JP2952371B2 - 静電容量式液面計およびこれを使用した液面測定方法 - Google Patents
静電容量式液面計およびこれを使用した液面測定方法Info
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- JP2952371B2 JP2952371B2 JP7231790A JP23179095A JP2952371B2 JP 2952371 B2 JP2952371 B2 JP 2952371B2 JP 7231790 A JP7231790 A JP 7231790A JP 23179095 A JP23179095 A JP 23179095A JP 2952371 B2 JP2952371 B2 JP 2952371B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、静電容量式液面
計およびこれを使用した液面測定方法に関し、特に、液
面位を計測される液体を貯蔵するタンク内の気体の圧
力、温度、組成その他の条件が大きく変化してもこれに
影響されずに高精度の計測を実施する静電容量式液面計
およびこれを使用した液面測定方法に関する。
計およびこれを使用した液面測定方法に関し、特に、液
面位を計測される液体を貯蔵するタンク内の気体の圧
力、温度、組成その他の条件が大きく変化してもこれに
影響されずに高精度の計測を実施する静電容量式液面計
およびこれを使用した液面測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】静電容量式液面計の従来例を図３を参照
して説明する。液面位Ｈを計測される液体を貯蔵するタ
ンク１内には、静電容量式液面計のセンサ部１０が収容
設置されている。センサ部１０は、対向する円筒電極１
１と円筒電極１２とより成るレベルセンサを必要個数例
えば７個のレベルセンサＳ1 ないしレベルセンサＳ7 を
液体が貯蔵されるタンク１内にその高さ方向に配列した
ものである。ここで、一方の電極１２は共通に電気接続
され、これには発振器３０の発振電圧が印加される。そ
して、他方の電極１１は各レベルセンサ毎に互に電気的
に独立して各別にセンサ選択部２０に接続している。制
御部５０から出力される制御信号に基づいて、センサ選
択部２０によりレベルセンサＳ1 ないしレベルセンサＳ
7 を選択してこれらの示す静電容量が容量測定部４０に
導入され、これら静電容量はここにおいて静電容量信号
に変換され、出力される。容量測定部４０の出力である
静電容量信号は、制御演算部５のデータ記憶部６０、デ
ータ演算部７０に転送される。データ演算部７０におい
ては、予めプログラムメモリ部８０に入力されているプ
ログラムに従って各レベルセンサについて上記静電容量
信号測定、液面位演算がなされ、液面位Ｈの出力は出力
ＣＲＴ９０、出力プリンタ１００或はその他の出力表示
装置により読み取る様にしている。
して説明する。液面位Ｈを計測される液体を貯蔵するタ
ンク１内には、静電容量式液面計のセンサ部１０が収容
設置されている。センサ部１０は、対向する円筒電極１
１と円筒電極１２とより成るレベルセンサを必要個数例
えば７個のレベルセンサＳ1 ないしレベルセンサＳ7 を
液体が貯蔵されるタンク１内にその高さ方向に配列した
ものである。ここで、一方の電極１２は共通に電気接続
され、これには発振器３０の発振電圧が印加される。そ
して、他方の電極１１は各レベルセンサ毎に互に電気的
に独立して各別にセンサ選択部２０に接続している。制
御部５０から出力される制御信号に基づいて、センサ選
択部２０によりレベルセンサＳ1 ないしレベルセンサＳ
7 を選択してこれらの示す静電容量が容量測定部４０に
導入され、これら静電容量はここにおいて静電容量信号
に変換され、出力される。容量測定部４０の出力である
静電容量信号は、制御演算部５のデータ記憶部６０、デ
ータ演算部７０に転送される。データ演算部７０におい
ては、予めプログラムメモリ部８０に入力されているプ
ログラムに従って各レベルセンサについて上記静電容量
信号測定、液面位演算がなされ、液面位Ｈの出力は出力
ＣＲＴ９０、出力プリンタ１００或はその他の出力表示
装置により読み取る様にしている。
【０００３】次に、上述のセンサ部１０を具備した静電
容量式液面計による液面位の計測の仕方を説明する。先
ず、液面２ａの存在する液位センサＳc の静電容量は、
下記の如く、液位センサＳc を構成する電極の内の液中
に没入する部分の静電容量と空気中に露出する部分の静
電容量の和として表わされる（この詳細な導出の仕方に
ついては当該特許出願人の出願に係わる特願平１ー２０
０９８４号明細書を参照）。
容量式液面計による液面位の計測の仕方を説明する。先
ず、液面２ａの存在する液位センサＳc の静電容量は、
下記の如く、液位センサＳc を構成する電極の内の液中
に没入する部分の静電容量と空気中に露出する部分の静
電容量の和として表わされる（この詳細な導出の仕方に
ついては当該特許出願人の出願に係わる特願平１ー２０
０９８４号明細書を参照）。
【０００４】 Ｃsc＝Ｃec＋Ｃec（εー１）ｈc／ｌc (1) 但し、Ｃsc：液位センサＳcの静電容量 Ｃec：液位センサ全体が気中にある場合の静電容量 ε ：液の比誘電率 ｈc ：液位センサＳcについての液位 ｌc ：液位センサＳc長或は高さ 液の比誘電率εはセンサの気中静電容量Ｃenとこのセン
サが完全に液中に存在する場合の静電容量Ｃfnの比とし
て次の如くに表わされる。
サが完全に液中に存在する場合の静電容量Ｃfnの比とし
て次の如くに表わされる。
【０００５】 ε＝Ｃfn／Ｃen (2) 但し、 n：レベルセンサのセンサ番号 この場合、εを測定するレベルセンサは液中に存在する
ものであれば何れでもよく、これをレベルセンサＳ1と
することができる。 ε＝Ｃfn／Ｃen＝Ｃf1／Ｃe1 (3) ここで、(1)、(3)式よりεを消去することにより液位セ
ンサについての液位ｈcを求めることができる。
ものであれば何れでもよく、これをレベルセンサＳ1と
することができる。 ε＝Ｃfn／Ｃen＝Ｃf1／Ｃe1 (3) ここで、(1)、(3)式よりεを消去することにより液位セ
ンサについての液位ｈcを求めることができる。
【０００６】 ｈc＝ｌc・Ｃe1（ＣscーＣec）／Ｃec（Ｃf1ーＣe1） (4) (4)式において、Ｃe1、Ｃec、ｌcはセンサの形状、寸法
により定まる定数であるので、Ｃf1とＣscとを測定すれ
ば液位センサＳcについての液位ｈcを求めることができ
る。そして、液位センサＳcより下側の高さｌxは下側に
ある液中レベルセンサの高さの総和に等しい。これらの
高さｌxはセンサの置台の高さＨoを含めて、予め実測し
てその固定値をデータ記憶部６０に記憶しておく。とこ
ろで、液位センサＳcがＳ1である場合、その下側には液
の比誘電率を測定するレベルセンサがないのであるが、
レベルセンサＳ1が気中および液中にあったときのＣe1
およびＣf1の値をデータ記憶部６０に記憶しておけば、
これらを使用して(3)式から比誘電率εを求めることが
できるし、また、これらＣe1、Ｃf1を式(4)に適用する
ことにより上述と同様に液面位の計測と演算を実行する
ことができる。
により定まる定数であるので、Ｃf1とＣscとを測定すれ
ば液位センサＳcについての液位ｈcを求めることができ
る。そして、液位センサＳcより下側の高さｌxは下側に
ある液中レベルセンサの高さの総和に等しい。これらの
高さｌxはセンサの置台の高さＨoを含めて、予め実測し
てその固定値をデータ記憶部６０に記憶しておく。とこ
ろで、液位センサＳcがＳ1である場合、その下側には液
の比誘電率を測定するレベルセンサがないのであるが、
レベルセンサＳ1が気中および液中にあったときのＣe1
およびＣf1の値をデータ記憶部６０に記憶しておけば、
これらを使用して(3)式から比誘電率εを求めることが
できるし、また、これらＣe1、Ｃf1を式(4)に適用する
ことにより上述と同様に液面位の計測と演算を実行する
ことができる。
【０００７】タンク底から液面までの液面位Ｈは、結
局、(4)式により計測、演算して求めた液位ｈcと液位セ
ンサＳc迄の高さｌxの和として求めることができる。 Ｈ＝ｈc＋ｌx (5)
局、(4)式により計測、演算して求めた液位ｈcと液位セ
ンサＳc迄の高さｌxの和として求めることができる。 Ｈ＝ｈc＋ｌx (5)
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上の通り、従来の静
電容量式液面計は、液面２ａの存在する液位センサＳc
の静電容量或は液位センサＳcの静電容量と完全に液中
に没入する液中レベルセンサの静電容量とから液位Ｈを
計測、出力する構成を採用している。即ち、この静電容
量式液面計は、液位センサＳcの静電容量Ｃsc、或は液
位センサＳcの静電容量Ｃscとその下側の完全に液中に
没入した液中レベルセンサＳfnの静電容量Ｃfnを使用す
る液面計であり、その計測信号は液位ｈc を示す信号と
なる液位センサＳcの静電容量Ｃfn、および液の誘電率
信号となる下側設置の液中レベルセンサＳfnの静電信号
Ｃecの総和のみである。
電容量式液面計は、液面２ａの存在する液位センサＳc
の静電容量或は液位センサＳcの静電容量と完全に液中
に没入する液中レベルセンサの静電容量とから液位Ｈを
計測、出力する構成を採用している。即ち、この静電容
量式液面計は、液位センサＳcの静電容量Ｃsc、或は液
位センサＳcの静電容量Ｃscとその下側の完全に液中に
没入した液中レベルセンサＳfnの静電容量Ｃfnを使用す
る液面計であり、その計測信号は液位ｈc を示す信号と
なる液位センサＳcの静電容量Ｃfn、および液の誘電率
信号となる下側設置の液中レベルセンサＳfnの静電信号
Ｃecの総和のみである。
【０００９】ところで、液の比誘電率εは、先に式(2)
に示され通り、レベルセンサの気中静電容量Ｃenとこの
センサが完全に液中に没入する場合の静電容量Ｃfnの
比：Ｃfn／Ｃenとして表わされる。ここで、タンクが例
えば加圧型タンクである場合、タンク内の気体の内圧、
温度、組成が変動すると、これらの変動に対応してタン
ク内の気体の誘電率は変動する。タンク内の気体の誘電
率が変動すると、この変動につれてレベルセンサの気中
静電容量Ｃenが変動する。レベルセンサの気中静電容量
Ｃenが変動するということは、液の比誘電率εを規定す
る式の分母の値が変動することを意味している。液位Ｈ
を計算する式(5)はこの気中静電容量Ｃenの変動の影響
は除去されず、液位Ｈに計測誤差が生ずるに到る。
に示され通り、レベルセンサの気中静電容量Ｃenとこの
センサが完全に液中に没入する場合の静電容量Ｃfnの
比：Ｃfn／Ｃenとして表わされる。ここで、タンクが例
えば加圧型タンクである場合、タンク内の気体の内圧、
温度、組成が変動すると、これらの変動に対応してタン
ク内の気体の誘電率は変動する。タンク内の気体の誘電
率が変動すると、この変動につれてレベルセンサの気中
静電容量Ｃenが変動する。レベルセンサの気中静電容量
Ｃenが変動するということは、液の比誘電率εを規定す
る式の分母の値が変動することを意味している。液位Ｈ
を計算する式(5)はこの気中静電容量Ｃenの変動の影響
は除去されず、液位Ｈに計測誤差が生ずるに到る。
【００１０】この発明は、液の比誘電率εおよび気体の
誘電率εGを補正して液位を正確に計測する静電容量式
液面計を提供するものである。
誘電率εGを補正して液位を正確に計測する静電容量式
液面計を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】対向する電極対より成る
レベルセンサＳの複数対を液体が貯蔵されるタンク１内
にその高さ方向に配列して構成したセンサ部１０を具備
し、レベルセンサを順次に選択するセンサ選択部２０を
具備し、静電容量測定部４０を具備し、内部に各レベル
センサについて静電容量信号測定、液面位演算を実行す
るプログラムメモリを有する制御演算部５を具備し、静
電容量型センサは全体を気中に露出して気中静電容量を
測定する気中センサＳn+1と、液面の存在する液位セン
サＳn と、全体を液中に没入して液中静電容量を測定す
る液中センサＳn-1 を含み、気中センサの気中静電容量
と液中センサの液中静電容量に基づいて液位センサの静
電容量を測定して液面の高さを測定する静電容量式液面
計を構成した。
レベルセンサＳの複数対を液体が貯蔵されるタンク１内
にその高さ方向に配列して構成したセンサ部１０を具備
し、レベルセンサを順次に選択するセンサ選択部２０を
具備し、静電容量測定部４０を具備し、内部に各レベル
センサについて静電容量信号測定、液面位演算を実行す
るプログラムメモリを有する制御演算部５を具備し、静
電容量型センサは全体を気中に露出して気中静電容量を
測定する気中センサＳn+1と、液面の存在する液位セン
サＳn と、全体を液中に没入して液中静電容量を測定す
る液中センサＳn-1 を含み、気中センサの気中静電容量
と液中センサの液中静電容量に基づいて液位センサの静
電容量を測定して液面の高さを測定する静電容量式液面
計を構成した。
【００１２】そして、常時気中に存在する特定のセンサ
を気中センサとして具備する静電容量式液面計を構成し
た。また、気中に露出するレベルセンサの内の何れかを
切り換え選択してこれを気中センサとする静電容量式液
面計を構成した。更に、対向する電極対より成るレベル
センサＳの複数対を液体が貯蔵されるタンク１内にその
高さ方向に配列して構成したセンサ部１０を具備し、レ
ベルセンサを順次に選択するセンサ選択部２０を具備
し、静電容量測定部４０を具備し、内部に各レベルセン
サについて静電容量信号測定、液面位演算を実行するプ
ログラムメモリを有する制御演算部５を具備し、静電容
量型センサは全体を気中に露出して気中静電容量を測定
する気中センサＳn+1 と、液面の存在する液位センサＳ
n と、全体を液中に没入して液中静電容量を測定する液
中センサＳn-1 を含み気中センサの気中静電容量と液中
センサの液中静電容量に基づいて液位センサの静電容量
を測定して液面の高さを測定する静電容量式液面計を使
用して液面位を測定する静電容量式液面測定方法におい
て、液の比誘電率εL および気体の比誘電率εG を液位
センサと液中センサと気中センサとにより測定して液面
位を演算測定することを特徴とする静電容量式液面測定
方法を構成した。
を気中センサとして具備する静電容量式液面計を構成し
た。また、気中に露出するレベルセンサの内の何れかを
切り換え選択してこれを気中センサとする静電容量式液
面計を構成した。更に、対向する電極対より成るレベル
センサＳの複数対を液体が貯蔵されるタンク１内にその
高さ方向に配列して構成したセンサ部１０を具備し、レ
ベルセンサを順次に選択するセンサ選択部２０を具備
し、静電容量測定部４０を具備し、内部に各レベルセン
サについて静電容量信号測定、液面位演算を実行するプ
ログラムメモリを有する制御演算部５を具備し、静電容
量型センサは全体を気中に露出して気中静電容量を測定
する気中センサＳn+1 と、液面の存在する液位センサＳ
n と、全体を液中に没入して液中静電容量を測定する液
中センサＳn-1 を含み気中センサの気中静電容量と液中
センサの液中静電容量に基づいて液位センサの静電容量
を測定して液面の高さを測定する静電容量式液面計を使
用して液面位を測定する静電容量式液面測定方法におい
て、液の比誘電率εL および気体の比誘電率εG を液位
センサと液中センサと気中センサとにより測定して液面
位を演算測定することを特徴とする静電容量式液面測定
方法を構成した。
【００１３】また、気体の比誘電率εGと気中センサＳ
n+1の真空中静電容量Ｃo(n+1)の積を気中センサＳn+1の
気中静電容量として演算し、液の比誘電率εL と液中セ
ンサＳn-1 の真空中静電容量Ｃo(n-1)の積を液中センサ
Ｓn-1 の液中静電容量として演算し、液位センサＳn の
静電容量を液位センサＳn の液位ｈxnおよび液位センサ
のセンサ長さＬn により表現される気中部分の静電容量
ＣGnと液中部分の静電容量ＣLnの和として演算し、気中
部分の静電容量ＣGnと液中部分の静電容量ＣLnの和の式
に気体の比誘電率εG と液の比誘電率εL を代入して液
位センサＳn の液位ｈxnを求め、液中センサの全長求
め、液位センサＳn の液位ｈxnと液中センサの全長とを
加算して液面位ＨX を求める静電容量式液面測定方法を
構成した。
n+1の真空中静電容量Ｃo(n+1)の積を気中センサＳn+1の
気中静電容量として演算し、液の比誘電率εL と液中セ
ンサＳn-1 の真空中静電容量Ｃo(n-1)の積を液中センサ
Ｓn-1 の液中静電容量として演算し、液位センサＳn の
静電容量を液位センサＳn の液位ｈxnおよび液位センサ
のセンサ長さＬn により表現される気中部分の静電容量
ＣGnと液中部分の静電容量ＣLnの和として演算し、気中
部分の静電容量ＣGnと液中部分の静電容量ＣLnの和の式
に気体の比誘電率εG と液の比誘電率εL を代入して液
位センサＳn の液位ｈxnを求め、液中センサの全長求
め、液位センサＳn の液位ｈxnと液中センサの全長とを
加算して液面位ＨX を求める静電容量式液面測定方法を
構成した。
【００１４】
【実施例】この発明の実施例を図１および図２を参照し
て説明する。図１はこの発明の静電容量式液面計のブロ
ック図であるが、実体は図３により図示説明される従来
例と格別異なるところはない。即ち、発振器３０、容量
測定部４０、制御演算部５は従来例と同様であり、タン
クは省略すると共にセンサ部を簡略化して図示したもの
である。参照符号は、説明の都合により、従来例の説明
とは一部異にして下記の如くして説明している。図２は
タンク内のレベルセンサと液位の関係を説明する図であ
る。
て説明する。図１はこの発明の静電容量式液面計のブロ
ック図であるが、実体は図３により図示説明される従来
例と格別異なるところはない。即ち、発振器３０、容量
測定部４０、制御演算部５は従来例と同様であり、タン
クは省略すると共にセンサ部を簡略化して図示したもの
である。参照符号は、説明の都合により、従来例の説明
とは一部異にして下記の如くして説明している。図２は
タンク内のレベルセンサと液位の関係を説明する図であ
る。
【００１５】Ｓ1 ：第１センサ。 Ｓn ：液位センサを示し、タンクの液位の位置するレベ
ルセンサである。静電容量出力をＣXnと置く。 Ｓn-1：液位センサの直下の液中センサであり、静電容
量出力をＣF(n-1) と置く。
ルセンサである。静電容量出力をＣXnと置く。 Ｓn-1：液位センサの直下の液中センサであり、静電容
量出力をＣF(n-1) と置く。
【００１６】Ｓn+1：液位センサの直上の気中センサで
あり、静電容量出力をＣG(n+1) と置く。 ｈxn：液位センサＳn の液位。 ＨX ：タンクの液位。 εL ：液の比誘電率。
あり、静電容量出力をＣG(n+1) と置く。 ｈxn：液位センサＳn の液位。 ＨX ：タンクの液位。 εL ：液の比誘電率。
【００１７】εG ：気体の比誘電率。 Ｌn ：液位センサのセンサ長さであり、予め実測してデ
ータ記憶部に記憶しておく。
ータ記憶部に記憶しておく。
【００１８】Ｃo(n+1)、Ｃo(n)、Ｃo(n-1)：Ｓn+1 、Ｓ
n およびＳn-1 の真空中静電容量であり、予め実測して
データ記憶部に記憶しておく。 ここで、この発明によるタンクの液位ＨX の計測操作に
ついて説明する。制御部５０から出力される制御信号に
基づいてセンサ選択部２０により計測されるべきレベル
センサＳ1 ないしレベルセンサＳn+1 が選択され、選択
されたセンサの静電容量は容量測定部４０により測定さ
れる。そして、容量測定部４０により測定された静電容
量信号は制御演算部５のデータ記憶部６０、データ演算
部７０に転送される。データ演算部７０は、この様にし
て得られる各レベルセンサの静電容量に基づいて以下に
示される手順により液位ＨX を演算出力する。
n およびＳn-1 の真空中静電容量であり、予め実測して
データ記憶部に記憶しておく。 ここで、この発明によるタンクの液位ＨX の計測操作に
ついて説明する。制御部５０から出力される制御信号に
基づいてセンサ選択部２０により計測されるべきレベル
センサＳ1 ないしレベルセンサＳn+1 が選択され、選択
されたセンサの静電容量は容量測定部４０により測定さ
れる。そして、容量測定部４０により測定された静電容
量信号は制御演算部５のデータ記憶部６０、データ演算
部７０に転送される。データ演算部７０は、この様にし
て得られる各レベルセンサの静電容量に基づいて以下に
示される手順により液位ＨX を演算出力する。
【００１９】図２において、直上センサＳn+1 が気中に
露出しているものとして、気中静電容量ＣG(n+1)は式
により計算される。 ＣG(n+1)＝Ｃo(n+1)×εG ── 直上レベルセンサＳn+1 は気中に露出する気中センサで
あり、液面２ａが低下すれば直上センサＳn+1 より下位
のレベルセンサＳn 以下のセンサが直上センサとなる。
この発明においては１個のセンサは必ず気中に露出せし
められ、液面はこのセンサには到達しない構成とされて
いる。気中センサとしては、常時気中に存在する様に構
成された特定のセンサを具備するか、或は最上位のレベ
ルセンサ以下のセンサの内の何れか、例えば液位センサ
の上側のセンサをソフトウェア的に切り換え選択して使
用することができる。
露出しているものとして、気中静電容量ＣG(n+1)は式
により計算される。 ＣG(n+1)＝Ｃo(n+1)×εG ── 直上レベルセンサＳn+1 は気中に露出する気中センサで
あり、液面２ａが低下すれば直上センサＳn+1 より下位
のレベルセンサＳn 以下のセンサが直上センサとなる。
この発明においては１個のセンサは必ず気中に露出せし
められ、液面はこのセンサには到達しない構成とされて
いる。気中センサとしては、常時気中に存在する様に構
成された特定のセンサを具備するか、或は最上位のレベ
ルセンサ以下のセンサの内の何れか、例えば液位センサ
の上側のセンサをソフトウェア的に切り換え選択して使
用することができる。
【００２０】同様に、液中センサＳn-1 の静電容量Ｃ
F(n-1)は式により計算される。 ＣF(n-1)＝Ｃo(n-1)×εL ── である。また、液面２ａのある液位センサＳn の静電容
量ＣXnは、式に示される通り気中部分の静電容量Ｃ
Gn と液中部分の静電容量ＣLn の和である。
F(n-1)は式により計算される。 ＣF(n-1)＝Ｃo(n-1)×εL ── である。また、液面２ａのある液位センサＳn の静電容
量ＣXnは、式に示される通り気中部分の静電容量Ｃ
Gn と液中部分の静電容量ＣLn の和である。
【００２１】
【数１】
【００２２】なお、（Ｌn −ｈxn）／Ｌnは液位センサ
Ｓn の気中部分の割合、ｈxn／Ｌnは液中部分の割合で
ある。ここで、気体の比誘電率εG は、気中に存在する
直上レベルセンサＳn+1 について式により求めること
ができる。 εG ＝ ＣG(n+1)／ＣO(n+1) ── 同様に、液の比誘電率εL は、直下センサＳn-1 につい
て式により求めることができる。
Ｓn の気中部分の割合、ｈxn／Ｌnは液中部分の割合で
ある。ここで、気体の比誘電率εG は、気中に存在する
直上レベルセンサＳn+1 について式により求めること
ができる。 εG ＝ ＣG(n+1)／ＣO(n+1) ── 同様に、液の比誘電率εL は、直下センサＳn-1 につい
て式により求めることができる。
【００２３】 εL ＝ＣF(n-1)／ＣO(n-1) ── 式および式を式に代入して式を求めることがで
きる。
きる。
【００２４】
【数２】
【００２５】式をｈxnについて整理すると式とな
る。
る。
【００２６】
【数３】
【００２７】式に示される液位センサＳn の液位：ｈ
xnは、式に示される気体の実測した比誘電率εG およ
び式に示される液の実測した比誘電率εL を算入して
測定演算された結果であり、これは気体の比誘電率およ
び液の比誘電率を補正した液位センサの液位ｈxnであ
る。
xnは、式に示される気体の実測した比誘電率εG およ
び式に示される液の実測した比誘電率εL を算入して
測定演算された結果であり、これは気体の比誘電率およ
び液の比誘電率を補正した液位センサの液位ｈxnであ
る。
【００２８】
【数４】
【００２９】この場合、気体中のセンサＳn+1 は、気中
にあるセンサならば何れの位置についてのものでもよ
く、液中のセンサＳn-1 は液中にあるセンサの何れのセ
ンサを使用してもよい。
にあるセンサならば何れの位置についてのものでもよ
く、液中のセンサＳn-1 は液中にあるセンサの何れのセ
ンサを使用してもよい。
【００３０】
【発明の効果】以上の通りであって、この発明は、液面
位の計測、演算を、液位センサ、液中センサ、気中セン
サに着目して実施する。従って、液位センサの静電容量
信号Ｃ Xnに含まれる液位信号ｈx 、液の比誘電率εL 、
気体の比誘電率εG の内の、液の比誘電率εL 、気体の
比誘電率εG とが、それぞれ、液中センサ、気中センサ
により計測され、これらの計測値より液位を正確に計
測、演算することができ、タンク内の液および気体の比
誘電率に影響されない液面位出力を得ることができる。
例えば、加圧型タンク、圧力／温度／組成が変動するタ
ンクの場合、タンク内の気体の比誘電率は大きく変動し
て正確な液面位計測ができなかったのであるが、この発
明によればこの様な問題は解決される。
位の計測、演算を、液位センサ、液中センサ、気中セン
サに着目して実施する。従って、液位センサの静電容量
信号Ｃ Xnに含まれる液位信号ｈx 、液の比誘電率εL 、
気体の比誘電率εG の内の、液の比誘電率εL 、気体の
比誘電率εG とが、それぞれ、液中センサ、気中センサ
により計測され、これらの計測値より液位を正確に計
測、演算することができ、タンク内の液および気体の比
誘電率に影響されない液面位出力を得ることができる。
例えば、加圧型タンク、圧力／温度／組成が変動するタ
ンクの場合、タンク内の気体の比誘電率は大きく変動し
て正確な液面位計測ができなかったのであるが、この発
明によればこの様な問題は解決される。
【００３１】そして、この発明においては、気中センサ
として、常時気中に存在する様に構成された特定のセン
サを具備するか、或は最上位のレベルセンサ以下のセン
サの内の何れか例えば液位センサの上側のセンサをソフ
トウェア的に切り換え選択して使用する。ここで、気中
センサとして特定のセンサを具備することにより、液面
位計測演算処理を容易とすることができる。その代わり
に、気中センサとして最上位のレベルセンサ以下のセン
サをソフトウェア的に切り換え選択して使用することに
より、センサ部の構成自体を簡略化することができる。
として、常時気中に存在する様に構成された特定のセン
サを具備するか、或は最上位のレベルセンサ以下のセン
サの内の何れか例えば液位センサの上側のセンサをソフ
トウェア的に切り換え選択して使用する。ここで、気中
センサとして特定のセンサを具備することにより、液面
位計測演算処理を容易とすることができる。その代わり
に、気中センサとして最上位のレベルセンサ以下のセン
サをソフトウェア的に切り換え選択して使用することに
より、センサ部の構成自体を簡略化することができる。
【図１】実施例を説明する図。
【図２】タンク内のレベルセンサと液位の関係を説明す
る図。
る図。
【図３】従来例を説明する図。
Ｓ レベルセンサ １ タンク ５ 制御演算部 １０ センサ部 ２０ センサ選択部 ４０ 静電容量測定部 Ｓn+1 気中センサ Ｓn 液位センサ Ｓn-1 液中センサ εL 液の比誘電率 εG 気体の比誘電率 Ｃo(n+1) 気中センサの真空中静電容量 Ｃo(n-1) 液中センサの真空中静電容量 ｈxn 液位 Ｌn 液位センサのセンサ長さ ＣGn 気中部分の静電容量 ＣLn 液中部分の静電容量 ＨX 液面位
Claims (5)
- 【請求項１】 対向する電極対より成るレベルセンサの
複数対を液体が貯蔵されるタンク内にその高さ方向に配
列して構成したセンサ部を具備し、レベルセンサを順次
に選択するセンサ選択部を具備し、静電容量測定部を具
備し、内部に各レベルセンサについて静電容量信号測
定、液面位演算を実行するプログラムメモリを有する制
御演算部を具備し、静電容量型センサは全体を気中に露
出して気中静電容量を測定する気中センサと、液面の存
在する液位センサと、全体を液中に没入して液中静電容
量を測定する液中センサを含み、気中センサの気中静電
容量と液中センサの液中静電容量に基づいて液位センサ
の静電容量を測定して液面の高さを測定することを特徴
とする静電容量式液面計。 - 【請求項２】 請求項１に記載される静電容量式液面計
において、常時気中に存在する特定のセンサを気中セン
サとして具備することを特徴とする静電容量式液面計。 - 【請求項３】 請求項１に記載される静電容量式液面計
において、気中に露出するレベルセンサの内の何れかを
切り換え選択してこれを気中センサとすることを特徴と
する静電容量式液面計。 - 【請求項４】 対向する電極対より成るレベルセンサの
複数対を液体が貯蔵されるタンク内にその高さ方向に配
列して構成したセンサ部を具備し、レベルセンサを順次
に選択するセンサ選択部を具備し、静電容量測定部を具
備し、内部に各レベルセンサについて静電容量信号測
定、液面位演算を実行するプログラムメモリを有する制
御演算部を具備し、静電容量型センサは全体を気中に露
出して気中静電容量を測定する気中センサと、液面の存
在する液位センサと、全体を液中に没入して液中静電容
量を測定する液中センサを含み、気中センサの気中静電
容量と液中センサの液中静電容量に基づいて液位センサ
の静電容量を測定して液面の高さを測定する静電容量式
液面計を使用して液面位を測定する静電容量式液面測定
方法において、 液の比誘電率および気体の比誘電率を液位センサと液中
センサと気中センサにより測定して液面位を演算測定す
ることを特徴とする静電容量式液面測定方法。 - 【請求項５】 請求項４に記載される静電容量式液面測
定方法において、 気体の比誘電率と気中センサの真空中静電容量の積を気
中センサの気中静電容量として演算し、 液の比誘電率と液中センサの真空中静電容量の積を液中
センサの液中静電容量として演算し、 液位センサの静電容量を液位センサの液位および液位セ
ンサのセンサ長さにより表現される気中部分の静電容量
と液中部分の静電容量の和として演算し、 気中部分の静電容量と液中部分の静電容量の和の式に気
体の比誘電率と液の比誘電率を代入して液位センサの液
位を求め、 液中センサの全長を求め、 液位センサの液位と液中センサの全長とを加算して液面
位を求める、 ことを特徴とする静電容量式液面測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7231790A JP2952371B2 (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 静電容量式液面計およびこれを使用した液面測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7231790A JP2952371B2 (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 静電容量式液面計およびこれを使用した液面測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0979887A JPH0979887A (ja) | 1997-03-28 |
| JP2952371B2 true JP2952371B2 (ja) | 1999-09-27 |
Family
ID=16929069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7231790A Expired - Lifetime JP2952371B2 (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 静電容量式液面計およびこれを使用した液面測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2952371B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004505758A (ja) * | 2000-08-04 | 2004-02-26 | アーチ・スペシャルティ・ケミカルズ・インコーポレイテッド | 超純粋なまたは汚染に敏感な化学薬品のための自動補充システム |
| JP5923350B2 (ja) * | 2012-03-15 | 2016-05-24 | 矢崎総業株式会社 | 液面レベル検出装置 |
| JP6132482B2 (ja) * | 2012-06-13 | 2017-05-24 | 矢崎総業株式会社 | 液位検出装置 |
| CN104677462A (zh) * | 2015-02-10 | 2015-06-03 | 浙江沁园水处理科技有限公司 | 一种自适应非浸入式液位检测装置及检测方法 |
-
1995
- 1995-09-08 JP JP7231790A patent/JP2952371B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0979887A (ja) | 1997-03-28 |
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