JPH0342338Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） 本考案は、光波によりタンク内の液体レベルを
非接触で計測する光波レベル計に関する。

（従来の技術） 従来、石油タンク内の石油や水タンク内の水な
どの液体を深さを計測する場合、第６図に示すよ
うに、タンク３１の上部からフロート３２をおろ
し、液面に浮かせるメカニカルなフロート式のレ
ベル計が用いられてきた。レベル計本体３９は、
フロート３２に接続されていて液面の上下に対応
して応動するテープ３３を巻取つたり繰り出した
りする機能と、テープの巻取長（レベル）を表示
するカウンタ４０、レベル発信機４１、たるみ具
合発信部３８からたるみ具合信号を受けテープリ
ール４２を駆動するサーボ機構４３からなる。タ
ンク３１の上部には、たるみ検出機構３５、たる
み量伝達用駆動磁石３６、この駆動磁石３６の位
置検出用磁気ヘツド３７、検出されたたるみ量に
基きたるみ具合を発信するたるみ具合発信部３８
からなるバランサ３４が設けられている。

しかしながら、上記のようなフロート式のレベ
ル計は機構部分が多く、タンク内部で故障すると
修理が困難となるため、非接触でレベルを測定で
きるものが望まれている。

（考案が解決しようとする課題） 本考案は、機構部分がなくて故障発生の恐れが
極めて小さく、且つ防爆上の安全性が高く、タン
ク内の波動の影響を受けることなく非接触で液レ
ベルを測定する光波レベル計を実現することを課
題とする。

［考案の構成］ （課題を解決するための手段） 本考案は、被測定液面に対向配置された検出ヘ
ツドから光を投射するとともに液面からの反射光
を受光し光の走行時間に基き被測定液のレベルを
計測する光波レベル計において、被測定液の入つ
たタンクにその頂部近傍から底面近傍まで鉛直に
延在する防波管を設けこの防波管の中心線と同心
的に前記検出ヘツドをタンク頂部に配置するとと
もに、この検出ヘツドと光フアイバ伝走路によつ
て接続され光原、受光器および光の送受を制御し
光が被測定液面までの光路距離を往復するのに要
した走行時間に基き被測定液のレベルを求める信
号処理部を具備したレベル計本体を地上に設置
し、前記防波管内の液面にコーナキユーブ式ミラ
ーを頂部に装備し且つ反転防止用の錘を底部に有
するフロートを浮かせてるようにしたことを特徴
とする。

（作用） 本考案の光波レベル計においては、防波管内の
液面にフロートを浮かすようにしたので被測定液
の波動の影響を遮断できる。また、フロートに装
備されれているコーナキユーブ式ミラーの機能に
よつて、フロートが傾斜しても検出ヘツドからの
投射光の反射光が投射光の光路と平行な光路を戻
つて検出ヘツドに効率良く受光されるので、フロ
ートが傾斜しても支障なくレベル測定を行なうこ
とができる。さらに、反転防止具をフロートの底
面の中心に垂下させて取着したので、フロートの
傾を抑える効果が得られ、船内タンクに用いた場
合に船の揺れによつてフロートが大きく傾き、コ
ーナキユーブ式ミラーが液をかぶるのを回避する
ことができ、コーナキユーブ式ミラーの表面に液
が付着することによる反射率の低下を防止でき
る。さらに、検出ヘツドには電気を使用しておら
ず、また検出ヘツドとレベル計本体との信号の伝
達も光フアイバ伝送路による光の伝送であるた
め、防爆上の安全性が高く、石油タンクのレベル
計測に適している。

（実施例） 以下、図面に示した実施例に基いて本考案を詳
細に説明する。

本考案一実施例の光波レベル計を第１図ａ，ｂ
に示す。第１図ａに示すように、被測定液２の入
つたタンク１に防波管３がタンクの側壁から取付
腕４により固定されて設けられている。この防波
管３はタンク１の屋根近傍から底面近傍に至る長
さを有し、内部にフロートを入れることのできる
径に選ばれる。この防波管３の中心線と同心的な
位置をとつてタンク１の屋根に光波レベル計の検
出ヘツド５が設置されている。光波レベル計本体
６は地上に配置され、検出ヘツド５との間は光フ
アイバ伝送路７によつて接続されている。レベル
計本体６は、光源、受光器および光の送受を制御
し、光が被測定液面までの光路距離を往復するの
に要した走行時間に基き被測定液のレベルを求め
る信号処理部を具備している。検出ヘツド５は、
レベル計本体６から光フアイバ伝送路７を介して
送られて来た光をビーム光として被測定液面に投
射し、反射して来た戻り光を受光して光フアイバ
伝送路７を介してレベル計本体６に伝送する光学
系を具備している。

防波管３内の被測定液面にはフロート１０が浮
かべられている。第１図ｂに示すように、フロー
ト１０の頂部には、コーナキユーブ式ミラー１１
が装着されている。コーナキユーブ式ミラー１１
は、フロート１０が防波管３内で偏移しても検出
ヘツド５からのビーム光を反射できる有効径を有
している。また、フロート１０の底面中心には、
錘１４を先端に有する棒状の反転防止具１３が垂
下して取着されている。

上記のように構成された本考案一実施例の光波
レベル計では、レベル計本体６内の光源から発せ
られた光は、光フアイバ伝送路７で伝送されて検
出ヘツド５からビーム光となつて投射され、防波
管３内の液面に浮かんでいるフロート１０のコー
ナキユーブ式ミラー１１で反射され、戻り光が検
出ヘツド５、光フアイバ伝送路７を介してレベル
計本体６の受光器に受光される。そして、信号処
理部により光がフロート１０のコーナキユーブ式
ミラー１１までの光路距離を往復するのに要した
走行時間を計測し、それに基き光路距離を求め、
この値から光フアイバ伝送路７の長さ等の定数値
の補償演算を行なつて被測定液のレベルを算出す
る。

この際、タンク内の液面に波動が生じていて
も、防波管３により遮断されて防波管３内の液面
はほとんど動揺しない。また、フロート１０に装
備されているコーナキユーブ式ミラー１１は、第
４図ａ，ｂに示すように、フロート１０が水平の
ときも傾斜したときも、反射光は入射光の光路と
平行な光路を戻つて検出ヘツド５に効率良く受光
されるので、フロート１０が傾斜しても支障なく
レベル測定を行なうことができる。さらに、棒の
下端に錘１４の付いた反転防止具１３をフロート
１０の底面の中心に垂下させて取着したので、フ
ロート１０の傾きを抑える効果が得られ、反転防
止具１３の長さを選ぶことにより、フロート１０
の傾斜角を制限でき、船内タンクに用いた場合に
船の揺れによつてフロート１０が大きく傾き、コ
ーナキユーブ式ミラー１１が液をかぶるのを回避
することができ、コーナキユーブ式ミラー１１の
表面に液が付着することによる反射率の低下を防
止できる。また、機構部分を持たないので、故障
発生の恐れがほとんどない。さらに、検出ヘツド
５には電気を使用しておらず、また検出ヘツド５
とレベル計本体６との信号の伝達も光フアイバ伝
送路７による光の伝送であるため、防爆上の安全
性が高く、石油タンクのレベル計測に適してい
る。

次に、本考案による光波レベル計における種々
な変形例を説明する。

(a) 第２図に示すフロート１０は、反転防止具１
３付のフロートの頂面中心部に支柱１５を設
け、この支柱１５の先端にコーナキユーブ式ミ
ラー１１を取付けたもので、ミラー外面に被測
定液が付きにくくなる。

(b) 第３図ａ，ｂに示すものは、コーナキユーブ
式ミラーの被測定液排除構造例で、コーナキユ
ーブ式ミラー１１Ａ，１１Ｂともその外面を中
心が高い曲面に形成されている。

(c) 第５図に示すものは、フロート１０が液外部
分および液中部分ともに長い形状であつて、底
部に錘１６を内蔵した安定構造に形成され、さ
らに、被測定液２の密度検出手段として密度計
１７を設けた光波レベル計である。フロート１
０のコーナキユーブ式ミラー１１のミラー面と
被測定液面との間の高さが被測定液の密度の変
化に基いて変化するが、密度計１７によつて得
られた被測定液の密度によつて前記の高さの変
化を補償する補償回路をレベル計本体６の信号
処理部に付加したものである。これにより、光
波レベル計の測定精度を上げることができる。

［考案の効果］ 以上詳述したように本考案によれば、被測定液
面に対向配置された検出ヘツドから光を投射する
とともに液面からの反射光を受光し光の走行時間
に基き被測定液のレベルを計測する光波レベル計
において、被測定液の入つたタンクにその頂部近
傍から底面近傍まで鉛直に延在する防波管を設け
この防波管の中心線と同心的に前記検出ヘツドを
タンク頂部に配置するとともに、この検出ヘツド
と光フアイバ伝送路によつて接続され光源、受光
器および光の送受を制御し光が被測定液面までの
光路距離を往復するのに要した走行時間に基き被
測定液のレベルを求める信号処理部を具備したレ
ベル計本体を地上に設置し、前記防波管内の液面
にコーナキユーブ式ミラーを頂部に装備し且つ反
転防止用の錘を底部に有するフロートを浮かせる
ようにしたことを特徴とする光波レベル計を実現
したことにより、防波管によつて被測定液の波動
の影響が遮断される上に、フロートに装備されて
いるコーナキユーブ式ミラーの機能によつて、フ
ロートが傾斜しても検出ヘツドからの投射光の反
射光が投射光の光路と平行な光路を戻つて検出ヘ
ツドに効率良く受光されるので、フロートが傾斜
しても支障なくレベル測定を行なうことができ
る。さらに、反転防止具をフロートの底面の中心
に垂下させて取着したので、フロートの傾き抑え
る効果が得られ、船内タンクに用いた場合に船の
揺れによつてフロートが大きく傾き、コーナキユ
ーブ式ミラーが液をかぶるのを回避することがで
き、コーナキユーブ式ミラーの表面に液が付着す
ることによる反射率の低下を防止できる。また、
機構部分を持たないので、故障発生の恐れがほと
んどない。さらに、検出ヘツドには電気を使用し
ておらず、また検出ヘツドとレベル計本体との信
号の伝達も光フアイバ伝送路による光の伝送であ
るため、防爆上の安全性が高く、石油タンクのレ
ベル計測に適している。また、測定対象の条件に
応じて変形例で示した各種のバツクアツプ施策を
施すことにより、本考案の光波レベル計の機能を
向上することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは本考案一実施例を示し、第１図
ａは全体構成を示す系統図、第１図ｂは第１図ａ
のＡ部の拡大図、第２図は本考案の光波レベル計
に用いられるフロートの変形例を示す側面図、第
３図ａ，ｂはそれぞれ本考案の光波レベル計に用
いられるコーナキユーブ式ミラーの異なる変形例
を示す断面図、第４図ａ，ｂはコーナキユーブ式
ミラーの作用を説明するための説明図、第５図は
本考案の光波レベル計の変形例を示す要部概略
図、第６図はフロート式レベル計の従来例を示す
系統図である。 １……タンク、２……被測定液、３……防波
管、５……検出ヘツド、６……光波レベル計本
体、７……光フアイバ伝送路、１０……フロー
ト、１１，１１Ａ，１１Ｂ……コーナキユーブ式
ミラー、１３……反転防止具、１４……錘、１５
……支柱、１６……錘、１７……密度計。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 被測定液面に対向配置された検出ヘツドから
   光を投射するとともに液面からの反射光を受光
   し光の走行時間に基き被測定液のレベルを計測
   する光波レベル計において、被測定液の入つた
   タンクにその頂部近傍から底面近傍まで鉛直に
   延在する防波管を設けこの防波管の中心線と同
   心的に前記検出ヘツドをタンク頂部に配置する
   とともに、この検出ヘツドと光フアイバ伝走路
   によつて接続され光源、受光器および光の送受
   を制御し光が被測定液面までの光路距離を往復
   するのに要した走行時間に基き被測定液のレベ
   ルを求める信号処理部を具備したレベル計本体
   を地上に設置し、前記防波管内の液面にコーナ
   キユーブ式ミラーを頂部に装備し且つ反転防止
   用の錘を底部に有するフロートを浮かせてなる
   ことを特徴とする光波レベル計。 (2) フロートが、錘を先端に有する棒状の反転防
   止具をフロート底面中心に垂下させて具備した
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１
   項記載の光波レベル計。 (3) コーナキユーブ式ミラーが、フロートの頂面
   中央に突設された支柱先端に取着されたことを
   特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載
   の光波レベル計。 (4) コーナーキユーブ式ミラーが、その外面を中
   心が高い曲面に形成されたことを特徴とする実
   用新案登録請求の範囲第１項記載の光波レベル
   計。 (5) フロートが、液外部分および液中部分ともに
   長い形状であつて底部に錘を内蔵した安定構造
   に形成され、タンクには被測定液の密度を検出
   する密度計が設けられ、被測定液の密度の変化
   に基く前記フロートの浮き具合の変化によるミ
   ラー面と被測定液面との間の高さの変化を前記
   密度計で検出した被測定液の密度によつて補償
   する補償回路を有することを特徴とする実用新
   案登録請求の範囲第１項記載の光波レベル計。