JPH09287998A - レベル計測装置 - Google Patents
レベル計測装置Info
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- JPH09287998A JPH09287998A JP8100187A JP10018796A JPH09287998A JP H09287998 A JPH09287998 A JP H09287998A JP 8100187 A JP8100187 A JP 8100187A JP 10018796 A JP10018796 A JP 10018796A JP H09287998 A JPH09287998 A JP H09287998A
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- medium
- capacitance
- frequency
- dielectric constant
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Abstract
(57)【要約】
【目的】媒質や絶縁材の環境変化による誘電率変化に拘
らず正確にレベルを計測できるレベル計測装置を提供す
ること。 【構成】媒質１を貯蔵した貯蔵容器２の中に電極３とな
る金属片を絶縁材４を介して設置し、貯蔵容器２と電極
３との間に交流電圧をかけて静電容量を計測し、この静
電容量の変化から貯蔵容器２と電極３との間に存在する
媒質１の量を求め、貯蔵容器２内にある媒質１のレベル
を推定する装置であり、静電容量を測定する交流電圧の
周波数を変化させて媒質１と電極３を固定している絶縁
材４との各誘電損失が最大となる周波数を求める手段
（５２）と、予め求められている周波数と誘電率との関
係に、前記誘電損失が最大となる周波数を用いて絶縁材
４及び媒質１の誘電率を決定する手段（５３）と、測定
した電極３の静電容量の変化を絶縁材４及び媒質１の誘
電率で補正しレベルを求める手段（８）と、を具備。
らず正確にレベルを計測できるレベル計測装置を提供す
ること。 【構成】媒質１を貯蔵した貯蔵容器２の中に電極３とな
る金属片を絶縁材４を介して設置し、貯蔵容器２と電極
３との間に交流電圧をかけて静電容量を計測し、この静
電容量の変化から貯蔵容器２と電極３との間に存在する
媒質１の量を求め、貯蔵容器２内にある媒質１のレベル
を推定する装置であり、静電容量を測定する交流電圧の
周波数を変化させて媒質１と電極３を固定している絶縁
材４との各誘電損失が最大となる周波数を求める手段
（５２）と、予め求められている周波数と誘電率との関
係に、前記誘電損失が最大となる周波数を用いて絶縁材
４及び媒質１の誘電率を決定する手段（５３）と、測定
した電極３の静電容量の変化を絶縁材４及び媒質１の誘
電率で補正しレベルを求める手段（８）と、を具備。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、粉体または液体の
貯蔵設備における貯蔵量を計測するレベル計測装置に関
する。
貯蔵設備における貯蔵量を計測するレベル計測装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】各種プラントの制御には、貯蔵設備の貯
蔵量を監視するレベル計測装置が必要不可欠である。レ
ベル計測装置の中でも静電容量によるレベル計測装置
は、検出端が金属であり可動部分が必要でないため、貯
蔵容器内の環境に強く、高温、高圧などの環境条件での
レベル計測に有効である。
蔵量を監視するレベル計測装置が必要不可欠である。レ
ベル計測装置の中でも静電容量によるレベル計測装置
は、検出端が金属であり可動部分が必要でないため、貯
蔵容器内の環境に強く、高温、高圧などの環境条件での
レベル計測に有効である。
【０００３】図６は、従来の静電容量式レベル計測装置
の構成を示す図である。図６に示す静電容量式レベル計
測装置は、金属製の貯蔵容器２に電極３が取り付けられ
ており、この電極３は絶縁材４により電気的に絶縁され
固定されている。そして、電極３と貯蔵容器２との間の
静電容量を静電容量計６で測定し、その静電容量をレベ
ル変換器８でレベルに変換して出力する。
の構成を示す図である。図６に示す静電容量式レベル計
測装置は、金属製の貯蔵容器２に電極３が取り付けられ
ており、この電極３は絶縁材４により電気的に絶縁され
固定されている。そして、電極３と貯蔵容器２との間の
静電容量を静電容量計６で測定し、その静電容量をレベ
ル変換器８でレベルに変換して出力する。
【０００４】このレベル変換器８の機能について説明す
ると、電極３と貯蔵容器４との間に電圧を加えると電極
３と貯蔵容器４が大きなコンデンサになる。このコンデ
ンサの静電容量は媒質１が無いものとした場合、次式
（１）で表わすことができる。
ると、電極３と貯蔵容器４との間に電圧を加えると電極
３と貯蔵容器４が大きなコンデンサになる。このコンデ
ンサの静電容量は媒質１が無いものとした場合、次式
（１）で表わすことができる。
【０００５】
【数１】 ただし、Ｃ0 ：容器２内が空の状態での静電容量、ε0
：真空中の誘電率、ε1′：絶縁材４の比誘電率、Ｄ1
：貯蔵容器２の内径、Ｄ2 ：絶縁材４取付部分の容器
２内径、ｄ：電極３の外径、ｌ1 ：電極３の長さ、ｌ2
：絶縁部分の長さ、である。
：真空中の誘電率、ε1′：絶縁材４の比誘電率、Ｄ1
：貯蔵容器２の内径、Ｄ2 ：絶縁材４取付部分の容器
２内径、ｄ：電極３の外径、ｌ1 ：電極３の長さ、ｌ2
：絶縁部分の長さ、である。
【０００６】次に、図６に示すように貯蔵容器２の中に
媒質１（比誘電率ε2 ′）があり、電極３を媒質１の表
面からＬｍ埋めているとすると、静電容量は次式（２）
のようになる。
媒質１（比誘電率ε2 ′）があり、電極３を媒質１の表
面からＬｍ埋めているとすると、静電容量は次式（２）
のようになる。
【０００７】
【数２】 ここで、静電容量の変化量をΔＣとすると、レベルＬは
次式（３）のように表わすことができる。
次式（３）のように表わすことができる。
【０００８】
【数３】
【０００９】したがって、予め電極３を貯蔵容器２に取
り付けた状態での静電容量と媒質１の誘電率を求めてお
くことにより、静電容量の変化から、媒質１のレベルを
求めることができる。
り付けた状態での静電容量と媒質１の誘電率を求めてお
くことにより、静電容量の変化から、媒質１のレベルを
求めることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述したような静電容
量の変化を利用したレベル計測装置では、媒質１および
絶縁材４の誘電率が計測精度に影響する。しかし、物質
の誘電率は温度依存性が高いため、予め測定した誘電率
の温度とレベル計測時の温度とが異なり誤差が生じてい
ると、誘電率が変化している場合があり、正確なレベル
計測ができない。
量の変化を利用したレベル計測装置では、媒質１および
絶縁材４の誘電率が計測精度に影響する。しかし、物質
の誘電率は温度依存性が高いため、予め測定した誘電率
の温度とレベル計測時の温度とが異なり誤差が生じてい
ると、誘電率が変化している場合があり、正確なレベル
計測ができない。
【００１１】図７は、上述した従来のレベル計測装置に
温度誤差対策を施した構成を示す図である。なお、図７
において図６と同一な部分には同一符号を付してある。
上述したような温度の変化に起因する誘電率の変化を校
正するために、予め媒質１および絶縁材４の温度による
誘電率の変化を把握しておく。そして図７に示すよう
に、貯蔵容器２内に熱電対等の温度計測器９を設置し、
温度補正器１０で温度による測定値の補正を行なう。
温度誤差対策を施した構成を示す図である。なお、図７
において図６と同一な部分には同一符号を付してある。
上述したような温度の変化に起因する誘電率の変化を校
正するために、予め媒質１および絶縁材４の温度による
誘電率の変化を把握しておく。そして図７に示すよう
に、貯蔵容器２内に熱電対等の温度計測器９を設置し、
温度補正器１０で温度による測定値の補正を行なう。
【００１２】しかしこの方法では、貯蔵容器２内の温度
分布などによりレベル測定点の温度を正確に測定するこ
とが困難であり、温度による誘電率変化が激しい媒質で
は正確なレベル計測は困難である。本発明の目的は、媒
質や絶縁材の環境変化による誘電率変化に拘らず正確に
レベルを計測できるレベル計測装置を提供することにあ
る。
分布などによりレベル測定点の温度を正確に測定するこ
とが困難であり、温度による誘電率変化が激しい媒質で
は正確なレベル計測は困難である。本発明の目的は、媒
質や絶縁材の環境変化による誘電率変化に拘らず正確に
レベルを計測できるレベル計測装置を提供することにあ
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明のレベル計測装置は以下の如く
構成されている。 （１）本発明のレベル計測装置は、液体または粉体から
なる媒質を貯蔵した貯蔵容器の中に電極となる金属片を
電気的に絶縁するよう絶縁材を介して設置し、前記貯蔵
容器と前記電極との間に交流電圧をかけて静電容量を計
測し、この静電容量の変化から前記貯蔵容器と前記電極
との間に存在する前記媒質の量を求めることにより、前
記貯蔵容器内にある前記媒質のレベルを推定するレベル
計測装置であり、静電容量を測定する交流電圧の周波数
を変化させて前記媒質と前記電極を固定している前記絶
縁材との各誘電損失が最大となる周波数を求める手段
と、予め求められている周波数と誘電率との関係に、前
記誘電損失が最大となる周波数を用いて前記絶縁材の誘
電率および前記媒質の誘電率を決定する手段と、測定し
た前記電極の静電容量の変化を前記絶縁材の誘電率およ
び前記媒質の誘電率で補正してレベルを求める手段と、
から構成されている。 （２）本発明のレベル計測装置は、液体または粉体から
なる媒質を貯蔵した貯蔵容器の中に電極となる二つの金
属片を電気的に絶縁するよう絶縁材を介して設置し、二
つの電極の間に交流電圧をかけて静電容量を計測し、こ
の静電容量の変化から前記二つの電極の間に存在する前
記媒質の量を求めることにより、前記貯蔵容器内にある
前記媒質のレベルを推定するレベル計測装置であり、静
電容量を測定する交流電圧の周波数を変化させて前記媒
質と前記二つの電極を固定している前記絶縁材との各誘
電損失が最大となる周波数を求める手段と、予め求めら
れている周波数と誘電率との関係に、前記誘電損失が最
大となる周波数を用いて前記絶縁材の誘電率および前記
媒質の誘電率を決定する手段と、測定した前記電極の静
電容量の変化を前記絶縁材の誘電率および前記媒質の誘
電率で補正してレベルを求める手段と、から構成されて
いる。
達成するために、本発明のレベル計測装置は以下の如く
構成されている。 （１）本発明のレベル計測装置は、液体または粉体から
なる媒質を貯蔵した貯蔵容器の中に電極となる金属片を
電気的に絶縁するよう絶縁材を介して設置し、前記貯蔵
容器と前記電極との間に交流電圧をかけて静電容量を計
測し、この静電容量の変化から前記貯蔵容器と前記電極
との間に存在する前記媒質の量を求めることにより、前
記貯蔵容器内にある前記媒質のレベルを推定するレベル
計測装置であり、静電容量を測定する交流電圧の周波数
を変化させて前記媒質と前記電極を固定している前記絶
縁材との各誘電損失が最大となる周波数を求める手段
と、予め求められている周波数と誘電率との関係に、前
記誘電損失が最大となる周波数を用いて前記絶縁材の誘
電率および前記媒質の誘電率を決定する手段と、測定し
た前記電極の静電容量の変化を前記絶縁材の誘電率およ
び前記媒質の誘電率で補正してレベルを求める手段と、
から構成されている。 （２）本発明のレベル計測装置は、液体または粉体から
なる媒質を貯蔵した貯蔵容器の中に電極となる二つの金
属片を電気的に絶縁するよう絶縁材を介して設置し、二
つの電極の間に交流電圧をかけて静電容量を計測し、こ
の静電容量の変化から前記二つの電極の間に存在する前
記媒質の量を求めることにより、前記貯蔵容器内にある
前記媒質のレベルを推定するレベル計測装置であり、静
電容量を測定する交流電圧の周波数を変化させて前記媒
質と前記二つの電極を固定している前記絶縁材との各誘
電損失が最大となる周波数を求める手段と、予め求めら
れている周波数と誘電率との関係に、前記誘電損失が最
大となる周波数を用いて前記絶縁材の誘電率および前記
媒質の誘電率を決定する手段と、測定した前記電極の静
電容量の変化を前記絶縁材の誘電率および前記媒質の誘
電率で補正してレベルを求める手段と、から構成されて
いる。
【００１４】上記手段を講じた結果、それぞれ次のよう
な作用が生じる。 （１）本発明のレベル計測装置によれば、静電容量を測
定する交流電圧の周波数を変化させて前記媒質と前記電
極を固定している前記絶縁材との各誘電損失が最大とな
る周波数を求め、予め求められている周波数と誘電率と
の関係に、前記誘電損失が最大となる周波数を用いて前
記絶縁材の誘電率および前記媒質の誘電率を決定し、測
定した前記電極の静電容量の変化を前記絶縁材の誘電率
および前記媒質の誘電率で補正してレベルを求めるの
で、前記媒質および前記絶縁材の温度などによる誘電率
変化を温度計測装置などを使用せずに把握することがで
き、前記媒質および前記絶縁材の環境変化による誘電率
変化が激しい場合でも正確にレベルを計測することがで
きる。 （２）本発明のレベル計測装置によれば、静電容量を測
定する交流電圧の周波数を変化させて前記媒質と前記二
つの電極を固定している前記絶縁材との各誘電損失が最
大となる周波数を求め、予め求められている周波数と誘
電率との関係に、前記誘電損失が最大となる周波数を用
いて前記絶縁材の誘電率および前記媒質の誘電率を決定
し、測定した前記電極の静電容量の変化を前記絶縁材の
誘電率および前記媒質の誘電率で補正してレベルを求め
るので、前記媒質および前記絶縁材の温度などによる誘
電率変化を温度計測装置などを使用せずに把握すること
ができ、前記媒質および前記絶縁材の環境変化による誘
電率変化が激しい場合でも正確にレベルを計測すること
ができる。
な作用が生じる。 （１）本発明のレベル計測装置によれば、静電容量を測
定する交流電圧の周波数を変化させて前記媒質と前記電
極を固定している前記絶縁材との各誘電損失が最大とな
る周波数を求め、予め求められている周波数と誘電率と
の関係に、前記誘電損失が最大となる周波数を用いて前
記絶縁材の誘電率および前記媒質の誘電率を決定し、測
定した前記電極の静電容量の変化を前記絶縁材の誘電率
および前記媒質の誘電率で補正してレベルを求めるの
で、前記媒質および前記絶縁材の温度などによる誘電率
変化を温度計測装置などを使用せずに把握することがで
き、前記媒質および前記絶縁材の環境変化による誘電率
変化が激しい場合でも正確にレベルを計測することがで
きる。 （２）本発明のレベル計測装置によれば、静電容量を測
定する交流電圧の周波数を変化させて前記媒質と前記二
つの電極を固定している前記絶縁材との各誘電損失が最
大となる周波数を求め、予め求められている周波数と誘
電率との関係に、前記誘電損失が最大となる周波数を用
いて前記絶縁材の誘電率および前記媒質の誘電率を決定
し、測定した前記電極の静電容量の変化を前記絶縁材の
誘電率および前記媒質の誘電率で補正してレベルを求め
るので、前記媒質および前記絶縁材の温度などによる誘
電率変化を温度計測装置などを使用せずに把握すること
ができ、前記媒質および前記絶縁材の環境変化による誘
電率変化が激しい場合でも正確にレベルを計測すること
ができる。
【００１５】
（第１の実施の形態）図１は、本発明の第１の実施の形
態に係るレベル計測装置の構成を示す図である。なお、
図１において図６，図７と同一な部分には同一符号を付
してある。図１において、媒質（液体または粉体）１を
貯蔵している貯蔵容器２内に電極３が取り付けられてお
り、この電極３の上方の端部が絶縁材４を介して静電容
量計６に接続されている。静電容量計６は、貯蔵容器
２、誘電率補正器５、発振器７およびレベル変換器８に
接続されている。
態に係るレベル計測装置の構成を示す図である。なお、
図１において図６，図７と同一な部分には同一符号を付
してある。図１において、媒質（液体または粉体）１を
貯蔵している貯蔵容器２内に電極３が取り付けられてお
り、この電極３の上方の端部が絶縁材４を介して静電容
量計６に接続されている。静電容量計６は、貯蔵容器
２、誘電率補正器５、発振器７およびレベル変換器８に
接続されている。
【００１６】誘電率補正器５は、静電容量−誘電率変換
器５１、ピーク検出器５２、ピーク周波数−誘電率変換
器５３および記憶装置５４を備えている。静電容量−誘
電率変換器５１は静電容量計６とレベル変換器８に接続
されているとともに、ピーク検出器５２に接続されてい
る。ピーク検出器５２は発振器７を介して静電容量計に
接続されているとともに、ピーク周波数−誘電率変換器
５３に接続されている。ピーク周波数−誘電率変換器５
３はレベル変換器８に接続されているとともに、記憶装
置５４に接続されている。
器５１、ピーク検出器５２、ピーク周波数−誘電率変換
器５３および記憶装置５４を備えている。静電容量−誘
電率変換器５１は静電容量計６とレベル変換器８に接続
されているとともに、ピーク検出器５２に接続されてい
る。ピーク検出器５２は発振器７を介して静電容量計に
接続されているとともに、ピーク周波数−誘電率変換器
５３に接続されている。ピーク周波数−誘電率変換器５
３はレベル変換器８に接続されているとともに、記憶装
置５４に接続されている。
【００１７】静電容量計６は電極３と貯蔵容器２の静電
容量を測定し、静電容量値を示す測定信号を出力する。
静電容量計６の測定信号は、発振器７の交流電圧信号を
使用して生成されており、この発振器７の周波数は誘電
率補正器５が指定する。誘電率補正器５は、入力した測
定信号の周波数の変化から静電容量値の変化を検出し、
絶縁材４の補正誘電率ε1 と媒質１の補正誘電率ε2 を
求め、レベル変換器８へ出力する。レベル変換器８は、
入力した測定信号に示される静電容量値を誘電率補正器
５で求めた補正誘電率ε1 ，ε2 で補正しながらレベル
に変換し出力する。
容量を測定し、静電容量値を示す測定信号を出力する。
静電容量計６の測定信号は、発振器７の交流電圧信号を
使用して生成されており、この発振器７の周波数は誘電
率補正器５が指定する。誘電率補正器５は、入力した測
定信号の周波数の変化から静電容量値の変化を検出し、
絶縁材４の補正誘電率ε1 と媒質１の補正誘電率ε2 を
求め、レベル変換器８へ出力する。レベル変換器８は、
入力した測定信号に示される静電容量値を誘電率補正器
５で求めた補正誘電率ε1 ，ε2 で補正しながらレベル
に変換し出力する。
【００１８】以下、誘電率補正器５の機能について説明
する。まず静電容量−誘電率変換器５１において、入力
した測定信号に示される静電容量値から、絶縁材４を含
めた電極３と貯蔵容器２全体の誘電率ε＊を計算する。
なお誘電率ε＊は、次式（４）に示すように複素表現で
き、ε″が誘電損失である。
する。まず静電容量−誘電率変換器５１において、入力
した測定信号に示される静電容量値から、絶縁材４を含
めた電極３と貯蔵容器２全体の誘電率ε＊を計算する。
なお誘電率ε＊は、次式（４）に示すように複素表現で
き、ε″が誘電損失である。
【００１９】 ε＊＝ε′＋ｊε″ …（４） 図２は、誘電率補正器５の機能を説明するための図であ
り、誘電率・誘電損失と測定周波数および温度の関係を
示す図である。誘電率ε＊は個々の物質、温度、測定周
波数により異なり、例えばある物質の誘電率ε＊の実数
部（誘電率）ε′および虚数部（誘電損失）ε″は、温
度および測定周波数に対して図２に示すように変化し、
物質は測定周波数に対してε″のピークを一つ有してい
る。
り、誘電率・誘電損失と測定周波数および温度の関係を
示す図である。誘電率ε＊は個々の物質、温度、測定周
波数により異なり、例えばある物質の誘電率ε＊の実数
部（誘電率）ε′および虚数部（誘電損失）ε″は、温
度および測定周波数に対して図２に示すように変化し、
物質は測定周波数に対してε″のピークを一つ有してい
る。
【００２０】例えば、ある物質のある温度でのε″が周
波数ｆ2 でピークを有しているとすると、図２よりその
物質の温度がＴ２℃であることが分かる。予め物質の温
度と誘電率の関係を求めておくことにより、周波数ｆ2
で温度Ｔ２℃の時の誘電率ε2 ′が求められる。
波数ｆ2 でピークを有しているとすると、図２よりその
物質の温度がＴ２℃であることが分かる。予め物質の温
度と誘電率の関係を求めておくことにより、周波数ｆ2
で温度Ｔ２℃の時の誘電率ε2 ′が求められる。
【００２１】図３は、二つの物質（媒質１と絶縁物４）
を測定した場合の誘電損失と測定周波数との関係を示す
図であり、図４は各物質の誘電損失が最大となるピーク
周波数とその時の誘電率ε′との関係を示す図である。
一つの物質は測定周波数に対してε″のピークを一つ有
しているので、測定した静電容量の中に媒質１と絶縁物
４のように二つの物質が含まれていると、ε″のピーク
は図３に示すように二つになる。各ピークは対応する物
質に依存しているので、それぞれの物質について予め温
度と測定周波数を変化させてε″を測定しておき、図４
に示すように、ピーク周波数と誘電率との関係を求めて
おく。これにより、ε″がピークになる周波数から各物
質単体での誘電率ε′および誘電損失ε″を求めること
ができる。
を測定した場合の誘電損失と測定周波数との関係を示す
図であり、図４は各物質の誘電損失が最大となるピーク
周波数とその時の誘電率ε′との関係を示す図である。
一つの物質は測定周波数に対してε″のピークを一つ有
しているので、測定した静電容量の中に媒質１と絶縁物
４のように二つの物質が含まれていると、ε″のピーク
は図３に示すように二つになる。各ピークは対応する物
質に依存しているので、それぞれの物質について予め温
度と測定周波数を変化させてε″を測定しておき、図４
に示すように、ピーク周波数と誘電率との関係を求めて
おく。これにより、ε″がピークになる周波数から各物
質単体での誘電率ε′および誘電損失ε″を求めること
ができる。
【００２２】例えば、図３に示すように二つのピーク周
波数がそれぞれｆ1 ，ｆ2 であったとすると、図４に示
すように予め求めておいたピーク周波数と誘電率との関
係から各物質の誘電率ε1 ′，ε2 ′を求めることがで
きる。また、各物質の誘電損失ε1 ″，ε2 ″について
も同様に求めることができる。
波数がそれぞれｆ1 ，ｆ2 であったとすると、図４に示
すように予め求めておいたピーク周波数と誘電率との関
係から各物質の誘電率ε1 ′，ε2 ′を求めることがで
きる。また、各物質の誘電損失ε1 ″，ε2 ″について
も同様に求めることができる。
【００２３】誘電率補正器５では、これらの機能をピー
ク検出器５２とピーク周波数−誘電率変換器５３が分担
して行う。すなわち、ピーク検出器５２でε″がピーク
となる二つの周波数を検出し、ピーク周波数−誘電率変
換器５３が記憶装置５４に予め記憶しておいた媒質１と
絶縁材４それぞれのピーク周波数と誘電率との関係を参
照しながら、ピーク周波数を各物質の誘電率ε1 ′，ε
2 ′および誘電損失ε1 ″，ε2 ″に変換し、上記
（４）式を用いて補正誘電率ε1 およびε2 を導き、レ
ベル変換器８へ出力する。レベル変換器８は、入力した
測定信号に示される静電容量値を誘電率補正器５から入
力した補正誘電率ε1 ，ε2 で補正しながらレベルに変
換し出力する。
ク検出器５２とピーク周波数−誘電率変換器５３が分担
して行う。すなわち、ピーク検出器５２でε″がピーク
となる二つの周波数を検出し、ピーク周波数−誘電率変
換器５３が記憶装置５４に予め記憶しておいた媒質１と
絶縁材４それぞれのピーク周波数と誘電率との関係を参
照しながら、ピーク周波数を各物質の誘電率ε1 ′，ε
2 ′および誘電損失ε1 ″，ε2 ″に変換し、上記
（４）式を用いて補正誘電率ε1 およびε2 を導き、レ
ベル変換器８へ出力する。レベル変換器８は、入力した
測定信号に示される静電容量値を誘電率補正器５から入
力した補正誘電率ε1 ，ε2 で補正しながらレベルに変
換し出力する。
【００２４】（第２の実施の形態）図５は、本発明の第
２の実施の形態に係るレベル計測装置の構成を示す図で
あり、電極を二本にした場合の構成を示す図である。な
お、図５において図１と同一な部分には同一符号を付し
てある。
２の実施の形態に係るレベル計測装置の構成を示す図で
あり、電極を二本にした場合の構成を示す図である。な
お、図５において図１と同一な部分には同一符号を付し
てある。
【００２５】図１では、一本の電極３を備え電極３と貯
蔵容器２との間の静電容量を測定しているが、第２の実
施の形態のレベル計測装置では図５に示すように二本の
電極３を備え、これら二本の電極３の間の静電容量を測
定するようにしている。そして二本の電極３は絶縁材４
を介して静電容量計６に接続されており、それ以外の構
成は図１に示したものと同様であるので説明を省略す
る。このような構成とした場合も、上記第１の実施の形
態に示したと同様にレベル測定を行なうことができる。
蔵容器２との間の静電容量を測定しているが、第２の実
施の形態のレベル計測装置では図５に示すように二本の
電極３を備え、これら二本の電極３の間の静電容量を測
定するようにしている。そして二本の電極３は絶縁材４
を介して静電容量計６に接続されており、それ以外の構
成は図１に示したものと同様であるので説明を省略す
る。このような構成とした場合も、上記第１の実施の形
態に示したと同様にレベル測定を行なうことができる。
【００２６】なお、本発明は上記各実施の形態のみに限
定されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施で
きる。 （実施の形態のまとめ）実施の形態に示された構成およ
び作用効果をまとめると次の通りである。 ［１］実施の形態に示されたレベル計測装置は、液体ま
たは粉体からなる媒質１を貯蔵した貯蔵容器２の中に電
極３となる金属片を電気的に絶縁するよう絶縁材４を介
して設置し、前記貯蔵容器２と前記電極３との間に交流
電圧をかけて静電容量を計測し、この静電容量の変化か
ら前記貯蔵容器２と前記電極３との間に存在する前記媒
質１の量を求めることにより、前記貯蔵容器２内にある
前記媒質１のレベルを推定するレベル計測装置であり、
静電容量を測定する交流電圧の周波数を変化させて前記
媒質１と前記電極３を固定している前記絶縁材４との各
誘電損失が最大となる周波数を求める手段（５２）と、
予め求められている周波数と誘電率との関係に、前記誘
電損失が最大となる周波数を用いて前記絶縁材４の誘電
率および前記媒質１の誘電率を決定する手段（５３）
と、測定した前記電極３の静電容量の変化を前記絶縁材
４の誘電率および前記媒質１の誘電率で補正してレベル
を求める手段（８）と、から構成されている。
定されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施で
きる。 （実施の形態のまとめ）実施の形態に示された構成およ
び作用効果をまとめると次の通りである。 ［１］実施の形態に示されたレベル計測装置は、液体ま
たは粉体からなる媒質１を貯蔵した貯蔵容器２の中に電
極３となる金属片を電気的に絶縁するよう絶縁材４を介
して設置し、前記貯蔵容器２と前記電極３との間に交流
電圧をかけて静電容量を計測し、この静電容量の変化か
ら前記貯蔵容器２と前記電極３との間に存在する前記媒
質１の量を求めることにより、前記貯蔵容器２内にある
前記媒質１のレベルを推定するレベル計測装置であり、
静電容量を測定する交流電圧の周波数を変化させて前記
媒質１と前記電極３を固定している前記絶縁材４との各
誘電損失が最大となる周波数を求める手段（５２）と、
予め求められている周波数と誘電率との関係に、前記誘
電損失が最大となる周波数を用いて前記絶縁材４の誘電
率および前記媒質１の誘電率を決定する手段（５３）
と、測定した前記電極３の静電容量の変化を前記絶縁材
４の誘電率および前記媒質１の誘電率で補正してレベル
を求める手段（８）と、から構成されている。
【００２７】このように上記レベル計測装置において
は、静電容量を測定する交流電圧の周波数を変化させて
前記媒質１と前記電極３を固定している前記絶縁材４と
の各誘電損失が最大となる周波数を求め、予め求められ
ている周波数と誘電率との関係に、前記誘電損失が最大
となる周波数を用いて前記絶縁材４の誘電率および前記
媒質１の誘電率を決定し、測定した前記電極３の静電容
量の変化を前記絶縁材４の誘電率および前記媒質１の誘
電率で補正してレベルを求めるので、前記媒質１および
前記絶縁材４の温度などによる誘電率変化を温度計測装
置などを使用せずに把握することができ、前記媒質１お
よび前記絶縁材４の環境変化による誘電率変化が激しい
場合でも正確にレベルを計測することができる。 ［２］実施の形態に示されたレベル計測装置は、液体ま
たは粉体からなる媒質１を貯蔵した貯蔵容器２の中に電
極３となる二つの金属片を電気的に絶縁するよう絶縁材
４を介して設置し、二つの電極３の間に交流電圧をかけ
て静電容量を計測し、この静電容量の変化から前記二つ
の電極３の間に存在する前記媒質１の量を求めることに
より、前記貯蔵容器２内にある前記媒質１のレベルを推
定するレベル計測装置であり、静電容量を測定する交流
電圧の周波数を変化させて前記媒質１と前記二つの電極
２を固定している前記絶縁材４との各誘電損失が最大と
なる周波数を求める手段（５２）と、予め求められてい
る周波数と誘電率との関係に、前記誘電損失が最大とな
る周波数を用いて前記絶縁材４の誘電率および前記媒質
１の誘電率を決定する手段（５３）と、測定した前記電
極３の静電容量の変化を前記絶縁材４の誘電率および前
記媒質１の誘電率で補正してレベルを求める手段（８）
と、から構成されている。
は、静電容量を測定する交流電圧の周波数を変化させて
前記媒質１と前記電極３を固定している前記絶縁材４と
の各誘電損失が最大となる周波数を求め、予め求められ
ている周波数と誘電率との関係に、前記誘電損失が最大
となる周波数を用いて前記絶縁材４の誘電率および前記
媒質１の誘電率を決定し、測定した前記電極３の静電容
量の変化を前記絶縁材４の誘電率および前記媒質１の誘
電率で補正してレベルを求めるので、前記媒質１および
前記絶縁材４の温度などによる誘電率変化を温度計測装
置などを使用せずに把握することができ、前記媒質１お
よび前記絶縁材４の環境変化による誘電率変化が激しい
場合でも正確にレベルを計測することができる。 ［２］実施の形態に示されたレベル計測装置は、液体ま
たは粉体からなる媒質１を貯蔵した貯蔵容器２の中に電
極３となる二つの金属片を電気的に絶縁するよう絶縁材
４を介して設置し、二つの電極３の間に交流電圧をかけ
て静電容量を計測し、この静電容量の変化から前記二つ
の電極３の間に存在する前記媒質１の量を求めることに
より、前記貯蔵容器２内にある前記媒質１のレベルを推
定するレベル計測装置であり、静電容量を測定する交流
電圧の周波数を変化させて前記媒質１と前記二つの電極
２を固定している前記絶縁材４との各誘電損失が最大と
なる周波数を求める手段（５２）と、予め求められてい
る周波数と誘電率との関係に、前記誘電損失が最大とな
る周波数を用いて前記絶縁材４の誘電率および前記媒質
１の誘電率を決定する手段（５３）と、測定した前記電
極３の静電容量の変化を前記絶縁材４の誘電率および前
記媒質１の誘電率で補正してレベルを求める手段（８）
と、から構成されている。
【００２８】このように上記レベル計測装置において
は、静電容量を測定する交流電圧の周波数を変化させて
前記媒質１と前記二つの電極３を固定している前記絶縁
材４との各誘電損失が最大となる周波数を求め、予め求
められている周波数と誘電率との関係に、前記誘電損失
が最大となる周波数を用いて前記絶縁材４の誘電率およ
び前記媒質１の誘電率を決定し、測定した前記電極３の
静電容量の変化を前記絶縁材４の誘電率および前記媒質
１の誘電率で補正してレベルを求めるので、前記媒質１
および前記絶縁材４の温度などによる誘電率変化を温度
計測装置などを使用せずに把握することができ、前記媒
質１および前記絶縁材４の環境変化による誘電率変化が
激しい場合でも正確にレベルを計測することができる。
は、静電容量を測定する交流電圧の周波数を変化させて
前記媒質１と前記二つの電極３を固定している前記絶縁
材４との各誘電損失が最大となる周波数を求め、予め求
められている周波数と誘電率との関係に、前記誘電損失
が最大となる周波数を用いて前記絶縁材４の誘電率およ
び前記媒質１の誘電率を決定し、測定した前記電極３の
静電容量の変化を前記絶縁材４の誘電率および前記媒質
１の誘電率で補正してレベルを求めるので、前記媒質１
および前記絶縁材４の温度などによる誘電率変化を温度
計測装置などを使用せずに把握することができ、前記媒
質１および前記絶縁材４の環境変化による誘電率変化が
激しい場合でも正確にレベルを計測することができる。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、媒質や絶縁材の環境変
化による誘電率変化に拘らず正確にレベルを計測できる
レベル計測装置を提供できる。
化による誘電率変化に拘らず正確にレベルを計測できる
レベル計測装置を提供できる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るレベル計測装
置の構成を示す図。
置の構成を示す図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る誘電率補正器
の機能を説明するための図であり、誘電率・誘電損失と
測定周波数および温度の関係を示す図。
の機能を説明するための図であり、誘電率・誘電損失と
測定周波数および温度の関係を示す図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る二つの物質を
測定した場合の誘電損失と測定周波数の関係を示す図。
測定した場合の誘電損失と測定周波数の関係を示す図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る各物質の誘電
損失が最大となるピーク周波数とその時の誘電率ε′の
関係を示す図。
損失が最大となるピーク周波数とその時の誘電率ε′の
関係を示す図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るレベル計測装
置の構成を示す図。
置の構成を示す図。
【図６】従来の静電容量式レベル計測装置の構成を示す
図。
図。
【図７】従来のレベル計測装置に温度誤差対策を施した
構成を示す図。
構成を示す図。
１…媒質 ２…貯蔵容器 ３…電極 ４…絶縁材 ５…誘電率補正器 ５１…静電容量−誘電率変換器 ５２…ピーク検出器 ５３…ピーク周波数−誘電率変換器 ５４…記憶装置 ６…静電容量計 ７…発振器 ８…レベル変換器 ９…温度計測器 １０…温度補正器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 幸治 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内
Claims (2)
- 【請求項１】液体または粉体からなる媒質を貯蔵した貯
蔵容器の中に電極となる金属片を電気的に絶縁するよう
絶縁材を介して設置し、前記貯蔵容器と前記電極との間
に交流電圧をかけて静電容量を計測し、この静電容量の
変化から前記貯蔵容器と前記電極との間に存在する前記
媒質の量を求めることにより、前記貯蔵容器内にある前
記媒質のレベルを推定するレベル計測装置であり、 静電容量を測定する交流電圧の周波数を変化させて前記
媒質と前記電極を固定している前記絶縁材との各誘電損
失が最大となる周波数を求める手段と、 予め求められている周波数と誘電率との関係に、前記誘
電損失が最大となる周波数を用いて前記絶縁材の誘電率
および前記媒質の誘電率を決定する手段と、 測定した前記電極の静電容量の変化を前記絶縁材の誘電
率および前記媒質の誘電率で補正してレベルを求める手
段と、 を具備したことを特徴とするレベル計測装置。 - 【請求項２】液体または粉体からなる媒質を貯蔵した貯
蔵容器の中に電極となる二つの金属片を電気的に絶縁す
るよう絶縁材を介して設置し、二つの電極の間に交流電
圧をかけて静電容量を計測し、この静電容量の変化から
前記二つの電極の間に存在する前記媒質の量を求めるこ
とにより、前記貯蔵容器内にある前記媒質のレベルを推
定するレベル計測装置であり、 静電容量を測定する交流電圧の周波数を変化させて前記
媒質と前記二つの電極を固定している前記絶縁材との各
誘電損失が最大となる周波数を求める手段と、 予め求められている周波数と誘電率との関係に、前記誘
電損失が最大となる周波数を用いて前記絶縁材の誘電率
および前記媒質の誘電率を決定する手段と、 測定した前記電極の静電容量の変化を前記絶縁材の誘電
率および前記媒質の誘電率で補正してレベルを求める手
段と、 を具備したことを特徴とするレベル計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8100187A JPH09287998A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | レベル計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8100187A JPH09287998A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | レベル計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09287998A true JPH09287998A (ja) | 1997-11-04 |
Family
ID=14267309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8100187A Withdrawn JPH09287998A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | レベル計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09287998A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014526677A (ja) * | 2011-09-08 | 2014-10-06 | ベコー テヒノロギース ゲーエムベーハー | 液位監視器 |
| JP2015094759A (ja) * | 2013-11-12 | 2015-05-18 | 桓達科技股▲フン▼有限公司 | 原料のレベル及び温度検出用測定装置 |
| JP2015108535A (ja) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | 株式会社東芝 | 電極式液位検出装置及び電極式液位検出方法 |
-
1996
- 1996-04-22 JP JP8100187A patent/JPH09287998A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014526677A (ja) * | 2011-09-08 | 2014-10-06 | ベコー テヒノロギース ゲーエムベーハー | 液位監視器 |
| JP2015094759A (ja) * | 2013-11-12 | 2015-05-18 | 桓達科技股▲フン▼有限公司 | 原料のレベル及び温度検出用測定装置 |
| JP2015108535A (ja) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | 株式会社東芝 | 電極式液位検出装置及び電極式液位検出方法 |
| US10094698B2 (en) | 2013-12-04 | 2018-10-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrode-type liquid level detection device and electrode-type liquid level detection method |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030701 |