JPH0749256A - タンク液面測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 既設のタンクにも簡単に設置することがで
き、かつ少ない電力消費で作動可能な磁歪線を用いた液
面測定装置を提供すること。 【構成】 磁歪線２０の一端に送信コイル２２を、また
測定領域に受信コイル２３を備えたコイルユニットを設
けてなる液面検出手段と、外部に設けられた制御装置４
３からの信号により起動する起動回路３２と、送信コイ
ル２２に駆動パルスを印加する駆動パルス発生手段３６
と、駆動パルスにより計時を開始し、また受信コイル２
３からの信号により計時を停止するカウンタ４１とを一
体に設けて構成する。外部の制御装置４３と双方向伝送
回線３５、及びバッテリ３３と電力供給線３４により接
続し、液面情報が必要な場合に起動信号を出力すると、
起動回路３２を介してバッテリ３３から駆動電力が供給
されて測定が実行される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、タンク等に収容された
液体の液面や液量をフロートの移動により測定する装置
に関する。

【０００３】

【従来の技術】地下に埋設されたタンクや、またローリ
等に搭載されたタンク内の液面測定は、通常、検尺棒を
使用して行われているが、人手に頼る必要があるばかり
でなく、オンラインによる液面管理ができないという問
題を抱えている。このような問題を解消するため、円筒
電極を同心状に配置して２つの電極間の静電容量が液面
に比例することを利用した液面測定装置も提案されてい
るが、油種や水分による影響を受けやすく、データ処理
回路が複雑化するという問題がある。このような問題を
解消するため、磁歪線の周囲に測定領域全体に渡るよう
に受信コイルを巻回し、また上端に送信コイルを設けて
なる磁歪現象を利用した変位検出手段に、磁石を内蔵し
たフロートを液面に追従可能に設けた液面検出手段を用
いた液面測定装置も提案されている（特開昭59-37418号
公報）。しかしながらこのような液面検出手段は、液面
検出の度に磁歪線に超音波振動を発生させる必要がある
ため、供給可能な電力が制限されているローリ等に搭載
した場合には、自動車バッテリの電力消費が問題にな
る。

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情に鑑みてなされたものであって、その目的とするとこ
ろは電力の消費を抑制しつつ、液面データを確実に得る
ことができる磁歪線を利用した車両に搭載可能なタンク
液面測定装置を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、磁歪線の一端に送信コイル
を、また測定領域に受信コイルを備えたコイルユニット
と、該コイルユニットの受信コイルの外周に遊嵌された
磁石付きフロートとにより構成された液面検出手段と、
前記送信コイルに駆動パルスを印加する駆動パルス発生
手段と、前記駆動パルスにより計時を開始し、また前記
受信コイルからの信号により計時を停止するカウンタ手
段とを備えるともに、外部から電力の供給を起動回路を
介して受ける信号処理部とを備えるようにした。

【０００５】

【作用】一定の時間間隔をおいて外部からの起動信号が
入力されると、起動回路により電力が駆動パルス発生手
段、カウンタ手段に電力が供給されて液面測定が実行さ
れる。一定時間が経過した段階で起動回路による電力の
供給が停止する。このように必要に応じて液面検出手段
を起動して自動車バッテリなどの電力消費を抑制しつつ
液面測定を実行する。

【０００６】

【実施例】そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例
に基づいて説明する。図１は本発明の液面検出器の一実
施例を示すものであって、ヘッド部１と検出部２の２つ
の部分により構成されている．ヘッド部１は、検出部２
を固定する基台３、カバー４とをパッキン５を介して固
定して防爆構造のケースとして構成されており、内部に
後述する信号処理回路が実装された回路基板６，７、８
を多層構造でもって収容することができる。回路基盤
６，７、８にはパッキン９により気密的に引き出された
ケーブル１０により外部のデータ処理部に接続されてい
る．

【０００７】２は、検出部で、後述するパイプ１１と、
上端となる側に形成されたフランジ１２とを備え、フラ
ンジ１２を介してヘッド部１の基台３に気密的に固定で
きるように構成され、パイプ２の外側にはリング状磁性
体１３を備えたフロート１４が移動可能に設けられてい
る．パイプ１１の内部には後述するコイルユニット１５
がダンパー部材を兼ねた糸状体１６を介して挿入され、
コイルユニット１５がパイプ１１のほぼ中心線上に配置
されている。

【０００８】図３は、前述の検出部２を拡大して示すも
のであっては、２０はニッケル合金からなる磁歪線で、
これの表面には絶縁体を兼ねた合成樹脂製のチューブ２
１を被せ、その表面には上端となる側に送信コイル２２
が、また送信コイルから先端側にかけて一定のピッチで
全長にわたって受信コイル２３が巻回されている。これ
らコイル２２、２３の表面にはコイル固定用の熱収縮性
合成樹脂チューブ２４が被せられてコイルユニットに纏
め上げられている。

【０００９】図中符号１１は、前述のパイプで、外力に
抗することができる程度の剛性を備え、かつ耐圧防爆が
可能な厚みを備えた非磁性体金属、この実施例では不錆
鋼からなるパイプから成り、その一端の開口２５が金属
製の栓体２６を挿入して銀蝋により固着され、また他端
はフランジ１２の通孔に挿入されて、パイプ１１の先端
がフランジ１２の面とほぼ同一となるように位置決めさ
れた上で、フランジ１２の両端１２ａ，１２ｂを銀蝋に
よりとパイプと一体に固定されている。

【００１０】このように構成されたパイプ１１内には、
前述のコイルユニット１５を、その表面にフィラメント
を紡いでなる比較的太く、かつ弾性を備えた糸状体を粗
いピッチで巻回して少なくとも受信コイル２３の一部、
及び送信コイルが露出する程度に引き出した状態で、パ
イプ１１の上端に合成樹脂性のシール剤２７でモールデ
ングし、またコイルユニット１５の先端も同様の合成樹
脂２８により封止してパイプ１１の内部と外部環境とが
遮断されている。これら送信コイル２２、及び受信コイ
ル２３は、それぞれケーブルＣに接続されて回路基板
６、７、８の測定回路に接続されている。なお、図中符
号２９は、送信コイル２２の表面に設けられたリング状
バイアス用永久磁石を、また符号５０はフロート１４の
抜け落ち防止ストッパをそれぞれ示す。

【００１１】図３は同上装置を駆動するための測定回路
の一例を示すもので、図中符号３０は、ヘッド部１に収
容されている測定回路で、信号処理部３１と起動回路３
２とにより構成されている。起動回路３２は、自動車バ
ッテリ３３から電力供給線３４により電力の供給を受け
て常時作動状態を維持し、後述する伝送回線３５から起
動パルスが入力した場合にバッテリ３３の電力を信号処
理部３１に供給して起動するように構成されている。一
方、信号処理部３１は、常時は休止状態が維持されてい
て、起動回路３２からの電力供給を待って起動するよう
に構成されている。

【００１２】次ぎに信号処理部３１について説明する。
図中符号３６は、駆動パルス発生手段で、一定周期、例
えばパルス幅５マイクロ秒の励起パルスを繰り返し周期
１０ミリ秒で出力するものである。３７は、受信コイル
２３から出力された逆磁歪効果による起電力を検出する
信号検出手段である。３８はプリップフロップ回路で、
励起パルスが出力された時点に一致してセットされ、ま
た信号検出手段３７からの信号によりリセットされるよ
うに構成されている。３９は、ゲート回路でフリップフ
ロップ回路３８から出力されるパルスの時間に一致して
クロック発生回路４０からのクロック信号をカウンタ４
１に出力し、さらに伝送回線を介して制御装置に出力す
るように構成されている。

【００１３】４３は、制御装置で、１台、もしくは複数
台の液面測定装置と共通の双方向通信が可能な伝送回
線、例えばＲＳ−４８５のケーブル３５により測定回路
３０と接続され、スイッチによる手動操作や、予め設定
された測定周期Ｔ0毎に起動信号（図４ Ｉ）を出力す
るように構成されている。

【００１４】このように構成された装置は、ヘッド部１
をパイプ１１が鉛直状態となるようにタンクの上端に固
定される。これにより、コイルユニット１５は、糸状体
１６によりパイプ１１の中心軸線上に位置決めされた状
態で配置される。この状態では、パイプ１１が先端を栓
体２６により封止されているから液密状態が保持され、
また他端が合成樹脂製シール剤２７、及びヘッド部１に
より気密状態に保持されているから、雰囲気中の可燃性
ガスがパイプ１１や、ヘッド部空間内に侵入するのが阻
止される。測定装置の取り付けが完了した段階で、双方
向伝送回線３５、及び電力供給線３４により車室に搭載
されている制御装置４３、及び自動車バッテリ３３に接
続される。

【００１５】このようにして設置が終了した状態におい
ては、起動回路３２だけが動作可能で、また信号処理部
３１は待機状態を維持している。この状態で制御装置４
３のスイッチを操作したり、また測定周期に基づいて起
動信号（図４ Ｉ）が出力すると、起動回路３２は、電
力供給線３４により供給されている電力を信号処理部３
１に供給する。これにより駆動パルス発生手段３６から
一定周期で駆動パルスが出力して（図４ ＩＩ）、送信
コイル２２に磁界が発生して磁歪線２０に瞬間的に機械
的歪みが発生する。この歪みは疎密波となって磁歪線２
０を他端に向けて約５Ｋｍ／ｓの速度で伝搬する。同時
にフリップフロップ３８がセットされて信号が出力して
ゲート回路３９が開放されてクロック発生回路４０から
のクロック信号がカウンタ４１に入力する。

【００１６】このようにして疎密波がフロート１４の位
置まで伝搬すると、ここに位置する磁石１３による磁界
を受けて逆磁歪効果により受信コイル２３に起電力が発
生する。この起電力は検出手段３７により検出されてフ
リップフロップ３８に入力する。これによりフリップフ
ロップ３８がリセットし、ゲート回路３９が閉じてクロ
ック信号（図４ ＩＶ）の計数が終了する。

【００１７】カウンタ４１のデータは伝送回線３５を介
して制御装置４３に入力し、デイスプレイ等に液面とし
て表示される。いうまでもなく、送信コイル２２は、タ
ンク底面から既知の距離に取り付けられているから、こ
の値から今測定されたフロート１４の磁石１３までの距
離を差し引くことにより液深や、またタンク形状との換
算手段により液量を知ることができる。

【００１８】所定時間Ｔ0が経過して測定期間が終了す
ると、制御装置４３から起動信号が停止し、起動回路３
２による電力供給が停止されるため、信号処理部３１が
停止して電力の消費が抑えられる。

【００１９】以下、このような動作を周期的に繰り返す
ことによりタンク液面についての情報を、可及的に少な
い電力により得ることができる。

【００２０】また、複数台の液面検出手段が設置されて
いる場合には、各測定装置に時刻をずらせながら起動信
号を出力することにより、電力消費の平均化を図りなが
ら１本の伝送回線により複数のタンクについての液面デ
ータを収集することができる。

【００２１】一方、液面検出手段のタンクへの設置や、
また既設の液面検出手段の再調整する場合には、制御装
置４３と同等の機能を備えたハンデイタイプの制御装置
を用い、現場において伝送回線により個々の液面検出手
段に接続して起動信号を手動で発生させる等の方法で、
フロートの位置に関する情報を得ながら、液面検出手段
の取り付け状態等を調整することができ、調整作業の簡
素化を図ることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
磁歪線の一端に送信コイルを、また測定領域に受信コイ
ルを備えたコイルユニットと、コイルユニットの受信コ
イルの外周に遊嵌された磁石付きフロートとにより構成
された液面検出手段と、送信コイルに駆動パルスを印加
する駆動パルス発生手段と、駆動パルスにより計時を開
始し、また受信コイルからの信号により計時を停止する
カウンタ手段とを備えるともに、外部から電力の供給を
起動回路を介して受ける信号処理部とを備えたので、液
種に関りなく、自動車バッテリの電力消費を可及的に抑
制しながら、液面を確実に測定することができる。
９

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用する液面検出手段の一実施例を示
す装置の断面図である。

【図２】同上液面検出手段を拡大して示す断面図であ
る。

【図３】同上液面検出手段を使用した液面測定装置の一
実施例を示すブロック図である。

【図４】同上液面測定装置の動作を示す図である。

【符号の説明】

１ ヘッド部 ２ 検出部 ３ 基台 ４ カバー ６、７、８ 回路基板 １０ ケーブル １１ パイプ １２ フランジ １３ 磁石 １４ フロート １５ コイルユニット １６ 糸状体 ２０ 磁歪線 ２２ 送信コイル ２３ 受信コイル ２６ 栓体 ３０ 測定回路 ３１ 信号処理部 ３３ バッテリ ３４ 電力供給線 ３５ 伝送回線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁歪線の一端に送信コイルを、また測定
   領域に受信コイルを備えたコイルユニットと、該コイル
   ユニットの受信コイルの外周に遊嵌された磁石付きフロ
   ートとにより構成された液面検出手段と、 前記送信コイルに駆動パルスを印加する駆動パルス発生
   手段と、前記駆動パルスにより計時を開始し、また前記
   受信コイルからの信号により計時を停止するカウンタ手
   段とを備えるともに、外部から電力の供給を起動回路を
   介して受ける信号処理部とを有するタンク液面測定装
   置。 【０００１】