JPS5836729B2 - 誘導式液面計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば高速増殖炉の冷却材である液体金増の
液面レベル検出に好適な誘導式液面計に関する。

高速増殖炉の冷却材に用いられる液体金属の量を測定し
把握するには、該金属を収納した容器の中の液面レベル
を検出することにより達せられる。

この種の液面計としては一般に第１図に示すように被測
定液体に誘起される渦電流を利用した誘導式のものが用
いられている。

これを簡単に説明すると、容器１に被測定液体としての
液体金属２を注入し、収納する。

容器１には、シンプル３が挿入され、前記液体金属２に
浸漬されている。

このシンプル３は有底筒状に形成さへ有底部側が液体金
属２中に浸漬され、開口端側が容器１の土壁に固定され
ている。

そして、シンプル３の底壁内面にコイル巻枠４が支持さ
れている。

この巻枠４には１次コイルと、１つまたは複数の２次コ
イルからなるコイル部５が巻装されている。

これらによって液面検出プローブが構成されている。

このような構造の液面計は、一般に一次コイルを交流で
励起し、２次コイルに誘起される電圧を検出するもので
、この誘起電圧は前記液体金属２の液面レベルによって
変化する。

かくして、この変化値から液面レベルを測定するように
している。

ところで、容器１の土壁からコイル部５迄の距離が比較
的長い場合、液体金属２の温度によってシンプル３が軸
方向に熱膨張する。

これが為に測定される液面レベルに誤差が生じ易い。

即ち、シンプル３の熱膨張によってコイル部５の位置が
その軸方向に変化する為である。

しかしながら、従来装置にあってはこのような不具合に
対して何ら幻策を講じていないのが実情であり、解決さ
れなければならない問題であった。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、被測定液体の液面レベルを温度
に左右されることなく、即ち上記温度によるシンプルの
熱膨張を確認した状態下で被測定液体の液面レベルを正
確に測定することのできる誘導式液面計を実現し、提供
することにある。

即ち本発明は、コイル形戒線材とリード線形戒線材とを
効果的に選択することによってシンプルの温度による熱
膨張量を測定し、これに基づいて２次コイルの誘起電圧
の補正を行い、温度に左右されることなく正確な液面レ
ベル測定を行い得るようにしたものである。

以下、本発明の一実施例を前述した第１図及び第２図に
示す等価回路を参照して説明する。

本発明の最も特徴とするところは、コイル部５を構成す
る少くとも１つのコイルの線材に、抵抗温度係数の小さ
いもの、例えばコンスタンタンン（合金）を用い、この
コイル部５と外部機器、例えば交流発振器６や増幅器７
とを接続するリード線８？上記コイル部からシンプル３
の開口端までの区間の線材に抵抗温度係数が大きく、且
つその使用温度範囲で温度係数が一定である白金（Ｐｔ
）等を用い、この線材の抵抗値からシンプルの温度を
求め、この温度に基いてシンプルの長さ変動分を補正で
きるようにしたものである。

即ち本実施例では、１次コイルをリード線８を介して交
流発振器６によって交流電圧（流）を印加して励起して
いる。

そして、２次コイル側は、同様にしてリード線８を介し
、その一端から直流電源９、基準抵抗１０、トランス１
１の１次巻線１１ａを介して接続している。

上記直流電源９は、２次コイルを直流バイアスするもの
である。

そして、前記抵抗１０の両端電位差は増幅器７により検
出され、後述する信号処理回路１２に供給されている。

また前記トランス１１の２次巻線１ｌｂから信号検出が
なされるようになっている。

このように構成された装置の回路構成は、第２図の等価
回路に示される。

この等価回路に基づいて本発明の作用・効果を説明する
。

即ち、本回路は図示の如く閉ループで等価変換される。

ここでＶは２次コイルの誘起電圧、■は直流電源９の出
力、Ｌはコイル部５を示し、Ｒｅはその内部抵抗を示し
ている。

またＲｘは温度によって抵抗値が変化するリード線８の
抵抗値、Ｒｍは抵抗１０の抵抗値で、Ｒｒはシンプル３
の上端部と信号処理回路間を接続するリード線の抵抗値
をそれぞれ示している。

このような回路において、抵抗１０の両端に生じる直流
電圧Ｖｍは次のようになる。

実際には、抵抗１０の両端電圧には誘起電圧Ｖによる交
流成分が含まれている。

従って上記Ｖｍは増幅器７を介し、信号処理回路１２に
て検出信号をＰ波し、その直流成分を求めることにより
測定される。

この直流電圧Ｖｍから次のようにして簡単にＲｘを求め
ることができ、これからシンプル３の軸方向の熱膨張の
大きさを求めることができる。

今、常温Ｔｏにおいて、シンプル３の上端からコイル部
５までの長さをｌｏとし、リード線８の単位長当りの抵
抗値をＲｏとする。

そしてリード線８の抵抗温度係数をβ、シンプル３の線
膨張率をαとし、シンプル３の各部の温度分布を前記第
１図ｂに示す如＜Ｔ（ｘ）とすると、リード線８の抵抗
値Ｒｘは次式で示される。

Ｒｘ＝Ｒｏｌｏ ＋Ｒｏβｆｌ０［Ｔ（ｘ） Ｔｏ）ｄ
ｘ・・・（２）０ またシンプル３の上端からコイル部５までの熱膨張の大
きさＡｌは で示される。

かくして信号処理回路１２にてＲｘを求め、しかるのち
、このＲｘから前記第（２）式よりｆｌ０（ＴＣｘ）一
Ｔｏ ）ｄｘなる積分値を求めて第（３）０ 式に示す如く係数αを乗じることによってｌｌを算出す
ることができる。

またこのとき、周知のようにトランス１１の２次巻線か
ら、コイル部５における液面高の差異による２次コイル
誘起電圧の変化を求めることができる。

従って、上記誘起電圧の変化値（検出値）から液体金属
２の液面高を求め、これを前記したＡｌで補正すること
によって正確な測定を行うことができる。

尚、この信号処理には測定値と補正値との加減算によっ
て簡単に行うことができる。

以上のように本実施例に示した如く、シンプル３の熱膨
張の大きさを、それを測定する為の格別な装置を必要と
することなく簡単に測定することができる。

しかも、コイル部５の測定機能（作用）に伺ら悪影響を
招くことなく容易に測定できる。

即ち、リード線８に温度変化検出機能を兼ね備えること
によって実現できるものであり、前述した如く、簡単な
信号処理によって温度に左右されることなく正確に、且
つ精度の高い液面レベル測定を可能とする。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

例えば第３図に示すようにコイル部５の１次コイルに抵
抗温度係数の小さいコンスタンクンを用い、１次コイル
側においてのみ熱膨張の大きさを求めてもよい。

この場合、１次コイル側で求められたＡＩを２次コイル
側で測定された液面高に補正値として加減算すれば達せ
られる。

また、シンプル３の長さ（プローブの全長）等は仕様や
、測定範囲に基づいて定められるものであり、コイル線
材等も上記要件を満たすものであればよい。

更に、コイル部５の構成も限定されないことは勿論であ
る。

また、バイアス電圧■も適宜設定すればよいものである
。

これらは使用する線材の抵抗値に基づいて定めればよい
。

更に信号処理回路の構成も種々方式で実現できる。

要するに本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形
し、液体金属の量の測定を始めとして各種装置に適用し
、実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は誘導式液面形の概略を示すと共に本発明の一実
施例を示す構成図、第２図は同実施例の等価回路図、第
３図は本発明の他の実施例を示す概略図である。 ２・・・・・・液体金属（被測定液体）、３・・・・・
・シンプル、５・・・・・・コイル部（Ｒｅ）、６・・
・・・・交流発振器（Ｖ）、７・・・・・・増幅器、８
・・・・・・リード線（Ｒｘ）、９・・・・・・直流電
源Ｍ１ １０・・・・・・基準抵抗（Ｒｍ）、１ １・
・・・・・トランス、１２・・・・・・信号処理回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被測定液中に誘起される渦電流を利用して液位を測
   定するようにした誘導式液面計において、線膨張率の判
   明している部材で基準温度において一定長さを有する有
   底筒状に形成され有底部側が被測定液中に挿し込まれ開
   口端側か固定状態に設けられるシンプルと、このシンプ
   ル内に互いに電磁結合関係でかつ上記シンプルの底壁内
   面に支持されて設けられ少なくとも一方が抵抗温度係数
   の小さい線材で形成されてなる一次コイルおよび二次コ
   イルと、これら各コイルの両端を前記シンプル内を通し
   て上記シンプル外へ別々に導き、上記一次コイルを交流
   発振器の出力端に、また上記二次コイルを電圧一液位変
   換系にそれぞれ接続するとともに前記抵抗温度係数の小
   さい線材で形成されたコイルに接続された側の上記コイ
   ルと上記シンプルの開口端までの区間が上記線材より抵
   抗温度係数が大きくかつ使用温度範囲で上記抵抗温度係
   数がほぼ一定の高抵抗温度係数材で形成されてなるリー
   ド線と、上記高抵抗温度係数材で形成されたリード線が
   介挿されている閉ループに直流電流を流して上記閉ルー
   プの直流合或抵抗を求める手段と、この手段で求められ
   た直流合成抵抗から前記リード線のうちの前記高抵抗温
   度係数材部分の温度を求める手段と、この手段で求めら
   れた温度から前記シンプルの基準温度下における長さに
   対する変化分を求め上記変化分で前記電圧一液位変換系
   の出力値を補正する手段とを具備してなることを特徴と
   する誘導式液面計。