JPH0745031Y2

JPH0745031Y2 - 誘導式導電体検出装置

Info

Publication number: JPH0745031Y2
Application number: JP1993009639U
Authority: JP
Inventors: 和幸龍田; 正雄手塚
Original assignee: Sukegawa Electric Co Ltd
Current assignee: Sukegawa Electric Co Ltd
Priority date: 1993-02-13
Filing date: 1993-02-13
Publication date: 1995-10-11
Anticipated expiration: 2005-10-11
Also published as: JPH0664184U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は金属等の導電体の位置を
非接触で検出することの可能な検出装置に関し、特に、
一次コイルと二次コイル間の電磁誘導結合を利用して検
出する誘導式導電体検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば溶融金属など、導電性を示
す高温液体の液面や液位を非接触で検出する検出器とし
て、一次コイルと二次コイル間の電磁誘導結合を利用し
た誘導式導電体検出装置が広く用いられている。かかる
誘導式導電体検出装置は、一般に、例えば図５にも示す
ように、一次コイル１の上下に２個の二次コイル２、２
を直列状に配置し、一方、一次コイル１に交流信号を加
えながら、上下に配置された二次コイル２、２内に誘導
される信号を検出し、これらを比較器３により比較しな
がら液面や液位を非接触で検知するものである。

【０００３】このような誘導式導電体検出装置の一例
が、例えば特開平３−８２９０１号公報や特開平３−８
２９８７号公報により知られている。しかしながら、上
記の従来技術においては、誘導式導電体検出装置によ
り、導電体の液面が所定の位置に近接したことを唯一つ
の検出点を基準にして判断するものであり、この検出点
を多数配列して多段階に判断するものではなかった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】例えば溶融金属の液面
を検出する場合、複数の検出点に対応するための方式と
しては、添付の図４に示すように、溶融金属内に沈設さ
れるセラミックシース１０内に、一次コイル２１の上下
に２個の二次コイル２２、２２を直列に配置してなる検
出コイル部２０、２０を複数個縦方向に配列することが
考えられる。しかしながら、これら検出点間の距離を短
縮するため、複数のコイル部２０、２０’を互いに近接
して配置した場合、これら検出コイル部２０、２０が相
互に磁気干渉し、良好な検出結果が得られないという問
題点があった。

【０００５】そこで本考案では、上記従来技術における
問題点に鑑み、複数の検出コイル部を配置して複数の検
出点で導電体の近接を非接触で検知する場合に、それら
複数の検出コイル部を近づけて配置しても、磁気干渉に
よる検出障害が起らない誘導式導電体検出装置を提供す
ることをその目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本考案では、一次コイル２１、２１’と、この一次
コイル２１、２１’に電磁的に結合された少なくとも２
個の二次コイル２２、２２、２２’、２２’と、上記一
次コイル２１、２１’に交流信号を印加する交流電源３
０と、上記２個の二次コイル２２、２２、２２’、２
２’に誘導される信号を比較する比較器２３、２３’と
を有する誘導式導電体検出装置において、上記一次コイ
ル２１、２１’と二次コイル２２、２２、２２’、２
２’とを各々備える検出コイル部２０、２０’を複数組
用い、隣接する別の組の検出コイル部２０、２０’の一
次コイル２１、２１’に、それらから発生する磁界同士
が互いに反発し、打ち消し合う方向に交流信号が印加さ
れるよう上記交流電源３０を接続したものである。

【０００７】

【作用】上記の本考案による誘導式導電体検出装置によ
れば、複数組の検出コイル部２０、２０’の一次コイル
２１、２１’に交流信号を印加すると共に、二次コイル
２２、２２、２２’、２２’に誘導される信号を比較器
２３、２３’により各々比較しながら、複数の検出点で
近接する導電体の位置を非接触で検出する。この場合、
隣接する検出コイル部２０、２０’の一次コイル２１、
２１’に、それから発生する磁界同士が互いに反発し、
打ち消し合うよう交流電源３０を接続することにより、
隣接する検出コイル部２０、２０’の一次コイル２１、
２１’からの漏洩磁束（磁界）が互いに反発し、打ち消
し合う。これにより、隣接する別に組の検出コイル部２
０、２０’の距離、すなわち検出点間距離を小さくして
も、磁気干渉による検出障害が生じることなく、導電体
を正確に検出することが可能になる。

【０００８】

【実施例】以下、本考案の実施例について、添付の図面
を参照しながら詳細に説明する。図２には、本考案の誘
導式導電体検出装置の特徴部分である検出コイル部が示
されており、この図において、例えば溶融金属の液面を
検出するため、溶融炉内に沈設される円筒状のセラミッ
クシース１０内には、２個の検出コイル部２０、２０’
が縦方向に直列に配置されている。これらの２個の検出
コイル部２０、２０’は、それぞれ、図示されない磁性
体コア上に巻装された一次コイル２１、２１’と、その
両端に巻装された二次コイル２２、２２、２２’、２
２’とから構成されている。そして、これら２個の検出
コイル部２０、２０’は、上記円筒状のセラミックシー
ス１０内において、コイル軸心が一致するように直列状
に互いに近接して配置されている。なお、上記の各検出
コイル部２０、２０’は、その外形は円筒形状となって
おり、また、その寸法は回転軸方向の長さがＤ、外径が
ｄとなっている。

【０００９】図１には、上記検出コイル部２０、２０’
を含む検出回路の回路構成が示されており、各検出コイ
ル部２０、２０’の一次コイル２１、２１’には、交流
電源３０からの交流信号が供給されている。一方、一次
コイル２１、２１’によって発生された磁界あるいは磁
束（図中に破線で示す）は、コイル中央部の磁性体コア
を介して両端の二次コイル２２、２２、２２’、２２’
に交差し、それぞれ、二次コイル２２、２２、２２’、
２２’内に誘導起電力による出力を発生する。これら二
次コイル２２、２２、２２’、２２’内に誘導された電
気信号は、それぞれ比較器２３、２３’の正（＋）と負
（−）の入力端子に導かれ、その比較器２３、２３’に
より差動比較される。その結果、各比較器２３、２３’
は、図３に示すように、溶融金属などの導電体の液面レ
ベル（Ｈ）がその検出点（すなわち、一次コイル２１、
２１’の中央部Ｈ₁（Ｈ₂）から離れている場合には、そ
の出力が零であるが、この液面Ｈが検出点Ｈ₁（Ｈ₂）に
近接するに従って上昇する出力を生じる。この出力は、
液面Ｈが検出点Ｈ₁（Ｈ₂）に達すると最大値を示し、そ
の後、この検出点Ｈ₁（Ｈ₂）を越えるに従ってその出力
も徐々に減少して再び零になる。

【００１０】ところで、これら複数（本実施例では２
個）の検出コイル部２０、２０’を縦方向に直列に近つ
けて配置した場合、検出コイル部２０、２０’相互間に
は、いわゆる電磁的な干渉を生じてしまう。すなわち、
図４にも示すように、セラミックシース１０内に上下に
近づいて配置された一方（例えば、上方）の検出コイル
部２０は、その一次コイル２１に発生した磁界あるいは
磁束が、他方（下方）の検出コイル部２０’内の上方に
配置された二次コイル２２’内に漏洩して誘導出力を発
生させ、これにより、比較器２３’に誤出力を発生させ
てしまう。かかる構成においては、考案者による種々の
実験の結果によれば、これら検出コイル部２０、２０’
が相互に干渉せずに安定に動作するに必要な相互距離Ｌ
（すなわち、検出コイル部２０、２０’の中点間の距
離）は、Ｌ≧Ｄ＋３ｄなる条件を満たす必要がある
（Ｄ：円筒形状の検出コイル部２０、２０’の回転軸方
向の長さ、ｄ：外径）。そのため、これら２個の検出コ
イル部２０、２０’を隣接して配置し、複数の検出点で
導電体の液面を検知する場合、これら検出点間の距離を
上記のＬ以上に設定しなければならず、これでは、複数
の検出点を設定する場合の問題となる。

【００１１】そこで、本考案では、これら２個の検出コ
イル部２０、２０’を隣接して配置した場合の複数の検
出点間の距離を短縮するため、図１及び図２に示すよう
に、各検出コイル部２０、２０’の一次コイル２１、２
１’の配列を、発生する磁界同士が互いに打ち消し合う
方向にしたものである。すなわち、図１の電気回路によ
れば、上記一次コイル２１、２１’に交流信号を供給す
る交流電源３０は、上下に隣接する検出コイル部２０、
２０’の一次コイル２１、２１’に供給される交流信号
が互いに逆位相になるように接続されている。これによ
り、図１及び図２に示すように、隣接する検出コイル部
２０、２０’の一次コイル２１、２１’により発生され
る磁界は、図に矢印で示すように、互いに逆方向にな
る。

【００１２】このように、隣接する検出コイル部２０、
２０’の一次コイル２１、２１’の配置を、互いに電磁
的に逆方向に配置することにより、図２に示すように、
隣接し合う二次コイル２２、２２’同士は互いに電磁的
に干渉し合うが、その方向が逆方向となることから互い
に打ち消し合い、誤動作を生じず、むしろ、図３に実線
で示すように、隣接側における比較器２３、２３’から
の出力の傾斜が大きく、すなわち、半値巾が小さくなり
Ｑ特性が良いこととなる。そのため、検出コイル部２
０、２０’間の距離を小さく、すなわち、検出点間の距
離Ｌを小さくすることが可能になる。なお、本考案者に
よる実験によれば、Ｌ＞Ｄなる条件（Ｄ：円筒形状の検
出コイル部２０、２０’の回転軸方向の長さ）を満たせ
ば、各比較器２３、２３’が十分な検出出力を出力でき
ることが確認されている。これにより、例えば溶融金属
炉内に沈設してその液面レベルを検知する場合、従来の
検出レベルの設定条件（Ｌ≧Ｄ＋３ｄ）よりも近接した
距離（Ｌ＞Ｄ）で設定することが可能になることから、
複数の検出レベルを設定する際の自由度を大幅に向上す
ることが可能になり、さらには、誘導式導電体検出装置
の利用範囲を拡大することにもつながることとなる。

【００１３】

【考案の効果】上記の本考案の詳細な説明からも明かな
様に、本考案による誘導式導電体検出装置によれば、そ
の動作上、各検出コイル部の検出点間に必要な距離を、
より短くすることを可能にすることから、誘導式導電体
検出装置の検知レベルをより自由に設定することが可能
になり、かつ、その利用範囲を拡大することが可能なる
という効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例である誘導式導電体検出装置の
回路構成を示す電気回路図である。

【図２】上記誘導式導電体検出装置の検出コイル部の内
部詳細構造を示す断面図である。

【図３】上記誘導式導電体検出装置の検出出力の波形の
一例を示すグラフである。

【図４】上記図２に示す配列を対比して説明するため、
検出コイル部の通常の配列状態を示した断面図である。

【図５】従来の誘導式導電体検出装置の基本原理構造の
一例を示す図である。

【符号の説明】

１０セラミックシース２０検出コイル部２０’ 検出コイル部２１一次コイル２１’ 一次コイル２２二次コイル２２’ 二次コイル２３比較器２３’ 比較器３０交流電源

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】一次コイル（２１）、（２１’）と、こ
の一次コイル（２１）、（２１’）に電磁的に結合され
た少なくとも２個の二次コイル（２２）、（２２）、
（２２’）、（２２’）と、上記一次コイル（２１）、
（２１’）に交流信号を印加する交流電源（３０）と、
上記２個の二次コイル（２２）、（２２）、（２
２’）、（２２’）に誘導される信号を比較する比較器
（２３）、（２３’）とを有する誘導式導電体検出装置
において、上記一次コイル（２１）、（２１’）と二次
コイル（２２）、（２２）、（２２’）、（２２’）と
を各々備える検出コイル部（２０）、（２０’）を複数
組用い、隣接する別の組の検出コイル部（２０）、（２
０’）の一次コイル（２１）、（２１’）に、それらか
ら発生する磁界同士が互いに反発し、打ち消し合う方向
に交流信号が印加されるよう上記交流電源（３０）を接
続したことを特徴とする誘導式導電体検出装置。