JPH0232219A - 磁気検出器を用いた液位計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、液体貯槽内の液体の液位を検出して信号を出
力する液位針に関するもので、特に、腐食性の強い液体
の液位検出に適した液位針に関するものである。

（従来の技術） 液体貯槽においては、内部の液体が減少したとき自動的
に液体を補給して、液位を一定の範囲に保つようにした
ものが多い、そのような貯槽の場合には、内部の液体の
液面レベルを検出することが必要となる。

そのよ、うに液面レベルを検出する液位針としては、液
面の上下に伴って昇降するフロートを用いた機械的なも
の、電気抵抗等の変化を利用した電気的なもの、重量や
圧力の変化から液位を算出するようにした物理的なもの
等、種々のものが開発されている。

ところで、貯槽内の液体が強酸性あるいは強アルカリ性
液体のように腐食性の強いものである場合には、その貯
槽内に検出器やそれによって作動される金属部材、ある
いは検出器から信号を取り出すリード線等を配設するこ
とはできない、したがって、その場合には、貯槽の外部
において内部の液体の液面レベルを検出することが必要
となる。

そのように貯槽の壁を隔てて液位を検出し得るようにす
るためには、磁気検出器を用いることが考えられる。そ
のためには、樹脂等のように耐腐食性の高い材料からな
るフロートの内部に磁石を取り付けておき、そのフロー
トを液面に浮かべ、貯槽の外壁面に取り付けた磁気検出
器により磁石の磁気を検出するようにすればよい。

そのような磁気検出器としては、ホール素子を用いたホ
ール効果ＩＣスイッチがある。そのスイッチは、所定の
磁束が感知されたときホール素子がホール効果によりホ
ール電圧を発生することを利用して、出力トランジスタ
を導通させるようにしたものである。

（発明が解決しようとする課題） ところで、ホール効果ＩＣスイッチは、その検出面に磁
石のＳ極あるいはＮ極のいずれか一方が接近したときに
しか信号を出力しないという性質がある。したがって、
そのスイッチによってフロートの高さ位置を検出するた
めには、フロート内の磁石のＳ極あるいはＮ極が必ずそ
のスイッチの検出面に対面するようにしなければならな
い。

しかしながら、フロートは液面に浮遊しているものであ
るから、その向きは一定していない。フロートが貯槽の
壁面に沿って昇降するように案内するガイドによってフ
ロートの方向を規制することも考えられるが、そ・のた
めには、フロート及びガイドを特定の形状に形成するこ
とが必要となる。そのようなフロートやガイドは、製作
に手間がかかりコストが上昇するばかりでなく、外観的
にも好ましくない、製作の容易さや外観の点からは、フ
ロートを円筒状あるいは球状のような円形断面のものと
することが望まれる。また、ガイドによってフロートの
方向を規制しようとしても、フロートのスムーズな昇降
を阻害することのないようにするために、フロートとガ
イドとの間には十分な大きさのすきまを設けなければな
らないので、完全な規制はできない。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、フロートの形状にかかわらず、フロー
トを一定の方向に向かせることができるようにし、それ
によって、磁気検出器による液位の検出が可能な液位針
を得ることである。

（課題を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明では、検出用磁石を
取り付けたフロートな貯槽内の液面に浮かべておき、ガ
イドによりそのフロートが貯槽の壁面に近接した位置で
昇降するように案内するとともに、そのフロートの昇降
位置に近接する貯槽の外壁面に、検出用磁石の磁気を検
出するホール素子からなる磁気検出器と、検出用磁石の
一方の極を吸引するフロート回転用磁石とを取り付ける
ようにしている。そのフロート回転用磁石は、磁気検出
器の背面側に設置されている。

（作用） このように構成することにより、貯槽内の液面が昇降す
ると、それに伴ってフロートも昇降する。そして、フロ
ートが磁気検出器の取り付は位置に近づくと、その磁気
検出器の背面側に設けられたフロート回転用磁石によっ
て、フロートに取り付けられた検出用磁石の一方の極が
吸引され、フロートが回転する。その場合、磁気検出器
が例えばＳ極を検出するものであれば、フロート回転用
磁石はＮ極が貯槽に対面するように設置される。したが
って、検出用磁石のＳ極が磁気検出器に対面することに
なる。

こうして、検出用磁石が磁気検出器に対向する高さ位置
まで達すると、その磁石の磁気によって磁気検出器が確
実に作動し、信号が出力される。したがって、貯槽内の
液体の液位が検出される。

この間において、フロート回転用磁石は磁気検出器の背
面側に設けられ、しかも、その磁石のＮ極が磁気検出器
に対面するように配置されるので、その磁石によって磁
気検出器に影響が及ぼされることはない。また、その磁
石は、フロートを回転させることができさえすればよい
ので、磁力も弱いものでよい。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

図中、第１．２図は本発明による液位針の一実施例を示
すもので、第１図はその側面図であり、第２図はその平
面図である。

これらの図から明らかなように、腐食性の強いオゾン水
などの液体を収容する液体貯槽１内には、その−側の側
壁１ａに沿って、上下方向に延びるコの字形断面のガイ
ド２が設けられている。そのガイド２の下端部には開口
３が設けられ、ガイド２と貯槽１の側壁１ａとによって
囲まれる領域４がその間口３を通して貯槽１の内部と連
通ずるようにされている。また、その領域４の上端は貯
槽１内の上部空間に開放されている。こうして、ガイド
２の内外における液面レベルＬが同一に保たれるように
なっている。

貯槽１及びガイド２は、耐腐食性が高く非磁性の材料、
例えばガラスあるいは樹脂によって形成されている。

ガイド２の内側領域４には、液面に浮かぶフロート５が
設けられている。このフロート５は、耐腐食性の高い非
磁性材料である樹脂等からなる中空円筒状のもので、そ
の内部の一端には検出用磁石６が固着されている。こう
して、フロート５は、その磁石６の重力によって、磁石
６が取り付けられている側が常に下側となるようにして
、直立状態で保持されるようになっている。その磁石６
のＮ極とＳ極とは、フロート５の反対側面に対面するよ
うに配置されている。

一方、ガイド２に対向する貯槽１の側壁１ａの外面には
、所定の高さ位置に磁気検出器７が取り付けられている
。その磁気検出器７は、磁石のＳ極側の磁束を検出面７
ａに受けたとき信号を出力するもので、その検出面７ａ
が貯槽１の側壁１ａ外面に密着するようにされている。

また、その磁気検出器７の背面７ｂには、板状のフロー
ト回転用磁石８が取り付けられている。その磁石８は、
Ｎ極が貯槽１の側壁１ａに対面するようにされている。

第３図は、磁気検出器７の構成を示す回路図である。

この図から明らかなように、この磁気検出器７は、電圧
調整器９、ホール素子１０、増幅器１１、トリガ回路１
２、及び出力トランジスタ１３からなり、ホール素子１
０がＳ極側の磁気を感知したとき発生するホール電圧に
よってトリガ回路１２をトリガし、出力トランジスタ１
３を導通させるものとされている。これらの回路素子は
１枚のＩＣチップとして組み込まれている。このような
磁気検出器７は、ホール効果ＩＣスイッチとして市販さ
れているものである。このスイッチには、電源端子１４
に電源が接続され、出力トランジスタ１３の両端の端子
１５．１６に出力信号を取り出すリード線１７（第１図
）が接続されるようになっている。

次に、このように構成された液位針の作用について説明
する。

いま、貯槽１内の液面レベルＬが低下し、液体が補給さ
れている状態にあるとする。この状態では、フロート５
は貯槽１内の下方にあり、磁気検出器７の検出面７ａに
は磁気が作用しないので、磁気検出器７の出力トランジ
スタ１３は遮断されている。フロート回転用磁石８は磁
気検出器７の背面７ｂに取り付けられ、しかもそのＮ極
が磁気検出器７に対面するようにされているので、その
磁石８によって磁気検出器７に影響が及ぼされることは
ない。

この状態から貯槽１内の液位が上昇すると、それに伴っ
てフロート５も上昇する。このとき、フロート５はガイ
ド２によって案内されるので、磁気検出器７が取り付け
られている貯槽１の側壁１ａ近傍からフロート５が離れ
ることは防止される。しかしながら、フロート５は、そ
の軸線のまわりには自由に回転する。

このようにしてフロート５が貯槽ｌの側壁１ａに沿って
上昇し、第１図に示されているように磁気検出器７の取
り付は位置に近づくと、フロート５に固着されている磁
石６と貯槽１側に取り付けられている磁石８との間にＮ
ＩＩＫどうしの反発力とＮ、Ｓ極間の吸引力とが働く。

したがって、フロート５がその軸線のまわりに回転する
。そして、検出用磁石６のＳ極が磁気検出器７側に対面
する状態で保持される。

この状態で、更に液位が上昇して所定のレベルに達する
と、フロート５内の磁石６が磁気検出器７に対向する高
さ位置となる。そして、その磁石６のＳ極が磁気検出器
７の検出面７ａに対面するので、そのＳ極の磁束がホー
ル素子１ｏに作用し、出力トランジスタ１３が導通する
。こうして、磁気検出器７から信号が出力され、液位が
所定のレベルにあることが検出される。

このように、この液位針によれば、フロート５が自由に
回転するようにされていても、磁気検出器７に対向する
位置に達すると、必ずそのフロート５が所定の方向に向
けられる。したがって、ホール素子１０からなる磁気検
出器７によって、フロート５の高さ位置、すなわち液面
レベルＬを検出することができる。しかも、その検出は
貯槽１の外部において行われるので、リード線１７等を
貯槽１内に配設する必要がなくなり、腐食性の強い液体
の液位をも検出することが可能となる。

フロート回転用磁石８は、フロート５がほとんど抵抗な
く回転し、しかも検出用磁石６とともに働くので、磁力
の弱いものであってよい。

なお、上記実施例においては、フロート５が円筒形であ
るものとしているが、フロート５は球形等、任意の形状
のものでよい。球形のフロート５の場合には、検出用磁
石６は中心部に設置することもできる。

また、ガイド２も、フロート５が貯槽１の側壁１ａ近傍
から離れることを防止し得るものであればよく、網状の
もの等、任意の形状、構造とすることができる。

更に、上記実施例においては、磁気検出器７を所定位置
に固定しておき、フロート５が対向する位置に達したと
きそれを検出するものとしているが、静止している液面
レベルＬを検出する場合などには、磁気検出器７を貯槽
１の側壁１ａ外面に沿って昇降させ、その移動量によっ
て液位を検出するようにすることもできる。

そして、本発明による液位針は、上述のような腐食性の
強い液体の液位な検出する場合に限らず、任意の液体の
液位を検出するために用いることができるものであるこ
とは言うまでもない。そのような場合には、検出用磁石
６はフロート５の外面に取り付けるようにすることもで
きる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、液面
に浮かぶフロートに検出用磁石を取り付け、その磁石の
磁気によって液位な検出するようにしているので、貯槽
の壁面を隔てて外部から内部の液位な検出することが可
能となる。したがって、磁気検出器やそのリード線は貯
槽の外部に配置すればよくなり、腐食性の強い液体であ
ってもその液位を検出することができるようになる。

また、磁気検出器の背面側にフロート回転用磁石を取り
付け、その磁石とフロートに取り付けられた検出用磁石
とによってフロートを所定の方向に向かせるようにして
いるので、フロートは自由に回転するものであってよく
、円筒形、球形等、任意の形状とすることができる。

したがって、設計の自由度が増し、製作性及び外観の向
上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による液位針の一実施例を示すもので
、その液位針を備えた液体貯槽の要部の縦断側面図、 第２図は、その貯槽の同じく要部の水平断面図、 第３図は、その液位針に用いられている磁気検出器の回
路図である。 １・・・液体貯槽 ５・・・フロート ７・・・磁気検出器 ７ａ・・・検出面 ８・・・フロート回転用磁石 Ｏ・・・ホール素子 Ｌ・・・液面レベル ２・・・ガイド ６・・・検出用磁石 ７ｂ・・・背面 第１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 液体貯槽内に上下方向に設けられたガイドにより案内さ
   れ、その貯槽の壁面に近接した位置でその貯槽内の液体
   の液位の変化に伴って昇降するようにされたフロートと
   、 そのフロートに固着された検出用磁石と、 前記フロートの昇降位置に近接する前記貯槽の外壁面に
   取り付けられ、前記検出用磁石の一方の極が対向する位
   置に達したとき信号を出力するホール素子からなる磁気
   検出器と、 その磁気検出器の背面側に取り付けられ、前記検出用磁
   石の一方の極が前記磁気検出器に対面するように前記フ
   ロートの向きを制御するフロート回転用磁石と、 を備えてなる、磁気検出器を用いた液位計。