JP3368508B2 - 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濃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、接地電極とこれ
に対向するように測定電極を複数個、検出対象物の界面
に対して垂直方向に設けた電極群、前記電極群の測定電
極−接地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測定電極−接地電極間の静電
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
測定における測定電極−接地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、接地電極とこれに対向するように
測定電極を複数個、検出対象物の界面に対して垂直方向
に設けた電極群、前記電極群の測定電極−接地電極間の
静電容量を順次測定する測定回路、測定回路によって測
定された測定電極−接地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、測定電極−接地電極間での
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、接地電極とこれに対向するように
測定電極を複数個、検出対象物の界面に対して垂直方向
に設けた電極群、前記電極群の測定電極−接地電極間の
静電容量を順次測定する測定回路、測定回路によって測
定された測定電極−接地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、各測定電極−接地電極間
の静電容量の初期値の平均値を記憶し、測定した各測定
電極−接地電極間で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に係
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に係
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に係
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、接地電極と
これに対向するように測定電極を複数個、検出対象物の
界面に対して垂直方向に設けた電極群の一部を検出対象
物に挿入し、測定電極−接地電極間の静電容量を順次測
定し、測定された測定電極−接地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測定電極−接地電極
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、接地電極と
これに対向するように測定電極を複数個、検出対象物の
界面に対して垂直方向に設けた電極群の一部を検出対象
物に挿入し、測定電極−接地電極間の静電容量を順次測
定し、測定された測定電極−接地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、測定電極−接地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、接地電極と
これに対向するように測定電極を複数個、検出対象物の
界面に対して垂直方向に設けた電極群の一部を検出対象
物に挿入し、測定電極−接地電極間の静電容量を順次測
定し、測定された測定電極−接地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、各測定電極−接地電極間の静電容量の初
期値の平均値を記憶し、測定した各測定電極−接地電極
間で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】

【００２７】

【００２８】

【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、初期値測定における測定
電極−接地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、各測定電極−接地電極間の静電容量の初
期値の平均値を記憶し、測定した各測定電極−接地電極
間で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。したがって、正確
なレベル測定を行えない場合を予め知ることが出来る。

【００２９】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
象物の界面を検出するための測定時における測定電極−
接地電極間での静電容量の正又は負方向への変化は検出
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。したがって、電極への不着等によ
る静電容量の正・負双方への変化を検出物の界面として
検出することがない。

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【００３７】

【００３８】

【００３９】

【００４０】

【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５００の構成を示すブロック図を掲げる。レベル測定
器５００は、電極群であるセンサ部１０、切り換え手段
ＳＷ２０、受信回路２５、記憶回路３０、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。

【００４１】センサ部１０にはＴＥ１からＴＥｎまでｎ
個の測定電極が垂直に設けられ、接地電極ＧＥ１００は
該測定電極と対向するとともに検出対象物の界面に対し
て垂直方向に連続して設けられている。測定電極ＴＥ１
からＴＥｎまでの各測定電極は切り換え手段ＳＷ２０に
接続され、接地電極ＧＥ１００は接地されている。

【００４２】切り換え手段ＳＷ２０はどの測定電極を受
信回路２５に接続するのかを選択するためのものであ
る。又、切り換え手段ＳＷ２０は、制御信号線９を介し
て制御回路３５に接続されている。受信回路２５はイン
ダクタ１７、発振器１８、ダイオード１９、キャパシタ
１６、オペアンプ１１、複数の抵抗器及びＡ／Ｄ変換器
１３から構成されている。なお、説明の便宜上、制御信
号線９を１本の線で示しているが、実際は複数の線から
構成されている。

【００４３】図２Ａに本実施例のセンサ部１０の外形を
示す。センサ部１０には測定電極ＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ
３…ＴＥｎ及び接地電極ＧＥ１００が対向しており、接
地電極は連続して配置されている。両電極はフレキシブ
ル基板６０上にパターンとして形成されており、フレキ
シブル基板６０は円筒状に形成され、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６
０の詳細展開図を図３に掲げる。図３Ａにフレキシブル
基板６０上の両電極と信号線及び接地線との関係を示
す。測定電極ＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３…ＴＥｎは所定間
隔で、接地電極ＧＥ１００は一体としてフレキシブル基
板６０上にパターンとして配置されている。

【００４４】測定電極ＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３…ＴＥｎ
の各々からは信号線ＳＬが引き出され、接地電極ＧＥ１
００からは接地線ＧＬが引き出されている。

【００４５】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、二層構
造からなるポリイミド絶縁シートＰＳから構成され、測
定電極及び接地電極、信号線ＳＬ及び接地線ＧＬが設け
られている。なお、フレキシブル基板６０の信号線ＳＬ
には信号端子ＳＴが設けられて切り換え手段ＳＷ２０に
接続され、接地線ＧＬには接地端子ＧＴが設けられ接地
されている。

【００４６】図２Ａに示したセンサ部１０のＣーＣ′断
面図を図２Ｂに示す。センサー部１０の中心には円筒状
の電極芯材ＴＭ１、外側にはフレキシブル基板６０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。測定電極及び接地電極の両電極は、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。又、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。

【００４７】このレベル測定器５００の動作について以
下に説明する。ここでセンサ部１０は、タンク４０内に
設けられていると仮定する。まず、検出対象物がタンク
４０内に貯蔵される前に初期値を検出する。初期値を検
出する為、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切り換えることに
より、対向する測定電極−接地電極間の静電容量を検出
できるようにする信号をいう。

【００４８】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、図５に示すようなタイミ
ングで測定電極−接地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。

【００４９】次に、図４及び図５に基づき初期値検出時
における切り換え手段ＳＷ２０内でのスイッチの切り換
え動作を説明する。図４に、センサ部１０の一部（測定
電極ＴＥ１から測定電極ＴＥ４まで）と接地電極ＧＥ１
００の一部及び切り換え手段ＳＷ２０の一部を示す。

【００５０】切り換え手段ＳＷ２０内には、各測定電極
に対して二つのスイッチ（スイッチＳ１０からスイッチ
Ｓ１７）が備えられている。また、切り換え手段ＳＷ２
０内のスイッチ（測定電極Ｓ１０、Ｓ１２、Ｓ１４及び
Ｓ１６）は計測信号線７に接続され、切り換え手段ＳＷ
２０内の他のスイッチ（スイッチＳ１１、Ｓ１３及びＳ
１５）は接地されている。なお、ここで接地電極ＧＥ１
００は接地されている。

【００５１】次に実際の初期値の測定について説明す
る。例えば、測定電極ＴＥ１−接地電極ＧＥ１００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から制御信号線９を介
して与えられた静電容量検出信号に基づき測定電極ＴＥ
１に接続されたスイッチＳ１０を閉じるような制御を行
なう。又、切り換え手段ＳＷ２０は、制御回路３５の制
御により、上記の制御とほぼ同時にスイッチＳ１３、ス
イッチＳ１５及びスイッチＳ１７を閉じる制御を行な
い、測定電極ＴＥ２、ＴＥ３及びＴＥ４を接地させる。

【００５２】図５から明らかなように、測定電極ＴＥ１
及び接地ＧＥ１００間の初期値検出の際（タイミングＴ
Ｍ１時）において、検出に用いられない測定電極ＴＥ２
からＴＥ４は接地される。又、測定電極ＴＥ１のみが受
信回路２５に接続される。

【００５３】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、測定電極ＴＥ１、接地電極Ｇ
Ｅ１００間の静電容量（初期値）を検出する。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に出力される。記憶
回路３０はこのデジタル計測信号を記憶する。

【００５４】記憶回路３０においては、検出に用いた測
定電極と接地電極の組み合わせと静電容量値を対応させ
て記憶する。例えば、測定電極ＴＥ１及び接地電極ＧＥ
１００間の組み合わせをＰ１とし、測定電極ＴＥ１−接
地電極ＧＥ１００間（組み合わせＰ１）の初期値が５０
０〔ｐＦ〕であるすると検出されたとする。この検出結
果は記憶回路３０に組み合わせＰ１の初期値が５００
〔ｐＦ〕であると記憶される。図６に記憶回路３０の記
憶状態を示す。

【００５５】記憶回路３０において、組み合わせＰ１の
記憶が終了すると、記憶回路３０は制御回路３５に対し
て、記憶終了信号を出力する。記憶終了信号を受けた制
御回路３５は、切り換え手段ＳＷ２０に対して測定電極
ＴＥ２−接地電極ＧＥ１００間の静電容量（初期値）を
検出する静電容量検出信号を出力する。次に、切り換え
手段ＳＷ２０は、この静電容量検出信号に基づき、図５
におけるタイミングＴＭ２において上記の様なスイッチ
制御を行なう。これにより、両電極間の初期値が検出さ
れ、記憶回路３０に組み合わせＰ２として記憶される。
同様の動作を電極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両電極間の初期値をグラフ化し、図
７Ａに掲げる。

【００５６】ここで、制御回路３５は、記憶回路３０に
記憶された隣接する各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（例えば隣接する電極組み合せ
間での初期値の１０％以上）がある場合には、警告指示
信号を出力する。例えば電極組み合わせＰ１に係る初期
値が５００〔ｐＦ〕であり、組み合わせＰ２に係る初期
値が５８０〔ｐＦ〕であったと仮定すると、この場合電
極組み合わせＰ２に係る初期値５８０は、電極組み合わ
せＰ１に係る初期値５００〔ｐＦ〕の１０％以上である
ことが判る。

【００５７】初期値の間で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、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に油等が付着し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。こうした警告信号の表示（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。

【００５８】なお、上記においては記憶回路３０に記憶
された隣接する各測定電極−接地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、隣接する各測定電極−接地
電極組み合わせ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
ている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
する電極組み合せ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。初期値同士の
比較後、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、各電極組み合せ間における初期
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６参照）。

【００５９】例えば、各測定電極−接地電極組み合わせ
における初期値平均が５０５〔ｐＦ〕であったとする
と、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。すなわち、例えば初期値平均５０５〔ｐＦ〕か
ら組み合わせＰ１の初期値５００〔ｐＦ〕を減じた＋５
を組み合わせＰ１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
減じた差を各電極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。

【００６０】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５００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内に検出対象物３
３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、対向している測定電極−接地電極間の静電容量
を検出し、静電容量に基づきレベル測定を行なう。ここ
でも、図８に示すように本実施例のレベル測定器５００
を用いてタンク４０内に貯蔵された検出対象物３３のレ
ベルを測定する場合を考える。

【００６１】ここでも制御回路３５は、切り換え手段Ｓ
Ｗ２０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により、静電容量の検出を
行なう測定電極だけを受信回路２５に接続する（図４、
図５参照）。この制御によって、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Ｑ）とともに
記憶回路３０に記憶される（図６参照）。なお、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。

【００６２】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、次の測
定電極−接地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。制御信号３５か
らの静電容量検出信号を受けた切り換え手段ＳＷ２０
は、上記と同様の動作によってスイッチを切り換える。
上記と同様の動作を全ての測定電極（ｎ個）と接地電極
の組み合わせにおいて行ない、各組み合わせ（電極組み
合わせＱ１〜）の静電容量を記憶する（図６）。なお、
ここで制御回路３５は、記憶回路３０に記憶された対向
した電極組み合せ間での実測値同士を比較し、隣接する
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。例えば、図６に示す組み合せＱ１に係る
実測値が５００〔ｐＦ〕であり、組み合せＱ２に係る実
測値が４６０〔ｐＦ〕で、組み合せＱ３に係る実測値が
５１０〔ｐＦ〕であったと仮定する。この組み合せＱ２
及び組み合せＱ３の実測値は、隣接する組み合せＱ１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、隣接する組
み合せＱ１の実測値の１０％とすると、組み合せＱ１と
組み合せＱ２との差は４０〔ｐＦ〕であって、所定値に
満たないが、組み合せＱ１と組み合せＱ３との差は５０
〔ｐＦ〕であり組み合せＱ１の１０％に該当する。した
がって、この場合、制御回路３５からは警告指示信号が
発せられる。

【００６３】この警告指示信号に基づき表示装置又は警
告発信器（いずれも図示せず）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が出来るので確
実なレベル測定を行なう事が可能となる。

【００６４】また、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実測値同士を比較し、
隣接する電極組み合せ間の実測値間で正・負双方向への
所定値異常の変化を検出した場合に警告指示信号を出力
した。しかし、隣接した電極組み合せ間の異常を確実に
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、各電極組み合せ間
の実測値と全ての実測値の平均値との間で正・負双方向
への所定値異常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、隣接した電極組み
合せ間の異常を予め容易に知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。次に補正値に基
づき実測値を補正する（図６参照）。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。例えば電極組み合わせＱ１の実測値５０２〔ｐ
Ｆ〕を、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〕に補正値である
＋５を加える。これにより、補正後実測値５０７〔ｐ
Ｆ〕が算出される。また、同様に電極組み合わせＱ２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
〔ｐＦ〕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て記憶回路
３０に記憶させる（図６）。

【００６５】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ＬＳ２
がタンク４０内における検出対象物３３のレベルと判定
される。すなわち、図６における電極組み合わせＰ１０
とＰ１１間が変化の最も大きい部分であり、図８におけ
る測定電極ＴＥ１０−接地電極ＧＥ１００間と測定電極
ＴＥ１１−接地電極ＧＥ１００間が検出対象物のレベル
として検出される。このように、静電容量の変化の最も
大きい部分が検出対象物の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。こう
して測定された検出対象物３３のレベルはレベル測定器
５００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。

【００６６】上述のように、本実施例においては対向す
る測定電極−接地電極間の静電容量を検出し、検出対象
物３３のレベルを測定を行なっている。したがって、例
えば図９Ａに示すように検出対象物が水６３と油６２の
場合であっても、その界面ＳＦ１を確実に測定すること
が可能である。ここで、水と油の界面ＳＦ１（液面）
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として検出される。したがって、油６
２だけを除去したい場合であっても、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。

【００６７】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、静電容量の変化幅
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
となる。ここで、液体のエマルジョン状態の界面は、図
７Ｄの静電容量幅ＷＤ２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である。

【００６８】なお、上記実施例においては、初期値全体
の平均値（初期値平均）を算出し、各電極組み合わせに
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、算出した各補正値を用
い、各組み合わせにおける実測値を補正することで補正
後実測値を算出する。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、補正値を演算することなく実測値を求め、初期
値と実測値との差を変化値として算出してこの変化値に
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
１０Ｂでの液面レベルは、変化値の変化の最も大きい部
分ＬＳ４である。

【００６９】上記のように、本実施例の静電容量式レベ
ル計５００においては、対向する各測定電極−接地電極
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、検出対象物３
３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。

【００７０】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、対向した測定電極−接
地電極間での静電容量を用い、検出対象物の界面の位置
する測定電極−接地電極までの距離を検出した（図７
Ｂ、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
面そのものまでの測定を行なう。したがって、より正確
なレベル測定が可能となる。

【００７１】本実施例においてもレベル測定器５００
（図１）を用いてレベル算出を行なうが、センサ部とし
て電極群９０を用いる点で上記実施例と異なる。図１１
に電極群９０を示し、その構成を説明する。電極群９０
には測定電極ＴＥ１０から測定電極ＴＥ７０までの７つ
の電極と接地電極ＧＥ１００が形成されている。なお、
実際のレベル測定に用いられる電極群には多数の測定電
極が設けられているが、ここでは説明の便宜上、７つの
測定電極を用いて静電容量を検出し、レベル測定を行な
う。

【００７２】このような電極群９０を用いたレベル測定
器５００によってタンク４０内に検出対象物３３が貯蔵
された状態のレベル測定を行なう。例えば、検出対象物
３３がタンク４０内にレベルＬ２０で貯蔵された場合の
レベル測定を考える（図１２）。

【００７３】ここで、電極群９０を形成するフレキシブ
ル基板６０の下端は開放されている。したがって、電極
群９０を検出対象物３３に挿入すると、タンク４０に貯
蔵された検出対象物３３はフレキシブル基板６０内側に
も導入される。すなわち、本実施例の電極群９０では、
上記実施例のセンサ部１０と異なり、電極群９０外側及
び内側の両方に検出対象物３３が存在するようになる
（図１２）。このことから、電極群９０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９０
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となる。

【００７４】以下に本実施例におけるレベル測定につい
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。本実施例においても、切り換え手段ＳＷ２
０での各スイッチの切り換え動作は、上記実施例と同じ
である。すなわち、例えば電極群９０の下端の測定電極
−接地電極（測定電極ＴＥ１０−接地電極ＧＥ１００
間）から上端方向へ順次静電容量の測定、記憶を行な
う。

【００７５】ここで、制御回路３５は各電極組み合せ間
の静電容量を電極群９０の上端から順次見た時に最初に
初期値を超える静電容量を有する電極組み合せを注目対
電極と認識する。また、制御回路３５は検出対象物３３
に完全に埋没している測定電極−接地電極間及び検出対
象物に埋没していない測定電極−接地電極間における静
電容量を検出し、記憶する。

【００７６】図１３に検出物３３がレベルＬ２０でタン
ク４０内に貯蔵された場合における測定電極−接地電極
間での静電容量の変化を示すグラフを掲げる。前述のよ
うに、制御回路３５は、各電極組み合せ間の静電容量を
電極群９０の上端から順次見た時に最初に初期値を超え
る静電容量を有する電極組み合せを注目対電極と認識す
る。すなわち、最初に初期値を超える静電容量を有する
測定電極ＴＥ４０−接地電極ＧＥ１００が注目対電極と
認識される。

【００７７】また、制御回路３５は注目対電極（測定電
極ＴＥ４０−接地電極ＧＥ１００）の直下の測定電極の
上端までの距離を埋没距離として算出する。したがっ
て、測定電極ＴＥ３０上端までの距離が埋没距離として
算出される。すなわち、制御回路３５は、電極群９０の
下端から測定電極（測定電極ＴＥ３０）の上端までの距
離を埋没距離として算出する。例えば、電極群９０の下
端から測定電極ＴＥ３０上端までの構造的距離が７０ｃ
ｍであるとすると、埋没距離は７０ｃｍと算出される。

【００７８】埋没距離の算出後、制御回路３５は注目対
電極（測定電極ＴＥ４０−接地電極ＧＥ１００）直下の
測定電極の上端から検出対象物の界面までの距離（界面
距離）を算出する。こうして算出した界面距離を既に算
出した埋没距離に加算することで検出対象物３３の界面
そのものまでのレベル測定を行なう。

【００７９】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
０で貯蔵されている場合の電極組み合せと検出対象物と
の関係及び各電極組み合せ間での静電容量を示すグラフ
を掲げる。

【００８０】図１４Ａの左端には検出対象物３３がレベ
ルＬ２０で貯蔵されたタンク４０を示し、その右側に測
定電極ＴＥ１０からＴＥ７０までの測定電極、タンク４
０を挟んで左側に接地電極ＧＥ１００を示す。

【００８１】ここで、測定電極の右側に示したＣＨ１０
は、タンク４０内に貯蔵された検出対象物３３が高誘電
率物（例えば水等）であった場合の測定電極ＴＥ４０−
接地電極ＧＥ１００間の静電容量を示すグラフである。
また、ＣＨ１０の右側には測定電極ＴＥ２０からＴＥ７
０までと接地電極ＧＥ１００間の電極組み合せ間での静
電容量を合成したグラフをＣＨ２０として示す。

【００８２】図１４ＡのＣＨ２０において、２０〜Ｇ１
００は測定電極ＴＥ２０−接地電極ＧＥ１００間、３０
〜Ｇ１００は測定電極ＴＥ３０−接地電極ＧＥ１００間
の、４０〜Ｇ１００は測定電極ＴＥ４０−接地電極ＧＥ
１００間の、５０〜Ｇ１００は測定電極ＴＥ５０−接地
電極ＧＥ１００間の、６０〜Ｇ１００は測定電極ＴＥ６
０−接地電極ＧＥ１００間の、７０〜Ｇ１００は測定電
極ＴＥ７０−接地電極ＧＥ１００間での静電容量を示
す。

【００８３】図１４Ａにおいて、検出対象物３３に完全
に埋没した電極組み合せ間の静電容量はＣａで表わさ
れ、検出対象物によって埋没していない電極組み合せ間
での静電容量がＣｂで表わされる。さらに、Ｃｒは注目
対電極（測定電極ＴＥ４０−接地電極ＧＥ１００）間で
の実際の静電容量であり、ＬＬは注目対電極の直下の測
定電極の上端から注目対電極直上の測定電極の下端まで
の長さである。

【００８４】図１４Ｂに検出対象物３３をレベルＬ２０
でタンク４０内に貯蔵した場合の各電極組み合せ間での
静電容量の記憶状態を示す。ここで、制御回路３５は記
憶された電極組み合せ間での静電容量のうち、Ｃｂ状態
でないものを電極群９０の上方側の電極組み合せ間での
静電容量から順次検索する。この検索から、測定電極Ｔ
Ｅ７０−接地電極ＧＥ１００、測定電極ＴＥ６０−接地
電極ＧＥ１００及び測定電極ＴＥ５０−接地電極ＧＥ１
００での静電容量は全てＣｂ状態であると判断される。

【００８５】制御回路３５は最初に初期値（Ｃｂ）を超
える静電容量を有する電極組み合せ間（測定電極ＴＥ４
０−接地電極ＧＥ１００）の静電容量（Ｃｒ）に基づい
て界面距離を算出する。なお、ここで測定電極ＴＥ１０
−接地電極ＧＥ１００から測定電極ＴＥ３０−接地電極
ＧＥ１００までの静電容量はＣａ又はＣｆ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る（図
１４Ａ参照）。

【００８６】次に、制御回路３５はＣｒ状態である電極
組み合せ間（測定電極ＴＥ４０−接地電極ＧＥ１００）
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。

【００８７】ＸＬ＝ＬＬ・Ｃｘ／Ｃ（式１とする）、た
だし、Ｃ＝Ｃａ−Ｃｂ、ＣＸ＝Ｃｒ−Ｃｂであって、Ｃ
ａは検出対象物によって完全に埋没した測定電極−接地
電極間での静電容量、Ｃｂは検出対象物によって埋没し
ていない測定電極−接地電極間での静電容量、Ｃｒは注
目対電極間の実際の静電容量、ＬＬは注目対電極の直下
の測定電極の上端から直上の測定電極の下端までの長さ
である（図１４Ａ参照）。

【００８８】すなわち、界面距離ＸＬは、図１４Ａに示
すＣｘをＣで除したものに注目対電極の直下の測定電極
の上端から直上の測定電極の下端までの長さＬＬ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は注目対電極
間の実際の静電容量（Ｃｒ）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Ｌ２０で貯蔵されている場合の界
面距離が算出される。

【００８９】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（電極群９０の
下端から測定電極ＴＥ３０−接地電極ＧＥ１００上端ま
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。

【００９０】このように、電極群９０を用いたレベル測
定器５００（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。

【００９１】なお、図１４Ａに示した静電容量のグラフ
ＣＨ１０及びＣＨ２０は、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Ｓ１０（図１４Ａ参照）は電極のピッチ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Ｓ１０
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）（２８頁）でのＬＬの値
を注目対電極の直下の測定電極の上端から直上の測定電
極の下端までの長さではなく、注目対電極間の静電容量
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。

【００９２】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９０の下端に位置する測定電極ＴＥ１
０−接地電極ＧＥ１００間から測定電極ＴＥ２０−接地
電極ＧＥ１００間…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９０の上端に位置する測定電極ＴＥ７０−
接地電極ＧＥ１００間から、測定電極ＴＥ６０−接地電
極ＧＥ１００間、測定電極ＴＥ５０−接地電極ＧＥ１０
０間…へと静電容量の検出を行なってもよい。また、電
極群９０の上端の電極組み合せ又は下端の電極組み合せ
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組み合せから順次同時（測定電極Ｔ
Ｅ７０−接地電極ＧＥ１００間、測定電極ＴＥ６０−接
地電極ＧＥ１００間…及び測定電極ＴＥ１０−接地電極
ＧＥ１００間から測定電極ＴＥ２０−接地電極ＧＥ１０
０…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）。

【００９３】また、本実施例では、電極群９０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１５のように、非導電性の
タンク４０の側壁の外側に電極群９０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９０
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。

【００９４】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１３参照）。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組み合せ（測定
電極ＴＥ１０−接地電極ＧＥ１００間から測定電極ＴＥ
３０−接地電極ＧＥ１００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組
み合せ間（測定電極ＴＥ５０−接地電極ＧＥ１００から
測定電極ＴＥ７０−接地電極ＧＥ１００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。

【００９５】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組み合せ間及
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
検出対象物の界面に最も隣接し、かつ検出対象物によっ
て完全に埋没している電極組み合せ間での静電容量（図
１３中のＫＢ１）であり、Ｃｂに代えて検出対象物の界
面に最も隣接し、かつ検出対象物によって埋没していな
い電極組み合せ間の静電容量（図１３中のＨＢ１）を用
いてもよい。

【００９６】また、本実施例において、制御回路３５は
測定電極−接地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を検出対象物３３の界面
でないと判定する。すなわち、例えば図１６に示すよう
に測定電極ＴＥ１０−接地電極ＧＥ１００間から測定電
極ＴＥ３０−接地電極ＧＥ１００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ＰＮ２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、測定電極ＴＥ３０−接地電極ＧＥ１００から測定電
極ＴＥ４０−接地電極ＧＥ１００間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。

【００９７】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１７Ａ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１７Ｂ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。

【００９８】次に、本発明に係る他の実施例を以下に説
明する。上述の実施例においては、図１に示すレベル測
定器５００のセンサ部１０又は電極群９０の各電極間の
静電容量を検出することでレベル測定を行なっていた。

【００９９】しかし、センサ部１０又は電極群９０の各
電極間で検出された静電容量は切り換え手段ＳＷ２０及
び受信信号線８を介して受信回路２５に入力されてい
た。この為、電極から受信回路２５までの配線等におい
て浮遊容量が生じてしまい、検出された静電容量値をそ
のまま受信回路２５に入力することができなかった。し
たがって、精密なレベル測定を行なうことが困難であ
る。

【０１００】そこで、図１８に示すように各電極組み合
せ毎に専用の受信回路２６（ただしＡ／Ｄ変換器１３を
除く）を設け、各電極組み合せから受信回路２６までの
距離を短くする。これにより、浮遊容量が生じることが
なく、電極組み合せにおいて検出された静電容量値がほ
ぼそのまま受信回路２６に入力される。したがって、誘
電率の非常に低い検出対象物の精密なレベル測定を行な
うことが可能となる。なお、受信回路２６の動作は、動
作切り換え手段ＳＷ４０による各受信回路２６内におけ
る発振器（図示せず）のＯＮ／ＯＦＦの切り換えによっ
て行なう。すなわち、発振器の発振を制御することで受
信回路２６の動作を制御する。

【０１０１】受信回路２６で検出された静電容量値（検
出信号）は共通信号線１８を通じてＡ／Ｄ変換器１３に
入力される（図１８）。Ａ／Ｄ変換器１３はデジタル信
号に変換した検出信号を制御回路３５及び記憶回路（図
示せず）に出力する。

【０１０２】ところで、上記の全ての実施例において
は、タンク４０内に検出対象物を貯蔵する前に予め各電
極組み合せ間の初期値（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。

【０１０３】しかし、各電極組み合せを均質な検出対象
物中に挿入しても、各電極組み合せ間の（初期値補正後
の）静電容量は等しくならない。つまり、各電極組み合
せにおける検出能力は等しくない。これは、センサ部１
０又は電極群９０における各電極組み合せの加工精度や
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。

【０１０４】そこで、各電極組み合せにおける検出能力
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、各電極組み合せの加
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。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
電極組み合せ間での初期値を検出する。次に、センサ部
１０又は電極群９０の全ての電極組み合せを成分・温度
が均一な（静電容量が均一な）検出対象物に挿入し、各
電極組み合せ間の仮測定値（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
で各電極組み合せ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組み合せ間にわたっ
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、各電極組み合せ間の仮測定値を仮平
均値で除すことで各電極組み合せ間の補正係数を算出す
る。

【０１０５】例えばある電極組み合せ間の初期値が５２
０［ｐＦ］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５２０［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組み合せ間に
渡って検出し、全てのスパン容量値の平均を算出しても
のが仮平均値である。例えばこの仮平均値が４００［ｐ
Ｆ］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０．９
５となる。

【０１０６】こうして算出した補正係数を用いて各電極
組み合せ間の測定誤差を補正する。すなわち、誤差補正
後の各電極組み合せ間の静電容量の値を算出する。ここ
での電極組み合せ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３
８０［ｐＦ］を、１／０．９５に乗じる。これを計算す
ると４００［ｐＦ］が本電極組み合せ間の静電容量の値
として算出される。このように補正係数を用いて各電極
組み合せ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
極組み合せ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。

【０１０７】なお、上記においては全ての電極組み合せ
を均質な検出対象物に挿入した後、各電極組み合せ間の
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９０自身が長大である場合に
は、全ての電極組み合せ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９０）から距離ＤＳ２を隔
てた位置において疑似検出物ＧＫ２を矢印１５０方向に
移動させ、各電極組み合せ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９０の全ての電極組み合せを均質な検
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。

【０１０８】また、図１９Ａに示す疑似検出物ＧＫ２
を、円筒形状疑似検出物ＦＲ２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ＦＲ２をロー
プ等の操作によって矢印１７０方向に移動させ、各電極
組み合せ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
部１０等を設置する場所において全ての電極組み合せを
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。

【０１０９】他方、この円筒形状疑似検出物ＦＲ２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ＦＲ２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ＦＲ２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。

【０１１０】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。

【０１１１】

【発明の効果】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、初期値測定におけ
る測定電極−接地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、各測定電極−接地電極間の静電容
量の初期値の平均値を記憶し、測定した各測定電極−接
地電極間で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。すなわち、
正確なレベル測定を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。

【０１１２】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
象物の界面を検出するための測定時における測定電極−
接地電極間での静電容量の正又は負方向への変化は検出
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。すなわち、電極への不着等による
静電容量の正・負双方へ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
うことが可能である。

【０１１３】

【０１１４】

【０１１５】

【０１１６】

【０１１７】

【０１１８】

【０１１９】

【０１２０】

【０１２１】

【０１２２】

【０１２３】

【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Ｌ２０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Ｌ２０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】タンク内に貯蔵された検出対象物と各接地電
極−測定電極との関係を示し、接地電極−測定電極間で
の静電容量の変化を示すグラフある。

【図１５】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１６】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１７】静電容量の変化と界面距離との関係を示す図
である。

【図１８】図１に示したレベル測定器の他の実施例を示
すブロック図である。

【図１９】疑似検出物及び円筒形状疑似検出物を用いて
仮測定値及び実測値を測定する方

【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

【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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−65617（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−192227（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−313029（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−79357（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、接地電
   極とこれに対向するように測定電極を複数個、検出対象
   物の界面に対して垂直方向に設けた電極群、 前記電極群の測定電極−接地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測定電極−接地電極間の静
   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測定電極−接地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、接地電
   極とこれに対向するように測定電極を複数個、検出対象
   物の界面に対して垂直方向に設けた電極群、 前記電極群の測定電極−接地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測定電極−接地電極間の静
   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、測
   定電極−接地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、接地電
   極とこれに対向するように測定電極を複数個、検出対象
   物の界面に対して垂直方向に設けた電極群、 前記電極群の測定電極−接地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測定電極−接地電極間の静
   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、 各測定電極−接地電極間の静電容量の初期値の平均値を
   記憶し、測定した各測定電極−接地電極間での静電容量
   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に係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に係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に係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】接地電極とこれに対向するように測定電極
   を複数個、検出対象物の界面に対して垂直方向に設けた
   電極群の一部を検出対象物に挿入し、 測定電極−接地電極間の静電容量を順次測定し、 測定された測定電極−接地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測定電極−接地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】接地電極とこれに対向するように測定電極
   を複数個、検出対象物の界面に対して垂直方向に設けた
   電極群の一部を検出対象物に挿入し、 測定電極−接地電極間の静電容量を順次測定し、 測定された測定電極−接地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、測
   定電極−接地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】接地電極とこれに対向するように測定電極
   を複数個、検出対象物の界面に対して垂直方向に設けた
   電極群の一部を検出対象物に挿入し、 測定電極−接地電極間の静電容量を順次測定し、 測定された測定電極−接地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、 各測定電極−接地電極間の静電容量の初期値の平均値を
   記憶し、測定した各測定電極−接地電極間での静電容量
   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。