JPH0514209B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 液面を検出するための光式センサにして、 信号光線を導く入射光路と、 前記液面が所定の高さに達している場合に前記
信号光線を透過させ、前記液面が所定の高さに達
していない場合に前記信号光線を反射する第一の
界面と、 前記第一の界面にて反射された信号光線を導く
第一の光路を与える第一の検出光路手段と、 前記第一の界面を透過した信号光線を導く第二
の光路を与える第二の検出光路手段と、 前記第一の光路の途中に前記第一の界面と実質
的に同じ高さ位置に設けられることにより前記第
一の界面と実質的に同じ汚れ条件の下に置かれ、
前記第一の界面にて反射された信号光線に対して
はこれを正常に透過させ、前記第一の界面の汚れ
により散乱された信号光線に対してはこれを更に
散乱し減衰させる第二の界面と、 を含む光式センサ。

技術分野 本発明は光式液面センサに係る。

従来の技術 液面を視覚的に表示するために従来よりサイト
ガラスが使用されている。サイトガラスはガラ
ス／空気界面により光が反射されること、及びガ
ラス／液体界面により光が反射されないことを利
用し液面を視覚的に表示する。ギヤボツクスオイ
ルの如く、液体のなかにはサイトガラスの表面に
厚い膜を形成し、そのため液面の読みに誤りを惹
起こすものがある。かかる場合に於て反射光が存
在しないと、液面が適当であるものと誤つて判断
され、結果的に装置の故障が生じることがある。

ヘリコプタの飛行前の検査に於ては、種々のロ
ータのギヤボツクスの液面が正常な高さにあるこ
とが必要である。液面は各ギヤボツクスの側面に
装着された市販のサイトガラスの外観を検査すべ
くフラツシユライトを使用することによつてチエ
ツクされる。かかる手続はサイトガラスの位置に
起因して実施することが困難であり、気象や海上
の条件が悪い場合には複雑であり、液面の読みを
誤ることがある。従つて液面をチエツクする新規
な方法及び装置が必要とされている。

発明の開示 従つて本発明は、液面の高さを検出すると共に
検出状態の異常を検出することにより誤検出を排
除し信頼性の高い光式液面センサを提供すること
を目的とする。

かかる目的は、本発明によれば、液面を検出す
るための光式センサにして、信号光線を導く入射
光路と、前記液面が所定の高さに達している場合
に前記信号光線を透過させ、前記液面が所定の高
さに達していない場合に前記信号光線を反射する
第一の界面と、前記第一の界面にて反射された信
号光線を導く第一の光路を与える第一の検出光路
手段と、前記第一の界面を透過した信号光線を導
く第二の光路を与える第二の検出光路手段と、前
記第一の光路の途中に前記第一の界面と実質的に
同じ高さ位置に設けられることにより前記第一の
界面と実質的に同じ汚れ条件の下に置かれ、前記
第一の界面にて反射された信号光線に対してはこ
れを正常に透過させ、前記第一の界面の汚れによ
り散乱された信号光線に対してはこれを更に散乱
し減衰させる第二の界面と、を含む光式センサに
より達成される。

本発明によれば、センサに入射された信号光線
は入射光路を通つて第一の界面に達し、液面が第
一の界面に接している場合には、第一の界面と液
面の屈折率がほぼ同じなので、第一の界面を透過
して第二の検出光路手段により第二の光路に沿つ
て導かれ、かくして液面が高いことを示す検出信
号が得られる。液面が第一の界面の高さに達して
いない場合には、第一の界面と空気との屈折率の
違いにより、入射信号光線は第一の界面に於て反
射され、第一の検出光路手段により第一の光路に
沿つて導かれ、第二の界面を透過して検出され、
従つて液面が低いことを示す検出信号が得られ
る。センサの長期間の使用により液体中に含まれ
る成分の析出等により第一の界面が汚れ、入射信
号光線が第一の界面に於て散乱される状態となつ
た場合には、散乱された信号光線のうち第一の光
路に沿つて導かれたものは、第一の光路の途中に
設けられた第二の界面が第一の界面とほぼ同じ設
置条件にあるため一般に第二の界面も同様に汚れ
ているので、第二の界面に於て再び散乱され非常
に弱められるので検出されなくなる。よつて実質
的に第一及び第二の検出手段の何れからも検出信
号が得られないことをもつてセンサに汚れが生じ
ていることが示される。

本発明は、ガラス／空気界面に於て反射された
光及びガラス／液体／ガラス界面を経て伝達され
た光の両方を利用して真の液面を示す光パターン
を形成するサイトガラスに係る。光が空気チヤン
ネル又は液体チヤンネルの何れかに常に現れるこ
とを要請することにより、光がいずれのチヤンネ
ルにも現れない場合はサイトガラスの表面が液体
にて覆われていること又は他の異常な条件による
ものと判断される。即ち両方の光が存在しないこ
とはメンテナンスが必要であることを意味する。

本発明の他の一つの様相によれば、信号光線が
入射光路を経て下方へ導かれ、次いで液面が低い
か高いかに応じて第一又は第二の検出光路に導か
れる。信号光線が第一又は第二の検出光路の何れ
に於ても検出されない場合には、メインテナンス
が必要であり、液面は他の手段により検出されな
ければならない。

本発明のこれらの目的及び他の目的、特徴、及
び利点は添付の図面に示されている如く本発明の
最良の形態の実施例についての詳細な説明を参照
することにより明らかとなるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図乃至第１Ｃ図は本発明の液面センサの
一つの実施例を示す解図である。

第１Ｄ図は第１Ａ図乃至第１Ｃ図に示されたセ
ンサを第１Ａ図乃至第１Ｃ図に示す姿勢から90゜
回転させた姿勢にて下半分を液体内に浸した状態
を上から見た図である。

第２Ａ図乃至第２Ｃ図は本発明の液面センサの
他の一つの実施例を示す解図である。

第２Ｄ図は第２Ａ図乃至第２Ｃ図に示されたセ
ンサを第２Ａ図乃至第２Ｃ図に示す姿勢から90゜
回転させた姿勢に下半分を液体内に浸した状態を
上から見た図である。

第３Ａ図及び第３Ｂ図は液面センサの一つの参
考例を示す解図である。

第３Ｃ図は第３Ａ図乃至第３Ｂ図に示されたセ
ンサを第３Ａ図乃至第３Ｂ図に示す姿勢から90゜
回転させた姿勢にて下半分を液体内に浸した状態
を上から見た図である。

発明を実施するための最良の形態 第１Ａ図に液面センサ１０の第一の実施例の側
面図が図示されている。このセンサは平坦な頂部
１２と、それぞれ頂部より90゜の角度にて下方へ
延在する左側側部１４及び右側側部１６と、左側
底部１８及び右側底部２０とを有している。左側
底部１８は左側側部１４より約135゜の角度にて延
在している。また左側底部は90゜の角度にて右側
底部と交差している。右側底部２０は右側側部１
６より約135゜の角度にて延在している。左側不透
明部材２２及び右側不透明部材２４がそれぞれ頂
部より下方へ延在している。右側底部は第一及び
第二の界面をそれぞれ与える第一のチヤンネル２
６及び第二のチヤンネル２８により破断されてお
り、これらのチヤンネルはそれぞれ左側不透明部
材２２及び右側不透明部材２４まで延在してい
る。

センサ１０はガラスの如き透明の材料にて形成
されている。各底部はアルミニウムの如き鏡面３
０により覆われている。これらの鏡面は従来の手
段によりガラス３２にて覆われており、これによ
り鏡面が測定されるべき液体と反応することが防
止されるようになつている。不透明部材はエポキ
シ樹脂の如くガラスと両立し光を伝達しない任意
の材料よりなつていてよい。

液面センサは液面３４の下方へ延在するよう浸
漬されるようになつている（第１Ｂ図及び第１Ｄ
図参照）。液面が比較的高い場合には液体がチヤ
ンネル２６及び２８を満たし、これにより前述の
如く信号光線を伝達するガラス／液体／ガラス界
面を形成する。

第１Ａ図に於て、液面はチヤンネルを満たすほ
ど高くはなく、白熱光の如き信号光線３６が二つ
の不透明部材２２と２４との間に形成された中央
光路３８を経て下方へ導かれる。信号光線は光路
３８とチヤンネル２６との間のガラス／空気界面
４０に到達し、右側底部２０の鏡面３０へ向けて
90゜の角度にて反射され、しかる後右側光路４２
より外へ出る。液面がチヤンネルの上方まで至つ
ておらず、光を伝達するガラス／液体／ガラス界
面が形成されていないので、光は界面４０に於て
反射される。

第１Ｂ図に於て、液面３４はチヤンネルを満た
すに充分なほど高く、信号光線は中央光路３８を
経て下方へ導かれ、ガラス／液体／ガラス界面４
４を通過する。信号光線は右側底部２０より左側
底部１８へ反射され、左側光路４６より外へ出
る。かくして真の液面が検出される。

第１Ｃ図に於て、中央光路３８を経て下方へ導
かれた信号光線３６はチヤンネル内に液体の被覆
４８が存在することにより左側底部１８及び右側
底部２０の何れにも至ることができない。光は第
一のチヤンネル２６内のガラス／液体／空気界面
及び第二のチヤンネル２８内の同様のガラス／液
体／空気界面に於て散乱されることにより失われ
る。左側光路４６及び右側光路４２の何れにも光
が通過しない場合には、反射面の汚れ等の如き問
題が表示され、メンテナンスが必要である。

第１Ｄ図にセンサ１０の平面図が図示されてい
る。センサは液体内に於て前方へ横倒しに回動さ
れている。白ぬりの部分が光線の経路であり、黒
ぬりの部分が光線の通過しない部分である。中央
光路３８を経て底部に向けて導かれた信号光線
は、液面下に於ては第１Ｂ図に示す如く反射され
て液面３４より下方に配置された左側光路４６の
一部を出口方向へ通過し、液面より上に於ては第
１Ａ図に示す如く反射されて液面３４より上方に
配置された右側光路４２の一部５０を経て外へ出
る。

第２Ａ図にセンサの第二の実施例が図示されて
いる。このセンサは基本的には第一の実施例のセ
ンサと同様である。このセンサは右側底部２０よ
り右側不透明部材２４まで延在し第二の界面を与
える一つのチヤンネル５２を有しており、第一の
界面を与える直角の切欠き５４が約45゜の角度に
て左側側部１４に形成されている。第一の実施例
の場合と同様、底面は鏡面である。

第２Ａ図に於て、液面３４が切欠５４を満たす
高さにないならば、左側光路４６を経て下方へ導
かれた信号光線は切欠５４に於けるガラス／空気
界面５６に於て右側底部２０の鏡面３０へ向けて
反射され、右側光路４２より外へ出る。

第２Ｂ図に於て、液面３４が切欠５４を満たす
高さにある場合には、信号光線は左側光路４６を
経て下方へ導かれてガラス／液体／ガラス界面５
８を通過し、左側底部１８より右側底部２０へ反
射され、中央光路３８より外へ出る。

第２Ｃ図に於て、液体膜４８が界面を覆つてお
り、信号光線は左側光路内を通過し、切欠５４及
びチヤンネル５２内のガラス／液体／空気界面に
於て散乱されることにより失われる。その結果信
号光線は中央光路及び右側光路の何れからも外へ
伝達されない。

第２Ｄ図に於て、第２Ａ図乃至第２Ｃ図に示さ
れたセンサが90゜前方へ回動され部分的に液面３
４の下方に配置された平面図が図示されている。
白ぬりの部分が光線の経路であり、黒ぬりの部分
が光線の通過しない部分である。左側光路４６内
へ導かれた信号光線３６は、液面下に於ては第２
Ｂ図に示す如く反射されて液面の下方に配置され
た中央光路３８の一部より外へ出ると共に、液面
より上に於ては第２Ａ図に示す如く液面３４より
上方に配置された右側光路４２の一部より外へ出
る。

第３図にセンサの楕円円筒形の参考例が図示さ
れてる。第３Ａ図にはこの液面センサの半分62が
図示されている（第３Ｂ図はセンサの残りの半分
を示している）。各半分の部分は直角の切欠部６
６に対し直角に配列された一対の鏡面の底部６４
を有している。液面が切欠部より高い位置にない
場合には、信号光線３６が中央光路６８内に導か
れ、一方の鏡面６４に於て反射され、ガラス／空
気界面７０に於て反射され、第一の光路７６より
外へ出る。

第３Ｂ図に於て液面３４が切欠部６６を満たす
高さにある場合には、中央光路６８を経て下方へ
導かれた信号光線は一方の鏡面６４に於て反射さ
れ、ガラス／液体／ガラス界面７２を通過し、他
方の鏡面６４に於て反射され、第二の光路７４よ
り外へ出、これにより液面が切欠部を満たすに充
分な高さにあることが示されている。

第３Ｃ図に第３Ａ図及び第３Ｂ図に示されたセ
ンサの平面図が図示されている。このセンサは
90゜前方へ回動され、その半分の部分が液面３４
の下方に配置されている。中央光路６８内へ導か
れた信号光線３６は液面下に於ては第３Ｂ図に示
す如く反射されて液面の下方に配置された第二の
光路７４の一部を経て伝達され、これにより液面
がそのレベルにあることが示され、液面より上に
於ては第３図Ａ図に示す如く液面３４より上方の
第一の光路７６の一部より外へ出、これにより液
体が液面３４より上方にはないことが示される。

以上に於ては本発明を最良の実施例について説
明したが、上述の及び他の種々の変更、省略、及
び追加が可能であることは当業者にとつて明らか
であろう。特に光フアイバより照射されるレーザ
や他の光の如き他の種類の信号光線が使用されて
よい。また液面の検出が自動的に行われるよう光
式ピツクアツプ装置が使用されてもよい。液面を
自動的に検出することにより、不便な位置に配置
されたサイトガラスや気象若しくは海上の悪条件
に伴なう種々の問題を低減することができる。