JPH0535293Y2 - - Google Patents
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- JPH0535293Y2 JPH0535293Y2 JP3529988U JP3529988U JPH0535293Y2 JP H0535293 Y2 JPH0535293 Y2 JP H0535293Y2 JP 3529988 U JP3529988 U JP 3529988U JP 3529988 U JP3529988 U JP 3529988U JP H0535293 Y2 JPH0535293 Y2 JP H0535293Y2
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- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 31
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この考案は、温度補償機能を有する液面位測定
装置に関する。
装置に関する。
従来の液面位測定装置としては、例えば第３図
に示すようなものがある。この図に示すように、
液面位測定装置は、液面レベルセンサ１と、増幅
器２と、微分回路３とから構成されている。
に示すようなものがある。この図に示すように、
液面位測定装置は、液面レベルセンサ１と、増幅
器２と、微分回路３とから構成されている。
前記液面レベルセンサ１は、第４図に示すよう
に、フイルム基板１ａ上にニツケル蒸着により形
成されたセンサ抵抗Rsと補償抵抗Rcとから構成
されており、このセンサ抵抗Rsに定電流源１に
よつて電流を流すと、この電流によつてセンサ抵
抗Rsの温度が上昇して抵抗が増加していく。こ
の抵抗の増加に応じて補償抵抗Rcから出力され
る電圧が増加する。この電圧の増加の割合は液面
位Ｅが高いと小さく、低いと大きくなる。
に、フイルム基板１ａ上にニツケル蒸着により形
成されたセンサ抵抗Rsと補償抵抗Rcとから構成
されており、このセンサ抵抗Rsに定電流源１に
よつて電流を流すと、この電流によつてセンサ抵
抗Rsの温度が上昇して抵抗が増加していく。こ
の抵抗の増加に応じて補償抵抗Rcから出力され
る電圧が増加する。この電圧の増加の割合は液面
位Ｅが高いと小さく、低いと大きくなる。
そして、微分回路３が、補償抵抗Rcから出力
される電圧変化（傾き）の割合に応じた電圧を出
力する。この出力電圧から液面位が検出されるも
のである。
される電圧変化（傾き）の割合に応じた電圧を出
力する。この出力電圧から液面位が検出されるも
のである。
従来、前記微分回路３は図示のように、オペア
ンプA1、A2、差動増幅器A3、コンデンサC1，
C2，C3、スイツチS2，S3，S4等から構成されて
おり、スイツチS1を投入してから、スイツチS2を
所定時間投入すると（第５図参照）、コンデンサ
C1にt1時点における増幅器２の出力電圧V1が記
憶されるとともにオペアンプA1から出力される。
そしてスイツチS2を投入してから１秒後スイツチ
S3を所定時間投入すると、同様にt2時点における
増幅器２の出力電圧V2がコンデンサC2に記憶さ
れるとともにオペアンプA2から出力される。オ
ペアンプA3が前記出力電圧V1，V2の差V1−V2、
すなわち単位時間当りに変化した電圧を出力す
る。そしてスイツチS4を投入するとその差の電圧
V2−V1がコンデンサC3に記憶されるとともに端
子３ａから出力され、この差の電圧V2−V1から
液面位が検出される。
ンプA1、A2、差動増幅器A3、コンデンサC1，
C2，C3、スイツチS2，S3，S4等から構成されて
おり、スイツチS1を投入してから、スイツチS2を
所定時間投入すると（第５図参照）、コンデンサ
C1にt1時点における増幅器２の出力電圧V1が記
憶されるとともにオペアンプA1から出力される。
そしてスイツチS2を投入してから１秒後スイツチ
S3を所定時間投入すると、同様にt2時点における
増幅器２の出力電圧V2がコンデンサC2に記憶さ
れるとともにオペアンプA2から出力される。オ
ペアンプA3が前記出力電圧V1，V2の差V1−V2、
すなわち単位時間当りに変化した電圧を出力す
る。そしてスイツチS4を投入するとその差の電圧
V2−V1がコンデンサC3に記憶されるとともに端
子３ａから出力され、この差の電圧V2−V1から
液面位が検出される。
ところで、液面レベルセンサ１の温度補償は、
補償抵抗Rcの温度特性がセンサ抵抗Rsの温度特
性と同一になるように設定することにより達成さ
れている。すなわち、増幅器２の出力V2は、 V2＝Rf／Rc・Rs・Io＝−Rf・Rs0（１＋α1ΔT1）／Rc0
（１＋α2ΔT2） ・〔１＋α1ΔTup｛１−exp（−ｔ／τQ）｝〕・I0 で表わされる。
補償抵抗Rcの温度特性がセンサ抵抗Rsの温度特
性と同一になるように設定することにより達成さ
れている。すなわち、増幅器２の出力V2は、 V2＝Rf／Rc・Rs・Io＝−Rf・Rs0（１＋α1ΔT1）／Rc0
（１＋α2ΔT2） ・〔１＋α1ΔTup｛１−exp（−ｔ／τQ）｝〕・I0 で表わされる。
ここで、Rs0，Rc0は或る温度におけるセンサ
抵抗Rs、補償抵抗Rcの値、α1，α2はこれら各抵
抗の温度係数、ΔT1，ΔT2は周囲温度上昇分、
Tupは加熱によるセンサ抵抗Rsの温度上昇飽和
値、τQはセンサ抵抗Rsの熱的時定数である。そ
して、センサ抵抗Rs、補償抵抗Rcを共に同一材
質で形成するようにすればα1＝α2となり、さら
に、両者を近接して配置すればΔT1＝ΔT2とみな
すことができる。したがつて、上式のV2を、 V2＝Rf・Rs0・I0／Rc0〔１＋α1ΔTup｛１−exp（−ｔ
／τQ）｝〕 と表わすことができ、周囲温度の影響を受けない
ようにすることができる。
抵抗Rs、補償抵抗Rcの値、α1，α2はこれら各抵
抗の温度係数、ΔT1，ΔT2は周囲温度上昇分、
Tupは加熱によるセンサ抵抗Rsの温度上昇飽和
値、τQはセンサ抵抗Rsの熱的時定数である。そ
して、センサ抵抗Rs、補償抵抗Rcを共に同一材
質で形成するようにすればα1＝α2となり、さら
に、両者を近接して配置すればΔT1＝ΔT2とみな
すことができる。したがつて、上式のV2を、 V2＝Rf・Rs0・I0／Rc0〔１＋α1ΔTup｛１−exp（−ｔ
／τQ）｝〕 と表わすことができ、周囲温度の影響を受けない
ようにすることができる。
〔考案が解決しょうとする課題）
しかしながら、このような従来の液面位測定装
置にあつては、センサ抵抗Rsの他に、補償抵抗
Rcを設け、両者の温度特性を同一にしなければ
ならない構成となつていたため、フイルム基板１
ａ上に形成される両者の膜厚分布にばらつきが生
じた場合には温度特性に誤差が生じ、測定精度が
低下するという問題点があつた。また、センサ抵
抗Rsと補償抵抗Rcとを近接して配置しなければ
ならないため、液面レベルセンサ１の形状が大き
くなつてしまい、その取付上の制約が増大すると
いう問題点もあつた。
置にあつては、センサ抵抗Rsの他に、補償抵抗
Rcを設け、両者の温度特性を同一にしなければ
ならない構成となつていたため、フイルム基板１
ａ上に形成される両者の膜厚分布にばらつきが生
じた場合には温度特性に誤差が生じ、測定精度が
低下するという問題点があつた。また、センサ抵
抗Rsと補償抵抗Rcとを近接して配置しなければ
ならないため、液面レベルセンサ１の形状が大き
くなつてしまい、その取付上の制約が増大すると
いう問題点もあつた。
この考案は、このような従来の問題点に着目し
てなされたもので、補償抵抗を省略し、センサ抵
抗と割算器との組合わせで温度補償を行なうよう
にすることにより上記問題点を解決することを目
的としている。
てなされたもので、補償抵抗を省略し、センサ抵
抗と割算器との組合わせで温度補償を行なうよう
にすることにより上記問題点を解決することを目
的としている。
この考案に係る液面位測定装置は、膜状発熱体
即ちセンサ抵抗への定電流供給直後にその両端に
発生する電位差を第１のサンプルホールド回路に
よりサンプリングして記憶させ、さらに、この第
１のサンプルホールド回路の作動後にセンサ抵抗
の両端に発生する電位差を、割算器により、先に
第１のサンプルホールド回路に記憶させた電位差
で割算し、この割算器からの出力を第２のサンプ
ルホールド回路によりサンプリングして記憶さ
せ、液面位信号として第２のサンプルホールド回
路から出力させるようにしたものである。
即ちセンサ抵抗への定電流供給直後にその両端に
発生する電位差を第１のサンプルホールド回路に
よりサンプリングして記憶させ、さらに、この第
１のサンプルホールド回路の作動後にセンサ抵抗
の両端に発生する電位差を、割算器により、先に
第１のサンプルホールド回路に記憶させた電位差
で割算し、この割算器からの出力を第２のサンプ
ルホールド回路によりサンプリングして記憶さ
せ、液面位信号として第２のサンプルホールド回
路から出力させるようにしたものである。
この考案における割算器は、第１のサンプルホ
ールド回路からセンサ抵抗両端の電位差を除数側
に入力し、所定時間経過後に、センサ抵抗から直
接その両端の電位差を被除数側に入力する。この
とき、この所定時間が経過した間におけるセンサ
抵抗の抵抗値変化分から、周囲温度に関する要素
を、この割算によつて除去することができる。
ールド回路からセンサ抵抗両端の電位差を除数側
に入力し、所定時間経過後に、センサ抵抗から直
接その両端の電位差を被除数側に入力する。この
とき、この所定時間が経過した間におけるセンサ
抵抗の抵抗値変化分から、周囲温度に関する要素
を、この割算によつて除去することができる。
以下、この考案を図面に基づいて説明する。第
１図はこの考案の一実施例を示す図である。ま
ず、構成を説明すると、４は定電流源１及びスイ
ツチS5により構成される定電流回路、５は膜状発
熱体としてのセンサ抵抗R5により構成される液
面レベルセンサ、６はスイツチS6及びコンデンサ
C4により構成される第１のサンプルホールド回
路、７は液面レベルセンサ５からの出力信号を被
除数側Ａに入力すると共に、第１のサンプルホー
ルド回路６からの出力信号を除数側Ｂに入力して
Ａ÷Ｂの割算を行なう割算器、８はスイツチS7及
びコンデンサC5により構成される第２のサンプ
ルホールド回路である。
１図はこの考案の一実施例を示す図である。ま
ず、構成を説明すると、４は定電流源１及びスイ
ツチS5により構成される定電流回路、５は膜状発
熱体としてのセンサ抵抗R5により構成される液
面レベルセンサ、６はスイツチS6及びコンデンサ
C4により構成される第１のサンプルホールド回
路、７は液面レベルセンサ５からの出力信号を被
除数側Ａに入力すると共に、第１のサンプルホー
ルド回路６からの出力信号を除数側Ｂに入力して
Ａ÷Ｂの割算を行なう割算器、８はスイツチS7及
びコンデンサC5により構成される第２のサンプ
ルホールド回路である。
次に動作を第２図のフローチヤートに基き説明
する。まず、スイツチS5を時刻t1からt2まで投入
すると、液面レベルセンサ５から出力される信号
の電位はVs1からVm1に上昇する。このとき、ス
イツチS5の投入と同時に、スイツチS6を投入する
と、第１のサンプルホールド回路６には、時刻t1
における液面レベルセンサ５の電位Vs1が記憶さ
れる。したがつて、割算器７には、図示のよう
に、Vs1からVm1まで変化する液面レベルセンサ
の出力を一定値Vs1で割つた値が出力される。そ
して、時刻t1からＴ秒経過後の時刻t3にスイツチ
S7を投入すると、第２のサンプルホールド回路８
には、この時刻t3における割算器７の電位V7が記
憶される。そこで、この第２のサンプルホールド
回路８に記憶された電位V7を液面位信号として
取り出せば従来と同様の温度補償がなされたこと
になる。
する。まず、スイツチS5を時刻t1からt2まで投入
すると、液面レベルセンサ５から出力される信号
の電位はVs1からVm1に上昇する。このとき、ス
イツチS5の投入と同時に、スイツチS6を投入する
と、第１のサンプルホールド回路６には、時刻t1
における液面レベルセンサ５の電位Vs1が記憶さ
れる。したがつて、割算器７には、図示のよう
に、Vs1からVm1まで変化する液面レベルセンサ
の出力を一定値Vs1で割つた値が出力される。そ
して、時刻t1からＴ秒経過後の時刻t3にスイツチ
S7を投入すると、第２のサンプルホールド回路８
には、この時刻t3における割算器７の電位V7が記
憶される。そこで、この第２のサンプルホールド
回路８に記憶された電位V7を液面位信号として
取り出せば従来と同様の温度補償がなされたこと
になる。
なぜなら、Ｋを割算器７の利得計数、Rs（ｔ＝
t1）を加熱直後のセンサ抵抗値とすれば、割算器
７の出力電位V7は、 V7＝Ａ÷Ｂ＝Ｋ・RsI0／Rs（ｔ＝t1）I0＝ Ｋ・Rs0（１＋α1ΔT1）〔１＋α1ΔTup｛１−exp（
−ｔ／τQ）｝〕／Rs0（１＋α1ΔT1） ＝Ｋ〔１＋α1ΔTup｛１−exp（−ｔ／τQ）｝〕 となり、周囲温度の影響を排除できるからであ
る。
t1）を加熱直後のセンサ抵抗値とすれば、割算器
７の出力電位V7は、 V7＝Ａ÷Ｂ＝Ｋ・RsI0／Rs（ｔ＝t1）I0＝ Ｋ・Rs0（１＋α1ΔT1）〔１＋α1ΔTup｛１−exp（
−ｔ／τQ）｝〕／Rs0（１＋α1ΔT1） ＝Ｋ〔１＋α1ΔTup｛１−exp（−ｔ／τQ）｝〕 となり、周囲温度の影響を排除できるからであ
る。
なお、第２図において、割算器７の出力電位
V7は、正確には時刻t2における液面レベルセンサ
５の電位Vm1をVs1で割つものである。したがつ
て、スイツチS7の投入時刻t3は時刻t2に接近すれ
ばするほど即ち時間Ｔが長ければ長いほど、セン
サとしての感度は優れたものとなる。
V7は、正確には時刻t2における液面レベルセンサ
５の電位Vm1をVs1で割つものである。したがつ
て、スイツチS7の投入時刻t3は時刻t2に接近すれ
ばするほど即ち時間Ｔが長ければ長いほど、セン
サとしての感度は優れたものとなる。
このように、第１図の液面位検出装置には、第
３図のような補償抵抗Rcが用いられていないた
め、膜厚分布のばらつきに起因する測定精度の低
下を生じることもなく、また、補償抵抗Rcを省
略した分だけ液面レベルセンサ５を小形化でき、
スペース的にも有利なものとなつている。
３図のような補償抵抗Rcが用いられていないた
め、膜厚分布のばらつきに起因する測定精度の低
下を生じることもなく、また、補償抵抗Rcを省
略した分だけ液面レベルセンサ５を小形化でき、
スペース的にも有利なものとなつている。
以上説明してきたように、この考案によれば、
その構成を、センサ抵抗への定電流供給直後にそ
の両端に発生する電位差を第１のサンプルホール
ド回路によりサンプリングして記憶させ、さら
に、この第１のサンプルホールド回路の作動後に
センサ抵抗の両端に発生する電位差を、割算器に
より、先に第１のサンプルホールド回路に記憶さ
せた電位差で割算し、この割算器からの出力を第
２のサンプルホールド回路によりサンプリングし
て記憶させ、液面位信号として第２のサンプルホ
ールド回路から出力させるようにしたため、温度
補償を行なうに際して、従来から用いられていた
補償抵抗を省略することができ、測定精度の低下
を防止することができると共に、液面レベルセン
サを小型化して、スペース的に有利なものにする
ことができるという効果がある。
その構成を、センサ抵抗への定電流供給直後にそ
の両端に発生する電位差を第１のサンプルホール
ド回路によりサンプリングして記憶させ、さら
に、この第１のサンプルホールド回路の作動後に
センサ抵抗の両端に発生する電位差を、割算器に
より、先に第１のサンプルホールド回路に記憶さ
せた電位差で割算し、この割算器からの出力を第
２のサンプルホールド回路によりサンプリングし
て記憶させ、液面位信号として第２のサンプルホ
ールド回路から出力させるようにしたため、温度
補償を行なうに際して、従来から用いられていた
補償抵抗を省略することができ、測定精度の低下
を防止することができると共に、液面レベルセン
サを小型化して、スペース的に有利なものにする
ことができるという効果がある。
第１図はこの考案の一実施例による液面位測定
装置を示す回路構成図、第２図は第１図の動作を
説明するためのタイムチヤート、第３図は従来の
液面位測定装置を示す回路構成図、第４図は第３
図における液面レベルセンサを示す該略図、第５
図は第３図の動作を説明するためのタイムチヤー
トである。 Rs……発熱体（センサ抵抗）、４……定電流回
路、６……第１のサンプルホールド回路、７……
割算器、８……第２のサンプルホールド回路。
装置を示す回路構成図、第２図は第１図の動作を
説明するためのタイムチヤート、第３図は従来の
液面位測定装置を示す回路構成図、第４図は第３
図における液面レベルセンサを示す該略図、第５
図は第３図の動作を説明するためのタイムチヤー
トである。 Rs……発熱体（センサ抵抗）、４……定電流回
路、６……第１のサンプルホールド回路、７……
割算器、８……第２のサンプルホールド回路。
Claims (1)
- 液面の変位方向に沿つて配設された膜状発熱体
Rsと、該発熱体に定電流を断続的に供給する定
電流回路４と、前記発熱体Rsへの定電流供給直
後に該発熱体の両端に発生する電位差をサンプリ
ングして記憶する第１のサンプルホールド回路６
と、該第１のサンプルホールド回路の作動後に前
記発熱体Rsの両端に発生する電位差を、前記第
１のサンプルホールド回路６に記憶された電位差
で除算する割算器７と、該割算器の出力をサンプ
リングして記憶する第２のサンプルホールド回路
８とを備え、該第２のサンプルホールド回路の出
力を液面位信号となすことを特徴とする液面位測
定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3529988U JPH0535293Y2 (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3529988U JPH0535293Y2 (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01140134U JPH01140134U (ja) | 1989-09-26 |
| JPH0535293Y2 true JPH0535293Y2 (ja) | 1993-09-08 |
Family
ID=31261954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3529988U Expired - Lifetime JPH0535293Y2 (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0535293Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5583153B2 (ja) | 2012-01-26 | 2014-09-03 | 株式会社東芝 | 液面レベル検知装置及び方法 |
-
1988
- 1988-03-18 JP JP3529988U patent/JPH0535293Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01140134U (ja) | 1989-09-26 |
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