JP3367168B2 - レベル測定方法及びレベル測定器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレベル測定方法及びレベ
ル測定器に関し、特に測定の確実化及び正確化に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】タンク内に貯蔵された液体等のレベルを
計測する計器には様々なものがあるが、その一つに静電
容量式レベル計がある。静電容量式レベル計とは、静電
容量を測定することでタンク内の液体の上面レベルを求
める計器である。

【０００３】図２１Ａに、貯蔵された液体のレベルを計
測する場合の静電容量式レベル計、液体３３及びタンク
との電気的接続関係を模式化した図を示す。この静電容
量式レベル計は、複数の電極５０がタンク４０内に貯蔵
された液体３３に対し垂直方向に接続された電極群１
０、電極群１０に接続された電源２及び制御部分（図示
せず）から構成されている。

【０００４】このような静電容量式レベル計は、電源２
からの電力をタンク４０と電極群１０の各電極５０に順
次供給し、タンク４０と電極５０間の静電容量を検出す
る。すなわち、電気的にキャパシタの役割を果す、タン
ク４０と電極５０間の静電容量を検出する。ここで、電
極５０が液体３３に浸されている場合には、電極５０に
液体３３が接触するので静電容量が高い。一方、電極５
０が液体３３に浸されていない場合には、電極５０に液
体３３が接触しないので静電容量が低い。

【０００５】こうして検出された静電容量と液面との関
係を図２０Ａに示す。ここでは、図２０Ａの横軸の段差
部分（中心部分ＬＳ）が液面として検出される。

【０００６】また、他の静電容量式レベル計について説
明する。ここでも図２１Ｂに示す貯蔵された液体のレベ
ルを計測する場合の静電容量式レベル計、液体３３及び
タンクとの電気的接続関係を模式化した図に基づき説明
する。この静電容量式レベル計は、タンク４０内に設け
られた測定（長）電極５０、タンク４０の底部に設けら
れた基準（短）電極５１及び両電極に接続された電源２
及び制御部分（図示せず）から構成されている。

【０００７】この静電容量式レベル計は、上記で説明し
たレベル計とは異なり、各々の電極とタンク間での静電
容量を検出するのではなく測定（長）電極５０全体に対
する液体３３の静電容量を直接検出し、測定値からタン
ク４０内の液面レベルを直接測定するものである。な
お、液体３３の種類によって誘電率は変化し、このため
検出される静電容量に差が生じる。このため、異なった
種類の液体のレベルを正しく検出するためにタンク４０
の底部に基準（短）電極５１を設けて基準となる静電容
量を測定し、各液体の基準となる静電容量を測定してお
く。

【０００８】さらに、基準電極での静電容量に基づい
て、各液体全体の静電容量を補正する。図２０Ｂに、測
定された静電容量と液面との関係を図示する。ここで
は、図２０Ｂの横軸の終点が液面として検出される。こ
のように、いずれの静電容量式レベル計を用いても液面
のレベルを確実に測定することが可能である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
静電容量式レベル計には以下のような問題があった。図
２１Ａに示す非連続式静電容量式レベル計においては、
タンク４０と各電極５０間の静電容量を検出し、液面レ
ベルの測定を行なっていた。したがって、タンク４０及
び各電極間の他（タンク４０及び電極以外）の要素によ
って静電容量が影響を受けて正確なレベル測定を行なう
ことができないという問題があった。

【００１０】また、図２１Ｂに示す連続静電容量式レベ
ル計においては、タンク４０内の液体３３全体の静電容
量補正は、タンク４０底部に設けられた基準（短）電極
５１の一点で行なわれていた。なお、タンク４０内に貯
蔵された液体は種類が同じであっても、その誘電率は液
体３３の温度によっても異なる。したがって、タンク４
０の上下で液体３３に温度差が生じる場合、基準（短）
電極５１による一点の補正では、静電容量を正確に検出
することができず、確実なレベル測定ができないという
問題があった。また、検出対象物の種類によってはタン
ク上部の気体中の水分やガス密度の変化の影響をうける
という問題もあった。

【００１１】さらに、タンク４０内に貯蔵された液体３
３に油等が混入し、測定（長）電極５０に付着すると、
測定される静電容量が変化し、誤差を生じる。したがっ
て、正確なレベル測定を行なうことができないという問
題があった。なお、非連続静電容量式レベル計において
も、液体３３と測定（長）電極５０間の他の要素によっ
て静電容量が影響を受け、正確なレベル測定を行なうこ
とができないという問題があった。

【００１２】そこで、本発明は正確かつ確実な測定を行
なうことが可能なレベル計の提供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１のレベル測定器
は、検出対象物にその一部が挿入され、検出対象物の界
面方向に対して複数個の電極がほぼ垂直に配置された電
極群、前記電極群の隣接する二電極間もしくは所定間隔
離れた二電極間の静電容量を順次測定する測定回路、測
定回路によって測定された各電極間の静電容量の変化に
基づいて検出対象物のレベルを検出するレベル検出回
路、を備えたレベル測定器であって、 初期値測定におけ
る隣接した電極間での静電容量の急激な正負方向への変
化を検出し、警告指示信号を出力する警告指示信号出力
回路、を備えたことを特徴としている。

【００１４】請求項２のレベル測定器は、検出対象物に
その一部が挿入され、検出対象物の界面方向に対して複
数個の電極がほぼ垂直に配置された電極群、前記電極群
の隣接する二電極間もしくは所定間隔離れた二電極間の
静電容量を順次測定する測定回路、測定回路によって測
定された各電極間の静電容量の変化に基づいて検出対象
物のレベルを検出するレベル検出回路、 を備えたレベル
測定器であって、 検出対象物の界面を検出するための測
定時において、隣接した電極間での静電容量の正又は負
への変化は検出対象物の界面とし、正・負双方向への変
化は検出対象物の界面でないとすること、を特徴として
いる。

【００１５】請求項３のレベル測定器は、検出対象物に
その一部が挿入され、検出対象物の界面方向に対して複
数個の電極がほぼ垂直に配置された電極群、前記電極群
の隣接する二電極間もしくは所定間隔離れた二電極間の
静電容量を順次測定する測定回路、測定回路によって測
定された各電極間の静電容量の変化に基づいて検出対象
物のレベルを検出するレベル検出回路、を備えたレベル
測定器であって、電極間の静電容量の初期値の平均値を
記憶し、測定した隣接する電極間の静電容量と前記初期
値の平均値との差が所定値以上の場合に警告指示信号を
出力する警告指示信号出力回路、 を備えたことを特徴と
している。

【００１６】請求項４のレベル測定器は、請求項１にか
かるレベル測定器において、レベル検出回路は、測定回
路によって測定された静電容量を記憶しておく記憶回
路、および記憶回路に記憶された静電容量のうち変化の
最も大きい部分を検出対象物のレベルとして判定する判
定回路、を備えたことを特徴としている。

【００１７】請求項５のレベル測定器は、請求項２にか
かるレベル測定器において、レベル検出回路は、測定回
路によって測定された静電容量を記憶しておく記憶回
路、および記憶回路に記憶された静電容量のうち変化の
最も大きい部分を検出対象物のレベルとして判定する判
定回路、を備えたことを特徴としている。

【００１８】請求項６のレベル測定器は、請求項３にか
かるレベル測定器において、レベル検出回路は、測定回
路によって測定された静電容量を記憶しておく記憶回
路、および記憶回路に記憶された静電容量のうち変化の
最も大きい部分を検出対象物のレベルとして判定する判
定回路、を備えたことを特徴としている。

【００１９】請求項７のレベル測定方法は、検出対象物
に複数個の電極が配置された電極群の一部を挿入し、隣
接する二電極間もしくは所定間隔離れた二電極間の静電
容量を順次測定し、測定された各電極間の静電容量の変
化に基づいて検出対象物のレベルを検出するレベル測定
方法であって、初期値測定における隣接した電極間での
静電容量の急激な正負方向への変化を検出し、警告指示
信号を出力すること、を特徴としている。

【００２０】請求項８のレベル測定方法は、検出対象物
に複数個の電極が配置された電極群の一部を挿入し、隣
接する二電極間もしくは所定間隔離れた二電極間の静電
容量を順次測定し、測定された各電極間の静電容量の変
化に基づいて検出対象物のレベルを検出するレベル測定
方法であって、検出対象物の界面を検出するための測定
時において、隣接した電極間での静電容量の正又は負へ
の変化は検出対象物の界面とし、正・負双方向への変化
は検出対象物の界面でないとすること、を特徴としてい
る。

【００２１】請求項９のレベル測定方法は、検出対象物
に複数個の電極が配置された電極群の一部を挿入し、隣
接する二電極間もしくは所定間隔離れた二電極間の静電
容量を順次測定し、測定された各電極間の静電容量の変
化に基づいて検出対象物のレベルを検出するレベル測定
方法であって、電極間の静電容量の初期値の平均値を記
憶し、測定した隣接する電極間の静電容量と前記初期値
の平均値との差が所定値以上の場合に警告指示信号を出
力すること、を特徴としている。

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【作用】請求項１、請求項３、請求項４、および請求項
６に係るレベル測定器、ならびに請求項７および請求項
９に係るレベル測定方法は、警告指示信号出力回路が初
期値測定における隣接した電極間での静電容量の急激な
正負方向への変化を検出し、警告指示信号を出力する。
又、警告指示信号出力回路は、電極間の静電容量の初期
値の平均を記憶し、測定した隣接する電極間の静電容量
と初期値の平均との差が所定以上の場合に警告指示信号
を出力する。したがって、正確な測定が行えない場合を
予め知ることが出来る。

【００２７】請求項２及び請求項５に係るレベル測定
器、ならびに請求項８に係るレベル測定方法は、検出対
象物の界面検出時に隣接した電極間の静電容量の正又は
負方向への一方向への変化を検出対象物の界面とし、正
・負双方への変化を検出対象物の界面でないとする。し
たがって、電極への付着物等による静電容量の正・負双
方への変化を検出対象物の界面として検出することがな
い。

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【００３７】

【実施例】本発明に係るレベル測定器の一実施例を図に
基づき、以下に説明する。図１に、本実施例のレベル測
定器１００の構成を示すブロック図を掲げる。レベル測
定器１００は、電極群であるセンサ部１０、発信器１
５、切り換え手段ＳＷ２０、受信回路２５、記憶回路３
０、判定回路であり警告指示信号出力回路でもある制御
回路３５から構成されている。

【００３８】センサ部１０には電極ＴＥ１からＴＥｎま
でｎ個の電極が垂直に設けられ、切り換え手段ＳＷ２０
内には複数のスイッチが設けられて各電極に接続されて
いる。また、切り換え手段ＳＷ２０は、計測信号線７を
介して発信器１５に接続され、受信信号線８を介して受
信回路２５と接続されている。さらに、切り換え手段Ｓ
Ｗ２０は、制御信号線９を介して制御回路３５と接続さ
れている。また、受信回路２５はオペアンプ１１、抵抗
器及びＡ／Ｄ変換器１３から構成されている。なお、制
御信号線９は、説明の便宜上１本で表わしているが、実
際は複数の線から構成されている。

【００３９】図２Ａに本実施例のセンサ部１０の外形を
示す。センサ部１０は電極ＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３…Ｔ
Ｅｎまでのｎ個の電極が垂直に配置されたフレキシブル
基板６０により円筒状に形成され、外側は絶縁チューブ
ＺＴで覆われている。このようなフレキシブル基板６０
の詳細図を図３に掲げる。図３Ａにフレキシブル基板６
０上の各電極と信号線の関係を示す。電極ＴＥ１、ＴＥ
２、ＴＥ３…ＴＥｎはフレキシブル基板６０上にパター
ンとして所定間隔で配置され、電極ＴＥ１、ＴＥ２、Ｔ
Ｅ３…ＴＥｎの各々からは信号線ＳＬが引き出されてい
る。図３Ｂに、図３Ａに示したフレキシブル基板の平面
図を掲げる。フレキシブル基板６０は、ｎ個の電極、信
号線ＳＬ、三層構造からなるポリイミド絶縁シートＰＳ
及びアース電極ＧＬから構成されている。なお、フレキ
シブル基板６０の信号線ＳＬには端子ＳＴが設けられて
おり、切り換え手段ＳＷ２０に接続されている。

【００４０】図２Ａに示したセンサ部１０のＣーＣ′断
面図を図２Ｂに掲げる。センサー部１０の中心には円筒
状の電極芯材ＴＭ１、その外側にはフレキシブル基板６
０が円筒状に形成され、その外周には絶縁チューブＺＴ
が設けられている。各電極はフレキシブル基板６０上の
パターンとして設けられているので、電極形成が容易で
ある。また、絶縁チューブＺＴがフレキシブル基板６０
の外周に設けられているので、電極に直接油等が付着す
ることがない。したがって、測定の度に電極の調整を行
なう必要がなく、容易な測定が可能となる。

【００４１】このレベル測定器１００の動作について以
下に説明する。ここで、図１に示すレベル測定器１００
のセンサ部１０は、タンク４０内に設けられていると仮
定する。まず、検出対象物が貯蔵される前に初期値を検
出する。初期値を検出する為に、制御回路３５は制御信
号線９を通じて切り換え手段ＳＷ２０に対し、静電容量
検出信号を出力する（図１参照）。この静電容量検出信
号とは、切り換え手段ＳＷ２０内に設けられたスイッチ
を図５に示すようなタイミングで切り換えることによ
り、隣接する電極間の静電容量を検出できるようにする
信号である。切り換え手段ＳＷ２０は、制御回路３５か
らの静電容量検出信号を受けると、隣接する二電極間の
静電容量が検出できるようにスイッチを順次切り換え
る。

【００４２】初期値検出時におけるスイッチの切り換え
動作を図４及び図５に基づき説明する。図４に、電極Ｔ
Ｅ１から電極ＴＥ４までの４つの電極、切り換え手段Ｓ
Ｗ２０内に設けられ各電極に接続されたスイッチＳ１０
からスイッチＳ２１、計測信号線７、受信信号線８及び
アース線ＧＬを示す。例えば、電極ＴＥ１と電極ＴＥ２
間での初期値（静電容量）を検出する場合を考える。切
り換え手段ＳＷ２０は、制御回路３５からの静電容量検
出信号に基づき電極ＴＥ１に接続されたスイッチＳ１
０、Ｓ１１及びＳ１２の内、スイッチＳ１０だけを閉
じ、他のスイッチを開放状態に制御する。切り換え手段
ＳＷ２０は、これと同時に電極ＴＥ２に接続されたスイ
ッチＳ１３、Ｓ１４及びＳ１５の内、スイッチＳ１４だ
けを閉じ、他のスイッチを開放状態に制御する。

【００４３】図５にスイッチＳ１０からスイッチＳ２１
までの開閉タイミングを示したタイミングチャートを掲
げる。ここでは、各スイッチが閉じた場合のタイミング
を示している。図５から明らかなように、電極TE1及び
電極TE2間の初期値検出の際（タイミングTM1時）には、
検出に用いられない電極TE3及びTE4に接続されたスイッ
チは、開放状態またはアース線ＧＬに接続されアースさ
れる。

【００４４】このような制御を行なうことにより、発信
器１５から発信された計測信号は、計測信号線７及びス
イッチＳ１０を通じて電極ＴＥ１に達し、液体３３を介
して電極ＴＥ２に受信される。電極ＴＥ２に受信された
計測信号は、スイッチＳ１４及び受信信号線８を介して
受信回路２５に入力する。受信回路２５内では、入力し
た計測信号のインピーダンスをオペアンプ１１により静
電容量（アナログ計測信号）に変換し、電極ＴＥ１、電
極ＴＥ２間の静電容量（初期値）を検出する。こうして
検出された静電容量は、Ａ／Ｄ変換器１３によってデジ
タル計測信号に変換された後に記憶回路３０に出力さ
れ、記憶回路３０はこのデジタル計測信号を記憶する。

【００４５】記憶回路３０においては、検出に用いた２
つの電極の組み合わせと静電容量を対応させて記憶す
る。図６に、記憶回路３０における静電容量の記憶状態
を示す。たとえば、電極TE1及びTE2間の組み合わせをA1
とすると、電極TE1及びTE2間の初期値は、５００[pＦ]
であると記憶される。記憶回路３０において、組み合わ
せA1の記憶が終了すると、記憶回路３０は制御回路に対
して記憶終了信号を出力する。

【００４６】この記憶終了信号を受けた制御回路３５
は、切り換え手段ＳＷ２０に対して電極ＴＥ２、電極Ｔ
Ｅ３の静電容量（初期値）を検出する静電容量検出信号
を出力する。切り換え手段ＳＷ２０は、この静電容量検
出信号に基づき、タイミングＴＭ２（図５）において上
記の様なスイッチ制御を行なうことで両電極間の初期値
を検出し、記憶回路３０に組み合わせＡ２として記憶さ
せる。このような動作を電極ＴＥｎまで順次行なって初
期値を求め、記憶回路３０に組み合わせを記憶させる
（図６）。こうして、求められた各電極間の初期値をグ
ラフ化したものを図７Ａに掲げる。

【００４７】また、制御回路３５は、記憶回路３０に記
憶された隣接した電極組み合せ間での初期値同士を比較
し、所定値以上の差（例えば隣接する初期値の１０％以
上）がある場合には、警告指示信号を出力する。例えば
組み合わせＡ１に係る初期値が５００〔pＦ〕であり、
組み合わせＡ２に係る初期値が５８０〔pＦ〕であった
とすると仮定する。この組み合わせＡ２に係る初期値５
８０は、組み合わせＡ１に係る初期値５００〔pＦ〕の
１０％以上であることが判る。

【００４８】所定値以上の差があることが検知された場
合には、制御回路３５から警告指示信号が発せられる。
この警告指示信号に基づき表示装置又は警報発信器（図
示せず）は測定不能を示す警告信号を表示（発信）す
る。すなわち、電極自身の腐食等や電極部分の絶縁チュ
ーブＺＴに油等の付着によって静電容量が急激に上昇
し、正確な測定が出来ない場合に警告信号が表示（発
信）される。警告信号の表示（発信）により、かかる場
合を予め容易に知ることができ、電極の交換や絶縁チュ
ーブに付着した油等の除去といった必要な対策を講じる
ことが出来るので確実なレベル測定を行なうことが可能
となる。

【００４９】なお、上記においては記憶回路３０に記憶
された隣接した電極組み合せ間での初期値同士を比較
し、所定値以上の差がある場合に警告指示信号を出力し
た。しかし、隣接した電極間の異常を確実に検出できる
方法であれば、他の方法でもよい。例えば記憶回路３０
に記憶された初期値の平均を算出し、各電極組み合せ間
の静電容量と初期値の平均との差が所定値以上の場合に
警告指示信号を出力するようにしてもよい。この場合
も、隣接電極間の異常を予め容易に知ることができるの
で前述のように必要な対策を採ることができ、確実なレ
ベル測定を行なうことが可能となる。

【００５０】次に、図６に示す初期値の補正を行なう。
ここで初期値の補正とは記憶回路３０に記憶された初期
値を平均して初期値平均を求め、各電極の組み合わせに
よる初期値と初期平均値の差を補正値として算出するこ
とをいう（図６）。

【００５１】例えば各組み合わせにおける初期値平均が
５０５〔pＦ〕であったとすると、各組み合わせにおけ
る初期値平均から初期値を減じた差を補正値として記憶
する。例えば、初期値平均５０５〔pＦ〕から組み合わ
せＡ１の初期値５００〔pＦ〕を減じた＋５を、組み合
わせＡ１に対する補正値として記憶する。同様に、全て
の組み合わせにおける初期値平均から初期値を減じた差
を各組み合わせに対する補正値として記憶する（図
６）。ここで、初期値の補正を行なうのは、実際の測定
時における電極自身の測定誤差、油等の付着等及びタン
クの形状やタンク内にある装置等の影響を少なくする為
である。したがって、上記のような条件の影響が少なく
なり、確実かつ安定した動作を行なうことが可能とな
る。

【００５２】次に、検出対象物の測定を行なう際におけ
るレベル測定器１００のレベル測定動作を説明する。検
出対象物のレベル測定は、タンク４０内に液体３３が貯
蔵された状態で行なう。この場合も初期値検出と同様
に、隣接する２つの電極間の静電容量を検出し、静電容
量に基づきレベル測定を行なう。ここでは、図８に示す
ように、本実施例のレベル測定器１００を用いてタンク
４０内に貯蔵された液体３３のレベルを測定する場合を
考える。

【００５３】ここでも制御回路３５は、切り換えスイッ
チＳＷ２０に対して静電容量検出信号を出力し、切り換
え手段ＳＷ２０は上述のようなスイッチ制御を行なう。
すなわち、切り換え手段ＳＷ２０によって、静電容量の
検出を行なう２つの電極だけを作動させるようなスイッ
チ制御を行なわせる（図４、図５参照）。このスイッチ
制御によって、測定された実測値（静電容量）は電極の
組み合わせ（組み合せＢ）とともに記憶回路３０に記憶
される（図６参照）。ここで制御回路３５は、全ての初
期値測定が終了したことを認識し、測定された実測値を
記憶回路３０内の別の箇所に記憶させる制御を行なう。

【００５４】記憶回路３０での記憶が終了すると、制御
回路３５は、切り換えスイッチＳＷ２０に対して次の電
極間での組み合わせにおける静電容量を検出する静電容
量検出信号を出力する。なお、切り換えスイッチは、上
記と同様の動作によってスイッチを切り換える。すなわ
ち、同様の動作を電極（ｎ個）全ての組み合わせにおい
て行ない、各組み合わせ（組み合わせＢ１〜）の静電容
量を記憶回路３０に記憶する（図６）。

【００５５】なお、ここで制御回路３５は、記憶回路３
０に記憶され近接した電極組み合せ間での実測値同士を
比較し、近接する実測値同士で正・負双方向への変化が
あり、そのいずれかの方向で所定値以上であると検出さ
れると警告指示信号を出力する。

【００５６】例えば、組み合わせＢ１に係る実測値が５
００〔pＦ〕であり、組み合わせＢ２に係る実測値が４
６０〔pＦ〕で、組み合せＢ３に係る実測値が５１０〔p
Ｆ〕であったと仮定する。この組み合わせＢ２及び組み
合せＢ３の実測値は、近接する組み合わせＢ１の実測値
に対し、正・負双方向に変化している。また、この正・
負双方向への実測値変化の所定値を、近接する組み合せ
Ｂ１の実測値の１０％とすると、組み合せＢ１と組み合
せＢ２との差は４０〔pＦ〕であって所定値に満たない
が、組み合せＢ１と組み合せＢ３との差は５０〔pＦ〕
であり組み合せＢ１の静電容量の１０％に該当する。し
たがって、この場合、制御回路３５から警告指示信号が
発せられる。

【００５７】この警告指示信号に基づき表示装置又は警
報発信器（図示せず）は測定不能を示す警告信号を表示
（発信）する。すなわち、計測中の電極等に異常が発生
し、正確な測定が出来ない場合に警告信号が表示（発
信）され、この警告信号の表示（発信）により、電極等
の異常（絶縁チューブに付着した油を除去する等）に対
して必要な対策を講じること出来るので確実なレベル測
定を行なうことが可能となる。

【００５８】また、上記においては記憶回路３０に記憶
された近接した電極組み合せ間で実測値同士を比較し、
近接する電極間の実測値間で正・負双方向への所定値以
上の変化を検出すると警告指示信号を出力した。しか
し、近接した電極間の異常を確実に検出できる方法であ
れば他の方法でもよく、例えば記憶された全ての実測値
の平均を算出し、各電極間の実測値と実測値の平均間で
正・負双方向への所定値以上の変化を検出すると警告指
示信号を出力するようにしてもよい。この場合も、近接
電極間の異常を予め容易に知ることができ、前述のよう
な対策を講じることができるので確実なレベル測定を行
なうことが可能となる。

【００５９】次に、補正値に基づき実測値を補正する。
上記で求めた実測値を、それに対応する補正値（算出済
み）を用いて補正する。例えば、組み合わせＢ１の実測
値５０２〔pＦ〕を、それに対応する補正値＋５を用い
て補正する（図６）。すなわち、実測値５０２〔pＦ〕
に補正値＋５を加える。これにより、補正後実測値５０
７〔pＦ〕が算出される。また、組み合わせＢ１の実測
値５０６〔pＦ〕を、それに対応する補正値−３を用い
て補正する。すなわち、実測値５０６〔pＦ〕から補正
値−３を減じる。これにより、補正後実測値５０３〔p
Ｆ〕が算出される。このようにして、全ての実測値に対
して補正を行ない、補正後実測値を求め、記憶回路３０
に記憶させる。

【００６０】補正後実測値をグラフ化したものを図７Ｂ
に示す。ここでは、制御回路３５により、記憶回路３０
に記憶された静電容量のうち変化の最も大きい部分ＬＳ
２がタンク４０内における液体３３のレベルと判定され
る。すなわち、図６における組み合わせＡ１０とＡ１１
間であり、図８における電極ＴＥ１０と電極ＴＥ１１間
が液体のレベルとして検出される。このように、静電容
量の変化の最も大きい部分が液体レベルとして判定され
るので、確実なレベル測定を行なうことが可能となる。
測定された液体３３のレベルはレベル測定器１００外に
出力され、液体供給ポンプ等（図示せず）の制御に用い
られる。

【００６１】上述のように、本実施例においては隣接す
る電極間の静電容量を検出し、液体３３のレベルを測定
を行なっているので、例えば図９Ａに示すように被検出
物が水６３と油６２の場合であっても、その界面ＳＦ１
を測定することが可能となる。ここで、水と油の界面Ｓ
Ｆ１は、図７Ｃに示す静電容量の値において２段階に変
化している部分ＬＳ３が液面として検出される。したが
って、油だけを除去したい場合は測定した界面に基づき
確実な除去を行なうことが可能となる。

【００６２】また、図９Ｂに示すように、水６３と油６
２との界面ＳＦ２がエマルジョン（乳濁状態で一部に空
気層を形成している）状態あっても変化幅を検出するこ
とで確実に界面の検出を行なうことが可能である。ここ
で、液体のエマルジョン状態の界面は、図７Ｄの幅ＷＤ
１によって表わされる。したがって、液体がエマルジョ
ン状態であってもその界面を確実に測定することが可能
となる。

【００６３】なお、上記実施例においては隣接する電極
間の静電容量を検出し、液体３３のレベルを測定を行な
った。しかし、確実かつ正確な測定が行なえるのであれ
ば隣接電極間でなくてもよく、例えば間隔をおいた電極
（例えば電極ＴＥ１、ＴＥ３間、電極ＴＥ２、ＴＥ４
間）間での静電容量を検出し、液体３３のレベルを測定
を行なうようにしてもよい。

【００６４】また、上記実施例においては、まず初期値
全体の平均値（初期値平均）を算出し、各電極の組み合
わせによる初期値と初期平均値の差を各組み合わせに対
応する補正値として算出した。さらに、各補正値を用
い、各組み合わせにおける実測値を補正することで補正
後実測値を算出していた。しかし、正確なレベル測定を
行なえる方法であれば他の方法でもよい。例えば初期値
を求めた後、補正を行なわずに実測値を求め、初期値と
実測値との差を変化値として算出し、この変化値に基づ
きレベル測定を行なってもよい。ここでの記憶回路３０
における各値（静電容量）の記憶状態を図１０Ａ、変化
値をグラフ化したものを図１０Ｂに示す。なお、図１０
Ｂでの液面レベルは、変化値の変化の最も大きい部分Ｌ
Ｓ４である。

【００６５】上記のように、本実施例の静電容量式レベ
ル計１００においては、隣接する各電極間の静電容量に
基づいて検出対象物のレベルを検出している。したがっ
て、タンク４０及び各電極間での容器（タンク４０）等
による影響を受けず、確実なレベル測定を行なうことが
可能となる。すなわち、液体３３の上下で温度差がある
場合でも温度差による誘電率の差に影響されることな
く、正確なレベル測定を行なうことが可能となる。

【００６６】次に、本発明に係るレベル測定の他の実施
例を説明する。上記実施例では、隣接する電極間での静
電容量を用い、検出対象物の界面の位置する電極までの
距離を検出した（図７Ｂ、図８参照）。しかし、本実施
例では検出対象物の界面の位置する電極までの距離では
なく、検出対象物の界面そのものの測定を行なう。

【００６７】本実施例においてもレベル測定器１００
（図１）を用いてレベル算出を行なうが、電極群８０を
用いる点で上記実施例と異なる。図１１に電極群８０を
示し、構成を説明する。電極群８０は、電極ＴＥ１０か
ら電極ＴＥ７０までの７つの電極が設けられ、フレキシ
ブル基板６０の下端が開放されている。なお、本実施例
においては説明の便宜上、電極群８０には電極ＴＥ１０
から電極ＴＥ７０の７つの電極を設けて説明を行なう
が、実際には多数の電極が電極群８０に設けられ静電容
量が検出、記憶される。

【００６８】このような電極８０を用いたレベル測定器
１００を用い、タンク４０内に検出対象物３３がレベル
Ｌ２で貯蔵された状態でレベル測定を行なう（図１
２）。ここで、フレキシブル基板６０の下端が開放され
ているので、タンク４０に貯蔵された検出対象物３３は
電極群８０の内側にも導入される。すなわち、本実施例
においては電極群８０の外側及び内側の両方に検出対象
物３３が存在する（図１２参照）。これにより、電極群
８０の外側のみに検出対象物がある場合に検出される静
電容量と電極群８０の外側及び内側の両方に検出対象物
がある場合に検出される静電容量との差が大きくなる。
したがって、確実かつ正確なレベル測定を行なうことが
可能である。以下に本実施例におけるレベル測定の詳細
について説明する。ここで、初期値測定等は既に終了し
ていると仮定する。

【００６９】本実施例における切り換え手段ＳＷ２０内
の各スイッチの切り換え動作は、上記実施例と同様に制
御回路３５からの静電容量検出信号に基づいて行なわれ
る。例えば各電極間の静電容量の検出は、例えば電極群
８０の下端の電極から順次行なわれる。すなわち、検出
対象物３３に完全に埋没している電極、検出対象物３３
の界面に位置する電極及び検出対象物３３に埋没してい
ない電極の間における静電容量が検出され、記憶され
る。

【００７０】図１３に、検出物３３がレベルＬ２でタン
ク４０内に貯蔵された場合における各電極間での静電容
量の変化を示す。ここで、制御回路３５（図１参照）は
各電極間の静電容量の検出、記憶後、静電容量から検出
対象物３３に完全に埋没している電極間であって、ほぼ
同一値の静電容量を有している電極までの構造的距離を
埋没距離として検出する。図１３から明らかなように、
電極ＴＥ１０から電極ＴＥ２０間の静電容量がほぼ同じ
値であると検出される。これにより、電極群８０の下端
の電極ＴＥ１０から電極ＴＥ２０までの距離（ＢＤ１）
が検出対象物に完全に埋没していると検出される（図１
３）。例えば、電極群８０下端から２つ目の電極ＴＥ２
０までの構造的距離が５０ｃｍとすると、埋没距離ＢＤ
１は５０ｃｍと算出される。

【００７１】埋没距離の算出後、制御回路３５は注目電
極上端から検出対象物の界面までの界面距離を算出し、
既に算出した埋没距離に界面距離を加算することで検出
対象物３３のレベルを測定する。

【００７２】以下に界面距離の算出について説明する。
図１４Ａにタンク４０内に検出対象物３３がレベルＬ２
において貯蔵された場合の電極と検出対象物との関係及
び各電極間での静電容量を示すグラフを掲げる。図１４
Ａの左端には、検出対象物３３がレベルＬ２で貯蔵され
たタンク４０を示し、その右側に電極ＴＥ１０から電極
ＴＥ７０を示す。

【００７３】ここで、電極の右側に示したＣＨ１はタン
ク４０内の検出対象物３３が高誘電率物（例えば水等）
であった場合の電極ＴＥ２０−電極ＴＥ３０間の静電容
量を示すグラフであり、静電容量ＣＨ１の右側には電極
ＴＥ１０−電極ＴＥ７０の各電極間での静電容量を合成
したグラフＣＨ２を示す。 また、Ｇ１０〜２０は電極
ＴＥ１０〜ＴＥ２０間の、Ｇ２０〜３０はＴＥ２０〜Ｔ
Ｅ３０間、Ｇ３０〜４０はＴＥ３０〜ＴＥ４０間の、Ｇ
４０〜５０はＴＥ４０〜ＴＥ５０間の、Ｇ５０〜Ｇ６０
はＴＥ５０〜ＴＥ６０間の、Ｇ６０〜７０はＴＥ６０〜
ＴＥ７０間での静電容量を示している。

【００７４】図１４Ａにおいて、検出対象物３３に完全
に埋没した電極間の静電容量はＣａで表わされ、検出対
象物によって埋没していない電極間での静電容量がＣｂ
で表わされる。すなわち、図１４Ａでの電極ＴＥ２０−
電極ＴＥ３０間の静電容量の変化を示すＣＨ１は、検出
対象物３３が電極ＴＥ２０の上端を超えるまではＣａ状
態であり、電極ＴＥ３０の上端が検出対象物３３に埋没
するまでＣｂとならない。また、Ｃｒは注目電極（電極
ＴＥ２０）及び検出対象物３３に埋没していない電極の
うち、最も下端側の電極（ここでは電極ＴＥ３０）間で
の実際の静電容量であり、Ｌは各電極の垂直方向へのピ
ッチ長である。

【００７５】図１４Ｂに検出対象物３３をレベルＬ２で
貯蔵した場合の各電極間での静電容量の記憶状態を示
す。ここで、制御回路３５は記憶された電極間での静電
容量のうち、Ｃｂでないものを電極群８０上方側の電極
間での静電容量から順次検索する。この検索から電極Ｔ
Ｅ６０−ＴＥ７０間、電極ＴＥ５０−ＴＥ６０間、電極
ＴＥ４０−ＴＥ５０間及びＴＥ３０−ＴＥ４０間での静
電容量は全てＣｂの状態であることが判断される。

【００７６】制御回路３５は、次に静電容量の状態がＣ
ｂでない電極間のうちで電極群８０の最も上方側に設け
られた電極間（電極ＴＥ２０−ＴＥ３０間）における静
電容量（Ｃｒ）に基づいて界面距離を算出する。なお、
ここで電極ＴＥ１０〜ＴＥ２０間はＣａであることから
検出対象物３３に完全に埋没していることが判明する。
このことから、検出対象物のレベル（埋没距離）は少な
くとも各電極のピッチＬの２倍の２Ｌであることが判る
（図１４Ａ参照）。

【００７７】次に、制御回路３５はＣｒ状態である電極
間（電極ＴＥ２０−ＴＥ３０間）の静電容量から界面距
離を算出する。ここでの界面距離ＸＬはＣｒに比例した
長さであり、界面距離ＸＬは次式で表わされる。

【００７８】ＸＬ＝Ｌ・Ｃｘ／Ｃ（式１とする）、ただ
し、Ｃ＝Ｃａ−Ｃｂ、Ｃｘ＝Ｃｒ−Ｃｂであって、Ｃａ
は検出対象物によって完全に埋没した電極間での静電容
量、Ｃｂは検出対象物によって埋没していない電極間で
の静電容量、Ｃｒは注目電極及び検出対象物に埋没して
いない電極間での実際の静電容量、Ｌは各電極の垂直方
向へのピッチ長である（図１４Ａ参照）。

【００７９】すなわち、図１４Ａに示すＣｘをＣで除し
たものに各電極の垂直方向へのピッチ長Ｌを乗じて算出
される。なお、上式より明らかなように、Ｃは検出対象
物３３によって完全に埋没した電極間での静電容量Ｃａ
から検出対象物によって埋没していない電極間での静電
容量Ｃｂを減じたものであり、Ｃｘは注目電極及び検出
対象物に埋没していない電極間での実際の静電容量（Ｃ
ｒ）から前記Ｃｂを減じたものである。なお、上式に具
体的な数値を代入することで検出対象物３３がレベルＬ
２で貯蔵されている場合の界面距離が算出される。

【００８０】次に、制御回路３５は上記のようにして算
出した界面距離に、算出済みの埋没距離ＢＤ１（電極群
８０下端から電極ＴＥ２０までの構造的距離）を加算す
る。なお、検出対象物３３が他のレベルで貯蔵された場
合であっても、上記と同様の方法で検出対象物のレベル
測定が可能である。また、検出対象物３３が各電極のピ
ッチ（図１４Ａ参照）と同じレベルで貯蔵された場合
は、該電極ピッチがそのまま検出対象物のレベルとして
検出される。

【００８１】このように、電極群８０を用いたレベル測
定器１００（図１、図１１参照）を用い、本実施例で説
明した方法を行なうことで、確実に検出対象物の界面そ
のもののレベルを測定することが可能となる。したがっ
て、より正確なレベル測定を行なうことが可能となる。

【００８２】また、図１５Ａに図１４Ａと同様にタンク
４０内に検出対象物３３がレベル２において貯蔵された
場合の電極と検出対象物との関係及び電極間での静電容
量を示すグラフを掲げる。しかし、図１５Ａにおいて
は、間隔を開けた電極間の静電容量を測定した場合のグ
ラフを示し、図１５Ｂは検出対象物３３をレベルＬ２で
貯蔵した場合の間隔を開けて検出した電極間での静電容
量の記憶状態を示す。

【００８３】ここでも、制御回路３５は、上記と同様
に、記憶された電極間での静電容量のうち、Ｃｂ状態で
ないものを電極群８０上方側の電極間での静電容量から
順次検索し、Ｃｂ状態でない電極間のうちで電極群８０
の最も上方側に設けられた電極間での静電容量（Ｃｒ）
に基づいて界面距離を算出する。

【００８４】ここで、図１５Ａの電極ＴＥ１０から電極
ＴＥ７０の右側に示したＣＨ３は検出対象物３３が高誘
電率物であった場合の電極ＴＥ２０−電極ＴＥ４０間を
測定した時の静電容量を示すグラフであり、ＣＨ４は検
出対象物３３が高誘電率物であった場合の電極ＴＥ１０
から電極ＴＥ７０の間隔を開けた電極間における静電容
量を合成したグラフである。ここで、Ｇ１０〜３０は電
極ＴＥ１０−電極ＴＥ３０間の、Ｇ２０〜４０は電極Ｔ
Ｅ２０−電極ＴＥ４０間、Ｇ３０〜５０が電極ＴＥ３０
−電極ＴＥ５０間の、Ｇ４０〜６０が電極ＴＥ４０−電
極ＴＥ６０まででありＧ５０〜７０が電極ＴＥ５０から
電極ＴＥ７０までの静電容量を示す。

【００８５】図１５Ａの場合は、図１４の場合と異な
り、静電容量がＣｂ状態からＣａ状態に変化する際の間
隔Ｓ２は電極のピッチ長に一致していない。したがっ
て、（式１）（２７頁）のＬの値を、この間隔Ｓ２の値
に置き換えて界面距離ＸＬを算出する。

【００８６】なお、図１４Ａに示した静電容量のグラフ
において、検出対象物が高誘電率物である為、静電容量
がＣｂ状態からＣａ状態に変化する際の間隔Ｓ１（図１
４Ａ）は電極のピッチ長さＬとほぼ一致している。しか
し、検出対象物が低誘電率物（例えば、灯油、樹脂ペレ
ット等）である場合には間隔Ｓ１は必ずしも電極ピッチ
Ｌと一致するとは限らない。 この場合には、上記の式
（式１）（２７頁）でのＬの値を電極のピッチ長ではな
く、電極間の静電容量がＣｂ状態からＣａ状態に変化す
る際の間隔Ｓ１の値に置き換えることで正確な界面距離
を算出することが可能となる。

【００８７】ところで、本実施例においては、埋没距離
算出の際に電極群８０の下端に位置する電極ＴＥ１０か
ら電極ＴＥ２０、電極ＴＥ３０…へと順次静電容量の検
出を行なった。しかし、確実かつ正確に静電容量を検出
できるのであれば電極群８０の上端に位置する電極ＴＥ
７０から、電極ＴＥ６０、電極ＴＥ５０…へと静電容量
の検出を行なってもよい。また、電極群８０の上端の電
極又は下端の電極のいずれか一方から順次静電容量の検
出を行なわず、上端及び下端の両電極から順次同時（電
極ＴＥ７０及び電極ＴＥ１０から電極ＴＥ６０及び電極
ＴＥ２０…の順）に静電容量の検出を行なうようにして
も良い（図１２参照）。

【００８８】また、本実施例では、電極群８０をタンク
４０内に挿入、内側に検出対象物３３を導入してレベル
測定を行なった。しかし、図１６のように、非導電性の
タンク４０の側壁の外側に電極群８０を設けて電極間の
静電容量を検出することでレベル測定を行なっても良
い。このように、タンク４０の側壁の外側に電極群８０
を設けると、各電極に検出対象物等が直接接触すること
がない。したがって、電極表面に油等の付着が発生せ
ず、経年の使用を経ても正確なレベル測定が可能とな
る。

【００８９】さらに、上記実施例では界面距離ＸＬの算
出の際、Ｃは検出対象物によって完全に埋没した電極間
の静電容量（Ｃａ）から検出対象物によって埋没してい
ない電極間の静電容量（Ｃｂ）を減じたものを用いた
（図１３）。しかし、正確な界面距離ＸＬが算出できる
のであれば、他のものでもよく、例えばＣａに代えて検
出対象物に完全に埋没している電極間（電極ＴＥ１０か
ら電極ＴＥ２０まで）の静電容量の平均値を用い、Ｃｂ
に代えて検出対象物に埋没していない電極間（電極ＴＥ
３０から電極ＴＥ７０まで）の静電容量の平均値を用い
て上記式に代入して界面距離ＸＬを算出してもよい。

【００９０】なお、上記では界面距離ＸＬの算出の際
に、検出対象物に完全に埋没している電極間及び埋没し
ていない電極間の静電容量の平均値を用いた。しかし、
他のものを用いてもよく、例えばＣａに代えて少なくと
も一方が検出対象物の界面に最も隣接し、かつ両方が検
出対象物によって完全に埋没している電極間での静電容
量（図１３中のＫＢ１）であり、Ｃｂに代えて少なくと
も一方が検出対象物の界面に最も隣接し、かつ両方が検
出対象物によって埋没していない電極間の静電容量（図
１３中のＨＢ１）を用いてもよい。

【００９１】また、本実施例において、制御回路３５は
電極間の静電容量を順次検出する際、正・負双方向への
静電容量の変化は検出対象物３３の界面でないと判定す
る。すなわち、例えば図１７に示すように電極ＴＥ１０
と電極ＴＥ２０間及び電極ＴＥ２０と電極ＴＥ３０間の
静電容量が正・負双方向へ変化したとする。この時、制
御回路３５は、この静電容量の正・負双方向への変化Ｐ
Ｎ１を検出対象物３３の界面でないと判定する。つま
り、制御回路３５は、電極ＴＥ３０から電極ＴＥ４０の
ように正から負方向への静電容量の変化のみを検出対象
物３３の界面と認識する。これにより、電極への油等の
付着によって静電容量が正・負双方へ変化することがあ
っても、その変化を検出物の界面として検出することが
ない。したがって、正確なレベル測定を行なうことが可
能となる。

【００９２】さらに、本実施例におけるＣｘの変化は図
１３に示すように直線的であり、これらと界面距離ＸＬ
との関係を図示すると図１８Ａのようになる。しかし、
Ｃｘの変化は必ずしも直線的ではなく、図１８Ｂに示す
ように曲線状の変化も起こり得る。かかる場合には、予
めＣｘと界面距離ＸＬとの関係を求めておき、該関係を
考慮して界面距離ＸＬを算出することで、正確なレベル
測定を行なうことが可能となる。

【００９３】ところで、上記の全ての実施例において
は、タンク内に検出対象物を貯蔵する前に予め各電極間
の初期値（静電容量）を検出し、初期値を補正して補正
値を求めた。また、この補正値を用いて検出対象物貯蔵
後に検出した実測値（静電容量）を補正して補正後実測
値を求めて補正後実測値に基づき検出対象物のレベル測
定を行なった。つまり、初期値についての補正を行なっ
ている。

【００９４】しかし、各電極を均質な検出対象物中に挿
入しても、各電極間の（初期値補正後の）静電容量は等
しくならない。つまり、各電極における検出能力は等し
くない。これは、センサ部１０又は電極群８０における
各電極の加工精度や電極間隔のずれ等によるものである
と考えられる。したがって、必ずしも正確なレベル測定
を行なうことができない。

【００９５】そこで、各電極における検出能力を一致さ
せる為に補正係数を求め、補正係数に基づき実測値の補
正を行なう。これにより、各電極の加工精度や電極間隔
のずれ等を考慮した正確なレベル測定を行なうことが可
能となる。

【００９６】以下に補正係数を算出する詳細を説明す
る。まず、上述の実施例と同様の方法で各電極間での初
期値を検出する。次に、センサ部１０又は電極群８０の
全ての電極を成分・温度が均一な（静電容量が均一な）
検出対象物に挿入し、各電極間の仮測定値（静電容量）
を検出、記憶する。ここで、検出した仮測定値から初期
値を減じることで各電極間のスパン容量値を算出する。
さらに、算出したスパン容量値を全電極間に渡って検出
した後、全てのスパン容量値の平均を算出し仮平均値と
する。次に、各電極間の仮測定値を仮平均値で除すこと
で各電極間の補正係数を算出する。

【００９７】例えばある電極間の初期値が５２０［ｐ
Ｆ］であり、仮測定値が９００［ｐＦ］であったとす
る。ここで仮測定値である９００［ｐＦ］から初期値５
２０［ｐＦ］を減じた３８０［ｐＦ］がスパン容量値に
該当する。このスパン容量値を全電極間に渡って検出
し、全てのスパン容量値の平均を算出したものが仮平均
値である。例えばこの仮平均値が４００［ｐＦ］である
とすると、補正係数はスパン容量値の３８０［ｐＦ］を
仮平均値の４００［ｐＦ］で除した約０．９５となる。

【００９８】こうして算出した補正係数を用いて各電極
間の測定誤差を補正する。すなわち、誤差補正後の各電
極間の静電容量の値を算出する。ここでの電極間の静電
容量の値は、仮測定値から初期値を減じたものに１／補
正係数を乗じて求められる。つまり、９００［ｐＦ］か
ら５２０［ｐＦ］を減じた３８０［ｐＦ］を、１／０．
９５に乗じる。これを計算すると４００［ｐＦ］が本電
極間の静電容量の値として算出される。このように補正
係数を用いて各電極間の静電容量の値を算出すること
で、より正確なレベル測定を行なうことが可能となる。
なお、他の電極間でも上記のようにして補正係数を算出
し、実際の測定値を補正する。

【００９９】なお、上記においては全ての電極を均質な
検出対象物に挿入した後、各電極間の仮測定値（静電容
量）を検出、記憶している。しかし、センサ部１０又は
電極群８０自身が長大である場合には、全ての電極を均
質な検出対象物に挿入する作業自体に手間がかかる。そ
こで、図１９Ａに示すようにセンサ部１０（又は電極群
８０）から距離ＤＳ１を隔てた位置において疑似検出物
ＧＫ１を矢印１４０方向に移動させ、各電極間に位置さ
せて仮測定値（静電容量）の検出を行なう。これによっ
て、実際にセンサ部１０又は電極群８０の全ての電極を
均質な検出対象物に挿入する必要がなく容易に正確な仮
測定値（静電容量）の検出を行なうことが可能となる。

【０１００】また、図１９Ａに示す疑似検出物ＧＫ１
を、円筒形状疑似検出物ＦＲ１として形成した場合を図
１９Ｂに掲げる。この円筒形状疑似検出物ＦＲ１をロー
プ等の操作によって矢印１６０方向に移動させ、各電極
間に位置させることで仮測定値（静電容量）の検出を行
なうことができる。これにより、実際にセンサ１０等を
設置する場所において全ての電極を均質な検出対象物に
挿入することなく、容易に正確な仮測定値（静電容量）
の検出を行なうことが可能となる。

【０１０１】他方、この円筒形状疑似検出物ＦＲ１を実
測値の検出に用いる場合がある。例えば、検出対象物３
３が誘電率の非常に低い液体等である場合、円筒形状疑
似検出物ＦＲ１を検出対象物である該液体等に浮かせ、
電極−円筒形状疑似検出物ＦＲ１間の実測値（静電容
量）を測定する。これにより、誘電率の低い液体等であ
っても確実なレベル測定を行なうことが可能となる。

【０１０２】このように、本発明に係るレベル測定器及
びレベル測定方法を用いることで検出対象物の確実かつ
正確なレベル測定を行なうことが可能となる。

【０１０３】

【発明の効果】請求項１、請求項３、請求項４、請求項
６に係るレベル測定器、ならびに請求項７および請求項
９に係るレベル測定方法は、警告指示信号出力回路が初
期値測定における隣接した電極間での静電容量の急激な
正負方向への変化を検出し、警告指示信号を出力する。
又、警告指示信号出力回路は、電極間の静電容量の初期
値の平均を記憶し、測定した隣接する電極間の静電容量
と初期値の平均との差が所定以上の場合に警告指示信号
を出力する。すなわち、正確な測定が行えない場合を予
め知ることが出来る。したがって、確実なレベル測定を
行うことが可能となる。

【０１０４】請求項２及び請求項５に係るレベル測定
器、ならびに請求項８に係るレベル測定方法は、検出対
象物の界面検出時に隣接した電極間の静電容量の正又は
負方向への一方向への変化を検出対象物の界面とし、正
・負双方への変化を検出対象物の界面でないとする。す
なわち、電極への付着物等による静電容量の正・負双方
への変化を検出対象物の界面として検出することがな
い。したがって、正確なレベル測定を行うことが可能で
ある。

【０１０５】

【０１０６】

【０１０７】

【０１０８】

【０１０９】

【０１１０】

【０１１１】

【０１１２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレベル測定器の構造を示すブロッ
ク図である。

【図２】センサ部の外形及びその断面を示す図である。

【図３】フレキシブル基板における電極及び構造を示す
詳細図である。

【図４】電極に接続されたスイッチの動作を説明する為
の図である。

【図５】図４に示した各スイッチの開閉タイミングを示
したタイミングチャートである。

【図６】記憶装置における静電容量の記憶状態を示す図
である。

【図７】検出された静電容量値をグラフ化した図であ
る。

【図８】図１に示すレベル測定器を用いてタンク内に貯
蔵された液体のレベルを測定する場合の側面図である。

【図９】被検出物が水と油の場合及びその界面にエマル
ジョンが形成されている場合の状態を示す断面図であ
る。

【図１０】他の実施例における記憶回路での各値（静電
容量）の記憶状態を示す図である。

【図１１】本発明に係る他の実施例に用いる電極群を示
す図である。

【図１２】図１１に示した電極群を用い、タンク内にレ
ベルＬ２で貯蔵された検出対象物のレベルを測定する場
合の側面図である。

【図１３】タンク内に検出対象物がレベルＬ２で貯蔵さ
れた場合における各電極間での静電容量の変化を示す図
である。

【図１４】タンク４０内に貯蔵された検出対象物３３と
電極との関係及び各電極間での静電容量を示す図であ
り、隣接した電極間の静電容量を測定した場合のグラフ
である。

【図１５】タンク４０内に貯蔵された検出対象物３３と
電極との関係及び各電極間での静電容量を示す図であ
り、間隔を開けた電極間の静電容量を測定した場合のグ
ラフである。

【図１６】図１１に示した電極群をタンクの側壁の外側
に設けた状態を示す側面図である。

【図１７】電極間の静電容量の正・負双方向への変化を
示す図である。

【図１８】静電容量の変化と界面距離との関係を示す図
である。

【図１９】仮測定値及び実測値の測定方法例を示す側面
図である。

【図２０】従来の静電容量式レベル計を用いて測定した
静電容量と液面との関係を示す図である。

【図２１】従来の静電容量式レベル計における液体及び
タンクとの電気的接続関係を模式化した図である。

【符号の説明】

３０・・・・・記憶回路 ３５・・・・・制御回路 ＳＷ２０・・・・・切り換えスイッチ ＴＥ１・・・・・電極 ＴＥ２・・・・・電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−158224（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−65617（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−192227（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−313029（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−59058（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01F 23/26

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検出対象物にその一部が挿入され、検出対
   象物の界面方向に対して複数個の電極がほぼ垂直に配置
   された電極群、 前記電極群の隣接する二電極間もしくは所定間隔離れた
   二電極間の静電容量を順次測定する測定回路、 測定回路によって測定された各電極間の静電容量の変化
   に基づいて検出対象物のレベルを検出するレベル検出回
   路、 を備えたレベル測定器であって、 初期値測定における隣接した電極間での静電容量の急激
   な正負方向への変化を検出し、警告指示信号を出力する
   警告指示信号出力回路、 を備えたことを特徴とするレベル測定器。
2. 【請求項２】検出対象物にその一部が挿入され、検出対
   象物の界面方向に対して複数個の電極がほぼ垂直に配置
   された電極群、 前記電極群の隣接する二電極間もしくは所定間隔離れた
   二電極間の静電容量を順次測定する測定回路、 測定回路によって測定された各電極間の静電容量の変化
   に基づいて検出対象物のレベルを検出するレベル検出回
   路、 を備えたレベル測定器であって、 検出対象物の界面を検出するための測定時において、隣
   接した電極間での静電容量の正又は負への変化は検出対
   象物の界面とし、正・負双方向への変化は検出対象物の
   界面でないとすること、 を特徴とするレベル測定器。
3. 【請求項３】検出対象物にその一部が挿入され、検出対
   象物の界面方向に対して複数個の電極がほぼ垂直に配置
   された電極群、 前記電極群の隣接する二電極間もしくは所定間隔離れた
   二電極間の静電容量を順次測定する測定回路、 測定回路によって測定された各電極間の静電容量の変化
   に基づいて検出対象物のレベルを検出するレベル検出回
   路、 を備えたレベル測定器であって、 電極間の静電容量の初期値の平均値を記憶し、測定した
   隣接する電極間の静電容量と前記初期値の平均値との差
   が所定値以上の場合に警告指示信号を出力する警告指示
   信号出力回路、 を備えたことを特徴とするレベル測定器。
4. 【請求項４】請求項１にかかるレベル測定器において、 レベル検出回路は、測定回路によって測定された静電容
   量を記憶しておく記憶回路、および記憶回路に記憶され
   た静電容量のうち変化の最も大きい部分を検出対象物の
   レベルとして判定する判定回路、 を備えたことを特徴とするレベル測定器。
5. 【請求項５】請求項２にかかるレベル測定器において、 レベル検出回路は、測定回路によって測定された静電容
   量を記憶しておく記憶回路、および記憶回路に記憶され
   た静電容量のうち変化の最も大きい部分を検出対象物の
   レベルとして判定する判定回路、 を備えたことを特徴とするレベル測定器。
6. 【請求項６】請求項３にかかるレベル測定器において、 レベル検出回路は、測定回路によって測定された静電容
   量を記憶しておく記憶回路、および記憶回路に記憶され
   た静電容量のうち変化の最も大きい部分を検出対象物の
   レベルとして判定する判定回路、 を備えたことを特徴とするレベル測定器。
7. 【請求項７】検出対象物に複数個の電極が配置された電
   極群の一部を挿入し、 隣接する二電極間もしくは所定間隔離れた二電極間の静
   電容量を順次測定し、 測定された各電極間の静電容量の変化に基づいて検出対
   象物のレベルを検出するレベル測定方法であって、 初期値測定における隣接した電極間での静電容量の急激
   な正負方向への変化を検出し、警告指示信号を出力する
   こと、 を特徴とするレベル測定方法。
8. 【請求項８】検出対象物に複数個の電極が配置された電
   極群の一部を挿入し、 隣接する二電極間もしくは所定間隔離れた二電極間の静
   電容量を順次測定し、 測定された各電極間の静電容量の変化に基づいて検出対
   象物のレベルを検出するレベル測定方法であって、 検出対象物の界面を検出するための測定時において、隣
   接した電極間での静電容量の正又は負への変化は検出対
   象物の界面とし、正・負双方向への変化は検出対象物の
   界面でないとすること、 を特徴とするレベル測定方法。
9. 【請求項９】検出対象物に複数個の電極が配置された電
   極群の一部を挿入し、 隣接する二電極間もしくは所定間隔離れた二電極間の静
   電容量を順次測定し、 測定された各電極間の静電容量の変化に基づいて検出対
   象物のレベルを検出するレベル測定方法であって、 電極間の静電容量の初期値の平均値を記憶し、測定した
   隣接する電極間の静電容量と前記初期値の平均値との差
   が所定値以上の場合に警告指示信号を出力すること、 を特徴とするレベル測定方法。