JP2014006117A - 液面レベル計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 薬液などの腐蝕性の強い液体の液面レベルを計測することができる液面レベル計測装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 ロッド状の導電性金属からなるプローブ３０と、プローブ３０に電流パルスを供給して液面レベルを計測する回路基板１０５，１０６を内蔵するヘッド部１０と、下端を閉じた筒状体のフッ素樹脂からなり、プローブ３０が上端から挿入される保護シース３１と、保護シース３１の上端をヘッド部１０に圧接した状態で、保護シース３１及びヘッド部１０を連結し、保護シース３１内を密閉するシース連結部３４とを備える。フッ素樹脂からなる保護シースを容易に密閉し、密閉された保護シース内にプローブを収容することができるので、プローブの腐蝕を防止することができる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、液面レベル計測装置に係り、さらに詳しくは、プローブを用いて液面レベルを計測する液面レベル計測装置の改良に関する。

ガイドパルス方式の液面レベル計測装置は、導電性材料からなるプローブを備え、当該プローブ内における電流パルスの反射を利用して、液面レベルを計測する。鉛直方向に配置したプローブの一部が液体に浸かっている場合、液体及び空気の比誘電率の違いにより液面に相当する位置で電流パルスの反射が生じる。このため、プローブの上端から送信パルスを供給し、その反射パルスが検出されるまでの時間間隔を計測すれば、プローブの上端から液面までの距離として、液面レベルを求めることができる。

このような液面レベル計測装置では、プローブが計測対象の液体に直接触れるため、プローブが腐蝕してしまうという問題があった。プローブは、良好な導電性を確保するために金属材料が用いられており、耐蝕性の良好なステンレス鋼（ＳＵＳ）を用いたとしても腐蝕の防止には限界がある。特に、薬品などの腐蝕性の強い液体の液面レベルの計測には用いることはできないという問題があった。

そこで、プローブに対し、耐蝕性、耐薬品性の良好な絶縁性材料からなる保護カバーを設けることが考えられる。ところが、プローブは計測対象の液体が気化した高濃度の雰囲気に晒されるため、保護カバーと他の部材との接合部の気密性が十分でないと、当該接合部から保護カバー内へ高濃度の雰囲気が侵入し、プローブを腐蝕させてしまうことが考えられる。特に、フッ素樹脂は、耐薬品性に優れているが、他の素材との間で十分な気密性を保持しつつ接合することができないという問題があった。

さらに、プローブは、その測定範囲に応じた長さのものを使用する必要があり、交換可能であることが望ましい。このため、プローブが交換可能となるように、保護カバーも着脱可能であることが求められる。

特開平９−２７３９５８号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、薬液などの腐蝕性の強い液体の液面レベルを計測することができる液面レベル計測装置を提供することを目的とする。また、ガイドパルス方式の液面レベル計測装置において、プローブの腐蝕を防止することを目的とする。さらに、プローブを交換可能な液面レベル計測装置において、プローブの腐蝕を防止することを目的とする。

第１の本発明による液面レベル計測装置は、ロッド状の導電性金属からなるプローブと、上記プローブに電流パルスを供給し、その反射パルスを検出することにより、液面レベルを計測する回路基板を内蔵するヘッド部と、螺合取付のための取付部が形成され、上記プローブを包囲するための下端を閉じた筒状体のフッ素樹脂からなる保護シースと、を備え、上記プローブは上記保護シースの筒状体に収容され、上記保護シースは上記取付部よりも下方は一体的に又は溶着により閉塞されてなる。

この様な構成により、耐腐蝕性に優れたフッ素樹脂からなり、かつ、取付部よりも下方が一体的に又は溶着により閉塞された保護シース内にプローブを収容し、プローブの腐蝕を防止することができる。従って、腐蝕性の高い液体の液面レベルを測定することができる。

第２の本発明による液面レベル計測装置は、上記構成に加えて、上記保護シースの取付部により上記液面レベル計が螺合される際に把持され、所定のトルクを超えると空転する空転機構を備えて構成される。

この様な構成により、液面レベル計が螺合される際に、保護シースの取付部に対し、過大な締付トルクが加えられ、損傷するのを防止することができる。このため、保護シースの材料として、過大な外力に対し機械的強度が十分でないフッ素樹脂を用いることができる。

第３の本発明による液面レベル計測装置は、上記構成に加えて、上記回路基板に接続された計測端子をシールド板で囲んだ構造体であって、上記ヘッド部から下方へ突設されたシールド構造体と、上記保護シースと共に、上記回路基板、上記シールド構造体及び上記プローブを包囲する樹脂製の主ケースと、を備え、上記シールド構造体は、導電性樹脂により外部と導通可能に構成される。

第４の本発明による液面レベル計測装置は、上記構成に加えて、上記主ケースはＰＰＳからなり、上記保護シースはＰＦＡからなる。

第５の本発明による液面レベル計測装置は、上記構成に加えて、上記保護シースは、上端に鍔部が設けられ、上記ヘッド部と螺合する螺子部と、上記ヘッド部に対し、上記保護シースの鍔部を押圧する押圧部とが、内周面上にそれぞれ形成されたシース連結ナットからなるシース連結部を備える。

第６の本発明による液面レベル計測装置は、上記構成に加えて、上記保護シースが、上記ヘッド部の外面に対し着脱可能に連結され、上記プローブが、上記入出力端子に対し着脱可能に連結される。

本発明によれば、薬液などの腐蝕性の強い液体の液面レベルを計測することができる液面レベル計測装置を提供することができる。また、ガイドパルス方式の液面レベル計測装置において、プローブの腐蝕を防止することができる。さらに、プローブを交換可能な液面レベル計測装置において、プローブの腐蝕を防止することができる。

本発明の実施の形態１による液面レベル計１の一構成例を示した外観図である。 図１の液面レベル計１の要部について内部構造の一例を示した断面図である。 ヘッド部１０を上から見たときの様子を示した外観図である。 ヘッド部１０の内部構造の一例を示した断面図である。 本発明の実施の形態２による液面レベル計２の一構成例を示した外観図である。 図５の液面レベル計２の要部について内部構造の一例を示した断面図である。 保護シース３１の取り付け時の様子を示した展開斜視図である。 シース連結ナット３４を水平面で切断し、下側を見た場合の斜視図である。 シース連結ナット３４を水平面で切断し、上側を見た場合の断面図である。 図５の液面レベル計２におけるアース経路についての説明図である。 複合リング２４及び引出プラグ２５を抜き出して示した図である。 本発明の実施の形態３による液面レベル計３の一構成例を示した外観図である。 図１２の液面レベル計３の要部について内部構造の一例を示した断面図である。 図１３中の領域Ａを拡大して示した拡大図である。 図１３中の領域Ｂを拡大して示した拡大図である。 押圧板６２の一構成例を示した外観図である。 押圧板６４の一構成例を示した外観図である。 本発明の実施の形態４による液面レベル計４の要部について一構成例を示した断面図である。 図１８のリール部７０を上から見たときの様子を示した図である。

実施の形態１．
＜液面レベル計１の外観＞
図１は、本発明の実施の形態１による液面レベル計測装置の一構成例を示した外観図であり、ガイドパルス方式の液面レベル計１が示されている。この液面レベル計１は、制御回路を内蔵したヘッド部１０と、ヘッド部１０から下方へ突設された計測端子部２０と、計測端子部２０に連結されたプローブ３０と、ヘッド部１０から横方向に延びる接続ケーブル４０とを備えている。

ヘッド部１０は、回路基板を収容する略円柱形状の本体部１１と、本体部１１の傾斜させた上面に設けられた表示パネル１２ａ及び操作パネル１２ｂと、本体部１１の側面から水平に突設されたケーブルガイド部１３と、本体部１１の下面から下方に突設された端子ガイド部１４とを備えている。

表示パネル１２ａは、本体部１１内の表示装置を閲覧可能にする表示窓であり、操作パネル１２ｂは、ヘッド部１０内の操作スイッチを操作可能にする操作部である。

ケーブルガイド部１３は、本体部１１の側面に形成された円形断面を有する突出部であり、その先端から接続ケーブル４０が引き出されている。接続ケーブル４０の先端にはコネクタが設けられており、外部装置と接続される。この接続ケーブル４０は、例えば、外部装置から電源を供給するための電源ケーブルと、外部装置との間でデータ通信を行うための通信ケーブルとが含まれている。

端子ガイド部１４は、本体部１１の下面に形成された突出部であり、本体部１１よりも小径の円形断面を有し、その下端には、径方向の外側に向かって広がるフランジ部１５が設けられている。フランジ部１５は、計測対象の液体を収容している貯留タンクに対し、液面レベル計１を取り付ける際、当該貯留タンクの天板の上面に係止される。従って、ヘッド部１０は、液面レベルの計測時に貯留タンクの外に設置される。

計測端子部２０は、端子ガイド部１４の下面に形成された突出部であり、端子ガイド部１４よりも更に小径の円形断面を有する。計測端子部２０は、計測端子２１ａをシールド板２１ｃで囲んだ同軸構造体２１を内蔵し、計測端子２１ａは、主ケースＣＳの下端から更に下方へ突出している。計測端子部２０は、フランジ部１５よりも下方に設けられているため、液面レベルの計測時には、その上部が貯留タンクの天板の貫通孔内に配置され、その下部は貯留タンク内に配置される。

プローブ３０は、ロッド状の導電性金属であり、電流パルスの伝搬経路として用いられる。プローブ３０の一端は、計測端子２１ａの下端に連結され、プローブ３０の他端は開放されている。このため、計測端子２１ａを介して、ヘッド部１０から供給される送信パルスは、開放端に向けてプローブ内を伝搬する。このとき、プローブ３０内に特性インピーダンスの変化点が有れば、当該変化点において反射が生じ、その反射パルスがヘッド部１０に向けて伝搬される。プローブ３０の一部が液体に浸かっている場合、プローブ３０の特性インピーダンスは、液面レベルに相当する位置において変化するため、送信パルス及び反射パルスの時間間隔を計測すれば、液面レベルを検出することができる。

主ケースＣＳは、ヘッド部１０及び計測端子部２０を構成する気密性の樹脂ケースであり、材質の異なる下部ケースＣＳＬ及び上部ケースＣＳＵからなる。下部ケースＣＳＬは、螺子部１６を含む本体部１１の下部、ケーブルガイド部１３、端子ガイド部１４及び計測端子部２０を構成し、上部ＣＳＵは、本体部１１の上部を構成している。つまり、主ケースＣＳは、その大部分が下部ケースＣＳＬからなる。

下部ケースＣＳＬは、十分な機械的強度を有し、かつ、耐薬品性に優れた非晶性又は半結晶性の熱可塑性樹脂、例えば、半結晶性樹脂であるＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）を射出成形することにより得られる。ＰＰＳは、主ケースＣＳに求められる機械的強度を有する合成樹脂の中で、最も耐薬品性に優れた材料の一つとして知られている。半結晶性樹脂としては、他に、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＰＡ（ポリフタルアミド）等が十分な機械的強度を有し、かつ、耐薬品性に優れるため選択可能であり、また、非晶性樹脂としては、ＳＲＰ（自己補強性ポリフェニレン）、ＨＴＳ（高耐熱サルホン）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＳＵ（ポリサルホン）、ＰＰＳＵ（ポリフェニレンサルホン）、ＰＥＳＵ（ポリエーテルサルホン）等が十分な機械的強度を有し、かつ、耐薬品性に優れるため選択可能である。

一方、上部ケースＣＳＵには、十分な機械的強度と透明性を有し、かつ、耐薬品性に優れた樹脂、例えば、ＰＰＳＵ（ポリフェニレンサルホン）が用いられる。ＰＰＳＵは、ＰＰＳに比べれば耐薬品性が劣るが、透明性を有する合成樹脂の中では最も耐薬品性に優れた材料の一つとして知られている。非晶性樹脂としては、ＳＲＰ（自己補強性ポリフェニレン）、ＨＴＳ（高耐熱サルホン）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＳＵ（ポリサルホン）、ＰＰＳＵ（ポリフェニレンサルホン）、ＰＥＳＵ（ポリエーテルサルホン）等が十分な機械的強度と透明性を有し、かつ、耐薬品性に優れるため選択可能である。

つまり、下部ケースＣＳＬ及び上部ケースＣＳＵは、いずれも十分な機械的強度を有し耐薬品性に優れた熱可塑性樹脂からなるが、下部ケースＣＳＬでは、耐薬品性を優先してＰＰＳが用いられるのに対し、上部ケースＣＳＵでは、後述する表示パネル１２ａ及び操作パネル１２ｂとの親和性を考慮して透明性を有するＰＰＳＵが用いられることが好ましい。また、ＰＰＳＵでも十分なに優れた耐薬品性を示すため、下部ケースＣＳＬ及び上部ケースＣＳＵを共にＰＰＳＵにより形成されてもよい。また、表示部パネル１２ａ等の透明性を必要とする要素を備えない場合は、下部ケースＣＳＬ及び上部ケースＣＳＵを共に耐薬品性を優先してＰＰＳにより形成されてもよい。なお、下部ケースＣＳＬ及び上部ケースＣＳＵの接合部にはＯリングが配置され、主ケース内の気密性を確保している。

＜液面レベル計１の内部構造＞
図２は、図１の液面レベル計１の要部について内部構造の一例を示した断面図であり、主として、端子ガイド部１４及び計測端子部２０を鉛直面により切断したときの断面が示されている。端子ガイド部１４は、ヘッド部１０の下端部であり、計測端子部２０は、主ケースＣＳの下端部である。

同軸構造体２１は、計測端子２１ａの側面を誘電体２１ｂで取り囲み、更に当該誘電体２１ｂの側面をシールド板２１ｃで取り囲んだ同軸構造を有している。計測端子２１ａには、導電性の良好な金属材料、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）が用いられ、誘電体２１ｂには、樹脂などの絶縁性材料、例えば、フッ素樹脂が用いられ、シールド板２１ｃには、導電性の良好な金属材料、例えば、真鍮が用いられる。

計測端子２１ａの上端は、端子ガイド部１４内において、同軸構造を有する可撓性の基板接続ケーブル１０１に接続され、当該基板接続ケーブル１０１を介して、本体部１１内の回路基板に接続されている。つまり、主ケースＣＳ内において、回路基板に接続されている。一方、計測端子２１ａの下端は、主ケースＣＳの外側において、２本の締結螺子２２を用いて、プローブ３０と着脱可能に連結されている。このため、液面レベルの計測範囲に応じて、異なる長さのプローブ３０に交換することができる。

計測端子２１ａは、主ケースＣＳ内において同軸構造体２１から突出し、突出した計測端子２１ａの周面上にＯリング２３が取り付けられている。このＯリング２３は、主ケースＣＳの内面と対向するように、計測端子２１ａの周面上に形成された溝部内に保持されており、主ケースＣＳの気密性を確保している。

この液面レベル計１は、貯留タンクの天板に形成された貫通孔に対し、プローブ３０を上から挿入し、フランジ部１５が天板の上面に当接した状態で、貯留タンクに取り付けられる。ここで、電流パルスが貯留タンクの天板と交差すれば、天板の上面及び下面の位置において、それぞれ反射が生じる。特に、天板が金属製の場合には顕著な反射が生じるため、液面レベルでの反射パルスの強度が低下し、液面レベルの計測精度が低下する。このため、液面レベル計１では、同軸構造体２１を天板と交差させることにより、天板の影響を受けて反射が生じるのを抑制している。

つまり、フランジ部１５は、その下面が同軸構造体２１の上端よりも低くなるように配置されている必要があり、図２では、同軸構造体２１が、フランジ部１５を越えて、ヘッド部１０内に延びている様子が示されている。同様にして、フランジ部１５は、その下面と同軸構造体２１の下端との距離が、天板の厚さよりも長くなるように設けられている必要がある。

＜表示パネル１２ａ／操作パネル１２ｂ＞
図３は、ヘッド部１０を上から見たときの様子を示した外観図であり、本体部１１の上面に形成された表示パネル１２ａ及び操作パネル１２ｂが示されている。また、図４は、ヘッド部１０の内部構造の一例を示した断面図であり、本体部１１の上部を鉛直面により切断したときの断面が示されている。

本体部１１内には、回路基板１０４〜１０６が収容されており、回路基板１０４及び１０５には、液面レベルを計測するための制御回路が形成され、回路基板１０６には、液晶表示パネルなどの表示装置１０２と、ドーム型スイッチなどの操作スイッチ１０３とが設けられている。

表示パネル１２ａは、表示装置１０２を閲覧可能に保護する表示窓である。このため、表示パネル１２ａには、透明性を有し、かつ、耐薬品性に優れた樹脂、例えば、ＰＰＳＵ（ポリフェニレンサルホン）が用いられる。表示パネル１２ａとの親和性を考慮して上部ケースＣＳＵにもＰＰＳＵが用いられているが、上部ケースＣＳＵは透明性が必要ないため、黒色に着色されている。表示パネル１２ａは、インサート成型により、同一材料の上部ケースＣＳＵと一体的に形成されている。このため、上部ケースＣＳＵとの間で気密性が確保されている。

操作パネル１２ｂは、操作スイッチ１０３を操作可能に保護するユーザ操作部であり、操作スイッチ１０３に対応して形成された主ケースＣＳの上面開口を閉鎖している。操作パネル１２ｂは、上部ケースＣＳＵと同じ樹脂（ＰＰＳＵ）からなるが、ユーザの押下操作により容易に撓む程度の可撓性が必要であることから、薄いシート材が用いられている。操作パネル１２ｂは、上部ケースＣＳＵと同じ材料が用いられているため、超音波溶着により、上部ケースＣＳＵとの間で気密性が確保されている。

実施の形態２．
実施の形態２では、プローブ３０の腐蝕を防止することにより、耐薬品性を向上させた液面レベル計測装置について説明する。

図５は、本発明の実施の形態２による液面レベル計測装置の一構成例を示した外観図であり、ガイドパルス方式の液面レベル計２が示されている。図６は、図２と同様にして、図５の液面レベル計２の要部について内部構造の一例を示した断面図である。図７は、保護シース３１の取り付け時の様子を示した展開斜視図である。

この液面レベル計２は、図１の液面レベル計１（実施の形態１）に保護キャップ１７及び保護シース３１を取り付けることにより、耐薬品性を向上させた装置である。保護キャップ１７及び保護シース３１は、着脱可能に取り付けられる耐薬液用部品であり、腐蝕性の高い液体の液面レベルを測定する場合に用いられる。

＜保護キャップ１７＞
保護キャップ１７は、ヘッド部１０に着脱可能に取り付けられ、表示パネル１２ａ及び操作パネル１２ｂを含む本体部１１の上部を保護している。ここでは、保護キャップ１７の内周面に形成された内螺子部と、本体部１１の外周面に形成された外螺子（図１の螺子部１６）とを螺合させることにより、上部ケースＣＳＵからなる本体部１１の上部を覆うように、保護キャップ１７が取り付けられる。上述した通り、上部ケースＣＳＵ、表示パネル１２ａ及び操作パネル１２ｂには、下部ケースＣＳＬに比べて耐薬品性の劣る樹脂が用いられ、また、操作パネル１２ｂには、肉厚の薄いシート材が用いられている。このため、下部ケースＣＳＬと同じ樹脂、つまり、ＰＰＳからなる保護キャップ１７を取り付けることにより、上部ケースＣＳＵ、表示パネル１２ａ及び操作パネル１２ｂを保護することができる。

＜保護シース３１＞
保護シース３１は、ヘッド部１０に着脱可能に取り付けられ、プローブ３０を保護している。保護シース３１は、下端が閉鎖され、上端が開放された筒状体からなり、プローブ３０を収容すると共に、外周面上には貯留タンク等と螺合することができる螺子部３１２（取付部）が形成されている。また、保護シース３１は、上端開口からプローブ３０を挿入した後、上端をヘッド部１０の外面に圧接することにより、上端開口を閉鎖し、内部の気密性を確保するように保護シース３１を密閉する。

プローブ３０は、貯留タンク内において、計測対象の薬液に浸かり、あるいは、当該薬液が気化した高濃度の雰囲気に晒される。このような過酷な環境下に置かれるプローブ３０を保護する保護シース３１には、耐薬品性に優れた樹脂、例えば、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂が用いられる。

ＰＦＡは、最も耐薬品性に優れた材料の一つとして知られており、耐薬品性に関してはＰＰＳよりも優れているが、ＰＰＳのような機械的強度を確保することができない。このため、下部ケースＣＳＬや保護キャップ１７には、ＰＦＡではなく、ＰＰＳが用いられている。つまり、貯留タンク内に配置される保護シース３１については、耐薬品性を優先してＰＦＡを採用する一方、貯留タンク外に配置される主ケースＣＳ及び保護キャップ１７については、機械的強度と耐薬品性を考慮して主としてＰＰＳを採用している。

保護シース３１のうち、特に、貯留タンク等と螺合する螺子部３１２よりも下方は、貯留タンク内において、計測対象の薬液に浸かり、あるいは、当該薬液が気化した高濃度の雰囲気に晒されることになる。

ＰＦＡ等のフッ素樹脂は、その材質に応じて切削加工あるいは射出成型等の加工技術を用いることで、一体的な部材として形成されることができる。また、ＰＦＡ等のフッ素樹脂は、同じ素材同士であれば、溶着することにより、隙間が生じないように接合することができる。このため、保護シース３１のうち、少なくとも螺子部３１２（取付部）よりも下方は、切削加工あるいは射出成型等の加工技術を用いることで、一体的な部材として形成される、もしくは、いずれもＰＦＡからなる上端部３１ａ、パイプ部３１ｂ及び下端部３１ｃを互いに溶着することによって製作される。なお、保護シース３１の取付部よりも下方だけでなく、全体が一体的に又は溶着により形成されていてもよいことは言うまでも無い。一方、ＰＦＡは、ＰＰＳなどの異なる樹脂と溶着することができないため、液面レベル計２では、保護シース３１の上端を主ケースＣＳの外面に圧接することにより、保護シース３１の上端開口を閉鎖している。しかしながら、圧接による閉鎖では、高い気密性を確保することが難しく、薬液の侵入を防ぐことはできたとしても、雰囲気の侵入を完全に防ぐことはできない。

そこで、液面レベル計２では、保護シース３１内に、プローブ３０だけでなく、計測端子部２０も収容し、保護シース３１の上端をヘッド部１０の下面に圧接することにより、保護シース３１の上端開口を閉鎖している。つまり、保護シース３１及び主ケースＣＳを貯留タンク外において接合することにより、当該接合部を薬品濃度の低い雰囲気中に配置している。このため、貯留タンク内において接合する場合に比べて、プローブ３０の劣化を顕著に抑制することができる。

保護シース３１の外周面上には、上端側から順に鍔部３１０、ボルト部３１１及び螺子部３１２が形成されている。

鍔部３１０は、保護シース３１の上端を径方向の外側に向けて広げた、円形の外周を有する形状からなる。フランジ部１５の下面と対向する鍔部３１０の上面には溝部が形成され、当該溝部内にＯリング３３が取り付けられている。このため、保護シース３１及びフランジ部１５がＯリング３３を介して圧接され、保護シース３１内の気密性を高めている。また、保護シース３１の圧接は、シース連結ナット３４のレンチ部３４２の上面が、鍔部３１０の下面を押圧することにより行われる。

ボルト部３１１は、六角形の外周を有し、シース連結ナット３４の内周面のレンチ部３４２と係合する。このため、保護シース３１は、シース連結ナット３４と連動して回転する。また、ボルト部３１１及びレンチ部３４２と、貯留タンクの天板３７との間には、円環状のガスケット３５が設けられている。このため、天板３７の貫通孔を介してタンク内外が連通し、貯留タンクの気密性が低下するのを防止している。

螺子部３１２は、保護シース３１の外周面に形成された外螺子である。貯留タンクの天板３７の貫通孔に内螺子が形成されている場合、保護シース３１を当該貫通孔にねじ込むことにより、螺子部３１２を貫通孔と係合させ、液面レベル計２を天板３７に取り付けることができる。また、貫通孔に内螺子が形成されていない場合には、螺子部３１２を天板３７下の取付固定ナットと螺合させることにより、当該取付固定ナットと、シース連結ナット３４との間に天板３７を挟み込むことによって、液面レベル計２を天板３７に取り付けることができる。

＜アタッチメント１８＞
図１の液面レベル計１に保護シース３１を取り付ける場合、まず、ヘッド部１０に対し、保護シース取り付け用のアタッチメント１８が取り付けられる。アタッチメント１８は、端子ガイド部１４の外周を取り囲む形状からなり、シース連結ナット３４の内螺子と勘合するための螺子部１８ｓが外周面上に形成され、ヘッド部１０に対し、回転可能に支持されている。

このアタッチメント１８は、２個以上のアタッチメント片１８ａ，１８ｂに分割することができ、分割することによりヘッド部１０から取り外すことができる。端子ガイド部１４の外周面上に取り付けられたアタッチメント１８は、本体部１１の傾斜した下面と、フランジ部１５の上面とに挟まれて位置決めされ、シース連結ナット３４と螺合することにより、ヘッド部１０から脱落することなく、ヘッド部１０に対して回転可能な状態となる。なお、アタッチメント１８は、ヘッド部１０を構成する回転部であって、本体部１１に対し回転可能に取り付けられていればよく、着脱可能であることは必須ではない。

＜シース連結ナット３４＞
シース連結ナット３４は、外周が六角形、内周が円形の断面を有する筒状体であり、内周面の上部には、アタッチメント１８の外螺子と螺合する螺子部３４３が形成されている。また、内周面の下部には、六角形の内周を有し、保護シース３１のボルト部３１１と係合するレンチ部３４２が形成されている。また、レンチ部３４２の上面が、保護シース３１の鍔部３１０の下面に当接するようになっている。

このため、シース連結ナット３４を回転させ、ヘッド部１０側へ上昇させると、保護シース３１の鍔部３１０が、シース連結ナット３４のレンチ部３４２によって上方向に押圧され、Ｏリング３３を変形させながら、保護シース３１の上端が、フランジ部１５の下面に圧接される。

また、本体部１１に対し回転可能なアタッチメント１８に、保護シース３１を連結することにより、本体部１１に対し、保護シース３１を相対的に回転させることができる。このため、保護シース３１を貯留タンクの天板３７の貫通孔にねじ込んで、保護シース３１を天板３７に固定した後に、本体部１１を回転させることができ、ケーブルガイド部１３の方向や、表示パネル１２ａや操作パネル１２ｂの向きを任意に変更することができる。しかも、本体部１１は、計測端子部２０及びプローブ３０とともに回転するため、捻回により、同軸構造を有する基板接続ケーブル１０１を劣化させることはない。

図８及び図９は、シース連結ナット３４の詳細構造の一例を示した図である。図８は、シース連結ナット３４を水平面で切断し、下側を見た場合の斜視図である。また、図９は、シース連結ナット３４を水平面で切断し、上側を見た場合の断面図である。

シース連結ナット３４は、同軸に配置された外側リング３４ａ及び内側リング３４ｂかからなるラチェット機構を備えている。外側リング３４ａを順方向（図９に矢印で示した反時計方向）に回転させた場合、回転トルクが所定の上限トルク以下であれば、内側リング３４ｂが連動して回転し、上限トルクを超えれば、内側リング３４ｂが連動せず、外側リング３４ａのみが空転する。一方、外側リング３４ａを逆方向（図９では時計方向）に回転させると、内側リング３４ｂも連動して回転する。

外側リング３４ａには、２以上の爪部３４０が形成されている。爪部３４０は、周方向の一端が支持され、他端が内側に向かって突き出して自由端となる形状を有し、当該自由端には、内側リング３４ｂの外周面に当接する当接面が形成されている。また、爪部３４０は、容易に弾性変形することができ、当該弾性変形により、上記自由端は径方向に移動することができる。一方、内側リング３４ｂは、円筒形の外周上に軸方向に延びる２以上の突起部３４１が形成されている。

爪部３４０は、自由端の当接面に対し周方向に隣接する２つの側面が、内側リング３４ｂの外周面に対し、互いに異なる角度で傾斜している。また、突起部３４１の周方向の２つの側面も、内側リング３４ｂの外周面に対し、互いに異なる角度で傾斜している。このため、内側リング３４ｂに対し、外側リング３４ａを回転させると、上限トルクを超えれば爪部３４０が突起部３４１を乗り越える方向（順方向）と、トルクにかかわらず爪部３４０が突起部３４１を乗り越えることができない方向（逆方向）とが生じる。

この様なシース連結ナット３を用いることにより、保護シース３１をヘッド部１０に圧接する際、アタッチメント１８の外螺子やシース連結ナット３４の螺子部３４３に対し、過大な締付トルクが加えられ、損傷するのを防止することができる。

さらに、シース連結ナット３４は、保護シース３１が取り付けられた液面レベル計２を天板３７に取り付ける際に、液面レベル計２を天板３７の貫通孔に螺入するための持ち手として用いられる。

すなわち、保護シース３１をヘッド部１０に取り付ける場合、シース連結ナット３４の外側リング３４ａに対し順方向の回転トルクが加えられる。その後、液面レベル計２を天板３７に取り付ける場合にも、全く同様にして、シース連結ナット３４の外側リング３４ａに対し順方向の回転トルクを加えることにより、液面レベル計２が天板３７の貫通孔に螺入される。このため、シース連結ナット３４の螺子部３４３と保護シース３１の螺子部３１２とは螺子の方向が逆向きに構成されている。例えば、シース連結ナット３４の螺子部３４３は左ねじ（逆ねじ）で構成されていれば、保護シース３１の螺子部３１２は右ねじで構成される。

このため、一定以上のトルクが与えられた場合にシース連結ナット３４が空転することにより、液面レベル計２を天板３７に取り付ける際、保護シース３１の螺子部３１２に対し、過大な締付トルクが加えられ、損傷するのを防止することができる。この様な構成を採用することにより、保護シース３１の材料として、過大な外力に対し機械的強度が十分でないＰＦＡ等のフッ素樹脂を用いることができる。

＜アース経路＞
図１０は、図５の液面レベル計２におけるアース経路についての説明図であり、図６の断面図中にアース経路が示されている。液面レベル計２は、耐ノイズ特性を向上させているために、複合リング２４及び引出プラグ２５を介して、同軸構造体２１のシールド板２１ｃを貯留タンクの天板３７に導通させている。

図１１は、複合リング２４及び引出プラグ２５を抜き出して示した図である。複合リング２４及び引出プラグ２５は、いずれも導電性が良好な樹脂、例えば、カーボンを混入したＰＰＳからなる。

複合リング２４は、内側リング２４０及び外側リング２４１を同軸となるように配置し、径方向に延びる４本の連結スポーク２４２で連結した形状を有しており、下部ケースＣＳＬの肉厚内に埋め込まれている。内側リング２４０は、その一部が、下部ケースＣＳＬの内面を構成し、同軸構造体２１のシールド板２１ｃと接触し、導通している。外側リング２４１は、その一部が、主ケースＣＳの外面を構成している。このため、シールド板２１ｃは、複合リング２４を介して、主ケースＣＳの外側と導通している。

引出プラグ２５は、シース連結ナット３４の内側リングの肉厚内に埋め込まれている。引出プラグ２５は、その下端部がシース連結ナット３４の下端面を構成し、天板３７の上面に接触し、導通している。引出プラグ２５の上端部には、接触ビット２５０が突設され、この接触ビット２５０が、複合リング２４の外側リング２４１の下面に当接し、複合リング２４と導通している。

実施の形態３．
実施の形態３では、更に接続ケーブル４０のコネクタ接続部の腐蝕を防止することにより、耐薬品性を向上させた液面レベル計測装置について説明する。

図１２は、本発明の実施の形態３による液面レベル計測装置の一構成例を示した外観図であり、ガイドパルス方式の液面レベル計３が示されている。図１３は、図１２の液面レベル計３の要部について内部構造の一例を示した断面図である。また、図１４及び図１５は、図１３中の領域Ａ及びＢをそれぞれ拡大して示した拡大図である。

接続ケーブル４０のコネクタ４１は、外部機器（不図示）の接続ケーブル４２のコネクタ４３と接続されている。これらのコネクタ４１，４３は、電極端子などの露出する金属部品を備えているため、薬液が気化した雰囲気中で使用すれば、これらの金属部品が腐蝕される。このため、本実施の形態による液面レベル計３では、図５の液面レベル計２（実施の形態２）にコネクタ保護具５０を取り付けて、コネクタ接続部の耐薬品性を向上させている。

＜コネクタ保護具５０＞
コネクタ保護具５０は、ケーブルガイド部１３に対し、着脱可能に取り付けられる耐薬液用部品であり、接続ケーブル４０，４２のコネクタ接続部を雰囲気から遮蔽することにより、コネクタ４１，４３の金属部品の腐蝕を防止している。このコネクタ保護具５０は、互いに連結されるコネクタ４１及び４３を収容する主パイプ５１と、主パイプ５１に対し着脱可能に連結された補助パイプ５２と、貫通キャップ５３〜５５とによって構成される。

＜主パイプ５１＞
主パイプ５１は、柔軟性を有する素材からなる変形自在の円筒体であり、例えば、肉厚の薄いゴム製チューブを用いることができる。主パイプ５１の両端には、径方向の外側に向かって広がる鍔部５１１及び５１２がそれぞれ形成されている。これらの鍔部５１１及び５１２をガスケットとして利用することにより、主パイプ５１は、ケーブルガイド部１３及び補助パイプ５１との間で気密性を確保している。

＜補助パイプ５２＞
補助パイプ５２は、主パイプ５１に対し着脱可能な円筒体であり、例えば、樹脂製パイプを用いることができる。主パイプ５１及び補助パイプ５２は、貫通キャップ５４を用いて容易に分離できるように連結されている。従って、コネクタ４１，４３間の接続作業及び分離作業を著しく煩雑にすることなく、コネクタ４１，４３の腐蝕を防止することができる。

＜貫通キャップ５３〜５５＞
貫通キャップ５３〜５５は、軸上に貫通孔が形成されたスクリューキャップである。つまり、一端側の内周面上に内径を狭小化させる環状リブ５３０，５４０，５５０が形成され、他端側の内周面上に螺子部５３１，５４１，５５１が形成された円筒体からなる。貫通キャップ５３及び５４の貫通孔は、主パイプ５１を貫通させるためのものであり、環状リブ５３０，５４０の内径は、主パイプ５１の外径と概ね一致させている。

貫通キャップ５３は、ケーブルガイド部１３及び主パイプ５１を着脱可能に連結する連結手段であり、ケーブルガイド部１３の端面と、貫通キャップ５３の環状リブ５３０との間に主パイプ５１の鍔部５１１を挟み込んだ状態で、ケーブルガイド部１３の外螺子１３０と、貫通キャップ５３の内螺子５３１とを螺合することにより、主パイプ５１の一端をケーブルガイド部１３に連結する。

貫通キャップ５４は、主パイプ５１及び補助パイプ５２を着脱可能に連結する連結手段であり、補助パイプ５２の端面と、貫通キャップ５４の環状リブ５４０との間に主パイプ５１の鍔部５１２を挟み込んだ状態で、補助パイプ５２の外螺子５２１と、貫通キャップ５４の内螺子５４１とを螺合することにより、主パイプ５１と補助パイプ５２とを連結する。主パイプ５１及び補助パイプ５２を互いに連結することにより、それぞれの内部空間が連通される。

貫通キャップ５５は、押圧板６４を着脱可能に支持する手段であり、補助パイプ５２の端面と、貫通キャップ５５の環状リブ５５０との間に押圧板６４の周縁部を挟み込んで固定する。

＜封止栓６１，６３＞
封止栓６１，６３は、軸上に貫通孔が形成された円錐台形状の弾性を有する素材からなる栓体、例えばゴム栓である。封止栓６１は、接続ケーブル４０が貫通している状態でケーブルガイド部１３内に挿入され、ケーブルガイド部１３の開口を閉鎖する。また、封止栓６３は、接続ケーブル４２が貫通している状態で、補助パイプ５２の外部機器側の開口内に挿入され、当該開口を閉鎖する。

＜押圧板６２，６４＞
図１６は、押圧板６２の一構成例を示した外観図であり、図中の（ａ）は、押圧板６２の主面を示した図であり、図中の（ｂ）は、押圧板６２の端面を示した図である。また、図１７は、押圧板６４の一構成例を示した外観図であり、図中の（ａ）は、押圧板６２の主面を示した図であり、図中の（ｂ）は、押圧板６２の端面を示した図である。

押圧板６２，６４は、外周から中心に達する切り込みが形成された円板状の樹脂からなり、その外周面上に螺子部が形成され、当該螺子部をケーブルガイド部１３の内螺子と螺合させることができる。このため、ケーブルガイド部１３に対し、封止栓６１を挿入した後、押圧板６２を回転挿入すれば、封止栓６１が脱落しないように支持されるとともに、封止栓６１が押圧され、その気密性を向上させることができる。

押圧板６４は、外周から中心に達する切り込みが形成された円板状の樹脂からなり、補助パイプ５２及び貫通キャップ５５の環状リブ５５０に挟持される。このため、補助パイプに対し、封止栓６３を挿入した後、押圧板６４を挿入し、貫通キャップ５５を補助パイプ５２と螺合させれば、封止栓６３が脱落しないように支持されるとともに、封止栓６３が押圧され、その気密性を向上させることができる。

実施の形態４．
実施の形態２では、貯留タンクの天板に保護シース３１を取り付けた状態で、本体部１１を回転可能な液面レベル計測装置について説明する。これに対し、実施の形態４では、貯留タンクの天板に端子ガイド部１４を取り付けた状態で、本体部１１が回転可能な液面レベル計測装置について説明する。

図１８は、本発明の実施の形態４による液面レベル計測装置の要部について一構成例を示した図であり、ガイドパルス方式の液面レベル計４の断面図が示されている。図１９は、図１８のリール部７０を上から見たときの様子を示した図である。この液面レベル計４は、図２の液面レベル計１（実施の形態１）と比較すれば、主ケースＣＳが、第１ケースＣＳ１及び第２ケースＣＳ２からなる点と、リール部７０を有する点とにおいて異なる。その他の基本的構成は、図２の場合と同様であるため、説明を省略する。

この液面レベル計４では、主ケースＣＳが、相対的に回転可能な第１ケースＣＳ１及び第２ケースＣＳ２に分割されている。第１ケースＣＳ１は、本体部１１及びケーブルガイド部１３に相当する。また、第２ケースＣＳ２は、端子ガイド部１４及び計測端子部２０に相当する。

このため、計測端子部２０を貯留タンクの天板に取り付け、第２ケースＣＳ２が天板に固定された状態のまま、第１ケースＣＳ１だけを回転させることができ、ケーブルガイド部１３の方向や、表示パネル１２ａや操作パネル１２ｂの向きを任意に変更することができる。

リール部７０は、基板接続ケーブル１０１を巻回した状態で収容するケーブル収容部であり、下面プレート７０１および上面プレート７０２に挟まれ、巻回ドラム７０３を取り囲む巻回空間７０５が形成されている。また、巻回空間７０５の外縁は、外周ドラム７０４により制限されている。このリール部７０は、本体部１１内に収容されているが、第２ケースＣＳ２に取り付けられ、上面プレート７０２を除き、第２ケースＣＳ２とともに回転する。一方、上面プレート７０２は、第１ケースＣＳ１に取り付けられ、第２ケースＣＳ２が回転しても、連動して回転することはない。

一端が計測端子２１ａに接続された基板接続ケーブル１０１は、巻回ドラム７０３内を通り、巻回ドラム７０３の周面に形成された開口を通って、巻回空間７０５に入る。その後、巻回空間７０５内において巻回ドラム７０３を複数回周回した後、上面プレート７０２の開口７０６を通って巻回空間７０５から引き出され、他端が回路基板１０５に接続されている。

第１ケースＣＳ１及び第２ケースＣＳ２を相対的に回転させた場合、巻回空間７０５及び上面プレート７０２が相対的に回転することになる。このとき、回転方向に応じて、巻回空間７０５内において巻回されている基板接続ケーブル１０１の径が変化するが、上面プレート７０２の開口７０６と、回路基板１０５の位置関係は変化せず、基板接続ケーブル１０１に捻れが生じることはない。このため、基板接続ケーブル１０１を損傷することなく、第１ケースＣＳ１及び第２ケースＣＳ２を相対的に回転させることができる。

１〜４ 液面レベル計
１０ ヘッド部
１０１ 基板接続ケーブル
１０２ 表示装置
１０３ 操作スイッチ
１０４〜１０６ 回路基板
１１ 本体部
１２ａ 表示パネル
１２ｂ 操作パネル
１３ ケーブルガイド部
１４ 端子ガイド部
１５ フランジ部
１７ 保護キャップ
１８ アタッチメント
２０ 計測端子部
２１ 同軸構造体
２１ａ 計測端子
２１ｂ 誘電体
２１ｃ シールド板
２２ 締結螺子
２３ Ｏリング
２４ 複合リング
２５ 引出プラグ
３０ プローブ
３１ 保護シース
３１ａ 上端部
３１ｂ パイプ部
３１ｃ 下端部
３１０ 鍔部
３１１ ボルト部
３１２ 螺子部
３３ Ｏリング
３４ シース連結ナット
３４ａ 外側リング
３４ｂ 内側リング
３４０ 爪部
３４１ 突起部
３４２ レンチ部
３４３ 螺子部
３５ ガスケット
３７ 天板
４０，４２ 接続ケーブル
４１，４３ コネクタ
５０ コネクタ保護具
５１ 主パイプ
５２ 補助パイプ
５３〜５５ 貫通キャップ
６１，６３ 封止栓
６２，６４ 押圧板
７０ リール部
７０１ 下面プレート
７０２ 上面プレート
７０３ 巻回ドラム
７０４ 外周ドラム
７０５ 巻回空間
ＣＳ 主ケース
ＣＳＵ 上部ケース
ＣＳＬ 下部ケース
ＣＳ１ 第１ケース
ＣＳ２ 第２ケース

Claims (6)

1. ロッド状の導電性金属からなるプローブと、
   上記プローブに電流パルスを供給し、その反射パルスを検出することにより、液面レベルを計測する回路基板を内蔵するヘッド部と、
   螺合取付のための取付部が形成され、上記プローブを包囲するための下端を閉じた筒状体のフッ素樹脂からなる保護シースと、を備え、
   上記プローブは上記保護シースの筒状体に収容され、上記保護シースは上記取付部よりも下方は一体的に又は溶着により閉塞されてなることを特徴とする液面レベル計測装置。
2. 上記保護シースの取付部により上記液面レベル計が螺合される際に把持され、所定のトルクを超えると空転する空転機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の液面レベル計測装置。
3. 上記回路基板に接続された計測端子をシールド板で囲んだ構造体であって、上記ヘッド部から下方へ突設されたシールド構造体と、
   上記保護シースと共に、上記回路基板、上記シールド構造体及び上記プローブを包囲する樹脂製の主ケースと、を備え、
   上記シールド構造体は、導電性樹脂により外部と導通可能に構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の液面レベル計測装置。
4. 上記主ケースはＰＰＳからなり、上記保護シースはＰＦＡからなることを特徴とする請求項３に記載の液面レベル計測装置。
5. 上記保護シースは、上端に鍔部が設けられ、
   上記ヘッド部と螺合する螺子部と、上記ヘッド部に対し、上記保護シースの鍔部を押圧する押圧部とが、内周面上にそれぞれ形成されたシース連結ナットからなるシース連結部を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液面レベル計測装置。
6. 上記保護シースは、上記ヘッド部の外面に対し着脱可能に連結され、
   上記プローブは、上記入出力端子に対し着脱可能に連結されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液面レベル計測装置。

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