JP3671307B2 - Liquid level measuring instrument - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大形タンク内の液面の測定に好適な巻取り式の液面測定器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、大形タンク内の液面を測定する液面測定器として、定張力スプリングによる巻取り式の液面測定器が知られている。この液面測定器は、ワイヤ(又はテープ)の先端にフロートを取付け、本体内に、ワイヤを定張力で巻取るためのスプリングとスプロケットを設けると共に、スプロケットにカウンタ表示部を直結させて構成される。この液面測定器は、フロートの真上にあるワイヤの重量だけスプリングの張力が変化するようにして、液面の上下に対しフロートを追従させ、フロートから上のワイヤの長さを液面レベルとしてカウンタ表示部に表示するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この種の液面測定器は、電気や空気圧等の補助動力を必要とせずに、大形タンク内の液面を比較的正確に測定することができるものの、上方からフロートを液面上に落して測定する際、或は液面レベルが大きく変動した場合、ワイヤドラムやスプロケットの慣性により、ワイヤがスプロケットやドラムから外れやすく、また、ワイヤに緩みが生じやすいため、高精度の液面測定ができにくいという問題があった。
【0004】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、高い精度で液面を測定することができると共に、ワイヤの外れを防止することができる巻取り式の液面測定器を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の液面測定器は、測定器本体内にワイヤを巻装した巻取りドラムを有し、液面に対し上方から該ワイヤを繰出し下降させて液面までの距離を測定する液面測定器において、ワイヤの繰出し長さを示す信号を発生するワイヤ繰出し長信号発生手段と、ワイヤの先端に連結され、液面に到達したとき液面検出信号を発生する液面検出器と、液面検出器が上昇端にあることを検出する上昇端検出器と、液面検出器に設けられ、該液面検出信号を測定器本体側に向けて送信する液面検出信号送信手段と、測定器本体側に設けられ、該液面検出信号送信手段から送られた液面検出信号を受信する液面検出信号受信手段と、該上昇端検出器が液面検出器の上昇端を検出した状態からワイヤが繰出され前記液面検出器が液面に到達するまでの間、前記ワイヤ繰出し長信号発生手段からのワイヤ繰出し長信号を取り込み、該ワイヤ繰出し長データに基づいて該測定器本体から液面までの距離を演算する演算制御手段と、該液面検出器内の電源に充電可能に設けられ、該液面検出器が上昇端に位置するとき、充電が行なわれる蓄電手段と、を備えたことを特徴とする。
【0006】
【作用・効果】
このような構成の液面測定器では、液面測定を行う場合、巻取りドラムからワイヤを繰出し、ワイヤ先端の液面検出器を液面に向けて下降させていく。このとき、ワイヤ繰出し長信号発生手段はワイヤの繰出し長さを示す信号を発生し、演算制御手段は、上昇端検出器が液面検出器の上昇端を検出した状態から、ワイヤの繰出し長さを示す信号を取り込んでいく。そして、液面検出器が液面に到達したとき、液面検出器の液面検出信号送信手段から本体側の液面検出信号受信手段に液面検出信号が送信され、ワイヤの繰出しが停止される。
【0007】
演算制御手段は、上昇端検出器が液面検出器の上昇端を検出した状態からワイヤが繰出され液面検出器が液面に到達するまでの間、ワイヤ繰出し長信号発生手段からのワイヤ繰出し長信号を取り込み、ワイヤ繰出し長データに基づいて測定器本体から液面までの距離を演算する。
【0008】
このように、フロートが液面に到着したときのワイヤの緩みを検知するのではなく、液面検出器が液面に到達したことを電気的に検出してワイヤの繰出しを止めるため、ワイヤに緩みが生じにくく、高精度に液面までの距離を測定することができる。また、測定器本体にワイヤの緩みを検出するワイヤ緩み検出器を設ければ、仮にワイヤに緩みが発生したとしても、その緩みを検出できるため、緩み検出時には、ワイヤの繰出しに非常停止をかけて、ワイヤの外れや絡みを防止することができる。
【0009】
また、液面検出信号送信手段と液面検出信号受信手段間で、電波、光線、又は超音波を用いた空間伝送手段により信号伝送を行えば、ワイヤに有線伝送手段を設ける必要がなく、ワイヤの構造を簡単にしてその外れや絡みを防止することができる。
【0010】
また、液面検出器内の電源に充電可能な蓄電手段を設け、液面検出器が上昇端に位置するとき、蓄電手段への充電を行うため、液面検出器内の電池の管理を簡単化することができる。また、その蓄電手段としてコンデンサを使用すれば、電池交換等のメインテナンスが不要となる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0012】
図1は液面測定器の縦断面図を示し、図2はその横断面図を示している。1は測定器本体のケースであり、ケース1の底部には、液面検出器10を受け入れるための開口部1aが形成される。
【0013】
ケース1内には、ワイヤ2を巻取るための巻取りドラム3が取付けられ、巻取りドラム3は減速機4aを介して巻取りモータ4により回転駆動される。さらに、プーリ5が巻取りドラム3の隣に回転自在に取付けられ、巻取りドラム3から引き出されたワイヤ2がプーリ5に掛けられる。ワイヤ2の先端には液面検出器10が連結される。なお、ワイヤ2はテープ状の線材としてもよい。
【0014】
プーリ5には、ワイヤ繰出し長信号発生手段として、プーリ5の回転角に応じた周波数信号を出力するロータリエンコーダ24が設けられる。ロータリエンコーダ24としては、磁気センサ、光センサ等を用いたものが使用され、プーリ5の周縁部にはそれらのセンサに対応して磁極部、開口部、反射部等が所定間隔で設けられる。
【0015】
ケース底部の開口部1aの上方には、液面検出器10を収納するための収納部6が設けられ、収納部6内には、液面検出器10の充電部に充電するための一方の充電用端子7がばね弾性を有する金属により設けられる。収納部6の上方にプーリ5から引き出されるワイヤ2をガイドするガイドプーリ9が配設される。
【0016】
このガイドプーリ9は、絶縁された導電性金属からなり、ワイヤ2とガイドプーリ9間に電圧が印加され、その間の導通状態を判定することにより、ワイヤ2に緩みが発生したか否かを検出するワイヤ緩み検出器26を構成する。また、充電用端子の他方側はワイヤ2とガイドプーリ9により形成される。さらに、収納部6の上部には液面検出器10が上昇端つまり収納部6内にあることを検出するためのリミットスイッチ等が上昇端検出器25として設けられる。
【0017】
なお、上端検出器としては、充電用端子7の一方のばね性金属と液面検出器10の端子部11を使用し、その間の電圧を検出して液面検出器10の上昇端を検知することもできる。
【0018】
ケース1内には、充電用の電源、及び各種検出回路の電源としてバッテリ30が内蔵される。さらに、ケース1の底部には、液面検出器10から出力される液面検出時の光信号を受信するための受光素子19が下向きに設けられる。この受光素子19は液面検出信号受信手段を構成する。
【0019】
ワイヤ2の先端に連結された液面検出器10は、図3に示すように、錘状に形成され、外周部には、上記収納部6内で充電用端子7と接触する端子部11が設けられる。さらに、液面検出器10の底部先端には電極13が突設され、この電極13と一方の端子部11間の抵抗値の変化を検出して液面の検出が行われる。また、液面検出器10の上部には液面検出信号送信手段として、検出時に光信号を出力する発光素子14が上向きに取付けられる。
【0020】
液面検出器10内には、図4のブロック図に示すように、電極13と端子部11間の抵抗値の変化を捕えて液面を検出する液面検出回路15、液面検出回路15からの検出信号を受けて発振動作する発振回路16、発振回路16からの出力を受けて投光素子14を発光動作させる発光回路17、及び各回路の電源となる電源回路18を含む回路基板が内蔵される。これらの回路と投光素子14から液面検出信号送信手段が構成される。電源回路18には、充電して蓄電可能なコンデンサ或は二次電池を使用することができ、検出器10の上昇端で、充電用端子7と端子部11、ワイヤ2とガイドプーリ9を通して充電を行う。
【0021】
上記構成の測定器本体は、大形タンクの内側上部に取付けられ、その液面検出器10をタンク内の液面に向けて上方から下降させるように設置される。一方、液面検出信号受信手段である受光素子19、エンコーダ24などからの信号を受けて測定値を演算し表示する測定器の制御盤は、別に設置される。
【0022】
その制御盤の制御回路は、図5のブロック図に示すように、マイクロコンピュータを主要部にして構成され、CPU20、ROM21、RAM22、及び入出力回路29を備える。上記巻取りモータ4、ロータリエンコーダ24、上端検出器25、ワイヤ緩み検出器26、操作スイッチ27、受光素子19は、入出力回路29に接続される。
【0023】
CPU20は、予めROM21に記憶されたプログラムデータに基づき、液面検出信号、エンコーダ24の出力信号を取り込み、液面までの距離を算出し、表示器23に測定値を表示するなどの処理を実行する。また、ROM21内には、演算された距離データを補正するために、距離データに対応して補正係数がテーブルデータなどとして予め記憶される。補正係数は、例えばプーリとワイヤの滑り、ワイヤの伸びに応じて、実測値から予め算出され、記憶される。
【0024】
次に、上記構成の液面測定器の動作を説明する。
【0025】
タンク内の液面までの距離を測定するために、所定の操作スイッチ27をオンすると、CPU20は、図6の液面測定の処理に入り、先ず、ステップ100で、液面検出器10が上昇端にあるか否かを判定する。上昇端検出器25がその上昇端を検出している場合、次に、ステップ110にて、巻取りモータ4を下降側に駆動し、ステップ120で、エンコーダ24からのデータの取り込みを開始する。
【0026】
これにより、巻取りドラム3がワイヤ繰出し方向に回転駆動され、ワイヤ2の先端の液面検出器10は、その自重によりタンク内を下降していく。このとき、ワイヤ2の繰出しに応じてプーリ5が従動回転し、その回転角を示す信号がエンコーダ24から出力され、その信号はCPU20に取り込まれ、ステップ130で、現在のワイヤの長さつまり液面検出器10までの距離が演算され、ステップ140で、その距離が表示器23に表示される。このような処理は所定時間(数百ミリ秒)毎に繰り返され、表示距離はインクリメントされていく。
【0027】
一方、液面検出器10の下降中に、ワイヤ2に緩みが生じた場合、ワイヤ緩み検出器26でそれが検出され、CPU20に送られると、ステップ150からステップ230に進み、非常停止をかけて巻取りドラム3の駆動を停止させる。
【0028】
そして、液面検出器10の下部が液面に達すると、液体により電極13と端子部11間の抵抗値が変化し、液面検出回路15において液面到着が検出され、発振回路16と発光回路17が動作して、検出器上部に設けた投光素子14が投光動作する。
【0029】
このとき、測定器本体側の受光素子19は、投光素子14からの液面検出を示す光信号を受光し、その受光信号(液面検出信号)をCPU20に送る。CPU20は、この液面検出信号を入力すると、液面検出と判断し、ステップ160からステップ170に進み、巻取りモータ4を直ちに停止させ、液面検出器10の下降を停止させる。そして、次に、ステップ180で、その時点の距離データに補正を加えて、最終的な液面までの距離データを算出し、ステップ190でその距離データつまりタンクの上端から液面までの距離を表示器23に表示する。
【0030】
この後、CPU20は、ステップ200で、巻取りモータ4を巻取り側に駆動させ、巻取りドラム3にワイヤ2を巻取り、液面検出器10を上昇させ、ステップ210で、液面検出器10が測定器本体の収納部6まで上昇し、上昇端検出器25がその上昇端を検出したとき、ステップ210からステップ220に進み、巻取りモータ4による上昇動作を停止させ、この回の液面測定を完了する。
【0031】
液面検出器10が収納部6内に収納された状態において、その外周部の端子部11は収納部6の充電用端子7に接続され、充電用端子7とワイヤ2間には所定の充電電圧がかかっているため、この状態で、収納部6の充電用端子7と端子部11、及びワイヤ2とガイドプーリ9を通して充電電流が液面検出器10の電源回路18に供給され、電源回路18のコンデンサに電力が充電される。このコンデンサに充電された電力は次回の液面測定時に使用される。
【0032】
このように、フロートが液面に到着したときのワイヤの緩みを検知するのではなく、液面検出器10が液面に到達したことを電気的に検出して巻取りモータ4を止めるため、ワイヤ2に緩みが生じにくく、高精度に液面までの距離を測定することができる。また、仮にワイヤ2に緩みが発生したとしても、ワイヤ緩み検出器26によりワイヤの緩みを検出できるため、緩み検出時には、巻取りモータ4に非常停止をかけることにより、ワイヤの外れや絡みを防止することができる。
【0033】
なお、上記実施例では、液面検出器10が検出した液面検出信号を光信号として測定器本体側に送信したが、光信号の他に、電波、超音波を使用することができ、このような空間伝送手段を使用することにより、ワイヤに有線伝送手段を設ける必要がなく、ワイヤの巻取りや繰出しを良好に行うことができる。
【0034】
また、上記実施例では、液面検出器10が収納部に収納された際、有接点の充電用端子7を通して液面検出器の電源用コンデンサに充電したが、収納部6側と液面検出器10側に電磁結合可能な電磁コイルを対向して設け、近接した両電磁コイルによる電磁結合を介して、測定器本体側から液面検出器の電源用コンデンサに、無接点で充電することもできる。
【0035】
また、液面検出器10の蓄電電源としては、コンデンサの他に二次電池を使用することも勿論可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す測定器本体の縦断面図である。
【図2】同測定器本体の横断面図である。
【図3】液面検出器の断面図である。
【図4】液面検出器内の回路のブロック図である。制御回路のブロック図である。
【図5】液面測定器の制御回路のブロック図である。
【図6】液面測定の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
2−ワイヤ
3−巻取りドラム
4−巻取りモータ
5−プーリ
6−収納部
7−充電用端子
10−液面検出器
11−端子部
13−電極
14−投光素子
19−受光素子
20−CPU
24−ロータリエンコーダ
25−上昇端検出器
26−ワイヤ緩み検出器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a take-up type liquid level measuring device suitable for measuring a liquid level in a large tank.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a winding type liquid level measuring device using a constant tension spring is known as a liquid level measuring device for measuring the liquid level in a large tank. This liquid level measuring device is configured by attaching a float to the tip of a wire (or tape), providing a spring and sprocket for winding the wire at a constant tension in the body, and directly connecting a counter display to the sprocket. The This level gauge makes the spring tension change by the weight of the wire just above the float so that the float follows the top and bottom of the liquid level, and the length of the wire above the float is adjusted to the liquid level. Is displayed on the counter display section.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, this type of liquid level measuring device can measure the liquid level in a large tank relatively accurately without the need for auxiliary power such as electricity or air pressure. When measuring with a drop, or when the liquid level fluctuates significantly, the wire is easily detached from the sprocket or drum due to the inertia of the wire drum or sprocket, and the wire is likely to loosen. There was a problem that it was difficult to measure.
[0004]
The present invention has been made in view of the above points, and provides a take-up type liquid level measuring device capable of measuring the liquid level with high accuracy and preventing the wire from coming off. Objective.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the liquid level measuring device of the present invention has a winding drum in which a wire is wound in the measuring device main body, and the wire is drawn out from above to the liquid level to reach the liquid level. In the liquid level measuring device for measuring the distance of the wire, a wire feeding length signal generating means for generating a signal indicating the feeding length of the wire, and a liquid level detection signal are generated when connected to the tip of the wire and reach the liquid level. A liquid level detector, a rising edge detector that detects that the liquid level detector is at the rising edge, and a liquid level that is provided in the liquid level detector and transmits the liquid level detection signal toward the measuring instrument main body. Detection signal transmission means, liquid level detection signal reception means provided on the measuring instrument main body side for receiving the liquid level detection signal sent from the liquid level detection signal transmission means, and the rising end detector is a liquid level detector The wire is fed out from the state where the rising end of the liquid is detected, and the liquid level detector Until it reaches the capture wire feeding length signal from the wire feeding length signal generating means, and operation control means for calculating the distance to the liquid surface from the instrument body on the basis of the wire feeding length data, the And a power storage means provided so as to be rechargeable in a power source in the liquid level detector and charged when the liquid level detector is located at the rising end .
[0006]
[Action / Effect]
In the liquid level measuring device having such a configuration, when the liquid level is measured, the wire is fed from the winding drum, and the liquid level detector at the tip of the wire is lowered toward the liquid level. At this time, the wire feeding length signal generating means generates a signal indicating the feeding length of the wire, and the calculation control means starts the wire feeding length from the state where the rising edge detector detects the rising edge of the liquid level detector. The signal indicating is taken in. When the liquid level detector reaches the liquid level, the liquid level detection signal is transmitted from the liquid level detection signal transmitting means of the liquid level detector to the liquid level detection signal receiving means on the main body side, and the feeding of the wire is stopped. The
[0007]
The arithmetic control means is configured to feed the wire from the wire feeding length signal generating means until the wire is fed from the state where the rising edge detector detects the rising edge of the liquid level detector until the liquid level detector reaches the liquid level. The long signal is taken in, and the distance from the measuring instrument body to the liquid level is calculated based on the wire feed length data.
[0008]
In this way, instead of detecting loosening of the wire when the float arrives at the liquid level, the wire level detector is electrically detected when the liquid level detector has reached the liquid level and stops feeding the wire. It is difficult to loosen, and the distance to the liquid level can be measured with high accuracy. In addition, if a wire looseness detector that detects the looseness of the wire is provided in the measuring instrument body, even if the wire is loosened, the looseness can be detected. Thus, the wire can be prevented from coming off or entangled.
[0009]
In addition, if signal transmission is performed between the liquid level detection signal transmission unit and the liquid level detection signal reception unit by a spatial transmission unit using radio waves, light rays, or ultrasonic waves, it is not necessary to provide a wired transmission unit for the wire. It is possible to simplify the structure and prevent detachment and entanglement.
[0010]
In addition, chargeable power storage means is provided in the power supply in the liquid level detector, and when the liquid level detector is located at the rising end, the power storage means is charged, so the battery in the liquid level detector can be easily managed. Can be Further, if a capacitor is used as the power storage means, maintenance such as battery replacement becomes unnecessary.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of the liquid level measuring device, and FIG. 2 shows a transverse sectional view thereof. Reference numeral 1 denotes a case of the measuring instrument main body, and an
[0013]
A
[0014]
The
[0015]
A storage unit 6 for storing the
[0016]
The
[0017]
As the upper end detector, one spring metal of the charging
[0018]
A
[0019]
As shown in FIG. 3, the
[0020]
In the
[0021]
The measuring instrument main body having the above-described configuration is attached to the inner upper part of the large tank, and is installed so that the
[0022]
As shown in the block diagram of FIG. 5, the control circuit of the control panel is configured with a microcomputer as a main part, and includes a
[0023]
The
[0024]
Next, the operation of the liquid level measuring device having the above configuration will be described.
[0025]
When a
[0026]
Thereby, the winding
[0027]
On the other hand, if the
[0028]
When the lower part of the
[0029]
At this time, the
[0030]
Thereafter, in
[0031]
In a state where the
[0032]
Thus, in order not to detect the looseness of the wire when the float arrives at the liquid level, but to electrically detect that the
[0033]
In the above embodiment, the liquid level detection signal detected by the
[0034]
Moreover, in the said Example, when the
[0035]
Of course, a secondary battery may be used in addition to the capacitor as the power storage power source of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a measuring device main body showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the measuring instrument main body.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a liquid level detector.
FIG. 4 is a block diagram of a circuit in the liquid level detector. It is a block diagram of a control circuit.
FIG. 5 is a block diagram of a control circuit of the liquid level measuring device.
FIG. 6 is a flowchart showing a liquid level measurement operation.
[Explanation of symbols]
2-wire 3-winding drum 4-winding motor 5-pulley 6-housing portion 7-charging terminal 10-liquid level detector 11-terminal portion 13-electrode 14-light projecting device 19-light receiving device 20-CPU
24-Rotary encoder 25-Up end detector 26-Wire looseness detector
Claims (4)
前記ワイヤの繰出し長さを示す信号を発生するワイヤ繰出し長信号発生手段と、
該ワイヤの先端に連結され、液面に到達したとき液面検出信号を発生する液面検出器と、
該液面検出器が上昇端にあることを検出する上昇端検出器と、
該液面検出器に設けられ、該液面検出信号を測定器本体側に向けて送信する液面検出信号送信手段と、
該測定器本体側に設けられ、該液面検出信号送信手段から送られた液面検出信号を受信する液面検出信号受信手段と、
該上昇端検出器が液面検出器の上昇端を検出した状態からワイヤが繰出され前記液面検出器が液面に到達するまでの間、前記ワイヤ繰出し長信号発生手段からのワイヤ繰出し長信号を取り込み、該ワイヤ繰出し長データに基づいて該測定器本体から液面までの距離を演算する演算制御手段と、
該液面検出器内の電源に充電可能に設けられ、該液面検出器が上昇端に位置するとき、充電が行なわれる蓄電手段と、
を備えたことを特徴とする液面測定器。In a liquid level measuring instrument that has a winding drum in which a wire is wound in the measuring instrument main body and measures the distance to the liquid level by feeding and lowering the wire from above with respect to the liquid level,
Wire feeding length signal generating means for generating a signal indicating the feeding length of the wire;
A liquid level detector connected to the tip of the wire and generating a liquid level detection signal when reaching the liquid level;
A rising edge detector for detecting that the liquid level detector is at the rising edge;
A liquid level detection signal transmitting means provided in the liquid level detector, for transmitting the liquid level detection signal toward the measuring instrument body;
A liquid level detection signal receiving means provided on the measuring device main body for receiving the liquid level detection signal sent from the liquid level detection signal transmitting means;
From the state where the rising end detector detects the rising end of the liquid level detector until the wire is drawn and the liquid level detector reaches the liquid level, the wire feeding length signal from the wire feeding length signal generating means Calculation control means for calculating the distance from the measuring instrument body to the liquid level based on the wire feed length data;
A power storage means provided so as to be rechargeable in a power source in the liquid level detector, and charged when the liquid level detector is located at the rising end; and
A liquid level measuring device comprising:
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Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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JP00768396A Expired - Lifetime JP3671307B2 (en) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | Liquid level measuring instrument |
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JP (1) | JP3671307B2 (en) |
-
1996
- 1996-01-19 JP JP00768396A patent/JP3671307B2/en not_active Expired - Lifetime
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