JPH07198447A - 液面レベル計測装置 - Google Patents

液面レベル計測装置

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JPH07198447A
JPH07198447A JP5349596A JP34959693A JPH07198447A JP H07198447 A JPH07198447 A JP H07198447A JP 5349596 A JP5349596 A JP 5349596A JP 34959693 A JP34959693 A JP 34959693A JP H07198447 A JPH07198447 A JP H07198447A
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JP
Japan
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level
measuring device
resistance value
liquid level
wiring resistance
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Application number
JP5349596A
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English (en)
Inventor
Junichi Kodama
順一 児玉
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用状況で変わる配線抵抗値を装置側で自動
的に取り込み、使用者が配線長を考慮しないで液面レベ
ル計測装置を設置することを可能にする。 【構成】 液体15中に漬かり液面レベル検出を行うレ
ベル計測用電極部Aと、レベル計測用電極部Aに現れる
電気的信号を基にして液面レベルLを演算する計測装置
本体Bとを備え、この計測装置本体Bに、レベル計測用
電極部Aと計測装置本体Bとを接続する配線の配線抵抗
値を求める配線抵抗値演算部18と、計測対象となる液
体15の電気伝導度や周囲環境並びに測定装置(回路)
の誤差等に基づいて決定される電気伝導係数σ´を求め
る電気伝導係数演算部32と、レベル計測用電極部Aで
計測した電圧と電気伝導係数σ´と配線抵抗値とを基に
して液面レベルLを求めるレベル演算部31と設けたも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の電極を液体内に
挿入するとともに、その電極間に電圧を印加し、その時
の電極間の電位差等から液面レベルを算出する液面レベ
ル計測装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の液面レベル検出装置としては、例
えば図4に示すようなものがある。すなわち、同一形状
からなる比較的長い2本の電極棒2a、2bをタンク1
に貯蔵された液体3内に浸すように配置する。そして、
それら電極棒2a、2bは抵抗Rに接続され、一定の電
圧VOが印加されるようになっている。
【0003】また、電極棒2a、2bには、その両電極
棒間の電位差Vを測定する計測装置本体のレベル演算部
(いずれも図示せず)が接続される。このレベル演算部
は、電極棒(基準電位となる)2aと電極棒2bの間に
抵抗Rを接続して一定電位V0を印加して抵抗Rの分圧
により、液面レベル3aの変化に伴って変化する電極棒
2a、2b間の電気的信号(電圧V)から計測装置本体
(図示せず)で液面レベルLを演算する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の装置では、電極棒2a、2bを設置する場所と
計測装置本体を設置する場所が1Km〜4Kmと離れて
いる場合、電極棒2a、2bと計測装置本体の接続に使
用されている配線(図示せず)が有する抵抗値により、
装置本体に入力される電極間電位信号が、配線の抵抗値
がほぼゼロの場合と比較して、大きく歪み、したがっ
て、液面レベルLの計測精度が劣化するという問題点が
あった。
【0005】本発明は、前記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、レベル計測用電極部
を設置する場所とレベル計測装置本体を設置する場所が
1Km〜4Kmと離れていても、レベル計測用電極部と
計測装置本体の接続に使用されている配線が有する抵抗
値により、計測装置本体に入力される電気的信号が歪
み、したがって、液面レベル計測精度が劣化するという
不具合を解消することができ、このために、計測装置の
使用状況によって変わる配線抵抗値を、装置側で自動的
に取り込むことが可能であり、使用者が配線長を考慮し
ないで計測装置を設置することができる液面レベル計測
装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る液面レベル計測装置は、液体中に
漬かり液面レベル検出を行うレベル計測用電極部と、レ
ベル計測用電極部に現れる電気的信号を基にして液面レ
ベルを演算する計測装置本体とを備え、この計測装置本
体に、前記レベル計測用電極部と前記計測装置本体とを
接続する配線の配線抵抗値を求める配線抵抗値演算部
と、計測対象となる液体の電気伝導度や周囲環境並びに
測定装置(回路)の誤差等に基づいて決定される電気伝
導係数σ´を求める電気伝導係数演算部と、前記レベル
計測用電極部で計測した電圧と前記電気伝導係数演算部
で求めた電気伝導係数σ´と配線抵抗値演算部で求めた
配線抵抗値とを基にして液面レベルを求めるレベル演算
部と設けたことを特徴とする。
【0007】また、本発明に係る液面レベル計測装置に
おいて、前記配線抵抗値演算部は、一本の電極から数本
の配線を施し、その配線に対し、基準となる電気的信号
を印加して配線抵抗値を知るようにしてもよいし、ま
た、計測装置本体が、配線抵抗値演算部と、電気伝導係
数演算部において電気伝導係数σ´を求める場合に取り
込むトリガ信号を検出するトリガ検出部とに入力される
配線の組み合わせを切り換える信号切換部を有するよう
にしてもよい。。
【0008】
【作用】かかる構成により、レベル計測用電極部を設置
する場所とレベル計測装置本体を設置する場所が1Km
〜4Kmと離れていても、レベル計測用電極部とレベル
計測装置本体の接続に使用されている配線が有する抵抗
値により、レベル計測装置本体に入力される電気的信号
が歪み、したがって、液面レベルの計測精度が劣化する
という不具合を解消することができる。
【0009】
【実施例】以下、本発明に係る液面レベル計測装置の実
施例を添付図面を参照にして詳述する。本発明に係る液
面レベル計測装置は、図1に示すようにレベル計測用電
極部Aと、計測装置本体Bとにより構成されている。
【0010】レベル計測用電極部Aは、同一形状からな
る比較的長い2本の第1、第2の電極棒10、11と、
第1、第2の電極棒10、11よりも短い第3の電極棒
13とを保持器14で保持してタンク12に貯蔵された
液体15内に浸すように配置して構成されている。第
1、第2の電極棒10、11は、その半径及び長さ寸法
が等しい金属棒であり、第3の電極棒13とともに、保
持器14に互いに平行になるようにして保持されてい
る。そして、第1の電極棒10の下端から第3の電極棒
13の下端間での距離がLstdとなるように調整され
ている。
【0011】また、計測装置本体Bは、主処理演算部1
6と、トリガ信号検出部17と、配線抵抗値演算部18
とを備えている、主処理演算部16は後述する電気伝導
係数演算部、レベル演算部及び出力部を有している。ト
リガ信号検出部17は電気伝導係数σ´を求めるための
機能ブロックの一つであり、第3の電極棒13が液体1
5に浸った瞬間、あるいは液体15から離れた瞬間を検
出して電気伝導係数演算部にトリガ信号を発信するもの
である。配線抵抗値演算部18は配線抵抗値を演算する
ための定電圧源(電圧V0)19と定抵抗(抵抗値RL
)20を有する。
【0012】そして、第2の電極棒11には第1の配線
イが、第1の電極棒10には第2の配線ロがそれぞれ接
続してあり、これらの第1、第2の配線イ、ロは主処理
演算部16の入力側に接続してあり、電極間信号を主処
理演算部16の電気伝導係数演算部とレベル演算部に入
力するようにしてある。
【0013】第3の電極棒13には3本の第3、第4、
第5の配線ハ、ニ、ホが接続してあり、第3の配線ハは
トリガ信号検出部17の入力側に接続されていて、トリ
ガ信号を検出するようにしてある。また、第4、第5の
配線ニ、ホは配線抵抗値演算部18に接続してあって、
定電圧源(電圧V0)19と定抵抗(抵抗値RL )2
0とで配線抵抗値計測ループ21を構成している。な
お、第4の配線ニの配線抵抗値Rlin1と、第5の配
線ホの配線抵抗値Rlin2とは、実使用時は、その配
線長がほぼ同じであるので同じになる。また、トリガ信
号検出部17の出力側は主処理演算部16の電気伝導係
数演算部の入力側に接続してある。
【0014】そして、前記配線抵抗値計測ループ21の
配線抵抗Rlineは下記式のようになる。
【0015】
【数1】 また、電気伝導係数σ´は下記式のようになる。
【0016】
【数2】 この電気伝導係数σ´とは、液体15が有する電気伝導
率に、その他の要因、例えば液体15の温湿度/液体が
置かれるタンク12の形状/静電容量分等を加えた定数
としたものであり、電気伝導係数σ´は、液面レベル計
測装置が置かれる状況により変化するものである。ま
た、液面レベルLは下記式のようになる。
【0017】
【数3】
【0018】次に、前記した実施例の作用について図2
に示すフローチャートを用いて説明する。すなわち、ま
ず液面レベル計測を行うために装置の電源を投入して開
始する(ステップS100)。次に、計測装置本体Bの
配線抵抗値演算部18で[数1]に示す演算式(1)よ
り配線抵抗値Rlineを演算する(ステップS10
1)。
【0019】次に、第3の電極棒13が液体15に接触
したか否かがトリガ信号検出部17で判断されて(ステ
ップS102)、第3の電極棒13が液体15に接触し
てトリガが掛かったと判断されるとトリガ信号が計測装
置本体Bの主処理演算部16の電気伝導係数演算部に送
られて、この電気伝導係数演算部において、配線抵抗値
演算部18で演算された配線抵抗値Rlineを加味し
て電気伝導係数σ´が[数2]に示す演算式(2)によ
り演算される(ステップS103)。
【0020】次に、計測装置本体Bの主処理演算部16
のレベル演算部で第1、第2の電極棒10、11の計測
電極間電位Vinが計測され(ステップS104)、こ
のレベル演算部において、電気伝導係数演算部で求めた
電気伝導係数σ´に基づいて[数3]に示す演算式
(3)の実行を行い、液面レベルLを算出し(ステップ
S105)、それを出力部に出力し、ステップS102
に戻る。
【0021】この時、算出される液面レベルLは、パラ
メータσ´、Rlineがすでに求められ修正されてい
るため、係る修正後のパラメータσ´、Rlineに基
づいて液面レベルLが算出されるので、出力部に出力さ
れる液面レベルLは、実測値を正確に表すことになる。
【0022】したがって、レベル計測用電極部Aを設置
する場所と計測装置本体Bを設置する場所が1Km〜4
Kmと離れていても、レベル計測用電極部Aと計測装置
本体Bの接続に使用されている配線ニ、ホが有する抵抗
値により、計測装置本体Bに入力される電極間電位信号
が歪み、したがって、液面レベルLの計測精度が劣化す
るという不具合を解消することができる。
【0023】また、ステップS102において、第3の
電極棒13が液体15に接触しないことがトリガ信号検
出部17で判断された場合、ステップS104、ステッ
プS105を経てステップS102に戻る。
【0024】図3に計測装置本体Bの実施例の構成を示
す。この実施例にあっては、図1に示す液面レベル計測
装置で使用した第1〜第5の配線イ、ロ、ハ、ニ、ホの
うち第1〜第4の配線イ、ロ、ハ、ニが使用される。す
なわち、計測装置本体Bは信号切換部30を備えてお
り、この信号切換部30は、配線抵抗値演算部18とト
リガ信号検出部17への入力される配線の組み合わせを
切り換えるためのものであり、トリガ信号/配線ループ
の第2、第3、第4の配線ロ、ハ、ニが接続されてい
る。また、電極間信号を運ぶ第1、第2の配線イ、ロは
レベル演算部31及び電気伝導係数演算部32に接続さ
れている。
【0025】配線抵抗値演算部18は上記したように
[数1]に示す演算式(1)を実行するためのものであ
り、配線抵抗値Rlineを演算する。また、トリガ信
号検出部17は上記したように第3の電極棒13が液体
15に浸った瞬間、あるいは液体15から離れた瞬間を
検出して電気伝導係数演算部32にトリガ信号を発信す
るものである。また、電気伝導係数演算部32は、トリ
ガ信号検出部17より送られてくるトリガ信号を受け
て、その時の第1、第2の電極棒10、11の電極間電
圧Vinから[数2]に示す演算式(2)を実行するた
めのものであり、電気伝導係数σ´を演算する。
【0026】レベル演算部31は、第1及び第2の配線
イ、ロにより接続される第2、第1の電極棒11、10
に対して、定電圧を印加して、その時の電圧間電圧Vi
nより[数3]に示す演算式(3)を実行するためのも
のであり、液面レベルLを演算する。また、出力部33
は、レベル演算部31から取り出せる液面レベル信号
を、計測装置本体B外で使用できる信号として出力する
ためのものである。例えば、液面レベル信号を、4〜2
0mAの電流信号として外部に出力すれば、一般的な表
示装置あるいはインバーター等を駆動可能であるし、液
面レベル計測装置としてリレー接点等を有すれば、ポン
プやモーター等の駆動も可能になる。
【0027】したがって、まず、信号切換部30によ
り、第2、第3の配線ハ、ニが配線抵抗値演算部18に
接続してあって、図1に点線で示すように定電圧源(電
圧V0)19と定抵抗(抵抗値RL )20とで配線抵
抗値計測ループ21を構成している。そして、電源が投
入されて、配線抵抗値演算部18で[数1]に示す演算
式(1)より配線抵抗値Rlineが演算される。
【0028】次に、信号切換部30により、第2、第3
の配線ハ、ニがトリガ信号検出部17に切り換えられ、
このトリガ信号検出部17において、第3の電極棒13
が液体15に接触したか否かが判断されて、第3の電極
棒13が液体15に接触してトリガが掛かったと判断さ
れるとトリガ信号が電気伝導係数演算部32に送られ
て、この電気伝導係数演算部32において、その時の第
1、第2の電極棒10、11の電極間電圧Vinから配
線抵抗値演算部18で演算された配線抵抗値Rline
を加味して電気伝導係数σ´が[数2]に示す演算式
(2)により演算される。
【0029】次に、レベル演算部31で第1、第2の電
極棒10、11の計測電極間電位Vinが計測され、こ
のレベル演算部31において、電気伝導係数演算部32
で求めた電気伝導係数σ´に基づいて[数3]に示す演
算式(3)の実行を行い、液面レベルLが算出される。
レベル演算部31から取り出せる液面レベル信号は、計
測装置本体B外で使用できる信号として出力部33から
出力される。
【0030】この時、算出される液面レベルLは、パラ
メータσ´、Rlineがすでに求められ修正されてい
るため、係る修正後のパラメータσ´、Rlineに基
づいて液面レベルLが算出されるので、出力部33に出
力される液面レベルLは、実測値を正確に表すことにな
り、レベル計測用電極部Aを設置する場所とレベル計測
装置本体Bを設置する場所が1Km〜4Kmと離れてい
ても、レベル計測用電極部Aと計測装置本体Bの接続に
使用されている第3、第4の配線ハ、ニが有する抵抗値
により、計測装置本体Bに入力される電極間電位信号が
歪み、したがって、液面レベルLの計測精度が劣化する
という不具合を解消することができる。
【0031】なお、上記した実施例では、いずれも電源
に直流電圧を用いた例について説明したが、交流電源で
もよいのはもちろんであり、かかる場合には、整流回路
等を設け、直流に変換した後で各種の処理(レベル測
定、補正処理等)を行うようになる。
【0032】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る液面レベル
計測装置は、液体中に漬かり液面レベル検出を行うレベ
ル計測用電極部と、レベル計測用電極部に現れる電気的
信号を基にして液面レベルを演算する計測装置本体とを
備え、この計測装置本体に、前記レベル計測用電極部と
前記計測装置本体とを接続する配線の配線抵抗値を求め
る配線抵抗値演算部と、計測対象となる液体の電気伝導
度や周囲環境並びに測定装置(回路)の誤差等に基づい
て決定される電気伝導係数σ´を求める電気伝導係数演
算部と、前記レベル計測用電極部で計測した電圧と前記
電気伝導係数演算部で求めた電気伝導係数σ´とを配線
抵抗値演算部で求めた配線抵抗値とを基にして液面レベ
ルを求めるレベル演算部とを設けたから、レベル計測用
電極部を設置する場所と計測装置本体を設置する場所が
1Km〜4Kmと離れていても、レベル計測用電極部と
計測装置本体の接続に使用されている配線が有する抵抗
値により、計測装置本体に入力される電気的信号が歪
み、したがって、液面レベルの計測精度が劣化するとい
う不具合を解消することができる。
【0033】このために、計測装置の使用状況によって
変わる配線抵抗値を、装置側で自動的に取り込むことが
可能であり、使用者が配線長を考慮しないで計測装置を
設置することができる。
【0034】また、配線長を考慮したレベル計測を行う
ことにより、液面レベルの計測精度の向上が実現できる
し、配線長を考慮した電気伝導率計測を行うことによ
り、電気伝導率の計測精度の向上が実現できる。また、
従来のレベル計測用電極部と同様のものが使用可能であ
り、本発明の計測装置の導入に関して、設備の変更等を
伴わずにその導入ができる。
【0035】また、本発明に係る液面レベル計測装置
は、請求項1記載の液面レベル計測装置において、前記
配線抵抗値演算部は、一本の電極から数本の配線を施
し、その配線に対し、基準となる電気的信号を印加して
配線抵抗値を知るようにしたから、簡単に使用状況によ
って変わる配線抵抗値を検出することができる。
【0036】また、本発明に係る液面レベル計測装置
は、請求項1記載の液面レベル計測装置において、計測
装置本体が、配線抵抗値演算部と、電気伝導係数演算部
において電気伝導係数σ´を求める場合に取り込むトリ
ガ信号を検出するトリガ検出部とに入力される配線の組
み合わせを切り換える信号切換部を有することから、一
本の電極から数本の配線を施すに当たり、配線本数を減
じることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る液面レベル計測装置の一実施例を
示す概略構成図である。
【図2】本実施例の作用を説明するフローチャートであ
る。
【図3】本発明に係る液面レベル計測装置の計測装置本
体の構成説明図である。
【図4】従来の液面レベル計測装置を示す概略構成図で
ある。
【符号の説明】
10 第1の電極棒 11 第2の電極棒 12 タンク 13 第3の電極棒 15 液体 17 トリガ信号検出部 18 配線抵抗値演算部 30 信号切換部 31 レベル演算部 32 電気伝導係数演算部 33 出力部 A レベル計測用電極部 B 計測装置本体

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液体中に漬かり液体レベル検出を行うレ
    ベル計測用電極部と、レベル計測用電極部に現れる電気
    的信号を基にして液体レベルを演算する計測装置本体と
    を備え、この計測装置本体に、前記レベル計測用電極部
    と前記計測装置本体とを接続する配線の配線抵抗値を求
    める配線抵抗値演算部と、計測対象となる液体の電気伝
    導度や周囲環境並びに測定装置(回路)の誤差等に基づ
    いて決定される電気伝導係数σ´を求める電気伝導係数
    演算部と、前記レベル計測用電極部で計測した電圧と前
    記電気伝導係数演算部で求めた電気伝導係数σ´と配線
    抵抗値演算部で求めた配線抵抗値とを基にして液体レベ
    ルを求めるレベル演算部と設けたことを特徴とする液面
    レベル計測装置。
  2. 【請求項2】 前記配線抵抗値演算部は、一本の電極か
    ら数本の配線を施し、その配線に対し、基準となる電気
    的信号を印加して配線抵抗値を知るようにした請求項1
    記載の液面レベル計測装置。
  3. 【請求項3】 計測装置本体が、配線抵抗値演算部と、
    電気伝導係数演算部において電気伝導係数σ´を求める
    場合に取り込むトリガ信号を検出するトリガ検出部とに
    入力される配線の組み合わせを切り換える信号切換部を
    有する請求項1記載の液面レベル計測装置。
JP5349596A 1993-12-28 1993-12-28 液面レベル計測装置 Pending JPH07198447A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040045068A (ko) * 2002-11-22 2004-06-01 현대자동차주식회사 퓨얼 센더 평가방법
CN100451572C (zh) * 2007-02-09 2009-01-14 李斌 导电性液体的液位检测方法及系统
CN103630194A (zh) * 2012-08-28 2014-03-12 谢安军 液位测量仪

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