、円柱状の永久磁石は保持部材１１の内周面に固着されている。このようにして、ばね部材１２は、磁力発生部材１３の移動に応じて伸縮するように配置され、かつ、一端の位置として下端１２ｂの位置が固定されている。磁力発生部材１３は、ばね部材１２の長さ方向のほぼ中央部、すなわち、ばね部材１２の劣化し難い範囲内に配置されるのが好ましい。また、好ましくは、ばね押え部材２３の外周面に雄ねじ部が形成され、密封部材２０のフランジ部２２の内周面に雌ねじ部が形成され、雄ねじ部と雌ねじ部とが係合することにより、ばね押え部材２３は密封部材２０のフランジ部２２に固定されてもよい。この場合、雄ねじ部と雌ねじ部とが係合する長さを調整することにより、ばね部材１２の初期の圧縮状態を調整することができる。保持部材１１の材質は、非磁性体であるのが好ましい。

密封部材２０は、筒状部２１とフランジ部２２とから構成されている。筒状部２１が保持部材１１とばね部材１２と磁力発生部材１３とからなる可動部材１０を被覆し、かつ、フランジ部２２が液体容器（タンク）１００の天板部１０１に密着するように、密封部材２０は配置されている。

複数の磁気検出部３１〜３ｎは、密封部材２０の筒状部２１の外側で上下方向に間隔をあけて配置されている。より具体的には、磁気検出部３１〜３ｎの各々が密封部材２０の筒状部２１の外周面の周りにらせん状に配置されている。磁気検出部３１〜３ｎは、ばね部材１２の長さ方向のほぼ中央部、すなわち、ばね部材１２の劣化し難い範囲内に配置されるのが好ましい。

棒状体７０は、たとえば、フレキシブルワイヤ等の線状体でもよく、複数のディスプレーサ５１〜５ｎを吊り下げて支持するためにディスプレーサ５１〜５ｎに接続されている。複数のディスプレーサ５１〜５ｎは、棒状体７０を介して上下方向に間隔をあけて吊り下げられている。液面の位置に応じて複数のディスプレーサ５１〜５ｎの一部または全部が液体２００の中にある。複数のディスプレーサ５１〜５ｎの各々は、測定される液体２００の液面の変動に従って生じる浮力によって上下方向に移動する。可動部材１０と複数のディスプレーサ５１〜５ｎとは、棒状体７０を介して接続部４０で接続されている。重量体６０は、ディスプレーサ５１〜５ｎの重量よりも重く、ディスプレーサ５１〜５ｎが接続される側の棒状体７０の一方端に棒状体７０を介して接続されている。ディスプレーサ５１〜５ｎの材質は液体２００に対して耐食性を有するものであるのが好ましい。

以上のように構成された液面検出装置１において、液体２００の液面の変動に従って複数のディスプレーサ５１〜５ｎと重量体６０とによって生じる重力および浮力と、ばね部材１２の復元力とが釣り合うように配置する。このとき、ディスプレーサ５１〜５ｎが液体２００の液面の変動に従って上下移動すると、ディスプレーサ５１〜５ｎの上下移動に連動して、複数のディスプレーサ５１〜５ｎと重量体６０とによって生じる重力および浮力に釣り合うまで、ばね部材１２の上端１２ａが変位し、すなわち、ばね部材１２の上端１２ａに接触して一体化した保持部材１１と磁力発生部材１３とが変位する。この磁力発生部材１３の変位に応じて生じる磁気の変動が磁気検出部３１〜３ｎによって検出される。

この場合、ディスプレーサ５１〜５ｎの各々の上下方向の移動に対応して、磁気検出部３１〜３ｎの各々が磁気の変動を検出してＯＮするようにスイッチング動作すれば、ディスプレーサ５１〜５ｎの各々が位置する液面を検出することができる。たとえば、図１に示すように、液体２００の液面２０１にディスプレーサ５１が位置する場合には磁気検出部３１が磁力発生部材１３によってもたらされる磁気の変動を検出してＯＮするようにスイッチング動作し、液体２００の液面２０２にディスプレーサ５２が位置する場合には磁気検出部３２が磁力発生部材１３によってもたらされる磁気の変動を検出してＯＮするようにスイッチング動作することにより、液面２０１と液面２０２の間の液面の変動を検出することができる。

この発明の液面検出装置１においては、複数のディスプレーサ５１〜５ｎが棒状体７０を介して上下方向に間隔をあけて吊り下げられているので、上記のようにして液体２００の液面の変動を検出することができる。したがって、被測定液体の液面が変化する範囲に応じてディスプレーサの数や間隔を増減すればよい。また、被測定液体の液面が変化する範囲に応じてばね定数の異なるばね部材を用いればよい。このようにデイスプレーサやばね部材の構成を変更することによって、被測定液体の液面が変化する範囲が大きくなっても装置の大きさ、たとえば、デイスプレーサの大きさ、可動部材の大きさ、密封部材の大きさを変更することなく、その範囲内で変化する液面を検出することができるように装置の構成を容易に変更することができる。

また、この発明の液面検出装置１においては、複数のディスプレーサ５１〜５ｎが棒状体７０を介して上下方向に間隔をあけて吊り下げられているので、被測定液体の液面が変化する範囲が大きくなっても、いいかえれば、液体容器（タンク）１００の大きさが大きくなっても、液体容器（タンク）１００を収容する建屋等の制約があっても、複数のディスプレーサ５１〜５ｎを液体容器（タンク）１００の内部に容易に設けることができる。その結果、被測定液体を収容するタンクの大きさ、あるいは被測定液体の液面が変化する範囲に応じて液面検出装置の大きさを変更して設計する必要がないので、製造工程を短縮することができる。また、使用者が複数のディスプレーサの取り付け位置、間隔を任意に変更することによって、被測定液体の液面が変化する範囲に応じて装置の構成を最適化することができる。

さらに、この発明の液面検出装置１は、磁力発生部材１３を内部に保持する筒状の保持部材１１を備え、保持部材１１の内周面に磁力発生部材１３が固着され、保持部材１１の外周面にばね部材１２が配置されているので、磁力発生部材１３と保持部材１１とばね部材１２とを一体化させることにより、装置の構成をコンパクトにすることができる。

さらにまた、この発明の液面検出装置１は、磁力発生部材１３と保持部材１１とばね部材１２を被覆するように配置された筒状の密封部材２０を備え、磁気検出部３１〜３ｎが密封部材２０の外側に配置されているので、液体２００の圧力が密封部材２０に加えられるとしても、磁気検出部３１〜３ｎには液体の圧力が加えられない。このため、磁力発生部材１３と保持部材１１とばね部材１２を被覆する密封部材２０を耐圧構造にすればよく、磁気検出部等３１〜３ｎを構成する電気機器や電子部品を耐圧構造にする必要がない。

なお、上記の実施の形態では、磁気検出部３１〜３ｎの各々が密封部材２０の筒状部２１の外周面の周りにらせん状に配置されているので、磁気検出部全体の上下方向の長さを短くすることができる。これにより、装置をよりコンパクトにすることができる。

以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものである。

この発明の一つの実施の形態に従った液面検出装置の主要部の概略的な構成を示す概略断面図である。

符号の説明

１：液面検出装置、１０：可動部材、１１：保持部材、１２：ばね部材、１２ａ：上端、１２ｂ：下端、１３：磁力発生部材、２０：密封部材、２３：ばね押え部材、３１〜３ｎ：磁気検出部、５１〜５ｎ：ディスプレーサ、６０：重量体、１００：液体容器（タンク）、２００：液体、２０１，２０２：液面。

Claims

被測定液体の液面の変動に従って移動するディスプレーサと、
前記ディスプレーサを吊り下げて支持するために前記ディスプレーサに接続された棒状体と、
前記棒状体に接続され、前記ディスプレーサの移動に連動する磁力発生部材と、
前記磁力発生部材の移動に応じて伸縮するように配置され、かつ、一端の位置が固定されたばね部材と、
前記磁力発生部材の移動方向に沿って配置された複数の磁気検出部とを備え、
複数の前記ディスプレーサが前記棒状体を介して上下方向に間隔をあけて吊り下げられている、液面検出装置。
前記ディスプレーサが接続される側の前記棒状体の一方端に前記棒状体を介して重量体が接続されている、請求項１に記載の液面検出装置。
前記磁力発生部材を内部に保持する筒状の保持部材をさらに備え、
前記保持部材の内周面に前記磁力発生部材が固着され、前記保持部材の外周面に前記ばね部材が配置されている、請求項１または請求項２に記載の液面検出装置。
前記保持部材はフランジ部を有し、前記ばね部材の上端が前記フランジ部に接触している、請求項３に記載の液面検出装置。
前記磁力発生部材と前記保持部材と前記ばね部材を被覆するように配置された筒状の密封部材をさらに備え、
前記磁気検出部は前記密封部材の外側に配置されている、請求項３または請求項４に記載の液面検出装置。