JPH07243891A

JPH07243891A - 液面レベル制御装置

Info

Publication number: JPH07243891A
Application number: JP6032599A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Saitou; 至昭斉藤; Kaneo Nitta; 金男新田
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1994-03-02
Filing date: 1994-03-02
Publication date: 1995-09-19

Abstract

(57)【要約】【目的】液面レベルを検知して液面レベルを制御する装
置において、液面レベルを検知するための電極棒の取り
替えや切断などを行うことなく、検知レベルを任意に設
定できるようにする。【構成】電圧が印加された第１，第２電極棒１０，１１
間の出力電圧に基づいて、計測装置本体４で理論式に従
って液面レベルを連続的に算出し、対応する電流出力を
デジタルパネルメータ３に与え、デジタルパネルメータ
３では、予め設定された検知レベルと前記電流出力とを
比較し、その判別出力であるリレー出力によって液体１
３を供給するポンプ１の駆動を制御するようにしてい
る。【効果】デジタルパネルメータ３の設定操作によって検
知レベルを容易に変更できることになる。

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
のタンク内の液面レベルを制御するに好適な液面レベル
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、タンク内の液体のレベルを制御す
る装置として、例えば、図１５に示されるフロートレス
レベルスイッチを用いた装置がある。

【０００３】このフロートレスレベルスイッチは、次の
ようにして液体のレベルを検出するものである。

【０００４】すなわち、この従来例では、フロートレス
レベルスイッチ４０は、長さの異なる第１〜第３電極棒
４１〜４３がタンク４４内に垂下されており、これら電
極棒４１〜４３は、保持器４５によってタンク４４の上
部に取り付けられている。このフロートレスレベルスイ
ッチ４０では、第１電極棒４１が基準電位とされ、この
第１電極棒４１と第２電極棒４２との間、および、第１
電極棒４１と第３電極棒４３との間に、フロートレスレ
ベルスイッチ本体４６から電圧がそれぞれ印加されてい
る。

【０００５】タンク４４内の液体４７が、第２電極棒４
２の先端のレベルＬＬに達すると、第１電極棒４１と第
２電極棒４２との間に、液体４７を介して電流経路が形
成され、両電極棒４１，４２間の電圧値が大幅に低下す
る。また、液体４７が、第３電極棒４３の先端のレベル
ＬＵに達すると、第１電極棒４１と第３電極棒４３との
間にも、液体４７を介して電流経路が形成され、両電極
棒４１，４３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、フロー
トレスレベルスイッチ本体４６の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ＯＮ／ＯＦＦ出力
を得るものであり、この例では、フロートレスレベルス
イッチ本体４６は、液面レベルがレベルＬＬよりも低く
なると、タンク４４に液体を供給するポンプ４８を駆動
し、液面レベルがレベルＬＵよりも高くなると、ポンプ
４８を停止させるリレー出力を前記ポンプ４８に与える
ものであり、これによって、液面レベルを、レベルＬＬ
とレベルＬＵとの間に保つものである。

【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、液面の検知レベルが、電極棒の長さで規定
されるために、検知レベルを変更して制御しようとする
ような場合には、電極棒を取り替えたり、あるいは、取
り替えるべき電極棒がないときには、電極棒を切断して
使用しなければならず、作業が面倒であるとともに、一
旦切断した電極棒は、検知レベルが制限されるといった
難点がある。

【０００８】本発明は、上述の点に鑑みて為されたもの
であって、電極棒を取り替えたり、切断するといったこ
となく、液面の検知レベルを任意に設定して制御できる
液面レベル制御装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【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。

【００１０】すなわち、本発明の液面レベル制御装置
は、液面レベルを連続的に計測して液面レベルに対応し
た計測信号を出力する計測手段と、液面レベルに対応し
て設定された設定レベルと前記計測信号とを比較して判
別出力を与える判別手段とを備え、前記判別出力に基づ
いて、液面レベルを制御するようにしている。

【００１１】また、計測手段は、複数の電極と、前記複
数の電極間に電圧を印加する電圧印加手段と、液面レベ
ルに応じて液体に浸かった前記複数の電極間の出力値に
基づいて、液面レベルを算出する液面レベル算出手段と
を備えている。

【００１２】さらに、計測手段は、液面レベルが基準レ
ベルになったことを検知する基準レベル検知手段と、基
準レベルになったときの前記複数の電極間の出力値に基
づいて、液体の電気伝導係数を算出する電気伝導係数算
出手段とを備え、液面レベル算出手段は、算出された電
気伝導係数を用いて液面レベルを算出するものである。

【００１３】

【作用】本発明の液面レベル制御装置では、計測手段に
よって液面レベルを連続的に計測して対応する計測信号
を出力し、判別手段では、この計測信号と予め設定され
た設定レベルとを比較して判別出力を与えるようにして
いるので、任意の液面レベルに対応した設定レベルを判
別手段に設定することにより、従来のように、電極棒を
取り替えたり、切断したりすることなく、液面の検知レ
ベルを任意に設定でき、この検知レベルに基づいて、液
面レベルを制御できることになる。

【００１４】また、計測手段は、複数の電極と、前記複
数の電極間に電圧を印加する電圧印加手段と、液面レベ
ルに応じて液体に浸かった前記複数の電極間の出力値に
基づいて、液面レベルを算出する液面レベル算出手段と
を備えているので、電極棒を用いた比較的簡単な構成で
もって液面レベルを連続的に計測できる。

【００１５】さらに、計測手段は、液面レベルが基準レ
ベルになったときの前記複数の電極間の出力値に基づい
て、液体の電気伝導係数を算出し、液面レベル算出手段
では、算出された電気伝導係数を用いて液面レベルを算
出するので、周囲の環境や温度などで変動しやすい電気
伝導係数に応じてより正確な液面レベルの計測、したが
って、液面レベルの制御が行える。

【００１６】

【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。

【００１７】図１は、本発明の一実施例の液面レベル制
御装置の構成図である。

【００１８】この実施例の液面レベル制御装置は、タン
ク１２内に液体１３を供給するポンプ１の駆動を制御し
てタンク１２の液面レベルを制御するものであり、この
液面レベル制御装置は、タンク１２の液面レベルを後述
のように連続的に計測して計測信号を出力する計測手段
２と、この計測手段２からの計測信号と予め設定されて
いる設定レベルとを比較して判別出力であるリレー出力
を前記ポンプ１に与える判別手段としてのデジタルパネ
ルメータ３とを備えている。

【００１９】計測手段２は、タンク１２内に垂下された
第１〜第３電極棒１０，１１，２１と、これら電極棒１
０，１１，２１間に電圧を印加するとともに、その出力
電圧を取り込んで液面レベルを算出する計測装置本体４
とから構成されており、この実施例の計測装置本体４
は、後述のように、液面レベルに対応した計測信号とし
て、４〜２０ｍＡの電流出力をデジタルパネルメータ３
に与える。

【００２０】判別手段としてのデジタルパネルメータ３
は、図２のブロック図に示されるように、計測手段２か
ら与えられる計測信号をＡ／Ｄ変換する入力部５と、モ
ードの設定や液面レベルに対応するレベルを設定するた
めに操作される操作部６と、モードに応じて計測値を表
示部７に表示したり、計測値と設定レベルとを比較判別
するといった所定の処理を行うマイクロコンピュータ８
と、このマイクロコンピュータ８の出力に応じてポンプ
１にオンオフのリレー出力を与える出力部９とを備えて
おり、表示部７および操作部６は、図３に示されるよう
にデジタルパネルメータ３のパネル前面に装備されてい
る。デジタルパネルメータ３には、液面の検知レベルと
して、任意のレベル、例えば、上限および下限に対応す
る値が設定される。

【００２１】ここで、計測手段２による液面レベルの計
測原理について説明する。

【００２２】図４は、図１の計測手段２の構成を示すブ
ロック図であり、図１に対応する部分には、同一の参照
符号を付す。

【００２３】同一の円柱状の比較的長い第１，第２電極
棒１０，１１が、タンク１２内の液体１３に浸かるよう
に配置されており、これら第１，第２電極棒１０，１１
間に、電源１５より電圧Ｖ０が印加される。この第１，
第２電極棒１０，１１には、その出力電圧Ｖを測定する
計測部１６が接続され、さらに計測部１６の出力は、液
面レベル算出部１７に接続される。

【００２４】この液面レベル算出部１７は、与えられた
出力電圧Ｖに基づいて、液体１３の液面レベルを算出
し、その出力を上述のデジタルパネルメータ３に与える
ものであり、具体的には、以下に示す演算処理を行うよ
うになっている。

【００２５】すなわち、第１，第２電極棒１０，１１の
半径をａ、第１，第２電極棒間の距離をｄ、液体１３の
電気伝導率をσ、計測装置の内部抵抗をｒ、第１，第２
電極棒１０，１１の下端から液面までの距離をＬとする
と、両電極棒１０，１１間に形成される抵抗値Ｒ（Ｌ）
は、次式のようになる。

【００２６】

【数１】

【００２７】したがって、計測すべき電極棒１０，１１
間の出力電圧Ｖは、次式のようになる。

【００２８】

【数２】

【００２９】ここで、ｄ，ａ，σ，Ｖ０が定数であるた
めに、上記理論式に計測部１６で計測した出力電圧Ｖを
代入してＬを算出することにより、第１，第２電極棒１
０，１１の浸水距離Ｌが分かり、しかも、タンク１２の
底面から電極棒１０，１１の下端までの距離は既知であ
るために、かかる距離に前記浸水距離Ｌを加算すること
により、液面レベルを算出するものである。かかる各種
の演算を、液面レベル算出部１７で行うものである。

【００３０】ところで、上記した理論式から得られる液
体１３のレベルＬと出力電圧Ｖとの関係は、図５の破線
で示されるように双曲線状となっており、レベルＬが増
すにつれて出力電圧Ｖが低下するようになっている。

【００３１】一方、実際に液体のレベルＬを変化させな
がら（液体のレベルは別の手段により計測する）、その
時の第１，第２電極棒１０，１１間の出力電圧Ｖを測定
し、その関係をグラフに表すと、同図中二点鎖線で示さ
れるようになり、破線で示される理論値との間に差があ
ることがわかる。

【００３２】ここで、両特性を見ると、確かに差がある
ものの、曲線の形状は近似していることがわかる。そこ
で、両曲線に差が生じるのは、上記した理論式中の係数
の値に誤差があると考えられる。したがって、正確なレ
ベルの計測を行うためには、所定の補正を行う必要があ
る。

【００３３】そして、各係数を見ると、ａ，ｄ，πは既
知であり、また、回路の内部抵抗ｒも定数である。すな
わち、これら各値は、周囲環境等の状態によって変動す
ることがないか、たとえ変動したとしても極僅かなもの
である。一方、電気伝導率σは、温度や周囲の環境など
によって変化し易く、また、液体の電気伝導率σをレベ
ル計測の都度測定することは困難である。

【００３４】そこで、電気伝導率σに更に周囲環境の状
態や回路上の誤差等にともない生じる上記相違（誤差）
分を考慮した電気伝導係数σ’なる概念を導入し、上記
理論式中の電気伝導率σの代わりに、かかる電気伝導係
数σ’を用いて液体のレベルの算出を行うことにより、
実測値に近い学習値を得ることができる。

【００３５】そこで、この実施例では、図４に示すよう
に、計測部１６の出力を、前記係数σ’を算出する電気
伝導係数算出部２０に接続している。また、上述のよう
に、第１，第２電極棒１０，１１よりも短い第３電極棒
２１を、それら両電極棒１０，１１と平行に垂下し、第
１電極棒１０の下端から第３電極棒２１の下端までの距
離がＬ１となるように調整している。

【００３６】そして、この第１電極棒１０と第３電極棒
２１との間には、電源２２が接続されて両電極棒１０，
２１間に電圧Ｖ０が印加されるようになっている。さら
に、第１，第３電極棒１０，２１には、計測部２３が接
続され、両電極棒１０，２１間の出力電圧Ｖｔを計測
し、その測定結果を比較器２４に与えるようになってい
る。この比較器２４の出力（トリガ信号）は、電気伝導
係数算出部２０に、処理開始のための信号として与えら
れるようになっている。

【００３７】すなわち、計測部２３で計測される出力電
圧Ｖｔは、液面レベルが基準レベルとしてのＬ１よりも
低いときには、第１，第３電極棒１０，２１はオープン
状態であるので、Ｖｔ＝Ｖ０となり、また、液面レベル
が上昇して基準レベルであるＬ１になると、両電極棒１
０，２１は導通して電流回路が形成されるために、両電
極棒１０，２１間の出力電圧Ｖｔは、図６に示されるよ
うに急激に減少する。

【００３８】そこで、液面レベルが基準レベルＬ１であ
るときの第１，第３電極棒１０，２１間の出力電圧をＶ
ｓとすると、比較器２４の他方の入力端子への入力電圧
をＶｓとしておくことにより、比較器２４の出力は、液
面レベルがＬ１を横切る、すなわち、Ｌ１より上昇する
時およびＬ１よりも低下する時に、反転してトリガ信号
が変化することになる。

【００３９】かかるトリガ信号が変化したときの液面レ
ベルは、Ｌ１と分かっており、しかも、その時の第１，
第２電極棒１０，１１間の出力電圧Ｖ１は、計測部１６
を介して検出できる。したがって、かかるＬ１とＶ１と
を、上記理論式のＬ，Ｖにそれぞれ代入して電気伝導率
σを算出することにより、周囲環境の状態や回路上の誤
差等を考慮した電気伝導係数σ’を得ることができるも
のである。

【００４０】すなわち、この実施例では、第１，第３電
極棒１０，２１、電源２２、計測部２３および比較器２
４で基準レベル検知手段を構成している。

【００４１】したがって、電気伝導係数算出部２０で
は、比較器２４の出力が変化したときに、計測部１６か
ら与えられる出力電圧Ｖに基づいて、図７のフローチャ
ートに示されるように、上記所定の演算処理を行うよう
になっている。

【００４２】なお、図７において、α＝ｌｎ（ｄ／
ａ）、β＝π・σ・（１−ａ／ｄ）である。

【００４３】このようにして求めた電気伝導係数σ’
は、液面レベルを計測する液体の現在の状態について行
った実測の出力電圧と液面レベルとを使って算出したも
のであるために、周囲環境や回路上の誤差等が反映され
た係数となる。なお、この算出された電気伝導係数σ’
を用いて液面レベル算出部１７で算出される液面レベル
Ｌと出力電圧Ｖとの関係は、図５の実線で示すように、
実測値に近いものとなる。

【００４４】さらに、この実施例では、電気伝導係数算
出部２０の出力を、次段の抵抗値決定部２５にも与える
ようになっている。すなわち、図８に示されるように、
内部抵抗ｒを変化させると、液面レベルＬと第１，第２
電極棒１０，１１間の出力電圧Ｖとの相関関係も変化す
る。これは、上述した理論式からも明らかであり、ｒを
０にすると、グラフは横一直線に近付き、一方、ｒを大
きくすると、グラフは液面レベルが０より少し大きくな
れば、電圧は急激に減少して０になり、その後余り変化
しなくなる。

【００４５】すなわち、ｒを小さくし過ぎると全体的に
液面レベルの変位量に対する電圧の変化量が少なく（分
解能）検出精度が全体的に低くなる。一方、ｒを高くし
過ぎると液面レベルの比較的少ない範囲では非常に高分
解能を示すが、その後すぐに低下し正確な液面レベルの
計測ができない。つまり、内部抵抗が大き過ぎたり、逆
に小さ過ぎたりすると、所定の分解能が得られる範囲
（計測可能な範囲）が短くなる。

【００４６】そこで、計測範囲内でムラ無く所定の分解
能（最大分解能）を得るための内部抵抗ｒ１を、上記抵
抗値決定部２５で求め、それに基づいて可変抵抗ｒを調
整して最大分解能を得るための抵抗値をセットするとと
もに、その算出した抵抗値ｒ１を液面レベル算出部１７
に与えるようになっている。その具体的処理（原理）は
以下の通りである。

【００４７】先ず、この実施例でいう最大分解能をもつ
曲線とは、図８に示す曲線群の中で、曲線の変化率（液
面レベルの変化に対する出力電圧の変化量）の最小値
が、測定範囲内で最大になる曲線をいう。

【００４８】そして、上記したように、液面レベルＬに
対する出力電圧Ｖは、下記の理論式のようになり、内部
抵抗ｒと液面レベルＬとを変数とした関数で表すことが
できる。

【００４９】

【数３】

【００５０】したがって、液面レベルの変化に対する出
力電圧Ｖの変化量は、上記理論式をＬについて偏微分す
ることにより得られ、次式のようになる。

【００５１】

【数４】

【００５２】上記式が明らかなように、計測範囲の最大
液面レベルをＬＭとすると、Ｌ＝ＬＭの時に変位量は最
小となり、その時の分解能ｈ（ｒ）は、次式のようにな
る。

【００５３】

【数５】

【００５４】そして、上記式で特定される分解能ｈは変
数ｒの関数であり、かかる式をｒで偏微分すると、次式
のようになる。

【００５５】

【数６】

【００５６】したがって、ｒ１＝α／（β・ＬＭ）の
時、ｈ（ｒ１）＝Ｖ０／（４・ＬＭ）となって最大値と
なる。したがって、最大分解能ｈを得るための最適内部
抵抗ｒ１は、次式の通りである。

【００５７】

【数７】

【００５８】上記式から明らかなように、最適内部抵抗
ｒ１を求める式では、ａ，ｄ，πは既知であり、しか
も、ＬＭは測定しようとする計測範囲であって予め設定
されるため、結局電気伝導率σの関数となり、この実施
例では、電気伝導率に代えて電気伝導係数σ’を用いた
ために、かかる電気伝導係数σ’が設定されれば、演算
処理により算出することができる。したがって、この実
施例の抵抗値決定部２５では、図９に示されるフローチ
ャートにしたがって処理され、内部抵抗の調整を図るよ
うになっている。

【００５９】なお、かかる内部抵抗の調整を行うことに
より、図５に示す実測値および学習値は、最適な高分解
能を得るための曲線になるようにその特性が変動するけ
れども、両者は同じように変動するために、学習値に基
づく液面レベルの算出結果と実測値とは略一致したまま
となる。

【００６０】なおまた、液面レベル算出部１７では、上
述のように電気伝導係数算出部２０および抵抗値決定部
２５から、それぞれ実際の環境条件等に則して求められ
た電気伝導係数σ’および高分解能を得るための抵抗値
ｒ１が与えられるため、結局、図１０のフローチャート
に示されるように、計測部１６により計測して得られる
第１，第２電極棒１０，１１間の出力電圧Ｖに基づい
て、液面レベルＬを算出するようになっている。

【００６１】次に、かかる構成を有する計測手段２の動
作について、図１１のフローチャートに基づいて説明す
る。

【００６２】すなわち、先ず、計測装置本体４の電源を
投入すると（Ｓ１０１）、各種パラメータの設定などの
処理を行う（Ｓ１０２）。そして、その時の液体の液面
レベルが、第３電極棒２１の下端位置Ｌ１よりも高い
（第３電極棒２１が液体１３内に浸水している）場合に
は、液体１３を排出させて液面レベルを下げ、逆に液体
１３の液面レベルが、Ｌ１より低い場合には、液体１３
を流入させて液面レベルを上昇させる。

【００６３】次いで、トリガ信号を読み取るとともに、
第１，第２電極棒１０，１１間の出力電圧Ｖを取り込む
（Ｓ１０３，Ｓ１０４）。そして、トリガ信号が変化、
すなわち、液面レベルが、Ｌ１となるか否かを判断し
（Ｓ１０５）、変化しない場合には、検出した出力電圧
Ｖに基づいて液面レベル算出部１７で液面レベルを求め
それを電流変換してデジタルパネルメータ３に出力し
（Ｓ１０６，Ｓ１０７）、ステップ１０３に戻る。

【００６４】一方、ステップ１０５の判断で、トリガ信
号が変化（Ｌ＝Ｌ１）したなら、第１，第２電極棒１
０，１１間の出力電圧Ｖを取り込むとともに、電気伝導
係数算出部２０を用いて、周囲環境および測定装置の回
路の誤差等を考慮した液体の電気伝導係数σ’を求め
（Ｓ１０８）、その求めた電気伝導係数σ’に基づいて
内部抵抗の最適値ｒ１を決定してセットする（Ｓ１０
９）。その後、再度電極棒１０，１１間の出力電圧Ｖを
計測し（Ｓ１１０）、ステップ１０６に戻って液面レベ
ルを算出する。この時、算出される液面レベルは、各パ
ラメータσ’，ｒ１が既に求められて修正されているた
めに、かかる修正後のパラメータに基づいて液面レベル
が算出されることになり、デジタルパネルメータ３に与
えられる液面レベルに対応した電流出力は、実測値を正
確に表すことになる。

【００６５】なお、この実施例では、液面レベルが変動
してＬ１を通過する度に、電気伝導係数σ’，内部抵抗
ｒ１の算出（補正）が行われるために、液面レベルを求
める算出式が、常にその時の各種条件に即した最適な数
値となり（学習・補正が継続して行われる）、実測値と
のずれもない正確で、かつ高分解能を維持しつつ広範囲
の液面レベル計測を行うことができる。

【００６６】但し、計測開始当初に、一度各種の設定
（補正）を行ったならば、その後は、ステップ１０５の
分岐判断を行わずに、補正されたパラメータσ’，ｒ１
に基づいて液面レベルの計測を行うようにしてもよい。

【００６７】図１２は、計測手段２を実施するための具
体的な回路構成を示している。同図に示すように、電源
１５と第２電極棒１１との間には、内部抵抗調整部３０
が配置されている。この内部抵抗調整部３０が、図４に
示す可変抵抗に相当する。また、第１，第２電極棒１
０，１１間の出力電圧Ｖおよび第１，第３電極棒１０，
２１間の出力電圧Ｖｔは、図示しない計測部により計測
されてＡ／Ｄ変換部３１に与えられてデジタル信号に変
換されてマイクロコンピュータ３２に与えられる。マイ
クロコンピュータ３２は、上述の液面レベル算出部１
７、電気伝導係数算出部２０、比較器２４および抵抗値
決定部２５等を構成し、決定された高分解能を得るため
の抵抗値となるように内部抵抗調整部３０に対して所定
の制御信号を出力するようになっている。

【００６８】また、この内部抵抗調整部３０は、図１３
に示されるように、電気伝導係数を算出する際に用いら
れる既知の基準抵抗ｒ０と、実際のレベル計測の際に使
用される可変抵抗ｒ１とが両端子間に並列に接続され、
マイクロコンピュータ３２からの制御信号によりスイッ
チが切り替わり、いずれか一方の抵抗が回路に接続され
るようになっている。そして、この可変抵抗ｒ１として
は、例えば電子ボリウムがある。

【００６９】さらに、基準抵抗ｒ０が内部抵抗調整部３
０の両端に接続される場合には、可変抵抗ｒ１は、抵抗
ｒ２と基準電源３５（電圧Ｖｓ）とが、直列接続された
閉回路が構成され、両抵抗で電圧降下する端子間電圧Ｖ
ｒがＡ／Ｄ変換部を介してマイクロコンピュータ３２に
与えられるようになっている。

【００７０】ここで、この実施例の計測手段２の動作に
ついて説明すると、先ず、内部抵抗調整部３０の端子
１，２に基準抵抗ｒ０を接続し、液面レベルを変化させ
る。そして、出力電圧Ｖｔが、あるしきい値を横切って
トリガがかかったならば、その時の出力電圧Ｖを取り込
み、電気伝導係数σ’を算出する。そして、そのように
して電気伝導係数σ’が求められたなら、その係数に適
した抵抗値ｒ１を求める。ここまでの演算処理は、マイ
クロコンピュータ３２により行われる。

【００７１】そして、このようにして最適な抵抗値ｒ１
が算出されたなら、基準電圧Ｖｓ，可変抵抗ｒ１並びに
抵抗ｒ２で閉回路を作り、Ｖｒの値を確認しながらその
出力電圧Ｖｒが所定の電圧になるように内部抵抗ｒ１を
調整する。すなわち、抵抗値ｒ１が決定されたなら、抵
抗ｒ２と基準電圧Ｖｓは既知であるため、ｒ１になった
時の電圧値Ｖｒが計算により求まる。したがって、かか
る算出した電圧値Ｖｒが所定の値となったなら、内部抵
抗の抵抗値もｒ１となると類推できるのである。このよ
うにして、最適な抵抗値の設定が終了したならば、スイ
ッチを切り替えて可変抵抗（内部抵抗となる）ｒ１を端
子１，端子２に接続し、通常の液面レベル測定を行う。

【００７２】なお、抵抗値ｒ１の値を管理することによ
り、必ずしも基準抵抗ｒ０を設ける必要はない。また、
電気伝導係数、最適な抵抗値の算出は、計測開始当初の
み行うようにしてもよく、あるいは、計測中も第３電極
棒の下端が液体内に入った時、あるいは液体から出た時
にその都度行うようにしてもよい。

【００７３】次に、以上の構成を有する計測手段２の計
測信号が入力されるデジタルパネルメータ３によるポン
プ１の駆動制御を、図１４のフローチャートに基づいて
説明する。

【００７４】先ず、計測手段２からの液面レベルに対応
した電流値が、何ｍＡになったらリレー出力をオンオフ
させるかをデジタルパネルメータ３の操作部６を操作し
て設定する。この実施例では、液面レベルの上限および
下限に対応するレベルが設定されるとともに、液面レベ
ルが下限を下回ったときには、リレー出力をオンしてポ
ンプ１を駆動し、上限を上回ったときには、リレー出力
をオフしてポンプ１の駆動を停止するように設定を行い
（Ｓ２０１）、設定が終了したか否かを判断する（Ｓ２
０２）。設定が終了すると、制御装置全体の電源を投入
し（Ｓ２０３）、デジタルパネルメータ３では、計測手
段２で計測された液面レベルが、設定された液面レベル
になったか否かを判断し（Ｓ２０４）、設定レベルにな
ったときには、デジタルパネルメータ３のリレー出力を
オンオフさせ（Ｓ２０５）、このオンオフ出力によって
ポンプ１を駆動する（Ｓ２０６）。

【００７５】かかる制御によって、タンク１２内の液面
レベルが、上限と下限との間に保たれる。

【００７６】以上のように、計測手段２によって連続的
に計測された液面レベルに対応する電流出力が判別手段
としてのデジタルパネルメータ３に与えられ、デジタル
パネルメータ３では、その電流出力と予め設定されてい
る設定レベルとを比較し、その判別出力に応じてポンプ
１を駆動するので、液面レベルを設定されたレベルに制
御できることになり、この設定レベルは、従来例のよう
に、電極棒を取り替えたり、切断したりすることなく、
デジタルパネルメータ３の操作部６の操作によって容易
に変更できることになる。

【００７７】なお、この実施例では、デジタルパネルメ
ータ３の表示部７には、液面レベルが表示される。

【００７８】上述の実施例では、計測手段２は、液面レ
ベルが基準レベルＬ１になったときに、電気伝導係数
σ’を算出し、この算出した新たな電気伝導係数σ’を
用いて液面レベルを算出したけれども、第３電極棒２１
を省略し、液体１３に固有の電気伝導率σをそのまま使
用して液面レベルを算出するようにしてもよい。

【００７９】さらに、上述の実施例の計測手段２では、
内部抵抗を調整するようにしたけれども、本発明の他の
実施例として、内部抵抗の調整を行わなくてもよい。

【００８０】また、本発明の他の実施例として、デジタ
ルパネルメータ３の出力によって、ブザや警告灯などの
警報手段を併せて駆動させるように構成してもよい。

【００８１】上述の実施例では、判別手段として、デジ
タルパネルメータ３を用いたけれども、本発明の他の実
施例として、例えば、プログラマブルコントローラなど
を用いてもよい。

【００８２】上述の実施例では、デジタルパネルメータ
３に対する設定レベルとして、上限および下限を設定し
たけれども、上限または下限の一方、さらには、上上
限、下下限といったように任意のレベルを設定できるの
は勿論である。

【００８３】上述の実施例では、判別手段の出力によっ
てポンプ１の駆動を制御したれども、本発明は、ポンプ
に限らず、弁の開閉やモータの駆動制御などの他の負荷
の制御を行うようにしてもよい。

【００８４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、計測手段
によって液面レベルを連続的に計測し、判別手段では、
計測信号と設定された設定レベルとを比較して判別出力
を与えるようにしているので、任意の液面レベルに対応
した設定レベルを判別手段に設定することにより、従来
例のように、電極棒を取り替えたり、切断したりするこ
となく、液面の検知レベルを任意に設定でき、この検知
レベルに基づいて、液面レベルを制御できることにな
る。

【００８５】また、電極棒を用いた比較的簡単な構成で
もって液面レベルを連続的に計測できる。

【００８６】さらに、液体の電気伝導係数を算出し、算
出された電気伝導係数を用いて液面レベルを算出するの
で、周囲の環境や温度などで変動しやすい電気伝導係数
に応じてより正確な液面レベルの計測、したがって、液
面レベルの制御が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の液面レベル制御装置の構成
図である。

【図２】図１のデジタルパネルメータのブロック図であ
る。

【図３】図１のデジタルパネルメータの正面図である。

【図４】図１の計測手段のブロック図である。

【図５】液面レベルに対する第１，第２電極棒間の出力
電圧の関係を示す特性図である。

【図６】液面レベルに対する第１，第３電極棒間の出力
電圧の関係を示す特性図である。

【図７】電気伝導係数算出部の動作を示すフローチャー
トである。

【図８】内部抵抗を代えた場合の液面レベルに対する第
１，第２電極棒間の出力電圧の関係を示す特性図であ
る。

【図９】電気伝導係数算出部の動作を示すフローチャー
トである。

【図１０】内部抵抗決定部の動作を示すフローチャート
である。

【図１１】計測手段の動作説明に供するフローチャート
である。

【図１２】計測手段の具体的な回路構成の一例を示す図
である。

【図１３】内部抵抗調整部の内部構成を示す図である。

【図１４】デジタルパネルメータの動作説明に供するフ
ローチャートである。

【図１５】従来例の構成図である。

【符号の説明】

１ポンプ２計測手段３デジタルパネルメータ１０，１１，２１第１，第２，第３電極棒１２タンク１３液体１７液面レベル算出部２０電気伝導係数算出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液面レベルを連続的に計測して液面レベ
ルに対応した計測信号を出力する計測手段と、液面レベルに対応して設定された設定レベルと前記計測
信号とを比較して判別出力を与える判別手段とを備え、前記判別出力に基づいて、液面レベルを制御することを
特徴とする液面レベル制御装置。
【請求項２】前記計測手段は、複数の電極と、前記複
数の電極間に電圧を印加する電圧印加手段と、液面レベ
ルに応じて液体に浸かった前記複数の電極間の出力値に
基づいて、液面レベルを算出する液面レベル算出手段と
を備える前記請求項第１項記載の液面レベル制御装置。
【請求項３】前記計測手段は、さらに、液面レベルが
基準レベルになったことを検知する基準レベル検知手段
と、基準レベルになったときの前記複数の電極間の出力
値に基づいて、液体の電気伝導係数を算出する電気伝導
係数算出手段とを備え、前記液面レベル算出手段は、算
出された電気伝導係数を用いて液面レベルを算出するも
のである前記請求項第２項記載の液面レベル制御装置。
【請求項４】前記判別手段は、前記判別出力によっ
て、液体を供給あるいは排出する負荷の駆動を制御する
ものである前記請求項第１項ないし第３項のいずれかに
記載の液面レベル制御装置。
【請求項５】前記設定レベルは、液面レベルの上限お
よび下限の少なくとも一方である前記請求項第１項ない
し第４項のいずれかに記載の液面レベル制御装置。
【請求項６】前記判別手段が、デジタルパネルメータ
である前記請求項第１項ないし第５項のいずれかに記載
の液面レベル制御装置。
【請求項７】前記判別出力がリレー出力である前記請
求項第１項ないし第６項のいずれかに記載の液面レベル
制御装置。