JP2852452B2 - 巻取式液面計 - Google Patents
巻取式液面計Info
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- JP2852452B2 JP2852452B2 JP2128449A JP12844990A JP2852452B2 JP 2852452 B2 JP2852452 B2 JP 2852452B2 JP 2128449 A JP2128449 A JP 2128449A JP 12844990 A JP12844990 A JP 12844990A JP 2852452 B2 JP2852452 B2 JP 2852452B2
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- Japan
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- tension
- liquid level
- string
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- Level Indicators Using A Float (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は石油備蓄タンク等におけるタンク内貯蔵液の
液面測定に供される巻取式液面計に関する。
液面測定に供される巻取式液面計に関する。
＜現状技術と問題点＞ テープまたはワイヤ（以後紐状体と呼ぶ）の一端にフ
ロートを接続し、他端を巻取装置に巻き掛け、紐状体に
ほぼ一定の張力が働くようにしてフロートを液面に追従
させ、タンク頂からフロートまでの紐状体の長さによっ
て液面を測定するいわゆる“巻取式液面計”（第４図に
例を示す）が広く実用に供せられている。
ロートを接続し、他端を巻取装置に巻き掛け、紐状体に
ほぼ一定の張力が働くようにしてフロートを液面に追従
させ、タンク頂からフロートまでの紐状体の長さによっ
て液面を測定するいわゆる“巻取式液面計”（第４図に
例を示す）が広く実用に供せられている。
巻取式液面計の紐状体の張力を一定に保つには各種の
機構があるが、コストの安いことと、紐状体を巻き取る
駆動源としてのモータを必要とせず、したがって消費量
の大なる電源を要しないことを特徴とする機械式のもの
が高い比率を占めている。
機構があるが、コストの安いことと、紐状体を巻き取る
駆動源としてのモータを必要とせず、したがって消費量
の大なる電源を要しないことを特徴とする機械式のもの
が高い比率を占めている。
機械式の定張力機構は、第４図に示す定トルクスプリ
ング式のものや、第５図に示すフロートを重錘Ｗとバラ
ンスさせる重錘式のものが代表的であるが、このような
機械式の定張力機構をもつ巻取式液面計の問脱点の一つ
は、張力を高い精度で一定に保つことが技術的に難しい
ことである。
ング式のものや、第５図に示すフロートを重錘Ｗとバラ
ンスさせる重錘式のものが代表的であるが、このような
機械式の定張力機構をもつ巻取式液面計の問脱点の一つ
は、張力を高い精度で一定に保つことが技術的に難しい
ことである。
張力が定張力機構の誤差によってΔＴだけ変化する
と、張力と浮力は等しいので、第６図のようにフロート
の吃水変化εはΔＴに比例し、 但し、ρ：液の密度,S:フロート面積となり、これが
液位の測定誤差となる。
と、張力と浮力は等しいので、第６図のようにフロート
の吃水変化εはΔＴに比例し、 但し、ρ：液の密度,S:フロート面積となり、これが
液位の測定誤差となる。
したがって張力変化ΔＴが大きいと液位測定精度が低
くなる。
くなる。
このため機械式の巻取式液面計の精度は、電気式の張
力センサと、紐状体巻取用のプーリやドラムを駆動させ
るサーボモータを使用して張力を制御するいわゆる“サ
ーボバランス式”に比べて一般的に劣るのが実状であ
る。
力センサと、紐状体巻取用のプーリやドラムを駆動させ
るサーボモータを使用して張力を制御するいわゆる“サ
ーボバランス式”に比べて一般的に劣るのが実状であ
る。
しかしながら、サーボバランス式は電気モータを使用
するため通常外部から電源の供給を必要とするのに対
し、機械式の液面計は電源を外部より供給する必要がな
く、また設置に当って電気配線などの電源工事を要しな
いことから、工事費が安い、停電による測定不能の恐れ
がない、雷の被害を受けにくい、などの長所を備えてい
るが、前述のように精度にいまひとつ欠けるという欠点
がある。
するため通常外部から電源の供給を必要とするのに対
し、機械式の液面計は電源を外部より供給する必要がな
く、また設置に当って電気配線などの電源工事を要しな
いことから、工事費が安い、停電による測定不能の恐れ
がない、雷の被害を受けにくい、などの長所を備えてい
るが、前述のように精度にいまひとつ欠けるという欠点
がある。
＜本発明の目的＞ 本発明は外部からの電源の供給を必要としない機械式
液面計の長所をすべて備え、かつ在来の機械式に較べて
液位の測定精度が改善された巻取式液面計を実現するこ
とを目的とする。
液面計の長所をすべて備え、かつ在来の機械式に較べて
液位の測定精度が改善された巻取式液面計を実現するこ
とを目的とする。
より具体的には、張力制御機械は在来の機械式のもの
を利用すればよく、電力を要する電気モータを必要とし
ないので、上記の張力偏差センサ、液位Ｌを電気信号に
変換するコンバータ、及び補正演算を行なう演算回路、
液位を指示する表示器などを備え、しかもこれらを作動
させるための電力は小電力でよくて、内蔵バッテリー等
によって長期間動作させることが技術的に容易となり、
かつ高精度の液位計測が可能な巻取式液面計を実現でき
るようにした。
を利用すればよく、電力を要する電気モータを必要とし
ないので、上記の張力偏差センサ、液位Ｌを電気信号に
変換するコンバータ、及び補正演算を行なう演算回路、
液位を指示する表示器などを備え、しかもこれらを作動
させるための電力は小電力でよくて、内蔵バッテリー等
によって長期間動作させることが技術的に容易となり、
かつ高精度の液位計測が可能な巻取式液面計を実現でき
るようにした。
＜本発明の要旨＞ 紐状体の張力の制御誤差は、前述のようにフロートの
吃水変化となってあらわれ、第６図に示したように張力
が設計値より大きいとフロートが浮き上り、張力が設計
値より小さいと沈むことになる。
吃水変化となってあらわれ、第６図に示したように張力
が設計値より大きいとフロートが浮き上り、張力が設計
値より小さいと沈むことになる。
したがってフロートの吃水が一定として液位を計測す
るように設計された液面計の計測値は、吃水変化量に相
当する誤差を生じる。
るように設計された液面計の計測値は、吃水変化量に相
当する誤差を生じる。
本発明は、第1,3図のように液面計に紐状体の張力の
設計値からの偏差を測定する“張力偏差センサ”を設け
て張力偏差値ΔＴを測定し、前記の（１）式によって誤
差εを求め、吃水が変わらないとして得られた液位Ｌの
計測値をεだけ補正することによって、より高精度の液
位を求めることを要旨とする。
設計値からの偏差を測定する“張力偏差センサ”を設け
て張力偏差値ΔＴを測定し、前記の（１）式によって誤
差εを求め、吃水が変わらないとして得られた液位Ｌの
計測値をεだけ補正することによって、より高精度の液
位を求めることを要旨とする。
＜課題を解決するための手段＞ 本発明の巻取式液面計は、液面に液面感得体を吊り下
げている紐状体を巻き付けたドラムからの前記紐状体の
長さを計測する液位発信器と、前記紐状体に作用する張
力変化を検知する張力偏差センサと、この張力センサか
らの液面感得体が設定吃水のときの紐状体に働く張力に
対する張力偏差信号によりフロートの吃水の誤差を求
め、この誤差により前記液位発信器からの見掛けの液位
信号を補正して出力する演算回路とを備える構造のもの
としてある。
げている紐状体を巻き付けたドラムからの前記紐状体の
長さを計測する液位発信器と、前記紐状体に作用する張
力変化を検知する張力偏差センサと、この張力センサか
らの液面感得体が設定吃水のときの紐状体に働く張力に
対する張力偏差信号によりフロートの吃水の誤差を求
め、この誤差により前記液位発信器からの見掛けの液位
信号を補正して出力する演算回路とを備える構造のもの
としてある。
＜実施例＞ 以下本発明の実施例を第１〜３図を用いて詳細に説明
する。
する。
第１図において、貯蔵タンク１内の液面２に液面感得
体であるディスプレーサまたはフロート３が紐状体４に
て吊り下げられており、この紐状体４はタンク１上方に
位置する吊り下げプーリ５及びガイドプーリ６を経て巻
取プーリ11に巻き取られており、巻取プーリ11にはぜん
まいばねよりなるコンストンスプリング10によって正逆
の回転力が与えられている。
体であるディスプレーサまたはフロート３が紐状体４に
て吊り下げられており、この紐状体４はタンク１上方に
位置する吊り下げプーリ５及びガイドプーリ６を経て巻
取プーリ11に巻き取られており、巻取プーリ11にはぜん
まいばねよりなるコンストンスプリング10によって正逆
の回転力が与えられている。
また、上記吊り下げプーリ５は引張コイルスプリング
18によって吊り下げられている軸受17に取り付けられて
おり、引張スプリングの側方には該スプリングの引張変
化を検出する引張偏差センサ16を設けてある。この張力
偏差センサ16は、フロートが設計された所定の吃水のと
きに紐状体に働く張力、すなわち引張スプリングに働く
張力と実検知張力との差をコイルスプリングの張力変化
で検出する。
18によって吊り下げられている軸受17に取り付けられて
おり、引張スプリングの側方には該スプリングの引張変
化を検出する引張偏差センサ16を設けてある。この張力
偏差センサ16は、フロートが設計された所定の吃水のと
きに紐状体に働く張力、すなわち引張スプリングに働く
張力と実検知張力との差をコイルスプリングの張力変化
で検出する。
より具体的には、フロートが設定吃水のときの軸受17
の位置に対し、張力が増減することによる軸受17の上下
偏位を検出する。
の位置に対し、張力が増減することによる軸受17の上下
偏位を検出する。
さらにガイドプーリ６と巻取プーリ11との間には、紐
状体４のパーフォレーション4aに外周爪7aが係合するス
プロケットホイル７を設けてあり、紐状体４の直線運動
がスプロケットホイル７によって回転運動に変換させら
れるようにしてある。
状体４のパーフォレーション4aに外周爪7aが係合するス
プロケットホイル７を設けてあり、紐状体４の直線運動
がスプロケットホイル７によって回転運動に変換させら
れるようにしてある。
この直線・回転変換用のホイル７の回転軸には液位発
信器12（例えばロータリエンコーダ、ポテンションメー
タ又はパルスジェネレータ等）を接続してあって、この
発信器12はホイル７の回転角度に比例した見掛けの液位
信号S2を出力し、この出力信号は演算回路13に入力さ
れ、また演算回路13には前記張力偏差センサ16からの張
力偏差信号S1も入力させられる。
信器12（例えばロータリエンコーダ、ポテンションメー
タ又はパルスジェネレータ等）を接続してあって、この
発信器12はホイル７の回転角度に比例した見掛けの液位
信号S2を出力し、この出力信号は演算回路13に入力さ
れ、また演算回路13には前記張力偏差センサ16からの張
力偏差信号S1も入力させられる。
演算回路13は第２図のようにマルチプレクサ20、ADコ
ンバータ21、マイクロプロセッサ22よりなり、マイクロ
プロセッサが所定張力に対する張力偏差センサ16からの
張力偏差分ΔＴから前述した（１）式によりフロートの
吃水量の誤差εを求め、液位発信器12からの見掛けの液
位信号を前記誤差分εで補正する減算を行って、フロー
トが所定吃水量のときの補正液位信号を液位表示器15へ
出力する。
ンバータ21、マイクロプロセッサ22よりなり、マイクロ
プロセッサが所定張力に対する張力偏差センサ16からの
張力偏差分ΔＴから前述した（１）式によりフロートの
吃水量の誤差εを求め、液位発信器12からの見掛けの液
位信号を前記誤差分εで補正する減算を行って、フロー
トが所定吃水量のときの補正液位信号を液位表示器15へ
出力する。
なお、発信器12、演算回路13、液位表示器15には電源
14から定電圧の弱電流を供給する。
14から定電圧の弱電流を供給する。
次に第２実施例を第３図に示す。
同図において第１実施例と同一物には同一符号を付し
てあり、フロート３は測長ワイヤ26にて液面に吊り下げ
られており、測長ワイヤ26はワイヤ巻取ドラム24に巻き
取られている。
てあり、フロート３は測長ワイヤ26にて液面に吊り下げ
られており、測長ワイヤ26はワイヤ巻取ドラム24に巻き
取られている。
このドラム24は張力偏差センサ23の入力軸28に固嵌し
てあり、張力偏差センサ23の出力軸29は液位発信器12へ
接続してあって、出力軸にはプーリ25を固嵌してあり、
プーリ25に巻かれたワイヤ30にて吊り下げられている錘
り27とフロート３はバランスして液面２上に吊り下げら
れている。
てあり、張力偏差センサ23の出力軸29は液位発信器12へ
接続してあって、出力軸にはプーリ25を固嵌してあり、
プーリ25に巻かれたワイヤ30にて吊り下げられている錘
り27とフロート３はバランスして液面２上に吊り下げら
れている。
液面２が上下に変動するとフロート３に働く浮力が変
化するため、錘り27とフロート３とのバランスがくず
れ、フロート３は錘り27とバランスするよう液面２の変
動に追従する。
化するため、錘り27とフロート３とのバランスがくず
れ、フロート３は錘り27とバランスするよう液面２の変
動に追従する。
出力軸29に働いている錘り27による回転モーメントの
大きさは必ずしも一定ではないため、入力軸28と出力軸
29は回転量を異にし、これにより両軸間にも回転偏差が
生じ、これを張力偏差センサ23が検出し、液位発信器12
の見掛けの出力信号S2による液位データを、張力偏差セ
ンサからの信号により第１実施例と同様に演算回路13が
補正し、液位表示器15に補正液位データ信号S3を出力す
る。
大きさは必ずしも一定ではないため、入力軸28と出力軸
29は回転量を異にし、これにより両軸間にも回転偏差が
生じ、これを張力偏差センサ23が検出し、液位発信器12
の見掛けの出力信号S2による液位データを、張力偏差セ
ンサからの信号により第１実施例と同様に演算回路13が
補正し、液位表示器15に補正液位データ信号S3を出力す
る。
なお、張力偏差センサには上述した第1,第２実施例の
もののほかに、ストレンゲージを利用したものや磁気式
偏位センサ，あるいは静電容量式の偏位センサ等各種の
ものが挙げられる。
もののほかに、ストレンゲージを利用したものや磁気式
偏位センサ，あるいは静電容量式の偏位センサ等各種の
ものが挙げられる。
＜発明の効果＞ 上述したごとく本発明によれば、電力消費量の大なる
電気モータを使用しない従来の機械的液面測定装置を利
用でき、それでいて同装置の欠点である測定精度のバラ
ツキが解消された低電力、高精度の液面測定装置を提供
できる。
電気モータを使用しない従来の機械的液面測定装置を利
用でき、それでいて同装置の欠点である測定精度のバラ
ツキが解消された低電力、高精度の液面測定装置を提供
できる。
第１図は本発明の第１実施例を示す機構図、 第２図は演算回路13を示す図、 第３図は第２実施例を示す機構図、 第４図および第５図はそれぞれ従来例を示す図、 第６図は張力変化と吃水変化（測定誤差）の関係を示す
図である。 図中 １……貯蔵タンク、２……液面 2a……液体、３……フロート ４……紐状体 4a……パーフォレーション ５……吊り下げプーリ、６……ガイドプーリ ７……スプロケットホイル 7a……外周爪 10……コンストンスプリング 11……巻き取りプーリ 12……液位発信器、13……演算回路 14……直流定電圧電源、15……液位表示器 16……張力偏差センサ、17……吊支アーム 18……引張コイルスプリング 20……マルチプレクサ、21……ADコンバータ 22……マイクロプロセッサ 23……張力偏差センサ 24……ワイヤ巻き取りドラム 25……プーリ、26……測長ワイヤ 27……錘り、28,29……回転軸
図である。 図中 １……貯蔵タンク、２……液面 2a……液体、３……フロート ４……紐状体 4a……パーフォレーション ５……吊り下げプーリ、６……ガイドプーリ ７……スプロケットホイル 7a……外周爪 10……コンストンスプリング 11……巻き取りプーリ 12……液位発信器、13……演算回路 14……直流定電圧電源、15……液位表示器 16……張力偏差センサ、17……吊支アーム 18……引張コイルスプリング 20……マルチプレクサ、21……ADコンバータ 22……マイクロプロセッサ 23……張力偏差センサ 24……ワイヤ巻き取りドラム 25……プーリ、26……測長ワイヤ 27……錘り、28,29……回転軸
Claims (1)
- 【請求項１】液面に液面感得体を吊り下げている紐状体
を巻き付けたドラムからの前記紐状体の長さを計測する
液位発信器と、前記紐状体に作用する張力変化を検知す
る張力偏差センサと、この張力センサからの液面感得体
が設定吃水のときの紐状体に働く張力に対する張力偏差
信号によりフロートの吃水の誤差を求め、この誤差によ
り前記液位発信器からの見掛けの液位信号を補正して出
力する演算回路とを備えることを特徴とする巻取式液面
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2128449A JP2852452B2 (ja) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | 巻取式液面計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2128449A JP2852452B2 (ja) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | 巻取式液面計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0424517A JPH0424517A (ja) | 1992-01-28 |
| JP2852452B2 true JP2852452B2 (ja) | 1999-02-03 |
Family
ID=14984991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2128449A Expired - Lifetime JP2852452B2 (ja) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | 巻取式液面計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2852452B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010070626A (ko) * | 2001-05-28 | 2001-07-27 | 노영철 | 가정용 난방 기름보일러 연료잔량 측정장치 |
| JP5204596B2 (ja) * | 2008-09-11 | 2013-06-05 | 東京計装株式会社 | 自動平衡式波面計の補正方法 |
| KR101371049B1 (ko) * | 2012-11-08 | 2014-03-07 | 우주기계 주식회사 | 수위, 높이 또는 수심측정용 계측장치 |
| CN105222851A (zh) * | 2015-10-16 | 2016-01-06 | 中电天威（锦州）石油技术装备有限公司 | 通过拉力变化检测油水界面的装置 |
| JP2019095341A (ja) * | 2017-11-24 | 2019-06-20 | 東芝産業機器システム株式会社 | 液面表示装置及び液冷式電気機器 |
| CN114674398B (zh) * | 2022-04-28 | 2022-11-29 | 武汉新烽光电股份有限公司 | 一种水利水电用水位测量装置 |
-
1990
- 1990-05-18 JP JP2128449A patent/JP2852452B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0424517A (ja) | 1992-01-28 |
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