JPH06180244A - 液面レベル計測装置 - Google Patents

液面レベル計測装置

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JPH06180244A
JPH06180244A JP33423292A JP33423292A JPH06180244A JP H06180244 A JPH06180244 A JP H06180244A JP 33423292 A JP33423292 A JP 33423292A JP 33423292 A JP33423292 A JP 33423292A JP H06180244 A JPH06180244 A JP H06180244A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
electrode rods
level
liquid level
electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP33423292A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiaki Saitou
至昭 斉藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
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  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】電極棒間の電圧値と液面レベルとの関係を示す
データベースを予め作成することなく、液面レベルを連
続的に計測できるようにした液面レベル計測装置を提供
する。 【構成】液体16に浸かる長さが、各組23,26毎に
異なる電極棒21,22;24,25の複数組を備えて
いるので、各組23,26の電極棒21,22;24,
25間の各出力値と各組23,26の浸水長さの相違と
に基づいて、液面レベルを算出するように構成してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、高架水槽など
のタンク内の液体の液面レベルを計測するのに好適な液
面レベル計測装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、タンク内の液体のレベルを検出す
る装置として、例えば、図7に示されるフロートレスレ
ベルスイッチがある。
【0003】このフロートレスレベルスイッチの検出原
理を説明する。
【0004】最も長い第1電極棒30が、基準電位とな
っており、第1電極棒30と第2電極棒31との間、お
よび、第1電極棒30と第3電極棒32との間に電圧が
印加されている。
【0005】液体が、第2電極棒31の先端のレベルL
Lに達すると、第1電極棒30と第2電極棒31との間
に、液体を介して電流経路が形成され、両電極棒30,
31間の電圧値が大幅に低下する。また、液体が、第3
電極棒32の先端のレベルLUに達すると、第1電極棒
30と第3電極棒32との間に、液体を介して電流経路
が形成され、両電極棒30,32間の電圧値が大幅に低
下する。
【0006】このような電圧値の急激な変化を、コンパ
レータによって検知し、液面レベルの検出信号としてO
N/OFF出力を与えるものであり、この例では、「液
面レベルがレベルLLよりも低い」、「液面レベルがレ
ベルLLとレベルLUとの間にある」および「液面レベ
ルがレベルLUよりも高い」の3種類の液面レベル情報
が得られることになり、かかる情報に基づいて、図示し
ないポンプの駆動を制御して液面レベルを制御するもの
である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来例では、電極棒間の電圧値の急激な変化に基づい
て、電極棒が液体に接しているか否かを検出する構成で
あるので、液面レベルを連続的に計測することはできな
いという難点がある。
【0008】そこで、電極棒間の電圧値が、液面レベル
によってどのように変化するかを予め計測してその変化
の状態をデータベース化しておき、このデータベースに
基づいて、液面レベルを連続的に計測することが考えら
れる。
【0009】しかしながら、この場合には、計測対象と
なる液体毎にデータベースを予め作成しておく必要があ
るとともに、データベースを格納するための記憶領域が
必要なるという難点がある。
【0010】本発明は、上述の点に鑑みて為されたもの
であって、電極棒間の電圧値と液面レベルとの関係を示
すデータベースを予め作成することなく、液面レベルを
連続的に計測できるようにした液面レベル計測装置を提
供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。
【0012】すなわち、本発明は、液体のレベルを計測
する液面レベル計測装置であって、前記液体のレベルに
応じて該液体に浸かるとともに、電圧が印加される複数
の電極棒からなる組を複数備え、前記液体に浸かる電極
棒の長さが、各組毎に異なるように構成している。
【0013】
【作用】上記構成によれば、液体に浸かる長さが、各組
毎に異なる電極棒の複数組を備えているので、各組の電
極棒間の出力値と各組の浸水長さの相違とに基づいて、
液体の種類に拘わらず、液体のレベルを後述のように算
出できることになる。
【0014】
【実施例】以下、図面によって本発明について、詳細に
説明する。
【0015】先ず、本発明の液面レベルの計測原理を説
明する。
【0016】今、図1に示されるように、タンク2内
に、半径aの2本の第1,第2電極棒3,4を、互いの
中心から距離dだけ離して垂下し、両電極棒3,4が、
電気伝導率σの液体16に長さLだけ浸水しているとき
に、両電極棒3,4間に、電圧V0を印加した場合の両
電極棒3,4間の出力電圧値Vは、計測装置6の内部抵
抗をrとすると、次式で与えられる。
【0017】V={log(d/a)}・V0/{lo
g(d/a)+πσLr}……(1) そして、液面レベルに対応する電極棒3,4の浸水長L
と両電極棒3,4間の出力電圧値Vとの関係は、例え
ば、図2に示されるようになる。
【0018】ここで、図1と同様の構成で、図3に示さ
れるように、電極棒の2組を、各組毎に電極棒の長さを
異ならせて設けた場合を考える。すなわち、第1の組2
3は、第1,第2電極棒21,22から構成され、第2
の組26は、第1の組23よりも長い第3,第4電極棒
24,25から構成されている。
【0019】今、この図3に示されるように、両組2
3,26とも液体16に、それぞれ長さx1,xだけ浸
かっているとすると、各組23,26の電極棒21,2
2;24,25間の出力電圧値V1,V2と液面レベル
との関係は、上述の(1)式からそれぞれ次のようにな
る。
【0020】V1={log(d/a)}・V0/{l
og(d/a)+πσx1r} V2={log(d/a)}・V0/{log(d/
a)+πσxr} また、x=x1+L1であるので、これら3つの式から
液体16の電気伝導率σと第1の組23の浸水長さx1
を消去して、第2の組26の浸水長さxについて解く
と、 x=〔{L1・V2・(V0−V1)}/{V0・(V
1−V2)}〕+L1……(2) となる。
【0021】ここで、各組23,26の電極棒21,2
2;24,25の長さの差L1および各組23,26の
電極棒21,22;24,25間にそれぞれ印加する電
圧V0は、既知であり、各組23,26の電極棒21,
22;24,25間の各出力電圧値V1,V2は、測定
値として得られるので、(2)式によって未知の値xを
算出できることになる。
【0022】しかも、この(2)式においては、液体の
電気伝導率σは、パラメータとして入っていないので、
電気伝導率σが変化しても対応できることになる。
【0023】図4は、以上の計測原理に基づく本発明の
一実施例の概略構成図であり、図5は、そのブロック図
である。
【0024】この実施例の液面レベル計測装置1は、本
体28からタンク2内に垂下された電極棒の2組23,
24を備えており、第1の組23は、長さの等しい第
1,第2電極棒21,22で構成され、第2の組26
は、第1の組23よりもL1だけ長い第3,第4電極棒
24,25で構成されている。
【0025】各組23,26の電極棒21,22;2
4,25間には、交流電源7,8によって電圧V0がそ
れぞれ印加され、各組23,26の電極棒21,22;
24,25間の各出力電圧値V1,V2は、交流−直流
変換部9で直流電圧に変換され、A/D変換部12に出
力され、このA/D変換部12の出力がマイクロコンピ
ュータ13に与えられる。このマイクロコンピュータ1
3は、これらの入力に基づいて、上述の(2)式に従っ
て液面レベルを演算算出して液面レベル表示部15に表
示するとともに、液面レベルが所定のレベル以下である
ときには、後述のように注意信号あるいは警告信号を警
報出力部27を制御して出力させるものである。
【0026】この実施例では、タンク2内の液体の液面
レベルを、2組23,26の電極棒21,22;24,
25が浸かっている範囲、すなわち、液面レベルが、第
1の組23の第1,第2電極棒3,4の先端のレベルL
Uよりも高い範囲内において、連続的に計測して液面レ
ベル表示部15に表示するとともに、液面レベルが、第
2の組26の第3,第4電極棒24,25の先端のレベ
ルLLには達しているけれども、第1の組23の第1,
第2電極棒21,22の先端のレベルLUに達していな
いときには、注意信号を警報出力部27より出力し、ま
た、液面レベルが、第2の組26の第3,第4電極棒2
4,25の先端のレベルLLに達していないときには、
警告信号を警報出力部27より出力するものである。
【0027】以上の動作を、さらに詳細に説明する。
【0028】先ず、各組23,26の電極棒21,2
2;24,25間に、電圧V0をそれぞれ印加し、内蔵
のタイマによって一定の時間間隔で、各組23,26の
電極棒21,22;24,25間の各出力電圧値V1,
V2を取り込む。
【0029】第1の組23の第1,第2電極棒21,2
2間の出力電圧値V1が、印加電圧V0に等しければ、
液面レベルが、第1の組23の第1,第2電極棒21,
22の先端のレベルLUに達していないので、液面レベ
ルの算出は行わない。このとき、第2の組26の第3,
第4電極棒24,25間の出力電圧値V2が、印加電圧
V0よりも小さければ、液面レベルが、第1の組23の
第1,第2電極棒21,22の先端のレベルLUには達
していないけれども、第2の組26の第3,第4電極棒
24,25の先端のレベルLLには達しているので、こ
のときには、注意信号を出力する。
【0030】また、第2の組26の第3,第4電極棒2
4,25間の出力電圧値V2が、印加電圧V0に等しけ
れば、液面レベルが、第2の組26の第3,第4電極棒
24,25の先端のレベルLLにも達していないことに
なり、このときには、警告信号を出力する。
【0031】第1の組23の第1,第2電極棒21,2
2間の出力電圧値V1が、印加電圧V0よりも小さけれ
ば、液面レベルが、第1の組23の第1,第2電極棒2
1,22の先端のレベルLUに達しており、このときに
は、各組23,26の電極棒21,22;24,25間
の各出力電圧値V1,V2に基づいて、上述の(2)式
に従って液面レベルを算出するものである。
【0032】図6は、以上の動作に対応するフローチャ
ートである。
【0033】先ず、内蔵のタイマを起動し(ステップn
1)、一定の時間ΔTが経過したか否かを判断し(ステ
ップn2)、経過したときには、第1の組23の第1,
第2電極棒21,22間の出力電圧値V1を取り込み
(ステップn3)、さらに、第2の組26の第3,第4
電極棒24,25間の出力電圧値V2を取り込む(ステ
ップn4)。
【0034】次に、第1の組23の第1,第2電極棒2
1,22間の出力電圧値V1が、印加電圧V0未満であ
るか否かを判断し(ステップn5)、印加電圧V0未満
であるときには、液面レベルが、第1の組23の第1,
第2電極棒21,22の先端のレベルLUに達っしてい
るとして、上述の(2)式に従って浸水長xを算出し
(ステップn6)、この浸水長xを液面レベル情報とし
て液面レベル表示部15に出力する(ステップn7)。
【0035】ステップn5において、第1の組23の第
1,第2電極棒21,22間の出力電圧値V1が、印加
電圧V0未満でないときには、第2の組26の第3,第
4電極棒24,25間の出力電圧値V2が、印加電圧V
0未満であるか否かを判断し(ステップn8)、印加電
圧V0未満であるときには、液面レベルが、第1の組2
3の第1,第2電極棒21,22の先端のレベルLUに
は達していないけれども、第2の組26の第3,第4電
極棒24,25の先端のレベルLLには達しているとし
て、注意信号を出力する(ステップn9)。
【0036】ステップn8において、第2の組26の第
3,第4電極棒24,25間の出力電圧値V2が、印加
電圧V0未満でないときには、液面レベルが、第2の組
26の第3,第4電極棒24,25の先端のレベルLL
にも達していないことになり、このときには、警告信号
を出力する(ステップn10)。
【0037】以上のようにして、タンク2内の液体16
の液面レベルを、2組23,26の電極棒21,22;
24,25が浸かっている範囲内において、連続的に計
測できるものであり、しかも、液体16の電気伝導率σ
が変化したとしても対応できるものであり、さらに、予
め液面レベルと電極棒間の出力電圧値との関係を示すデ
ータベースを作成する必要もない。
【0038】上述の実施例では、電極棒の組を、2組設
けたけれども、本発明は、2組に限るものでないのは勿
論である。
【0039】上述の実施例では、液面レベル計測装置自
体に、上述の(2)式に従って液面レベルを算出する演
算手段を設けたけれども、演算手段は、液面レベル計測
装置に必ずしも設ける必要はなく、別の計算器等で演算
算出するように構成してもよい。
【0040】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、液体に浸
かる長さが、各組毎に異なる電極棒の複数組を備えてい
るので、各組の電極棒間の出力値と各組の浸水長さの相
違とに基づいて、液体の種類に拘わらず、しかも、予め
データベースを作成しなくても、液体のレベルを連続的
に計測できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の計測原理を説明するための図である。
【図2】電極棒間の出力電圧とその浸水長との関係を示
す図である。
【図3】本発明の計測原理を説明するための図である。
【図4】本発明の一実施例の概略構成図である。
【図5】図4の実施例のブロック図である。
【図6】動作説明に供するフローチャートである。
【図7】従来例の概略構成図である。
【符号の説明】
2 タンク 13 マイクロコンピュータ(演算手段) 21,22 第1,第2電極棒 23 電極棒の第1の組 24,25 第3,第4電極棒 26 電極棒の第2の組

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液体のレベルを計測する液面レベル計測
    装置であって、 前記液体のレベルに応じて該液体に浸かるとともに、電
    圧が印加される複数の電極棒からなる組を複数備え、 前記液体に浸かる電極棒の長さが、各組毎に異なること
    を特徴とする液面レベル計測装置。
  2. 【請求項2】 前記各組の電極棒間の出力値に基づい
    て、液面レベルを算出する演算手段を設けた前記請求項
    第1項記載の液面レベル計測装置。
JP33423292A 1992-12-15 1992-12-15 液面レベル計測装置 Pending JPH06180244A (ja)

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JP33423292A JPH06180244A (ja) 1992-12-15 1992-12-15 液面レベル計測装置

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JP33423292A JPH06180244A (ja) 1992-12-15 1992-12-15 液面レベル計測装置

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JPH06180244A true JPH06180244A (ja) 1994-06-28

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007214132A (ja) * 2006-02-10 2007-08-23 Samsung Sdi Co Ltd 燃料電池システムに用いる液体貯蔵容器および液位検知装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007214132A (ja) * 2006-02-10 2007-08-23 Samsung Sdi Co Ltd 燃料電池システムに用いる液体貯蔵容器および液位検知装置
US8043768B2 (en) 2006-02-10 2011-10-25 Samsung Sdi Co., Ltd. Liquid tank using fuel cell system and liquid level detection device

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