JPH0447261B2 - - Google Patents
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- JPH0447261B2 JPH0447261B2 JP60134343A JP13434385A JPH0447261B2 JP H0447261 B2 JPH0447261 B2 JP H0447261B2 JP 60134343 A JP60134343 A JP 60134343A JP 13434385 A JP13434385 A JP 13434385A JP H0447261 B2 JPH0447261 B2 JP H0447261B2
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- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の技術分野）
この発明は、液体容器の入出口等にある管内の
液体の有無を外部から自動的に検出する場合の管
内液体検出方法に関する。
液体の有無を外部から自動的に検出する場合の管
内液体検出方法に関する。
（発明の技術的背景とその問題点）
容器の中にある液体の有無を判定する方法は各
種あるが、その中で容器の出口から管にて液体が
流出するような構造の場合は、その管内の液体の
有無を検出できれば容器の液体の有無を判断する
ことができる。
種あるが、その中で容器の出口から管にて液体が
流出するような構造の場合は、その管内の液体の
有無を検出できれば容器の液体の有無を判断する
ことができる。
従来から、この管内の液体を非接触式にて検出
する方法は種々あるが、第６図にその概念の一例
を示すと、容器１内の液体は管２から圧搾気体が
流入されることによつて管３から流出される。そ
して、管３の容器１に近い部分に液体検出器４が
設置されている。この液体検出器４としては例え
ば静電容量方式がある。第７図Ａ，Ｂにその一例
を示して説明すると、同図Ａにインダクタンス素
子６とキヤパシタンス素子５から成る共振回路
に、管３に設けられた電極７Ａ及び７Ｂを付加す
ることにより、管３の中の液体の有無で電極７
Ａ、７Ｂ間の静電容量が変化し、同図Ｂに示すよ
うにこの共振回路の共振周波数f0が、液体が無く
なるとたとえば共振周波数f1にずれることから液
体の有無を検出することができる。この方式の特
徴としては、比較的設置が簡単であるなどが挙げ
られるが欠点もあり、たとえば液体の種類によつ
て誘電率及び損失が異なるので実際に使用する液
体により共振条件等を調整しなければならないこ
とや、水、アルコール類等の比較的誘電率の小さ
なものはその変化分が少なく、Ｓ／Ｎ比の点で問
題となる。
する方法は種々あるが、第６図にその概念の一例
を示すと、容器１内の液体は管２から圧搾気体が
流入されることによつて管３から流出される。そ
して、管３の容器１に近い部分に液体検出器４が
設置されている。この液体検出器４としては例え
ば静電容量方式がある。第７図Ａ，Ｂにその一例
を示して説明すると、同図Ａにインダクタンス素
子６とキヤパシタンス素子５から成る共振回路
に、管３に設けられた電極７Ａ及び７Ｂを付加す
ることにより、管３の中の液体の有無で電極７
Ａ、７Ｂ間の静電容量が変化し、同図Ｂに示すよ
うにこの共振回路の共振周波数f0が、液体が無く
なるとたとえば共振周波数f1にずれることから液
体の有無を検出することができる。この方式の特
徴としては、比較的設置が簡単であるなどが挙げ
られるが欠点もあり、たとえば液体の種類によつ
て誘電率及び損失が異なるので実際に使用する液
体により共振条件等を調整しなければならないこ
とや、水、アルコール類等の比較的誘電率の小さ
なものはその変化分が少なく、Ｓ／Ｎ比の点で問
題となる。
他の液体検出器として、光を透過し易い透過性
円筒形管内にある透過性液体を検出する場合にお
いては光電方式が可能で、その一例としては、第
８図Ａ，Ｂに示すように液体の屈折を利用したも
のがあり、この原理は断面図で示す管３に対し発
光素子１１と受光素子１２を図のように対向する
ように設置しておき、同図Ａのように管３内に液
体が入っていないときは発光素子から発射される
光は管３の外壁から屈折して入射し、管３の内壁
で反射したあとに更に外壁で屈折して受光素子１
２に到達するように調整しておく。ここで、同図
Ｂに示すように管内に液体が管３内に充満してい
ると、発光素子１１から発射された光は管３内に
屈折して入射し、次に管３の内壁では管３と液体
との屈折率の差が殆んどなければ反射されず、光
は液体内部を通り管３の内壁及び外壁で屈折しな
がら、図のようい管３の外に出てしまう。従つ
て、受光素子１２には光が到達しないので管内の
液体の有無を検出することができる。
円筒形管内にある透過性液体を検出する場合にお
いては光電方式が可能で、その一例としては、第
８図Ａ，Ｂに示すように液体の屈折を利用したも
のがあり、この原理は断面図で示す管３に対し発
光素子１１と受光素子１２を図のように対向する
ように設置しておき、同図Ａのように管３内に液
体が入っていないときは発光素子から発射される
光は管３の外壁から屈折して入射し、管３の内壁
で反射したあとに更に外壁で屈折して受光素子１
２に到達するように調整しておく。ここで、同図
Ｂに示すように管内に液体が管３内に充満してい
ると、発光素子１１から発射された光は管３内に
屈折して入射し、次に管３の内壁では管３と液体
との屈折率の差が殆んどなければ反射されず、光
は液体内部を通り管３の内壁及び外壁で屈折しな
がら、図のようい管３の外に出てしまう。従つ
て、受光素子１２には光が到達しないので管内の
液体の有無を検出することができる。
この方式の特徴としては、液体の種類に関係な
く比較的Ｓ／Ｎ比を大きくとれるので、実際に使
用する液体によつて調整する必要がないといつた
ことが挙げられるが、欠点は発光素子１１と受光
素子１２の位置関係の設定が非常に困難で、実際
に使用する現場での設置に多くの時間と熟練を必
要としていた。
く比較的Ｓ／Ｎ比を大きくとれるので、実際に使
用する液体によつて調整する必要がないといつた
ことが挙げられるが、欠点は発光素子１１と受光
素子１２の位置関係の設定が非常に困難で、実際
に使用する現場での設置に多くの時間と熟練を必
要としていた。
（発明の目的）
この発明は上述のような事情からなされたもの
であり、この発明の目的は、光を透過し易い管の
中の比較的透明な液体の有無を検出する場合に、
設置が簡単で熟練を要しない管内液体検出方法を
提供することにある。
であり、この発明の目的は、光を透過し易い管の
中の比較的透明な液体の有無を検出する場合に、
設置が簡単で熟練を要しない管内液体検出方法を
提供することにある。
（発明の概要）
この発明は、発光素子と受光素子を組合せて透
過性円筒形管内を流れる液体の有無を検出する管
内液体検出方法に関するもので、上記管の同一円
周上でこの管の中心に向け所定角度（約70°〜
135°の発受光角度になるように上記発光素子及び
上記受光素子を配置し、広角発光する発光素子か
らの光を、広角受光する上記受光素子が受光する
か否かにより上記管内液体の有無を検出するよう
にしたものである。
過性円筒形管内を流れる液体の有無を検出する管
内液体検出方法に関するもので、上記管の同一円
周上でこの管の中心に向け所定角度（約70°〜
135°の発受光角度になるように上記発光素子及び
上記受光素子を配置し、広角発光する発光素子か
らの光を、広角受光する上記受光素子が受光する
か否かにより上記管内液体の有無を検出するよう
にしたものである。
（発明の実施例）
第１図Ａ〜Ｃはこの発明を実施するための一例
とその動作を示すもので、管３の円周上での断面
図を示しており、発光素子２１及び受光素子２２
が管３の同一円周上で、この管３の中心に向け互
いに90°の発受光角度になるように配置されてい
る。ここでは90°の発受光角度としているが、70°
〜135°の範囲で適宜変更することができる。ま
た、遮蔽板２３は管３の外壁から外に一度出た光
が再び管３内に入り込まないように、また外部の
光を遮蔽する意味で設置されている。
とその動作を示すもので、管３の円周上での断面
図を示しており、発光素子２１及び受光素子２２
が管３の同一円周上で、この管３の中心に向け互
いに90°の発受光角度になるように配置されてい
る。ここでは90°の発受光角度としているが、70°
〜135°の範囲で適宜変更することができる。ま
た、遮蔽板２３は管３の外壁から外に一度出た光
が再び管３内に入り込まないように、また外部の
光を遮蔽する意味で設置されている。
ここにおいては、第１図Ａは管３内に液体が入
つてない場合の光の進む経路を示している。ま
ず、発光素子２１は広角発光素子が使われてお
り、光路AA及びBBに挟まれた角度内で発光す
る。そして、光路AAは管３内の内壁面で反射し
たのち広角受光する受光素子２２に入る。次に、
同図Ｂに示すように管３内に液体２０が充満され
た状態では発光素子２１から発光される光路CC
は、管３の内壁面では反射が起らず、管３と液体
２０の間でわずかに屈折するだけでほぼ直進して
しまうので、受光素子２２には光は入らない。ま
た、管３内の液体２０が流出していき液体２０が
少量になつてくると液体２０の中に気泡が混入し
てくる。この状態を同図Ｃに示す。ここで、発光
素子２１から発光される光路EEは管３の内壁面
では反射が起らず、液体２０内に屈折入射するが
気泡KKの外面で反射が起こり再び管３の内壁面
で屈折され受光素子２２に入る。つまり、気泡の
有無及び気泡の大小に応じて受光素子２２に入る
光量も変化するようになつている。
つてない場合の光の進む経路を示している。ま
ず、発光素子２１は広角発光素子が使われてお
り、光路AA及びBBに挟まれた角度内で発光す
る。そして、光路AAは管３内の内壁面で反射し
たのち広角受光する受光素子２２に入る。次に、
同図Ｂに示すように管３内に液体２０が充満され
た状態では発光素子２１から発光される光路CC
は、管３の内壁面では反射が起らず、管３と液体
２０の間でわずかに屈折するだけでほぼ直進して
しまうので、受光素子２２には光は入らない。ま
た、管３内の液体２０が流出していき液体２０が
少量になつてくると液体２０の中に気泡が混入し
てくる。この状態を同図Ｃに示す。ここで、発光
素子２１から発光される光路EEは管３の内壁面
では反射が起らず、液体２０内に屈折入射するが
気泡KKの外面で反射が起こり再び管３の内壁面
で屈折され受光素子２２に入る。つまり、気泡の
有無及び気泡の大小に応じて受光素子２２に入る
光量も変化するようになつている。
第２図はこの発明を実現するための回路の一実
施例を示しており、発光電源２５により発光素子
２１は発光し、この光が受光素子２２に到達する
と増幅器３０の出力電圧V0がその光量に応じて
出力され、受光素子２２に光が入らなければ出力
電圧V0は零となる。
施例を示しており、発光電源２５により発光素子
２１は発光し、この光が受光素子２２に到達する
と増幅器３０の出力電圧V0がその光量に応じて
出力され、受光素子２２に光が入らなければ出力
電圧V0は零となる。
第３図Ａ，Ｂは管３内の液体２０の有無、或い
は気泡KK１〜KK４の状態による出力電圧V0が
変化していく様子を示している。同図Ａは管３の
横断面を示したもので、液体２０が矢印で示すよ
うに上から下に流出していき、次第に気泡が発生
し、小さい気泡KK１から大きな気泡、ついには
液体が全くなくなるKK４の状態を、検出器４１
により検出するようになつている。同図Ｂにはそ
の結果得られた出力電圧V0が、液体２０の流出
していく時間ｔの経過に従い変化する様子を示し
ている。つまり、小さい気泡KK１では出力電圧
は時間幅も狭く、大きさも小さい。そして、気泡
の大きさが大きくなるに従い出力電圧は時間幅も
広く、大きさも大きくなつていき、最後に液体２
０が全くなくなると、KK４のように出力電圧V0
は最大電圧が出力され続ける。第４図Ａ，Ｂは発
光素子２１と受光素子２２の具体的な取付け方法
の一例を示すもので、同図Ａはセンサ保持具２４
に発光素子２１と受光素子２２が管３の中心に向
け互いに90°の発受光角度になるように埋込まれ
ており、この保持具２４は取付金具２５により管
３の外周に密着するように取付けられるようにな
つている。また、同図Ｂは管３の管径サイズが
少々異なつても適用できるようにしたもので、発
光素子２１と受光素子２２が同図Ａと同様な位置
関係になるように取付けられた保持具２７と取付
金具２６により、管３を挟んでパツキング２８を
介して取付けられるようになつている。そして第
２図に示したような電気回路を収納する制御箱２
９も、保持具２７と一体になるようにコンパクト
に取付けられるようになつているから取付けに熟
練を必要としない。
は気泡KK１〜KK４の状態による出力電圧V0が
変化していく様子を示している。同図Ａは管３の
横断面を示したもので、液体２０が矢印で示すよ
うに上から下に流出していき、次第に気泡が発生
し、小さい気泡KK１から大きな気泡、ついには
液体が全くなくなるKK４の状態を、検出器４１
により検出するようになつている。同図Ｂにはそ
の結果得られた出力電圧V0が、液体２０の流出
していく時間ｔの経過に従い変化する様子を示し
ている。つまり、小さい気泡KK１では出力電圧
は時間幅も狭く、大きさも小さい。そして、気泡
の大きさが大きくなるに従い出力電圧は時間幅も
広く、大きさも大きくなつていき、最後に液体２
０が全くなくなると、KK４のように出力電圧V0
は最大電圧が出力され続ける。第４図Ａ，Ｂは発
光素子２１と受光素子２２の具体的な取付け方法
の一例を示すもので、同図Ａはセンサ保持具２４
に発光素子２１と受光素子２２が管３の中心に向
け互いに90°の発受光角度になるように埋込まれ
ており、この保持具２４は取付金具２５により管
３の外周に密着するように取付けられるようにな
つている。また、同図Ｂは管３の管径サイズが
少々異なつても適用できるようにしたもので、発
光素子２１と受光素子２２が同図Ａと同様な位置
関係になるように取付けられた保持具２７と取付
金具２６により、管３を挟んでパツキング２８を
介して取付けられるようになつている。そして第
２図に示したような電気回路を収納する制御箱２
９も、保持具２７と一体になるようにコンパクト
に取付けられるようになつているから取付けに熟
練を必要としない。
このように、従来方法によれば気泡が液体検出
手段の近くにあれば気泡として検出できるが、遠
い地点にあるともはや検出できないが、この発明
方法によれば発光素子が広角発光されているので
気泡がどこにあろうとも検出できる。この広角発
光については、第５図に示す管３の同一円周上に
おける発光角度αと管３の液体通過方向における
発光角度βとの関係でいえば、発光角度αは約
120°程度に広角で、発光角度βはなるべく狭い方
が、より小さな気泡の識別を行なうことができ
る。また、発光素子２１と受光素子の発受光角度
90°の精度は、概略＋10°，−20°程度のラフな状態
でも所定の性能を発揮することができることが確
認されている。このようにして得られた出力信号
V0について信号処理を行ない、気泡が通過する
とブザー等のアラームにより判別したり、また自
動的に液体を補充したりするなど、その用途は多
い。
手段の近くにあれば気泡として検出できるが、遠
い地点にあるともはや検出できないが、この発明
方法によれば発光素子が広角発光されているので
気泡がどこにあろうとも検出できる。この広角発
光については、第５図に示す管３の同一円周上に
おける発光角度αと管３の液体通過方向における
発光角度βとの関係でいえば、発光角度αは約
120°程度に広角で、発光角度βはなるべく狭い方
が、より小さな気泡の識別を行なうことができ
る。また、発光素子２１と受光素子の発受光角度
90°の精度は、概略＋10°，−20°程度のラフな状態
でも所定の性能を発揮することができることが確
認されている。このようにして得られた出力信号
V0について信号処理を行ない、気泡が通過する
とブザー等のアラームにより判別したり、また自
動的に液体を補充したりするなど、その用途は多
い。
（発明の効果）
以上のようにこの発明によれば、管を通過する
液体の検出が非常に高いＳ／Ｎ比で可能であり、
気泡の通過状態まで詳細に検出することができ、
且つ管への取付けを非常に簡単に行なうことがで
きるので、極めて検出精度の高い、トータルコス
トが安価な管内液体検出を実現できる。
液体の検出が非常に高いＳ／Ｎ比で可能であり、
気泡の通過状態まで詳細に検出することができ、
且つ管への取付けを非常に簡単に行なうことがで
きるので、極めて検出精度の高い、トータルコス
トが安価な管内液体検出を実現できる。
第１図Ａ〜Ｃはこの発明を実現するための一実
施例を示す図、第２図はその回路図の一例を示す
図、第３図Ａ，Ｂはこの発明で得られる出力電圧
を示す図、第４図Ａ，Ｂはこの発明を実現する装
置の一実施例を示す図、第５図は発光素子の発光
角度を説明する図、第６図はこの発明が適用でき
る管を示す図、第７図Ａ，Ｂ及び第８図Ａ，Ｂは
従来方法を説明する図である。 １……容器、２，３……管、４，４１……液体
検出器、５……キヤパシタ素子、６……インダク
タンス素子、７Ａ，７Ｂ……電極、１１，２１…
…発光素子、１２，２２……受光素子、２０……
液体、２３……遮蔽板、２４，２７……保持具、
２５，２６……取付金具、２８……パツキン、２
９……制御箱。
施例を示す図、第２図はその回路図の一例を示す
図、第３図Ａ，Ｂはこの発明で得られる出力電圧
を示す図、第４図Ａ，Ｂはこの発明を実現する装
置の一実施例を示す図、第５図は発光素子の発光
角度を説明する図、第６図はこの発明が適用でき
る管を示す図、第７図Ａ，Ｂ及び第８図Ａ，Ｂは
従来方法を説明する図である。 １……容器、２，３……管、４，４１……液体
検出器、５……キヤパシタ素子、６……インダク
タンス素子、７Ａ，７Ｂ……電極、１１，２１…
…発光素子、１２，２２……受光素子、２０……
液体、２３……遮蔽板、２４，２７……保持具、
２５，２６……取付金具、２８……パツキン、２
９……制御箱。
Claims (1)
- １ 発光素子と受光素子を組合せて透光性円筒形
管内を流れる液体の有無を検出する管内液体検出
方法において、前記管の同一円周上で前記管に対
する中心角がほぼ70°〜110°になるような２点に
前記発光素子及び前記受光素子をそれぞれ配置
し、かつ発光角度及び受光角度の中心線が何れも
前記管のほぼ中心に向くようにして、広角発光す
る前記発光素子からの光を、広角受光する前記受
光素子が受光するか否かにより前記管内液体の有
無を検出するようにしたことを特徴とする管内液
体検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60134343A JPS61292537A (ja) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | 管内液体検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60134343A JPS61292537A (ja) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | 管内液体検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61292537A JPS61292537A (ja) | 1986-12-23 |
| JPH0447261B2 true JPH0447261B2 (ja) | 1992-08-03 |
Family
ID=15126133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60134343A Granted JPS61292537A (ja) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | 管内液体検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61292537A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4542844A (en) * | 1982-10-04 | 1985-09-24 | Swingline, Inc. | Staple forming and driving machine |
-
1985
- 1985-06-21 JP JP60134343A patent/JPS61292537A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61292537A (ja) | 1986-12-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |