JP2877234B2

JP2877234B2 - 液面検出装置

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Publication number: JP2877234B2
Application number: JP63312648A
Authority: JP
Inventors: 秀喜安田
Original assignee: NOOKEN KK
Current assignee: NOOKEN KK
Priority date: 1988-12-09
Filing date: 1988-12-09
Publication date: 1999-03-31
Anticipated expiration: 2014-03-31
Also published as: JPH02157714A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、磁性流体の動作を利用して、光路の開閉
または変更を行なうようにされた光学的スイッチング装
置を用いた液面検出装置に関するものである。

［従来の技術］従来、信号のオンおよびオフ制御を行なうための装置
として、最も一般的には、電気信号を取扱う電気的スイ
ッチがある。電気的スイッチは、通常、電気回路の開閉
を行なう電気接点を備え、このような電気接点を動作さ
せるために、回動、摺動、等の動作を行なう機械的動作
伝達機構が必要である。

また、光学信号を取扱う分野において、光学信号をオ
ンおよびオフ制御するためのスイッチング装置として、
機械的構成を利用して、光路を開閉する構造を有するも
のがある。このような機械的構成においても、上述した
電気的スイッチの場合と同様、回動、摺動、等の機械的
動作伝達機構が用いられる。

［発明が解決しようとする課題］上述したようなスイッチング装置は、いずれの場合
も、その少なくとも一部において、機械的動作伝達機構
を用いなければならない。しかしながら、このような機
構は、比較的複雑になることが多く、そのため、破損等
の故障が生じやすく、取扱いに注意しなければならな
い。また、たとえ取扱いに注意していても、長年の使用
によって、回動、摺動、等の動作を行なう部分における
磨耗は避けられず、そのことが故障の原因になることも
ある。

また、上述したようなスイッチング装置は、それを使
用する環境に対する制限が多い。たとえば、機械的動作
伝達機構を用いるので、そのような機構に影響を与え得
る温度および湿度条件、埃、振動、等は、避けなければ
ならない。また、電気的スイッチにあっては、その信頼
性を高めるためには、外部からの電気的ノイズを受け得
ない環境で用いなければならない。さらに、電気接点を
用いる電気的スイッチは、動作時において火花を発生す
るので、爆発性の雰囲気中では使用することができな
い。

そこで、この発明は、上述した従来のスイッチング装
置の欠点を解消し得る光学的スイッチング装置を用いた
液面検出装置を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］この発明は、磁性流体の新規な用途を提供するもの
で、より特定的には、磁性流体の動作を利用して、光路
の開閉または変更を行なおうとするものである。

この発明にかかる液面検出装置の一つの局面において
は、液体の液面の高さを検出するための液面検出装置で
あって、光を発する光源と、光を遮断する性質を持つ磁
性流体と、前記磁性流体が光路上の第１の位置と前記光
路から外れた第２の位置との間で移動可能なように、前
記磁性流体を受け入れる底面が凹状の容器と、前記磁性
流体に対して磁気的に影響を及ぼす磁界を発生するため
の磁界発生手段と、前記液面の上下動に伴って前記磁界
発生手段が移動するように前記磁界発生手段を支持する
ことにより、前記磁性流体が前記第１の位置または洗気
第２の位置のいずれかをとるように強制する磁界変化手
段と、前記光路上に配置される光反射手段と、前記光路
の終端に配置される光センサと、を備えている。

さらに、前記容器は、少なくとも前記光路を与える部
分において透明な材料からなる密封された構造を有し、
前記容器の、前記光路上に位置するすべての壁部は、前
記磁性流体が前記第１の位置をとるとき、前記磁性流体
に接触するようにされる。

また、好ましくは、前記容器の底面が、前記光反射手
段を兼用し、前記光源と前記光センサとは前記容器の略
上方に配置される。

また、好ましくは、前記容器の壁部のすくなくとも一
部が、前記光反射手段を兼用し、前記壁部のすくなくと
も一部に対向する位置に前記光源と前記光センサとが配
置される。

さらに、好ましくは、パイプ部材の内部の所定位置に
固定可能なように収容され、前記パイプ部分は内部に前
記液体が入らないように前記液体内に配置され、前記磁
界変化手段は前記液体に対して浮かび、前記パイプ部材
の外周面に沿って移動可能なように設けられる。

この発明にかかる液面検出装置の他の局面において
は、液体の液面の高さを検出するための液面検出装置で
あって、光を発する光源と、前記光源からの光を受ける
受光面を備える磁性流体と、前記磁性流体を受け入れる
底面が凹状の容器と、前記磁性流体に対して磁気的に影
響を及ぼす磁界を発生するための磁界発生手段と、前記
液面の上下動に伴って前記磁界発生手段が移動するよう
に前記磁界発生手段を支持することにより、前記磁性流
体の前記受光面が互いに異なる第１の位置または第２の
位置のいずれかをとるように強制する磁界変化手段と、
前記受光面からの反射光を、前記受光面が前記第１の位
置をとるときに受け得るように配置された光センサとを
備え、さらに前記光源と前記光センサとは前記容器の略
上方に配置される。

［作用］この発明にかる液面検出装置の１つの局面によれば、
磁界変化手段によって液面の上下動に伴って磁界発生手
段が移動するように前記磁界発生手段を支持することに
より、前記磁性流体が前記第１の位置または前記第２の
位置のいずれかをとるように制御される。磁性流体が第
１の位置をとるとき、この第１の位置が光路上にありか
つ磁性流体が光を遮断する性質を持つので、光路は磁性
流体によって閉じられる。他方、磁性流体が第２の位置
をとるとき、この第２の位置は光路から外れているの
で、光路は開かれた状態となる。

したがって、光路の終端に光センサを配置すればこの
光センサが受ける光の有無によって、光センサの出力レ
ベルを変化させることができる。このような出力レベル
の変化を取り出すことにより、スイッチング動作を達成
し、液面の高さを検出することが可能になる。

また、容器の底面の形状を凹状にすることで、磁性流
体の必要量を少なくすることが可能になる。さらに、磁
界発生手段が発する磁界よりも弱い磁界を発する他の磁
界発生手段が外部に存在した場合においても、容器の底
面が平坦なものと比較した場合、誤動作を未然に防止す
ることが可能になる。

さらに、容器をパイプ部材の内部の所定位置に固定可
能なように収容するとともに、パイプ部材は内部に液体
が入らないように液体内に配置して、また、磁界変化手
段は液体に対して浮かび、かつ、パイプ部材の外周面に
沿って移動可能なように設けることによって、確実かつ
正確に液面の高さを検出することが可能になる。

また、容器の底面が、光反射手段を兼用し、光源と光
センサとは容器の略上方に配置される構造を採用するこ
とにより、液面検出装置の小型化を図ることが可能にな
る。また、容器の壁部のすくなくとも一部が、光反射手
段を兼用し、壁部のすくなくとも一部に対向する位置に
光源と光センサとが配置される構造を採用することも可
能となり、使用状況に応じて最適な構造を容易に実現す
ることが可能になる。

また、この発明にかかる液面検出装置の他の局面によ
れば、磁性流体の表面における光の反射を利用する形式
のものにおいて、液面の上下動に伴って磁界発生手段が
移動するように磁界発生手段を支持することにより、記
磁性流体の前記受光面が互いに異なる第１の位置または
第２の位置のいずれかをとるように制御される。受光面
が第１の位置をとるとき、受光面からの反射光は光セン
サによって受けられ、他方、受光面が第２の位置をとる
とき、受光面からの反射光を光センサに向かう光路から
外れる状態になる。したがって、受光面を第１の位置と
第２の位置との間で変化させることにより、光センサか
らの出力レベルを変化させることができる。その結果、
この液面検出装置においては、このような光センサの出
力レベルの変化を取り出すことにより、スイッチング動
作を達成し、液面の高さを検出することが可能になる。

また、容器の底面の形状を凹状にすることで、磁性流
体の必要量を少なくすることが可能になる。また、磁界
発生手段が発する磁界よりも弱い磁界を発する他の磁界
発生手段が外部に存在した場合においても、容器の底面
が平坦なものと比較した場合、誤動作を未然に防止する
ことが可能になる。さらに、光源と光センサとは容器の
略上方に配置される構造を採用することにより、液面検
出装置の小型化を図ることが可能になる。

［発明の効果］このように、この発明にかかる液面検出装置によれ
ば、電気を必ずしも使わず、また複雑な機械的動作伝達
機構を使わずに、外部から与えられる磁界を変化させる
ことによって、光路を開閉することができる。したがっ
て、機械的構成が複雑になることがなく、また、機械的
動作機構において生じ得る故障に遭遇することもない。
また、このような液面検出装置が用いられ得る環境に対
しては、ほとんど制限がない。

さらに、この発明にかかる液面検出装置によれば、長
期にわたって故障なしに作動させることができる。ま
た、温度および湿度条件や埃等に左右されることなく、
所望の動作を達成することができる。また、電気接点を
用いないので、防爆型の液面検出装置として、有利に用
いることができる。

［実施例］第１図および第２図には、この発明の第１の実施例が
示されている。

これらの図面に示したスイッチング装置１は、密閉さ
れた容器２を備え、容器２内には、磁性流体３が封入さ
れる。

磁性流体３は、強磁性コロイド粒子、溶媒および界面
活性剤からなるもので、強磁性コロイド粒子としては、
たとえばマグネタイト等の粒子が用いられ、この粒子を
分散させる溶媒としては、たとえば、水、ケロシン等が
用いられる。なお、用いられ得る磁性流体としては、武
富・近角著「磁性流体−基礎と応用−」日刊工業新聞
社，昭和63年５月23日，第６頁〜第７頁にいくつかの例
が示されている。このような磁性流体３は、大体におい
て、黒ないし茶色を呈し、光学的に見たとき、光を遮断
する性質を有している。

容器２は、その少なくとも内面、特に磁性流体３と接
する面を、磁性流体３に対して濡れ性の低い材料で構成
することが好ましい。磁性流体３の容器２内での移動を
迅速に完了させるためである。その目的のため、容器２
は、たとえば、PTFE（四フッ化エチレン樹脂）、FEP
（四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂）
のようなフッ素樹脂、またはポリプロピレン、ポリエチ
レンのようなポリオレフィン系樹脂、等が有利に用いら
れる。なお、実用性を考慮したとき、磁性流体３とし
て、水を溶媒としたものを用いるとともに、容器２とし
て、FEPからなるものを用いることが好ましい。

この実施例では、容器２の少なくとも上面壁４が透明
とされる。また、容器２の内側の底面５に反射面が形成
される。さらに、底面５は、磁性流体３の必要量をでき
るだけ少なくするため、凹状とされることが好ましい。

容器２の外方、たとえば上方には、光源６が配置さ
れ、光源６から発せられた光は、光ファイバ７を通っ
て、透明な上面壁４を介して、容器２内に入射される。
第２図に示すように、底面５上に磁性流体３が存在しな
いときは、この入射光は、底面５で反射され、再び透明
な上面壁４を通過して、別の光ファイバ８によって受け
られる。このようにして、第１図および第２図において
矢印で示すような光路９が形成され、この光路９の終端
に光センサ10が配置される。

なお、光源６から与えられる光としては、可視光線の
他、赤外線、レーザ光線、等であってもよい。

容器２の側方において、たとえば矢印11で示すように
上下方向に移動可能な磁石、より特定的には永久磁石12
が配置される。磁石12は、第１図および第２図において
“N"および“S"で示すように磁化れている。この磁化の
方向は逆であってもよい。さらに、括弧内に示すように
磁化されていてもよい。

磁石12は、磁性流体３に対して磁気的に影響を及ぼす
磁界を発生するための磁界発生手段として機能する。ま
た、容器２は、磁性流体３が、第１図に示した第１の位
置と第２図に示した第２の位置との間で移動することを
許容する。第１の位置は、光路９上にあり、第２の位置
は、光路９から外れている。磁石12を矢印11で示す方向
に移動させる手段は、磁界発生手段としての磁石12が磁
性流体３に及ぼす磁界を変化させ、それによって磁性流
体３が第１の位置または第２の位置のいずれかをとるよ
うに強制する磁界変化手段を構成する。

第１図に示すように、磁石12が容器２から比較的離れ
た位置にあるときには、磁性流体３は、自然の重力によ
り、底面５上、すなわち光路９上の第１の位置にある。
したがって、光路９は、光を遮断する性質を持つ磁性流
体３によって閉じられる。したがって、光源６からの光
は、光センサ10には実質的に届かず、光センサ10の出力
レベルは相対的に低い状態である。なお、磁性流体３の
表面は、多少とも光を反射する性質を有するものである
が、その反射量は、底面５における反射量に比べると、
わずかにすぎない。

他方、第２図に示すように、磁石12が、容器２に接近
したとき、磁石12から与えられる磁界により、磁性流体
３は、容器２の側面13上に引き寄せられる。したがっ
て、光路９は開かれ、光源６から光ファイバ７を介して
与えられた光は、底面５上において反射し、次いで、も
う１の光ファイバ８を介して、光センサ10にまで届く。
そのため、光センサ10の出力レベルが相対的に高められ
る。

このようにして、磁石12の矢印11方向への移動によ
り、光センサ10から得られる出力レベルが変化され、こ
の出力レベルの変化をもって当該スイッチング装置１は
スイッチング動作を達成することができる。

スイッチング装置１は、磁石12を人為的に動作させ、
このような人為的な動作によって特定の信号をオンおよ
びオフ制御するためのスイッチとして用いることも、ま
た、磁石12を何らかの物体に連動させて動作させ、その
ような物体が所定の位置にあることを検知して特定の信
号を出力する、検出装置として用いられるスイッチにも
適用することができる。

第３図および第４図には、スイッチング装置１の適用
例が示されている。この適用例において、スイッチング
装置１は、液面検出装置として用いられている。

下端（図示せず）が閉じられたパイプ14内の所定の高
さ位置には、前述した磁性流体３を封入した容器２が固
定される。パイプ14内には、前述した光路９の一部を構
成していた光ファイバ７および８が導入される。

他方、パイプ14によって上下方向に移動可能なように
案内されるフロート15が、パイプ14の外周を取囲むよう
に配置される。フロート15は、液面（図示せず）上に浮
き、液面の上下動に伴なって上下動するものである。前
述した磁石12は、フロート15に固定される。

第３図に示すように、フロート15が比較的下方の位置
にあるとき、すなわち、液面が所定の高さにまで届いて
いないとき、磁石12は、磁性流体３から比較的離れた位
置にあり、前述した第１図に対応する状態を与えてい
る。したがって、光ファイバ７から導入された光は、磁
性流体３によって遮断され、光ファイバ８には届かな
い。

他方、第４図に示すように、フロート15が比較的上方
の位置にもたらされたとき、すなわち液面が所定の高さ
にまで届いたとき、磁石12は、磁性流体３に接近した位
置をとる。この状態は、前述した第２図に示した状態に
相当し、光ファイバ７から与えられた光は、容器２の底
面５で反射され、光ファイバ８に達する。したがって、
光センサ10（第２図）から、相対的に高いレベルの出力
が得られ、この出力をもって、液面が所定の高さにまで
達したことを検出することができる。

なお、この発明に係る光制御装置は、上述した適用例
において、光センサ10を用いず、光ファイバ８の終端
を、直接、目視することにより、液面を把握するように
した検出装置などとしても用いることができる。

第１図および第２図に示した第１の実施例を、次のよ
うに変形することも可能である。すなわち、第２図にお
いて、想像線で示すように、反射板16を容器２の下方に
配置することである。この変形例の場合、容器２は、そ
の上面壁４だけでなく、底面壁17も透明とされ、第１の
実施例では底面５において反射されていた光は、反射板
16において反射されることになる。なお、この変形例の
場合、入射光を与える光ファイバ７および反射光を受け
る光ファイバ８の各角度は、それぞれ、反射板16を通る
光路を与えるように、変更されなければならないことは
もちろんである。

第５図には、この発明の第２の実施例が示されてい
る。

第５図に示した実施例は、前述の第１の実施例と比較
して、永久磁石12の代わりに、電磁石18を用いたことが
特徴である。なお、この電磁石18によって与えられる磁
界すなわち磁化の方向も、第５図に示すように、任意に
選ぶことができる。

第５図に示した第２の実施例は、その他の点におい
て、第１の実施例と実質的に共通している。したがっ
て、対応する部分には、同様の参照番号を付すことによ
って、重複する説明は省略する。

電磁石18は、容器２の側方に固定的に設けられても、
第１の実施例における磁石12と同様、上下方向に移動可
能に設けられてもよい。電磁石18が固定的に設けられる
場合、磁界発生手段としての電磁石18が磁性流体３に及
ぼす磁界を変化させる磁界変化手段は、電磁石18に与え
る電流をオン・オフ制御するスイッチ等の手段によって
実現される。

第６図には、この発明の第３の実施例が示されてい
る。

第６図に示した第３の実施例は、第１の実施例におい
て光路９の一部を構成していた２つの光ファイバ７およ
び８に代えて、１つの共通の光ファイバ19を用いたこと
が特徴である。したがって、光ファイバ19は、入射光と
反射光との双方を通過させる。その他の構成は、第１の
実施例と実質的に同様であるので、相当の部分には同様
の参照番号を付すことによって、重複する説明は省略す
る。

第７図および第８図には、この発明の第４の実施例が
示されている。

この第４の実施例では、第１の実施例における容器２
と同様の形状を有する容器2aが用いられるが、その少な
くとも一方の側面壁20が透明とされ、これと対向する側
面壁21の内側面22が反射面とされる。

この実施例においては、矢印で示すように、光路9a
は、相対的に横方向に向くように形成される。すなわ
ち、入射光を通過させる光ファイバ7aおよび反射光を通
過させる光ファイバ8aの各端部は、共に側面壁20の外側
方から側面壁20に向かって相対的に横方向に延びるよう
に方向付けされる。

第７図に示すように、磁石12a（第８図）が容器2aの
近くに存在しないとき、磁性流体3aは、底面5a上に位置
する。このとき、磁性流体3aは、光路9aを遮断せず、光
ファイバ7aを通って入射した光は、内側面22で反射し
て、もう一方の光ファイバ8aによって図示しない光セン
サまで導かれる。

他方、第８図に示すように、磁石12aが、容器2aの側
面壁21に近づいたとき、磁性流体3aは、内側面22上に移
動する。したがって、光ファイバ7aを通って入射した光
は、磁性流体3aによって遮断され、もう一方の光ファイ
バ8aには届かない。

上述した第４の実施例においては、第８図に示した磁
性流体3aの位置が、光路9a上の第１の位置に相当し、他
方、第７図に示した磁性流体3aの位置が、光路9aから外
れた第２の位置に相当する。

第９図及び第10図には、この発明の第５の実施例が示
され、また、第11図には、この発明の第６の実施例が示
されている。これら第５および第６の実施例は、前述し
た第１ないし第４の実施例とは異なり、光路上に光反射
手段が設けられていない。

第９図および第10図に示した第５の実施例では、前述
した第１の実施例等において用いられた容器２と同様の
形状の容器2bが用いられる。この容器2bは、少なくとも
上面壁23および底面壁24において透明とされる。容器2b
内には、磁性流体3bが封入される。

この実施例においては、光ファイバ25および26の方向
および位置から明らかなように、容器2bを上下方向に貫
通する光路27が矢印で示すように形成される。一方の光
ファイバ25は、入射光を通すものであり、他方の光ファ
イバ26は、容器2bを通過した透過光を通すものである。

たとえば永久磁石からなる磁石28が、前述した第１の
実施例における磁石12と同様、矢印29で示すように上下
方向に移動可能に設けられる。

第９図に示すように、磁石28が容器2bから比較的離れ
た位置にあるとき、磁性流体3bは、底面壁24上に位置す
る。すなわち、磁性流体3bは、光路27上の第１の位置に
位置している。したがって、光路27は、磁性流体3bによ
って遮断され、光ファイバ26には、入射光が届かない。

他方、第10図に示すように、磁石28が、容器2bの側方
に移動されたとき、この磁石28が与える磁界によって、
磁性流体3bは、容器2bの側面30上に移動される。すなわ
ち、磁性流体3bは、光路27から外れた第２の位置に位置
される。したがって、光路27は開かれ、光ファイバ25を
通って与えられた入射光は、容器2bを通過して、その透
過光がもう一方の光ファイバ26に届く。透過光は、光フ
ァイバ26を介して、図示しない光センサに与えられる。

第11図に示した第６の実施例では、第１の実施例等に
おいて用いた容器２と同様の形状を持つ容器2cが用いら
れる。容器2cは、少なくとも相対向する２つの側面壁31
および32において透明とされる。一方の側面壁31上に
は、入射光を与える光ファイバ25aが導入され、他方の
側面壁32上からは、透過光を受けるための光ファイバ26
aが導出される。

第11図に示す状態は、磁石28aが、容器2cの側方に位
置していて、磁性流体3cが両側面壁31および32上に位置
している状態である。したがって、磁性流体3cは、矢印
で示した光路27aを遮断している。図示を省略するが、
磁石28aが容器2cから離れたときには、磁性流体3cは、
底面33上に位置し、光路27aを開く。したがって、透過
光が光ファイバ26aによって受けられる。

第12図および第13図には、この発明の第７の実施例が
示されている。

この第７の実施例は、磁性流体3dを封入する容器2dの
形状に特徴を有するもので、このような容器2dは、第１
図および第２図に示した第１の実施例、第５図に示した
第２の実施例、第６図に示した第３の実施例、第９図お
よび第10図に示した第５の実施例において用いた容器に
代えて用いることができる。

容器2dは、少なくとも光路を与える部分において透明
な材料からなる密閉された構造を有する。そして、この
容器2dに対しては、たとえば第２図に示した光路９また
は第10図に示した光路27が与えられるが、容器2dの、こ
のような光路上に位置するすべての壁部は、磁性流体3d
が第１の位置をとるとき（第12図）、この磁性流体3dに
接触するようにされる。そのため、容器2dの上面壁34に
は、下方へ突出する内面35が形成される。

この第７の実施例は、次のような利点をもたらすもの
である。すなわち、磁性流体がその溶媒として水等を用
いる場合において、容器が密封されていると、外部の温
度変化等により、容器の内面に水の蒸気が結露し、透明
な容器を曇らせてしまうことがある。この場合、光学的
に悪影響を及ぼすことは想像に難くない。しかしなが
ら、第12図に示すように、光路上に位置するすべての壁
部に磁性流体3dが接触するように構成しておけば、少な
くとも光路上に位置する壁部では、結露を招かない。し
たがって、外部の磁界の変化により、第13図に示すよう
に、磁性流体3dが第２の位置に移動したとき、必ず、光
路上に位置するすべての壁部を透明な状態に保つことが
できる。

第14図および第15図には、この発明の第８の実施例が
示されている。

この第８の実施例は、容器36内に封入された磁性流体
37の表面38を光の受光面、言い換えると反射面として利
用しようとするものである。より詳細には、容器36は、
少なくともその上面壁39が透明とされる。容器36の上方
には、光源40および光センサ41を備える光電素子42が配
置される。たとえば永久磁石からなる磁石43は、矢印44
で示すように、たとえば上下方向に移動可能に設けられ
る。

第14図に示すように、磁石43が容器36から離れた位置
にあるときには、磁性流体37に対しては、磁気的な影響
を実質的に与えず、磁性流体37の表面38は、平面を形成
している。この状態において、光源40から与えられた入
射光45は、表面38において反射され、その反射光46は、
光センサ40に達する。

他方、第15図に示すように、磁石43が容器36に接近し
たとき、磁石43が与える磁界によって、磁性流体37は、
その表面38の中央部を陥没させるように強制される。し
たがって、表面38において反射した反射光46は、光セン
サ41からずれた位置を通り、光センサ41によって受光さ
れない。

このようにして、光センサ41の出力レベルを変化させ
ることができ、これによってスイッチング動作を行なう
スイッチング装置を実現することができる。

以上、この発明を、図示した種々の実施例に関連して
説明したが、この発明の範囲内において、その他、種々
の変形例が可能である。

たとえば、第５図に示した第２の実施例において電磁
石18を開示したが、このような電磁石は、他の実施例で
用いた磁石に代えて用いることができる。

また、磁性流体に含まれる溶媒が揮発性である場合に
は、これを封入する容器は、密閉構造であることが好ま
しいが、このような溶媒が揮発性でない場合や低い揮発
性しか有しない場合には、容器は開放された構造のもの
であってもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、この発明の第１の実施例を示す
図であり、それぞれ互いに異なる動作状態が示されてい
る。第３図および第４図は、第１の実施例を液面検出装置と
して用いた場合を図解する断面図であり、それぞれ互い
に異なる動作状態を示している。第５図は、この発明の第２の実施例を示す図である。第６図は、この発明の第３の実施例を示す図である。第７図および第８図は、この発明の第４の実施例を示す
図であり、それぞれ互いに異なる動作状態を示してい
る。第９図および第10図は、この発明の第５の実施例を示す
図であり、それぞれ互いに異なる動作状態を示してい
る。第11図は、この発明の第６の実施例を示す図である。第12図および第13図は、この発明の第７の実施例を示す
図であり、それぞれ互いに異なる動作状態を示してい
る。第14図および第15図は、この発明の第８の実施例を示す
図であり、それぞれ互いに異なる動作状態を示してい
る。図において、１はスイッチング装置、2,2a,2b,2c,2d,36
は容器、3,3a,3b,3c,3d,37は磁性流体、6,40は光源、9,
9a,27,27aは光路、10,41は光センサ、12,12a,28,28a,43
は磁石（磁界発生手段）、11,29,44は磁石の移動方向を
示す矢印（磁界変化手段）、18は電磁石（磁界発生手段
および磁界変化手段）である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 26/02 G01F 23/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】液体の液面の高さを検出するための液面検
出装置であって、光を発する光源と、光を遮断する性質を持つ磁性流体と、前記磁性流体が光路上の第１の位置と前記光路から外れ
た第２の位置との間で移動可能なように、前記磁性流体
を受け入れる底面が凹状の容器と、前記磁性流体に対して磁気的に影響を及ぼす磁界を発生
するための磁界発生手段と、前記液面の上下動に伴って前記磁界発生手段が移動する
ように前記磁界発生手段を支持することにより、前記磁
性流体が前記第１の位置または前記第２の位置のいずれ
かをとるように強制する磁界変化手段と、前記光路上に配置される光反射手段と、前記光路の終端に配置される光センサと、を備え、前記容器は、少なくとも前記光路を与える部分において
透明な材料からなる密封された構造を有し、前記容器
の、前記光路上に位置するすべての壁部は、前記磁性流
体が前記第１の位置をとるとき、前記磁性流体に接触す
るようにされる、液面検出装置。
【請求項２】前記容器の底面が、前記光反射手段を兼用
し、前記光源と前記光センサとは前記容器の略上方に配
置される、請求項１記載の液面検出装置。
【請求項３】前記容器の壁部のすくなくとも一部が、前
記光反射手段を兼用し、前記壁部のすくなくとも一部に
対向する位置に前記光源と前記光センサとが配置され
る、請求項１記載の液面検出装置。
【請求項４】前記容器は、パイプ部材の内部の所定位置
に固定可能なように収容され、前記パイプ部材は内部に前記液体が入らないように前記
液体内に配置され、前記磁界変化手段は前記液体に対し
て浮かび、前記パイプ部材の外周面に沿って移動可能な
ように設けられる、請求項１から３のいずれかに記載の
液面検出装置。
【請求項５】液体の液面の高さを検出するための液面検
出装置であって、光を発する光源と、前記光源からの光を受ける受光面を備える磁性流体と、前記磁性流体を受け入れる底面が凹状の容器と、前記磁性流体に対して磁気的に影響を及ぼす磁界を発生
するための磁界発生手段と、前記液面の上下動に伴って前記磁界発生手段が移動する
ように前記磁界発生手段を支持することにより、前記磁
性流体の前記受光面が互いに異なる第１の位置または第
２の位置のいずれかをとるように強制する磁界変化手段
と、前記受光面からの反射光を、前記受光面が前記第１の位
置をとるときに受け得るように配置された光センサと、を備え、前記光源と前記光センサとは前記容器の略上方に配置さ
れる、液面検出装置。