JP2016538553A - 非接触式液面レベルセンサ - Google Patents
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Abstract
Description
液面レベルの変化に伴って上下に浮動することができるフロートと、
両端をフロートに締結するロープと、
ロープを巻き付けることによってフロートに接続される少なくとも1つのプーリであって、フロートが上下に浮動するのに伴って回転する少なくとも1つのプーリと、
プーリの片側に配置され、プーリの回転に伴って回転する永久磁石と、
磁場角度センサであって、永久磁石との間に一定の間隙が設けられ、永久磁石の回転角度を測定し、回転角度を出力電圧信号に変換するのに使用される磁場角度センサと、
を備える。
液面レベル13を定量的かつ正確に測定することが非常に必要である。その目的を達成するために、この実施形態は、上端プーリ15の回転数であって、液面レベル13の高さ値Lに関連した回転数を物理的に測定するための非接触式プーリ液面レベルセンサを提供する。回転数は、電圧信号によって測定される。電圧信号は、デジタル化、処理、記憶、伝送などが容易である。
d=π×D×N (1)
d=π×D×θ/360 (1´)
N=d/π×D (2)
1(%)=(100%)(L−LLOW)/(LHIGH−LLOW) (3)
N=d/(π×D)=(L−LLOW)/(π×Dpulley) (4)
N(%)=(100%)×(L−LLOW)/(π×Dpulley) (5)
N(100%)=(100%)×(LHIGH−LLOW)/(π×Dpulley) (6)
この実施形態の構造は、実施形態1の構造とほぼ同じである。しかし、プーリの回転速度と永久磁石の回転速度との関係を較正するために、歯車の増速または減速装置が追加されている。
S=π×D×N (7)
S1=π×D1×N (8)
S2=π×D2×N (9)
S1:S2=D1:D2 (10)
S1=S2×D1/D2 (11)
S5=S6×D5/D6 (12)
である。この場合、D5はプーリの中央ハブの直径55であり、D6はプーリの外径56である。
S1=S2×D1/D2 (11)
である。この場合、D1は第1の連結摩擦ホイール42のハブの直径51であり、D2は第1の連結摩擦ホイール42の外径52である。
S3=S4×D3/D4 (13)
である。この場合、D3は第2の連結摩擦ホイール45のハブの直径53であり、D4は第2の連結摩擦ホイール45の外径54である。
RF=(D5/D6)×(D1/D2)×(D3/D4) (14)
である。
ΔL/N=π×D3 (15)
に変換される。
ΔL/N=π×D3×(D6/D5)×(D2/D1)×(D4/D3)=π×D4×(D6/D5)×(D2/D1) (16)
N=(L−LLOW)/[π×D4×(D6/D5)×(D2/D1)] (17)
となる。
RF=π×D4×(D6/D5)×(D2/D1)=(L−LLOW)/N (18)
RF=π×D4×(D6/D5)×(D2/D1)=(L−LLOW)/N=100/100000=1×10−3メートル/回転 (19)
Claims (10)
- 容器またはウェル内の液面の電子的遠隔監視を行うのに使用される非接触式プーリ液面レベルセンサであって、
液面レベルの変化に伴って上下に浮動することができるフロートと、
両端を前記フロートに締結するロープと、
前記ロープが巻き付けられ、前記ロープによって前記フロートに接続される少なくとも1つのプーリであって、前記フロートが上下に浮動するのに伴って回転する少なくとも1つのプーリと、
前記プーリの片側に配置され、前記プーリの回転に伴って回転する永久磁石と、
磁場角度センサであって、前記永久磁石との間に一定の間隙が設けられ、前記永久磁石の回転角度を測定し、前記回転角度を出力電圧信号に変換するのに使用される磁場角度センサと、
を備えることを特徴とする、非接触式プーリ液面レベルセンサ。 - 前記プーリは上端プーリを備え、または、前記プーリは上端プーリと下端プーリとを備え、
前記上端プーリの外側には同心円状にフランジが取り付けられ、
前記フランジの外径は前記上端プーリの外径よりも大きいことを特徴とする、請求項1に記載の非接触式プーリ液面レベルセンサ。 - 前記液面レベルセンサはさらに、ケース上蓋とプリント基板(PCB)とを備え、
前記磁場角度センサは、前記PCB上に配置され、
前記PCBは、前記ケース上蓋の外側に配置されて、接続管によって前記ケース上蓋と接続されることを特徴とする、請求項2に記載の非接触式プーリ液面レベルセンサ。 - 前記上端プーリ、前記永久磁石、および前記フランジは、前記ケース上蓋の内側に配置され、前記ケース上蓋によって外部環境から隔離されることを特徴とする、請求項3に記載の非接触式プーリ液面レベルセンサ。
- 前記液面レベルセンサはさらに、前記永久磁石と前記上端プーリとの間に配置される少なくとも1つの歯車を備え、
前記歯車は、前記永久磁石と前記上端プーリとの回転比を比例的に調節するのに使用されることを特徴とする、請求項2に記載の非接触式プーリ液面レベルセンサ。 - 前記歯車は、摩擦を低減するのに使用される連結摩擦ホイールであり、前記連結摩擦ホイールは、ハブと軸とを備え、前記連結摩擦ホイールの回転軸と前記上端プーリの回転軸は同一線上にないことを特徴とする、請求項5に記載の非接触式プーリ液面レベルセンサ。
- 前記液面レベルセンサはさらに、データ入出力機能を有する通信インターフェースを備えることを特徴とする、請求項1又は6に記載の非接触式プーリ液面レベルセンサ。
- 前記永久磁石の回転軸と前記上端プーリの回転軸は、同一であることを特徴とする、請求項2に記載の非接触式プーリ液面レベルセンサ。
- 液面レベル高さと前記永久磁石の回転数との関係は、N=(L−LLOW)/(π×D×RF)であり、この場合、Nは前記永久磁石の回転数であり、Lは測定された液面レベル高さであり、LLOWは最低の液面レベルであり、Dは前記プーリの外径であり、RFは減速係数であることを特徴とする、請求項1に記載の非接触式プーリ液面レベルセンサ。
- 前記磁場角度センサは、2つの独立した1軸センサチップまたは1つの2軸センサチップを備えることを特徴とする、請求項1に記載の非接触式プーリ液面レベルセンサ。
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