JP5128811B2 - 液面検出装置 - Google Patents
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Description
下記特許文献では、センサヘッド部と管体との間にはバンドが巻回され、センサヘッド部には、ロック位置とロック解除位置との間を移動自在にロック部材が取り付けて構成される。そして、ロック部材をロック位置へ移動すると、ロック部材はセンサヘッド部と結束バンドとの間に嵌入して結束バンドをセンサヘッド部から離遠する方向へ押圧する。この結果、筒体にセンサヘッド部1が保持される。
透光性であって円筒形をなす筒体に取り付けられ、その筒体内の液体を検出するための液面検出装置であって、
前記筒体に向けて光を出射する投光部と前記筒体からの光を受光する受光部のうち、少なくともいずれか一方を内部に収容し、かつ壁面の一部に光の投受光動作を行わせる投受光面を有する一又は複数の投受光ユニットと、
前記受光部によって受光される光の受光量に基づいて液体の有無を検出する検出手段と、
前記投受光ユニットを収容する本体ケースと、から構成されるとともに、
前記本体ケースには、
前記筒体の横断面方向において、前記筒体の中心からの垂線と前記投受光面とが直交し、かつ前記筒体の延設方向に前記筒体の中心線と前記投受光面とが平行になるように、少なくとも3点以上で前記筒体の外周面に当接する当接部と、
前記筒体の外周面に当接する前記3点以上で形成される当接平面と直交する直交方向に沿って形成され、前記投受光ユニットを、前記投光部と前記受光部との投受光を行う投受光軸が前記垂線に一致した状態で、前記直交方向に移動可能にガイドするガイド部と、
前記投受光ユニットを、前記投受光面が前記本体ケースの壁面から前記筒体に向けて突出するように付勢する付勢手段と、
前記本体ケースを前記筒体に固定する固定具が取付けられる取付部と、が設けられ、
前記投受光部は、前記筒体の延設方向に一列状に配置され、
前記ガイド部として、前記投受光ユニットの両外壁、及び前記本体ケースにおける両外壁に対応する両内壁のいずれか一方には、軸線が前記当接平面と直交する方向に延びる前記ガイド溝が形成されるとともに、
他方側には、前記ガイド溝と嵌合し前記ガイド溝と共に前記ガイド部を構成する突状嵌合部が形成され、
前記ガイド部により投受光ユニットを前記直交方向にガイドする前記ガイド溝の前記軸線の位置と、前記付勢手段により前記投受光ユニットを付勢する付勢軸の位置が、前記筒体の延設方向において一致していることを特徴とする液面検出装置。
投受光ユニットの投受光面と反対側の面と、本体ケースの奥壁との間に位置して、投受光ユニットを筒体側に向けて付勢する付勢手段として機能する弾性部材を設ける。このような構成であれば、付勢手段を弾性部材のわずか一部品によって構成できるので、装置の構成が複雑化することがない。
請求項1の発明の構成によると、液面検出装置を取り付けるべく筒体に本体ケースを宛がうと、まず、投受光面が筒体に先当たりする。続いて、付勢手段の付勢力に抗する力で本体ケースを筒体に向けて押し込んでやる。すると、投受光ユニットは、投受光面が筒体に当接した状態を維持しつつ、本体ケース内へと退避してゆく。やがて、当接部が筒体の外周面に当接するが、このときに、筒体に対する本体ケースの傾きが矯正され、本体ケースは筒体に正規姿勢を保って3点当たりした状態となる。
請求項2の構成であれば、付勢手段の付勢軸が、両ガイド部における摩擦力が釣り合う平衡軸と一致するように設定されているので、付勢手段の付勢力を投受光ユニットにロスなく伝達でき、また投受光ユニットの進退動作も安定する。
このものでは、投光用光ファイバ素線と、受光用光ファイバ素線を交互に配置している。このような構成であれば、投光用光ファイバ素線と、受光用光ファイバ素線を別の列に分けて配置する場合に比べて、投光用光ファイバ素線の配置ピッチ、受光用光ファイバ素線の配置ピッチがそれぞれ広くなる。そのため、筒体内の液体にある程度大きな気泡が含まれていたとしても、その影響を受ける光軸の数が少なくて済む。
一般に、光ファイバ素線の先端から出射された光は有る程度広がりつつ進む。そのため、一の光ファイバ素線で照射可能な投光検出領域(筒体の内周面に検出光を投光できる範囲)は筒体の厚みが薄いほど狭くなる。また、これと同様に筒体の厚みが薄いほど、一の光ファイバ素線に狭い範囲の光しか導入出来ず、受光可能な受光検出領域が狭くなる。
請求項5の発明の構成であれば、本体ケースを筒体にしっかりと固定できるから、投受光動作が安定し、より一層検出精度が高まる。
本発明の実施形態1を図1ないし図18によって説明する。
図1は、本実施形態に適用された液面検出装置Zの全体構成を示す図ある。
本液面検出装置Zは、透明筒体(以下、単に筒体)10の液量(液位)を検出するものである。同図に示す符号20はセンサ本体、符号50はヘッド部である。センサ本体20は投光素子21、投光回路31、受光素子25、受光回路35、制御回路(本発明の「検出手段」の一例)40、出力回路41を備えている。投光素子21並びに受光素子25は、ヘッド部50に連なる光ファイバF、Gに投光面、受光面を向けて配置されている。
投光素子21が駆動され、検出光が発せられると、その光は投光用の光ファイバFを通ってヘッド部50に導かれる。その後、検出光は投光用の光ファイバFの先端、すなわち投受光面66から筒体10に向けて照射される。
取り付けを行うには、まず、投受光面66を筒体10に向けた姿勢とし、その状態からヘッド部50を筒体10に対して押し当ててやる。これにより、図10の上段に示すように、筒体10の外周面10Aに対して投受光面66が当接した状態となる。
次に、本発明の実施形態2を図19によって説明する。
実施形態1では、投受光ユニット60をゴム体110によって付勢する構成を採用した。これに対して、実施形態2のものは、投受光ユニット60をコイルスプリング210、220によって付勢する構成をとったものである。そして、本実施形態では、コイルスプリング210、220を投受光ユニット60の上下に配置することで、力のバランスを取り、投受光ユニット60が水平にまっすぐ付勢されるように配慮してある。他の構成は実施形態1と同一である。
次に、本発明の実施形態3を、図20によって説明する。
実施形態1のものは、姿勢を矯正つつつ筒体10にヘッド部50を位置決めする部材を、一対の位置決め壁87、97によって形成させた。これに対して実施形態3のものは、ヘッド部50を位置決めする部材を、位置決め突起230〜260によって形成させた。位置決め突起230〜260の配置位置は図20に示す通りであり、ヘッドケース70の前面壁の4隅に設置されている。また、各位置決め突起230〜260の形状は、円錐状をなしている。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
50…ヘッド部
60…投受光ユニット
62…嵌合突部(本発明の「ガイド部」の一例)
66…投受光面
67…投受光軸
70…ヘッドケース(本発明の「本体ケース」の一例)
73…ガイド溝(本発明の「ガイド部」の一例)
87、97…位置決め壁(本発明の「当接部」の一例)
99A、99B…取り付け孔(本発明の「取付部」の一例)
120A、120B…結束バンド(本発明の「固定具」の一例)
110…ゴム体(本発明の「付勢手段」の一例)
f…光ファイバ素線(本発明の「投光部」の一例)
g…光ファイバ素線(本発明の「受光部」の一例)
F…投光用の光ファイバ
G…受光用の光ファイバ
Z…液面検出装置
Claims (5)
- 透光性であって円筒形をなす筒体に取り付けられ、その筒体内の液体を検出するための液面検出装置であって、
前記筒体に向けて光を出射する投光部と前記筒体からの光を受光する受光部のうち、少なくともいずれか一方を内部に収容し、かつ壁面の一部に光の投受光動作を行わせる投受光面を有する一又は複数の投受光ユニットと、
前記受光部によって受光される光の受光量に基づいて液体の有無を検出する検出手段と、
前記投受光ユニットを収容する本体ケースと、から構成されるとともに、
前記本体ケースには、
前記筒体の横断面方向において、前記筒体の中心からの垂線と前記投受光面とが直交し、かつ前記筒体の延設方向に前記筒体の中心線と前記投受光面とが平行になるように、少なくとも3点以上で前記筒体の外周面に当接する当接部と、
前記筒体の外周面に当接する前記3点以上で形成される当接平面と直交する直交方向に沿って形成され、前記投受光ユニットを、前記投光部と前記受光部との投受光を行う投受光軸が前記垂線に一致した状態で、前記直交方向に移動可能にガイドするガイド部と、
前記投受光ユニットを、前記投受光面が前記本体ケースの壁面から前記筒体に向けて突出するように付勢する付勢手段と、
前記本体ケースを前記筒体に固定する固定具が取付けられる取付部と、が設けられ、
前記投受光部は、前記筒体の延設方向に一列状に配置され、
前記ガイド部として、前記投受光ユニットの両外壁、及び前記本体ケースにおける両外壁に対応する両内壁のいずれか一方には、軸線が前記当接平面と直交する方向に延びる前記ガイド溝が形成されるとともに、
他方側には、前記ガイド溝と嵌合し前記ガイド溝と共に前記ガイド部を構成する突状嵌合部が形成され、
前記ガイド部により投受光ユニットを前記直交方向にガイドする前記ガイド溝の前記軸線の位置と、前記付勢手段により前記投受光ユニットを付勢する付勢軸の位置が、前記筒体の延設方向において一致していることを特徴とする液面検出装置。 - 前記付勢手段によって前記投受光ユニットを付勢する前記付勢軸が、両ガイド溝と両突状嵌合部との嵌めあいによって前記投受光ユニットの両側に形成される両ガイド部における摩擦力が釣り合う平衡軸と一致する構成であることを特徴とする請求項1に記載の液面検出装置。
- 前記投受光面には、複数本の投光用光ファイバ素線の先端と、同一の受光素子に連なる複数本の受光用光ファイバ素線の先端とが、前記投受光面の長手方向において交互、かつ一列状に配置され、
前記受光素子によって前記複数本の受光用光ファイバ素線の全てから受光した受光量に基づいて、前記液体の有無を検出することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の液面検出装置。 - 前記複数本の投光用光ファイバ素線によって形成される投光検出領域と、前記複数本の受光用光ファイバ素線によって形成される受光検出領域とが互いに重なる検出領域が、検出対象となる筒体のうち、筒体壁の厚みが最も薄い基準厚みにおいて、少なくとも長手方向に連続するように前記投光用光ファイバ素線の配置ピッチ及び前記受光用光ファイバ素線の配置ピッチが設定されていることを特徴とする請求項3に記載の液面検出装置。
- 前記取付部は、前記筒体の延設方向について前記投受光ユニットを両側から挟むように前記本体ケースに2箇所設けられていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の液面検出装置。
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