JP2008002937A

JP2008002937A - 液位検出用電極棒

Info

Publication number: JP2008002937A
Application number: JP2006172431A
Authority: JP
Inventors: Katsuaki Kano; 克晃加納
Original assignee: Miura Co Ltd; Miura Protec Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd; Miura Protec Co Ltd
Priority date: 2006-06-22
Filing date: 2006-06-22
Publication date: 2008-01-10

Abstract

【課題】液位検出容器における液位検出の異常の発見と検出液位の校正とを１本で行える液位検出用電極棒を提供する。
【解決手段】液位検出容器４を貫通するように絶縁体５を介して取り付けられ、前記液位検出容器４の外側へ突出する端子部８と前記液位検出容器４の内側へ突出する液位検出電極部９とを備えた液位検出用電極棒１であって、前記液位検出電極部９に、絶縁部１０と導電部１１とを電極先端側からこの順に形成したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、液位検出手段として、液位検出容器を貫通するように絶縁部を介して取り付けられる液位検出用電極棒に関する。

たとえば、水使用機器の給水システムにおける給水タンクや、燃焼機器の燃料供給システムにおける燃料タンクなどのような液体貯留容器には、容器内の液位の制御や監視を行うことなどを目的として、液位検出手段が取り付けられている。また、ボイラ缶体の側方には、このボイラ缶体内と連通する液体貯留容器が接続されており、この液体貯留容器には、ボイラ缶体内の水位の制御や監視を行うことなどを目的として液位検出手段が取り付けられている。

前記のように液位の制御や監視などが行われる前記液体貯留容器，すなわち液位検出容器に取り付けられる前記液位検出手段としては、液位を連続的な値として検出するものや、一または複数の所定液位を検出するものが知られている。たとえば、液位を連続的な値として検出する液位検出手段としては、圧力検出器や重量検出器を用いて測定された圧力や重量に基づいて、前記液位検出容器内の液位を検出するものや、前記液位検出容器に取り付けられた液位検出用電極棒を用いて測定された静電容量に基づいて、前記液位検出容器内の液位を検出するものなどがある。また、一または複数の所定液位を検出する液位検出手段としては、液位の変化に応じて上昇または降下するフロートの位置を適宜の検出手段で検出することにより、前記液位検出容器内の所定液位を検出するものや、前記液位検出容器に取り付けられた液位検出用電極棒と液面との接触，不接触による導通状態の変化により、所定液位を検出するものなどがある。

ところで、液位の制御や監視などを行う場合、しばしば前記液位検出手段によって検出された液位に誤差が生じたり、前記液位検出手段が故障したりするなど、液位検出の異常が発生することがある。そこで、特許文献１には、液位検出器の異常の検出と校正を行う方法として、液体貯留容器に、液位を連続的な値として検出する第一液位検出器と、一または複数の所定液位を検出する第二液位検出器とを設け、両者の検出液位を比較することにより、前記第一液位検出器または前記第二液位検出器の少なくとも一方の異常を判断する液位検出器の異常検出方法が開示されている。
特開２０００−５５７１２号公報

しかし、前記特許文献１では、前記第一液位検出器と前記第二液位検出器の２つの検出器が必要となることから、コスト高となり、また２つの検出器を設置するスペースがないことも考えられる。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、液位検出容器における液位検出の異常の発見と検出液位の校正とを１本で行える液位検出用電極棒を提供することである。

この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、液位検出容器を貫通するように絶縁体を介して取り付けられ、前記液位検出容器の外側へ突出する端子部と前記液位検出容器の内側へ突出する液位検出電極部とを備えた液位検出用電極棒であって、前記液位検出電極部に、絶縁部と導電部とを電極先端側からこの順に形成したことを特徴とする。

請求項１に記載された発明では、電源の一方を前記端子部と接続するとともに、前記電源の他方を前記液位検出容器と接続して液位検出回路を形成し、この液位検出回路に通電して、前記液位検出容器内における液位を検出する。前記液位検出容器内において、液面が前記絶縁部にあるときは、この絶縁部を誘電体として静電容量を測定することにより、前記液位検出容器内における液位を連続して検出する。そして、前記液位検出容器内の液面が上昇し、前記導電部へ達すると、前記液位検出電極部と前記液位検出容器との間が短絡状態となり、前記液位検出容器内における特定液位を検出する。

そして、前記液位検出電極部と前記液位検出容器との間が短絡したときの静電容量に基づいて検出された液位（検出液位）と、液位検出が正常に行われている状態で、前記液位検出電極部と前記液位検出容器との間が短絡したときに得られるべき静電容量に基づいて検出される正常時液位とを比較することにより、液位検出が正常に行われているか否かを判定する。これにより、前記液位検出容器における液位検出の異常を発見することができる。また、液位検出が異常であると判定されたときには、前記検出液位を前記正常時液位へ校正する。

この発明によれば、１本の前記液位検出用電極棒により、液位検出の異常を発見することができるとともに、検出液位を校正することができる。

つぎに、この発明の実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。
（第一実施形態）
まず、この発明の第一実施形態について説明する。図１および図２は、この発明の第一実施形態の液位検出用電極棒を用いた液位検出システムの構成の一例を示す概略的な説明図である。具体的には、図１は、液面が液位検出電極部における絶縁部にあるときを示す図であり、また図２は、液面が液位検出電極部における導電部にあるときを示す図である。

図１および図２に示す液位検出用電極棒１は、液位検出システム２における液位検出回路３の一部を構成しており、この液位検出用電極棒１は、液位検出容器４を貫通するように絶縁体５を介して取り付けられている。前記液位検出容器４は、上部連結管６および下部連結管７を介してボイラ缶体などの液体貯留容器（図示省略）と連通するようにして接続されている。

前記液位検出用電極棒１は、前記液位検出容器４の外側へ突出する端子部８を一端側に備え、前記液位検出容器４の内側へ突出する液位検出電極部９を他端側に備えている。

前記液位検出電極部９には、絶縁部１０と導電部１１とが電極先端側からこの順に形成されている。前記絶縁部１０は、前記液位検出用電極棒１の電極表面を、電極先端から所定の長さにわたってフッ素樹脂などの絶縁性材料で被覆することによって形成されている。また、前記導電部１１は、電極表面を露出させて形成されており、前記端子部８と導通している。

ここで、図１に示すように、前記液位検出容器４内において液面が前記絶縁部１０にあるとき、この絶縁部１０を誘電体として測定された静電容量に基づいて、前記液位検出容器４内の液位が連続的に検出されるようになっている。また、図２に示すように、前記液位検出容器４内において、液面が前記絶縁部１０から前記導電部１１へ達すると、前記液位検出電極部９と前記液位検出容器４との間が短絡状態となり、特定液位，すなわち前記絶縁部１０と前記導電部１１の境界部分の液位であるＨ液位が検出されるようになっている。

前記端子部８は、前記液位検出回路３における電源１２の一方と接続されている。そして、前記電源１２の他方は、前記液位検出容器４と接続されている。また、前記液位検出回路３には、前記液位検出容器４内の液位を検出する液位検出部１３と、液位検出が正常に行われているか否かを判定する判定部１４と、この判定部１４により液位検出が異常であると判定されたとき、前記判定部１４からの液位校正指令に基づいて検出液位を校正する校正部１５とが接続されている。

前記液位検出部１３では、前記液位検出回路３に通電することにより、前記絶縁部１０を誘電体として液位に応じた静電容量が測定される。そして、測定された静電容量が電圧値へ変換され、前記液位検出容器４内の液位が、前記電圧値として検出されるようになっている。また、前記液位検出容器４内の液面が、前記絶縁部１０から前記導電部１１へ達したとき、前記液位検出部１３では、前記液位検出電極部９と前記液位検出容器４との間が短絡状態となったことを検知して、前記Ｈ液位が検出されるようになっている。

前記判定部１４には、液位検出が正常に行われている状態で、前記液位検出容器４内の液面が前記絶縁部１０から前記導電部１１へ達し、前記液位検出電極部９と前記液位検出容器４との間が短絡状態となったときに得られるはずの静電容量に対応する電圧値Ｖ（前記Ｈ液位に相当する電圧値）が記憶されている。

さて、前記液位検出用電極棒１を用いた前記液位検出システム２による液位検出方法，液位検出の異常判定方法および検出液位の校正方法について説明する。この実施形態では、前記液位検出回路３に通電し、前記液位検出部１３によって前記液位検出容器４内の液位を検出する。具体的には、図１に示すように、前記液位検出容器４内の液面が、前記絶縁部１０にあるとき、この絶縁部１０を誘電体として、前記液位検出部１３によって静電容量を測定し、この測定値を電圧値へ変換して液位を検出する。そして、前記液位検出容器４内の液面が上昇し、図２に示すように、前記導電部１１へ達すると、前記液位検出電極部９と前記液位検出容器４との間が短絡状態となり、前記液位検出部１３によって前記Ｈ液位を検出する。このとき、前記判定部１４では、前記液位検出電極部９と前記液位検出容器４との間が短絡状態となったときの静電容量から変換された電圧値Ｖ_Ｓと、前記電圧値Ｖとを比較し、両者に所定以上の差が生じているとき、液位検出が異常であると判定する。

前記判定部１４は、液位検出が異常であると判定したとき、前記校正部１５へ液位校正指令を出力する。前記校正部１５は、前記液位校正指令を受けて前記電圧値Ｖ_Ｓを前記電圧値Ｖへ校正することにより、検出液位が正常時液位へ校正される。

以上説明した前記液位検出用電極棒１によれば、１本で液位検出の異常を発見することができるとともに、検出液位を校正することができる。したがって、コストを抑えることができ、また複数の液位検出器の取付けが困難な小さなスペースにも設置することができる。

（第二実施形態）
つぎに、この発明の第二実施形態について説明する。図３は、この発明の第二実施形態の液位検出用電極棒を用いた液位検出システムの一部を拡大した概略的な説明図である。

第二実施形態の液位検出用電極棒２０においては、前記絶縁部１０が、電極先端から前記Ｈ液位よりも上方，すなわち前記端子部８側まで形成されている。そして、前記導電部１１は、前記Ｈ液位よりも前記端子部８側の前記絶縁部１０の表面を、この絶縁部１０の端部まで達するように，すなわち電極表面と導通するようにして導体で覆うことによって形成され、前記端子部８と導通している。

前記液位検出用電極棒２０によっても、前記液位検出用電極棒１と同様に、前記絶縁部１０を誘電体として測定された静電容量に基づいて、連続的に液位を検出するとともに、前記液位検出容器４内の液面が前記導電部１１へ達したときに、前記Ｈ液位を検出することができる。したがって、前記液位検出用電極棒２０によれば、１本で液位検出の異常を発見することができるとともに、検出液位を校正することができる。

以上、この発明を前記各実施形態によって説明したが、この発明は、前記各実施形態に限られるものでないことはもちろんである。たとえば、前記液位検出容器４は、水使用機器の給水システムにおける給水タンク，燃焼機器の燃料供給システムにおける燃料タンク，あるいは真空脱気装置等の処理槽などの液体貯留容器であってもよい。

この発明の第一実施形態の液位検出用電極棒を用いた液位検出システムの構成の一例を示す概略的な説明図であり、液面が液位検出電極部における絶縁部にあるときを示す図である。この発明の第一実施形態の液位検出用電極棒を用いた液位検出システムの構成の一例を示す概略的な説明図であり、液面が液位検出電極部における導電部にあるときを示す図である。この発明の第二実施形態の液位検出用電極棒を用いた液位検出システムの一部を拡大した概略的な説明図である。

符号の説明

１，２０液位検出用電極棒
４液位検出容器
５絶縁体
８端子部
９液位検出電極部
１０絶縁部
１１導電部

Claims

液位検出容器を貫通するように絶縁体を介して取り付けられ、前記液位検出容器の外側へ突出する端子部と前記液位検出容器の内側へ突出する液位検出電極部とを備えた液位検出用電極棒であって、
前記液位検出電極部に、絶縁部と導電部とを電極先端側からこの順に形成したことを特徴とする液位検出用電極棒。