JPH03197824A

JPH03197824A - 静電容量式レベル検出プローブ

Info

Publication number: JPH03197824A
Application number: JP1343416A
Authority: JP
Inventors: Seikichi Fukuda; 福田　清吉
Original assignee: C L Keisoku Kogyo Kk
Current assignee: C L Keisoku Kogyo Kk
Priority date: 1989-12-26
Filing date: 1989-12-26
Publication date: 1991-08-29

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、静電容量式レベル検出プローブに関する。

［従来の技術］タンク内の気体と液体、液体と液体、気体と粉体、液体
と粒状体等の流状体のなす界面のレベルを検出する場合
、従来では、第４図または第５図に示す静電容量式レベ
ル検出プローブが用いられている。

第４図の静電容量式レベル検出プローブは、導電性を有
する棒状の電極１０２と、電極１０２を外囲する有底円
筒状のシース１０４と、電極１０２およびシース１０４
を一体的に取り付ける取付フランジ１０６とを備える。

電極１０２は、例えばＳＵＳで作成され、可撓性を有し
ない。シース１０４は、例えばＦＥＰで肉厚に作成され
、電気絶縁性を有するが、可撓性は悪い。取付フランジ
１０６はタンク上部に取り付けられ、電極１０２および
シース１０４がタンク内に鉛直に挿入される。

電極１０２および導電性を有するタンク間に高周波電流
を流して電極１０２とタンク壁との間の流状体のキャパ
シタンスが測定され、このキャパシタンスが電気信号に
変換され、タンク内の流状体の界面のレベルが測定され
る。

また、第５図の静電容量式レベル検出プローブでは、さ
らに、電極１０２およびシース１０４に同心に防波管１
０８が設けられる。防波管１０８は、円筒または円弧状
で、例えばＳＵＳで作成され、導電性を有するが、可撓
性を有しない。防波管１０８は、電極１０２およびシー
ス１０４とともに取付フランジ１０６に一体的に取り付
けられる。防波管１０８およびシース１０４の下端には
、サポート１１０が設けられ、防波管１０８および電極
１０２の間隔が一定の距離に保持される。

電極１０２および防波管１０８に高周波電流を流して電
極１０２と防波管１０８との間の流状体のキャパシタン
スが測定され、このキャパシタンスが電気信号に変換さ
れ、タンク内の流状体の界面のレベルが測定される。

［発明が解決しようとする課題］しかし、これらの静電容量式レベル検出プローブでは、
タンクの深さ、レベル検出領域の範囲によって電極、シ
ース、防波管の必要な長さが変わる。したがって、タン
クの深さ、レベル検出領域の範囲に応じて必要な長さの
電極、シース、防波管を一品ごとに生産し、設置現場に
輸送する必要がある。

このため、電極、シースおよび防波管を、量産化するこ
とができず、コストダウンするのが困難であった。

さらに、電極、シース、防波管は屈曲することができな
いので、あまり長いと、梱包が困難であり、輸送コスト
がかかった。

本発明は、上述の技術的課題を解決し、タンクの大きさ
、レベル検出領域の範囲の如何に拘らず生産現場および
設置現場で予め対応することができ、タンクの材質の如
何に拘らず精度よく界面を検出することができ、量産化
およびコストダウンを大幅に図ることができる静電容量
式レベル検出プローブを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］上述の技術的課題を解決するために、本発明は、以下の
構成をとる。

すなわち、請求項（１）の静電容量式レベル検出プロー
ブは、タンクの上部に水密的に、かつ、着脱自在ζこ取り付け
られる取付フランジと、被検出物のレベルを検出する範囲の長さを有し、可撓性
および電気導電性を有する芯線に電気絶縁性および可撓
性を有する被覆チューブで被覆され、下端部付近が一定
間隔をあけて水密的に取付フランジに取り付けられ、下
端部が水密的にされてタンク内に吊り下げられる線状の
一対の電極と、両電極の下端部付近にそれぞれに取り付
けられまたは一定間隔をあけて一体的に取り付けられ、
両電極をタンク内で平行に張るウェイトと、を備えるこ
とを特徴とする請求項（２）の静電式レベル検出プローブＣま、請求項
（１）のものにおいて、前記両電極の長さが長い場合に両電極間に橋架され、両
電極間の間隔を一定に保持する振止部材を備えることを
特徴とする。

［作用］請求項（１）の静電容量式レベル検出プローブにおいて
は、取付フランジは、タンクの上部に水密的に、かつ、着脱
自在に取り付けられる。

線状の一対の電極は、被検出物のレベルを検出する範囲
の長さを有し、可撓性および電気導電性を有する芯線に
電気絶縁性および可撓性を有する被覆チューブで被覆さ
れ、下端部付近が一定間隔をあけて水密的に取付フラン
ジに取り付けられ、下端部が水密的にされてタンク内に
吊り下げられる。

ウェイトは、両電極の下端部付近にそれぞれに取り付け
られまたは一定間隔をあけて一体的に取り付けられ、両
電極をタンク内で平行に張る。

したがって、この電極を長尺に予め製造することができ
るので、長尺から被検出物のレベルを検出する範囲の長
さに応じて電極を切断すればよく、タンクの大きさ、レ
ベル検出領域の範囲の如何に拘らず生産現場および設置
現場で予め対応することができ、量産化およびコストダ
ウンを大幅に図ることができる。

また、このような電極を一対備えているので、タンクの
材質の如何に拘らず精度よく界面を検出することができ
る。

請求項（２）の静電式レベル検出プローブにおいては、振止部材は、前記両電極の長さが長い場合に両電極間に
橋架され、両電極間の間隔を一定に保持する。

したがって、電極が揺れても両電極間の間隔が一定に保
持され、レベルが精度よく検出することができる。

［実施例］以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の一実施例の静電容量式レベル検出プ
ローブである。

この静電容量式レベル検出プローブは、フランジ２と、
電極ケース４と、ニブル６．８と、電極１０、１２と、
ニブル１４．１６と、ウェイト１８とを備える。

電極１０は、第２図に示すように、芯線２ｏと、芯線２
０を被覆する被覆チューブ２２と、被覆チューブ２２を
被覆する芯線２４と、芯線２４を被覆する被覆チューブ
２６とを備える。電極１２も同様に、芯線２８と、芯線
２８を被覆する被覆チューブ３ｏと、被覆チューブ３０
を被覆する芯線３２と、芯線３２を被覆する被覆チュー
ブ３４とを備える。芯線２０．２４．２８．３２は、銅
やＳＵＳの単線、網線または捩線等がらなり、導電性お
よび可撓性を有する。被覆チューブ２２゜２６、３０．
３２は、電気絶縁性を有し、例えばＦＥＰ（ふり化エチ
レン／プロピレン）で作られる。この電極１０．１２は
、レベル検出プローブの生産現場またはレベル検出プロ
ーブの取付現場においてタンクの深さ、被検出物のレベ
ル検出の範囲にあゎせで適当な長さに切断される。この
ような電極１０゜１２は、可撓性を有するので、巻取ロ
ール等に巻いて小さな収納スペースとすることができる
。

フランジ２は、例えばＳＵＳで作られている。

フランジ２には複数の孔（図示２つ）孔４０．４２と、
一定間隔りをあけて２つのネジ孔４４．４６が形成され
る。、タンクの上部に設けられたフランジ（図示せず）
に、孔４０．４２を介してボルト締めされ、フランジ２
はタンクに水密的に取り付けられる。

フランジ２の上部には、ネジ孔４４．４６を覆って電極
ケース４が螺止される。

このネジ孔４４．４６には、ニブル６．８の本体４８゜
５０がそれぞれ螺着される。ニブル６．８のナツト５２
、５４と、シール部材５６．５８は、電極１０．　１２
の一端部から挿通される。電極１０．１２は、一端部か
らニブル６．８の本体４８．５０を通して結び目を作り
、本体４８．５０に止められる。ニブル６．８の本体４
８゜５０およびナツト５２．５４は、例えばＰＴＦＥ　
（ポリテトラフルオロエチレン）でそれぞれ作られてお
り、シール部材５６．５８はゴムでそれぞれ作られてい
る。電極ｌＯの一端部の芯線２０．２４は、電極ケース
４に設けられた端子板６０のコネクタＥ、にそれぞれ電
気的に接続される。電極１２の一端部の芯線２８、３２
は、端子板６０のコネクタＥ３にそれぞれ電気的に接続
される。コネクタＥ２は、オーブンである。ナツト５２
．　５４が本体４８．　５０に螺着されると、シール部
材５６．５８がそれぞれ変形し、電極１０．１２の一端
部付近が取付フランジ２に水密的に取り付けられる。

ウェイト１８は、例えばＰＴＦＥで作られる。ウェイト
１８には、フランジ２のネジ孔４４．４６と等しい間隔
りで、２つのネジ穴６２．６４が設けられる。

このネジ穴６２．６４には、ニブル１４．１６の本体６
６゜６８がそれぞれ螺着される。ニブル１４．１６のナ
ツト７０、７２と、シール部材７４．７６は、電極１０
．　１２の他端部から通される。電極ｔｏ、　１２は、
他端部からニブル１４．１６の本体を通して結び目を作
り、本体に止められる。ニブル６．８の本体６６、６８
およびナツトＴｏ、　７２は、例えばＰＴＦＥでそれぞ
れ作られており、シール部材７４．７６はゴムでそれぞ
れ作られている。ナツト７０．７２が本体６６、６８に
それぞれ螺着されると、シール部材７４．７６がそれぞ
れ変形し、電極１０．１２の低端部付近がウェイト１８
に水密的に取り付けられる。したかって電極１０．１２
の他端部が水密的にされ、かつ、他端部同士が電気絶縁
的にされる。

ウェイト１８をタンク内におろすと、電極ｔｏ、　　１
２が引っ張られてまっすぐになり、一定間隔りをあけて
、平行に張られる。

電極１０．１２の長さが長くなった場合には、電極１０
、　１２の中間にＰＴＦＥ製の振止部材７８か橋架され
て取り付けられ、電極１０．１２間の間隔か一定りにさ
れる。

このように構成された静電容量式レベル検出プローブで
は、コネクタＥ７．Ｅａ間に高周波電流を与えると、電
極１０．　１２の芯線２０．２４および芯線２８゜３２
間に高周波電流がながれ、電極１０と電極１２との間の
流状体のキャパシタンスが測定され、このキャパシタン
スが電気信号に変換され、タンク内の流状体の界面のレ
ベルが７Ｉ（１１定される。流状体の界面が変動すると
、電極１０．１２間の誘電率か変化し、電極１０．１２
間のキャパシタンスが変化する。この変化したキャパシ
タンスは、同様に電気信号に変換され、タンク内の流状
体の界面のレベルが測定される。

なお、フランジ２からタンク内の気体等の流状体が漏れ
出ることはない。また、ニブル６．８によって、ネジ孔
４４．４６からタンク内の気体等の流状体が漏れ出るこ
とはない。したがって、流状体か揮発性のものや有害物
等を含んでいても、安全性が守られる。

また、ニブル１４．１６によって、ネジ穴６２．６４内
にタンク内の気体等の流状体か漏れ入ることはない。

流状体が導電性を有していると、芯線２０．２４および
芯線２８．３２間がショートして流状体のキャパシタン
スの測定が不可能になる。また、流状体の抵抗値が低い
と測定結果の直線性が悪くなる。本発明では、電極１０
．１２が被覆チューブ２６．３４でそれぞれ被覆されて
いるので、流状体ののコンダクタンス分の影響をなくす
ことができる。

また、電極１０．１２かＦＥＰで作成された被覆チュー
ブ２６．３４でそれぞれ被覆され、ニブル１４．１６の
本体６６、６８およびナツト７０．７２がＰＴＦＥで作
成され、ウェイト１８かＰＴＦＥで作成され、振止部材
７８かＰＴＦＥで作成されているので、流状体に対する
対薬品性、耐熱性にすぐれている。

また、フランジ２、ウェイト１８、ニブル６．８１４、
１６、電極１０．１２、振止部材７８等すべて共通部品
使用か可能であるので、タンクの深さ、レベル検出領域
の範囲によって一品製作する必要がなくなり、量産する
ことか可能になり、大幅にコストダウンを図ることがで
きる。また、電極１０．１２を曲げることかできるので
、７１１１０．１２の収納スペースを小さくすることが
でき、梱包か容易となり、輸送コストを低減することが
できる。また、電極１０、　１２の長さに制約かなくな
り、深いタンク、レベル検出領域の範囲にも対応でき、
タンク、レベル検出領域の範囲の変更に対応できる。特
別のエルまたは溶接機等かなくても取付現場で簡単に電
極１０．１２を必要な長さにすることかでき、メインテ
ナンスも容易となる。

第４図に示した防波管かつかないものでは、タンクが非
導電性材料（例えば、コンクリートや、樹脂）で作られ
ている場合には、大地にアースを取ると精度よくレベル
を検出することがでず、精度をあげるためにはタンク内
にアース電極を別途挿入する必要があった。しかし、こ
の発明では、一対の電極１０．１２を備えているので、
コンクリート製のタンク、ガラス容器、あるいは合成樹
脂製のタンク等にも別途アース電極棒を挿入しなくても
測定精度をおとさずに測定が可能である。

なお、上述の実施例では、電極に２芯線を用いたが、３
芯線等の他の複数の芯線を有するものや、単芯線を用い
て実施するようにしてもよい。

また、電極とウェイトとの接続をニブルを用いて接続す
るようにしたか、第３図に示すように、電極１０．１２
の端部にシールキャップ８０．８２をそれぞれかぶせて
水密的にし、ウェイト１８の取っ手８４゜８６に巻いて
バンド８８．９０で止めるようにしてもよく、他の方法
であってもよい。

また、両電極の下端部付近に１つのウェイトを一体的に
取り付けるようにしたが、両電極の下端部付近にウェイ
トをそれぞれ取り付けるようにしてもよい。

さらに、対薬品性、耐熱性等を考慮しない場合には、フ
ランジ、電極、ウェイト、ニブル、振止部材等を他の材
料で作るようにしてもよい。

［発明の効果］以上のように本発明によれば、請求項（１）の静電容量式レベル検出プローブにおいて
は、タンクの上部に水密的に、かつ、着脱自在に取り付
けられる取付フランジと、被検出物のレベルを検出する
範囲の長さを有し、可撓性および電気導電性を有する芯
線に電気絶縁性および可撓性を有する被覆チューブで被
覆され、下端部付近が一定間隔をあけて水密的に取付フ
ランジに取り付けられ、下端部が水密的にされてタンク
内に吊り下げられる線状の一対の電極と、両電極の下端
部付近にそれぞれに取り付けられまたは一定間隔をあけ
て一体的に取り付けられ、両電極をタンク内で平行に張
るウェイトとを備える。

請求項（２）の静電式レベル検出プローブにおいては、前記両電極の長さが長い場合に両電極間に橋架され、両
電極間の間隔を一定に保持する振止部材を備える。

したがって、電極が揺れても両電極間の間隔か一定に保
持され、レベルか精度よく検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の静電容量式レベル検出プロ
ーブを示す図、第２図は電極１０．１２の詳細を示す図
、第３図は本発明の他の実施例の電極１０　１２および
ウェイトｌＢ付近を示す図、第４図および第５図は従来
の静電容量式レベル検出プローブを示す図である。２・・・フランジ６、　８．１４．１６・・・ニブル１０、１２・・・電極１８・・・ウェイト２０　２４、２８．３２・・・芯線２２　２６、３０．３４・・・被覆チューブ７８・・・
振止部材８０８２・・・シールキャツフ第２図２０２４．２８，３２　：芯線２２２６３０．３４　：被覆チューブ８０．８２　：シールキャ弔図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）タンクの上部に水密的に、かつ、着脱自在に取り
付けられる取付フランジと、被検出物のレベルを検出する範囲の長さを有し、可撓性
および電気導電性を有する芯線に電気絶縁性および可撓
性を有する被覆チューブで被覆され、上端部付近が一定
間隔をあけて水密的に取付フランジに取り付けられ、下
端部が水密的にされてタンク内に吊り下げられる線状の
一対の電極と、両電極の下端部付近にそれぞれに取り付
けられまたは一定間隔をあけて一体的に取り付けられ、
両電極をタンク内で平行に張るウェイトとを備えることを特徴とする静電容量式レベル検出プロー
ブ。
（２）前記両電極の長さが長い場合に両電極間に橋架さ
れ、両電極間の間隔を一定に保持する振止部材を備える
ことを特徴とする請求項（１）の静電容量式レベル検出
プローブ。