JP7380151B2 - 液位計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、薬液タンクなどのタンク内の液位を計測する装置に関する。

タンク内の液位を検出する液面計として、特許文献１には、タンク内に上方から下方にパイプを差し込み、該パイプ内の空気圧を検出して液位を計測する空気圧式液面計が記載されている。

特許文献２には、導圧管の一端を貯留水に浸漬し、該導圧管の他端を圧力センサの圧力ポートに接続し、該導圧管内の封入気体圧力の検出値に基づいて液位を計測する液位計測装置が記載されている。

圧力センサと、チューブやパイプなどの導圧管とを取り付けるために、従来は、ねじ継手、フランジ、ヘルール、食い込み継手、ワンタッチ継手など継手類を用いるのが一般的である。

実開昭６２－１５６８３５号公報 特開平５－２４８９１８号公報

センサは数ｍｍ角の小型なものである。一方、導圧管として使用されるチューブやパイプは、導圧が目的であることから、内径４ｍｍ～２５ｍｍ程度のものが多く用いられる。チューブやパイプの継手は、流れる流体の圧力に耐えるように、管体内径に対して２倍程度の大きさになることが多い。

継手と圧力センサとを接続する部分は、数ｍｍ角の圧力センサを取り付けるために特殊なアダプタが必要である。

このように、圧力センサ、アダプタ、管用継手、及び導圧管を接続した液位計測装置は、長さ及び径が大きく、また、部品の増加、組み立て工数の増加により価格が高くなる。さらに、接続部分からの漏れなどのトラブルも増加し易い。

本発明は、小型で製作コストも安価となる液位計測装置を提供することを目的とする。

本発明の液位計測装置は、先端側に導圧管接続部を有し、後端側に圧力センサ設置部を有し、後端面から該導圧管接続部の先端面まで貫通する第１導圧孔を有したベースブロックと、該導圧管接続部に接続された導圧管と、該ベースブロックの後端面に設置されており、該第１導圧孔に臨む第１圧力センサを有した圧力センサユニットとを有する。

本発明の一態様では、前記導圧管はチューブであり、該チューブの基端部が前記導圧管接続部に外嵌しており、該導圧管接続部の外周面と導圧管の内周面との間がシール部材によってシールされている。

本発明の一態様では、前記チューブが挿通された保護管を備えており、該保護管の基端が前記ベースブロックに固定されている。

本発明の一態様では、前記ベースブロックは、後端面と先後方向の途中部分とを連通する第２導圧孔を備えており、前記センサユニットは、該第２導圧孔に臨む第２圧力センサを有する。

本発明の液位計測装置にあっては、ベースブロックがセンサユニットよりも若干大きい程度の径を有した小型のもので足りる。本発明の一態様では、圧力センサが導圧孔内に差し込まれ、圧力センサと導圧孔内周面との間をシールすると共に、導圧管接続部と導圧管との間をＯリング等でシールすることにより、導圧孔を介して圧力を検出できるようにしているので、シール構造が簡易であり、製作が容易である。また、導圧管と導圧管接続部との接続構造が簡易であり、これによっても製作が容易で製作コストが安価となる。

実施の形態に係る液位計測装置の断面図である。

以下、図１を参照して実施の形態に係る液位計測装置１について説明する。

この液位計測装置１は、チューブ２及び保護管３が接続された略々円柱形状のベースブロック１０と、該ベースブロック１０の基端側の端面に配置された圧力センサユニット２０とを有する。チューブ２及び保護管３の下端は開放している。

ベースブロック１０は、先端側に小径円筒形のノズル部（導圧管接続部）１１が設けられており、該ノズル部１１に導圧管としてのチューブ２の基端が外嵌されている。

ノズル部１１の外周面にＯリング装着用の溝１２が設けられ、該溝１２にＯリング１３が装着されている。このＯリング１３によってノズル部１１の外周面とチューブ２の内周面との間が気密に封じられている。

ノズル部１１に引き続く部分が、ノズル部１１よりも径の大きい中径部１４となっており、該中径部１４の外周面に雄螺子が設けられている。保護管３の基端側の内周面に設けられた雌螺子と該雄螺子とを螺合させることにより、保護管３の基端側がベースブロック１０に固定状に取り付けられている。

チューブ２は、気体透過性の少なく耐薬品性の高いポリエチレン樹脂製が好ましいが、その他の可撓性を有する樹脂製であってもよい。

保護管３は、金属、硬質な合成樹脂（例えば塩化ビニル等）よりなる直管である。保護管３内にチューブ２が挿通されている。保護管３の長さはチューブ２と略同一か、又はそれよりも若干長いものとなっている。

ベースブロック１０の基端側は大径部１６となっている。中径部１４と大径部１６との間に溝１５が周設されている。大径部１６の外周面に雄螺子が設けられている。この雄螺子に螺合したナット（図示略）により、ベースブロック１０の基端側及びセンサユニット２０を覆うカバー（図示略）がベースブロック１０に固定状に取り付けられる。

ベースブロック１０の軸心部に第１導圧孔１７が貫設されている。第１導圧孔１７は、ベースブロック１０の基端面からノズル部１１の先端面まで貫通している。

第１導圧孔１７と平行に第２導圧孔１８が設けられている。第２導圧孔１８は、ベースブロック１０の基端面から溝１５まで貫通している。

ベースブロック１０の基端面に凹部１９が設けられ、該凹部１９内に圧力センサユニット２０が配置されている。圧力センサユニット２０は基板２３と、該基板２３上に設置された第１圧力センサ２１及び第２圧力センサ２２等を有する。第１圧力センサ２１は第１導圧孔１７内に入り込むように配置され、第２圧力センサ２２は第２導圧孔１８に入り込むように配置されている。第１圧力センサ２１と第１導圧孔１７の内周面との間、第２圧力センサ２２と第２導圧孔１８の内周面との間は、それぞれＯリング等のシール部材（図示略）によって気密に封じられている。

各圧力センサ２１，２２は絶対圧センサであり、第１圧力センサ２１が第１導圧孔１７を介してチューブ２内の絶対圧を検出し、第２圧力センサ２２が第２導圧孔１８を介して大気の絶対圧を検出する。

このベースブロック１０に前述の通りチューブ２及び保護管３が接続され、チューブ２の少なくとも先端側がタンク内等の貯留水に浸漬される。第１圧力センサ２１で検出されるチューブ２内の気体の絶対圧と、第２圧力センサ２２で検出される大気絶対圧との差に基づいてタンク内等の液位が算出される。

なお、センサユニット２０にサーミスタ等の温度センサを設けておき、温度によって検出圧力を補正し、補正圧力に基づいて液位を算出するようにしてもよい。

この液位計測装置にあっては、ベースブロック１０がセンサユニット２０よりも若干大きい程度の径を有した小型のもので足りる。また、圧力センサ２１，２２がそれぞれ導圧孔１７，１８内に差し込まれ、圧力センサと導圧孔内周面との間をシールすると共に、ノズル部１１とチューブ２との間をＯリング１３でシールすることにより、チューブ２内の圧力及び大気圧を検出できるようにしているので、シール構造が簡易であり、製作が容易である。また、チューブ２とノズル部１１との接続構造が簡易であり、これによっても製作が容易で製作コストが安価となる。

なお、保護管３をチューブ２と同程度の長さとすることにより、チューブ２の先端（下端）をタンク内の規定位置（規定高さ）に配置させるように液位計測装置をタンクに設置することができる。これにより、高精度にタンク内の液位を計測することができる。また、チューブがタンク内で浮き上がるように変形したり移動したりすることが保護管３によって防止されるので、精度よく液位を計測することができる。

上記実施の形態では、導圧管として可撓性を有したチューブ２が用いられているが、金属、硬質な合成樹脂等よりなるパイプを用いてもよい。

１ 液位計測装置
２ チューブ
３ 保護管
１０ ベースブロック
１１ ノズル部
１３ Ｏリング
１７ 第１導圧孔
１８ 第２導圧孔
１９ 凹部
２０ センサユニット
２１ 第１圧力センサ
２２ 第２圧力センサ

Claims (2)

1. 先端側に導圧管接続部を有し、後端側に圧力センサ設置部を有し、後端面から該導圧管接続部の先端面まで貫通する第１導圧孔を有したベースブロックと、
   該導圧管接続部に接続された導圧管と、
   該ベースブロックの後端面に設置されており、該第１導圧孔に臨む第１圧力センサを有した圧力センサユニットと
   を有する液位計測装置であって、
   前記導圧管はチューブであり、
   該チューブの基端部が前記導圧管接続部に外嵌しており、
   該導圧管接続部の外周面と導圧管の内周面との間がシール部材によってシールされており、
   前記チューブが挿通された保護管を備えており、
   該保護管の基端が前記ベースブロックに固定されている液位計測装置。
2. 前記ベースブロックは、後端面と先後方向の途中部分とを連通する第２導圧孔を備えており、
   前記センサユニットは、該第２導圧孔に臨む第２圧力センサを有する請求項１の液位計測装置。

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