JP2900793B2 - Water level detection method and apparatus - Google Patents

Water level detection method and apparatus

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JP2900793B2 JP6122975A JP12297594A JP2900793B2 JP 2900793 B2 JP2900793 B2 JP 2900793B2 JP 6122975 A JP6122975 A JP 6122975A JP 12297594 A JP12297594 A JP 12297594A JP 2900793 B2 JP2900793 B2 JP 2900793B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、水位の検出、例え
ば、ボイラ用の缶内水位の検出に際して、水の導電性を
利用して規定の水位に達したかどうかを検出する電極式
の水位検出方法及びその装置の改良に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrode type water level for detecting whether or not a specified water level has been reached by utilizing the conductivity of water when detecting the water level, for example, detecting the water level in a boiler can. The present invention relates to an improvement in a detection method and an apparatus therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、ボイラ等の缶内水位の検出は、
缶体内に電極保持器を介して水位検出棒を挿入し、この
水位検出棒と缶体との間に電圧を印加し、缶体内の水位
が水位検出棒に達したときと達する前の電気伝導度を比
較して水位を検出している。前記の缶体と電極間に印加
する電圧は、一般に交流電圧としている。このように交
流電圧を印加することにより、電極に水面が達していな
い場合は、交流電圧がそのまま検出され、電極に水面が
達した場合は、水の電気抵抗により交流電圧が電圧降下
した状態で検出され、更に、電極と缶体とがショートし
たり、検出回路に故障が生じている場合は、電圧変動が
検出されなくなることにより、各種状態の検出を行って
いる。
2. Description of the Related Art In general, the detection of the water level in a boiler or the like can be performed by:
A water level detection rod is inserted into the can via an electrode holder, and a voltage is applied between the water level detection rod and the can, and the electric conduction before and after the water level in the can reaches the water level detection rod. The water level is detected by comparing the degrees. The voltage applied between the can and the electrode is generally an AC voltage. By applying the AC voltage in this manner, if the water surface has not reached the electrode, the AC voltage is detected as it is, and if the water surface has reached the electrode, the AC voltage drops due to the electric resistance of the water. If the electrode is detected and the electrode and the can are short-circuited or a failure occurs in the detection circuit, various states are detected by detecting no voltage fluctuation.

【0003】具体的な例を挙げて説明すると、図4に示
すように、ボイラ(B) に気相部連通管(1a),液相部連通
管(1b)を介して水位検出容器(1) を接続し、この水位検
出容器(1) に対して絶縁状態で水位検出電極(図示例で
は2本)(2),(2')を配置し、この水位検出容器(1) と前
記水位検出電極(2),(2')との間に電圧を印加する。そし
て、水位が水位検出電極(2),(2')に達していない状態に
おいては、前記の印加電圧が直接検出され、また、水位
が水位検出電極(2),(2')に達した状態においては、前記
の印加電圧が缶水の抵抗によって電圧降下した状態で検
出されることにより、水位が所定の位置に到達したこと
を検出する構成である。
Referring to a specific example, as shown in FIG. 4, a water level detection vessel (1) is connected to a boiler (B) via a gas phase communication pipe (1a) and a liquid phase communication pipe (1b). ), And water level detecting electrodes (2 in the illustrated example) (2) and (2 ') are arranged in an insulated state with respect to the water level detecting vessel (1). A voltage is applied between the detection electrodes (2) and (2 '). And, in a state where the water level has not reached the water level detection electrodes (2) and (2 ′), the applied voltage is directly detected, and the water level has reached the water level detection electrodes (2) and (2 ′). In the state, the above-described applied voltage is detected in a state where the voltage drops due to the resistance of the canned water, thereby detecting that the water level has reached a predetermined position.

【0004】尚、この水位検出装置(3) は、ボイラ全体
の制御システム(4) 中に組込まれており、この水位検出
装置(3) の出力は、前記制御システム(4) 内の給水制御
装置(5) によって給水ポンプ(6) 等の起動・停止を行う
際の制御信号の一つとして、また、制御システム(4) 内
の燃焼制御装置(7) によって燃焼装置(8) の起動・停止
を行う際の制御信号の一つとして、特に、燃焼装置(8)
の起動に際して水位が到達していない場合にインターロ
ックを行う際の制御信号として用いられる。
The water level detection device (3) is incorporated in a control system (4) for the entire boiler, and the output of the water level detection device (3) is a water supply control device in the control system (4). As one of the control signals when the water pump (6) is started / stopped by the device (5), and the combustion control device (7) in the control system (4) is used to start and stop the combustion device (8). As one of the control signals at the time of stopping, in particular, the combustion device (8)
Is used as a control signal for performing interlock when the water level has not reached at the time of starting.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の構成
の水位検出装置(3) においては、前記の印加電圧の検出
値と予め設定した所定の閾値Vとを比較し、その閾値と
の大小関係によって水位が到達したかどうかを検出して
いるのみであり、そのための比較回路において真あるい
は,偽の論理値を出力しているのみであり、この場合に
おいて前記水位検出電極(2) の絶縁不良や水位検出装置
(3) の故障により、この論理値(一般には、所定の電圧
幅の高低として表れる。)が変動する場合がある。具体
例を挙げると、水位検出容器(1) と水位検出電極(2),
(2')との間の電気的絶縁性を保持する絶縁部材(図示せ
ず)に、水位検出容器(1) 内の水滴分が付着したり、こ
の絶縁部材の劣化(ひび割れ等による)によって、絶縁
性が損なわれると、水位が検出端に達していないにもか
かわらず、水位検出容器(1) と水位検出電極(2),(2')と
が導通状態となってしまう。
In the water level detecting device (3) having the above structure, the detected value of the applied voltage is compared with a predetermined threshold value V, and the magnitude relation between the threshold value and the predetermined value is compared. Only to detect whether or not the water level has reached, and the comparison circuit for that only outputs a true or false logical value. In this case, the insulation of the water level detection electrode (2) is poor. And water level detector
Due to the failure of (3), the logical value (generally, expressed as a predetermined voltage width) may fluctuate. Specific examples include a water level detection container (1) and a water level detection electrode (2),
(2 ') to the insulating member (not shown) that retains the electrical insulation, water droplets in the water level detection container (1) adhere, or the insulating member deteriorates (due to cracks, etc.). However, if the insulation property is impaired, the water level detection container (1) and the water level detection electrodes (2), (2 ′) are brought into conduction even though the water level has not reached the detection end.

【0006】このように誤って水位が検出された場合、
特に実際の水位は設定水位以下であるのに設定水位に達
していると判断された場合には、ボイラーにおいては所
謂空焚き状態となり、缶体加熱その他の問題を引き起こ
す。特に、近年においては、ボイラに関しても安全基準
の見直し等、フェールセーフ化が進んでおり、そのた
め、前述のような不具合いが生じた場合においても棄権
を回避し得る水位検出装置の要望が高まっている。従っ
て、この発明は、前記の問題点に鑑み、この発明は、電
極式の水位検出方法において、電極の絶縁不良や回路の
故障による誤判定を防止することによって事故を防止し
得るフェールセーフ化を達成した水位検出方法並びにそ
の装置を提供することである。
[0006] When the water level is detected by mistake,
In particular, when it is determined that the actual water level has reached the set water level even though it is lower than the set water level, the boiler is in a so-called empty-fired state, which causes heating of the can body and other problems. In particular, in recent years, boilers have been fail-safe, such as reviewing safety standards, and therefore, there has been an increasing demand for a water level detection device that can avoid abstention even when the above-described inconvenience occurs. I have. Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and the present invention provides an electrode-type water level detection method that realizes a fail-safe operation that can prevent an accident by preventing erroneous determination due to electrode insulation failure or circuit failure. It is an object of the present invention to provide a achieved water level detection method and apparatus.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明は、前記の課題
に鑑みてなされたもので、まずその検出方法において
は、水位検出容器に対し、この水位検出容器内の設定水
位においてその水位検出端を位置させ、且つ、電気的に
絶縁した状態で水位検出電極を取付け、前記水位検出容
器内の水位が前記水位検出端に達したかどうかを水の導
電性を利用して検出するものにおいて、前記水位検出電
極に交流電圧を印加し、水位到達の検出信号の値と水位
未到達の検出信号の値との間に2つの閾値V1 ,V2 を
設定し、検出信号が前記閾値V1 ,V2 の範囲内の場合
を真とする論理判断を行い、この論理判断の出力信号を
平滑化した後、この平滑出力信号を所定の閾値V3 と比
較し、この閾値V3 を越えた場合にパルス信号を発生さ
せ、このパルス信号を基に水位を検出するようにしたこ
とを特徴としており、またその検出装置においては、水
位検出容器に対し、この水位検出容器内の設定水位にお
いてその水位検出端を位置させ、且つ、電気的に絶縁し
た状態で水位検出電極を取付け、前記水位検出容器内の
水位が前記水位検出端に達したかどうかを水の導電性を
利用して検出するものにおいて、前記水位検出電極に交
流電圧を印加する交流電源と、前記水位検出電極からの
水位検出信号が入力され、水位到達の検出信号の値と水
位未到達の検出信号の値との間に設定した2つの閾値V
1 ,V2 の範囲内に前記水位検出信号が入る場合を真と
する論理判断を行う第1比較回路と、この第1比較回路
からの出力信号を平滑処理する平滑回路と、この平滑回
路の出力信号が入力され、この平滑出力信号と所定の閾
値V3 と比較してこの閾値V3 を越えた場合にパルス信
号を発生する第2比較回路と、この第2比較回路からの
出力を基に水位を検出する判定回路を備えたことを特徴
としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems. First, in the detection method, a water level detection terminal is provided at a set water level in the water level detection container. Position, and attached a water level detection electrode in an electrically insulated state, to detect whether the water level in the water level detection container has reached the water level detection end using the conductivity of water, An AC voltage is applied to the water level detection electrode, and two thresholds V1 and V2 are set between the value of the detection signal for reaching the water level and the value of the detection signal for not reaching the water level. After making a logical decision to make the case within the range true, smoothing the output signal of this logical decision, comparing the smoothed output signal with a predetermined threshold V3, and generating a pulse signal when exceeding the threshold V3 And this pulse signal It is characterized by detecting the water level, and in the detection device, with respect to the water level detection container, the water level detection end is located at a set water level in the water level detection container, and electrically insulated In a state where a water level detection electrode is attached in a state and the water level in the water level detection container detects whether or not the water level has reached the water level detection end by using the conductivity of water, an AC voltage is applied to the water level detection electrode. A power supply and a water level detection signal from the water level detection electrode are input, and two threshold values V set between a value of the detection signal of reaching the water level and a value of the detection signal of not reaching the water level.
1, a first comparison circuit for making a logical judgment that the case where the water level detection signal falls within the range of V2, a smoothing circuit for smoothing an output signal from the first comparison circuit, and an output of the smoothing circuit. A second comparison circuit for receiving a signal, comparing the smoothed output signal with a predetermined threshold value V3 and generating a pulse signal when the signal exceeds the threshold value V3, and determining a water level based on the output from the second comparison circuit. It is characterized by including a determination circuit for detecting.

【0008】[0008]

【作用】この発明に係る水位検出方法によれば、前記水
位検出電極(2) に交流電圧を印加し、水位到達の検出信
号の値と水位未到達の検出信号の値との間に2つの閾値
V1 ,V2 を設定し、検出信号が前記閾値V1 ,V2 の
範囲内の場合を真とする論理判断を行い、この論理判断
の出力信号を平滑化した後、この平滑出力信号を所定の
閾値V3 と比較し、この閾値V3 を越えた場合にパルス
信号を発生させる。このパルス信号は、水位が前記水位
検出電極(2) の水位検出端(2a)に到達している場合に
は、パルス状の信号となり、水位が前記水位検出端(2a)
に未到達,あるいは検出回路や水位検出電極(2) の絶縁
不良などの不具合いの場合には、一定の値を持ったパル
スの無い信号となり、この信号の特性の差により水位の
検出を行う。
According to the water level detection method of the present invention, an AC voltage is applied to the water level detection electrode (2), and two values are set between the value of the detection signal indicating that the water level has reached and the value of the detection signal indicating that the water level has not yet reached. Threshold values V1 and V2 are set, a logical decision is made to make the case where the detection signal is within the range of the threshold values V1 and V2, and an output signal of the logical decision is smoothed. Compared with V3, a pulse signal is generated when the threshold value V3 is exceeded. When the water level has reached the water level detection end (2a) of the water level detection electrode (2), this pulse signal becomes a pulse signal, and the water level is the water level detection end (2a).
If the signal does not reach the threshold, or if there is a defect such as poor insulation of the detection circuit or the water level detection electrode (2), the signal becomes a pulse-free signal with a certain value, and the water level is detected based on the difference in the characteristics of this signal. .

【0009】また、この発明に係る水位検出装置によれ
ば、交流電源(10)により、前記水位検出電極(2) に交流
電圧を印加しておき、この水位検出電極(2) の水位検出
端(2a)に水位が到達した場合と未到達の場合とを交流電
圧の振幅巾の変化として検出する。そしてこの検出信号
は、水位到達の場合の検出信号の振幅巾と水位未到達の
場合の検出信号の振幅巾との間に2つの閾値V1 ,V2
を設定した第1比較回路(20)に入力され、この第1比較
回路(20)において前記2つの閾値V1 ,V2 の範囲内に
前記水位検出信号が入る場合を真とする論理判断を行
う。この第1比較回路(20)からの出力信号は、平滑回路
(30)によって平滑処理された後第2比較回路(40)に入力
される。この第2比較回路(40)においては、前記平滑回
路(30)からの出力信号を所定の閾値V3 と比較して、こ
の平滑出力信号が、閾値V3 を越えた場合にパルス信号
を発生し、このパルス信号を基に判定回路(50)によって
水位を検出する。この第2比較回路(40)からの出力は、
水位が前記水位検出電極(2)の水位検出端(2a)に到達し
ている場合には、パルス状の信号となり、水位が前記水
位検出端(2a)に未到達,あるいは検出回路や水位検出電
極(2) の絶縁不良などの不具合いの場合には、一定の値
を持ったパルスの無い信号となり、この信号の特性の差
により水位の検出を行う。
Further, according to the water level detection device of the present invention, an AC voltage is applied to the water level detection electrode (2) by the AC power supply (10), and the water level detection terminal of the water level detection electrode (2) is applied. The case where the water level has reached (2a) and the case where the water level has not yet reached are detected as changes in the amplitude of the AC voltage. This detection signal has two threshold values V1 and V2 between the amplitude width of the detection signal when the water level is reached and the amplitude width of the detection signal when the water level is not reached.
Is set in the first comparison circuit (20) in which is set, and the first comparison circuit (20) makes a logical judgment that the case where the water level detection signal falls within the range of the two threshold values V1 and V2 is true. The output signal from the first comparison circuit (20) is
After being smoothed by (30), it is input to the second comparison circuit (40). The second comparison circuit (40) compares the output signal from the smoothing circuit (30) with a predetermined threshold V3, and generates a pulse signal when the smoothed output signal exceeds the threshold V3. The water level is detected by the determination circuit (50) based on the pulse signal. The output from the second comparison circuit (40) is
When the water level has reached the water level detection end (2a) of the water level detection electrode (2), a pulse signal is generated, and the water level has not reached the water level detection end (2a), or the detection circuit or the water level detection In the case of a defect such as poor insulation of the electrode (2), a signal having a constant value and no pulse is detected, and the water level is detected based on a difference in characteristics of the signal.

【0010】[0010]

【実施例】以下、この発明を、前述の図4に示すボイラ
用の水位検出装置に適用した場合における具体的実施例
について説明を行う。尚、この発明に係る水位検出方法
及びその装置は、水位検出電極以降の構成に特徴を有す
るものであり、その構成の詳細並びに各回路の動作を図
1並びに図2に、具体的適用形態の一例を図3に示し、
以下に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A specific embodiment in which the present invention is applied to the boiler water level detecting device shown in FIG. 4 will be described below. The water level detection method and apparatus according to the present invention are characterized by the configuration after the water level detection electrode, and the details of the configuration and the operation of each circuit are shown in FIG. 1 and FIG. One example is shown in FIG.
This will be described below.

【0011】先ず、図3において、水位検出容器(1)
は、前述同様ボイラ(B) からの気相部連通管(1a)並びに
液相部連通管(1b)によって連通してあり、これにより水
位検出容器(1) 内の水位とボイラ(B) の缶体内の水位と
が連動するように構成されている。この水位検出容器
(1) 内には2本の水位検出電極(2),(2')が、電気的に絶
縁した状態で配置される。これらの水位検出電極(2),
(2')のうち、一方の水位検出端(2a)は他方のものの水位
検出端(2a') より上方にあり、従って、図示する構成に
おいては、2つの水位を検出する構成になっている。即
ち、上方に位置する水位検出端(2a)によって水位の上位
位置を検出し、下方に位置する水位検出端(2a') によっ
て水位の下位位置を検出する構成である。この水位検出
容器(1) には前記の水位検出電極(2),(2')の他に、これ
らの水位検出電極(2),(2')に信号検出用の交流電圧を印
加する必要があり、そのために対極として水位検出容器
(1) を利用している。これはボイラなどの圧力容器にお
いてはその素材として金属材料が多用されており、一般
に缶体にアースを取るように構成されているためであ
る。尚、水位検出容器(1) 自体を対極とする他、別に電
極を設ける構成としてもよい。この実施例においては、
水位検出電極を2本用いてあるため水位検出装置も対応
させて2組用いており、従って、各水位検出電極(2),
(2')はそれぞれ各水位検出装置(60),(60')に接続し、水
位検出容器(1) は両者の水位検出装置(60),(60')に接続
してある。そして、各水位検出装置(60),(60')の出力
は、ボイラの制御システム(4) の給水制御装置(5) や燃
焼制御装置(7) に入力され、給水ポンプ(6) や燃焼装置
(8)等の起動・停止等の給水制御,燃焼制御を行う構成
になっている。
First, in FIG. 3, a water level detecting container (1)
Is communicated with the gas phase communication pipe (1a) and the liquid phase communication pipe (1b) from the boiler (B), as described above, so that the water level in the water level detection vessel (1) and the boiler (B) The water level in the can is configured to be linked. This water level detection container
In (1), two water level detection electrodes (2) and (2 ′) are arranged in an electrically insulated state. These water level detection electrodes (2),
(2 ′), one of the water level detection ends (2a) is above the water level detection end (2a ′) of the other, and therefore, the configuration shown in the drawing is configured to detect two water levels. . That is, the upper level of the water level is detected by the upper water level detection end (2a), and the lower level of the water level is detected by the lower water level detection end (2a '). In this water level detection container (1), in addition to the water level detection electrodes (2) and (2 '), it is necessary to apply an AC voltage for signal detection to these water level detection electrodes (2) and (2'). There is a water level detection container as a counter electrode
(1) is used. This is because a metal material is frequently used as a material in a pressure vessel such as a boiler, and the pressure vessel is generally configured to be grounded to a can body. The water level detection container (1) itself may be used as a counter electrode, or an electrode may be separately provided. In this example,
Since two water level detection electrodes are used, two sets of water level detection devices are used correspondingly, and therefore, each water level detection electrode (2),
(2 ') is connected to each water level detection device (60), (60'), and the water level detection container (1) is connected to both water level detection devices (60), (60 '). The outputs of the water level detection devices (60) and (60 ') are input to the water supply control device (5) and the combustion control device (7) of the boiler control system (4), and the water supply pump (6) and the combustion apparatus
It is configured to perform water supply control such as start / stop of (8) and combustion control.

【0012】以下では、図1,2を参照しながら水位検
出装置(60)の具体的構成並びに各回路の動作を説明する
が、各水位検出装置の一方について説明する。図1に示
す水位検出装置(60)においては、水位検出容器(1) 並び
に水位検出電極(2) を接続する入力端子(61)(61)と、給
水制御装置(5) や燃焼制御装置(7) 等の制御装置への出
力端子(62)を備えている。前記入力端子(61)(61)間には
第1の抵抗(R1)を介して交流電源(10)を接続してある。
この交流電源(10)は、検出に必要な所定の交流電圧を発
生するものならばよく、例えば回路の駆動を行うための
電源(図示省略)を直接、あるいは分圧して用いること
ができる。また、前記第1の抵抗(R1)は、前記交流電源
(10)によって印加した交流電圧を分圧するためのもので
ある。前記直列状態の交流電源(10)と第1の抵抗(R1)の
両端は、第1比較回路(20)に接続される。
Hereinafter, the specific configuration of the water level detection device (60) and the operation of each circuit will be described with reference to FIGS. 1 and 2, but one of the water level detection devices will be described. In the water level detection device (60) shown in FIG. 1, input terminals (61) and (61) for connecting a water level detection container (1) and a water level detection electrode (2), a water supply control device (5) and a combustion control device ( 7) and the like, and an output terminal (62) to a control device. An AC power supply (10) is connected between the input terminals (61) and (61) via a first resistor (R1).
The AC power supply (10) may be any power supply that generates a predetermined AC voltage necessary for detection. For example, a power supply (not shown) for driving a circuit can be used directly or by dividing the power supply. The first resistor (R1) is connected to the AC power supply.
This is for dividing the AC voltage applied by (10). Both ends of the series-connected AC power supply (10) and the first resistor (R1) are connected to a first comparison circuit (20).

【0013】この第1比較回路(20)は、入力電圧調整の
ための第2の抵抗(R2)と、2つの閾値V1 ,V2 設定の
ための第3乃至第5の抵抗(R3)〜(R5)と、各閾値V1 ,
V2毎の判定を行う2つの比較器(I1)(I2)と、二つの比
較器(I1)(I2)からの信号の論理積求めることによって、
前記検出信号が2つの閾値V1 ,V2 の範囲内にあるか
どうかを判断するAND回路(I3)とで構成される。尚、
この閾値は、水位検出容器(1) と水位検出電極(2) との
間の電圧変化が、交流であるため、図2の(A)-(イ),(B)-
(イ),(C)-(イ)に示すように、正負両方の値となる。この
第1比較回路(20)において、前記第3乃至第5の抵抗(R
3)〜(R5)は、直列に接続してあり、この両端に前記交流
電源(10)の交流電圧が印加され、各抵抗(R3)(R4)(R5)の
値によって、前記閾値V1 ,V2 が設定される。即ち、
第4の抵抗(R4)の両端の電圧が閾値V1 ,V2 であり、
各比較器(I1)(I2)に対しては前記の閾値の信号線と検出
信号線とは互いに逆に接続される。そして、各比較器(I
1)(I2)は、前記第2の抵抗(R2)を介して入力される検出
信号値を比較するが、この際、各比較器(I1)(I2)はそれ
ぞれ一方の閾値V1 ,V2に対して入力される信号の値
の大小を判別し、各比較器(I1)(I2)における閾値V1 ,
V2 と比較することによって、真あるいは偽の信号を出
力する。この各比較器(I1)(I2)からの真・偽の信号はA
ND回路(I3)に入力され、検出信号が前記閾値V1 ,V
2 の範囲内にある場合には、図2の(A)-(ロ),(B)-(ロ),
(C)-(ロ) に示すように真の値をパルス信号として出力す
る。
The first comparison circuit (20) comprises a second resistor (R2) for adjusting the input voltage and third to fifth resistors (R3) to (R3) to (R3) for setting the two thresholds V1 and V2. R5) and each threshold V1,
By calculating the logical product of the signals from the two comparators (I1) and (I2) for performing the determination for each V2 and the two comparators (I1) and (I2),
An AND circuit (I3) for determining whether or not the detection signal is within the range between the two thresholds V1 and V2. still,
Since the voltage change between the water level detection container (1) and the water level detection electrode (2) is an alternating current, this threshold value is shown in FIG. 2 (A)-(A), (B)-
As shown in (a) and (C)-(a), both positive and negative values are obtained. In the first comparison circuit (20), the third to fifth resistors (R
3) to (R5) are connected in series, and the AC voltage of the AC power supply (10) is applied to both ends thereof. Depending on the value of each resistor (R3) (R4) (R5), the threshold V1, V2 is set. That is,
The voltages across the fourth resistor (R4) are the thresholds V1 and V2,
For each of the comparators (I1) and (I2), the signal line of the threshold value and the detection signal line are connected in reverse to each other. Then, each comparator (I
1) (I2) compares the detection signal value input via the second resistor (R2), and at this time, each of the comparators (I1) and (I2) is connected to one of the thresholds V1 and V2, respectively. The magnitude of the value of the signal input to the comparator is determined, and the threshold values V1,
By comparing with V2, a true or false signal is output. The true / false signal from each of the comparators (I1) and (I2) is A
The detection signal is input to the ND circuit (I3) and the detection signals
2, (A)-(b), (B)-(b),
The true value is output as the pulse signal as shown in (C)-(b).

【0014】従って、この第1比較回路(20)において
は、第1比較回路(20)に入力される水位検出信号の信号
値によって、出力されるパルス信号の幅(即ち、時間
幅)を変化させる、所謂デューティー比を変化させる回
路構成となっている。このような第1比較回路(20)とし
ては、例えばウィンドウ・コンパレータを用いる。前記
第1比較回路(20)からの信号は、図示する実施例では、
NOT回路(I4)を介して、平滑回路(30)に入力される。
Therefore, in the first comparison circuit (20), the width (that is, the time width) of the output pulse signal changes according to the signal value of the water level detection signal input to the first comparison circuit (20). This is a circuit configuration that changes the so-called duty ratio. As such a first comparison circuit (20), for example, a window comparator is used. The signal from the first comparison circuit (20) is, in the illustrated embodiment,
The signal is input to the smoothing circuit (30) via the NOT circuit (I4).

【0015】この平滑回路(30)では、前記第1比較回路
(20)からのパルス信号のデューティー比に応じた平滑出
力信号(図2の(A)-(ハ),(B)-(ハ),(C)-(ハ)参照)を出力
する。この実施例における平滑回路(30)は、第6の抵抗
(R6)とコンデンサー(C) とを組合せてなる単純なCR型
平滑回路を用いているが、その他の周知の形式の平滑回
路を用いることができる。
In the smoothing circuit (30), the first comparison circuit
A smoothed output signal according to the duty ratio of the pulse signal from (20) (see (A)-(C), (B)-(C), (C)-(C) in FIG. 2) is output. The smoothing circuit (30) in this embodiment includes a sixth resistor
Although a simple CR type smoothing circuit formed by combining (R6) and a capacitor (C) is used, other well-known types of smoothing circuits can be used.

【0016】更に、この平滑回路(30)の出力信号は第2
比較回路(40)に入力され、第2比較回路(40)はその出力
信号が所定の閾値V3 以上の場合に所定のパルス信号を
出力する。即ち、この第2比較回路(40)からの出力は、
水位が前記水位検出電極(2)の水位検出端(2a)に到達し
ている場合には、図2の(B)-(ニ) に示すようなパルス状
の信号となり、水位が前記水位検出端(2a)に未到達,あ
るいは検出回路や水位検出電極(2) の絶縁不良などの不
具合いの場合には、図2の(A)-(ニ),(C)-(ニ) に示すよう
な一定の値を持ったパルスの無い信号となる。この実施
例での第2比較回路(40)はフォトカプラを用いており、
この構成により前記のような信号の出力の他、前記交流
電源(10)とこの第2比較回路(40)以降の判定回路(50)等
の回路を電気的に遮断し、判定回路(50)側に過大な電圧
が加わるのを防止している。尚、第2比較回路(40)とし
ては、このようなフォトカプラに限らず、入力信号が所
定の値以上の場合にパルスを発生する比較回路であれば
よい。そして、前記第2比較回路(40)からの出力信号は
判定回路(50)に入力される。
Further, the output signal of the smoothing circuit (30)
The second comparison circuit (40) outputs a predetermined pulse signal when the output signal is equal to or higher than a predetermined threshold value V3. That is, the output from the second comparison circuit (40) is
When the water level reaches the water level detection end (2a) of the water level detection electrode (2), a pulse signal as shown in (B)-(d) of FIG. 2 is obtained, and the water level is detected by the water level detection. In the case of failure to reach the end (2a) or insufficiency such as poor insulation of the detection circuit or the water level detection electrode (2), see (A)-(D) and (C)-(D) in FIG. It is a signal without a pulse having a constant value as described above. The second comparison circuit (40) in this embodiment uses a photocoupler,
With this configuration, in addition to the output of the signal as described above, the AC power supply (10) and the circuits such as the determination circuit (50) after the second comparison circuit (40) are electrically cut off, and the determination circuit (50) This prevents excessive voltage from being applied to the side. The second comparison circuit (40) is not limited to such a photocoupler, but may be any comparison circuit that generates a pulse when the input signal is equal to or more than a predetermined value. Then, the output signal from the second comparison circuit (40) is input to the determination circuit (50).

【0017】この判定回路(50)は、直流電源(51)による
直流電圧を第7,第8の抵抗(R7),(R8) によって分圧す
ることによって基準電圧を設定してあり、前記入力信号
を予め設定した基準電圧(閾値V3 )と比較することに
より、その入力信号の形状が、パルス状の信号である
か、一定の値を持ったパルスの無い信号であるかによっ
て、水位が前記水位検出電極(2) の水位検出端(2a)に到
達している場合か、水位が前記水位検出端(2a)に未到
達,あるいは検出回路や水位検出電極(2) の絶縁不良な
どの不具合いの場合かを判断する。そして、この判定結
果は、例えば、前記のボイラの制御システム(4) におい
ては、給水制御装置(5) や燃焼制御装置(7) によって給
水ポンプ(6) や燃焼装置(8) の起動あるいは停止を行う
際の制御信号として用いられ、また、燃焼装置(8)の起
動に際して水位が到達していない場合にインターロック
を行う際の制御信号として用いられる。
The determination circuit (50) sets a reference voltage by dividing a DC voltage from a DC power supply (51) by seventh and eighth resistors (R7) and (R8). Is compared with a preset reference voltage (threshold value V3) to determine whether the input signal is a pulse-like signal or a signal without a pulse having a constant value. If the water level has reached the water level detection end (2a) of the detection electrode (2), the water level has not reached the water level detection end (2a), or there is a defect such as poor insulation of the detection circuit or the water level detection electrode (2). Judge whether or not. Then, in the boiler control system (4), for example, the determination result is obtained by starting or stopping the water supply pump (6) or the combustion device (8) by the water supply control device (5) or the combustion control device (7). This is used as a control signal when performing the interlock when the water level has not reached at the time of starting the combustion device (8).

【0018】ここで、前述のように、この発明に係る水
位検出装置によれば、判定回路(50)に入力される信号の
形状に注目すると、水位が前記水位検出電極(2) の水位
検出端(2a)に到達している場合にはパルス状の信号とな
り、水位が前記水位検出端(2a)に未到達,あるいは検出
回路や水位検出電極(2) の絶縁不良などの不具合いの場
合には一定の値を持ったパルスの無い信号となる。従っ
て、水位が前記水位検出電極(2) の水位検出端(2a)に到
達している場合と、水位が前記水位検出端(2a)に未到
達,あるいは検出回路の不具合いや水位検出電極(2) の
絶縁不良を検出した場合とを明確に区別することがで
き、特に、検出回路の不具合いや水位検出電極(2) の絶
縁不良の場合には、従来のように誤って水位が到達して
いると検出されることがない。従って、前述のようなボ
イラの給水制御装置(5) ,燃焼制御装置(7) と組合せて
用いる水位検出装置においては、水位が所定水位にまで
到達していない場合において、検出装置の不具合いや水
位検出電極(2) の絶縁不良によって、誤って水位が到達
していると検出されることはなく、双方共に水位未到達
と検出されるため、燃焼装置を誤って起動して空焚きす
る等の危険を回避することができ、換言すれば、フェイ
ルセーフ化を達成できる。
Here, as described above, according to the water level detecting device according to the present invention, focusing on the shape of the signal input to the determination circuit (50), the water level is detected by the water level detecting electrode (2). When it reaches the end (2a), it becomes a pulse-like signal, and when the water level does not reach the water level detection end (2a), or when there is a defect such as poor insulation of the detection circuit or the water level detection electrode (2). Is a signal without a pulse having a constant value. Therefore, when the water level has reached the water level detection end (2a) of the water level detection electrode (2), the water level has not reached the water level detection end (2a), or the detection circuit has a defect or the water level detection electrode (2 ) Can be clearly distinguished from the case where insulation failure is detected.Especially, when the detection circuit is defective or the water level detection electrode (2) is defective, the water level reaches Is not detected. Therefore, in the water level detection device used in combination with the boiler water supply control device (5) and the combustion control device (7) as described above, when the water level does not reach the predetermined water level, there is a problem with the detection device and the water level. The water level is not detected by mistake due to the insulation failure of the detection electrode (2), but both are detected as not reaching the water level. Danger can be avoided, in other words, failsafe can be achieved.

【0019】尚、以上においては、ボイラ用の水位検出
装置に適用した場合における具体的実施例について説明
したが、この発明はそのようなボイラ用水位検出装置に
限らず、例えば、浄水,工業用水等の給水タンクの水位
の検出や、薬液タンクの液位の検出等にも適用すること
ができる。尚、ボイラ用水は、一般に水質管理のために
薬品を投入しているため電気の良導体となっており、こ
のような水位検出方法は特に好適であるが、その他の井
戸水や水道水を水源とする用水の水位検出に本発明を適
用するにあたっては、それ程電気の導電性が高くないの
で、前記の閾値V1 ,V2 の間隔を狭める等適宜調整を
行う必要がある。
In the above description, a specific embodiment in which the present invention is applied to a water level detecting device for a boiler has been described. However, the present invention is not limited to such a water level detecting device for a boiler. It can be applied to the detection of the water level of a water supply tank and the detection of the liquid level of a chemical liquid tank. Incidentally, boiler water is generally a good conductor of electricity because chemicals are introduced for water quality management, and such a water level detection method is particularly suitable, but other well water or tap water is used as a water source. When the present invention is applied to the detection of the water level of water, since the electric conductivity is not so high, it is necessary to make appropriate adjustments such as narrowing the interval between the threshold values V1 and V2.

【0020】[0020]

【発明の効果】この発明によれば、水位が前記水位検出
電極の水位検出端に到達している場合には、パルス状の
信号となり、水位が前記水位検出端に未到達,あるいは
検出回路や水位検出電極の絶縁不良などの不具合いの場
合には、一定の値を持ったパルスの無い信号となり、こ
の信号の特性の差により水位の検出を行う構成であるの
で、水位が水位検出電極の水位検出端に到達している場
合と、水位が水位検出端に未到達,あるいは検出装置の
不具合いや水位検出電極の絶縁不良を検出した場合とを
明確に区別することができ、特に、検出回路の不具合い
や水位検出電極の絶縁不良の場合に、従来のように水位
が到達していると誤って検出されることがなくなる。従
って、所定水位への到達が誤って検出された場合に、重
大な事故の原因となるような場合、例えば、前述のよう
なボイラの給水制御装置,燃焼制御装置と組合せて用い
る水位検出装置等に適用することにより、そのような危
険を有効に回避でき、換言すれば、フェイルセーフ化を
達成できる。
According to the present invention, when the water level has reached the water level detection end of the water level detection electrode, a pulse signal is generated, and the water level has not reached the water level detection end, or the detection circuit or In the case of a defect such as poor insulation of the water level detection electrode, a signal without a pulse having a certain value is obtained, and the water level is detected based on a difference in the characteristics of the signal. It is possible to clearly distinguish between the case where the water level has reached the water level detection end and the case where the water level has not reached the water level detection end, or a case where a failure of the detection device or insulation failure of the water level detection electrode has been detected. In the case of the above-mentioned problem or the insulation failure of the water level detecting electrode, it is no longer erroneously detected that the water level has reached as in the conventional case. Therefore, when reaching the predetermined water level is erroneously detected and causes a serious accident, for example, a water level detection device used in combination with the above-described boiler water supply control device or combustion control device, etc. By applying such a method, such danger can be effectively avoided, in other words, fail-safe operation can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施例の構成を説明するための図
面である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す実施例における各回路の動作を説明
するための図面で、(A),(B),(C) は夫々、水位未到達の
場合,水位到達の場合,絶縁不良等の故障時の場合を示
し、更に、(イ),(ロ),(ハ),(ニ) は、夫々、図2の(A),(B),
(C) における水位検出信号,第1比較回路の出力信号,
平滑回路の出力信号,第2比較回路の出力信号を説明す
る図面である。
2 (A), 2 (B), and 2 (C) are diagrams for explaining the operation of each circuit in the embodiment shown in FIG. 1; 2 (A), 2 (B), 2 (C), 2 (D), 2 (A), 2 (B), and 2 (B), respectively.
(C), the water level detection signal, the output signal of the first comparison circuit,
5 is a diagram illustrating an output signal of a smoothing circuit and an output signal of a second comparison circuit.

【図3】この発明の具体的適用形態の一例を説明するた
めの図面である。
FIG. 3 is a drawing for explaining an example of a specific application form of the present invention.

【図4】ボイラにおける一般的な水位検出方法を例示し
て説明するための図面である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a general method of detecting a water level in a boiler.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1) 水位検出容器 (2) 水位検出電極 (2') 水位検出電極 (2a) 水位検出端 (2a') 水位検出端 (10) 交流電源 (20) 第1比較回路 (30) 平滑回路 (40) 第2比較回路 (50) 判定回路 (60) 水位検出装置 (60') 水位検出装置 (1) Water level detection vessel (2) Water level detection electrode (2 ') Water level detection electrode (2a) Water level detection end (2a') Water level detection end (10) AC power supply (20) First comparison circuit (30) Smoothing circuit ( 40) Second comparison circuit (50) Judgment circuit (60) Water level detector (60 ') Water level detector

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 水位検出容器(1) に対し、この水位検出
容器(1) 内の設定水位においてその水位検出端(2a)を位
置させ、且つ、電気的に絶縁した状態で水位検出電極
(2) を取付け、前記水位検出容器(1) 内の水位が前記水
位検出端(2a)に達したかどうかを水の導電性を利用して
検出するものにおいて、前記水位検出電極(2) に交流電
圧を印加し、水位到達の検出信号の値と水位未到達の検
出信号の値との間に2つの閾値V1 ,V2 を設定し、検
出信号が前記閾値V1 ,V2 の範囲内の場合を真とする
論理判断を行い、この論理判断の出力信号を平滑化した
後、この平滑出力信号を所定の閾値V3 と比較し、この
閾値V3 を越えた場合にパルス信号を発生させ、このパ
ルス信号を基に水位を検出するようにしたことを特徴と
する水位検出方法。
A water level detection electrode is provided in a state in which a water level detection end (2a) is located at a set water level in the water level detection vessel (1) and is electrically insulated from the water level detection vessel (1).
Attach (2), to detect whether the water level in the water level detection container (1) has reached the water level detection end (2a) using the conductivity of water, wherein the water level detection electrode (2) AC voltage is applied to the sensor, and two thresholds V1 and V2 are set between the value of the detection signal for reaching the water level and the value of the detection signal for not reaching the water level, and the detection signal is within the range of the thresholds V1 and V2. Is true, and the output signal of the logical judgment is smoothed, and the smoothed output signal is compared with a predetermined threshold value V3. When the output signal exceeds the threshold value V3, a pulse signal is generated. A water level detection method, wherein a water level is detected based on a signal.
【請求項2】 水位検出容器(1) に対し、この水位検出
容器(1) 内の設定水位においてその水位検出端(2a)を位
置させ、且つ、電気的に絶縁した状態で水位検出電極
(2) を取付け、前記水位検出容器(1) 内の水位が前記水
位検出端(2a)に達したかどうかを水の導電性を利用して
検出するものにおいて、前記水位検出電極(2) に交流電
圧を印加する交流電源(10)と、前記水位検出電極(2) か
らの水位検出信号が入力され、水位到達の検出信号の値
と水位未到達の検出信号の値との間に設定した2つの閾
値V1 ,V2 の範囲内に前記水位検出信号が入る場合を
真とする論理判断を行う第1比較回路(20)と、この第1
比較回路(20)からの出力信号を平滑処理する平滑回路(3
0)と、この平滑回路(30)の出力信号が入力され、この平
滑出力信号と所定の閾値V3 と比較してこの閾値V3 を
越えた場合にパルス信号を発生する第2比較回路(40)
と、この第2比較回路(40)からの出力を基に水位を検出
する判定回路(50)を備えたことを特徴とする水位検出装
置。
2. A water level detection electrode which is positioned relative to a water level detection vessel (1) at a set water level in the water level detection vessel (1) and is electrically insulated.
Attach (2), to detect whether the water level in the water level detection container (1) has reached the water level detection end (2a) using the conductivity of water, wherein the water level detection electrode (2) An AC power supply (10) that applies an AC voltage to the water level detection signal from the water level detection electrode (2) is input, and is set between the value of the detection signal of reaching the water level and the value of the detection signal of not reaching the water level. A first comparison circuit (20) for making a logical judgment that the case where the water level detection signal falls within the range of the two threshold values V1 and V2 is true;
A smoothing circuit (3) for smoothing the output signal from the comparison circuit (20)
0) and the output signal of the smoothing circuit (30), and compares the smoothed output signal with a predetermined threshold value V3 to generate a pulse signal when exceeding the threshold value V3.
And a determination circuit (50) for detecting a water level based on an output from the second comparison circuit (40).
【請求項3】前記第1比較回路(20)がウィンドコンパレ
ータであることを特徴とする請求項2記載の水位検出装
置。
3. The water level detecting device according to claim 2, wherein said first comparison circuit is a window comparator.
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