JP3024985B2

JP3024985B2 - 液面レベル計に於ける検出電極の汚れ測定装置

Info

Publication number: JP3024985B2
Application number: JP2174068A
Authority: JP
Inventors: 恭平久住; 博正白川; 秀樹筒井; 知行高橋
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1990-06-29
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 2000-03-27
Anticipated expiration: 2015-03-27
Also published as: JPH0462433A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、液面レベル計に於いて、この液面レベル
計の検出電極に付着した汚れの量を測定する検出電極の
汚れ測定装置に関する。

（従来の技術）液面レベル計は、液体を扱う種々の機械設備に組み込
まれており、例えば、ボイラ等の液面レベル計、即ち、
水位計は、その自動運転を実施する上で重要な機器の１
つである。

ボイラの水位計は、所謂、フロートレススイッチ型の
もので構成されており、この種の水位計は、水位検出管
内に配置された検出電極に一定電圧を印加する電源と、
検出電極を流れる電流値に基づき、検出電極に対する水
位を判定する判定回路とから構成されている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上述したタイプの水位計は、その検出電極
に汚れが付着すると、検出電極を流れる電流値が変動し
てしまうことから、判定回路での水位の判定に誤りが生
じてしまう場合がある。このように水位計が誤動作して
しまうと、ボイラの水位制御が正確になされないから、
ボイラの空炊きや蒸気の供給停止等の異常運転を招く虞
がある。このため、ボイラ等の水位計では、検出電極の
汚れを定期的に点検する必要があるが、しかしながら、
この種の水位計では、検出電極を外部から視認すること
ができないので、検出電極の点検をなすには、一々、検
出電極を水位検出管から引き抜かなければならず、その
点検に手間のかかるものである。

この発明は、上述した事情に基づいてなされたもの
で、その目的とするところは、検出電極の汚れを容易に
確認でき、よって、液面レベル計が誤動作する前に、検
出電極の清掃を確実に実施することができる液面レベル
計に於ける検出電極の汚れ測定装置を提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段）この発明の検出電極の汚れ測定装置は複数の検出電極
を備え、そして、各検出電極毎にその検出電極が液中及
び液中外にある場合での検出電極を含む経路の各基準抵
抗値に対し、検出電極を流れる電流値と検出電極に印加
される一定電圧とから経路に於ける抵抗値の変動を計測
する抵抗値計測回路をそれぞれ具備し、そして、その抵
抗値の変動を清浄状態にある検出電極の基準抵抗値との
偏差として表示する表示部を更に具備したものとなって
いる。

（作用）この発明の汚れ測定装置によれば、抵抗値計測回路に
て、その検出電極を含む経路の基準抵抗値に対し、その
経路の抵抗値の変動を計測し、そして、その抵抗値の変
動を基準抵抗値からの偏差として表示部にて表示するよ
うにしたから、表示部での表示はその検出電極に付着し
た汚れ量を示す。例えば汚れのない清浄状態ひある検出
電極が液中にある場合での経路の基準抵抗値でみた場
合、液面レベル計の使用中にあり且つその検出電極が液
中にあるとき、その検出電極を含む経路の抵抗値が基準
抵抗値よりも増加すれば、検出電極の抵抗が実質的に増
加しており、その検出電極に汚れが付着していると判断
できる。要するに、検出電極の汚れ量は、その検出電極
を含む経路の基準抵抗に対し、その抵抗値の偏差の大き
さから求めることができる。

（実施例）以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図は、ボイラを概略的に示しており、図中１は、
ボイラ胴である。このボイラ胴１内には、多数の水管２
が例えば２重にして周方向に立設して配置されており、
これら水管２の下端は、環状をなした給水ドラム３に接
続されており、その上端は、同じく環状の蒸気ドラム４
に接続されている。

給水ドラム３には、給水パイプ５の一端が接続されて
おり、この給水パイプ５の他端は、図示しない給水源に
接続されている。また、給水パイプ５には、給水ポンプ
６が介挿されており、この給水ポンプ６の駆動を制御す
ることにより、ボイラ内、即ち、水管２内の水位を調整
することができる。

ボイラ胴１内に於いて、水管２によって囲まれた空間
は、燃焼室７として形成されており、この燃焼室７に於
いて、図示しない燃料噴射ノズルから噴射された燃料が
燃焼されるようになっている。

また、燃焼室７での燃焼により、水管２内に発生した
蒸気は、蒸気ドラム４を介して、外部の図示しない蒸気
消費設備に供給される。

そして、ボイラ胴１の外側には、水位検出管８が配置
されており、この水位検出管８は、その下端が給水ドラ
ム３に接続管９を介して接続されている一方、その上端
もまた接続管10を介して蒸気ドラム４に接続されてい
る。従って、水位検出管８内に給水ドラム３から導かれ
る給水の水位は、常時、水管２内の水位と同一のレベル
となるようになっている。

そして、水位検出管８内には、例えば、３個の検出電
極11,12,13が配置されている。これら検出電極11,12,13
は、ロッド状をなし、互いに平行にして、水位検出管８
の上端壁側から底壁に向かって延びているが、各検出電
極に於ける下端のレベル位置は、互いに異なったものと
なっている。即ち、第１図から明らかなように、検出電
極11の下端は、最も高いレベル位置にあり、検出電極13
の下端は、最も低いレベル位置にある。そして、検出電
極12の下端は、検出電極11,13に於ける下端レベル位置
の中間のレベル位置に位置付けられている。

検出電極11,12,13の上端は、水位検出管８の上端壁を
貫通して外部に延び、そして、コネクタ14に接続されて
いる。このコネクタ14は、信号ライン15を介して監視制
御装置16に電気的に接続されており、また、この監視制
御装置16は、駆動信号ライン17を介して給水ポンプ６に
電気的に接続されている。

上述した監視制御装置16は、この実施例の場合、給水
ポンプ６の駆動制御回路と検出電極の汚れ測定回路とか
ら構成されており、具体的には、第２図に示す回路構成
となっている。尚、第２図の回路構成は、検出電極12の
場合を例にとって示したものである。

即ち、第２図の監視制御装置16は、交流電圧発生部18
を有しており、この交流電圧発生部18は、検出電極12と
水位検出管８、即ち、グランド側との間に一定の交流電
圧Ｅを印加するようになっている。そして、交流電圧発
生部18と検出電極12との間には、直列にして検出抵抗19
が介挿されており、この検出抵抗19の両端は、整流電圧
増幅部20に接続されている。即ち、整流電圧増幅部20
は、検出電極12、即ち、検出抵抗19を流れる検出電流ｉ
により、この検出抵抗19の両端に発生する検出電圧を増
幅し、この増幅して得た検出電圧Vkをバッファー21を介
して差動電圧増幅部22に供給する。

また、差動電圧増幅部22には、基準電圧発生部23から
基準電圧ＶSが供給されるようなっている。この基準電
圧ＶSは、第２図に示されているように、検出電極12の
下端が水位検出管８内の給水中に浸漬されている状態
で、検出抵抗19の両端に発生する検出電圧、つまり、検
出電圧Vkに設定されている。

従って、検出電圧12の下端が給水に浸漬されている状
態では、差動電圧増幅部22に供給される検出電圧Vkと基
準電圧ＶSはほぼ同一の値となるから、この場合には、
差動電圧増幅部22かリレー駆動部24には励磁信号が出力
されることはなく、よって、リレー駆動部24から給水ポ
ンプ６に駆動信号が出力されることはない。

しかしながら、水位検出管８内の水位が低下して、検
出電極12の下端が水面から完全に露出してしまうと、検
出電極12、即ち、検出抵抗19を流れる検出電流ｉが大き
く減少するから、整流電圧増幅部20及びバッファー21を
介して差動電圧増幅部22に供給される検出電圧Vkもまた
大幅に低下することになる。従って、この場合には、差
動電圧増幅部22からリレー駆動部24に向けて励磁信号が
出力され、この結果、リレー駆動部24から給水ポンプ６
に向けて駆動信号が出力されて、給水ポンプ６の駆動、
つまり、ボイラに向けての給水がなされることになる。

尚、この実施例では、検出電極11,13の回路構成は図
示していないが、例えば、給水ポンプ６による給水の実
施により、検出電極11の下端が給水中に浸漬されたと
き、監視制御装置16から給水ポンプ６の駆動停止信号が
出力されることで、給水が停止されるようになってお
り、これに対し、検出電極13の下端が水面から露出して
しまうような場合に至ったとき、監視制御装置16から警
報信号が出力されて、図示しない警報ブザー等が鳴るよ
うになっている。

そして、前述したように第２図の監視制御装置16に
は、検出電極12の汚れ測定回路を含んでおり、この汚れ
測定回路は、抵抗値測定回路として、整流電圧増幅部20
に接続された抵抗値演算回路25を備えて構成されてい
る。この抵抗値演算回路25は、整流電圧増幅部20から供
給される検出電圧Vkに基づき、検出電極12から水位検出
管８までの検出電極12を含む経路の抵抗値を算出する機
能を有している。ここで、上記経路、つまり、信号ライ
ン15から交流電圧発生部18までの抵抗値を検出電極12の
抵抗値Rxとして表し、そして、検出抵抗19の抵抗値をR1
とすると、次式が成立する。

Ｅ＝ｉ（Rx＋R1） Vk∝ｉ・R1 従って、上記の２式から、検出電極12の抵抗値Rxは、
次式の比例式に基づき算出することができる。

Rx∝R1（Ｅ−Vk）/Vk ここで、検出電極12の下端が給水中にあるときと、給
水から露出したときとでは、前述したように検出電圧Vk
の値は大きく異なることから、検出電極12の抵抗値Rx
は、２つの基準抵抗値を持つことになる。即ち、検出電
極12の下端が給水中にあるときの検出電圧をVk1、これ
に対し、その下端が給水から完全に露出した状態での検
出電圧をVk2とすれば、これらの場合での検出電極12の
基準抵抗値Rx1,Rx2は、前式から次のようになる。

Rx1∝R1（Ｅ−Vk1）/Vk1 Rx2∝R1（Ｅ−Vk2）/Vk2 従って、検出電極12に於ける２つの基準抵抗値Rx1とR
x2とは、検出電極12の下端に対する水位の関係、つま
り、水有りの場合（Rx1）と水無し（Rx2）とで示せば、
第３図のようになる。

上述したように水無しと水有りの２つの状態での検出
電極12の基準抵抗値Rx1,Rx2が予め分かっていることか
ら、抵抗値演算回路25では、検出電圧Vkから抵抗値Rxを
算出して求め、そして、この抵抗値Rxと対応する状態で
の基準抵抗値との間の偏差ΔＲ（第３図参照）を求める
ことができる。

偏差ΔＲは、前述したように信号ライン15か水位検出
管８までの間での、具体的には、検出電極12の抵抗値の
増加分を示しており、この増加分は、検出電極12の使用
に伴い、この検出電極12に付着した汚れの量を表すこと
になる。

従って、抵抗値演算回路25から前記偏差ΔＲを表示部
としてのメータ26に出力すれば、このメータ26の目盛り
から、検出電極12に汚れが付着しているか否かを判断す
ることができるばかりでなく、その汚れの量をも確認す
ることができる。

この結果、この発明の検出電極12の汚れ測定回路によ
れば、メータ26を目視するだけで、検出電極12の汚れ状
態を容易に把握できるから、その汚れ量が規定値を越え
た場合にのみ、つまり、監視制御装置16に於ける給水ポ
ンプ６の駆動制御回路に誤動作を招く前に、検出電極12
の清掃作業を実施することが可能となる。

尚、説明は省略するが、他の検出電極11,13に於いて
も、同様な回路にて、その汚れを測定できることは勿論
である。

この発明は、上述した一実施例に制約されるものでは
なく、種々の変形が可能である。例えば、一実施例で
は、偏差ΔＲに応じた汚れ量をメータ26に出力するだけ
であるが、この汚れ量が規定量を越えた場合には、警報
ブザーを鳴らすようにしてもよい。また、偏差ΔＲの大
きさに応じ、前述した基準電圧発生部23からの基準電圧
ＶSを自動的に調整することで、給水ポンプ６の駆動制
御回路の誤動作を未然に防ぐようにすることもできる。

更に、上述した実施例の場合、グランドを水位検出管
として一定電圧を印加したが、各検出電極間に一定電圧
を印加する場合でも、同様に汚れを検出できることは言
うまでもない。

（発明の効果）以上説明したように、この発明の検出電極の汚れ測定
装置によれば、検出電極を含む経路の基準抵抗値に対
し、その経路の抵抗値の変動を計測し、そして、その抵
抗値の変動を基準抵抗値からの偏差として表示部にて表
示するようにしたから、表示部での表示は実質的に検出
電極の汚れ量を示すことになる。従って、検出電極を目
視点検しなくとも、その汚れ量が分かるから、検出電極
の定期点検に要する手間を省けるばかりでなく、液面レ
ベル計の誤動作を招く前に、検出電極の清掃を実施する
ことができ、この結果、液面レベル計を使用して各種機
械設備の自動運転を実施する場合にあっては、機械設備
の異常作動をも確実に防止できる等の優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の一実施例を示し、第１図は、水位計
を備えたボイラの概略図、第２図は、監視制御装置の回
路構成図、第３図は、水位に基づく、基準抵抗値の相違
を示すグラフである。６……給水ポンプ、８……水位検出管、11,12,13……検
出電極、16……監視制御装置、18……交流電圧発生部、
19……検出抵抗、25……抵抗値演算回路（抵抗値計測回
路）、26……メータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者筒井秀樹香川県観音寺市高谷町491 株式会社セクル内 (72)発明者高橋知行東京都新宿区西新宿３丁目４番７号栗田工業株式会社内 (56)参考文献実開昭58−114828（ＪＰ，Ｕ) 実公平２−22669（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01F 23/24,25/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】測定対象の液体が導入される液面レベル検
出管内に検出電極を配置し、この検出電極に一定電圧を
印加することにより、検出電極を通じて流れる電流値に
基づき、検出電極が液中にあるか否かで液面レベルを検
出するようにした液面レベル計に於いて、上記液面レベル検出管内に複数の検出電極を配置し、前記各検出電極毎にその検出電極が液中及び液中外にあ
る場合での検出電極を含む経路の各基準抵抗値に対し、
検出電極を流れる電流値と上記一定電圧とから上記経路
に於ける抵抗値の変動を計測する抵抗値計測回路をそれ
ぞれ具備し、上記抵抗値の変動を清浄状態にある検出電
極の基準抵抗値との偏差として表示する表示部を更に具
備したことを特徴とする液面レベル計に於ける検出電極
の汚れ測定装置。