JP3992153B2 - 気泡式液面計 - Google Patents

Description

本発明は、船舶等のタンクに貯留されている液面のレベルを測定するための気泡式液面計に関するものである。

コンテナ船やタンカーのような船舶におけるバラストタンクや油タンク、水タンク等には、貯留されている液体のレベルを検出するための液面計が設置されている。このような液面計の計測方式としては、フロート式、気泡式等が従来から知られている。従来の気泡式液面計の多くは、複数配置されたタンクごとに給気管を設置し、タンクに貯留された液中に没した上記給気管に、機械室または他の区画に設置されたコンプレッサでつくられた圧縮空気を、配管を通して配送するようになっている。

液体を入れるタンク内に、下端部が自由開口となったパイプからなる給気管を鉛直方向に配し、タンク内に液体が入っているときに、給気管の下端部より気泡となって排出されるように、上記配管を通じて給気管に圧縮空気を供給する。そのときの給気管の内圧Ｐは、液体の深さＨに液体の密度ρを乗じたヘッドρＨに、液体上部のガス圧を加えたもの、すなわち「全圧」と等しいので、検出された全圧から液体上部のガス圧を差し引いたものを液体のレベルとして指示計に表示する。圧縮空気は機関室のコンプレッサでつくられ、甲板上に敷設された主管から枝管を経て各タンクのレベル検出部に供給されるか、または独立の配管を経て各タンクのレベル検出部に供給されるようになっている。

パイプからなる給気管内の圧力は液体のヘッド（液体の深さ）により異なるとともに、液体のヘッドは個々のタンクごとに異なる。しかし、従来型の気泡式液面計は、圧縮空気は一つのコンプレッサから供給されるため、圧縮空気の気圧は、計測しようとする最大液体ヘッドに見合った最大圧を保つ必要があり、タンク深さやそのときどきの液体ヘッドに対しては気圧が高すぎることとなって、計測値が微妙に変化する欠点があった。

そこで本出願人は、タンク内の液中に没入する給気管と、給気管内に圧縮気体を供給可能なポンプと、ポンプと給気管との間に設けられたチェック弁と、給気管内の気圧を計測する圧力センサと、圧力センサから送られてきた圧力データによりポンプを制御する制御手段とを有してなる気圧式液面計であって、上記給気管とポンプとチェック弁と圧力センサが、タンクごとに設けられていることを特徴とする気圧式液面計に関して特許権を取得した（特許文献１参照）。特許文献１でいう「気圧式液面計」は、「気泡式液面計」のことである。

特許文献１記載の発明によれば、
１．繁雑な配管が不要となり、単独に作動する電気機器として簡便に取り扱うことができる。
２．計測部の給気管を充たすだけの圧縮気体があれば足りるため、小容量のポンプの装着で十分である。
３．計測部の至近距離から圧縮気体を供給するので、外部温度の影響がほとんどない。
４．計測部の至近距離から圧縮気体を供給するので、簡便な制御でよく、計測部は検出部端子箱の中に収まっているので、保守点検が簡単である。
というような効果を得ることができる。

特許第２９５１９５４号公報

最近、液面計の簡略化を図って経費を節減するために、タンカーやケミカル船、あるいはＬＮＧ船の防爆区画で、低価格の割には故障が少なく、安全性の高い気泡式液面計が、それほど高い計測精度を必要としないタンクに採用されるようになってきている。

そこで、最近の気泡式液面計の例を説明する。図１１、図１２において、船舶のタンク１０には、油、水などの液体１４が貯留される。タンク１０の天井上面側にはスタンドピース１６を介してエアパージヘッド２０が取り付けられていて、エアパージヘッド２０からは、タンク１０の底面に向かって給気管１２が、垂下した形で取り付けられている。エアパージヘッド２０には、配管３０と配管３２が接続されている。配管３０は圧縮空気を供給するための配管であり、配管３２はシグナルエアを取り出すための配管である。

図１２に示すように、エアパージヘッド２０はカップを上下反転したような形で、その内部は隔壁２１で上下に二分されるとともに、隔壁２１にダイアフラム２２が取り付けられている。隔壁２１で分けられた上側の部屋はパイプを介して上記配管３０に連通している。配管３０はまたオリフィス２６を経て、また、流量制御バルブ２８を経て給気管１２に連通している。給気管１２は、流量制御バルブ２８とパイプを介して上記配管３２に連通している。給気管１２はまた、適宜のパイプを介して上記ダイアフラム２２の内部空間に連通している。したがって、ダイアフラム２２の内部の空気圧と給気管１２内の空気圧は同じである。ダイアフラム２２の内部にはコイル状のばね２４が配置されていて、ダイアフラム２２を図１２において上方に向かい、したがって、隔壁２１で区画された上側の空間を狭める向きに付勢している。上記流量制御バルブ２８はダイアフラム２２の天井から垂下したロッドと一体に連結されている。

エアパージヘッド２０は次のように動作する。給気管１２の下端部がタンク１０内の液体１４に没している状態で配管３０から圧縮空気が供給されると、上側の空間の気圧すなわちダイアフラム２２の外側の気圧が、ダイアフラム２２内部の気圧すなわち給気管１２内の気圧よりも高くなり、ダイアフラム２２がばね２４の弾力に抗して圧縮される。このダイアフラム２２の作動により流量制御バルブ２８が押し下げられてバルブが開かれ、オリフィス２６を経て給気管１２内に圧縮空気が一定の流量で供給される。この圧縮空気によって給気管１２内の液面が押し下げられ、やがて給気管１２の下端から圧縮空気が放出され、液体１４内を泡となって上昇し、大気中に放出される。給気管１２内の液体１４のレベルが低くなるにしたがって給気管１２内の空気圧は高くなるので、給気管１２内の空気圧を測定することによって液体１４のレベルを測定することができる。給気管１２に圧縮空気を供給し始めた当初は流量制御バルブ２８が大きく押し下げられて圧縮空気の流量が多く、給気管１２内の液面が押し下げられるにしたがって流量制御バルブ２８の開口量が小さくなって流量が少なくなる。気泡が放出されて液面レベルを測定しているときは、給気管１２の下端から一定量ずつ圧縮空気が放出される。このように、エアパージヘッド２０は定流量メカニズムを構成している。

図１１において、上記配管３０には、コンプレッサ３４から圧縮空気が供給される。コンプレッサ３４と配管３０との間には、船内レギュレータ３６とエアサプライユニット４０が介在している。船内レギュレータ３６は、コンプレッサ３４から送り出される圧縮空気の圧力を例えば７ｋｇ／ｃｍ^２程度に調整する。エアサプライユニット４０はコントロールルーム３８に配置されていて、コンプレッサ３４側から順に、ストップバルブ４２、フィルタ４４、レギュレータ４６、圧力計４８を有している。コントロールルーム３８には、切換弁５０、空電変換器５２、指示計５８が配置されている。空電変換器５２は空気圧を検出して電気信号に変換するもので、圧力センサ５４とこの圧力センサ５４の出力に応じて指示計５８による気圧指示値を制御する制御基板５６を有してなる。切り替え弁５０は、図示のように給気管１２内の気圧を空電変換器４０に導く態様と、図示の状態から時計方向に９０度回転操作することによって、空電変換器４０にかかる気圧を大気中に開放するゼロ補正態様に切り換えることができるようになっている。

切換弁５０が図１１に示されている切換態様にあるときは、給気管１２内の気圧が圧力センサ５４にかかる。この気圧は、前述のとおり、タンク１０に貯留されている液体１４のレベルに依存する。圧力センサ５４はこれにかかる気圧に応じた電気信号を出力する。この電気信号は制御基板５６において指示計５８による液体レベル表示に必要な処理がなされ、指示計５８によって液体レベルが表示される。

以上説明した従来の気泡式液面計によれば、給気管に圧縮空気を一定量ずつ供給するために、ダイアフラム、ばね、流量制御バルブを備えたエアパージヘッドを有しており、構造が複雑で、故障しやすく、コスト高になる難点がある。また、圧縮空気供給源から常時給気管に圧縮空気を供給する必要があるため、圧縮空気の消費量が多くなり、加えて、圧縮空気の放出による脈動があり、これが圧力センサに伝わって、表示値がふらついて不安定になる難点がある。

本発明は、上記従来の気泡式液面計の問題点を解消するためになされたもので、構造が簡単で故障が少なく、コストの安い気泡式液面計を提供することを目的とする。
本発明はまた、圧縮空気の消費量を少なくすることができ、圧縮空気の脈動が無く、指示値のふらつきが無く安定した表示が可能な気泡式液面計を提供することを目的とする。
本発明はまた、検出プロセスの切換、圧縮空気の供給量の調整を、あらかじめタンクの積荷パターンあるいは揚げ荷パターンを想定して設定した自動制御プログラムの実行により測定することが可能な気泡式液面計を提供することを目的とする。
本発明はまた、上記自動制御プログラムの実行および信号処理などの電気的処理ないしは制御は制御室内において行うことができ、甲板上では電気機器が存在せず、本質安全防爆型の条件を満たす気泡式液面計を提供することを目的とする。

本発明は、少なくとも下端部がタンク内の液体中に没入する給気管と、給気管内に圧縮空気を供給する圧縮空気供給源と、給気管内の気圧を計測する圧力センサと、圧力センサの検出信号に基づいて上記タンク内の液体レベルを表示する表示部と、を有する気泡式液面計であって、圧縮空気供給源から給気管への圧縮空気供給経路を開閉する第１の電磁バルブと、給気管から圧力センサへの気圧検出経路を開閉する第２の電磁バルブを有し、第１の電磁バルブと第２の電磁バルブは、第１の電磁バルブが圧縮空気供給経路を開く給気モードでは第２の電磁バルブが気圧検出経路を閉じ、第２の電磁バルブが気圧検出経路を開く測定モードでは第１の電磁バルブが圧縮空気供給経路を閉じるように制御されることを最も主要な特徴とする。

第１の電磁バルブを開くことによって圧縮空気供給源から給気管へ圧縮空気が供給され、給気管内の気圧が上昇する。給気管内の液面が給気管の下端部まで下がると吸気管内の圧縮空気が液中に泡状に漏れ、吸気管内の気圧が液面レベルに対応した気圧になる。第１の電磁バルブを閉じ、第２の電磁バルブを開くことによって給気管内の空気圧を圧力センサで検出し、検出信号に基づいて表示部にタンク内の液体レベルを表示する。従来の気泡式液面計で用いられている流量制御バルブに代わって電磁バルブを用いたことによって、全体の構成が簡単になり、故障が少なく、コストの安い気泡式液面計を得ることができる。
電磁バルブは、その動作を自動制御プログラムで制御することができ、手動的な操作は不要となる。また、自動制御プログラムによる制御は制御室内において行うことができ、甲板上に電気機器を設置する必要がないから、本質安全防爆型の条件を満たすことができる。加えて、圧縮空気の供給量の調整を、あらかじめタンクの積荷パターンあるいは揚げ荷パターンを想定して設定した自動制御プログラムを実行することにより測定することができる。
圧縮空気の消費量を少なくすることができ、圧縮空気の脈動が無く、表示値のふらつきが無く安定した表示を行うことができる。

以下、本発明にかかる気泡式液面計の実施例を、図面を参照しながら説明する。なお、図１１に示す従来例の構成と同じ構成部分には同じ符号を付した。

図１において、船舶のタンク１０には、油、水などの液体１４が貯留される。タンク１０の天井上面側にはスタンドピース１６とフランジ６０を介して配管３０がつながれている。前述の従来例と異なって、エアパージヘッドは設置されていない。しかし、ここに、必要に応じて逆支弁を設けることもある。配管３０は、例えば船舶のデッキ上の配管であって、コントロールルーム３８内に配置されたマニホルド６４につながれている。配管３０は、第１、第２の電磁バルブ６５，６６の開閉制御によって、圧縮空気供給用配管としても機能し、また、シグナルエアを取り出すための配管としても機能する。上記スタンドピース１６からは、給気管１２がタンク１０の底面に向かって垂下した形で取り付けられ、給気管１２はその下端部からタンク１０内の液体１４中に没入するようになっている。

上記マニホルド６４はあらかじめ複数の電磁バルブを装着するための穴と装着された電磁バルブ相互間および外部の配管につながる空気流通穴が形成されている。この実施例においてはマニホルド６４に３個の電磁バルブ６５，６６，６７が装着されている。各電磁バルブは、空電変換器５２が有している制御基板５６によって動作が制御されるようになっている。各電磁バルブは、駆動コイルが励磁されることにより一方向に移動して空気の流入側と出口側を連通させ、駆動コイルが非励磁のときは付勢力で移動して空気の流入側と出口側を遮断するように構成された、比較的簡単な構造のものである。マニホルド６４は、各電磁バルブ６５，６６，６７を直列的につなぐ空気流通穴と、電磁バルブ６５，６６間の空気流通穴を分岐させて上記配管３０につながる空気流通穴と、電磁バルブ６６，６７間の空気流通穴を分岐させ、空電変換器５２内の圧力センサ５４に至る配管につながる空気流通穴を有している。また、電磁バルブ６５の空気流入側とエアサプライユニット４０からの配管につながる空気流通穴と、電磁バルブ６７の空気の出口側を大気中に開放するための空気流通穴を有している。

図１１に示す従来例と同様に、圧縮空気供給源であるコンプレッサ３４を有し、コンプレッサ３４とマニホルド６４との間には、船内レギュレータ３６とエアサプライユニット４０が介在している。船内レギュレータ３６は、コンプレッサ３４から送り出される圧縮空気の圧力を例えば７ｋｇ／ｃｍ^２程度に調整する。エアサプライユニット４０はコントロールルーム３８に配置されていて、コンプレッサ３４側から順に、ストップバルブ４２、フィルタ４４、レギュレータ４６、圧力計４８を有している。コントロールルーム３８には、空電変換器５２、指示計５８が配置されている。空電変換器５２は空気圧を検出して電気信号に変換するもので、圧力センサ５４とこの圧力センサ５４の出力に応じて指示計５８による気圧指示値を制御する制御基板５６を有してなる。前述のように、電磁バルブ６６，６７間の空気流通穴が分岐し、配管を介して圧力センサ５４につながっている。制御基板５６は、圧力センサ５４の検出出力を演算してタンク１０内の液面レベルに変換し、液面レベルを指示計５８に表示させる演算機能を有している。制御基板５６はまた、各電磁バルブ６５，６６，６７の開閉動作を制御するソフトウエアがインストールされている。

次に、上記実施例１の動作を説明する。３個の電磁バルブ６５，６６，６７の開閉作動態様によって、図３に示すように、エア供給モード、エア停止モード、測定圧大気放出モードの三つの動作モードがある。「エア供給モード」とは圧縮空気供給源から給気管１２に圧縮空気を供給するモードすなわち「給気モード」であり、「エア停止モード」とは、エアの給気を停止して液面レベルを測定するモードすなわち「測定モード」のことである。「測定圧大気放出モード」とは、圧力センサにかかる圧縮空気を大気に開放して大気圧とし、このときの指示計５８の指示値をゼロとするゼロ点調整を行うための動作モードである。図３において、ＳＶ１は第１の電磁バルブ６５、ＳＶ２は第２の電磁バルブ６６、ＳＶ３は第３の電磁バルブ６７を指している。

「給気モード」では、第１の電磁バルブ６５が圧縮空気供給経路を開き、第２の電磁バルブ６６は圧力センサにつながる気圧検出経路を閉じ、圧縮空気が給気管１２に供給される。「エア停止モード」では、第１の電磁バルブ６５は圧縮空気供給経路を閉じ、第２の電磁バルブ６６のみがバルブが開いて上記気圧検出経路を開き、給気管１２内の気圧が空電変換器５２の圧力センサ５４にかかるようにする。「測定圧大気放出モード」では、第３の電磁バルブ６７のみがバルブを開き、圧力センサ５４にかかる気圧を大気圧と同じにする。

第１の電磁バルブのみを開く「給気モード」と、第２の電磁バルブのみを開く「測定モード」は、図２に示すように、間歇的に交互に切り換え制御される。図２（ａ）において、「ａ１」は最初の給気モードを示し、この給気モードａ１の次の測定モードを「ｂ１」で示している。「ａｎ」はｎ回目の給気モード、「ｂｎ」はｎ回目の測定モードを示している。給気モードの開始直前までは、給気管１２内の液面はタンクに貯留されている液体の液面と同じレベルにあり、給気モードが実行されることによって給気管１２内の気圧が上昇し、給気管１２内の液面のレベルが図２（ｃ）に示すように降下する。給気モードと測定モードは交互に実行されるので、給気開始当初は、図２（ｂ）の左側に示すように、給気管１２内の気圧が段階的に上昇する。

給気管１２内の気圧が上昇して、給気管１２内の液面が給気管１２の下端部まで達すると、図２（ｄ）に示すように給気管１２の下端部から圧縮空気が漏れ、タンク１０内の液体１４内を泡となって上昇し、大気に開放される。したがって、給気管１２内の気圧は、タンク１０内の液体１４のレベル（深さ）に対応した気圧となり、液体１４のレベルが変動しない限り、給気管１２内の気圧も変動しない。そこで、測定モードにおいて測定値が変動しなくなった時点での測定値を読むことによって、そのときの液面１４のレベルを測定することができる。図２（ｂ）における記号「Ｉ」は、給気管１２内の液面降下運転中であることを示しており、記号「ＩＩ」は給気管１２からの泡放出運転中、すなわち液面１４のレベルを測定可能な運転中であることを示している。また、前記記号「ａｎ」は泡放出運転に切り替わった直後の給気モードを示し、記号「ｂｎ」は泡放出運転に切り替わった直後の測定モードを示している。

給気開始当初の液面降下運転Ｉは短時間で完了し、なるべく早く泡放出運転ＩＩに切り替わるようにするのが望ましい。そこで、図２（ａ）のａ１，ｂ１で示すように、給気モードでの運転時間が、これと交互に行われる測定モードの運転時間よりも長くなるように、前記第１、第２の電磁バルブ６５，６６の動作が制御される。そして、泡放出運転に切り替わったあとは、給気管１２内の気圧を維持できる程度に圧縮空気を供給できればよいので、記号「ａｎ」「ｂｎ」で示すように、測定モードでの運転時間が、給気モードでの運転時間よりも長くなるように、第１、第２の電磁バルブ６５，６６の動作が制御される。さらに、測定値が安定してくると、図2（ａ）（ｂ）の右半分に示すように、測定モードでの運転時間が、給気モードでの運転時間よりも長くなるばかりでなく、給気モードと測定モードの周期を長くして、無駄な給気が行われないように考慮されている。

いま、タンク１０内の液体１４の実際の深さをＨｍとする。船舶のデッキ上の配管は長いため、この配管の中を通過する圧縮空気には圧力損失ΔＰが生じる。したがって、給気モードでの運転中における前記マニホルド６４での圧力を考えると、第２の電磁バルブ６６の上流側、Ａ１，Ｐ２ポートでの圧力は高くなり、
（Ｈ×０．１＋ΔＰ）［ｋｇ／ｃｍ^２］
となる。したがって、給気モードから測定モードに切り換えたとき、圧力センサ５４につながるＰｓポートでの圧力が安定するまでに時間がかかる。図２（ｂ）に示す波形図において、測定モードに切り換えられるたびに、圧力がΔＰだけ上昇し、その後なだらかに低下して安定しているのは、このことを示している。

そこで、図４に示すように、Ｐｓポートでの圧力が、許容精度範囲、例えば、±１．０％ＦＳ相当の圧力
Ｈ×０．１＋ΔＰｏ
より降下したときに、Ｐｓポートでの圧力を指示計５８に水深で表示するようにする。例えば、Ｈ＝３の場合、３＋０．０３＝３．０３(ｋｇ／ｃｍ^２)より降下したとき指示計５８に表示する。換言すれば、測定モードでは、あらかじめ、制御室からレベル検出部までの距離により増減する圧力損失およびレベル検出部の液面深さに関係した要因に配慮した実験値により、圧力変動を予測し、その修正を加えた「読み」を表示することで、測定モードへの移行時点から、許容誤差に収まる正確な液面レベルを表示するようになっている。液面計の運用開始後、すなわち本船就航後は、実測値に基づき自動的に補正することができる学習能力を持たせるとよい。図４において、Ｔ１は給気モードでの作動時間、Ｔ２は測定モードへの移行時点から測定を許容できるまでに要する時間、Ｔ３は完全安定に至るまでに要する時間を示す。
なお、第１、第２の電磁バルブ６５，６６を閉じ、第３の電磁バルブ６７を開いた「測定圧大気放出モード」では、圧力センサ５４にかかる気圧が大気圧と同じになるので、このときの表示計５８の指示値をゼロにする。すなわち、測定圧大気放出モードは、ゼロ点調整のためのモードである。

以上説明した実施例１によれば、圧縮空気の流量調整は電磁バルブのオン・オフで制御するだけでよく、流量調整バルブのような微妙な開閉制御を必要とする部材を設ける必要がないため、構成が簡単で、安価で、故障の少ない気泡式液面計を得ることができる。給気モードから測定モードに切り換えて測定するため、圧縮空気の消費量が少なく、加えて、高精度の液面測定を行うことができる。

上記実施例にかかる気泡式液面計は一つ一つのタンクごとに設けられ、各液面計のエアサプライユニット４０、マニホルド６８、空電変換器５２、表示計５８は、コントロールルーム３８に一括して配置され、集中制御および集中監視が行われる。各電磁バルブ６５，６６，６７の自動制御プログラムは、タンクの積荷パターンあるいは揚げ荷パターンを想定してあらかじめ設定され、自動制御プログラムの実行によって、検出プロセスの切換、圧縮空気の供給量の調整が行われる。

次に、図５に示す実施例２について説明する。実施例２が実施例１と異なる点は、圧縮空気供給源であるコンプレッサ３４から、船内レギュレータ３６とエアサプライユニット４０を経て第１の電磁バルブ６５に至る圧縮空気供給経路に、圧縮空気の流量を制限するオリフィス６９が配置されている点である。オリフィス６９は、マニホルド６８内に、第１の電磁バルブ６５の圧縮空気入り口側に配置されている。その他の構成および電磁バルブ６５，６６，６７の制御は実施例１と同じであるから説明は省略する。

実施例２の気泡式液面計によれば、オリフィス６９によって第１の電磁バルブ６５に流入する圧縮空気の流量が制限されて少なくなるため、船舶のデッキ上に配置された配管内を通過する圧縮空気の前記圧力損失ΔＰが少なくなる。したがって、給気モードから、給気を停止して測定モードに切り換えた後、Ｐｓポートの気圧が短時間で安定し、長い時間待つことなく給気管１２内の気圧を測定することができる利点がある。また、実施例１と同様に、制御部の演算処理により計測値の読み精度が向上する。

図６は本発明にかかる気泡式液面計の実施例３を示す。実施例３は、実施例２における第１の電磁弁６５と並列的に第４の電磁バルブ７０が配置されていることを特徴としている。より正確には、オリフィス６９と第１の電磁バルブ６５とが直列的につながれた部分に第４の電磁バルブ７０が並列的につながれている。実施例１に第４の電磁バルブ７０を付加するとすれば、第１の電磁バルブ６５と直接的に第４の電磁バルブ７０をつなげばよい。図７に示すように、第４の電磁バルブ７０は、制御基板５６によって第１の電磁バルブ６５と同時にかつ第１の電磁バルブ６５と同様に開閉制御される。もっとも、給気管１２内の液面を降下させる場合にのみ第１の電磁バルブ６５とともに第４の電磁バルブ７０を開閉し、給気管１２内の液面が降下して給気管１２の下端部から圧縮空気が漏れ始めたら、第４の電磁バルブ７０は閉じたままになるように制御するとよい。その他の構成および制御は実施例１、実施例２と同じであるから説明は省略する。

実施例３の気泡式液面計によれば、第４の電磁バルブ７０が存在することにより、第１の電磁バルブの流量が２倍になったのと実質的に同じとなる。したがって、給気管１２内の液面を迅速に降下させることができ、気泡式液面計の作動開始からタンク内の液体のレベルを測定可能となるまでの時間を短縮することができる。また、船舶の揺動等によって給気管１２内に液体１４が侵入したときなどに、給気管１２内の液体１４を迅速に排出することができるという効果を得ることができる。また、実施例１と同様に、制御部の演算処理により計測値の読み精度が向上する。

図８は本発明にかかる気泡式液面計の実施例４を示す。この実施例は、実施例１に配管を追加した構成になっている。すなわち、第１の電磁バルブ６５の圧縮空気出口側ポートＡ１は圧縮空気供給経路３０を介して給気管１２につながれ、第２の電磁バルブ６６の空気入口側ポートＰ２は気圧検出経路３２を介して給気管１２につながれている。実施例１では第１、第２の電磁バルブ６５，６６が直結され、その途中が分岐して一つの配管によって給気管１２につながれていたのに対し、実施例４では、上記のように、第１、第２の電磁バルブ６５，６６間が分断され、それぞれ圧縮空気供給経路３０を介して、また、気圧検出経路３２を介して給気管１２につながれている。それ以外は実施例１の構成と同じである。

実施例４によれば、気圧検出経路３２には常時給気管１２内の気圧がかかっていて、圧縮空気は流れていない。そのため、気圧検出経路３２が長くても、気圧検出経路３２内の前記圧力損失ΔＰは発生せず、図９に示すように、給気モードから測定モードに切り替わったとき、気圧検出経路３２内の圧力には圧力損失ΔＰに相当する脈動状の立ち上がりが存在しない。図１０に示すように、エア供給モードすなわち「給気モード」で運転中に、給気管から圧縮空気が気泡となって漏れるときに、給気管内の気圧が波上に変動するだけで、エア停止モードすなわち「測定モード」に切り替わると、給気管１２内の圧力および気圧検出経路３２内の圧力は直ちに安定する。

実施例４にかかる気泡式液面計によれば、マニホルド６８と給気管１２との間の配管が一つ増える難点があるが、「給気モード」から「測定モード」に切り替わると直ちに給気管１２内の圧力を圧力センサ５４で検出して、表示計５８に液体のレベルを表示させることができるため、待ち時間がなく迅速な測定が可能である。また、「測定モード」に切り替わると直ちに給気管１２内の圧力が安定するので、精度のよい液面測定が可能になる。

本発明にかかる気泡式液面計は、タンカー、ＬＮＧ船、貨物船などの船舶における積荷貯留タンク、バラストタンク、清水タンクなどの諸タンクの液面レベル計測や、喫水計として適用することができるとともに、船舶以外の輸送手段のタンク、地上に設置される各種用途のタンクに適用することができる。
なお、給気管に供給される気体は、各実施例においては空気として説明したが、積荷の種類によっては、空気以外のガスである場合もある。

本発明にかかる気泡式液面計の実施例１を示す系統図である。 実施例１の動作を示すもので、（ａ）は動作モードを示すタイミングチャート、（ｂ）は圧力変化を示すタイミングチャート、（ｃ）は液面降下運転での給気管の概念図、（ｄ）は泡放出運転での給気管の概念図である。 実施例１の各電磁バルブの各動作モードでの開閉動作を示す図である。 実施例１において給気モードから測定モードに切り換えたときの圧力変化の様子を示すグラフである。 本発明にかかる気泡式液面計の実施例２を示す系統図である。 本発明にかかる気泡式液面計の実施例３を示す系統図である。 実施例３の各電磁バルブの各動作モードでの開閉動作を示す図である。 本発明にかかる気泡式液面計の実施例４を示す系統図である。 実施例４の動作を示すもので、（ａ）は動作モードを示すタイミングチャート、（ｂ）は圧力変化を示すタイミングチャート、（ｃ）は液面降下運転での給気管の概念図、（ｄ）は泡放出運転での給気管の概念図である。 実施例４において給気モードから測定モードに切り換えたときの圧力変化の様子を示すグラフである。 従来の気泡式液面計の例を示す系統図である。 上記従来の気泡式液面計中のエアパージヘッドの内部構成を示す縦断面図である。

符号の説明

１０ タンク
１２ 給気管
１４ 液体
３０ 配管
３４ 圧縮空気供給源としてのコンプレッサ
３８ コントロールルーム
５２ 空電変換器
５４ 圧力センサ
６４ マニホルド
６５ 第１の電磁バルブ
６６ 第２の電磁バルブ
６７ 第３の電磁バルブ

Claims (8)

1. 少なくとも下端部がタンク内の液体中に没入する給気管と、給気管内に圧縮空気を供給する圧縮空気供給源と、給気管内の気圧を計測する圧力センサと、圧力センサの検出信号に基づいて上記タンク内の液体レベルを表示する表示部と、を有する気泡式液面計であって、
   圧縮空気供給源から給気管への圧縮空気供給経路を開閉する第１の電磁バルブと、
   給気管から圧力センサへの気圧検出経路を開閉する第２の電磁バルブを有し、
   第１の電磁バルブと第２の電磁バルブは、第１の電磁バルブが圧縮空気供給経路を開く給気モードでは第２の電磁バルブが気圧検出経路を閉じ、第２の電磁バルブが気圧検出経路を開く測定モードでは第１の電磁バルブが圧縮空気供給経路を閉じるように制御されることを特徴とする気泡式液面計。
2. 給気管から圧力センサへの気圧検出経路を開放することができる第３の電磁バルブを有する請求項１記載の気泡式液面計。
3. 第１の電磁バルブと第２の電磁バルブは、給気モードと測定モードが交互に行われるように制御される請求項１記載の気泡式液面計。
4. 給気管への圧縮空気供給開始当初は測定モードの時間に対して給気モードの時間が長く、測定値が安定した後は測定モードの時間に対して給気モードの時間が短くなるように第１の電磁バルブと第２の電磁バルブが制御される請求項３記載の気泡式液面計。
5. 圧縮空気供給源から第１の電磁バルブに至る圧縮空気供給経路に、圧縮空気の流量を制限するオリフィスが配置されている請求項１記載の気泡式液面計。
6. 第１の電磁バルブと並列的に第４の電磁バルブが配置され、計測モードが定常的に作動するまでの圧縮空気供給開始当初は第４の電磁バルブと第１の電磁バルブが同時に開閉され、計測モードが定常的に作動しているときは第４の電磁バルブは閉じ、第１の電磁バルブと第２の電磁バルブが交互に開閉するように上記各電磁バルブが制御される請求項１記載の気泡式液面計。
7. 第１の電磁バルブと第２の電磁バルブは直列に接続され、第１の電磁バルブと第２の電磁バルブの中間が分岐して給気管に配管されている請求項１記載の気泡式液面計。
8. 第１の電磁バルブの圧縮空気出口側は圧縮空気供給経路を介して給気管につながれ、第２の電磁バルブの空気入口側は気圧検出経路を介して給気管につながれている請求項１記載の気泡式液面計。

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