JPH05223622A

JPH05223622A - 液位センサ

Info

Publication number: JPH05223622A
Application number: JP4029573A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Kayama; 治彦香山; Norichika Sotojima; 則近外嶌
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-02-17
Filing date: 1992-02-17
Publication date: 1993-08-31

Abstract

(57)【要約】【目的】容器内に入れた容量の変化する液体の液位を
高い精度で検知できる液位センサを得る。【構成】容器内に容量の変化する液体１を入れて、そ
の上の空間に気体２を満たし、平行平板電極21a,21b の
一方を液体１中または気体２中に水平に固定するととも
に、平行平板電極21a,21b の他方を液体１の液面に浮か
せ、平行平板電極21a,21b の静電容量に基づいて液体１
の液位を検知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は例えば、電力機器に絶
縁媒体、消弧媒体として使用する六弗化硫黄ガスが低温
で液化したときの液位を検知する液位センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】図３はすでに周知の従来の液位センサを
示す概略構成図である。図において、１は容器（図示せ
ず）に入れた六弗化硫黄の液体、1aは液体１の液面、２
は液体１の上の空間に存在する六弗化硫黄の気体、11a,
11b は液面1aに垂直に配置した平行平板電極で容器内に
固定する。図はその下部（高さｈ）を液体１の中に、ま
た上部（高さｌ−ｈ）を気体２の中に置いた状態を示
す。12は平行平板電極11a,11b に導電接続した静電容量
計で、液体１の液位に応じて変化する平行平板電極11a,
11b の静電容量を測定する。

【０００３】従来の液位センサは以上のように構成され
ており、六弗化硫黄ガスを絶縁媒体、消弧媒体として使
用する電力用の遮断器や変圧器の容器内に適用して、低
温で六弗化硫黄ガスの一部が液化するときに容器内に溜
る液体１の液位を平行平板電極11a,11b の静電容量を測
定することにより検知する。平行平板電極11a,11b の静
電容量をＣ、その高さをｌ、幅をａ、間隔をｄ、液体１
の中にある下部の高さをｈとし、液体１と気体２の比誘
電率をそれぞれεｌ，εｇ、真空の誘電率をεｏとして
Ｃ＝εｏ（ａ／ｄ）〔εｇｌ＋（εｌ−εｇ）ｈ〕であ
る（すべてＭＫＳ単位系とする）。従って、平行平板電
極11a,11b の静電容量を静電容量計12で測定すれば、平
行平板電極11a,11b の液体１の中にある下部の高さｈを
知ることができる。六弗化硫黄についての具体的な数値
例で、ｌ＝0.1 （ｍ），ａ＝0.2（ｍ），ｄ＝0.05
（ｍ），εｌ＝1.7 ，εｇ＝1.0 ，εｏ＝8.854 ×10
^-12（Ｆ／ｍ）として、ｈ＝0.001 （ｍ）でＣ≒3.57
（ｐＦ），ｈ＝0.05（ｍ）でＣ≒4.78（ｐＦ）となる。
すなわち、平行平板電極11a,11b の液体１の中にある下
部の高さが１〜50（ｍｍ）の範囲で変化しても、平行平
板電極11a,11b の静電容量は3.57〜4.78（ｐＦ）の僅か
な範囲でしか変化せず、またその絶対値も極めて小さい
ので、精密級の静電容量計12で測定しても液体１の電位
を検知するには大きな誤差を伴なう。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の液位センサは以
上説明したとおり、容器内に溜る液体１の液位を平行平
板電極11a,11b の静電容量を測定することにより検知す
るが、平行平板電極11a,11b の高さｌに対し液体１の中
にあるその下部の高さｈが１％から50％まで変化して
も、その静電容量は約34％しか変化せず、かつその絶対
値が極めて小さいので、液体１の液位を高い精度で検知
することができないと云う技術的課題があった。

【０００５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、液体の液位を高い精度で検知する
ことのできる液位センサを提供しようとするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る液位セン
サは容器内に容量の変化する液体を入れて、その上の空
間に気体を満たし、平行平板電極の一方を液体中または
気体中に水平に固定するとともに、平行平板電極の他方
を液体の液面に浮かせ、平行平板電極の静電容量に基づ
いて液体の液位を検知するものである。

【０００７】

【作用】この発明における平行平板電極はその一方を液
体中または気体中に水平に固定し、その他方を液面に浮
かせているので、液体の容量が変化すると、液位に応じ
てその静電容量が変化する。

【０００８】

【実施例】

実施例１．図１はこの発明の一実施例を示す構成図であ
り、図中の１、1a、２、12は従来の液位センサにおける
ものと同じである。21a,21b は水平に配置した平行平板
電極で、21a は液面とともに移動し、21b は気体２の中
に固定する。23は平行平板電極21a を接合したフロート
で、液体１に浮上している。24は液体１の液位が変化し
ても、常に平行平板電極21a を平行平板電極21b に対向
した状態にするガイドである。

【０００９】この実施例は以上のように構成され、六弗
化硫黄ガスが低温で一部液化して容器内に溜ったその液
体の液位を平行平板電極21a,21b の静電容量を測定する
ことにより検知する。液体１の液位が変化すると、平行
平板電極21a を接合したフロート23はガイド24に案内さ
れて上下方向に移動し、平行平板電極21a,21b の間隔が
変化し、したがって、その静電容量も変化する。平行平
板電極21a,21b の静電容量をＣ、面積をＳ、間隔をＤ、
液体２の比誘電率をεｇ，真空の誘電率をεｏとして、
Ｃ＝εｇεｏＳ／Ｄである（すべてＭＫＳ単位系とす
る）。この関係から平行平板電極21a,21b の静電容量を
静電容量計12で測定すれば、液体１の液位を知ることが
できる。六弗化硫黄ガスについての具体的な数値例で、
Ｓ＝0.01（ｍ²），εｇ＝1.0 ，εｏ＝8.854 ×10^-12
（Ｆ／ｍ）として、Ｄ＝0.001 （ｍ）でＣ≒88.5（ｐ
Ｆ），Ｄ＝0.05（ｍ）でＣ≒1.77（ｐＦ）となる。すな
わち、平行平板電極21a,21b の間隔が１〜50（ｍｍ）の
範囲で変化すると、その静電容量は大きく変化し、予想
される液体１の液位の変化に対して平行平板電極21a,21
b の間隔を適当に選べば、測定する静電容量の絶対値が
大きくなって、液体１の液位を高い精度で検知すること
ができる。

【００１０】実施例２．図２はこの発明の他の実施例を
示す構成図であって、平行平板電極31b を液体１の中に
水平に固定し、フロート33に接合した平行平板電極21a
を下にしてフロート33を液体１に浮上させる。液体１の
液位が変化すると、フロート33はガイド34に案内されて
上下方向に移動し、平行平板電極31a,31b の間隔が変化
し、したがって、その静電容量も変化する。平行平板電
極31a,31b の静電容量をＣ，面積をＳ，間隔ををＤ，液
体１の比誘電率をεｌ，真空の誘電率をεｏとして、Ｃ
＝εｌεｏＳ／Ｄである（すべてＭＫＳ単位系とす
る）。六弗化硫黄についての具体的な数値例で、Ｓ＝0.
01（ｍ²），εｌ＝1.7 ，εｏ＝8.854 ×10^-12（Ｆ／
ｍ）として、Ｄ＝0.001 （ｍ）でＣ≒150 （ｐＦ），Ｄ
＝0.05（ｍ）でＣ≒3.00（ｐＦ）となる。この実施例に
よっても平行平板電極31a,31b の静電容量が大きく変化
するので、同様の効果を期待することができる。

【００１１】

【発明の効果】この発明は以上説明したとおり、容器内
に容量の変化する液体を入れて、その上の空間に気体を
満たし、平行平板電極の一方を液体中または気体中に水
平に固定するとともに、平行平板電極の他方を液面に浮
かせて、平行平板電極の静電容量に基づいて、液体の液
位を検知するので、高い精度で液位を検知できる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】この発明の他の実施例を示す構成図である。

【図３】従来の液位センサを示す概略構成図である。

【符号の説明】

１液体 1a 液面２気体 12 静電容量計 21a 平行平板電極 21b 平行平板電極 23 フロート 24 ガイド 31a 平行平板電極 31b 平行平板電極 33 フロート 34 ガイド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】容器内に容量の変化する液体を入れて、
その上の空間に気体を満たし、平行平板電極の一方を上
記液体中または上記気体中に水平に固定するとともに、
上記平行平板電極の他方を上記液体の液面に浮かせ、上
記平行平板電極の静電容量に基づいて上記液体の液位を
検知することを特徴とする液位センサ。