JPH0341776B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、被測定液体と協働すべく測定ケーブ
ル又は測定テープに吊されたセンサと、該測定ケ
ーブル又は測定テープが巻回される回転ドラム
と、センサにより回転ドラムに負荷されるトルク
とは反対の方向に該回転ドラムにトルクを負荷す
るスプリング手段とを備え、回転ドラムを両トル
クが実質的に平衡になるように回転できるように
した液面計測装置に関するものである。

この種の液面計測装置は、液体が貯蔵されたタ
ンク内における液面レベルを計測するのに通常用
いられている。この装置においては、フロート又
は変位体として構成しうるセンサに液体により上
向きの力（浮力）が負荷される。液面レベルが上
昇又は下降した時には、ドラムが回転されて、ス
プリング手段により負荷されるトルクがセンサに
よりドラムに負荷されるトルクと実質的に平衡に
もたらされる。ドラムの回転は、トルクを負荷す
る働きもあるテンセータ型（tensator type）の
スプリング又はサーボ装置により与えられる。ド
ラムは、タンク内の液面レベルを指示する表示装
置に接続することができるが、表示装置を測定ケ
ーブル又は測定テープにより直接駆動することも
可能である。

従来の液面測定装置においては、後に図面に基
づいて詳しく述べるように、液体の表面流れ又は
乱れにより、センサがドラムにおける吊り下げ点
の垂直下の所定位置から変位した時に、誤測定が
起るという問題がある。このような問題を解決す
るために、立て管（standpipe）内にセンサを配
置したり、センサ用の案内ワイヤを設ける試みが
なされた。しかしながら、貯蔵される液体が頻繁
に変えられるタンクに立て管を設けることは、そ
の洗浄の困難さから好ましくないと共に、現在の
タンクに立て管を設けると相当高価なものとな
る。また、センサ用の案内ワイヤを設けるのもや
はり欠点がある。例えば、この案内ワイヤは、タ
ンク内における液面の垂直変位に対する保護の働
きはしない。すなわち、積み換え作業において通
常行なわれているように、タンク内において液体
が圧縮窒素の作用を受けた場合、タンク内の液面
が突然に大きく上昇したり下降したりする。この
結果、一旦上昇したセンサが次いで自由落下を起
こし、この時に発生する力のために、測定ケーブ
ル又は測定テープが破損したり、磁性カツプリン
グを利用する液面測定装置の場合には、摺りずれ
を起こしたりする。

本発明の目的は、上記従来の欠点を簡単な構成
でありながら効果に解消した冒頭で述べた型式の
液面計測装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の液面計測
装置では、測定ケーブル又は測定テープにおい
て、センサから比較的小さな距離をおいた上方位
置に安定化錘を介装したことを特徴とする。

以上のように構成することにより、液体の表面
流れ又は乱れが発生した場合でも、安定化錘が測
定ケーブル又は測定テープをドラムの吊り下げ点
と直下で実質的に垂直に維持するため、誤測定が
なくなるものである。また、安定化錘を設けてい
るため、センサ自体の重量は小さくでき、これの
結果センサが自由落下した場合に発生する力を大
きく減少し、これに付随する弊害を回避できるも
のである。本発明による液面計測装置では、立て
管や案内ワイヤを設ける必要はもはやない。

本発明の好適実施例によれば、センサの重量が
安定化錘の重量の数分の１以下で、動作中の計測
装置内で起る摩擦が所定の安全率で許容される値
に設定されている。

測定ケーブル又は測定テープは実質的にセンサ
の重心に固定するのが好ましい。これにより、セ
ンサが揺動しても、測定ケーブル又は測定テープ
に反動力が発生することは実質的にない。

センサと安定化錘の間に位置する測定ケーブル
又は測定テープの部分は可撓性ワイヤから構成す
るのが有利である。

好適には、安定化錘は高比重の材料で、魚雷形
状に構成する。これにより、落下したり、はね上
つたりする液体が、安定化錘に影響を与えること
はほとんどない。

以下、添付図面に基づき、従来例の具体的構成
（大部分が本発明と共通する）及び本発明の実施
例を説明する。

従来例を示す第１図において、公知の液面計測
装置は液体と協働すべく測定ケーブル２に吊り下
げられたセンサ１を備えている。測定ケーブル２
は、スプリング４によりトルクが負荷される回転
ドラム３に巻回されており、このスプリング４に
よるトルクとは反対方向に、センサ１によつてド
ラム３に負荷されるトルクが作用する。サーボモ
ータ５を含むサーボ装置（サーボモータ以外は図
示せず）により、上記の両トルクが平衡になるよ
うに、ドラムが回転される。かかる平衡状態で
は、ドラム軸６に取付けたアーム７は２個の検知
器８，９の中間に位置している。

液面レベルが変化すると、センサ１にかかる上
向きの力（浮力）も変化するため、アーム７が検
知器８又は９を励起し、この結果、サーボ装置が
サーボモータ５を作動させて、センサ１にかかる
上向きの力が前記両トルクの平衡を達成するよう
な値になるまで、測定ケーブル２をドラム３から
繰り出させるか、或はドラム３に巻き取らせる。
ドラム３は、液面レベルを表示させる目的で、図
示していない表示装置に適宜の様態で接続されて
いるものである。

液面計測装置を正確に動作させるためには、ド
ラム３における吊り下げ点の垂直下にセンサ１が
位置する必要がある。しかしながら、タンク（図
示せず）内において液体表面に流れか乱れが生じ
ると、センサ１がその所定位置からずれることが
ある。さらに、液体表面が突然大きく上昇したり
下降したりすると、センサ１が一旦上昇し、次い
で自由落下を起こすため、液面計測装置が誤動作
状態になることがある。

これらの問題は第２図に概略的に示す本発明の
液面計測装置によつてのみ簡単に解決できる。

第２図に示す液面計測装置では、測定ケーブル
２において、センサ１０から上方に比較的小距離
おいた位置に安定化錘（stalizer weight）が介
装されている。センサ１０は、可撓性ワイヤ１２
を介して安定化錘１１に連結されている。安定化
錘１１とセンサ１０との距離は安定化錘１１が液
体にほとんど接触することがないような値に設定
する。状況に応じて、この距離は、例えば10〜50
cmの範囲で選定する。

安定化錘１１の重量はできるだけ大きく設定
し、センサ１０の重量はできるだけ小さく設定す
るのが好ましい。ドラム３に負荷される総重量が
例えば224ｇで、測定ケーブル２の測定張力が208
ｇに調整されているとすると、安定化錘１１の重
量は例えば185ｇで、センサ１０の重量は約39ｇ
に設定する。さらに、センサの重量は、液面レベ
ル変化時にベヤリング等の液面計測装置における
機械的摺動部品に発生する摩擦力が所定の安全率
で許容されるような値に設定されている。

安定化錘１１は、例えばステンレス鋼等の高比
重の材料で魚雷形状に構成するのが好適である。
これにより、液体の落下やはね上りによつて、安
定化錘１１が影響を受けることはほとんどない。

第２図の液面計測装置では、液体表面の流れや
乱れによつてセンサ１０に負荷される力に関係な
く、安定化錘１１がドラム３の吊り下げ点下方で
垂直吊り下げ状態に維持されるため、液体表面の
流れや乱れによりセンサ１０がずれることはほと
んどなく、しかも、センサ１０をドラム３におけ
る吊り下げ点の垂直下に維持するための補助的手
段を設ける必要もない。また、センサ１０の重量
は安定化錘１１の重量よりもはるかに小さいの
で、動作中において測定ケーブル２に発生する加
速力を制限することができ、測定ケーブル２の破
損や液面計測装置に設けられる磁気カツプリング
の摺りずれの発生を防止できるものである。

第３図から分るように、可撓性ワイヤ１２はセ
ンサ１０のほぼ重心に固定されている。この目的
で、センサ１０の重心には貫通孔１３が設けられ
ており、この貫通孔１３にワイヤ１２の端部が挿
入されている。これにより、センサ１０が揺動
（swinging motion）してもワイヤ１２に反動力
が発生することはほとんどない。

なお、測定ケーブル２の代りに測定テープを使
用することも可能である。また、サーボ装置に代
えて、液面計測装置にテンセータ型のスプリング
を設けてもよく、この場合、このスプリングは液
面計測装置の動作に必要なトルクをドラム３に負
荷する。

本発明は、上述の実施例のみに限定されるもの
ではなく、本発明の思想の範囲内で種々な変形を
施こすことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明との共通部分を含む従来の液面
計測装置を示す概略斜視図、第２図は本発明の一
実施例に係る液面計測装置の要部を示す概略構成
図、第３図は第２図におけるセンサを示す断面図
である。 ２……測定ケーブル、３……回転ドラム、４…
…スプリング（スプリング手段）、１０……セン
サ、１１……安定化錘、１２……可撓性ワイヤ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被測定液体の協働すべく測定ケーブル又は測
   定テープに吊されたセンサと、該測定ケーブル又
   は測定テープが巻回される回転ドラムと、センサ
   により回転ドラムに負荷されるトルクとは反対の
   方向に該回転ドラムにトルクを負荷するスプリン
   グ手段とを備え、回転ドラムを両トルクが実質的
   に平衡になるように回転できるようにした液面計
   測装置であつて、測定ケーブル又は測定テープに
   おいて、センサから比較的小さな距離をおいた上
   方位置に安定化錘を介装したことを特徴とする液
   面計測装置。 ２ センサの重量が安定化錘の重量の数分の１以
   下で、動作中の計測装置内で起る摩擦が所定の安
   全率で許容される値に設定されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の液面計測装
   置。 ３ 測定ケーブル又は測定テープが実質的にセン
   サの重心に固定されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項又は第２項に記載の液面計測装
   置。 ４ センサと安定化錘の間に位置する測定ケーブ
   ル又は測定テープの部分が可撓性ワイヤから構成
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項ないし第３項のいずれかに記載の液面計測装
   置。 ５ 安定化錘が高比重の材料から構成されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ４項のいずれかに記載の液面計測装置。 ６ 安定化錘が魚雷形状であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに
   記載の液面計測装置。 ７ センサと安定化錘との間の距離を10〜50cmに
   設定したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   ないし第６項のいずれかに記載の液面計測装置。