JPH0886684A

JPH0886684A - レベルセンサー

Info

Publication number: JPH0886684A
Application number: JP24854594A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ogawa; 淳小川; Kazuaki Mizukami; 和明水上; Yoshio Ozawa; 芳男小澤; Masahiro Furukawa; 雅裕古川; Hideki Uchida; 英樹内田; Masashi Yasuda; 昌司安田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1994-09-16
Filing date: 1994-09-16
Publication date: 1996-04-02

Abstract

(57)【要約】【目的】機械的及び電気的構造が簡易で、然も液体の
温度や濃度に拘わらず高い測定精度が得られるレベルセ
ンサーを提供する。【構成】長尺の筒状に形成されたステム11の周面にフ
ロート14が筒軸方向へ摺動可能に係合し、ステム11の内
部には、多数のリードスイッチ４が筒軸方向に一定ピッ
チで密に配列されると共に、フロート14の内部には、少
なくとも１つのリードスイッチ４の作動に有効な磁界を
発生する磁石５が収納され、前記リードスイッチ４の配
列は、フロート14の位置を検出するための測定回路に接
続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレベルセンサーに関し、
特に吸収式冷温水機の高温再生器の如く高温、高濃度の
液体が収容された容器の液面位を測定するのに好適な耐
環境性に優れたレベルセンサーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】吸収式冷温水機においては、高温再生器
の液面位が過度に高くなると、蒸発器に向かう蒸気に吸
収液(臭化リチウム)が混入することになり、これによっ
て冷媒の沸点が上昇して、冷凍能力の低下を招来する。
逆に、高温再生器の液面位が過度に低下すると、高温再
生器内の温度が異常に上昇して、安全装置の動作によっ
て冷温水機が異常停止することになる。

【０００３】そこで、高温再生器内の液面位をレベルセ
ンサーによって直接に測定して、液面位を一定に制御す
ることが考えられる。この際、高温再生器内は１５０度
前後の高温となり、然も高温再生器内の吸収液は、濃度
が６０％前後と高くなるため、この様な悪条件に耐え得
る耐環境性に優れたレベルセンサーが必要となる。

【０００４】ところで、比較的耐環境性に優れたレベル
センサーとして、従来より、液柱の重さを測定する差圧
式液面計、液面に浮ぶフロートの位置を機械的に検出す
るフロート式液面計、超音波が液面に反射して帰ってく
る時間によって液面位を測定する超音波式液面計、更に
は磁歪線の歪に起因して発生する機械弾性波を利用して
液面位を測定する磁歪式液面計等が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、差圧式
液面計は液体の密度が変化すると誤差が生じる問題があ
る。又、フロート式液面計はフロートの位置を検出する
ための機械的構造が複雑となる問題がある。一方、超音
波式液面計や磁歪式液面計は測定回路が複雑であり、装
置が高価となる問題がある。従って、従来のいずれのレ
ベルセンサーも、吸収式冷温水機の高温再生器用として
は適当でなく、機械的及び電気的構造の簡易な新規なレ
ベルセンサーの開発が期待されていた。

【０００６】本発明の目的は、機械的及び電気的構造が
簡易で、然も液体の温度や濃度に拘わらず高い測定精度
が得られるレベルセンサーを提供することである。

【０００７】

【課題を解決する為の手段】本発明に係るレベルセンサ
ーは、長尺の筒状に形成されたステム(11)を具え、ステ
ム(11)の周面にフロート(14)が筒軸方向へ摺動可能に係
合している。ステム(11)の内部には、多数のリードスイ
ッチ(４)が筒軸方向に一定ピッチで密に配列されると共
に、フロート(14)の内部には、少なくとも１つのリード
スイッチ(４)の作動に有効な磁界を発生する磁石(５)が
収納されている。又、前記リードスイッチ(４)の配列
は、フロート(14)の位置を検出するための測定回路(２)
に接続されている。

【０００８】具体的構成において、測定回路(２)は、リ
ードスイッチ配列(40)の入力端子群(８)に接続されたパ
ルス発生回路(21)と、リードスイッチ配列(40)の出力端
子群(81)に接続された出力検出回路(22)とを具え、出力
検出回路(22)は、パルス発生回路(21)からのパルス信号
を検出することによってリードスイッチ(４)の閉成動作
を検知する。

【０００９】更なる具体的構成において、リードスイッ
チ配列(40)はマトリクス回路(７)を介して測定回路(２)
に接続され、リードスイッチ(４)はマトリクス回路(７)
の行列の交点に介在して、マトリクス回路(７)の行方向
及び列方向の配線端部に入力端子群(８)及び出力端子群
(81)が設けられている。

【００１０】

【作用】上記本発明に係るレベルセンサーにおいては、
液面位測定の対象とする容器にステム(11)を垂直に取り
付けて、ステム(11)の下半部を液中に沈める。これによ
って、フロート(14)が液面に浮び、液面位の変動に伴っ
て上下動することになる。ある液面位でフロート(14)が
一定の高さ位置に静止した状態で、該フロート(14)内の
磁石(５)から発生する磁界が、磁石(５)から最も近いス
テム(11)内のリードスイッチ(４)に及び、該リードスイ
ッチ(４)を閉成(ＯＮ)動作させる。磁石(５)からの磁界
が及ばない他のリードスイッチ(４)は開いたままであ
る。この状態で、測定回路(２)によってリードスイッチ
配列(40)へＯＮ／ＯＦＦ検出用の信号を供給すると共
に、リードスイッチ配列(40)から得られる出力信号を検
出し、これによって何れのリードスイッチ(４)がＯＮと
なったかを検知する。そして、ＯＮとなったリードスイ
ッチ(４)の配列中の位置から液面位を算出するのであ
る。ここで、リードスイッチ(４)はステム(11)内に一定
ピッチで密に配列されているから、高い測定精度が得ら
れる。

【００１１】上記測定回路(２)の具体的構成において
は、パルス発生回路(21)から各リードスイッチ(４)の入
力端子にパルス信号を供給する。この中で閉成状態のリ
ードスイッチ(４)に供給されたパルス信号は該リードス
イッチ(４)を通過して、その出力端子から出力検出回路
(22)へ送り込まれることになる。これによって、出力検
出回路(22)はいずれのリードスイッチ(４)がＯＮとなっ
たかを検知するのである。

【００１２】又、上記の更なる具体的構成においては、
マトリクス回路(７)の任意行(任意列)の入力端子にパル
ス信号を加えた状態で、マトリクス回路(７)の全ての列
(行)の出力端子の２値状態を調べる。このとき、その列
(行)の何れかの出力端子からパルス信号が検出されたと
すると、その列(行)の対応するリードスイッチ(４)がＯ
Ｎとなったことが検知される。そして、次にパルス信号
を入力すべき行(列)を１つずらして、同様に全ての列
(行)の出力端子の２値状態を調べる。これによって、リ
ードスイッチ配列(40)中の何れのリードスイッチ(４)が
ＯＮとなったかが検知される。

【００１３】

【発明の効果】本発明に係るレベルセンサーによれば、
その機械的構成が、フロート内に磁石を配置すると共
に、ステム内にリードスイッチを配列しただけの簡易な
ものあり、然も測定回路は、各リードスイッチのＯＮ／
ＯＦＦを検出するだけの単純な機能を有すればよいか
ら、その電気的構成は簡易である。又、磁界の作用によ
って位置を検出するから、液体の温度や濃度の影響を受
けることがなく、高い精度が実現される。更に、吸収式
冷温水機の高温再生器の如く、高濃度の液体の液面位を
測定する場合には、ステム及びフロートを耐食性の高い
資材、例えばステンレス鋼等で形成すれば、腐食の問題
は生じない。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を吸収式冷温水機の高温再生器
用のレベルセンサーに実施した例につき、図面に沿って
詳述する。図１に示す様に、レベルセンサー(１)は、円
筒状の長いステム(11)を具え、ステム(11)の上端部に
は、取付けネジ部(13)を介して端子ボックス(12)が設け
られている。

【００１５】ステム(11)の外周面には、フロート(14)が
ステム(11)の長手方向へ摺動可能に係合しており、ステ
ム(11)の両端部に取り付けられた上ストッパー(15)及び
下ストッパー(16)によって、フロート(14)の摺動範囲が
規定されている。上記レベルセンサー(１)を高温再生器
に取り付ける際は、取付けネジ部(13)を高温再生器の天
井壁(９)に捩じ込んで、ステム(11)の下半部を液面(91)
下へ沈める。これによって、フロート(14)は液面(91)に
浮ぶことになる。尚、本実施例の場合、ステム(11)の長
さは４００ｍｍ、直径は１３.８ｍｍであって、フロー
ト(14)の直径は４９ｍｍ、高さは５０ｍｍである。又、
ステム(11)及びフロート(14)の材質はステンレス鋼であ
る。

【００１６】上記レベルセンサー(１)には、パルス発生
回路(21)及び出力検出回路(22)からなる測定回路(２)が
接続されており、該測定回路(２)によって測定された液
面位は、表示装置(３)に表示される。パルス発生回路(2
1)及び出力検出回路(22)の構成及び動作については後述
する。

【００１７】図２に示す如く、ステム(11)の内部には、
略全長に亘って伸びる基板(６)が収容されており、該基
板(６)上には、螺旋状の経路に沿って、多数のリードス
イッチ(４)が一定ピッチで密に配列されている。本実施
例では、３５個のリードスイッチ(４)が５ｍｍのピッチ
で配列されている。一方、フロート(14)の内部には、ス
テム(11)内のリードスイッチ(４)に磁界を及ぼすべき磁
石(５)が収納されている。

【００１８】リードスイッチ(４)は図５に示す様に、両
端部が封止されたガラスチューブ(41)内に、一対のリー
ド(42)(43)を貫通させて、両リード(42)(43)の先端部を
僅かにギャップをおいて対向させたものである。リード
スイッチ(４)に対し、図中に破線で示す様に磁石(５)か
らの磁力線が作用すると、両リード(42)(43)が異なる磁
極に磁化されて、弾性復帰力に抗して互いに接触し、リ
ードスイッチ(４)が閉成することになる。

【００１９】図２のリードスイッチ配列(40)は、基板
(６)上に形成したマトリクス状の配線を介して、図１の
端子ボックス(12)に設けた複数の入力端子及び出力端子
に接続されている。図３は、リードスイッチ配列(40)を
入力端子群(８)及び出力端子群(81)に接続するマトリク
ス回路(７)を示している。３５個のリードスイッチ(４)
を配列した場合、入力端子群(８)及び出力端子群(81)は
夫々６個の端子から構成することが出来る。

【００２０】図４に示す如く、入力端子群(８)には、前
記パルス発生回路(21)からパルス信号が供給される。
又、出力端子群(81)は、各出力端子毎に設けたプルアッ
プ抵抗を介して前記出力検出回路(22)へ接続されてい
る。パルス発生回路(21)及び出力検出回路(22)はリセッ
トスイッチ(23)のＯＮ操作によってリセットされ、パル
ス発生回路(21)は、先ずＡ端子のみ“ロー”、他の５つ
の端子Ｂ〜Ｆは“ハイ”とするパルス信号を発生する。

【００２１】次に、出力検出回路(22)は、出力端子１〜
６の２値状態を順次検知する。ここで、例えば出力端子
１が“ロー”であれば、Ｓ１のリードスイッチ(４)がＯ
Ｎとなったことが検知される。

【００２２】続いて、パルス発生回路(21)は、Ｂ端子の
み“ロー”、他の５つの端子Ａ、Ｃ〜Ｆは“ハイ”とす
るパルス信号を発生する。そして、同様に出力検出回路
(22)は、出力端子１〜６の２値状態を順次検知する。こ
こで、例えば出力端子１が“ロー”であれば、Ｓ７のリ
ードスイッチ(４)がＯＮとなったことが検知される。

【００２３】図７は、上述の毎くパルス発生回路(21)に
よって、入力端子群(８)のＡ端子からＦ端子に対して、
順次印加すべきパルス信号のパターンを表わしており、
これら６つのパターンは一定周波数で繰り返えされる。
上述の如く１つのパターンについては、６つの出力端子
の２値状態が順次検出され、６つのパターンの実行によ
って、合計３５個の全てのリードスイッチ(４)のＯＮ／
ＯＦＦが検知されることになる。

【００２４】ＯＮとなったリードスイッチ(４)が検知さ
れると、該リードスイッチ(４)の配列中の位置(順位)か
ら、フロート(14)の高さ位置が割り出される。例えば、
各リードスイッチ(４)に対応するフロート(14)の高さ位
置を予めテーブルとして保有しておき、ＯＮとなったリ
ードスイッチ(４)の位置を該テーブルを用いてフロート
(14)の高さ位置に変換するのである。尚、本実施例で
は、リードスイッチ(４)が密に配列されているため、複
数(２乃至３個)のリードスイッチ(４)が同時にＯＮとな
る。そこで、ＯＮとなった複数のリードスイッチ(４)に
対応する高さ位置の平均値を算出し、その結果を液面位
の測定値として出力するのである。

【００２５】図６は上記測定回路(２)による液面位の測
定手続きを表わしている。先ずステップＳＴ１にて、レ
ベルセンサーの全てのリードスイッチからの出力信号を
検出し、この中で複数のスイッチＳｎ〜Ｓｎ＋ｋがＯＮ
となったことが検知された場合、次のステップＳＴ２に
て、各スイッチの位置を、対応する液面位Ｈｎ〜Ｈｎ＋
ｋに変換する。

【００２６】続いてステップＳＴ３にて、得られた複数
の液面位について、これらの平均値を計算した後、ステ
ップＳＴ４にて、その計算結果を液面位の測定値として
表示する。前記ステップＳＴ１にて全てのスイッチがＯ
ＦＦのときは、ステップＳＴ５へ移行して、センサ異常
として、その旨を表示する。

【００２７】上記レベルセンサー(１)によれば、リード
スイッチ(４)の配列ピッチに応じた精度で液面位を測定
することが出来、リードスイッチ(４)の小形化及び配列
ピッチの狭小化によって更に精度を上げることが出来
る。又、ステム(11)及びフロート(14)が耐食性の資材か
ら形成されているから、高温再生器内の吸収液によって
これらが腐食する虞れはない。更に、マトリクス回路
(７)によってリードスイッチ配列(40)が入力端子群(８)
及び出力端子群(81)へ接続されているから、配線の本
数、入出力端子の個数が削減される。一般的には、(ｎ
×ｍ)個のリードスイッチが(ｎ＋ｍ)本の配線で結線出
来、端子数も(ｎ＋ｍ)個で済む。これによって、レベル
センサーを小形化することが出来る。

【００２８】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレベルセンサー及び測定回路の構
成を示す図である。

【図２】レベルセンサーの要部を示す拡大断面図であ
る。

【図３】マトリクス回路の結線図である。

【図４】入力端子群及び出力端子群とパルス発生回路及
び出力検出回路との結線を示すブロック図である。

【図５】リードスイッチの拡大断面図である。

【図６】測定手続きを表わすフローチャートである。

【図７】入力端子に印加すべきパルス信号のパターンを
示す図表である。

【符号の説明】

(１) レベルセンサー (11) ステム (14) フロート (２) 測定回路 (21) パルス発生回路 (22) 出力検出回路 (４) リードスイッチ (５) 磁石 (91) 液面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古川雅裕大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者内田英樹大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者安田昌司大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長尺の筒状に形成されたステム(11)の周
面にフロート(14)が筒軸方向へ摺動可能に係合し、ステ
ム(11)の内部には、多数のリードスイッチ(４)が筒軸方
向に一定ピッチで密に配列されると共に、フロート(14)
の内部には、少なくとも１つのリードスイッチ(４)の作
動に有効な磁界を発生する磁石(５)が収納され、前記リ
ードスイッチ(４)の配列は、フロート(14)の位置を検出
するための測定回路(２)に接続されていることを特徴と
するレベルセンサー。
【請求項２】測定回路(２)は、リードスイッチ配列(4
0)の入力端子群(８)に接続されたパルス発生回路(21)
と、リードスイッチ配列(40)の出力端子群(81)に接続さ
れた出力検出回路(22)とを具え、出力検出回路(22)は、
パルス発生回路(21)からのパルス信号を検出することに
よってリードスイッチ(４)の閉成動作を検知する請求項
１に記載のレベルセンサー。
【請求項３】リードスイッチ配列(40)はマトリクス回
路(７)を介して測定回路(２)に接続され、リードスイッ
チ(４)はマトリクス回路(７)の行列の交点に介在して、
マトリクス回路(７)の行方向及び列方向の配線端部に入
力端子群(８)及び出力端子群(81)が設けられている請求
項２に記載のレベルセンサー。