JPH0296620A

JPH0296620A - 液面検出装置

Info

Publication number: JPH0296620A
Application number: JP24953588A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Kanamori; 郁夫金森; Keiichi Murano; 村野　恵一; Masao Yasaka; 矢坂　正男
Original assignee: Tabai Espec Co Ltd
Current assignee: Espec Corp
Priority date: 1988-10-03
Filing date: 1988-10-03
Publication date: 1990-04-09

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〕本発明は液槽式冷熱衝撃試験装置等における高温液槽や
低温液槽等の液槽における液面を検出する装置に関する
。

［従来の技術］従来、液槽式冷熱衝撃試験装置等における高温液槽や低
温液槽等の液槽における液面を検出する代表的手段とし
ては次のものが知られている。

■　リードスイッチを数段に内蔵し、一部を液中に漬け
て定位置配置されるシャフトにリードスイッチ駆動用マ
グネットを有するフロートを昇降自在に嵌めてなるフロ
ートスイッチを利用するもの、 ■　液槽に連通ずるサブタンクを設けるとともに該サブ
タンクに前述のようなフロートスイッチを設けたもの、 ■　液槽に連通させた透明管内液面の目視によるもの。

〔発明が解決しようとする課題、〕

しかしながら、前記フロートスイッチは、ａ、液体が高
温または低温の場合、シャフト内のリードスイッチ、配
線等が損傷する、ｂ、フロートとシャフトの作動部分に熱歪みによる変形
が発生し、正常に作動しない、Ｃ０また、低温液体の場合、フロートとシャフトが氷結
する、という問題がある。

前記サブタンクを設けてこれにフロートスイッチを配置
する場合には、液槽内液量とサブタンク内液温が異なる
ため、サブタンク内液面が正確に液槽内液面に一致しな
い、従って正確に液槽内液体温度を検出できない、とい
う問題がある。この問題は例えば液槽式冷熱衝撃試験装
置等において使用されるフッ素系不活性流体のように常
温より著しく高温（例えば１００°Ｃ１２００°Ｃ等）
または低温（例えば−４０°Ｃ１−６０°Ｃ等）に維持
され、しかも熱膨張係数が大きい液体の場合に特に顕著
である。

また、液槽内の液にフロートスイッチを設ける場合、サ
ブタンクを利用する場合のいずれにおいても、液槽内液
面を上限と下限というように段階的に検出できるだけで
、連続的に検出できず、該液面の正確な制御に供するこ
とができない。

前記液槽に連通させた透明管を利用する場合には、液槽
内液量と透明管内液温が異なるため、正確に液槽内液体
温度を検出できないばかりか、最終的には目視による液
面判断に顧るため、検出結果を直ちに液面制御に供する
ことができない。

さらに、前記いずれの検出手段による場合でも、液温か
変化する場合、例えば冷熱衝撃試験装置において試験液
温を変化させる場合や装置運転停止により液温か装置周
囲温度になる場合等に該温度変化後の液面位置を予測す
ることができず、したがって、液温変化による液の体積
変化により液槽から液が溢れ出るとか、液槽内液量が不
足するとかの予測ができず、不便である。

そこで本発明の一つの目的は、高温、低温に維持される
液体、熱膨張係数の大きい液体を含め、広く一般に液槽
内に収容される液の液面を、円滑な作動のもとに正確か
つ連続的に検出でき、また、検出結果を液面制御に供し
易く、しかもその割りには安価に提供できる液面検出装
置を提供することにある。

本発明のもう一つの目的は、前記目的を達成できるとと
もに、液槽内液量が変化した場合の液面位置を予測でき
る液面検出装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は最初に記載した目的にしたがい、液槽内の液に
浮かべられるフロート、前記フロートに接続されて前記
液槽内の雰囲気および液体ならびにそれらの温度に常時
曝されることのない検出位置まで延び出るフロート位置
伝達部材、前記検出位置において前記液槽内液体温度に
対応する前記伝達部材位置を連続的に検出しつつ電気量
に変換して現在液面位置を求める手段を備えたことを特
徴とする液面検出装置を提供するものである。

前記現在液面位置を求める手段としては、前記伝達部材
位置をラックピニオン機構、各種リンク機構等の手段で
物理的にとらえ、これを可変抵抗器等で抵抗値、電流値
、電圧等の電気量に変換するものが考えられる。

また、本発明は二番目に記載した目的にしたがい、かか
る液面検出装置において、さらに、現在液体温度を検出
する手段と、現在液体温度とは異なる液体温度における予測液面位置
を求めるための演算手段と、前記現在液体温度とは異なる液体温度を前記演算手段へ
指示入力する液体温度指示手段と、液体の熱膨張係数を
前記演算手段へ指示人力する熱膨張係数指示手段と、を
備えた液面検出装置にして、前記演算手段が、前記現在液体温度検出手段により検出
される現在液体温度、前記現在液面位置を求める手段に
より求められる現在液面位置、前記液体温度指示手段に
より指示される現在液体温度とは異なる液体温度および
前記熱膨張係数指示手段により指示される液体の熱膨張
係数に基づいて前記予測液面位置を算出することができ
る液面検出装置を提供するものである。

後者の場合、現在液体温度とは異なる液体温度を前記演
算手段へ指示入力する液体温度指示手段は、周囲温度を
検出する手段を含むことができ、前記異なる液体温度が
該周囲温度下における液槽内液体温度であるときには、
該周囲温度検出手段により検出される温度を該異なる液
体温度として前記演算装置へ入力するものでもよい。

なお、「周囲温度」とは液面検出装置を付設した装置類
の周囲雰囲気温度（例えば室温）である。

〔作　用〕

本発明液面検出装置によると、液槽内に浮かべられるフ
ロートが液面の上下動により昇降し、該フロートの昇降
にフロート動作伝達部材が連動し、該伝達部材の動作位
置が連続的に検出され電気量に変換されて液面位置が求
められる。

また、液体の現在温度を検出する手段と、現在液体温度
とは異なる液体温度における予測液面位置を求めるため
の演算手段と、液体温度指示手段と、熱膨張係数指示手
段とが備わっているときには、現在液体温度とは異なる
所望の液体温度が前記指示入力手段により前記演算手段
へ入力されると、該異なる液体温度における予測液面位
置が算出される。

周囲温度検出手段が設けられているときにおいて、前記
異なる液体温度が周囲温度下における液槽内液体温度で
あるときには、該周囲温度検出手段により検出される温
度を該異なる液体温度として前記演算装置へ入力して、
予測液面位置を求めることができる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

図示実施例液面検出装置は、冷熱衝撃試験装置９０に付
設されているものである。該液面検出装置を説明する前
に、まず、冷熱衝撃試験装置９０の概略を説明する。

この装置は高温液槽９１および低温液槽９２を備えてい
る。

液槽９１には１５０　’Ｃに維持されたフッ素系不活性
液Ｌｌが収容されており、液槽２には一６５゛Ｃに維持
されたフッ素系不活性液Ｌ２が収容されている。これら
両液槽は断熱壁９３によって囲まれている。

また、各液槽の上部には液のやや上方まで張り出した縁
枠部材９４が設けられており、この部材に両開きタイプ
の開閉可能なシャッタ９５が設けられている。

図示しない試料は試料かご９６に収められ、この試料か
ごが図示しない駆動手段により第１図に示す矢印方向に
上下動あるいは左右方向に往復動して両液槽に交互に漬
けられる。

液槽９１および９２の上部は液槽口部を含め、気密性の
ある箱体９７によって覆われている。

箱体９７の前部は菌糸しない開閉自在の扉によって気密
に閉しられており、この扉を開くことによって試料かご
９６に試料を出し入れすることができる。

液面検出装置は高温液槽９１および低温液槽９２のそれ
ぞれに対し設けられているが、両液面検出装置Ａおよび
Ｂは実質上同構造のものであるから、ここでは主として
装置Ａについて説明する。

なお、液面検出製置已における部品のうち、装置Ａにお
ける部品と同じものは、添字「ｂ」を付して装置Ａにお
けると同一数字符号で示されている。

液面検出装置Ａは、液槽９１内の液Ｌ１に浮かべられた
フロート１、このフロートに固定されたシャフトの形態
のフロート位置伝達部材２および該シャフト２の上端に
連結された液面位置を求めるための装置３を備えている
。シャフト２は縁枠部材９４に設けたガイド１１を昇降
自在に貫通して縁枠部材９４の上方へ突出している。

フロートｌおよびこれに固定されたシャフト２は、液体
Ｌｌおよびその蒸気による熱的影響、および化学的影響
を考慮し、高温や低温に強く、耐食性の高い材料（本例
ではステンレススチール）からなっている。

シャフト２の上部は液槽９１内の雰囲気および液Ｌ１か
ら十分離れた位置にあり、該液およびその雰囲気ならび
にそれらの温度に常時さらされることはない。

シャフト位置から液面位置を連続的に求めるための装置
３は、シャフト２の上部に固定されたラック３１および
該ラックに噛み合うビニオン３２、該ビニオン軸により
駆動される回転型の無段抵抗器３３を含んでいる。

この装置Ａによると、液面位置に応じて昇降するフロー
トｌに１対１で連動するシャフト２の位置は前記ラック
ピニオン機構を介して回転型抵抗器３３へ伝えられ、該
抵抗器における抵抗値は電源３５を含む回路中の表示器
３４で電流値に変換されて液面位置として連続的に表示
される。

第２図には本発明の他の実施例が示されている。

第２図に示す液面検出装置は、第１図に示す液面検出装
置Ａにおける現在液面位置を求める装置３に代えて装置
４を採用したものである。

すなわち、シャツｌ−２（２ｂ）の上部は直線型スライ
ド抵抗器４１の摺動子４１１に接続されており、液面の
昇降にともなうフロート１（ｌｂ）およびシャフト２（
２ｂ）の昇降にともなってスライド式抵抗器４１におけ
る摺動子４１１が動いて抵抗値が変化し、該抵抗値が電
源４２を含む回路中の表示器４３において電圧に変換さ
れて液面位置として連続的に表示される。

第３図は本発明のさらに他の実施例を示しており、第３
図に示す液面検出装置には、現在液体温度とは異なる温
度における液面の予測位置を求める手段が付加されてい
る。

すなわち、この液面検出装置においては、マイクロコン
ピュータを主体とする演算装置６が設けられ、この演算
装置６の入力ボートには液面位置を求める装置５をはじ
めとして熱電対等の温度センサ７１を含む液体温度検出
器７および冷熱衝撃試験装置周囲の温度を検出する温度
検出器８が接続されている。

装置５はフロート１（ｌｂ）に固定されたシャフト２（
２ｂ）によって駆動されるスライド式抵抗器等の無段階
抵抗器等を含んでおり、該抵抗器における抵抗値の変化
に基づいて液面位置を電気量（例えば電圧）として求め
るものである。

演算装置６の入力ボートには、さらに、操作部１０が接
続されており、この操作部１０には、現在の液体温度と
は異なる液体温度における液槽内液体温度を予測するた
めに該異なる温度を指示人力するための温度指示部１０
１および液面位置を求めようとする液体の熱膨張係数を
指示入力するための熱膨張係数指示部１０２がそれぞれ
設けられている。また、この操作部ＩＯには現在液面位
置を求めるモードと、現在液体温度とは異なる液体温度
における予測液面位置を求めるモードとを切り換えるた
めのモード切り換え部１０３が設けられている。

前記温度指示部１０１は、「周囲温度」を指示する部分
を備えており、この「周囲温度」が指示されると、温度
検出器８の出力が演算装置６において採用されるように
なっている。

演算装置６の出力ポートには液面位置を表示するための
表示装置１０４が接続されている。

この第３図示す液面検出装置によると、モード切り換え
部１０３において現在液面位置を求めるモードが設定さ
れているときには、装置５がらの入力に基づいて現在液
面位置が表示装置１０４に表示される。

また、予測液面位置を求めるモードが設定されたときに
は、温度指示部１０１において指示された液体温度にお
ける予測液面位置が、該指示温度、装置５からの入力、
温度検出器７からの入力および指示部１０２により指示
された液体の熱膨張係数に基づいて演算袋Ｗ６において
算出され、この算出結果が予測液面位置として表示装置
１０４に表示される。

また、温度指示部１０１において「周囲温度」が指定さ
れたときには、周囲温度検出器８からの入力が演算装置
６において採用され、表示装置１０４には該周囲温度下
における液槽内液体温度のもとの液面位置が表示される
。

前記実施例液面検出装置によると、液槽９１．９２内の
液面位置を求める装置３．３ｂ、４および５は、液体自
体や液体から発生する蒸気に影響されることなく、また
、それらの温度に影響されることなく、円滑、正確に且
つ連続的に作動し、かくして液槽内液体温度を正確且つ
連続的に検出、モニタできる。

また、液面位置は電気量として求められるので、検出結
果を液面位置の制御に容易に利用できる。

第３図に示す装置の場合には、種々の温度条件における
槽内液面位置を予測することができ、したがって安全に
液槽を使用でき、また、液面位置の制御にも有利である
。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
他にも様々の態様で実施できることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

本発明によると、高温、低温に維持される液体、熱膨張
係数の大きい液体を含め、広く一般に液槽内に収容され
る液の液面を、円滑な作動のもとに正確且つ連続的に検
出でき、また、検出結果を液面制御に供し易く、しかも
その割りには構造簡単で安価に提供できる液面検出装置
を提供することができる効果がある。

また、現在液体温度とは異なる液体温度（周囲温度の下
における場合も含む）における予測液面位置を求めるこ
とができるように構成されているときには、現在液体温
度とは異なる種々の所望の液体温度における予測液面位
置を容易に求めることができ、それだけ液槽を安全に使
用できるとともに幅広い液面位置制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は液槽式冷熱衝撃試験装置に採用した本発明の一
実施例の概略説明図である。第２図は本発明の他の実施
例の概略説明図、第３図はさらに他の実施例の概略説明
図である。９１．９２・・・液槽、１、ｌｂ・・・フロート、２．２ｂ・・・フロート位置伝達部材、３．３ｂ、４．
５・・・液面位置を求める装置、６・・・演算装置、７・・・液体温度検出器、８・・・周囲温度検出器、１０・・・操作部、１０１・・・温度指示部、１０２・・・熱膨張係数指示部、＋０３・・・モード切り換え部、１０４・・・液面位置表示装置。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）液槽内の液に浮かべられるフロート、前記フロー
トに接続されて前記液槽内の雰囲気および液体ならびに
それらの温度に常時曝されることのない検出位置まで延
び出るフロート位置伝達部材、前記検出位置において前
記液槽内液面位置に対応する前記伝達部材位置を連続的
に検出ルつつ電気量に変換して現在液面位置を求める手
段を備えたことを特徴とする液面検出装置。
（２）現在液体温度を検出する手段と、現在液体温度とは異なる液体温度における予測液面位置
を求めるための演算手段と、前記現在液体温度とは異なる液体温度を前記演算手段へ
指示入力する温度指示手段と、液体の熱膨張係数を前記演算手段へ指示入力する熱膨張
係数指示手段と、を備え、前記演算手段は、前記現在液体温度検出手段により検出
される現在液体温度、前記現在液面位置を求める手段に
より求められる現在液面位置、前記液体温度指示手段に
より指示される現在液体温度とは異なる液体温度および
前記熱膨張係数指示手段により指示される液体の熱膨張
係数に基づいて前記予測液面位置を算出することを特徴
とする請求項１記載の液面検出装置。
（３）前記現在液体温度とは異なる液体温度を前記演算
手段へ指示入力する液体温度指示手段は、周囲温度を検
出する手段を含んでおり、前記異なる液体温度が該周囲
温度下における液槽内液体温度であるときには、該周囲
温度検出手段により検出される温度を該異なる液体温度
として前記演算装置へ入力するように構成されている請
求項２記載の液面検出装置。