JP3719130B2

JP3719130B2 - 液面監視装置

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Publication number: JP3719130B2
Application number: JP2000343735A
Authority: JP
Inventors: 祥典簑島
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2000-11-10
Filing date: 2000-11-10
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2020-11-10
Also published as: JP2002148101A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、上下方向に延びる透明パイプに取り付けられてパイプ内に導かれた液体の液面レベルを信頼性良く監視し得る液面監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
透明パイプ内の液体の有無を検知するのに使用される従来型の光電センサは、図１１に示すように、屈折を利用するタイプとして、投光手段と受光手段の投受光方向を双方ともパイプ中心Ｃに対して一定距離だけ同方向（図中、下方向）に偏移させて配置したものがある。この光電センサは、パイプ内周面における光の屈折を利用して、パイプＰ内に液体が無い場合だけ投光素子からの出射光を受光素子で検出するようになっている。
【０００３】
また、上述の光電センサに較べて出射光のパイプ内周面への入射角が大きくなるように投光手段を配置させ、パイプＰ内に液体が無い場合のパイプ内周面における光の全反射を利用して、パイプ内に液体が無い場合だけ投光素子から出射された光を受光素子にて検出するタイプのものもある。
かかるタイプの光電センサをタンク内の液面レベル検出に使用した一例を図１２に示す。このアプリケーションでは、タンクの一部から上方に延在したパイプの所定位置に一定間隔離間して２組のファイバ型光電センサ（液面の上限レベル検出センサと液面の下限レベル検出センサ）を配置した構成を有している。上限レベル検出センサは入光している場合に正常、下限レベル検出センサは遮光されている場合に正常の出力をするようになっている。これらの光電センサによってパイプ内の液体の有無を検出することでパイプ内の液面が所定範囲の高さにあるか否かを確認し、これによってタンク内の液面を管理している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１２に示す光電センサをタンクの液面検出に使用した場合、例えば液面下限レベル検知用センサの投光ファイバが（図中Ｘ部で）一部断線した場合、投光素子から光が出射されなくなるので、パイプ内に液体が無い状態（異常）でも受光素子において光が受光されずパイプ内に液体有り（正常）と誤判断してしまう。
【０００５】
また、上述したパイプ内周面における光の全反射を利用した光電センサであっても、液面下限レベル検知用センサの投光ファイバが一部断線した場合、パイプ内に液体が無くてもパイプ内に液体有りと誤判断してしまう。
更に、上述した液体有無の誤判断は、投光素子の経時的な性能劣化、投受光端の汚れ、投受光端を保持する保持手段の破損等によっても生じる恐れがある。
【０００６】
即ち、従来の液体検出センサは、遮光時に液体有り（＝正常）、入光時に液体無し（＝異常）と判断するように設定されているので、何らかの光学系の不具合により遮光状態となった場合には液体の有無に関わらず液体有り（＝正常）との判断をし続けることになり、液体無し（＝異常）の検出ができなくなるという問題点があった。
【０００７】
本発明の目的は、光ファイバの断線や投光素子の劣化等の光学系の不具合を検出可能とし、透明パイプ内に液体が無い状態（＝異常）にも関わらず液体有り（＝正常）と誤判断してしまうことを未然に防ぎ、パイプ内に導かれた液体の液面レベルを信頼性良く監視し得るフェールセーフ性に優れた液面監視装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の請求項１に係る液面監視装置は、上下方向に延びる透明パイプに導かれた液体の液面レベルを監視するものであって、
上記透明パイプを挟んで設けられる投光器と受光器とを備えた透過型光センサからなり、前記透明パイプにおける前記液面高さの上限レベルを監視する高さ位置に装着された上限レベル検出センサおよび下限レベルを監視する高さ位置に装着された下限レベル検出センサと、
これらの各レベル検出センサの出力をそれぞれ検出して前記透明パイプに導かれた液体の液面高さの正常性を管理するコントローラとを備え、
前記上限レベル検出センサは、前記透明パイプ内に液体が存在しないときに前記投光器から出力された光を受光し、液体が存在するときに上記光の伝播方向から外れる位置に前記受光器を配置した構造を有し、
前記下限レベル検出センサは、前記透明パイプ内に液体が存在するときに前記投光器から出力された光を受光、液体が存在しないときに上記光の伝播方向から外れる位置に前記受光器を配置した構造を有することを特徴としている。
【０００９】
上述した構造の下限レベル検出センサによれば、光ファイバの断線や投光素子の劣化等の光学系の不具合が生じたときの受光状態は透明パイプ内に液体が無いとき（＝異常）の受光状態と等しく、透明パイプ内に液体があるとき（＝正常）の受光状態と異なるので、光学系の不具合が生じたときは、液体の有無に関わらず、液体無し（＝異常）と判断されることになる。
即ち、下限レベル検出センサの不具合を検出することができるので、透明パイプ内に液体が無い状態（＝異常）にも係わらず液体有り（＝正常）と誤判断してしまうことを未然に防ぐことができ、フェールセーフ性に優れる。
【００１０】
また、請求項２にかかる液面監視装置は、下限レベル検出センサにおける受光器が、管径に応じて透明パイプを透過する出射光の出射領域に集光レンズを備え、投光器からの出射光を集光レンズを介して常に受光可能としたので、異なる管径を有する管体の夫々において液体の存在を確実に検知することができる。
更に、請求項３にかかる液面監視装置は、下限レベル検出センサにおける受光器が、管径に応じて透明パイプを透過する出射光の出射領域に複数の受光ファイバをアレイ状に配置し、投光器からの出射光を複数の受光ファイバの少なくともいずれか１つを介して常に受光可能となっているので、異なる管径を有する透明パイプの夫々において液体の存在を確実に検知することができる。
【００１１】
また、請求項４にかかる液面監視装置は、下限レベル検出センサにおける投光器が、投光端に管体の長手方向に延びたスリット状の絞り部を備えているので、その出射光をパイプの長手方向に長く、パイプの円周方向（長手方向と直交する方向）に短くすることができる。この結果、出射光の総量は減少するので液体が無いときの拡散光及び迷光による受光量が減少し、透明パイプの外周面に対する入射角が理想に近い光（＝受光端に届く光）は減少しないので、液体があるときの受光量が減少しない。従ってＳ／Ｎ比を向上させ、安定した検出が可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
本発明の第１の実施形態に係る液面監視装置に用いられる液体検知装置（透過型光センサ）１は、図１及び図２に示すように、投光手段１０、受光手段２０、投光手段１０の投光端と受光手段２０の受光端を所定の位置関係に保持する保持手段３０、及び投光手段１０と受光手段２０を制御してパイプ内の液体の有無を判断し、判断結果を表す信号を出力する信号発生手段４０を備えている。
【００１３】
投光手段１０は、図２に示すように、投光回路１１と、投光回路１１からの信号により光を発生させる投光素子１２と、投光素子１２から延在して端部が投光端を形成する投光ファイバ１３とを備えている。
一方、受光手段２０は、投光手段１０から出射された光がパイプＰ内に液体が有る時、入射する受光端を備えた受光ファイバ２３と、この受光端に入射した光を受光する受光素子２２と、受光素子２２で発生した信号を処理する受光回路２１とを備えている。
【００１４】
保持手段３０は、図１に示すように、断面略C字形状を有した樹脂製のブロック体からできている。そして、保持手段３０には、投光ファイバの投光端保持部３１と、受光ファイバの受光端保持部３２と、検出対象である液体が満たされるパイプＰの一部領域を収容する収容凹部３３とが形成されている。
パイプＰはフッ素樹脂（テトラフルオロエチレン）等でできた透光性の管体からなり、収容凹部３３の所定位置（パイプ外周面と収容凹部の内周面とが一定距離離間して配置される位置）に取り付けられるようになっている。尚、保持手段３０は不図示のロック機構とバンド等を有しており、例えば特開平９−１５９５０７号公報に示されるような方法でパイプPに取り付けられる。
【００１５】
投光ファイバ１３の投光端１３ｔは、光の出射方向がパイプ中心から一定距離（図１では下方に）だけ偏移するように保持手段内に取り付けられている。
また、受光ファイバ２３の受光端２３ｔは、パイプ内に液体が存在するときに、投受光ファイバ１３の投光端１３ｔから出射された光がパイプＰと液体を透過していく光路の延長線上に配置されている。尚、投光端１３ｔから出射された光は、まず最初にパイプ外周面にて屈折し、パイプ内に液体が存在するときはパイプと液体の屈折率差が小さいことにより（テトラフルオロエチレンは１．３５、水は１．３３）、図1中点線で示すように、パイプ内周面ではほとんど屈折せずに直進する。尚、投受光ファイバの投光端及び受光端に備わった口金１３ｂ，２３ｂは各ファイバ端部を保持手段３０に確実に固定するためのものである。
【００１６】
投光端１３ｔ及び受光端２３ｔは、以上のように配置されているので、投光素子１２（図２参照）で発生した検出光は、投光ファイバ１３を伝わりファイバ端部からパイプ周面の所定位置に向かって出射される。そして、この出射光は、パイプ内に液体がない場合にパイプ外周面とパイプ内周面とで所定の屈折率（フッ素樹脂の場合は屈折率：約１．３５）で屈折して、図中、実線で示すように受光ファイバ２３の受光端２３ｔから一定距離ｄだけ離れたパイプ収容凹部３３の内壁に到達する。従って、パイプ内に液体がない場合、受光ファイバの受光端２３ｔからは出射光の迷光や拡散光の一部が入射するだけで十分な量の光が入射することはない。
【００１７】
一方、この出射光は、パイプ内に液体がある場合には主にパイプ外周面で屈折して、図中、点線で示すように受光ファイバの受光端２３ｔに達する。従って、パイプ内に液体がある場合、出射光の大部分が受光ファイバの受光端２３ｔに入射する。
光ファイバの受光端２３ｔに入射した光は、受光ファイバ２３を介して受光素子２２（図２参照）で受光され受光回路２１で所定の電気信号に変換される。そして、かかる受光量信号は信号発生手段４０の制御回路４１で予め記憶された所定の閾値と比較され、パイプ内の液体有無が判断され、出力回路４２に伝達される。具体的には、受光量信号が所定の閾値を超えた場合、光ファイバの投光端１３ｔから出射された光はパイプ内を図１中点線で示す光路を経て光ファイバの受光端２３ｔに入射したと判断して、パイプ内に液体有り（＝正常）と出力する。
【００１８】
一方、受光量信号が所定の閾値を超えない場合、光ファイバの投光端１３ｔから出射された光はパイプ内を図１中実線で示す光路を経て光ファイバの受光端２３ｔには拡散光の一部や迷光のみが入射したと判断して、パイプ内に液体無し（＝異常）と出力する。
尚、上述の判断に関して、パイプＰを透過した出射光の到達位置と受光素子の入光レベルとの関係を模式的に示す図３から明らかなように、パイプP内に液体が有る場合の出射光の光路と液体が無い場合の出射光の光路とは互いに異なるので、パイプ透過後に光が到達するピーク位置（図３（Ａ）において液体がない場合はｘ₁、液体がある場合はｘ₂）における入光レベルは図３（Ｂ）に示すように液体の有無によって明確に異なる。
【００１９】
従って、位置ｘ₂における液体が無いときの入光レベルＬaと液体があるときの入光レベルＬbとの間の適当な入光レベルＬthを閾値として制御回路内のメモリに予め記憶させておくことで、パイプ内の液体の有無を確実に判断することが可能となる。
一方、パイプＰ内に液体がある場合であっても、投受光ファイバ１３，２３の断線、投受光素子１２の経時的な性能劣化、投受光端１３ｔ，２３ｔの汚れ、保持手段３０の破損等の光学系の不具合が生じた場合には、液体の有無に関わらず受光素子で十分な強度の光が受光されず、その結果、パイプ内に液体無し（＝異常）と判断し出力する。
【００２０】
上述のような光学系の不具合が生じたときの受光状態は管体内に液体が無いとき（＝異常）の受光状態と等しく、管体内に液体があるとき（＝正常）の受光状態と異なるので、光学系の不具合が生じたときは、液体の有無に関わらず、液体無し（＝異常）と判断される。その結果、管体内に液体が無い状態にも係わらず液体有り（＝正常）と誤判断してしまうことを未然に防ぐことができ、フェールセーフ性に優れる。
【００２１】
次に、上述した液体検知装置（透過型光センサ）を用いて実現される本発明の一実施形態に係る液面監視装置について図４及び図５に基づいて説明する。
この液面監視装置はタンクの液位（液面レベル）検出を行うもので、図１２と同等の構成を有しているが、図４及び図５に示すように、液位の下限を検出するセンサに本実施形態の液体検知装置１（図５（Ａ）の概略構成図参照）を使用し、上限を検出するセンサに従来型の液体検知装置（図５（Ｂ）の概略構成図参照）を使用している点で構成を異にする。
【００２２】
かかる液体検知装置を使用して図６に示す異常通知ルーチンを適時実行する。
以下、このルーチンについて説明する。
まず最初に、液体検知装置１から液体有り（＝正常）との出力が有ったか否か（液体検知装置１の受光手段に入光したか否か）を判断する（ステップＳ１１）。
【００２３】
液体検知装置１の受光手段で入光を検知しない場合は、液体検知装置１の設置位置、即ちパイプ（タンク）の下限位置に液体が無いか液体検知装置１の光ファイバの断線や投光素子の劣化等の光学系の不具合が生じているとコントローラで判断し、出力回路によって警報器にＯＮ出力を発生させて異常状態の発報を行なう（ステップＳ２０）。
【００２４】
次に、液体検知装置１の受光手段で入光を検知した場合は、パイプ（タンク）の下限位置に液体があると共に液体検知装置１において光学系の不具合が生じていないとみなし、続いて液体検知装置５の受光手段に入光したか否かを判断する（ステップＳ１２）。
液体検知装置５の受光手段で入光を検知した場合、液体検知装置５は従来型の液体検知装置であるので、パイプ内に液体無しと判断する。この結果、パイプ内の液位、即ちタンクの液位は上限レベルと下限レベルとの間にあるので正常範囲であると判断する。
【００２５】
液体検知装置５の受光手段で入光を検知しない場合は、液体検知装置５の設置位置、即ちパイプ（タンク）の上限位置に液体が有るか液体検知装置５の光ファイバの断線や投光素子の劣化等の光学系の不具合が生じているとコントローラで判断し、出力回路によって警報器にＯＮ出力を発生させて異常状態の発報を行なう（ステップＳ２０）。
【００２６】
以降、異常通知ルーチンが終了するまで上記ステップを繰り返す。
以上の判断ルーチンから分かるように、本実施形態に係る液体検知装置１をタンクの液位下限検知センサとして用い、従来型の液体検知装置５をタンクの液位上限検知センサとして用いると、液位が上限レベルを越えた場合、液体検知装置５が遮光して警報器ＯＮとなり、液位が下限レベルを下回った場合、液体検知装置１が遮光して警報器ＯＮとなると共に、液体検知装置５に何らかの光学的不具合があった場合、液体検知装置５が遮光して警報器ＯＮとなり、液体検知装置１に何らかの光学的不具合があった場合、液体検知装置１が遮光して警報器ＯＮとなることで完全なフェ−ルセーフを実現できる。
【００２７】
尚、上述の実施形態を変形させたもの（第２の実施形態）として液体検出装置の一部構成（投光端、受光端、保持手段）を図７に示すように変更しても良い。以下、第２の実施形態に係る液体検出装置２の構成を説明する。尚、第１の実施形態に係る液体検知装置１と同等の構成については対応する符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２８】
第２の実施形態に係る液体検出装置２は、保持手段５０の、パイプ収容凹部５３と反対側の端面からパイプＰの直径より幅広の間隔で投光用光ファイバ挿入孔５０ａ及び受光用光ファイバ挿入孔５０ｂが穿設されている。投光用光ファイバ挿入孔５０ａはパイプ収容凹部の内壁面に形成された投光孔５０ｃと連通され、レンズ５４及び反射ミラー５５を介してＬ字状の光路を形成するようになっている。また、受光用光ファイバ挿入孔５０ｂもパイプ収容凹部の内壁面に形成された受光孔５０ｄと連通され、レンズ５６及び反射ミラー５７を介して略Ｌ字状の光路を形成するようになっている。投光用光ファイバ５８と受光用光ファイバ５９とは、端部に口金５８ａ，５９ａを夫々備え、各挿入孔に所定の深さまで挿入され接着剤を介して固定されている。
【００２９】
投光孔５０ｃ及び受光孔５０ｄは、図１に示す液位検出装置の保持手段と同等の位置に形成されている。即ち、パイプ内に液体がない場合、出射光が、図７中、実線で示すように受光孔５０ｄから一定距離離れたパイプ収容凹部５３の内壁下側に達するようになっている。従って、光ファイバの受光端５９ｔには出射光の迷光及び拡散光の一部のみの僅かな光が入射するだけである。
【００３０】
一方、パイプ内に液体がある場合、出射光は、図中、点線で示すように光ファイバの受光端５９ｔに達する。従って、光ファイバの受光端５９ｔには出射光の大部分が入光する。
尚、投光孔５０ｃは、図８に示すようにパイプの長手方向に延びたスリット形状の絞り部を有している。これによって、出射光はパイプの長手方向に長く、パイプの円周方向（長手方向と直交する方向）に短くなる。この結果、出射光の総量は減少するので液体が無いときの拡散光及び迷光による受光量が減少し、管体外周面に対する入射角が理想に近い光（＝受光端に届く光）は減少しないので、液体があるときの受光量が減少しない。即ち、Ｓ／Ｎ比が向上し安定した検出をすることができる。
【００３１】
また、保持手段５０は、図７に示すように、反射ミラー５５，５７を備えることで保持手段への光ファイバの挿入方向が限定されず、保持手段の小型化を図ることが可能となる。また、レンズ５４，５６を介して集光を行なうので、液体の有無を感度良く検出することができる。
更に、本発明の第３の実施形態に係る液体検知装置について説明する。
【００３２】
尚、上述の実施形態に係る液体検知装置と同等の構成については対応する符号を付して詳細な説明を省略する。
第３の実施形態に係る液体検知装置３は、図９に示すように、保持手段６０の受光孔６０ｄが第２の実施形態の保持手段の受光孔５０ｄより大きく形成されている。そして、受光孔６０ｄの開口部には集光レンズ６１が嵌め込まれている。
【００３３】
図中、実線で示す管径の異なるパイプＰ₁，Ｐ₂，Ｐ₃を保持手段の収容凹部６３に固定した場合、管内に液体が有る場合の出射光の光路が管径毎に異なり（図中の実線参照）、保持手段の受光孔６０ｄにおける出射光の到達位置も管径毎に異なるが、各出射光を集光レンズ６１で全て集光して反射ミラー６７、集光レンズ６６を介して受光素子に確実に導くことができる。従って、本実施形態に係る液体検知装置３では、保持手段６０の収容凹部６３に収容可能な様々な管径のパイプの液体有無検知を行なうことができる。
【００３４】
尚、保持手段６０は、第２の実施形態に係る液体検知装置２と同様に、投光孔にスリット状の絞り部を備えている。
続いて、本発明の第４の実施形態に係る液体検知装置について説明する。
尚、上述の実施形態に係る液体検知装置と同等の構成については対応する符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３５】
図１０に示すように、第４の実施形態に係る液体検知装置４も、第３の実施形態に係る液体検知装置３と同様に、保持手段７０の受光孔７０ｄが第２の実施形態の保持手段の受光孔５０ｄより大きく形成されている。しかし、受光孔５０ｄの開口部には保持プレート７７が嵌め込まれている。そして、受光ファイバ７９が多芯の光ファイバからなり、各光ファイバの端部７９ａ，７９ｂ，７９ｃ…がプレート７７を介して保持手段の受光孔７０ｄの開口部において管径毎に異なる出射光の到達位置に沿ってアレイ状に配列されている。
【００３６】
この構成によって、第３の実施形態に係る液体検知装置３と同様に、保持手段の収容凹部７３に管径の異なるパイプを収容した場合、パイプ内に液体が有る場合、各管径に対応する出射光をアレイ状に配列された光ファイバ素子のいずれかに確実に入射させることができる。従って、保持手段の収容凹部７３に収容可能な様々な管径のパイプＰ₁，Ｐ₂，Ｐ₃…の液体有無検知を行なうことができる。
【００３７】
尚、保持手段７０は、第２の実施形態に係る液体検知装置５０と同様に、投光孔７０ｃにスリット状の絞り部を備えている。
更に、上述の第３及び第４の実施形態に係る液体検知装置３，４を使用すれば、パイプの管径に限定されることなく液体の有無を検知できるので、液体検知装置の設置対象範囲が広がる。
【００３８】
尚、上述の第１の実施形態のように必ずしも光ファイバの端部を固定用口金を介して保持手段に固定する必要はなく、光ファイバ端部を直接保持手段に固定しても良い。
また、第２乃至第４の実施形態において反射ミラーと光ファイバ端部との間に設けられた集光レンズも必ずしも必要とはしない。
【００３９】
更に、第２乃至第４の実施形態において反射ミラーを備える代りに、光ファイバを斜めにカットしたサイドビュー加工を施して光を反射させるようにしても良い。
更にまた、保持手段内の光ファイバの配置経路や保持手段からの光ファイバの引き出し方向は上述の実施形態に限定されるものではない。
【００４０】
また、本実施形態では、液体検知装置を使用するアプリケーションの例としてタンクの液位検知に基づいて説明したが、これは数有るアプリケーションの一例に過ぎず必ずしもこれに限定されるものではない。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に係る液面監視装置の下限レベル検出センサによれば、光ファイバの断線や投光素子の劣化等の光学系の不具合が生じたときの受光状態は透明パイプ内に液体が無いとき（＝異常）の受光状態と等しく、透明パイプ内に液体があるとき（＝正常）の受光状態と異なるので、光学系の不具合が生じたときは、液体の有無に関わらず、液体無し（＝異常）と判断されることになる。
【００４２】
即ち、下限レベル検出センサの不具合を検出することができるので、透明パイプ内に液体が無い状態にも係わらず液体有り（＝正常）と誤判断してしまうことを未然に防ぐことができ、フェールセーフ性に優れる。
また、請求項２にかかる液面監視装置の下限レベル検出センサによれば、受光器が管径に応じて透明パイプを透過する出射光の出射領域に集光レンズを備え、投光器からの出射光を集光レンズを介して常に受光し得るようになっているので、異なる管径を有する透明パイプの夫々において液体の存在を確実に検知することができる。
【００４３】
更に、請求項３にかかる液面監視装置の下限レベル検出センサによれば、受光器が管径に応じて透明パイプを透過する出射光の出射領域に複数の受光ファイバをアレイ状に配置し、投光手段からの出射光を複数の受光ファイバの少なくともいずれか１つを介して常に受光し得るようになっているので、異なる管径を有する透明パイプの夫々において液体の存在を確実に検知できる。
【００４４】
また、請求項４にかかる液面監視装置の下限レベル検出センサによれば、投光器がその投光端に透明パイプの長手方向に延びたスリット状の絞り部を備えているので、その出射光はパイプの長手方向に長く、パイプの円周方向（長手方向と直交する方向）に短くなる。この結果、出射光の総量は減少するので液体が無いときの拡散光及び迷光による受光量が減少し、透明パイプの外周面に対する入射角が理想に近い光（＝受光端に届く光）は減少しないので、液体があるときの受光量が減少しない。従ってＳ／Ｎ比の向上を図り、安定した検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る液体検知装置の投光端と受光端付近を概略的に示す図である。
【図２】図１の液体検知装置の全体構成を示すブロック図である。
【図３】図１の液体検知装置の検出方法を説明する図である。
【図４】図１の液体検知装置を用いたアプリケーションの一例を示す図である。
【図５】図４のアプリケーションにおいて使用される液体検知装置を部分的に示す図である。
【図６】図４のアプリケーションにおける異常通知ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る液体検知装置を部分的に示す図である。
【図８】図７の投光端付近を部分的に拡大して示す斜視図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る液体検知装置の投光端と受光端付近を概略的に示す図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る液体検知装置の投光端と受光端付近を概略的に示す図である。
【図１１】従来の液体検知装置の投光端と受光端付近を概略的に示す図である。
【図１２】従来の液体検知装置を用いたアプリケーションの一例を示す図である。
【符号の説明】
１〜４液体検知装置
１０投光手段
１２投光素子
１３光ファイバ
１３ｔ投光端
２０受光手段
２２受光素子
２３光ファイバ
２３ｔ受光端
３０保持手段
３３収容凹部
５０保持手段
５０ｃ投光孔
５０ｄ受光孔
５３パイプ収容凹部
５９ｔ受光端
６０保持手段
６０ｄ受光孔
６１集光レンズ
６３保持手段の収容凹部
７０保持手段
７０ｄ受光孔
７９受光ファイバ
７９ａ，７９ｂ，７９ｃ光ファイバ素子の端部

Claims

上下方向に延びる透明パイプに導かれた液体の液面レベルを監視する液面監視装置であって、
上記透明パイプを挟んで設けられる投光器と受光器とを備えた透過型光センサからなり、前記透明パイプにおける前記液面高さの上限レベルを監視する高さ位置に装着された上限レベル検出センサおよび下限レベルを監視する高さ位置に装着された下限レベル検出センサと、
これらの各レベル検出センサの出力をそれぞれ検出して前記透明パイプに導かれた液体の液面高さの正常性を管理するコントローラとを備え、
前記上限レベル検出センサは、前記透明パイプ内に液体が存在しないときに前記投光器から出力された光を受光し、液体が存在するときに上記光の伝播方向から外れる位置に前記受光器を配置した構造を有し、
前記下限レベル検出センサは、前記透明パイプ内に液体が存在するときに前記投光器から出力された光を受光、液体が存在しないときに上記光の伝播方向から外れる位置に前記受光器を配置した構造を有することを特徴とする液面監視装置。
前記下限レベル検出センサにおける受光器は、管径に応じて前記透明パイプを透過する出射光の出射領域に集光レンズを備え、前記投光器からの出射光を前記集光レンズを介して受光可能に設けられる請求項１に記載の液面監視装置。
前記下限レベル検出センサにおける受光器は、管径に応じて前記透明パイプを透過する出射光の出射領域に複数の受光ファイバをアレイ状に配置し、前記投光手段からの出射光を前記複数の受光ファイバの少なくともいずれか１つを介して受光可能に設けられる請求項１に記載の液面監視装置。
前記下限レベル検出センサにおける投光器は、その投光端に前記透明パイプの長手方向に延びたスリット状の絞り部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の液面監視装置。