JP6653161B2 - Water level measurement system - Google Patents

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  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Description

本発明は、液体容器や液槽などの水位を計測するための水位計測システムに係り、特に、ヒータ付熱電対を用いて水位を計測する水位計測システムに関する。   The present invention relates to a water level measurement system for measuring a water level of a liquid container, a liquid tank, or the like, and particularly to a water level measurement system for measuring a water level using a thermocouple with a heater.

高温環境にある液体容器や液槽の水位を検出するために、ヒータ付熱電対を用いた水位計測システムが利用されている。ヒータ付熱電対は、ニッケルクロム電熱線等からなるヒータとクロメルアルメル等からなる熱電対とを金属シースに納め、それぞれの素線の間に酸化マグネシウムやアルミナ等の絶縁材を充填したものであり、耐熱性や耐環境性に優れている。ヒータ付熱電対を用いて液体容器や液槽の水位を計測する際は、ヒータに電流を印加してヒータ付熱電対の先端部(センサ部)を加熱し、熱電対で生じた熱起電力信号を測定する。センサ部が水中にある場合は、ヒータの熱が金属シース外部に放散し易くなる(センサ部から周囲への熱伝達率が大きる)ため、センサ部の温度上昇が抑制される。一方、センサ部が気中(大気中又は蒸気中)にある場合は、ヒータの熱が金属シース外部に放散し難くなる(センサ部から周囲への熱伝達率が小さくなる)ため、センサ部の温度上昇が大きくなる。このセンサ部の温度上昇分を所定の判定値と比較し、判定値より大きい場合は水位がセンサ部より高いと判定し、判定値より小さい場合は水位がセンサ部より低いと判定する。また、複数のヒータ付熱電対を備え、それぞれのセンサ部を互いに異なる高さに配置することにより、段階的な水位計測が可能となる。   A water level measurement system using a thermocouple with a heater is used to detect the water level of a liquid container or a liquid tank in a high-temperature environment. A thermocouple with a heater is a thermocouple made of a nickel-chromium heating wire and a thermocouple made of chromel alumel, etc., housed in a metal sheath, and each wire is filled with an insulating material such as magnesium oxide or alumina. Excellent heat resistance and environmental resistance. When using a thermocouple with a heater to measure the water level in a liquid container or liquid tank, a current is applied to the heater to heat the tip (sensor) of the thermocouple with a heater, and the thermoelectromotive force generated by the thermocouple Measure the signal. When the sensor section is underwater, the heat of the heater is easily dissipated to the outside of the metal sheath (the heat transfer rate from the sensor section to the surroundings is large), so that the temperature rise of the sensor section is suppressed. On the other hand, when the sensor unit is in the air (in the air or in steam), it is difficult for the heat of the heater to radiate to the outside of the metal sheath (the heat transfer coefficient from the sensor unit to the surroundings decreases). The temperature rise increases. The temperature rise of the sensor unit is compared with a predetermined determination value. If the temperature rise is larger than the determination value, it is determined that the water level is higher than the sensor unit. Further, by providing a plurality of thermocouples with heaters and arranging the respective sensor units at different heights, the water level can be measured stepwise.

水位計測システムに用いられるシース付熱電対として、例えば特許文献1に記載のものがある。特許文献1には、熱電対およびヒータを有する検出部と、前記検出部を収容するスリーブと、前記スリーブの外側で前記検出部の収容位置の上側近傍に配設され、前記検出部の収容位置よりも上方から前記スリーブの外側を伝わって流れ落ちる水滴を前記スリーブから分離させて落下させる水滴逃し部とを具備することを特徴とする水位計が開示されている。   As a thermocouple with a sheath used for a water level measurement system, for example, there is one described in Patent Document 1. Patent Literature 1 discloses a detecting unit having a thermocouple and a heater, a sleeve for housing the detecting unit, and an outer side of the sleeve and near an upper side of a housing position of the detecting unit. A water level gauge is provided, comprising: a water drop relief part for separating water drops flowing down from outside the sleeve from above and flowing down from the sleeve and dropping the water drops.

このようなヒータ付熱電対の耐震性及び耐衝撃性を確保する方法としては、金属シースを大径化及び厚肉化してヒータ付熱電対の剛性を高めるという方法と、液体容器や液槽の内側に固定された保護管の内部にヒータ付熱電対を配置するという方法が考えられる。しかしながら、金属シースを大径化した場合は、ヒータ付熱電対のセンサ部の容積が大きくなるため、ヒータの所要電源の容量が大きくなると共に、センサ部の熱応答性が低下するという問題が生じる。一方、ヒータ付熱電対を保護管内に配置した場合は、保護管によって耐震性及び耐衝撃性が確保されるため、ヒータ付熱電対の細径化が可能となる。そして、金属シースを細径化し、ヒータ付熱電対のセンサ部の容積を小さくすることにより、ヒータの所要電源の容量を抑えると共に、センサ部の熱応答性を向上させることができる。   As a method for securing the earthquake resistance and shock resistance of such a thermocouple with a heater, there are a method of increasing the rigidity of the thermocouple with a heater by increasing the diameter and the thickness of the metal sheath, and a method of increasing the rigidity of the liquid container or the liquid tank. A method of arranging a thermocouple with a heater inside a protective tube fixed inside can be considered. However, when the diameter of the metal sheath is increased, the capacity of the sensor unit of the thermocouple with a heater increases, so that the required power supply capacity of the heater increases and the thermal responsiveness of the sensor unit decreases. . On the other hand, when the thermocouple with a heater is disposed in the protection tube, the protection tube secures the earthquake resistance and the shock resistance, so that the diameter of the thermocouple with the heater can be reduced. By reducing the diameter of the metal sheath and reducing the volume of the sensor unit of the thermocouple with a heater, the required power supply capacity of the heater can be suppressed, and the thermal responsiveness of the sensor unit can be improved.

特開2015−055576号公報JP-A-2005-055576

ヒータ付熱電対を保護管内に設置する場合、センサ部が保護管の内壁に熱的に接触しないよう離隔する必要がある。これは、センサ部が保護管の内壁に熱的に接触していた場合、ヒータの熱が接触部から保護管に散逸することにより、水中でないにも関わらずセンサ部の温度上昇が抑制され、センサ部が水中にあると誤判定する可能性があるためである。センサ部を保護管の内壁から熱的に離隔する方法としては、保護管内に複数のスペーサを設け、これら複数のスペーサの孔にヒータ付熱電対を挿通させるという方法が考えられる。   When a thermocouple with a heater is installed in a protective tube, it is necessary to separate the sensor portion so that the sensor portion does not thermally contact the inner wall of the protective tube. This is because, when the sensor unit is in thermal contact with the inner wall of the protective tube, the heat of the heater is dissipated from the contact portion to the protective tube, thereby suppressing the temperature rise of the sensor unit even though it is not underwater. This is because there is a possibility that the sensor unit is erroneously determined to be underwater. As a method of thermally separating the sensor portion from the inner wall of the protection tube, a method of providing a plurality of spacers in the protection tube and inserting a thermocouple with a heater through the holes of the plurality of spacers is considered.

しかしながら、細径化によって撓みを有するヒータ付熱電対を長尺の保護管内に設けられた複数のスペーサの孔に通すことは極めて困難である。一方、スペーサの設置数を減らし、あるいは、スペーサの設置箇所を調整することにより、この困難性は軽減されるものの、ヒータ付熱電対の撓み具合によってはセンサ部が保護管の内壁に接触する可能性が高まる。そのため、ヒータ付熱電対が故障した場合は、保護管を液体容器や液槽から取り外した上でヒータ付熱電対を交換しなければならず、交換作業に多大な手間と労力を要する。   However, it is extremely difficult to pass a thermocouple with a heater, which is bent due to a reduction in diameter, through holes of a plurality of spacers provided in a long protective tube. On the other hand, by reducing the number of spacers installed or adjusting the locations where the spacers are installed, this difficulty is reduced, but depending on the degree of bending of the heater-coupled thermocouple, the sensor section can contact the inner wall of the protective tube. The nature increases. Therefore, when the thermocouple with a heater breaks down, the thermocouple with the heater must be replaced after removing the protective tube from the liquid container or the liquid tank, and replacement work requires a great deal of labor and labor.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、保護管内に設置されたヒータ付熱電対による水位の誤検知を防止し、かつ、液体容器や液槽から保護管を取り外すことなくヒータ付熱電対を容易に交換できる水位計測システムを提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to prevent erroneous detection of a water level by a thermocouple with a heater installed in a protective tube and protect the liquid from a liquid container or a liquid tank. It is an object of the present invention to provide a water level measuring system capable of easily replacing a thermocouple with a heater without removing a pipe.

上記課題を解決するために、本発明は、互いに近接して配置されたヒータと熱電対とをシースに収容してなるヒータ付熱電対と、大気開放された水槽の内側に固定され、前記ヒータ付熱電対1本を収容した保護管と、前記ヒータに電力を供給するヒータ電源と、前記熱電対の起電力を計測する電圧測定回路とを備えた水位計測システムにおいて、前記ヒータ付熱電対のうち前記ヒータと前記熱電対とが内蔵されたセンサ部の上側に設けられ、前記保護管の内径よりも小さい外径を有する上側周囲突起と、前記センサ部の下側に設けられ、前記保護管の内径よりも小さい外径を有する下側周囲突起とを備え、前記センサ部の外周面が前記保護管の内壁に対して露出しているものとする。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides a thermocouple with a heater in which a heater and a thermocouple arranged in close proximity to each other are housed in a sheath, and the heater is fixed inside a water tank open to the atmosphere, In a water level measurement system including a protection tube accommodating one thermocouple with a heater, a heater power supply for supplying power to the heater, and a voltage measurement circuit for measuring an electromotive force of the thermocouple, And an upper peripheral projection having an outer diameter smaller than the inner diameter of the protective tube, the upper peripheral protrusion being provided above a sensor unit in which the heater and the thermocouple are built, and the protective tube being provided below the sensor unit. And a lower peripheral projection having an outer diameter smaller than the inner diameter of the sensor tube, and an outer peripheral surface of the sensor portion is exposed to an inner wall of the protection tube .

本発明によれば、保護管内に設置されたヒータ付熱電対で水位を計測する水位計測システムにおいて、水位計測の信頼性を向上すると共に、ヒータ付熱電対を容易に交換することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the water level measurement system which measures a water level with the thermocouple with a heater installed in the protective tube, while improving the reliability of a water level measurement, it becomes possible to easily replace the thermocouple with a heater. .

本発明の第1の実施例における水位計測システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a water level measurement system according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施例におけるヒータ付熱電対のセンサ付近の垂直断面図及び水平断面図である。It is a vertical sectional view and a horizontal sectional view near the sensor of the thermocouple with a heater in the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施例における上側周囲突起の変形例を示す図である。FIG. 9 is a view showing a modification of the upper peripheral projection in the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施例における下側周囲突起の変形例を示す図である。It is a figure showing the modification of the lower circumference projection in a 1st example of the present invention. 本発明の第1の実施例におけるヒータ付熱電対と水位計測装置とを接続するケーブルの構成の一例を示す図である。It is a figure showing an example of composition of a cable which connects a thermocouple with a heater and a water level measuring device in a 1st example of the present invention. 本発明の第1の実施例における水位計測装置の動作を示すフロー図である。FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation of the water level measuring device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施例におけるヒータ付熱電対のセンサ付近の垂直断面図及び水平断面図である。It is the vertical sectional view and horizontal sectional view near the sensor of the thermocouple with a heater in a 2nd example of the present invention. 本発明の第3の実施例における水位計測システムの全体構成図である。FIG. 11 is an overall configuration diagram of a water level measurement system according to a third embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施例における水位計測装置の動作を示すフロー図である。It is a flowchart which shows operation | movement of the water level measuring apparatus in the 3rd Example of this invention.

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。なお、各図中、同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the drawings, the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted as appropriate.

図1は、本発明の第1の実施例における水位計測システムの全体構成図である。本実施例における水位計測システム1は、ヒータ付熱電対5を用いて水槽2の水位を計測するものである。   FIG. 1 is an overall configuration diagram of a water level measurement system according to a first embodiment of the present invention. The water level measurement system 1 in the present embodiment measures the water level of the water tank 2 using a thermocouple 5 with a heater.

水位計測システム1は、大気開放された水槽2の内側に複数の支持部材3を介して固定された保護管4と、保護管4内に収容されたヒータ付熱電対5と、ヒータ付熱電対5から受信した熱起電力信号に基づいて水位を計測する水位計測装置6とを備えている。ヒータ付熱電対5の上端は、コネクタ7を介してケーブル8の一端に接続されており、ケーブル8の他端は、コネクタ9を介して水位計測装置6に接続されている。水位計測装置6には、計測結果を報知するための表示装置10及びランプ11が接続されている。   The water level measurement system 1 includes a protection tube 4 fixed via a plurality of support members 3 inside a water tank 2 opened to the atmosphere, a thermocouple with a heater 5 housed in the protection tube 4, and a thermocouple with a heater. And a water level measuring device 6 for measuring a water level based on the thermoelectromotive force signal received from the control unit 5. The upper end of the thermocouple with heater 5 is connected to one end of a cable 8 via a connector 7, and the other end of the cable 8 is connected to a water level measuring device 6 via a connector 9. The water level measuring device 6 is connected with a display device 10 and a lamp 11 for notifying the measurement result.

ヒータ付熱電対5の上端部は、固定治具12を介して保護管4の上端部に固定されている。ヒータ付熱電対5の下端部は、ヒータ13及び熱電対14(図2参照)を内蔵しており、センサ部15を形成している。センサ部15の上側及び下側には、保護管4の内周面に向かって突出した上側周囲突起16及び下側周囲突起17がそれぞれ設けられている。   The upper end of the thermocouple with heater 5 is fixed to the upper end of the protective tube 4 via a fixing jig 12. The lower end of the thermocouple with heater 5 has a built-in heater 13 and thermocouple 14 (see FIG. 2), and forms a sensor unit 15. An upper peripheral projection 16 and a lower peripheral projection 17 projecting toward the inner peripheral surface of the protection tube 4 are provided on the upper side and the lower side of the sensor section 15, respectively.

ヒータ付熱電対5の長さは、ヒータ付熱電対5を保護管4内に設置した際に、センサ部15が水槽2内の所定の高さに配置されるように設定されている。また、保護管4の長さは、ヒータ付熱電対5を保護管4内に設置した際に、センサ部15が保護管4内の下側開口部付近に配置されるように設定されている。   The length of the thermocouple with heater 5 is set such that the sensor unit 15 is arranged at a predetermined height in the water tank 2 when the thermocouple with heater 5 is installed in the protective tube 4. The length of the protection tube 4 is set so that the sensor unit 15 is arranged near the lower opening in the protection tube 4 when the thermocouple with heater 5 is installed in the protection tube 4. .

水位計測装置6は、ヒータ電源18、電圧測定回路19及び計測制御回路20を備えている。ヒータ電源18は、ケーブル8内に収容された電源線32a,32b(図5参照)を介して、センサ部15に内蔵されたヒータ13(図2参照)に電力を供給する。電圧測定回路19は、ケーブル8内に収容された熱電対線31a,31b(図5参照)を介して、センサ部15の熱電対14で生じた熱起電力信号を測定し、温度に換算する。計測制御回路20は、制御線を介してヒータ電源18及び電圧測定回路19に接続されており、ヒータ電源18に対してはON/OFF指令を送信し、電圧測定回路19に対しては測定指令を送信する。また、計測制御回路20は、表示装置10及びランプ11に接続されており、計測結果を表示装置10に送信し、計測結果に応じてランプ11を点灯又は消灯させる。表示装置10は、計測制御回路20から受信した計測結果をスクリーン23に表示させる。   The water level measurement device 6 includes a heater power supply 18, a voltage measurement circuit 19, and a measurement control circuit 20. The heater power supply 18 supplies power to the heater 13 (see FIG. 2) built in the sensor unit 15 via power lines 32a and 32b (see FIG. 5) housed in the cable 8. The voltage measurement circuit 19 measures a thermoelectromotive force signal generated by the thermocouple 14 of the sensor unit 15 via thermocouple wires 31a and 31b (see FIG. 5) accommodated in the cable 8, and converts the signal into a temperature. . The measurement control circuit 20 is connected to the heater power supply 18 and the voltage measurement circuit 19 via a control line, sends an ON / OFF command to the heater power supply 18, and sends a measurement command to the voltage measurement circuit 19. Send Further, the measurement control circuit 20 is connected to the display device 10 and the lamp 11, transmits a measurement result to the display device 10, and turns on or off the lamp 11 according to the measurement result. The display device 10 displays the measurement result received from the measurement control circuit 20 on the screen 23.

図2(a)及び(b)に、ヒータ付熱電対5のセンサ部15付近の垂直断面図及び水平断面図をそれぞれ示す。ヒータ13及び熱電対14は、ステンレス鋼又はニッケル合金製のシース25の下端部内に互いに近接して配置されており、シース25内に充填されたアルミナ又は酸化マグネシウム等の粉からなる絶縁材24で電気的に絶縁されている。ヒータ13としてはニッケルクロム電熱線を使用するが、その他の電熱線を使用することもできる。熱電対14としては、クロメルアルメル(クロメル線22aとアルメル線22bとを端部で接合したもの)を使用するが、水温にヒータ加熱による温度上昇分を加えた温度をカバーできる熱電対であればクロメルアルメル以外のもの(例えば銅コンスタンタン等)を使用することもできる。ヒータ13の両端部には、銅線製のヒータリード線21a,21bがそれぞれ接続されている。   FIGS. 2A and 2B are a vertical sectional view and a horizontal sectional view of the vicinity of the sensor section 15 of the thermocouple with heater 5, respectively. The heater 13 and the thermocouple 14 are disposed close to each other within a lower end of a sheath 25 made of stainless steel or a nickel alloy, and are made of an insulating material 24 made of powder such as alumina or magnesium oxide filled in the sheath 25. It is electrically insulated. As the heater 13, a nickel chrome heating wire is used, but other heating wires may be used. As the thermocouple 14, a chromel alumel (a chromel wire 22a and an alumel wire 22b joined at the ends) is used, but any thermocouple that can cover the temperature obtained by adding the temperature rise due to the heater heating to the water temperature. Other than chromel alumel (eg, copper constantan) can also be used. Heater leads 21a and 21b made of copper wire are connected to both ends of the heater 13, respectively.

センサ部15の上側及び下側には、保護管4の内周面に向かって突出した上側周囲突起16及び下側周囲突起17がそれぞれ設けられている。上側周囲突起16及び下側周囲突起17の外径は、保護管4の内径よりも小さく設定されており、ヒータ付熱電対5を保護管4内に設置した際に、上側周囲突起16及び下側周囲突起17の外周端と保護管4の内壁との間に間隙26,27がそれぞれ確保される。また、上側周囲突起16は、下側面の外周端部が保護管4の内壁に向かって下り傾斜するように形成されている。これにより、センサ部15より上方のシース25の外周面で凝縮した水滴が、上側周囲突起16の上側面を伝ってシース25の外周面から分離した後、上側周囲突起16の下側面を伝ってセンサ部15の表面に到達することを抑制している。また、下側周囲突起17の上側面は、保護管4の内壁に向かって下り傾斜するように形成されている。これにより、センサ部15の表面を伝って落下した水滴をセンサ部15の表面から速やかに分離させることができる。   An upper peripheral projection 16 and a lower peripheral projection 17 projecting toward the inner peripheral surface of the protection tube 4 are provided on the upper side and the lower side of the sensor section 15, respectively. The outer diameters of the upper peripheral protrusion 16 and the lower peripheral protrusion 17 are set smaller than the inner diameter of the protective tube 4, and when the thermocouple with heater 5 is installed in the protective tube 4, the upper peripheral protrusion 16 and the lower peripheral protrusion 17 Gaps 26 and 27 are secured between the outer peripheral end of the side peripheral projection 17 and the inner wall of the protection tube 4. The upper peripheral projection 16 is formed such that the outer peripheral end of the lower side surface is inclined downward toward the inner wall of the protection tube 4. As a result, water droplets condensed on the outer peripheral surface of the sheath 25 above the sensor unit 15 travel along the upper surface of the upper peripheral protrusion 16 and separate from the outer peripheral surface of the sheath 25, and then travel along the lower surface of the upper peripheral protrusion 16. The arrival at the surface of the sensor unit 15 is suppressed. The upper side surface of the lower peripheral projection 17 is formed so as to be inclined downward toward the inner wall of the protection tube 4. This makes it possible to quickly separate water drops that have fallen along the surface of the sensor unit 15 from the surface of the sensor unit 15.

図3に上側周囲突起16の変形例を示す。本変形例における上側周囲突起16Aは、上部を切削した中空円錐体28と、中空円錐体28の下側開口部に接合された円筒体29とを有し、中空円錐体28の上側開口部が溶接部30を介してシース25の外周面に接合されている。本変形例における上側周囲突起16Aによれば、センサ部15より上方のシース25外周面を伝って流れ落ちる水滴を、保護管4の内壁に向かって下り傾斜するように形成された中空円錐体28の上側面を伝わせてシース25の外周面から分離し、円筒体29の外周面を伝わせて速やかに落下させることが可能となり、センサ部15の表面に水滴が付着することを更に抑制できる。   FIG. 3 shows a modification of the upper peripheral projection 16. The upper peripheral projection 16A in this modification has a hollow cone 28 whose upper part is cut, and a cylindrical body 29 joined to the lower opening of the hollow cone 28, and the upper opening of the hollow cone 28 is It is joined to the outer peripheral surface of the sheath 25 via the welding portion 30. According to the upper peripheral projection 16 </ b> A of the present modification, the water droplets flowing down along the outer peripheral surface of the sheath 25 above the sensor section 15 are formed by the hollow cone 28 formed so as to incline downward toward the inner wall of the protective tube 4. It can be separated from the outer peripheral surface of the sheath 25 along the upper side surface, and can be quickly dropped along the outer peripheral surface of the cylindrical body 29, so that it is possible to further prevent water droplets from adhering to the surface of the sensor unit 15.

図4に下側周囲突起17の変形例を示す。本変形例における下側周囲突起17Aは、下側面が保護管4の内壁に向かって上り傾斜するように形成されている。これにより、ヒータ付熱電対5を保護管4に挿入する際の引っ掛かりや摩擦が低減し、ヒータ付熱電対5の曲がりや破損を防ぐことができる。   FIG. 4 shows a modification of the lower peripheral projection 17. The lower peripheral projection 17A in this modification is formed such that the lower side surface is inclined upward toward the inner wall of the protection tube 4. Thereby, the sticking or friction when the thermocouple with heater 5 is inserted into the protective tube 4 is reduced, and the bend or breakage of the thermocouple with heater 5 can be prevented.

図5は、ヒータ付熱電対5と水位計測装置6とを接続するケーブル8の構成の一例を示す図である。ケーブル8は、熱電対の起電力を伝送するための2芯の補償導線31a,31b(クロメル線31a及びアルメル線31b)と、銅線からなる2芯の電源線32a,32bとで構成された多芯ケーブルである。クロメル線31a及びアルメル線31bは、コネクタ7を介して熱電対14のクロメル線22a及びアルメル線22bにそれぞれ接続され、電源線32a,32bは、コネクタ7を介してヒータリード線21a,21b(図2参照)にそれぞれ接続される。補償導線31a,31b及び電源線32a,32bは、ポリエチレン等の樹脂材33で互いに絶縁されている。   FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of the cable 8 that connects the thermocouple with heater 5 and the water level measuring device 6. The cable 8 is composed of two-core compensating conductors 31a and 31b (chromel wire 31a and alumel wire 31b) for transmitting the electromotive force of the thermocouple, and two-core power supply wires 32a and 32b made of copper wire. It is a multi-core cable. The chromel wire 31a and the alumel wire 31b are connected to the chromel wire 22a and the alumel wire 22b of the thermocouple 14 via the connector 7, respectively, and the power supply wires 32a and 32b are connected via the connector 7 to the heater lead wires 21a and 21b (FIG. 2). The compensating lead wires 31a and 31b and the power supply wires 32a and 32b are insulated from each other by a resin material 33 such as polyethylene.

次に、本実施例における水位計測装置6の動作を図6を用いて説明する。   Next, the operation of the water level measuring device 6 in this embodiment will be described with reference to FIG.

水位計測装置6を作動させると、計測制御回路20は、電圧測定回路19に測定指令を送信する(ステップS101)。   When the water level measurement device 6 is operated, the measurement control circuit 20 transmits a measurement command to the voltage measurement circuit 19 (Step S101).

計測制御回路20から測定指令を受信した電圧測定回路19は、センサ部15の熱電対14で生じた熱起電力信号を測定し、その測定値を計測制御回路20に送信する(ステップS102)。   The voltage measurement circuit 19 that has received the measurement command from the measurement control circuit 20 measures the thermoelectromotive force signal generated by the thermocouple 14 of the sensor unit 15, and transmits the measured value to the measurement control circuit 20 (Step S102).

計測制御回路20は、電圧測定回路19から受信した熱起電力信号の測定値を温度(以下「通電前温度」という。)T0に換算して保持し(ステップS103)、ヒータ電源18にON指令を送信する(ステップS104)。   The measurement control circuit 20 converts the measured value of the thermoelectromotive force signal received from the voltage measurement circuit 19 into a temperature (hereinafter, referred to as “pre-energization temperature”) T0 and holds the converted value (step S103). Is transmitted (step S104).

計測制御回路20からON指令を受信したヒータ電源18は、所定の時間(例えば30秒間)、センサ部15のヒータ13に所定の電流(例えば1A)を印加する(ステップS105)。   Upon receiving the ON command from the measurement control circuit 20, the heater power supply 18 applies a predetermined current (for example, 1 A) to the heater 13 of the sensor unit 15 for a predetermined time (for example, 30 seconds) (Step S105).

計測制御回路20は、ヒータ電源18にON指令を送信してから(ヒータ13への通電を開始してから)所定の時間が経過した時点でヒータ電源18にOFF指令を送信し(ヒータ13への通電を終了し)、その直後に、電圧測定回路19に測定指令を送信する(ステップS106)。   The measurement control circuit 20 transmits an OFF command to the heater power supply 18 when a predetermined time has elapsed after the ON command was transmitted to the heater power supply 18 (after the power supply to the heater 13 was started) (to the heater 13). Immediately after that, the measurement command is transmitted to the voltage measurement circuit 19 (step S106).

計測制御回路20から測定指令を受信した電圧測定回路19は、センサ部15の熱電対14で生じた熱起電力信号を測定し、その測定値を計測制御回路20に送信する(ステップS107)。   The voltage measurement circuit 19 that has received the measurement command from the measurement control circuit 20 measures the thermoelectromotive force signal generated by the thermocouple 14 of the sensor unit 15, and transmits the measured value to the measurement control circuit 20 (Step S107).

計測制御回路20は、電圧測定回路19から受信した熱起電力信号の測定値を温度(以下「通電後温度」という。)T1に換算して保持する(ステップS108)。   The measurement control circuit 20 converts the measured value of the thermoelectromotive force signal received from the voltage measurement circuit 19 into a temperature (hereinafter, referred to as “temperature after energization”) T1 and holds the converted value (step S108).

計測制御回路20は、通電前温度(=T0)と通電後温度(=T1)との差分(=T1−T0)を所定の判定値と比較し(ステップS109)、所定の判定値よりも大きい場合はセンサ部15が気中にある(水位がセンサ部15より低い)と判定し(ステップS110)、小さい場合はセンサ部15が水中にある(水位がセンサ部15より高い)と判定する(ステップS111)。   The measurement control circuit 20 compares a difference (= T1−T0) between the temperature before energization (= T0) and the temperature after energization (= T1) with a predetermined determination value (Step S109), and is larger than the predetermined determination value. In this case, it is determined that the sensor unit 15 is in the air (the water level is lower than the sensor unit 15) (step S110), and when it is smaller, it is determined that the sensor unit 15 is in the water (the water level is higher than the sensor unit 15) ( Step S111).

計測制御回路20は、判定結果に応じてランプ11を点灯又は消灯させると共に(ステップS112)、判定結果に基づく水位情報を表示装置10に送信し、スクリーン23に表示させる(ステップS113)。   The measurement control circuit 20 turns on or off the lamp 11 according to the determination result (step S112), transmits the water level information based on the determination result to the display device 10, and causes the screen 23 to display the water level information (step S113).

水位計測装置6は、上記の一連の処理(ステップS101〜S113)を一定の周期で繰り返し行うことにより、水槽2の水位を監視することができる。   The water level measuring device 6 can monitor the water level of the water tank 2 by repeatedly performing the above-described series of processes (steps S101 to S113) at a constant cycle.

上述した動作の過程において、仮にヒータ付熱電対5のセンサ部15が保護管4の内壁に接触していた場合、ヒータ電源18をONしている間にヒータ13で生じた熱が保護管4を介して散逸し、センサ部15の温度上昇が抑制され、計測制御回路20は、センサ部15が水中にあると誤判定する可能性がある。しかし、本実施例では、上側周囲突起16及び下側周囲突起17によってセンサ部15と保護管4の内壁との間に間隙が確保されるため、センサ部15が保護管4の内壁に接触することがなく、ヒータ13の熱が保護管4に散逸することを防止できる。   If the sensor 15 of the thermocouple with heater 5 is in contact with the inner wall of the protection tube 4 during the above-described operation, the heat generated by the heater 13 while the heater power supply 18 is turned on is generated by the protection tube 4. And the temperature rise of the sensor unit 15 is suppressed, and the measurement control circuit 20 may erroneously determine that the sensor unit 15 is underwater. However, in this embodiment, since the upper peripheral projection 16 and the lower peripheral projection 17 provide a gap between the sensor unit 15 and the inner wall of the protection tube 4, the sensor unit 15 comes into contact with the inner wall of the protection tube 4. Therefore, the heat of the heater 13 can be prevented from being dissipated to the protection tube 4.

続いて、ヒータ付熱電対5のセンサ部15が故障した場合のヒータ付熱電対5の交換手順を説明する。   Next, the replacement procedure of the thermocouple with heater 5 when the sensor unit 15 of the thermocouple with heater 5 fails will be described.

(1)センサ部15の故障が検知された場合は、まず水位計測装置6の動作を停止させる。センサ部15の故障は、ヒータ電源18がONにしている間に電圧測定回路19によって計測される温度変化が通常と異なっていることや、ヒータ電源18に備えられた(図示しない)電圧、電流モニタの計測値が通常と異なっていることから検知することができる。   (1) When the failure of the sensor unit 15 is detected, first, the operation of the water level measuring device 6 is stopped. The failure of the sensor unit 15 may be caused by the fact that the temperature change measured by the voltage measuring circuit 19 while the heater power supply 18 is turned on is different from the normal state, or the voltage and current (not shown) provided in the heater power supply 18. It can be detected because the measured value of the monitor is different from the normal value.

(2)ヒータ付熱電対5の上端部からケーブル8のコネクタ7を外し、ヒータ付熱電対5の上端部を支持した状態で固定治具12を取り外す。   (2) Remove the connector 7 of the cable 8 from the upper end of the thermocouple with heater 5 and remove the fixing jig 12 while supporting the upper end of the thermocouple with heater 5.

(3)保護管4からヒータ付熱電対5を上方へ引き抜く。   (3) Pull out the thermocouple with heater 5 from the protection tube 4 upward.

(4)新しいヒータ付熱電対5を保護管4に挿入し、固定治具12で保護管4に固定する。このとき、ヒータ付熱電対5が細径で撓みを有する場合でも、上側周囲突起16及び下側周囲突起17によって保護管4の内壁とセンサ部15との間に間隙が確保されるため、センサ部15が保護管4の内壁に接触して破損するおそれはない。また、上側周囲突起16及び下側周囲突起17の外径が保護管4の内径より小さいため、ヒータ付熱電対5を保護管4に容易に挿入することができる。   (4) Insert a new thermocouple 5 with a heater into the protection tube 4 and fix it to the protection tube 4 with the fixing jig 12. At this time, even when the thermocouple with heater 5 has a small diameter and has a bend, the upper peripheral projection 16 and the lower peripheral projection 17 secure a gap between the inner wall of the protective tube 4 and the sensor unit 15. There is no possibility that the portion 15 is damaged by contacting the inner wall of the protection tube 4. Further, since the outer diameter of the upper peripheral projection 16 and the lower peripheral projection 17 is smaller than the inner diameter of the protection tube 4, the thermocouple with heater 5 can be easily inserted into the protection tube 4.

(5)ケーブル8のコネクタ7をヒータ付熱電対5の上端部に接続し、水位計測装置6の動作を再開する。   (5) Connect the connector 7 of the cable 8 to the upper end of the thermocouple with heater 5 and restart the operation of the water level measuring device 6.

本実施例における水位計測システム1によれば、センサ部15の上側及び下側に上側周囲突起16及び下側周囲突起17をそれぞれ設けたことにより、センサ部15が保護管4の内壁に接触することがなくなるため、保護管4に収容されたヒータ付熱電対5による水位の誤検知を防止することができる。また、上側周囲突起16及び下側周囲突起17が保護管4の内壁に固定されておらず、かつ、上側周囲突起16及び下側周囲突起17の外径が保護管4の内径より小さいため、保護管4を水槽2の内壁に固定したままの状態でヒータ付熱電対5を容易に交換することができる。   According to the water level measurement system 1 in the present embodiment, the upper peripheral projection 16 and the lower peripheral projection 17 are provided on the upper side and the lower side of the sensor section 15, respectively, so that the sensor section 15 comes into contact with the inner wall of the protection tube 4. Therefore, erroneous detection of the water level by the thermocouple with heater 5 accommodated in the protection tube 4 can be prevented. Further, since the upper peripheral protrusion 16 and the lower peripheral protrusion 17 are not fixed to the inner wall of the protective tube 4 and the outer diameters of the upper peripheral protrusion 16 and the lower peripheral protrusion 17 are smaller than the inner diameter of the protective tube 4, The thermocouple with heater 5 can be easily replaced while the protection tube 4 is fixed to the inner wall of the water tank 2.

図7は、本発明の第2の実施例における水位計測システム1のセンサ部15付近の断面図である。本実施例における水位計測システム1は、センサ部15(上側周囲突起16と下側周囲突起17との間)を覆っている保護管4の一部に複数の通水孔34が設けられている点で第1の実施例(図2参照)と相違する。   FIG. 7 is a cross-sectional view near the sensor unit 15 of the water level measurement system 1 according to the second embodiment of the present invention. In the water level measurement system 1 according to the present embodiment, a plurality of water holes 34 are provided in a part of the protective tube 4 that covers the sensor unit 15 (between the upper peripheral protrusion 16 and the lower peripheral protrusion 17). This is different from the first embodiment (see FIG. 2).

本実施例における水位計測システム1では、水槽2の水位が上昇してセンサ部15を覆っている保護管4の一部が浸水すると、下側周囲突起17と保護管4内壁との間隙27及び複数の通水孔34からセンサ部15の周囲に侵入する。一方、水槽2の水位が低下してセンサ部15を覆っている保護管4の一部が水面上に露出すると、センサ部15の周囲にあった水が下側周囲突起17と保護管4の内壁との間隙27及び複数の通水孔34から保護管4の外部に排出される。   In the water level measurement system 1 according to the present embodiment, when the water level of the water tank 2 rises and a part of the protection tube 4 covering the sensor unit 15 is flooded, the gap 27 between the lower peripheral projection 17 and the inner wall of the protection tube 4 and The liquid enters the periphery of the sensor unit 15 through the plurality of water holes 34. On the other hand, when the water level of the water tank 2 is lowered and a part of the protective tube 4 covering the sensor unit 15 is exposed on the water surface, the water around the sensor unit 15 is reduced by the lower peripheral projection 17 and the protective tube 4. The water is discharged to the outside of the protection tube 4 from the gap 27 with the inner wall and the plurality of water holes 34.

本実施例における水位計測システム1においても、第1の実施例と同様の効果を達成できる。さらに、センサ部15(上側周囲突起16と下側周囲突起17との間)を覆っている保護管4の一部に複数の通水孔34を設けたことにより、センサ部15付近における保護管4内外の水位が速やかに一致するため、水槽2の水位変化に対する応答性を更に向上させることができる。なお、通水孔34の数、位置及び形状は適宜変更可能である。   In the water level measurement system 1 according to the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be achieved. Further, by providing a plurality of water holes 34 in a part of the protective tube 4 covering the sensor portion 15 (between the upper peripheral protrusion 16 and the lower peripheral protrusion 17), the protective tube near the sensor portion 15 is provided. Since the water levels inside and outside 4 quickly match, the responsiveness of the water tank 2 to a change in water level can be further improved. In addition, the number, position, and shape of the water holes 34 can be appropriately changed.

図8は、本発明の第3の実施例における水位計測システムの全体構成図である。本実施例における水位計測システム1Aは、複数のヒータ付熱電対5a,5b,5cを用いて水槽2の水位を段階的に計測するものである。   FIG. 8 is an overall configuration diagram of a water level measurement system according to the third embodiment of the present invention. The water level measuring system 1A in the present embodiment measures the water level of the water tank 2 stepwise using a plurality of thermocouples with heaters 5a, 5b, 5c.

水位計測システム1Aは、大気開放された水槽2の内壁に複数の支持部材3を介して固定された保護管4a,4b,4cと、保護管4a,4b,4c内にそれぞれ収容されたヒータ付熱電対5a,5b,5cと、ヒータ付熱電対5a,5b,5cからそれぞれ受信した熱起電力信号に基づいて水位を計測する水位計測装置6とを備えている。ヒータ付熱電対5a,5b,5cの上端は、コネクタ7a,7b,7cを介してケーブル8a,8b,8cの一端にそれぞれ接続されており、ケーブル8a,8b,8cの他端は、コネクタ9a,9b,9cを介して水位計測装置6に接続されている。ケーブル8a,8b,8cの構成は、第1の実施例におけるケーブル8の構成(図5参照)と同様である。水位計測装置6には、計測結果を報知するための表示装置10及び複数のランプ11a,11b,11cが接続されている。   The water level measuring system 1A includes protective tubes 4a, 4b, 4c fixed to the inner wall of a water tank 2 opened to the atmosphere via a plurality of support members 3, and heaters housed in the protective tubes 4a, 4b, 4c, respectively. The thermocouple includes a thermocouple 5a, 5b, 5c, and a water level measuring device 6 for measuring a water level based on a thermoelectromotive force signal received from each of the thermocouples with a heater 5a, 5b, 5c. The upper ends of the thermocouples with heaters 5a, 5b, 5c are connected to one ends of cables 8a, 8b, 8c via connectors 7a, 7b, 7c, respectively, and the other ends of the cables 8a, 8b, 8c are connected to a connector 9a. , 9b, 9c to the water level measuring device 6. The configuration of the cables 8a, 8b, 8c is the same as the configuration of the cable 8 in the first embodiment (see FIG. 5). The water level measuring device 6 is connected to a display device 10 for notifying the measurement result and a plurality of lamps 11a, 11b, 11c.

ヒータ付熱電対5a,5b,5cの上端部は、固定治具12a,12b,12cを介して保護管4a,4b,4cの上端部にそれぞれ固定されている。ヒータ付熱電対5a,5b,5cの下端部は、ヒータ13及び熱電対14(図2参照)をそれぞれ内蔵しており、センサ部15a,15b,15cを形成している。センサ部15a,15b,15cの上側及び下側には、保護管4a,4b,4cの内周面に向かって突出した上側周囲突起16a,16b,16c及び下側周囲突起17a,17b,17cがそれぞれ設けられている。ヒータ付熱電対5a,5b,5cのセンサ部15a,15b,15c付近の構造は、第1の実施例におけるセンサ部15付近の構造(図2参照)と同様である。   The upper ends of the thermocouples with heaters 5a, 5b, 5c are fixed to the upper ends of the protection tubes 4a, 4b, 4c via fixing jigs 12a, 12b, 12c, respectively. The lower ends of the thermocouples with heaters 5a, 5b, and 5c include a heater 13 and a thermocouple 14 (see FIG. 2), respectively, and form sensor units 15a, 15b, and 15c. On the upper and lower sides of the sensor portions 15a, 15b, 15c, upper peripheral projections 16a, 16b, 16c and lower peripheral projections 17a, 17b, 17c projecting toward the inner peripheral surfaces of the protection tubes 4a, 4b, 4c. Each is provided. The structure near the sensor portions 15a, 15b, and 15c of the thermocouples with heaters 5a, 5b, and 5c is the same as the structure near the sensor portion 15 in the first embodiment (see FIG. 2).

ヒータ付熱電対5a,5b,5cの長さは、ヒータ付熱電対5a,5b,5cを保護管4a,4b,4c内に設置した際に、センサ部15a,15b,15cが互いに異なる高さに配置されるように設定されている。また、保護管4a,4b,4cの長さは、ヒータ付熱電対5a,5b,5cを保護管4a,4b,4c内に設置した際に、センサ部15a,15b,15cが保護管4a,4b,4c内の下側開口部付近にそれぞれ配置されるように設定されている。   The length of the thermocouples with heaters 5a, 5b, 5c is different from the height of the sensor sections 15a, 15b, 15c when the thermocouples with heaters 5a, 5b, 5c are installed in the protective tubes 4a, 4b, 4c. It is set to be placed in. When the thermocouples with heaters 5a, 5b, 5c are installed in the protection tubes 4a, 4b, 4c, the lengths of the protection tubes 4a, 4b, 4c are determined by the sensor portions 15a, 15b, 15c. It is set so as to be disposed near the lower opening in each of 4b and 4c.

次に、本実施例における水位計測装置6の動作を図9を用いて説明する。   Next, the operation of the water level measuring device 6 in this embodiment will be described with reference to FIG.

水位計測装置6を作動させると、計測制御回路20は、センサ部15a,15b,15cのうち最も低い位置に配置されたセンサ部15cを判定対象として選択する(ステップS201)。   When the water level measurement device 6 is operated, the measurement control circuit 20 selects the sensor unit 15c located at the lowest position among the sensor units 15a, 15b, 15c as a determination target (step S201).

水位計測装置6は、第1の実施例におけるステップS101〜S104(図6参照)と同様の処理を行う(ステップS202〜S205)。   The water level measuring device 6 performs the same processing as steps S101 to S104 (see FIG. 6) in the first embodiment (steps S202 to S205).

ステップS205で計測制御回路20からON指令を受信したヒータ電源18は、内部に備えたリレーにより通電先をセンサ部15cのヒータ13に切り替える(ステップS206)。   Upon receiving the ON command from the measurement control circuit 20 in step S205, the heater power supply 18 switches the energization destination to the heater 13 of the sensor unit 15c by a relay provided therein (step S206).

水位計測装置6は、第1の実施例におけるステップS105〜S111(図6参照)と同様の処理を行う(ステップS207〜S213)。   The water level measurement device 6 performs the same processing as Steps S105 to S111 (see FIG. 6) in the first embodiment (Steps S207 to S213).

計測制御回路20は、ステップS211での判定結果に応じて、センサ部15cに対応したランプ11cを点灯又は消灯する(ステップS214)。   The measurement control circuit 20 turns on or off the lamp 11c corresponding to the sensor unit 15c according to the determination result in step S211 (step S214).

センサ部15cに対する判定処理の終了後、計測制御回路20は、センサ部13の次に低い位置に配置されたセンサ部15bを判定対象として選択する(ステップS201)。   After the completion of the determination process for the sensor unit 15c, the measurement control circuit 20 selects the sensor unit 15b disposed at the next lower position than the sensor unit 13 as a determination target (Step S201).

水位計測装置6は、第1の実施例におけるステップS101〜S104(図6参照)と同様の処理を行う(ステップS202〜S205)。   The water level measuring device 6 performs the same processing as steps S101 to S104 (see FIG. 6) in the first embodiment (steps S202 to S205).

ステップS205で計測制御回路20からON指令を受信したヒータ電源18は、内部に備えたリレーにより通電先をセンサ部15bのヒータ13に切り替える(ステップS206)。   Upon receiving the ON command from the measurement control circuit 20 in step S205, the heater power supply 18 switches the energization destination to the heater 13 of the sensor unit 15b by a relay provided inside (step S206).

水位計測装置6は、第1の実施例におけるステップS105〜S111(図6参照)と同様の処理を行う(ステップS207〜S213)。   The water level measurement device 6 performs the same processing as Steps S105 to S111 (see FIG. 6) in the first embodiment (Steps S207 to S213).

計測制御回路20は、ステップS211での判定結果に応じて、センサ部15bに対応したランプ11bを点灯又は消灯する(ステップS214)。   The measurement control circuit 20 turns on or off the lamp 11b corresponding to the sensor unit 15b according to the result of the determination in step S211 (step S214).

センサ部15bに対する判定処理の終了後、計測制御回路20は、最も高い位置に配置されたセンサ部15aを判定対象として選択する(ステップS201)。   After the end of the determination process for the sensor unit 15b, the measurement control circuit 20 selects the sensor unit 15a located at the highest position as a determination target (Step S201).

水位計測装置6は、第1の実施例におけるステップS101〜S104(図6参照)と同様の処理を行う(ステップS202〜S205)。   The water level measuring device 6 performs the same processing as steps S101 to S104 (see FIG. 6) in the first embodiment (steps S202 to S205).

ステップS205で計測制御回路20からON指令を受信したヒータ電源18は、内部に備えたリレーにより通電先をセンサ部15aのヒータ13に切り替える(ステップS206)。   Upon receiving the ON command from the measurement control circuit 20 in step S205, the heater power supply 18 switches the energization destination to the heater 13 of the sensor unit 15a by a relay provided therein (step S206).

水位計測装置6は、第1の実施例におけるステップS105〜S111(図6参照)と同様の処理を行う(ステップS207〜S213)。   The water level measurement device 6 performs the same processing as Steps S105 to S111 (see FIG. 6) in the first embodiment (Steps S207 to S213).

計測制御回路20は、ステップS211の判定結果に応じて、センサ部15aに対応したランプ11aを点灯又は消灯する(ステップS214)。   The measurement control circuit 20 turns on or off the lamp 11a corresponding to the sensor unit 15a according to the determination result of step S211 (step S214).

センサ部15c,15b,15aに対する判定処理(ステップS202〜S214)が一通り終了した後(ステップS215でYESと判定した場合)、計測制御回路20は、センサ部15c,15b,15aの判定結果に基づく水位情報を表示装置10に送信し、スクリーン23に表示させる(ステップS216)。   After the determination process for the sensor units 15c, 15b, and 15a has been completed (steps S202 to S214) (when YES is determined in step S215), the measurement control circuit 20 determines whether the determination results of the sensor units 15c, 15b, and 15a are correct. The water level information is transmitted to the display device 10 and displayed on the screen 23 (step S216).

水位計測装置6は、上記の一連の処理(ステップS201〜S216)を一定の周期で繰り返し行うことにより、水槽2の水位を段階的に監視することができる。   The water level measurement device 6 can monitor the water level of the water tank 2 in a stepwise manner by repeatedly performing the above-described series of processes (steps S201 to S216) at a constant cycle.

本実施例における水位計測システム1Aによれば、センサ部15a,15b,15cの上側及び下側に上側周囲突起16a,16b,16c及び下側周囲突起17a,17b,17cをそれぞれ設けたことにより、保護管4a,4b,4cに収容されたセンサ部15a,15b,15cが保護管4a,4b,4cの内壁に接触するおそれがなくなるため、保護管4a,4b,4cに収容されたヒータ付熱電対5a,5b,5cによる誤検知を防止することができる。また、上側周囲突起16a,16b,16c及び下側周囲突起17a,17b,17cが保護管4a,4b,4cの内壁に固定されておらず、かつ、上側周囲突起16a,16b,16c及び下側周囲突起17a,17b,17cの外径が保護管4a,4b,4cの内径よりも小さいため、保護管4a,4b,4cを水槽2の内側に固定したままの状態でヒータ付熱電対5a,5b,5cを容易に交換することができる。   According to the water level measurement system 1A in this embodiment, the upper peripheral projections 16a, 16b, 16c and the lower peripheral projections 17a, 17b, 17c are provided on the upper and lower sides of the sensor sections 15a, 15b, 15c, respectively. Since there is no possibility that the sensor portions 15a, 15b, 15c housed in the protection tubes 4a, 4b, 4c come into contact with the inner walls of the protection tubes 4a, 4b, 4c, the thermoelectric devices with heaters housed in the protection tubes 4a, 4b, 4c. Erroneous detection by pairs 5a, 5b, 5c can be prevented. Further, the upper peripheral projections 16a, 16b, 16c and the lower peripheral projections 17a, 17b, 17c are not fixed to the inner walls of the protective tubes 4a, 4b, 4c, and the upper peripheral projections 16a, 16b, 16c and the lower side. Since the outer diameters of the peripheral projections 17a, 17b, 17c are smaller than the inner diameters of the protection tubes 4a, 4b, 4c, the thermocouples 5a with heaters are kept in a state where the protection tubes 4a, 4b, 4c are fixed inside the water tank 2. 5b and 5c can be easily replaced.

さらに、複数のセンサ部15a,15b,15cを互いに異なる高さに配置したことにより、水槽2の水位を段階的に計測することが可能となる。なお、図8には、3本のヒータ付熱電対5を備えた構成を示したが、より多くのヒータ付熱電対5を備え、センサ部15の高さ間隔を小さくすることにより、水位計測の精度を向上させることができる。また、図8には、複数の保護管4a,4b,4c内に複数のヒータ付熱電対5a,5b,5cをそれぞれ設置した構成を示したが、1つの保護管4内に複数のヒータ付熱電対5a,5b,5cを設置しても良い。   Furthermore, by arranging the plurality of sensor units 15a, 15b, and 15c at different heights, the water level of the water tank 2 can be measured stepwise. Although FIG. 8 shows a configuration including three thermocouples with heaters 5, the water level measurement is performed by providing more thermocouples with heaters 5 and reducing the height interval of the sensor unit 15. Accuracy can be improved. FIG. 8 shows a configuration in which a plurality of thermocouples with heaters 5a, 5b, and 5c are installed in a plurality of protection tubes 4a, 4b, and 4c, respectively. Thermocouples 5a, 5b, 5c may be provided.

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成の一部を加えることも可能であり、ある実施例の構成の一部を削除し、あるいは、他の実施例の一部と置き換えることも可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described above. It is also possible to add a part of the configuration of another embodiment to the configuration of a certain embodiment, delete a part of the configuration of a certain embodiment, or replace it with a part of another embodiment. It is possible.

1,1A…水位計測システム、2…水槽、3,3a,3b,3c…支持部材、4,4a,4b,4c…保護管、5,5a,5b,5c…ヒータ付熱電対、6…水位計測装置、7,7a,7b,7c…コネクタ、8,8a,8b,8c…ケーブル、9,9a,9b,9c…コネクタ、10…表示装置、11,11a,11b,11c…ランプ、12,12a,12b,12c…固定治具、13…ヒータ、14…熱電対、15,15a,15b,15c…センサ部、16,16A,16a,16b,16c…上側周囲突起、17,17A,17a,17b,17c…下側周囲突起、18…ヒータ電源、19…電圧測定回路、20…計測制御回路、21a,21b…ヒータリード線、22a…クロメル線(熱電対線)、22b…アルメル線(熱電対線)、23…スクリーン、24…絶縁材、25…シース、26,27…間隙、28…中空円錐体、29…円筒体、30…溶接部、31a…クロメル線(補償導線)、31b…アルメル線(補償導線)、32a,32b…電源線、33…樹脂材、34…通水孔。   1, 1A: water level measurement system, 2: water tank, 3, 3a, 3b, 3c: support member, 4, 4a, 4b, 4c: protective tube, 5, 5a, 5b, 5c: thermocouple with heater, 6: water level Measuring device, 7, 7a, 7b, 7c ... connector, 8, 8a, 8b, 8c ... cable, 9, 9a, 9b, 9c ... connector, 10 ... display device, 11, 11a, 11b, 11c ... lamp, 12, 12a, 12b, 12c: fixing jig, 13: heater, 14: thermocouple, 15, 15a, 15b, 15c: sensor unit, 16, 16A, 16a, 16b, 16c: upper peripheral projection, 17, 17A, 17a, 17b, 17c: lower peripheral projection, 18: heater power supply, 19: voltage measurement circuit, 20: measurement control circuit, 21a, 21b: heater lead wire, 22a: chromel wire (thermocouple wire), 22b: alumel wire (thermoelectric) versus ), 23 ... screen, 24 ... insulating material, 25 ... sheath, 26, 27 ... gap, 28 ... hollow cone, 29 ... cylindrical body, 30 ... welded part, 31a ... chromel wire (compensating lead wire), 31b ... alumel wire (Compensation conductor), 32a, 32b: power supply line, 33: resin material, 34: water passage hole.

Claims (8)

互いに近接して配置されたヒータと熱電対とをシースに収容してなるヒータ付熱電対と、大気開放された水槽の内側に固定され、前記ヒータ付熱電対1本を収容した保護管と、前記ヒータに電力を供給するヒータ電源と、前記熱電対の起電力を計測する電圧測定回路とを備えた水位計測システムにおいて、
前記ヒータ付熱電対のうち前記ヒータと前記熱電対とが内蔵されたセンサ部の上側に設けられ、前記保護管の内径よりも小さい外径を有する上側周囲突起と、
前記センサ部の下側に設けられ、前記保護管の内径よりも小さい外径を有する下側周囲突起とを備え
前記センサ部の外周面が前記保護管の内壁に対して露出していることを特徴とする水位計測システム。
A thermocouple with a heater comprising a heater and a thermocouple was housed in the sheath arranged close to each other, it is fixed to the inside of the atmosphere open water bath, and a protective tube containing a thermocouple one with the heater, In a water level measurement system including a heater power supply for supplying power to the heater and a voltage measurement circuit for measuring an electromotive force of the thermocouple,
An upper peripheral projection having an outer diameter smaller than the inner diameter of the protective tube, provided above the sensor unit in which the heater and the thermocouple are included in the thermocouple with a heater,
Provided on the lower side of the sensor portion, and a lower peripheral projection having an outer diameter smaller than the inner diameter of the protective tube,
A water level measurement system, wherein an outer peripheral surface of the sensor section is exposed to an inner wall of the protection tube .
請求項1に記載の水位計測システムにおいて、
前記センサ部を覆っている前記保護管の一部に少なくとも1つの通水孔が設けられたことを特徴とする水位計測システム。
In the water level measurement system according to claim 1,
A water level measurement system, wherein at least one water passage hole is provided in a part of the protection tube covering the sensor unit.
請求項1に記載の水位計測システムにおいて、
前記ヒータ付熱電対と同様の構成を有する複数のヒータ付熱電対と、前記保護管と同等の構成を有する複数の保護管とを備え、
前記複数のヒータ付熱電対は、それぞれのセンサ部が互いに異なる高さに配置されるように前記複数の保護管のそれぞれに収容されたことを特徴とする水位計測システム。
In the water level measurement system according to claim 1,
A plurality of thermocouples with a heater having the same configuration as the thermocouple with a heater, and a plurality of protection tubes having the same configuration as the protection tube,
A water level measurement system, wherein the plurality of thermocouples with heaters are housed in each of the plurality of protective tubes such that respective sensor units are arranged at different heights.
請求項1に記載の水位計測システムにおいて、
前記ヒータ付熱電対と同等の構成を有する複数のヒータ付熱電対を備え、
前記複数のヒータ付熱電対は、それぞれのセンサ部が互いに異なる高さに配置されるように前記保護管に収容されたことを特徴とする水位計測システム。
In the water level measurement system according to claim 1,
Comprising a plurality of heater thermocouples having a configuration equivalent to the heater thermocouple,
A water level measurement system, wherein the plurality of thermocouples with heaters are accommodated in the protective tube such that respective sensor units are arranged at different heights.
互いに近接して配置されたヒータと熱電対とをシースに収容してなるヒータ付熱電対と、大気開放された水槽の内側に固定され、前記ヒータ付熱電対を収容した保護管と、前記ヒータに電力を供給するヒータ電源と、前記熱電対の起電力を計測する電圧測定回路とを備えた水位計測システムにおいて、  A thermocouple with a heater in which a heater and a thermocouple disposed in close proximity to each other are housed in a sheath; a protective tube fixed inside an open water tank and housing the thermocouple with a heater; and the heater In a water level measurement system comprising a heater power supply for supplying power to the power supply and a voltage measurement circuit for measuring the electromotive force of the thermocouple,
前記ヒータ付熱電対のうち前記ヒータと前記熱電対とが内蔵されたセンサ部の上側に設けられ、前記保護管の内径よりも小さい外径を有する上側周囲突起と、  An upper peripheral projection having an outer diameter smaller than the inner diameter of the protection tube, provided above the sensor unit in which the heater and the thermocouple are included in the thermocouple with the heater,
前記センサ部の下側に設けられ、前記保護管の内径よりも小さい外径を有する下側周囲突起とを備え、  A lower peripheral projection having an outer diameter smaller than an inner diameter of the protection tube, provided below the sensor unit;
前記上側周囲突起は、下側面が前記保護管の内壁に向かって下り傾斜するように形成されていることを特徴とする水位計測システム。  The water level measurement system according to claim 1, wherein the upper peripheral projection is formed such that a lower surface thereof is inclined downward toward an inner wall of the protection tube.
互いに近接して配置されたヒータと熱電対とをシースに収容してなるヒータ付熱電対と、大気開放された水槽の内側に固定され、前記ヒータ付熱電対を収容した保護管と、前記ヒータに電力を供給するヒータ電源と、前記熱電対の起電力を計測する電圧測定回路とを備えた水位計測システムにおいて、  A thermocouple with a heater in which a heater and a thermocouple disposed in close proximity to each other are housed in a sheath; a protective tube fixed inside an open water tank and housing the thermocouple with a heater; and the heater In a water level measurement system comprising a heater power supply for supplying power to the power supply and a voltage measurement circuit for measuring the electromotive force of the thermocouple,
前記ヒータ付熱電対のうち前記ヒータと前記熱電対とが内蔵されたセンサ部の上側に設けられ、前記保護管の内径よりも小さい外径を有する上側周囲突起と、  An upper peripheral projection having an outer diameter smaller than the inner diameter of the protection tube, provided above the sensor unit in which the heater and the thermocouple are included in the thermocouple with the heater,
前記センサ部の下側に設けられ、前記保護管の内径よりも小さい外径を有する下側周囲突起とを備え、  A lower peripheral projection having an outer diameter smaller than an inner diameter of the protection tube, provided below the sensor unit;
前記上側周囲突起は、上側面が前記保護管の内壁に向かって下り傾斜するように形成されたことを特徴とする水位計測システム。  The water level measurement system according to claim 1, wherein the upper peripheral projection is formed so that an upper surface thereof is inclined downward toward an inner wall of the protection tube.
互いに近接して配置されたヒータと熱電対とをシースに収容してなるヒータ付熱電対と、大気開放された水槽の内側に固定され、前記ヒータ付熱電対を収容した保護管と、前記ヒータに電力を供給するヒータ電源と、前記熱電対の起電力を計測する電圧測定回路とを備えた水位計測システムにおいて、  A thermocouple with a heater in which a heater and a thermocouple disposed in close proximity to each other are housed in a sheath; a protective tube fixed inside an open water tank and housing the thermocouple with a heater; and the heater In a water level measurement system comprising a heater power supply for supplying power to the power supply and a voltage measurement circuit for measuring the electromotive force of the thermocouple,
前記ヒータ付熱電対のうち前記ヒータと前記熱電対とが内蔵されたセンサ部の上側に設けられ、前記保護管の内径よりも小さい外径を有する上側周囲突起と、  An upper peripheral projection having an outer diameter smaller than the inner diameter of the protective tube, provided above the sensor unit in which the heater and the thermocouple are included in the thermocouple with a heater,
前記センサ部の下側に設けられ、前記保護管の内径よりも小さい外径を有する下側周囲突起とを備え、  A lower peripheral projection having an outer diameter smaller than an inner diameter of the protection tube, provided below the sensor unit;
前記下側周囲突起は、上側面が前記保護管の内壁に向かって下り傾斜するように形成されたことを特徴とする水位計測システム。  The water level measurement system according to claim 1, wherein the lower peripheral protrusion is formed so that an upper surface thereof is inclined downward toward an inner wall of the protection tube.
互いに近接して配置されたヒータと熱電対とをシースに収容してなるヒータ付熱電対と、大気開放された水槽の内側に固定され、前記ヒータ付熱電対を収容した保護管と、前記ヒータに電力を供給するヒータ電源と、前記熱電対の起電力を計測する電圧測定回路とを備えた水位計測システムにおいて、  A thermocouple with a heater in which a heater and a thermocouple arranged in close proximity to each other are housed in a sheath; a protective tube fixed inside an open water tank and housing the thermocouple with a heater; and the heater In a water level measurement system comprising a heater power supply for supplying power to the power supply and a voltage measurement circuit for measuring the electromotive force of the thermocouple,
前記ヒータ付熱電対のうち前記ヒータと前記熱電対とが内蔵されたセンサ部の上側に設けられ、前記保護管の内径よりも小さい外径を有する上側周囲突起と、  An upper peripheral projection having an outer diameter smaller than the inner diameter of the protective tube, provided above the sensor unit in which the heater and the thermocouple are included in the thermocouple with a heater,
前記センサ部の下側に設けられ、前記保護管の内径よりも小さい外径を有する下側周囲突起とを備え、  A lower peripheral projection having an outer diameter smaller than an inner diameter of the protection tube, provided below the sensor unit;
前記下側周囲突起は、下側面が前記保護管の内壁に向かって上り傾斜するように形成されたことを特徴とする水位計測システム。  The water level measurement system according to claim 1, wherein the lower peripheral projection is formed such that a lower surface thereof is inclined upward toward an inner wall of the protection tube.
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