JPH08271320A

JPH08271320A - 管又は容器内の液体検出方法及び装置

Info

Publication number: JPH08271320A
Application number: JP9762895A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Hayashida; 建一林田
Original assignee: TSUUDEN KK; Tsuden KK
Current assignee: TSUUDEN KK; Tsuden KK
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1996-10-18

Abstract

(57)【要約】【目的】管又は容器の外部から完全に非接触で内部液
体の有無を判定する。【構成】側壁の一部又は全体が光学的透過材で構成さ
れた管又は容器と、前記光学的透過材の上面（外面）に
配設された投光手段と、この投光手段からの入射光の前
記光学的透過材の下面（内面）からの反射光を受光する
光電変換手段と、この光電変換手段の出力を演算処理し
て前記管又は容器内の液体の有無を判定するようにした
制御手段とを具備することによって上記目的は達成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、管又は容器内の液体
検出方法及び装置に関し、特に大口径の管又は容器や、
半透明部材で構成された管／容器内の液体レベルを完全
に非接触で検出するのに有効な液体検出方法及び装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、比較的小径の管又は容器（例え
ば、直径１０ｃｍ以内）では、管内の液体検出方法とし
て特公平４−４７２６１号公報のような液体検出方法が
知られている。この方法では、発光素子と受光素子を組
合せて透光性円筒形管内を流れる液体の有無を検出する
ようになっており、前記管の同一円周上で前記管に対す
る中心角がほぼ７０°〜１１０°になるような２点に前
記発光素子及び前記受光素子をそれぞれ配置し、かつ発
光角度及び受光角度の中心線が何れも前記管のほぼ中心
に向くようにして、広角発光する前記発光素子からの光
を、広角受光する前記受光素子が受光するか否かにより
前記管内液体の有無を検出することを特徴としている。

【０００３】また、直径１ｍ以上のタンク等大口径の容
器内の液体を検出する場合、導電性の液体では導電性の
深触棒を容器内で上下させて導通レベルをチェックし液
体のレベルを検出していた。また、非導電性の液体で
は、光学式の検出棒を容器内で上下させ、検出棒の先端
に取付けたプリズムの反射光量をチェックして液体の有
無を判定していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかして、上述の特公
平４−４７２６１号公報のような小径用液体検出方法を
大口径の容器にそのまま適用しようとすると、容器の側
壁が１０〜２０ｍｍと厚く、又、広角発生する投光器と
広角受光する受光器の角度を９０°以上離して配設しな
ければならず、投光器から受光器迄の光路長が非常に長
くなり、非常に強力な投光器を用意しなければならない
という問題点があった。また、上述の大口径容器内の液
体検出方法では、導電性の深触棒や光学式の検出棒を容
器内で上下させたり、容器内に配設しなければならず、
超純水のようなごみの混入等を防止したい場合には、原
理的に優れた方法とは言えなかった。

【０００５】また、管や容器の一部又は全体が乳白色等
の半透明な光学的透過材で構成されている容器内の液体
の有無を非接触で検出する方法／装置は一般に知られて
いなかった。

【０００６】この発明は上述のような事情から成された
ものであり、この発明の目的は、側壁の一部が光学的透
過材で構成された管又は容器内の液体の有無を上記管又
は容器内に液体検出手段を設けることなく、管又は容器
の外部から内部液体の有無を直接判定するようにした管
又は容器内の液体検出方法及び装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、側壁の一部
又は全体が光学的透過材で構成された管又は容器内の液
体検出方法であって、前記光学的透過材の上面（外面）
に投光手段及び光電変換手段を設け、前記光学的透過材
の下面（内面）からの反射光量を前記光電変換手段の出
力から演算して前記管又は容器内の液体の有無を判定す
ることによって達成される。

【０００８】この発明は、また、側壁の一部又は全体が
光学的透過材で構成された管又は容器と、前記光学的透
過材の上面（外面）に配設された投光手段と、この投光
手段からの入射光の前記光学的透過材の下面（内面）か
らの反射光を受光する光電変換手段と、この光電変換手
段の出力を演算処理して前記管又は容器内の液体の有無
を判定するようにした制御手段とを具備することによっ
ても達成される。

【０００９】

【作用】この発明の液体検出方法及び装置によれば、液
体検出手段を全て管又は容器の外部へ配設した状態で容
器内の液体の有無を完全に非接触で安定して計測でき
る。従って、超純水のような液体に対し外部からのゴミ
の混入を完全に防止した状態で計測できる。また、光学
的偏光手段により光を屈折させて液体の有無を検出する
ので、センサの設置空間をコンパクト化できると共に、
大口径容器に対しても安定して内部液体の有無をチェッ
クすることができる。

【００１０】

【実施例】この発明の一実施例を図１及び図２を参照し
て説明する。図１（Ａ）はこの発明の液体検出方法及び
装置を全体が透明又は半透明の光学的透過材（透明ガラ
ス、ＦＲＰ，テフロン、塩ビ材、プラスチックス、無機
材、紙、有機材、半透明セラミックス、半透明金属シー
ト（薄い金属シート）等の）で構成された大口径タンク
又は容器（例えば直径３００ｍｍ以上）２に取付けた状
態を示しており、超純水等の液体６が入力口３から投入
され、容器２の出力口５から適宜外部へ取出されるよう
になっている。しかして、この発明の液体検出装置のセ
ンサ部１０の出力は制御手段１００に入力され、容器２
内の液体６のレベルがチェックされるようになってい
る。又、図１（Ａ）に対応させて示す図１（Ｂ）は管又
は容器の大部分は金属等の光学的不透過材４で構成され
た容器の一部に、透明又は半透明の光学的透過材２を介
挿し、この透過材２の上に本発明の液体検出装置のセン
サ部１０を取付けた状態を示している。

【００１１】また、図１（Ｃ）は上述のセンサ部１０の
光学的構成を更に詳細に説明するための断面図であり、
投光手段２０はＬＥＤ、レーザダイオード、電球、光フ
ァイバ（ガラス光ファイバー、プラスチック光ファイバ
ー）等の発光手段２２と、透過材２上に透明液（例えば
油、接着剤、水等）３８を介して固設された投光プリズ
ム２４から成り、透過材２の内壁から反射された反射光
を、プリズム３２及び光電変換素子（ホトマル、ホトダ
イオード、固体半導体カメラ等）から成る光電変換手段
３０で電気信号に変換してケーブル３６を介して、制御
手段１００に入力するようになっている。

【００１２】このような構成において、その動作の概略
を図１（Ｃ）を参照して説明すると、水等の液体６が容
器２のセンサ部１０迄蓄積されていない場合、発光手段
２２とプリズム２４の光学的関係を屈折光ｉ１が透過材
２の臨界角α以上で好ましくは角αに近い角度となるよ
うに配設すると、透過材２の内面で屈折光ｉ１が全反射
され、その反射光ｒ１がプリズム３２及び光電変換素子
３４を介して電気信号に変換され、制御手段１００で演
算処理されて、反射光量が多く、内壁に液体６がないこ
とが検出される。一方、液体６の液面が上昇して、セン
サ部１０の全反射点０１より上に液面が上昇すると、全
反射点０１での全反射が発生せず、反射光量ｒ１が急激
に減少する。この減少した反射光量が光電変換素子３４
の出力変化として現われ、素子３４の出力変動を制御手
段１００で検出して内壁点０１に液体６が有ることが検
出できる。かくして、入射光をプリズム２４、３２等に
より屈折させることにより、投光手段２０と光電変換手
段３０との間隔を短縮できると共に、発光手段２２の輝
度が比較的小さくても、安定して内部液体の有無を検出
することができる。

【００１３】図１（Ｃ）に対応されて示す図２は、この
発明のセンサ部１０の別の構成例を示すものであり、そ
れぞれ同一の番号を付した装置は同一の機能を果たすと
共に、投光手段２０及び光電変換手段３０を薄い透明シ
ート１２上に所定の間隔で載置し、固定したものであ
る。かかる移動式センサ部１０ａでは、容器の透過材２
の壁厚及び光学的屈折率に応じて、内壁からの全反射光
を受光できる間隔で投光手段２０及び光電変換手段３０
を予め固定して製作現場で組立てておけば、単に管又は
容器の液面レベル検出位置に移動式センサ部１０ａを気
泡や空気等が混入しないように透明液等を介して設置す
るだけで、光軸調整等の専門技術を必要することなく取
付作業することができ便利である。

【００１４】図１（Ｃ）に対応させて示す図３（Ａ）は
この発明の液体検出装置の他の一実施例の断面図を示す
ものであり、それぞれ同一の番号を付した装置は同一の
機能を果たすと共に、発光手段及び光電変換素子を投光
用ファイバー２２及び受光用光ファイバー３４に置換
え、これらの光ファイバーを同一のプリズム２４に遮光
カバー２６を介して取付け、このカバー２６をプリズム
２４の側壁に設けたガイド溝２５に沿って移動自在とし
たスライド式センサ部１０ｂを示したものである。ま
た、上述のプリズム２４は光学的透過材２にパッキン３
６により固着し、プリズム２４の底部空間３８には透明
なシリコンオイル等を満たして空気の侵入を防止するよ
うになっている。かかるスライド式センサ部１０ｂの斜
視図を図３（Ｂ）に示す。更に、このスライド式センサ
部１０ｂを容器の光学的透過材２に上下方向に移動可能
な状態でパッキン３６で固定し、複数個取付けた様子を
図４に示す。また、上述の投光用光ファイバー２２に
は、別置きのハロゲンランプ２２０から光を順次切換え
て供給し、受光用光ファイバ３４の反射光は投光手段に
同期して順次切換えて、光電変換手段３４０により電気
信号に変換し、制御手段１００に入力するようになって
いる。

【００１５】このような構成において、その動作の概略
を図３（Ａ）を参照して説明すると、超純水等の液体６
が容器２のスライド式センサ部１０ｂ迄蓄積されていな
い場合、発光手段２２とプリズム２４の光学的関係を投
射屈折光が透過材２の臨界角α以上で、好ましくは角α
に近い角度となるように配設すると、透過材２の内面で
投射屈折光が全反射され、その反射光が同一のプリズム
２４を介して光電変換素子３４に照射され、電気信号に
変換された後制御手段１００に入力され、演算処理され
て、この場合には反射光量が多く、内壁２に液体６が無
いことが検出される。

【００１６】一方、液体６の液面が上昇してスライド式
センサ部１０ｂの全反射点より上に液面が上昇すると、
全反射が発生せず、反射光量が急激に減少する。この減
少した反射光量が光電変換素子３４の出力変化として現
われ、素子３４の出力変動を制御手段１００で検出して
内壁に液体６が有ることが検出できる。かくして、同一
のプリズム２４により投射光及び反射光の進行方向を制
御できるので、投光手段２０と光電変換手段３０との配
置間隔を一段と短縮でき、センサ部のコンパクト化が図
れる。また、全反射光を利用するので、発光手段２２の
輝度が比較的小さくても、安定して内部液体の有無を検
出することができる。更に、センサ部１０ｂはスライド
式で移動自由であるため、センサ部１０ｂの検出位置調
整作業が簡単である。更にまた、スライド式センサ部は
図４に示すように１０ｂ２、１０ｂ３、…１０ｂｉと任
意個のセンサ部をプリズム２４に取付けることが可能で
あり、個々のセンサ部の検出位置調整作業も上述と同様
に簡単である。また、投光、受光用に光ファイバーを利
用すると、センサ部の配線、大きさ及び重量を大幅に節
約することができる。

【００１７】図３（Ａ）に対応させて示す図５は、この
発明の液体検出装置のまた別の一実施例を示すものであ
り、それぞれ同一の番号を付した装置は同一の機能を果
たすと共に、図３（Ａ）に示すプリズム２４を透明板
（プラスチック板、ガラス板等）２３及び透明液３８で
構成し、更に、透明液３８の中に遮蔽板３９を設け、投
射光が透過材２の外面から反射して光電変換素子３４に
直接入射するのを防止するようにしたものである。かか
る構成のスライド式センサ部１０ｂでは、図６に示すよ
うに発光手段２２からの投射光ｉ１が透過材２の外面で
反射し、反射光ｒ２となった場合、遮蔽板３９でカット
されて光電変換素子３４へは入射せず、透過材２の内壁
で全反射した光ｒ１のみが光電変換素子３４へ入射する
ので、光電変換素子３４のバックグラウンドノイズを低
減することができる。尚、図５に示すスライド式センサ
部１０ｂは図４に示すと同様に透明板２３の上に任意個
数追加設置することが可能であり、また、全てのセンサ
部を固定式で設置しても良い。尚、図５の液体検出装置
の動作原理は図３のスライド式センサ部１０ｂと同一で
ある。

【００１８】図６に対応させて示す図７は、この発明の
液体検出装置の更にまた別の一実施例を示すものであ
り、それぞれ同一の番号を付した装置は同一の機能を果
たすと共に、図６に示す発光手段２２をレーザ発光手段
２２、ピンホール４２、凸レンズ４４及びスリット４６
から成る平行光線発生手段４０で置換え、投射光ｐｉ１
の指向性を一段と向上させたものである。更に、図７の
光電変換素子３４の前に集光レンズ３３を配置し、素子
３４の受光感度を向上させている。図７に示すような平
行光線発生手段４０を採用すると、投射光ｐｉ１が平行
光線となり、指向性が狭くなるので、全反射光ｐｒ１の
有無の判定が図６のような非平行光線の場合と比較する
と、より簡単に行なえる利点がある。

【００１９】図３（Ａ）に対応させて示す図８（Ａ）
は、この発明の液体検出装置の更にまた別の一実施例を
示すものであり、それぞれ同一の番号を付した装置は同
一の機能を果たすと共に、ドーナツ状の中空の発光手段
２２及びレンズ２１により反射防止膜３をコーティング
した光学的透過材２に液体検出のための光を投影し（こ
の際、透過材２の内壁に投影光の焦点が合うように調整
するのが好ましい），透過材２の内壁の反射光を集光レ
ンズ３３及び光電変換素子３４を介して電気信号に変換
し、制御手段１００で演算処理するようにしたものであ
る。また、図８（Ｂ）は図８（Ａ）の斜視図である。か
かる構成の液体検出装置でも、内面からの反射光量が液
体６の有無により異なるので液体６のチェックができる
と共に、投射光及び反射光を屈折させるためのプリズム
が不要となり、更に発光手段及び光電変換素子を同心円
状に配設でき、透過材２の内面からの反射光を検出する
センサ部を一段と小型、簡略化できる利点がある。ま
た、透過材２の外面に反射防止膜３をコーティングする
ことにより、透過材２の外面からの反射光量を大幅に低
減でき、透過材２の内面からの反射光量の変化が一段と
検出し易くなる利点がある。

【００２０】図８（Ａ），（Ｂ）に対応させて示す図９
（Ａ），（Ｂ）はこの発明の液体検出装置の更に別の一
実施例を示すものであり、それぞれ同一の番号を付した
装置は同一の機能を果たすと共に、発光手段２２及び光
電変換素子３４の空間的配置を入れ替え、発光手段２２
を同心円の中央部に配置し、光電変換素子３４を中空の
ドーナツ状に形成したものである。かかる構成の液体検
出装置でも、透過材２の内面からの反射光量が液体６の
有無により異なるので液体６の有無判定が図８のセンサ
部と同様に実行できる。

【００２１】図２に対応させて示す図１０は、この発明
の物体検出装置のまた別の一実施例を示すものであり、
それぞれ同一の番号を付した装置は同一の機能を果たす
と共に、投光手段２０及び光電変換手段３０を透明吸盤
５０の上に載置し、移動後のセンサ固定作業を改善した
ものである。かかる移動式センサ部１０ｃではショーウ
ィンド等のガラス表面にセンサ部１０ｃを透明吸盤５０
により空気が入らないように透明液３８を介して簡単に
固定でき、図１１に示すように透過材２の内面に付着し
た霧、露等の物体を内面からの反射光量変化により、簡
単に判定することができる。尚、図１乃至図９迄の実施
例では、制御手段１００により内面からの反射光量の減
少量を主として検出していたが、図１０及び図１１の実
施例では制御手段１００により内面からの反射光量の増
加量を主として検出する点が異なっている。

【００２２】図９に対応させて示す図１２には、この発
明の液体検出装置の更にまた別の一実施例を示すもので
あり、それぞれ同一の番号を付した装置は同一の機能を
果たすと共に、発光手段２２を特に不透明な光学的透過
材（例えば曇ガラス、ＦＲＰ、テフロン、ポリプロピレ
ン、ポリエステル、塩ビ材、半透明セラミックス、半透
明金属シート、半透明無機材、半透明有機材、紙等）２
の外面に接着固着し、透過材２の内面からの反射光量を
透過材２の外面に固設した光電変換手段３４，３４ａ，
３４ｂ等により直接検出するようにしたものである。か
かる構成において、その動作を図１３（Ａ），（Ｂ）を
参照して説明すると、光学的透過材２の内面が空気等の
気体で充たされていて、液体６が無い場合、不透明な光
学的透過材２の内部の粒子に投射光が当って乱反射さ
れ、その乱反射光の一部が臨界角以上で入射されて内面
で全反射され、内側から全反射光が多く反射され、透過
材２の外面に図１３（Ａ）に示す半径ｒ２の大きな円状
パターンの反射光が観測される。一方、透過材２の内部
に液体６が充たされると、図１３（Ｂ）に示すように透
過材２の内面からの全反射光量が減少し、透過材２の外
面に半径ｒ１の小さな円状パターンの反射光が観測され
る。従って、半径ｒ１の小さな円状パターンの外側で半
径ｒ２の大きな円状パターンの内側の領域に光電変換手
段３４を配設しておき、光電変換手段３４の出力の変化
量を制御手段１００により判定すれば、液体６の有無を
簡単に判別することができる。尚、半透明の光散乱粒子
を含む光学的透過材２の場合には、実験により半径ｒ１
の小さな円状パターンの外側であれば、光電変換手段３
４の配置位置はどこでも良いことが確認された。

【００２３】次に、光電変換手段３４の出力波形の信号
処理の一例について説明する。この発明の液体検出方法
及び装置では、図１４に示すように、主として光学的透
過材２の内面のスポット状又はスリット状検出点ＤＰを
中心に液体６の有無を検出しているので、液面が波打っ
たり、管や容器全体が振動した場合、光電変換手段３４
の出力波形がオン−オフ状態に振動し、計測の安定性が
保てない場合が発生する。そこで、アナログ的な平均化
回路又はデジタル信号処理装置により、光電変換手段３
４の出力波形を平滑化／積分処理して、計測の安定性を
図る。

【００２４】図１５はこのような制御手段１００をアナ
ログ信号処理回路で構成した場合の一実施例を示すもの
であり、パルス発振器１０２の出力はトランジスタＱ１
を介して発光ダイオード等の発光手段２２を点滅させる
と共に、同期検出回路１０８にも入力されるようになっ
ており、透過材２の内面からの反射光はホトダイオー
ド、テレビカメラ等の光電変換素子３４により電気信号
に変換されて増幅器１０４に入力され、その出力はゲイ
ン調整手段ＶＲ１及び増幅器１０６により所定の出力レ
ベルになるようにゲイン調整されて同期検出回路１０８
の他の入力端に接続されるようになっている。かくし
て、発光パルスと受光パルスとの同期検出が同期検出回
路１０８で行なわれ、その出力が検波回路１１０で検波
されて直流出力ＶＡに変換され、平滑化手段１２０の入
力段に設けられた比較器１２２に入力される。しかし
て、比較器１２２では、検波出力ＶＡと水面レベル設定
器ＶＲ２との出力が比較され、その出力ＶＢがコンデン
サＣ及び増幅器１２５等で構成された積分器１２４に入
力されて積分されて平滑化され、その出力ＶＣが比較器
１２６により液体有無設定器ＶＲ４の出力と比較され
て、液体６の有無が判定され、トランジスタＱ２、リレ
ー１２８を介してＤ０１として外部に出力されるように
なっている。

【００２５】このような構成において、その動作を図１
６（Ａ）〜（Ｃ）のタイムチャートを参照して説明する
と、先ず、水面レベル設定器ＶＲ２の出力を液体６が図
１５の内面のレベル点ＤＰにある時の検波出力ＶＡと同
一の大きさに予め実験等により設定しておく。次に、液
面がレベル点ＤＰより下にある場合、比較器１２２の出
力ＶＢは図１６（Ａ）の実線の様に変化し、その積分器
出力ＶＣは同図の点線の様に変化してこの出力ＶＣを液
体有無設定器ＶＲ４の出力と比較して液面がレベル点Ｄ
Ｐに至っていないことが分かる。また、液面がレベル点
ＤＰに達した場合、比較器１２２の出力ＶＢは図１６
（Ｂ）の実線の様に変化し、その積分出力ＶＣは同図の
点線の様に変化して液面がレベル点ＤＰに達したことが
分かる。更に、液面がレベル点ＤＰより上に上昇した場
合、比較器１２２の出力ＶＢは図１６（Ｃ）の実線の様
に変化し、その積分出力ＶＣは同図の点線の様に変化す
る。従って、液体有無設定器ＶＲ４の出力を図１６
（Ｃ）の中央部に設定しておけば、液面の振動、波立ち
に基づくチャタリング／発振現象を防止しながら安定的
に液体の有無を制御手段１００で判定することができ
る。

【００２６】図１５に対応させて示す図１７はこの発明
の制御手段１００に内蔵された平滑化手段１２０のまた
別の一実施例を示すものであり、図１５の平滑化手段１
２０は全てアナログ回路で構成してあるが、図１７の平
滑化手段１２０ａは検波出力ＶＡの波形処理をマイクロ
コンピュータ等のデジタル演算処理で置き換えたもので
ある。図１７において、平滑化手段１２０ａはマイクロ
コンピュータ（ＭＰＵ）２００、ＡＤ変換手段２０２、
ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０４、ＲＯＭ２０
６、タイマ２０８、デジタル出力手段２１０等で構成さ
れ、検波出力ＶＡはＡＤ変換手段２０２を介してデジタ
ル信号に変換されＭＰＵ２００に入力され、移動平均処
理等をされて液面レベルがＭＰＵ２００により判定さ
れ、デジタル出力手段２１０を介して液体６の有無が外
部に出力されるようになっている。

【００２７】このような構成において、その動作を図１
８のフローチャートを参照して説明すると、先ずタイマ
２０８の割込クロックにより所定の周期毎にＡＤ変換手
段２０２が起動され、検波出力ＶＡがデジタル信号に変
換される（ステップＳ２）。続いて、ＡＤ変換結果がＲ
ＡＭ２０４の所定の記憶領域に順次記憶されると共に、
過去数サンプル乃至数１０サンプルのＡＤ変換結果の移
動平均値が加算及び割算（シフト演算等）処理等により
演算され、平滑化処理が行なわれる（ステップＳ４）。
次に、この移動平均値とレベル判定値とがＭＰＵ２００
により比較され（ステップＳ６）、レベル判定値よりも
移動平均値の方が小さければ液体無しの出力をして、次
のＡＤサンプリング指令待ちとなる（ステップＳ８）。
一方、レベル判定値よりも移動平均値の方が大きけれ
ば、検出点ＤＰに液体６が有りと判定し（ステップＳ
８）、外部へ液体有り信号を出力する（ステップＳ１
０）。かくして、アナログ回路１２０と同様にデジタル
回路１２０ａによっても液体６の有無が判定できる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の液体検
出方法及び装置によれば、液体検出手段を全て管又は容
器の外部へ配設した状態で容器内の液体の有無を完全に
非接触で安定して計測できる。従って、超純水のような
液体に対し外部からのゴミの混入を完全に防止した状態
で液体の有無を計測できる。また、光学的偏光手段によ
り光を屈折させて液体の有無を検出するので、センサの
設置空間をコンパクト化できると共に、大口径容器に対
しても安定して内部液体の有無をチェックすることがで
きる。更に、光学的偏光手段ではなく発光手段を直接透
過材外面に取付け、透過材内面からの反射光量を選択的
に直接検出する方法及び装置では、簡単な装置構成で、
乳白色の有機材等の半透明な光学的透過材を使用した容
器でも安定して内部液体の有無がチェックできる利点が
ある。更にまた、光投光部／光受光部に光ファイバーを
利用した装置では、センサ部の配線、大きさ、重量等を
簡略・軽量化できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の液体検出装置の一実施例を示す構成
図である。

【図２】この発明で使用する移動式センサ部の一構成例
を示す斜視図である。

【図３】この発明で使用するスライド式センサ部の断面
図及び斜視図の一例である。

【図４】この発明のスライド式センサ部の容器外面への
設置例を示す図である。

【図５】この発明のセンサ部プリズムのまた別の一構成
例を示す図である。

【図６】その断面図を示す図である。

【図７】平行光線を利用したこの発明のセンサ部の一構
成例を示す断面図である。

【図８】ドーナツ状投光手段を利用したこの発明のセン
サ部の一構成例を示す図である。

【図９】ドーナツ状光電変換手段を利用したこの発明の
センサ部の一構成例を示す図である。

【図１０】この発明の移動式センサ部の更にまた別の構
成例を示す図である。

【図１１】この発明を霧・露検出に応用した例を示す図
である。

【図１２】この発明の液体検出装置の更にまた別の構成
例を示す図である。

【図１３】その動作を説明するための光学的断面図であ
る。

【図１４】この発明での液面振動現象を説明する図であ
る。

【図１５】この発明の制御手段の一構成例を示すブロッ
ク図である。

【図１６】その動作を説明するためのタイムチャートで
ある。

【図１７】この発明の検波出力平滑化手段の別の一構成
例を示すブロック図である。

【図１８】その動作を説明するためのフローチャートで
ある。

【符号の説明】

２光学的透過材（半透明部材を含む）４光学的不透過材６液体１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃセンサ部２０投光手段２２発光手段２４，３２プリズム２６カバー３０光電変換手段３４光電変換素子３６パッキン３８透明液３９遮蔽板４０平行光線発生手段２１，３３レンズ５０透明吸盤１００制御手段１２０，１２０ａ平滑化手段２００ＭＰＵ２０２ＡＤ変換手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】側壁の一部又は全体が光学的透過材で構
成された管又は容器内の液体検出方法であって、前記光
学的透過材の上面（外面）に投光手段及び光電変換手段
を設け、前記光学的透過材の下面（内面）からの反射光
量を前記光電変換手段の出力から演算して前記管又は容
器内の液体の有無を判定するようにしたことを特徴とす
る管又は容器内の液体検出方法。
【請求項２】前記投光手段及び光電変換手段にそれぞ
れ光路偏光手段を設け、投光手段と光電変換手段の設置
間隔を短縮するようにした請求項１に記載の管又は容器
内の液体検出方法。
【請求項３】前記投光手段及び光電変換手段をそれぞ
れ同一の光路偏光手段の異なる側壁に配設するようにし
た請求項１に記載の管又は容器内の液体検出方法。
【請求項４】前記投光手段及び光電変換手段を前記光
路偏光手段の側壁に沿って移動できるようにした請求項
３に記載の管又は容器内の液体検出方法。
【請求項５】前記投光手段から平行光線を生成して前
記光学的透過材へ投射し、当該平行光線の前記下面から
の反射光量を前記光電変換手段で検出するようにした請
求項１乃至４に記載の管又は容器内の液体検出方法。
【請求項６】前記投光手段の投射角及び光電変換手段
の受光角を前記光学的透過材の表面に対し垂直方向に配
設するようにした請求項１に記載の管又は容器内の液体
検出方法。
【請求項７】前記光学的透過材の表面に反射防止膜を
形成するようにした請求項６に記載の管又は容器内の液
体検出方法。
【請求項８】前記光学的透過材がＦＲＰ、曇ガラス、
テフロン、ポリプロピレン、ポリエステル、塩ビ材、半
透明プラスチックス、半透明無機材、半透明有機材、
紙、半透明セラミックスまたは半透明金属で構成された
請求１乃至７に記載の管又は容器内の液体検出方法。
【請求項９】前記投光手段の光投光部又は光電変換手
段の光受光部に光ファイバーを含む請求項１乃至８に記
載の管又は容器内の液体検出方法。
【請求項１０】前記液体が超純水である請求項１乃至
９に記載の管又は容器内の液体検出方法。
【請求項１１】前記管又は容器の直径が３００ｍｍ以
上である請求項１乃至１０に記載の管又は容器内の液体
検出方法。
【請求項１２】側壁の一部又は全体が光学的透過材で
構成された管又は容器と、前記光学的透過材の上面（外
面）に配設された投光手段と、この投光手段からの入射
光の前記光学的透過材の下面（内面）からの反射光を受
光する光電変換手段と、この光電変換手段の出力を演算
処理して前記管又は容器内の液体の有無を判定するよう
にした制御手段とを具備することを特徴とする管又は容
器内の液体検出装置。
【請求項１３】前記投光手段及び光電変換手段内に、
それぞれ光路偏光手段を設け、投光手段と光電変換手段
の設置間隔を短縮するようにした請求項１２に記載の管
又は容器内の液体検出装置。
【請求項１４】前記投光手段及び光電変換手段をそれ
ぞれ同一の光路偏光手段の異なる側壁に配設するように
した請求項１２に記載の管又は容器内の液体検出装置。
【請求項１５】前記投光手段及び光電変換手段を、前
記光路偏光手段の側壁に沿って移動できるようにした請
求項１４に記載の管又は容器内の液体検出装置。
【請求項１６】前記光路偏光手段の中央に、前記光学
的透過材の上面からの反射光をカットする遮蔽板を設け
るようにした請求項１５に記載の管又は容器内の液体検
出装置。
【請求項１７】前記投光手段から平行光線を生成して
前記光学的透過材へ投射し、当該平行光線の前記下面か
らの反射光量を前記光電変換手段で検出するようにした
請求項１２乃至１６に記載の管又は容器内の液体検出装
置。
【請求項１８】前記投光手段の投射角及び光電変換手
段の受光角を前記光学的透過材の表面に対し垂直方向に
配設するようにした請求項１２に記載の管又は容器内の
液体検出装置。
【請求項１９】前記光学的透過材の表面に反射防止膜
を形成するようにした請求項１８に記載の管又は容器内
の液体検出装置。
【請求項２０】前記投光手段を中空のドーナッツ状に
形成し、この中空部分に前記光電変換手段を配設するよ
うにした請求項１８又は１９に記載の管又は容器内の液
体検出装置。
【請求項２１】前記光電変換手段を中空のドーナッツ
状に形成し、この中空部分に前記投光手段を配設するよ
うにした請求項１８又は１９に記載の管又は容器内の液
体検出装置。
【請求項２２】前記光学的透過材がＦＲＰ、曇ガラ
ス、テフロン、ポリプロピレン、ポリエステル、塩ビ
材、半透明プラスチックス、半透明無機材、半透明有機
材、紙、半透明セラミックスまたは半透明金属で構成さ
れた請求１２乃至２２に記載の管又は容器内の液体検出
装置。
【請求項２３】前記投光手段の光投光部又は光変換手
段の光受光部に光ファイバーを含む請求項１２乃至２２
に記載の管又は容器内の液体検出装置。
【請求項２４】前記液体が超純水である請求項１２乃
至２３に記載の管又は容器内の液体検出装置。
【請求項２５】前記管又は容器の直径が３００ｍｍ以
上である請求項１２乃至２４に記載の管又は容器内の液
体検出装置。