JPH0692909B2 - 比較電極を用いた水位検出法 - Google Patents
比較電極を用いた水位検出法Info
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- JPH0692909B2 JPH0692909B2 JP3145397A JP14539791A JPH0692909B2 JP H0692909 B2 JPH0692909 B2 JP H0692909B2 JP 3145397 A JP3145397 A JP 3145397A JP 14539791 A JP14539791 A JP 14539791A JP H0692909 B2 JPH0692909 B2 JP H0692909B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、水質，水温その他の
変動要素に関係なく、常に正確な水位を検出することが
可能な水位検出法に関するものである。この発明の検出
法は、ボイラーの缶内水位のように、温度や圧力の影響
を受ける水面のレベル検出器の外、各種の水面計に対し
て適用することができる。
変動要素に関係なく、常に正確な水位を検出することが
可能な水位検出法に関するものである。この発明の検出
法は、ボイラーの缶内水位のように、温度や圧力の影響
を受ける水面のレベル検出器の外、各種の水面計に対し
て適用することができる。
【０００２】
【従来の技術】ボイラー、特に貫流式ボイラーにおいて
は、缶内水位が適正レベルに保たれていないと、水管の
局部過熱や破損を招いたり、発生蒸気の乾き度を悪下さ
せる等のトラブルを生じ易く、長期間に亙って良質の蒸
気を供給することができない。
は、缶内水位が適正レベルに保たれていないと、水管の
局部過熱や破損を招いたり、発生蒸気の乾き度を悪下さ
せる等のトラブルを生じ易く、長期間に亙って良質の蒸
気を供給することができない。
【０００３】このため、缶体内部の水管に連通している
水面検出器に複数の（通常、１〜３本の）電極棒を内装
し、缶水のレベルをそれら電極棒で段階的に検出して制
御することが一般的に行われている。この場合の電極棒
は、各々の先端（検出点）が異なる高さ位置を占めるよ
うに設置されていて、給水ポンプ或いはバーナーのＯＮ
−ＯＦＦ作動点を任意に調整することができるようにな
っている。つまり、所定の高さの電極棒に対して缶水が
接触することによって、その電極棒と接地電極との間で
缶水を通して通電回路が形成され（ＯＮ状態）、同一回
路内に組み込まれているバーナー或いは給水ポンプが適
宜運転される訳である。
水面検出器に複数の（通常、１〜３本の）電極棒を内装
し、缶水のレベルをそれら電極棒で段階的に検出して制
御することが一般的に行われている。この場合の電極棒
は、各々の先端（検出点）が異なる高さ位置を占めるよ
うに設置されていて、給水ポンプ或いはバーナーのＯＮ
−ＯＦＦ作動点を任意に調整することができるようにな
っている。つまり、所定の高さの電極棒に対して缶水が
接触することによって、その電極棒と接地電極との間で
缶水を通して通電回路が形成され（ＯＮ状態）、同一回
路内に組み込まれているバーナー或いは給水ポンプが適
宜運転される訳である。
【０００４】このように、従来の電極棒による水位検出
方式は、複数の電極棒（検出電極）と接地電極間の各回
路のＯＮ−ＯＦＦ状態、言い換えると、定量的なコンダ
クタンスを検出して、缶水レベルを判定するものである
ため、それを細かく検出しようとするときは、検出点の
個数即ち電極棒を増やすことが必要となる。しかるに、
この方式によっては、いくら電極棒を増やしても、ディ
ジタル値でしか缶水レベルを検出することができない。
方式は、複数の電極棒（検出電極）と接地電極間の各回
路のＯＮ−ＯＦＦ状態、言い換えると、定量的なコンダ
クタンスを検出して、缶水レベルを判定するものである
ため、それを細かく検出しようとするときは、検出点の
個数即ち電極棒を増やすことが必要となる。しかるに、
この方式によっては、いくら電極棒を増やしても、ディ
ジタル値でしか缶水レベルを検出することができない。
【０００５】そこで、一部の分野では、缶水レベルが特
定の電極棒に到達して、関連の通常回路がＯＮ状態にな
って後、水位がさらに上昇し、電極棒表面の通電領域が
高さ方向に増大するのに伴い、通電状態が比例的に変化
することに着目し、そのときのコンダクタンスの実測値
に基づいて、その電極棒先端からの水位高さを判定する
ことが試みられている。このようにすると、１本の電極
棒の使用により、水位の変化をアナログ値で検出するこ
とが可能になるけれども、それには、そのときどきの缶
水の電気伝導度のみならず、電極棒の継年変化によるコ
ンダクタンスの変動、さらには外的要因、例えば水温の
変化等について的確な補正値を付加することが求められ
る。
定の電極棒に到達して、関連の通常回路がＯＮ状態にな
って後、水位がさらに上昇し、電極棒表面の通電領域が
高さ方向に増大するのに伴い、通電状態が比例的に変化
することに着目し、そのときのコンダクタンスの実測値
に基づいて、その電極棒先端からの水位高さを判定する
ことが試みられている。このようにすると、１本の電極
棒の使用により、水位の変化をアナログ値で検出するこ
とが可能になるけれども、それには、そのときどきの缶
水の電気伝導度のみならず、電極棒の継年変化によるコ
ンダクタンスの変動、さらには外的要因、例えば水温の
変化等について的確な補正値を付加することが求められ
る。
【０００６】一方、缶水は、様々な不純物を含み、濃縮
度に応じて電気伝導度に変化をきたすだけでなく、ボイ
ラーの運転時において、全ブローや濃縮ブローの操作の
たびに、新しい供給水と全体的又は部分的に入れ代えら
れるものである。このことは、ブロー操作によっても接
地電極と電極棒間のコンダクタンスが変動することを意
味する。
度に応じて電気伝導度に変化をきたすだけでなく、ボイ
ラーの運転時において、全ブローや濃縮ブローの操作の
たびに、新しい供給水と全体的又は部分的に入れ代えら
れるものである。このことは、ブロー操作によっても接
地電極と電極棒間のコンダクタンスが変動することを意
味する。
【０００７】従って、前段で述べたような手法を現実に
適用する場合は、ボイラーの運転状況を考慮して、接地
電極と電極棒間のコンダクタンスに関するさらに細かな
補正の作業を加えなければならず、この手法によっては
実際の水位を正確に検出することは困難である。
適用する場合は、ボイラーの運転状況を考慮して、接地
電極と電極棒間のコンダクタンスに関するさらに細かな
補正の作業を加えなければならず、この手法によっては
実際の水位を正確に検出することは困難である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述に鑑
みてなされたものであって、比較電極と検出電極の２本
１組とする電極棒の使用により、各種の要因によるコン
ダクタンスの変動を相殺することができる水位検出法を
提供することを目的としている。
みてなされたものであって、比較電極と検出電極の２本
１組とする電極棒の使用により、各種の要因によるコン
ダクタンスの変動を相殺することができる水位検出法を
提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】より詳細には、この発明
は、長さが異なる２本１組の電極棒及び接地電極と、こ
れらに接続した比較増巾器とを使用し、一方の長寸の電
極棒を比較電極、他方を検出電極、σA を接地電極と比
較電極間のコンダクタンス、σB を同じ接地電極検出電
極間のコンダクタンス、さらにlAを比較電極の先端から
測定した現実の水位高さ、lBを同じく検出電極の先端か
ら測定した現実の水位高さとした場合に、検出すべき水
位lBを、 の関係式により連続的に検出することを特徴とするもの
である。
は、長さが異なる２本１組の電極棒及び接地電極と、こ
れらに接続した比較増巾器とを使用し、一方の長寸の電
極棒を比較電極、他方を検出電極、σA を接地電極と比
較電極間のコンダクタンス、σB を同じ接地電極検出電
極間のコンダクタンス、さらにlAを比較電極の先端から
測定した現実の水位高さ、lBを同じく検出電極の先端か
ら測定した現実の水位高さとした場合に、検出すべき水
位lBを、 の関係式により連続的に検出することを特徴とするもの
である。
【００１０】
【実施例】以下、図１に示すこの発明の実施例について
説明する。同図において、(1) 、(2) は、それらを２本
１組とする電極棒であり、一方の長寸の電極棒が比較電
極(1) 、他方が検出電極(2) である。これらの電極棒
(1)，(2) は、同一材料により同一直径となるように形
成してあって、符号(5) で示す水面検出器のケーシング
に対し、各上端部分(1')，(2')に取り付けた螺子止具
(6) を介して高さ調節が可能なように、そのケーシング
の上壁部分(5a)上に固定している。(3) は、上記の電極
棒(1) ，(2) との間で通電回路を形成するための接地電
極を示す。この接地電極は、図示する実施例では、ケー
シング(5) の内側面に装着した円筒形の導電体で構成し
てあり、その上端部のところにケーシング(5) 外部に突
出するアース端子(3')を備えている。
説明する。同図において、(1) 、(2) は、それらを２本
１組とする電極棒であり、一方の長寸の電極棒が比較電
極(1) 、他方が検出電極(2) である。これらの電極棒
(1)，(2) は、同一材料により同一直径となるように形
成してあって、符号(5) で示す水面検出器のケーシング
に対し、各上端部分(1')，(2')に取り付けた螺子止具
(6) を介して高さ調節が可能なように、そのケーシング
の上壁部分(5a)上に固定している。(3) は、上記の電極
棒(1) ，(2) との間で通電回路を形成するための接地電
極を示す。この接地電極は、図示する実施例では、ケー
シング(5) の内側面に装着した円筒形の導電体で構成し
てあり、その上端部のところにケーシング(5) 外部に突
出するアース端子(3')を備えている。
【００１１】このような形態のケーシングは、図中の仮
想線で示すように、ボイラー本体(X) に連結して使用す
ることを意図したものである。このため、その上下両端
部に設けた連結管(5')，(5")をボイラー本体(X) の上下
のヘッダー部(X')，(X")に対してそれぞれ連通状態とし
てあるけれども、それらと切離して、ケーシング(5)を
給水タンクのごとく単独で使用することもできる。
想線で示すように、ボイラー本体(X) に連結して使用す
ることを意図したものである。このため、その上下両端
部に設けた連結管(5')，(5")をボイラー本体(X) の上下
のヘッダー部(X')，(X")に対してそれぞれ連通状態とし
てあるけれども、それらと切離して、ケーシング(5)を
給水タンクのごとく単独で使用することもできる。
【００１２】図示の構成においては、接地電極(3) に対
し通電することにより、ケーシング(5) 内の水、この例
では缶水内部から導いた缶水を媒体として比較電極(1)
並びに検出電極(2) と接地電極(3) との間に電気的な閉
回路が形成されることになる。この場合、各電極間の通
電距離(d1)，(d2)を同一にしておくことが肝要で、そう
することにより、下述するこの発明の方式（関係式）を
より容易に適用することができる。
し通電することにより、ケーシング(5) 内の水、この例
では缶水内部から導いた缶水を媒体として比較電極(1)
並びに検出電極(2) と接地電極(3) との間に電気的な閉
回路が形成されることになる。この場合、各電極間の通
電距離(d1)，(d2)を同一にしておくことが肝要で、そう
することにより、下述するこの発明の方式（関係式）を
より容易に適用することができる。
【００１３】(10)は、増巾器(11)と比較器(12)とを具備
して成る比較増巾手段で、この増巾手段は、内蔵の増巾
器(11)に比較電極(3) 並びに検出電極(1) を接続した状
態としてある。(13)は、比較増巾手段(10)から取り出し
た出力信号にて作動させるようにした給水ポンプ駆動用
リレー、(15)は、電源を示す。尚、上記のリレーと並列
にバーナー駆動用リレー（図示していない）を設け、こ
れにより比較増巾器(10)の出力信号で給水ポンプ或いは
バーナー（いずれも図示していない）を同期的に制御す
ることも可能である。
して成る比較増巾手段で、この増巾手段は、内蔵の増巾
器(11)に比較電極(3) 並びに検出電極(1) を接続した状
態としてある。(13)は、比較増巾手段(10)から取り出し
た出力信号にて作動させるようにした給水ポンプ駆動用
リレー、(15)は、電源を示す。尚、上記のリレーと並列
にバーナー駆動用リレー（図示していない）を設け、こ
れにより比較増巾器(10)の出力信号で給水ポンプ或いは
バーナー（いずれも図示していない）を同期的に制御す
ることも可能である。
【００１４】この発明は、上述のような装置を使用し
て、例えばボイラーの缶水を導入しているケーシング
(5) 内の水位を検出し、アナログ表示することができる
ようにしたものであるが、その検出要領は次式による。
即ち、接地電極(3) と一方の長寸の比較電極(1) 間のコ
ンダクタンスをσA とし、同じ接地電極(3) と他方の検
出電極(1) 間のそれをσB とし、さらに比較電極(1) の
先端から測定した現実の水位高さをlA、同じく検出電極
(2) の先端から測定した現実の水位高さをlBとした場
合、まず最初に、σA を求めると、 σA ＝Ｋ．lA ………………… となる。この式におけるＫは、缶水の電気伝導度を含
んだ比例定数である。同様にして、σB は、検出電極
(2) の材料、直径が比較電極(1) と同一であることによ
り、同一条件下の定数Ｋを用いて、 σB ＝Ｋ．lB ………………… によって与えられる。ここで、式から式を引けば、 σA −σB ＝Ｋ（lA−lB) の式が得られる。この式を式に代入すれば、 の関係式を得る。
て、例えばボイラーの缶水を導入しているケーシング
(5) 内の水位を検出し、アナログ表示することができる
ようにしたものであるが、その検出要領は次式による。
即ち、接地電極(3) と一方の長寸の比較電極(1) 間のコ
ンダクタンスをσA とし、同じ接地電極(3) と他方の検
出電極(1) 間のそれをσB とし、さらに比較電極(1) の
先端から測定した現実の水位高さをlA、同じく検出電極
(2) の先端から測定した現実の水位高さをlBとした場
合、まず最初に、σA を求めると、 σA ＝Ｋ．lA ………………… となる。この式におけるＫは、缶水の電気伝導度を含
んだ比例定数である。同様にして、σB は、検出電極
(2) の材料、直径が比較電極(1) と同一であることによ
り、同一条件下の定数Ｋを用いて、 σB ＝Ｋ．lB ………………… によって与えられる。ここで、式から式を引けば、 σA −σB ＝Ｋ（lA−lB) の式が得られる。この式を式に代入すれば、 の関係式を得る。
【００１５】上記の式は、前述の説明に明らかなよう
に、現実の水位レベルを検出電極(2)の先端Ｂを基準と
して表したものである。これに対して、同じ水位レベル
を比較電極(1) の先端Ａを基準にして表すこともでき
る。その場合の関係式としては、次式が得られる（詳細
な説明は割愛する）。
に、現実の水位レベルを検出電極(2)の先端Ｂを基準と
して表したものである。これに対して、同じ水位レベル
を比較電極(1) の先端Ａを基準にして表すこともでき
る。その場合の関係式としては、次式が得られる（詳細
な説明は割愛する）。
【００１６】これにより、比較増巾器(1B)で比較電極
(1) 及び検出電極(2) を流れる電流の値を測定し、それ
ぞれのコンダクタンスσA ，σB を算出し、式の演算
すると、検出すべき水位レベルlB（又はlA) を算定する
ことができる。このときのlA（又はlB) の値は、ケーシ
ング(5) 内部で連続的に変化する現実の水位と対応す
る。勿論、lA−lBは、比較電極(1) と検出電極(2) の長
さの差であり、ケーシング(5) に対してそれらの電極
(1) ，(2) を設置した時点で決定される既知数である。
(1) 及び検出電極(2) を流れる電流の値を測定し、それ
ぞれのコンダクタンスσA ，σB を算出し、式の演算
すると、検出すべき水位レベルlB（又はlA) を算定する
ことができる。このときのlA（又はlB) の値は、ケーシ
ング(5) 内部で連続的に変化する現実の水位と対応す
る。勿論、lA−lBは、比較電極(1) と検出電極(2) の長
さの差であり、ケーシング(5) に対してそれらの電極
(1) ，(2) を設置した時点で決定される既知数である。
【００１７】
【発明の効果】この発明は、以上のように、前記ケーシ
ング内の水その他の液体の電気伝導度が変動しても、前
記比較電極と接地電極間のコンダクタンスを測定し、こ
れと比較して前記検出電極と接地電極間のコンダクタン
スを算定することにより、種々の変動要因を相殺して、
現実の水位を検出するようにしたものであるので、水質
や水温、電極棒（検出電極）の継年変化によるコンダク
タンスの変動、或いはボイラーの缶水レベルを検出する
場合において、全ブローや濃縮ブローの各操作に関係な
く、常に正確な水位を検出することができる。しかも、
２本を１組とする電極棒を用い、これらに接続した比較
増巾器を併用するだけの比較的簡単な装置によって種々
の水面レベルをアナログ表示することができ、各種の水
位制御を自動的かつ経済的に実行することができるとい
う多大な使用上の効果を挙げ得るものである。
ング内の水その他の液体の電気伝導度が変動しても、前
記比較電極と接地電極間のコンダクタンスを測定し、こ
れと比較して前記検出電極と接地電極間のコンダクタン
スを算定することにより、種々の変動要因を相殺して、
現実の水位を検出するようにしたものであるので、水質
や水温、電極棒（検出電極）の継年変化によるコンダク
タンスの変動、或いはボイラーの缶水レベルを検出する
場合において、全ブローや濃縮ブローの各操作に関係な
く、常に正確な水位を検出することができる。しかも、
２本を１組とする電極棒を用い、これらに接続した比較
増巾器を併用するだけの比較的簡単な装置によって種々
の水面レベルをアナログ表示することができ、各種の水
位制御を自動的かつ経済的に実行することができるとい
う多大な使用上の効果を挙げ得るものである。
【図１】この発明を実施するための装置の実施例を示す
概略的な断面図である。
概略的な断面図である。
１ 電極棒（比較電極） ２ 電極棒（検出電極） ３ 接地電極
Claims (1)
- 【請求項１】 長さが異なる２本１組の電極棒(1) ，
(2) 及び接地電極(3)と、これらに接続した比較増巾器
(10)とを使用し、一方の長寸の電極棒を比較電極(1) 、
他方を検出電極(2) 、σA を接地電極(3) と比較電極
(1) 間のコンダクタンス、σB を同じ接地電極(3) と検
出電極(2) 間のコンダクタンス、さらにlAを比較電極
(1) の先端から測定した現実の水位高さ、lBを同じく検
出電極(2) の先端から測定した現実の水位高さとした場
合に、次式により、検出すべき水位lBを連続的に検出す
ることを特徴とする比較電極を用いた水位検出法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3145397A JPH0692909B2 (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 比較電極を用いた水位検出法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3145397A JPH0692909B2 (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 比較電極を用いた水位検出法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04343030A JPH04343030A (ja) | 1992-11-30 |
| JPH0692909B2 true JPH0692909B2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=15384316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3145397A Expired - Lifetime JPH0692909B2 (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 比較電極を用いた水位検出法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0692909B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003004505A (ja) * | 2001-06-20 | 2003-01-08 | Nohken:Kk | 液面レベルセンサ |
| CN109580075A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-04-05 | 武汉大学 | 一种水压自动测量系统 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012208017A (ja) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 液面レベル検出器及び吸収式冷凍機 |
-
1991
- 1991-05-20 JP JP3145397A patent/JPH0692909B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003004505A (ja) * | 2001-06-20 | 2003-01-08 | Nohken:Kk | 液面レベルセンサ |
| CN109580075A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-04-05 | 武汉大学 | 一种水压自动测量系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04343030A (ja) | 1992-11-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050715 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050823 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051024 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060405 |