JP2018194321A - 液面警報装置、液面警報装置の故障検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で他の液面警報ユニットの故障を検知可能な液面警報装置を提供する。【解決手段】判定電波により液面の高さを判定する第１液面警報ユニットと、判定電波の最大周波数ｆ２より大きい周波数ｆ４の検知電波を発信する電波発生装置と、特定範囲の周波数の電波を検知するトーン検出器２３４と、を備え、第１液面警報ユニットは、判定電波を送信する第１時間帯４１と、判定電波の最大周波数より大きい周波数であって、検知電波とは周波数の異なる被検知電波ｆ３を送信する第２時間帯４２と、を有し、トーン検出器２３４は、検知電波と被検知電波の差分の周波数の電波を検知する、液面警報装置１。【選択図】図７

Description

本発明は、液面警報装置および液面警報装置の故障検知方法に関する。

液体等を貯蔵するタンクの液面がタンク内の所定の高さに到達したことを検知して、警報を通知する液面警報装置が知られている。

図１３に、従来の液面警報ユニットが液面に向かって発信する電波のタイムチャートを示す。この液面警報ユニットはＦＭＣＷ方式であり、液面に向かって電波を定期的に発信し、液面で反射した反射波を受信することで警報を通知する。従来の液面警報ユニットは、液面高さを判定するための電波を送受信する第１時間帯１４１と、第１時間帯１４１で受信した電波に基づいて液面高さを判定する第２時間帯１４２と、を交互に繰り返す。第１時間帯１４１では、時間とともに周波数が増加する電波を液面に向かって発信する。第２時間帯１４２では、液面高さを判定する処理が行われ、同時に、第１時間帯１４１に送信される電波の最小周波数ｆ１の電波が発信されている。

ここで、液面警報装置が複数の液面警報ユニットを備え、複数の液面警報ユニットのうち１個が故障した場合に、他の液面警報ユニットが故障したユニットの代わりに液面高さを検知することができれば、１個の液面警報ユニットの故障時にも継続的な液面判定が可能である。

そこで、簡易な構成で他の液面警報ユニットの故障を検知することができる液面警報装置が必要とされている。

特許文献１には、センサをタンク内の所定の高さ位置に固定し本体に接続する垂直棒体を有し、センサが液面位を検知することによって警報を発する高位液面警報装置が開示されている。
また、特許文献２には、発信素子と受信素子を備える金属製の垂直棒体の下端に、アースされた連結棒を介して絶縁板を設けてなる高液位検出装置が開示されている。
特許文献３には、各チャネルの特徴によって相互に区別可能な波が、別のレーダ測定チャネルによって同じアンテナを介して送信される構成が開示されている。しかしながら、いずれの特許文献にも、簡易な構成で他の液面警報ユニットの故障を検知する構成については開示されていない。

特許第４８１８１４４号 特開平８−１５９８４２号 特表２００３−５０３７２４号

本発明は、簡易な構成で他の液面警報ユニットの故障を検知可能な液面警報装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる液面警報装置は、判定電波により液面の高さを判定する液面警報ユニットと、判定電波の最大周波数より大きい周波数の検知電波を発信する電波発生装置と、特定範囲の周波数の電波を検知する検出器と、を備え、液面警報ユニットは、判定電波を送信する第１時間帯と、判定電波の最大周波数より大きい周波数であって、検知電波とは周波数の異なる被検知電波を送信する第２時間帯と、を有し、検出器は、検知電波と被検知電波の差分の周波数の電波を検知する。

本発明によれば、簡易な構成で他の液面警報ユニットの故障を検知可能な液面警報装置を提供することができる。

本発明にかかる液面警報装置の実施の形態を示す概略構成図である。 上記液面警報装置の機能ブロック図である。 上記液面警報装置が備える第１液面警報ユニットの電波送信系の機能ブロック図である。 上記第１液面警報ユニットの電波受信系の機能ブロック図である。 上記第１液面警報ユニットの動作を示すフローチャートである。 上記液面警報装置が有する第２液面警報ユニットの動作を示すフローチャートである。 上から順に、上記第１液面警報ユニット、上記第２液面警報ユニット、および上記液面警報装置が有するトーン検出器の動作の様子を示すタイムチャートである。 本発明にかかる液面警報装置の別の実施の形態において、上記液面警報装置が有する第１液面警報ユニットの動作を示すフローチャートである。 上記液面警報装置が有する第２液面警報ユニットの動作を示すフローチャートである。 上から順に、上記液面警報装置が有する第１液面警報ユニット、第２液面警報ユニット、およびトーン検出器の動作の様子を示すタイムチャートである。 本発明にかかる液面警報装置のさらに別の実施の形態において、上記液面警報装置が有する第１および第２液面警報ユニットの動作を示すフローチャートである。 上から順に、第１液面警報ユニット、第２液面警報ユニット、およびトーン検出器の動作の様子を示すタイムチャートである。 従来の液面警報装置が有する液面警報ユニットの動作の様子を示すタイムチャートである。

●液面警報装置（１）●
以下、本発明にかかる液面警報装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

●液面警報装置の概要
図１において、液面警報装置１は、タンク内に貯蔵された被測定物としての液体の液面の高さを判定し、液面が所定の高さにある場合に警報を発する装置である。

●液面警報装置の構成
図１及び図２に示すように、液面警報装置１は、筺体１０と、第１液面警報ユニット１１と、第２液面警報ユニット２１と、アンテナ１２と、上位制御装置１００と、共用器１４と、を備える。第１液面警報ユニット１１、第２液面警報ユニット２１、および共用器１４は、１つの筺体１０の中に配置されている。

第１および第２液面警報ユニット１１、２１は、共通のアンテナ１２に接続されている。第１および第２液面警報ユニット１１、２１は、アンテナ１２から液面に向かって電波を発信し、液面により反射した反射波を受信することでタンク内の液面が所定の高さ、すなわち警報点に達しているかどうかを判定する。液面が警報点に達している場合、第１および第２液面警報ユニット１１、２１は、図示を省略されたユーザインタフェース（以下、「ＵＩ」という。）にその旨を表示する。使用者は、ＵＩを通じて、タンク内の液面の高さを把握することができる。

第１および第２液面警報ユニット１１、２１は、ＦＭＣＷ方式の液面警報装置である。すなわち、第１および第２液面警報ユニット１１、２１は、時間と共に周波数が増加する電波を液面に向かって定期的に発信する。そして、第１および第２液面警報ユニット１１、２１は、送信波と反射波の周波数の差から伝搬による反射波の遅延時間を算出し、遅延時間に基づいて液面の高さが警報点に達しているかどうかを判定する。

図２に示すように、第１および第２液面警報ユニット１１、２１と、それらに接続される制御装置との間には、防爆バリア１０１が存在しており、タンクの内側と外側とが隔絶されている。

第２液面警報ユニット２１は、第１液面警報ユニット１１の故障時に備えて待機する予備機である。第２液面警報ユニット２１は、第１液面警報ユニット１１が正常に動作している間は液面高さを判定せず、第１液面警報ユニット１１の故障を検知したときに判定を開始する。

●液面警報ユニットの送信系の構成
第１および第２液面警報ユニット１１，２１は、電波送信系の構成として、図３に示すように、ＣＰＵ１３１と、送信部１３２と、をそれぞれに備える。

ＣＰＵ１３１は、アンテナ１２から液面に向かって送信する電波の情報を制御するユニットである。ＣＰＵ１３１から送信される信号は、送信部１３２を介してアンテナ１２から送信される。

●液面警報ユニットの受信系の構成
第１および第２液面警報ユニット１１、２１は、電波受信系の構成として、図４に示すように、受信部２３１と、トーン検出器２３４と、ＣＰＵ２３５と、をそれぞれに備える。なお、電波送信系におけるＣＰＵ１３１とＣＰＵ２３５は、各ユニットにおいて同一であってもよい。

アンテナ１２から受信される信号は、受信部２３１およびトーン検出器２３４に出力される。ＣＰＵ２３５は、受信部２３１からの信号に基づいて、液面の高さを判定する。

トーン検出器２３４は、入力信号の周波数に応じて１又は０の信号を出力する回路である。トーン検出器２３４は、特定範囲の周波数が入力される場合には「１」を出力し、特定範囲外の周波数が入力される場合には「０」を出力する。本実施の形態においては、特定範囲の周波数は可聴域の周波数である。また、特定範囲の周波数には、後述する検知電波と被検知電波の差分の周波数が含まれる。

トーン検出器２３４は、受信される信号に基づいて、０又は１の信号を出力する。トーン検出器２３４からの出力信号は、ＣＰＵ２３５に入力される。

ＣＰＵ２３５は、トーン検出器２３４からの出力信号に基づいて、各液面警報ユニットが正常に動作しているかどうかを判断する。

●液面警報ユニットの動作フロー
図５のフローチャートＦ１を用いて、現用機として動作する第１液面警報ユニット１１の動作フローを説明する。まず、第１液面警報ユニット１１は、第２液面警報ユニット２１又は上位制御装置１００から、第１液面警報ユニット１１に異常がある旨の通知が来ていないかを確認する（ステップＳ１）。第１液面警報ユニット１１が故障していないとき、第１液面警報ユニット１１は、液面の高さを判定するための判定電波を液面に向かって送信し、液面に反射する反射電波を受信する掃引動作を行う（ステップＳ２）。判定電波は、時間とともに周波数が変化する電波である。

ステップＳ１において第１液面警報ユニット１１が故障しているとき、第１液面警報ユニット１１は、自身が送信している電波があれば停止する（ステップＳ６）。

ステップＳ２に次いで、第１液面警報ユニット１１は、自身が故障しているか否かを第２液面警報ユニット２１に判断させるための被検知電波の送信を開始する（ステップＳ３）。被検知電波は、判定電波の最大周波数より大きい、一定の周波数の電波である。

次いで、第１液面警報ユニット１１は、掃引動作により受信する反射電波に基づいて液面が所定の高さに達しているか否かの判定を行うための、演算動作を行う（ステップＳ４）。演算動作の間、ステップＳ３で送信を開始した被検知電波は送信され続けている。液面が所定の高さに達している場合、ユーザインタフェースを通じて使用者にその旨を通知する。

次いで、第１液面警報ユニット１１は、ステップＳ１の動作に戻る。

図６のフローチャートＦ２を用いて、予備機として動作する第２液面警報ユニット２１の動作フローを説明する。まず、第２液面警報ユニット２１は、第１液面警報ユニット１１が故障しているか否かを判断するための、検知電波の送信を開始する（ステップＳ１１）。

検知電波は、判定電波の最大周波数より大きい、一定の周波数の電波である。検知電波の周波数は、被検知電波の周波数とは異なる。本実施の形態においては、検知電波の周波数は、被検知電波の周波数より大きい。検知電波と被検知電波の周波数の差分は、例えば可聴域の周波数である。

次いで、第２液面警報ユニット２１は、現用機の動作確認を行う（ステップＳ１２）。

ここで、現用機の動作確認の方法を説明する。第２液面警報ユニット２１は、共用器１４を介したリークにより第１液面警報ユニット１１が発信する被検知電波を受信する。また、第２液面警報ユニット２１は、自ら発信する検知電波も受信する。したがって、検知電波と被検知電波の差分の周波数の電波が、うなりとして発生する。したがって、第２液面警報ユニット２１が有するトーン検出器２３４が検知電波と被検知電波の差分の周波数の電波を検知すると、第２液面警報ユニット２１は、第１液面警報ユニット１１が正常に動作していると判断する。

現用機の動作確認の間、検知電波は送信され続けている。

第２液面警報ユニット２１は、第１液面警報ユニット１１が正常に動作していると判断すると、ステップＳ１１に戻り、引き続き検知電波を送信する。

第２液面警報ユニット２１は、検知電波と被検知電波の差分の周波数の電波がトーン検出器２３４に検知されるか否かを、ガードタイマーにより一定時間監視する（ステップＳ１３）。トーン検出器２３４が差分の周波数の電波を一定時間検知しないとき、第２液面警報ユニット２１は、ユーザインタフェースを通じて使用者に故障を通知する（ステップＳ１４）。また、第２液面警報ユニット２１は、第１液面警報ユニット１１が故障している旨の情報を上位制御装置１００に伝達する。そして、第２液面警報ユニット２１は、検知電波の送信を停止し、（ステップＳ１５）。現用機と同様の動作を開始する。すなわち、第２液面警報ユニット２１は、ステップＳ１乃至Ｓ４の動作を行い、判定電波を発信して液面判定を開始する。

このように、第１液面警報ユニット１１が故障した場合、第２液面警報ユニット２１が液面判定を行っている間に、第１液面警報ユニット１１を修理又は交換すればよい。第１液面警報ユニット１１は、修理又は交換後、今度は第１液面警報ユニット１１が予備機としてフローチャートＦ２に記載の動作をする。すなわち、第１液面警報ユニット１１は、第２液面警報ユニット２１が正常に動いているか判断するための検知電波を送信する。

このように、１個のユニットが故障したことを検知して予備機が液面判定を開始する液面警報装置１によれば、１個のユニットが故障した場合にも継続的な液面判定が可能である。

●液面警報ユニットおよびトーン検出器のタイムチャート
図７に、現用機として動作する第１液面警報ユニット１１、予備機として動作する第２液面警報ユニット２１、および第２液面警報ユニット２１が有するトーン検出器２３４のタイムチャートを示す。図７において、横軸は時間、縦軸は周波数を表すが、その目盛は模式的なものである。なお、第２液面警報ユニット２１は、電波発生装置の例である。

第１液面警報ユニット１１は、液面高さを判定するための判定電波を送受信する第１時間帯４１と、判定電波の最大周波数より大きい一定の周波数の被検知電波を送信する第２時間帯４２と、を交互に繰り返す。

第１液面警報ユニット１１は、第１時間帯４１において、掃引動作を行う。すなわち、第１液面警報ユニット１１は、時間とともに周波数ｆ１から周波数ｆ２まで変化する判定電波をアンテナ１２から発信する。この実施の形態においては、周波数ｆ２は周波数ｆ１より大きく、すなわち判定電波は時間と共に周波数が増加する電波である。

第１液面警報ユニット１１は、第２時間帯４２の間、判定電波の最大周波数ｆ２より大きい周波数ｆ３の被検知電波を発信する。

第２液面警報ユニット２１は、第１時間帯４１および第２時間帯４２のいずれの時間帯においても、周波数ｆ３より大きい周波数ｆ４の検知電波を発信する。周波数ｆ３と周波数ｆ４の差は、可聴域の周波数である。

第２時間帯４２において、トーン検出器２３４は、うなりの周波数の電波を検知して「１」を発信する。第１時間帯４１においてはうなりが発生しないため、トーン検出器２３４は「０」を発信する。

周波数ｆ１、ｆ２およびｆ３は、周波数ｆ３と周波数ｆ４の差に比べて、それぞれ大きく離れている。したがって、トーン検出器２３４が検出可能な電波のうなりは、周波数ｆ１、ｆ２およびｆ３の電波が同時に発信されることにより発生することはない。トーン検出器２３４は、検知電波および被検知電波が同時に発信されているときのみ、「１」を発信する。

本実施の形態において、液面警報装置１が備える液面警報ユニットは２個であったが、３個以上であってもよい。

また、本実施の形態においては、２個の液面警報ユニットが共用器１４を介して１個のアンテナ１２に接続されている構成であったが、２個の液面警報ユニットがそれぞれアンテナを備える構成であってもよい。その場合、他方の液面警報ユニットから発信される電波は、アンテナにより受信される。

また、２個の液面警報ユニットが共用器を介して１個の導波管に接続されている構成であってもよい。

第１液面警報ユニット１１と第２液面警報ユニット２１の警報点は、ソフトウェア的に書き換え可能である。第１液面警報ユニット１１および第２液面警報ユニット２１は、それぞれの警報点を記憶した上位制御装置１００に接続されている。上位制御装置１００に記憶された警報点を書き換えることにより、物理的な設計変更を行うことなく各液面警報ユニット１１、２１の警報点を変更することができる。この構成により、警報を発する距離に応じて製品の大きさを決める必要がない。すなわち、装置の大量生産性が大幅に向上する。

第１液面警報ユニット１１と第２液面警報ユニット２１の警報点は、上述のように上位制御装置１００に記憶されていてもよいし、各液面警報ユニット１１、２１に記憶されていてもよい。

第１および第２液面警報ユニット１１、２１の警報点の変更は、手動で書き換えてもよいし、上位制御装置１００により自動的に変更されるように構成してもよい。また、監視する警報点を周期的に変更してもよい。具体的には、１回目の判定においては液位Ａ、２回目の判定においては液位Ａとは異なる液位Ｂ、３回目の判定においては液位Ａおよび液位Ｂとは異なる液位Ｃを警報点として液面判定を行い、４回目以降はこれを繰り返す。この場合、１つの液面警報ユニットで液位Ａ、ＢおよびＣの監視が可能である。この場合の警報点の周期的な変更は、上位制御装置１００による自動的変更で容易に実現できる。

このように、警報点が自動的に変更される構成により、１つの液面警報ユニットで複数の警報点を監視可能である。警報の種類は、高位液面警報および溢位警報に加えて、高位液面警報の警報点よりも液位の低い予告警報としてもよい。予告警報を発報可能とすることで、液位の監視をより確実に行うことができる。

また、警報点が自動的に変更される構成によれば、第１液面警報ユニット１１が故障して第２液面警報ユニット２１が液面判定を開始するとき、第２液面警報ユニット２１は、第１液面警報ユニット１１が監視していた警報点の情報を共有して、当該警報点を監視することができる。

●液面警報装置１の校正機能
液面警報装置１は、電波により基準位置を判定可能な基準物を設置し、運用上常に基準位置と判定位置を比較校正する機能を有するように構成することができる。

この機能を実現するには、例えば、第１および第２液面警報ユニット１１、２１に対して予め位置を定められた基準物をタンク内空間に設置する。基準物としては、例えば、液面警報装置１の測定方向に直交する反射面を持つ平板状物体を用いることができる。平板状物体の形状は任意である。

第１および第２液面警報ユニット１１、２１に対する基準物の位置、すなわち基準位置は、上位制御装置等に記憶させておく。

基準物は、タンク内の第１、第２液面警報ユニット１１、２１の検知範囲内に配置する。配置の形態としては、例えばアンテナ１２に基準物を設置することもできる。基準物がアンテナ１２に設置されていることにより、液面警報装置１を設置するだけで、基準物をタンク内に別途配置する必要はない。すなわち、基準物を液面警報装置１と独立して設置する場合と比較して、タンク内に基準物を設置する作業が不要になる。

第１および第２液面警報ユニット１１、２１は、それぞれユニットの基準物に対する実際の位置を定期的に判定し、基準位置と比較する。判定位置と基準位置が異なる場合、液面警報装置１は、判定位置と基準位置に基づいて液面判定の結果を校正する。判定位置と基準位置が大きく異なる場合、先に説明したステップＳ１において故障と判断されてもよい。

●液面警報装置（２）●
本発明に係る液面警報装置の他の実施の形態について、先に説明した実施の形態と異なる部分を中心に説明する。本実施の形態においては、現用機としての第１液面警報ユニットは判定電波および被検知電波を発信しない第３時間帯を有し、予備機としての第２液面警報ユニットは第３時間帯に判定電波を送信する。

図８のフローチャートＦ３に示すように、まず、現用機としての第１液面警報ユニット１１は、第２液面警報ユニット２１又は上位制御装置１００から、第１液面警報ユニット１１に異常がある旨の通知が来ていないかを確認する（ステップＳ１）。次いで、自身が故障していない場合は、判定電波を液面に向かって発信する掃引動作を行う（ステップＳ２）。次いで、第１液面警報ユニット１１は、被検知電波を発信し（ステップＳ３）、被検知電波を停止した後に（ステップＳ２４）演算動作を行う（ステップＳ２５）。

ステップＳ１において第１液面警報ユニット１１が故障しているとき、第１液面警報ユニット１１は、自身が送信している電波があれば停止する（ステップＳ６）。

演算動作は、被検知電波を発信し停止するステップＳ３乃至Ｓ４の間に開始されていてもよい。言い換えれば、第２液面警報ユニット２１は、被検知電波が発信されているときに演算動作を行ってもよい。

図９のフローチャートＦ４に示すように、予備機としての第２液面警報ユニット２１は、まず、検知電波の送信を開始する（ステップＳ１１）。

次いで、第２液面警報ユニット２１は、現用機の動作確認を行う（ステップＳ１２）。現用機の動作確認の手順は、先に説明した実施の形態と同様である。第２液面警報ユニット２１は、第１液面警報ユニット１１が正常に動作していると判断するとき、検知電波を停止し（ステップＳ１５）、第１液面警報ユニット１１又は上位制御装置１００から第２液面警報ユニット２１に異常がある旨の通知が来ていないかを確認する（ステップＳ１）。自身が故障していない場合は、掃引動作を行う（ステップＳ２）。自身が故障している場合は、発信されている電波を停止する（ステップＳ６）。

ステップＳ２における掃引動作に次いで、第２液面警報ユニット２１は、検知電波の送信を開始する（ステップＳ３１）。検知電波を送信し続けている間に、掃引動作により受信する反射電波の情報に基づいて液面の高さを判定するための演算動作を行う（ステップＳ３２）。そして、検知電波により第１液面警報ユニット１１の動作確認を行うステップＳ１２に戻る。

ステップＳ１２において現用機の動作が確認できない場合、第２液面警報ユニット２１は、検知電波と被検知電波の差分の周波数の電波が検知されるか否かを、ガードタイマーにより一定時間監視する（ステップＳ１３）。トーン検出器２３４が差分の周波数の電波を一定時間検知しないとき、第２液面警報ユニット２１は、ユーザインタフェースを通じて使用者に第１液面警報ユニット１１の故障を通知する（ステップＳ１４）。また、第２液面警報ユニット２１は、第１液面警報ユニット１１が故障している旨の情報を上位制御装置１００に伝達する。そして、第２液面警報ユニット２１は、フローチャートＦ３のステップＳ１の動作を開始する。すなわち、第２液面警報ユニット２１は、現用機として動作を開始する。

●液面警報ユニットおよびトーン検出器のタイムチャート
現用機として動作する第１液面警報ユニット１１、予備機として動作する第２液面警報ユニット２１、および第２液面警報ユニット２１が有するトーン検出器２３４のタイムチャートを図１０に示す。図１０において、横軸は時間、縦軸は周波数を表すが、その目盛は模式的なものである。

第１液面警報ユニット１１は、液面高さを判定するための判定電波を送受信する第１時間帯５１と、判定電波の最大周波数より大きい周波数の被検知電波を送信する第２時間帯５２と、判定電波および被検知電波を発信しない第３時間帯５３と、をこの順で繰り返す。

第１液面警報ユニット１１は、第３時間帯５３において、判定電波の最小周波数ｆ１の電波を発信している。これは、どの時間帯においても電波を連続して発信し続けることによりシステムを安定的に稼働させるためである。第３時間帯５３に第１液面警報ユニット１１から発信される電波の周波数は、周波数ｆ１に限られない。

第２液面警報ユニット２１は、第１時間帯５１および第２時間帯５２の間、周波数ｆ３より大きい周波数ｆ４の検知電波を発信する。第２液面警報ユニット２１は、第３時間帯５３において、掃引動作を行う。第２液面警報ユニット２１は、掃引動作が完了し次第、再度周波数ｆ４の検知電波を発信する。

第２時間帯５２において、トーン検出器２３４は、うなりの周波数の電波を検知して「１」を発信する。第１時間帯５１および第３時間帯５３においては、うなりが発生しないため、トーン検出器２３４は「０」を発信する。

この構成によれば、第２液面警報ユニット２１は、第１液面警報ユニット１１が判定電波の送信を完了したことを、トーン検出器２３４が「１」を発信したことにより検知することができる。

第１および第２液面警報ユニット１１、２１は、同じ警報点を監視していてもよい。この場合、液面警報装置の時間分解能が向上する。

第１および第２液面警報ユニット１１、２１は、それぞれ異なる警報点を監視していてもよい。ここで、警報点が自動的に変更される構成により、一方の液面警報ユニットが故障した場合にも、故障したユニットが監視すべき警報点を他方の液面警報ユニットにより監視することができる。例えば、第１液面警報ユニット１１が故障したことを検知して、第２液面警報ユニット２１は、第１液面警報ユニット１１の警報点と第２液面警報ユニット２１の警報点とを交互に判定する。

第１、第２の液面警報ユニット１１、２１は、他方の液面警報ユニットが判定電波を発信していないときに判定電波を発信するように、前記電波を発信するタイミングがあらかじめ定められていてもよい。このとき、各液面警報ユニットは、他方の液面警報ユニットが発信している電波のステータスを共有する、ステータス共有機能を備えていてもよい。このステータス共有機能は、複数実装された液面警報ユニット相互間における通信手段によって実現させる。具体的には、フォトカプラ等を用いた光学的結合方式、または絶縁トランスを用いた電磁的な結合方式により、他の液面警報ユニットが判定電波を発信しているかどうか判定する。

●液面警報装置（３）●
本発明に係る液面警報装置の他の実施の形態について、先に説明した実施の形態と異なる部分を中心に説明する。本実施の形態においては、現用機としての第１液面警報ユニットは検知電波を発信する第４時間帯をさらに有し、予備機としての第２液面警報ユニットは第４時間帯に検知電波を送信する。

図１１のフローチャートＦ５に示すように、まず、現用機としての第１液面警報ユニット１１は、第２液面警報ユニット２１又は上位制御装置１００から、第１液面警報ユニット１１に異常がある旨の通知が来ていないかを確認する自身の故障判定を行う（ステップＳ４１）。自身が故障していない場合は、判定電波を液面に向かって発信する掃引動作を行う（ステップＳ４２）。自身が故障している場合は、発信されている電波を停止する（ステップＳ５０）。

ステップＳ４２の掃引動作の後、第１液面警報ユニット１１は、検知電波を発信する（ステップＳ４３）。第１液面警報ユニット１１は、この検知電波により第２液面警報ユニット２１の動作確認を行う（ステップＳ４４）。動作確認の手順は、先に説明した現用機の動作確認の手順と同様である。

第２液面警報ユニット２１が正常に動作していると判断される場合、第１液面警報ユニット１１は検知電波を停止する（ステップＳ４６）。次いで、第１液面警報ユニット１１は被検知電波の送信を開始する（ステップＳ４７）。第１液面警報ユニット１１は、被検知電波を送信している間、掃引動作により受信した反射電波に基づいて液面判定を行う（ステップＳ４８）。その後、ステップＳ４１に戻る。

ステップＳ４４の動作確認において、第２液面警報ユニット２１が正常に動作していないと判断される場合、第１液面警報ユニット１１は、第１液面警報ユニット１１が有するトーン検出器２３４が被検知電波および検知電波の差分の周波数の電波を検知するか否かを、ガードタイマーにより一定時間監視する（ステップＳ４５）。トーン検出器２３４が電波を検知しない場合、その旨を上位制御装置１００に通知し（ステップＳ５１）、ステップＳ４６乃至Ｓ４８の動作を行う。その後、ステップＳ４１に戻る。

ステップＳ５１において第２液面警報ユニット２１の異常を通知後、第１液面警報ユニット１１は、警報点を変更してもよい。例えば、第１液面警報ユニット１１は、第２液面警報ユニット２１が故障したときには第２液面警報ユニット２１が監視していた警報点を監視するように変更されてもよい。

第２液面警報ユニット２１のフローチャートは、第１液面警報ユニット１１のフローチャートと同一である。すなわち、上述の説明において第１と第２を読み替えればよい。

●液面警報ユニットおよびトーン検出器のタイムチャート
図１２に、第１液面警報ユニット１１、第２液面警報ユニット２１、および第１又は第２液面警報ユニット１１，２１が有するトーン検出器２３４のタイムチャートを示す。第１液面警報ユニット１１が有するトーン検出器２３４と、第２液面警報ユニット２１が有するトーン検出器２３４の動作は同一である。図１２において、横軸は時間、縦軸は周波数を表すが、その目盛は模式的なものである。

第１液面警報ユニット１１は、液面高さを判定するための判定電波を送受信する第１時間帯６１と、被検知電波を送信する第２時間帯６２と、検知電波を送信する第４時間帯６３と、をこの順で繰り返す。第４時間帯６３は、第１時間帯６１と第２時間帯６２を合計した長さである。

第２液面警報ユニット２１は、第１液面警報ユニット１１と同様に、判定電波、被検知電波、および検知電波をこの順に送信する。ただし、第２液面警報ユニット２１は、第１および第２時間帯６１，６２に被検知電波を送信する。また、第２液面警報ユニット２１は、第４時間帯６３に判定電波および被検知電波を送信する。

このように、第１および第２液面警報ユニット１１，２１は、時間をずらして同一の動作を行っている。

第２時間帯６２において、第１液面警報ユニット１１からは被検知電波が送信され、第２液面警報ユニット２１からは検知電波が送信される。したがって、トーン検出器２３４は、第２時間帯６２において「１」を送信する。また、第４時間帯６３の間、第１液面警報ユニット１１からは検知電波が送信されている。したがって、第４時間帯６３において第２液面警報ユニット２１から被検知電波が送信されているとき、トーン検出器２３４は「１」を送信する。

この構成によれば、各液面警報ユニットは、他方の液面警報ユニットが判定電波の送信を完了したことを、トーン検出器２３４が「１」を発信したことにより検知することができる。

本実施の形態においても、第１、第２の液面警報ユニット１１、２１は、他方の液面警報ユニットが判定電波を発信していないときに判定電波を発信するように、前記電波を発信するタイミングがあらかじめ定められていてもよい。このとき、各液面警報ユニットは、他方の液面警報ユニットが発信している電波のステータスを共有する、ステータス共有機能を備えていてもよい。その具体例は、先に説明した実施の形態と同様である。

同一構成の液面警報ユニットを複数備えるこの実施形態によれば、互いの動作を確認しながら複数の液面警報ユニットで液面判定が可能である。また、複数の液面警報ユニットが常に定期的に判定電波を送信するので、ホットスタンバイが可能である。さらに、複数の液面警報ユニットが同一構成なので、構成が単純である。

１ 液面警報装置
１１ 第１液面警報ユニット
２１ 第２液面警報ユニット（電波発生装置）
４１ 第１時間帯
４２ 第２時間帯
２３４ トーン検出器

Claims (9)

1. 判定電波により液面の高さを判定する液面警報ユニットと、
   前記判定電波の最大周波数より大きい周波数の検知電波を発信する電波発生装置と、
   特定範囲の周波数の電波を検知する検出器と、
   を備え、
   前記液面警報ユニットは、前記判定電波を送信する第１時間帯と、前記判定電波の最大周波数より大きい周波数であって、前記検知電波とは周波数の異なる被検知電波を送信する第２時間帯と、を有し、
   前記検出器は、前記検知電波と前記被検知電波の差分の周波数の電波を検知する、液面警報装置。
2. 前記液面警報ユニットと前記電波発生装置とは、共用器により接続されている、請求項１記載の液面警報装置。
3. 前記検知電波の周波数は、前記被検知電波の周波数より大きい、請求項１又は２記載の液面警報装置。
4. 前記電波発生装置は、電波方式により液面の高さを判定可能な第２液面警報ユニットである、請求項１乃至３のいずれかに記載の液面警報装置。
5. 前記検出器が前記差分の周波数の電波を一定時間検知しないとき、前記第２液面警報ユニットは液面の高さを判定する判定電波を発信する、請求項４記載の液面警報装置。
6. 前記液面警報ユニットは、前記判定電波および前記被検知電波を発信しない第３時間帯を有し、前記第２液面警報ユニットは、前記第３時間帯に、液面の高さを判定する判定電波を送信する、請求項４又は５記載の液面警報装置。
7. 前記液面警報ユニットは、前記検知電波を発信する第４時間帯を有し、前記第２液面警報ユニットは、前記第４時間帯に前記被検知電波を発信する、請求項４乃至６のいずれかに記載の液面警報装置。
8. 前記液面警報ユニットと前記第２液面警報ユニットは、同一の回路構成を有する、請求項４乃至７のいずれかに記載の液面警報装置。
9. 判定電波により液面の高さを判定する液面警報ユニットと、
   前記判定電波の最大周波数より大きい周波数の検知電波を発信する電波発生装置と、
   特定範囲の周波数の電波を検知する検出器と、
   を備える液面警報装置の故障検知方法であって、
   前記液面警報ユニットが、前記判定電波を送信するステップと、
   前記電波発生装置が、前記判定電波の最大周波数より大きい周波数の検知電波を発信するステップと、
   前記検知電波が発信されているときに、前記液面警報ユニットが、前記判定電波の最大周波数より大きい周波数であって、前記検知電波とは周波数の異なる被検知電波を送信するステップと、
   前記検出器が、前記検知電波と前記被検知電波の差分の周波数の電波を検知するステップと、
   を有する、液面警報装置の故障検知方法。

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