JPH0356412B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、タンク又は容器内の液体のレベルを
測定する装置に係り、更に詳しくは、貯蔵タンク
（船上又は地上等の）、貯蔵所、ロードタンカー、
小売スタンド等々で使用されるように構成された
容量形液面計に係る。

キヤパシタンス測定原理に基づく液面計は広く
知られており、以下の如く作動する。

即ちこの種の液面計は、タンク又は容器内の液
体中に垂直に配置された２つの手段、例えば２つ
の絶縁金属管から成つており、これらの手段がキ
ヤパシタンスを形成する。液体は、前述の２つの
手段相互間のスペースを満たしており、誘電体の
役割を果たす。これらの２つの手段相互間の誘電
体は液面計のキヤパシタンスの値に影響を及ぼ
す。このような所定の誘電体がキヤパシタンス値
に及ぼす影響は当業者には公知であるため詳細に
は説明しない。タンク又は容器内の液面より上の
誘電体は気体であり得、液面より下の誘電体は液
体であり得るため、キヤパシタンスの測定値から
このタンク内における液体の高さを測定し得るこ
とは当業者には明白であろう。

複数のセグメントと、セグメントのキヤパシタ
ンスの値を測定する手段と、キヤパシタンス測定
値に基づきタンク内の液面に関する情報を導き出
す手段とを備えた区分液面計
（sectionalizedlevel gauge）の使用は、米国特許
第3935739号明細書及び西独特許出願公開第
3114678号明細書により、既に知られている。

西独特許出願公開第1931370号明細書には、２
つの電極間に調整スクリーンを備えた液面計用の
静電容量型の装置が開示されている。このスクリ
ーンは、電極の内側の有効表面を変えるための可
変な幅を有する細長金属片である。

しかし乍ら、上述のような区分液面計で正確な
測定を行う場合には、セグメントに関して厳密な
公差が要求される。従つて、このような区分液面
計の製造及び組立ての段階で厳密な公差を達成す
るには費用も時間もかかる。

前述の西独特許出願公開第1931370号明細書に
は、本発明によつて解決される区分液面計におけ
る厳密な公差の問題は何等開示されていない。

本発明の目的は、電極セグメントについて厳密
な公差を要求されることなしに液体のレベルを正
確に測定し得ると共に、製造組立が容易且つ簡単
であつて製造コストを低減し得、また、軽量小型
化を達成し得る液体のレベル測定装置を提供する
ことにある。

本発明によれば、前述の目的は、測定されるべ
き液体の各レベルにおいて当該液体と連続的に接
触するように液体中に浸漬される電極手段と、所
定の寸法を有しており、電極手段の伸長方向に沿
つて相互に間隔を置いて配置され、電極手段から
所定距離に位置するように電極手段と対向してそ
れぞれ位置決めされる電極セグメントの複数と、
電極手段と電極セグメントの複数との間に設けら
れており、電極セグメントのそれぞれによつて覆
われる開口を有するスクリーンと、電極手段と電
極セグメントのそれぞれとの間に形成されるキヤ
パシタンスの値を測定すべく、電極セグメントの
それぞれ及び電極手段とに電気的に連結される測
定手段と、前述のキヤパシタンスの測定された値
から液体のレベルに関する情報を誘導すべく、測
定手段に電気的に連結された液体レベル誘導手段
とを備えるタンク又は容器内の液体のレベルを測
定する装置により達成される。

本発明のタンク又は容器内の液体のレベルを測
定する装置においては、スクリーンが、電極手段
と電極セグメントの複数との間に設けられてお
り、電極セグメントのそれぞれによつて覆われる
開口を有しているが故に、各電極セグメントの縁
部が厳密な公差を満足するように製作されていな
い場合でも、各電極セグメントの縁部によつて生
じる迷走効果を相殺し得るため、液体のレベルを
正確に測定するに当つて、各電極セグメントの寸
法について厳密な公差を必要としなくなる。従つ
て、本発明の液体のレベルを測定する装置は、電
極セグメントについて厳密な公差を要求されるこ
となしに液体のレベルを正確に測定し得ると共
に、製造組立が容易且つ簡単であつて製造コスト
を低減し得、また、軽量小型化を達成し得る。

以下添付図面に基づき非限定的具体例を拳げて
本発明をより詳細に説明する。

第１ａ図及び第１ｂ図では同一符号を使用し
た。

第１ａ図及び第１ｂ図には多数の電極セグメン
トとしてのセグメント２，３，４，５，６と、電
極手段としてのピツクアツププレート９とを備え
る液体のレベルを測定する装置としての容量形の
液面計１が示されている（図面簡明化のためセグ
メントは５個しか図示しなかつた）。これらのセ
グメントは下へ順次続けて垂直方向に配置されて
いるが、同一の面内のみに配置せずに別の面内に
も位置するよう配置されてもよい。（図面簡略化
のためセグメント間の接続構造は示さなかつた。） 各セグメントはピツクアツププレート９に対し
コンデンサを構成する。前述の如くコンデンサの
値はこれらのセグメントとピツクアツププレート
９との間の空間に侵入し得る液体によつて影響さ
れる。

ピツクアツププレート９はセグメント２，３，
４，５，６から所定の距離、例えば５mm、をおい
て配置されている。

キヤパシタンスの値は全て、測定手段、例えば
一般的な測定子エレクトロニクス（gauge−
headelectronics）（図示せず）などの適切な装置
により下から上へと順次測定され、液面高さに関
する情報を得るべくデジタル化装置により前述の
測定されたキヤパシタンスの値をデジタル化した
後、受信器コンピユータ（receiver−computer）
（図示せず）に連続的に伝送される。但し、セグ
メントのキヤパシタンス値を測定する段階は目的
に適つていれば他の如何なる方法でも実施し得、
必ずしも下から上へと行なう必要はない。また、
エレクトロニクス及び他の処理装置をその目的に
合つた任意の方法で配置してもよい。一例として
電子回路（図示せず）をセグメントとピツクアツ
ププレート９との近傍に配置してもよいが、前述
の如く、液面計の頂部もしくはタンク又は容器の
外側に配置したエレクトロニクスを使用すること
もできる。後者の場合はタンク内温度が大幅に上
がつても液面計は作動し得る。

図面を簡明にするためエレクトロニクス及び他
の処理デバイスは図示しなかつた。前述の如く液
面より下に位置するセグメントのキヤパシタンス
は所定の値を有しており、この値は液面より上の
セグメントのキヤパシタンスの値とは異なる。

従つて全てのセグメントのキヤパシタンスの値
を例えば逐次的に測定すれば、これらの値の変化
を確認することができ、その結果、キヤパシタン
スの値の変化を与えるセグメントの位置と各セグ
メントの高さとがわかつているため、液面に関す
る情報を得ることができる。

このような測定は当業者には公知であり、例え
ばコンピユータで実施し得る。

本発明の液体のレベルを測定する装置としての
液面計１はセグメント２，３，４，５，６とピツ
クアツププレート９との間にスクリーン７を備え
ている。スクリーン７は金属製であつてもよく、
開口８を有している。セグメントが厳密な公差を
満していないことによつて生じる迷走効果は、セ
グメントと重ね合わさつた状態で開口８が設けら
れたスクリーン７によつて各セグメントの縁部が
覆われることによつて相殺され、セグメントから
の信号の伝達がスクリーン７の開口８の寸法によ
つてのみ決定され、セグメントの公差によつて影
響されないことは明白である。

この場合は、スクリーンの開口８の大きさと位
置とが、例えば0.2mmまでの小さな公差をもつよ
うにするだけでよい。例えば４ｍまでの長さのス
クリーン７を製造する場合に、この必要条件を満
足させることができる。このことによつて、液面
計製造コストがかなり低下する。

スクリーン構成材料にはその目的に適つた任意
の材料を使用することができる。有利な材料とし
ては例えばアンバー（Invar）が挙げられる。

また、開口８の形状も目的に適つていれば如何
なる形であつてもよい。

本発明の有利な具体例では、スクリーン７の開
口８の高さが８から80mmである。エレクトロニク
スが液面計自体の内部に配置されない場合は、セ
グメントの高さを例えば80mmにしてよい。

第１ａ図及び第１ｂ図では容量形のセグメント
が平面であるが、有利な具体例（図示せず）では
これらのセグメントの大きさを１つ以上のワイヤ
にまで縮小し得る。このワイヤを、例えばテフロ
ンの如き絶縁材を有する絶縁ワイヤとすることが
できる。この場合はピツクアツププレート９にも
１つ以上のワイヤを使用し得る。

本具体例においては、ピツクアツププレート９
は、測定されるべき液体の各レベルにおいて液体
と連続的に接触するように液体中に浸漬される。
セグメント２，３，４，５，６は、所定の寸法を
有しており、ピツクアツププレート９の伸長方向
に沿つて相互に間隔を置いて配置され、ピツクア
ツププレート９から所定距離に位置するようにピ
ツクアツププレート９と対向してそれぞれ位置決
めされる。スクリーン７は、ピツクアツププレー
ト９とセグメント２，３，４，５，６との間に設
けられており、セグメント２，３，４，５，６の
それぞれによつて覆われる開口８を有している。
測定手段は、ピツクアツププレート９とセグメン
ト２，３，４，５，６のそれぞれとの間に形成さ
れるキヤパシタンスの値を測定すべく、セグメン
ト２，３，４，５，６のそれぞれ及びピツクアツ
ププレート９とに電気的に連結される。デジタル
化装置及び受信器コンピユータは誘導手段を構成
し、この誘導手段は、キヤパシタンスの測定され
た値から液体のレベルに関する情報を誘導すべ
く、前述の測定手段に電気的に連結されている。

第２ａ図はスリーブを備えたスクリーン７の有
利な具体例の正面図を示している。

この図のスクリーン７は矩形開口１０を有して
いる。

第２ｂ図はスクリーン７の別の有利な具体例を
正面図で示している。この図のスクリーン７は円
形開口１１を有しており、この場合は、セグメン
トのレスポンスが液面高さの非線形関数となる。
しかし乍らこの影響はマイクロコンピユータによ
り補間（interpolation）中に補償され得る。

以上の説明と添付図面とから、当業者には本発
明を変形し得ることが明らかであろう。

そのような変形例も勿論本発明の範囲内に含ま
れる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は本発明のスクリーンを備えた容量形
の液面計の概略部分正面図、第１ｂ図は第１ａ図
の液面計の線Ａ−Ｂに沿つた断面図、第２ａ図及
び第２ｂ図は本発明のスクリーンの有利な具体例
を示す正面図である。 １……液面計、２〜６……セグメント、７……
スクリーン、８，１０，１１……開口、９……ピ
ツクアツププレート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 測定されるべき液体の各レベルにおいて前記
   液体と連続的に接触するように前記液体中に浸漬
   される電極手段と、 所定の寸法を有しており、前記電極手段の伸長
   方向に沿つて相互に間隔を置いて配置され、前記
   電極手段から所定距離に位置するように前記電極
   手段と対向してそれぞれ位置決めされる電極セグ
   メントの複数と、 前記電極手段と前記電極セグメントの複数との
   間に設けられており、前記電極セグメントのそれ
   ぞれによつて覆われる開口を有するスクリーン
   と、 前記電極手段と前記電極セグメントのそれぞれ
   との間に形成されるキヤパシタンスの値を測定す
   べく、前記電極セグメントのそれぞれ及び前記電
   極手段とに電気的に連結される測定手段と、 前記キヤパシタンスの前記測定された値から前
   記液体のレベルに関する情報を誘導すべく、前記
   測定手段に電気的に連結された液体レベル誘導手
   段とを備えるタンク又は容器内の液体のレベルを
   測定する装置。 ２ 前記開口が平行な線上に配置されており、前
   記平行な線の中の一つの線上の開口は、前記一つ
   の線に隣接する他の線上の開口に関して互い違い
   に配置されている特許請求の範囲第１項に記載の
   装置。 ３ 前記開口のそれぞれの高さが８〜80mmの範囲
   内にある特許請求の範囲第１項又は第２項に記載
   の装置。 ４ 前記電極セグメントのそれぞれが少なくとも
   一つのワイヤからなる特許請求の範囲第１項から
   第３項のいずれか一項に記載の装置。 ５ 前記ワイヤが絶縁されたワイヤである特許請
   求の範囲第４項に記載の装置。 ６ 前記開口が円形である特許請求の範囲第１項
   から第５項のいずれか一項に記載の装置。 ７ 前記開口が矩形である特許請求の範囲第１項
   から第５項のいずれか一項に記載の装置。 ８ 前記電極手段がピツクアツププレートである
   特許請求の範囲第１項から第７項のいずれか一項
   に記載の装置。 ９ 前記電極手段が少なくとも一つのワイヤから
   なる特許請求の範囲第８項に記載の装置。