JPS587178B2

JPS587178B2 - ケンシユツセイギヨソウチオソナエタマノメ−タ

Info

Publication number: JPS587178B2
Application number: JP50065276A
Authority: JP
Inventors: 深海治; 内藤五介; 八木信男
Original assignee: KYOWA SEIKO KK
Current assignee: KYOWA SEIKO KK
Priority date: 1975-06-02
Filing date: 1975-06-02
Publication date: 1983-02-08
Also published as: JPS51141676A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、検出制御装置を備えたマノメータに関するも
のである。

詳しく述べると、液体の液位を自動的に検出し、かつ、
制御できるコンパクトなマノメータに関するものである
。

従来から、マノメータは微圧が測定でき、とくに検出液
として水などを使用した場合には１ｍｍＨ２Ｏ以下の微
圧をも測定しうるため、その自動的な検出制御はほとん
ど不可能であった。

しかし、この欠点を改善する方法として光の反射による
方法はすでにあり、微小範囲の測定も可能であるが、該
方法は大きなスペースを要し、かつ、その調節が極めて
困難であり、また、外部の影響を受けやすいので、再現
性に問題があった。

本発明者らは、前記のような従来の諸欠点を改善した検
出装置を備えたマノメータをさきに見出したが（実願昭
４９−１２７，３４４号）、さらに研究の結果、自動的
に検出した数値をデジタル表示により読みうるマノメー
タを見出し、本発明を完成したものである。

すなわち、本発明を完成したものである。

すなわち、本発明による検出装置を備えたマノメータは
、透明管を間に挾んで対向する発光ダイオードとフォト
トランジスタとから成り検出液の表面を検出してサーボ
モータへ停止指令を出力する１対の測定用光電部と、こ
の測定用光電部の上下に位置してサーボモータへ減速指
令を出力する少なくとも２対の光電部とを内蔵した光電
検出部を前記透明管に沿って移動可能に設け、該光電検
出部をサーボモータおよびポテンショメータに連結する
スプロケットに連動するチエンに固定し、かつポテンシ
ョメータにデジタル表示器を連結してなるものである。

つぎに、図面を参照しつつ本発明をさらに詳細に説明す
る。

第１〜２図に示すように、パネル１に透明管２、たとえ
ば、ガラス管を設け、該管にたいして平行に摺動軸３を
設ける。

これにたいし、一定間隔で三段にわたって、一方側に発
光ダイオード４を、これに対応する他方側にフォトトラ
ンジスタ５を内蔵し、かつ、中間の連結部６にカリール
線７ａ，７ｂおよび７ｃを有する透明板８を設けた窓９
を有するコ字状板よりなる光電検出部１０をつくる。

この検出部１０における凹部１１、すなわち、発光ダイ
オード４とフォトトランジスタ５の間に透明管２が位置
するように設けることにより、該透明管２をはさんで両
者を対向させる。

そしてこの検出部１０は、コ字状板に垂直方向に設け
られた穴１２に摺動軸３を摺動自在に挿入される。

一方、前記摺動軸３の両端の延長線上にスプロケツト１
２ａおよび１２ｂを設け、そのうちの一つ、たとえばス
プロケツト１２ａの回転軸をサーボモータ１３およびポ
テンショメータ１４に連結する。

このスプロケット１２ａおよび１２ｂにはチェーン１５
を設け、チェーン１５のある個所において、前記検出部
１０が固定されてあり、チェーン１５の移動により検出
部１０は上下に移動するようになっている。

カリール線７ａ，７ｂおよび７ｃは、前述のように一定
間隔で三段にわたって設けられたフケトトランジスタの
中心と一致スるように設ける。

発光ダイオード４およびフォトトランジスタ５からの導
線１６は１束にして検出装置に連結される。

なお、目盛は、透明管２に直接該んでもよいか、別途目
盛板１７を、該透明管２つの近辺に設けてもよい。

摺動軸３は、サポータ１８によりパネル１に係止される
。

透明管２は、ゲージ受１９によりパネルに固定されてお
り、その配管系統は、第３図に示すとおりである。

すなわち、透明管の上端には空気抜弁２０が設けられ、
その下端は液体溜め２１に連結される。

液体溜め２１は被測定域２２に連結し、一方、空気抜弁
２０と透明管２の間から静圧弁２４に連結している。

そして、動圧弁２３と静圧弁２４との間には均圧弁２５
が設けられている。

水、アルコール、グリコールなどのような低比重の透明
液体あるいは水銀などを検出液として透明管２に充填し
、所定の圧力を、つぎのようにして自動的に測定する。

すなわち、第４図に示すように、１００Ｖの交流電流を
通電した安定化電源２６より各部に通電する。

サーボモータ１３によりスプロケツト１２ａを回転させ
るとチェーン１５が動き始め、それに伴なって光電検出
部１０の摺動ガイドが移動し、カリール線７ｂまたは７
ｃを通過する際に透過光の変化により起電力を生じ、こ
れを増幅して減速指令を出してスプロケット１２ａの回
転速度を落し、カリール線７ａの個所に液柱表面がくる
ように、透過光の変化により生ずる起電力によりサーボ
モータ１３を停止させ、そのときの電位差をボテンショ
メータ１４で測定して増幅器２７にて増幅１、ついで、
Ａ−Ｄ変換器２８で変換してゲート２９を経てカウンタ
ー３０でカウントし、エンコーダ３１でデジタル出力を
与え、デジタル表示器３２に、圧力を表示させる。

一方、増幅器２７で増幅された起電力の一部はアナログ
出力として必要によシ取出され、レコーダ用用いられ
る。

さらに、該出力は増幅装置３３に連結している。

圧力表示は、セレクトスイッチの切換によりレンジ切換
部３４を作動させ、ｍｍＨ２Ｏ，ｇ／ｃｍ２Ｈ２Ｏ，ｍ
ｍＨｇ，ｋｇ／ｃｍ３Ｈｇなどの値をデジタル表示で読
めるように構成されている。

なお、エンコーダの出力の一部は、必要によりＢＣＤに
連結されてコンピュータコントロールに使用することも
できる。

つぎに、このようにして構成されたマノメータによる測
定方法を述べる。

まず、スイッチを入れると各部に安定電源より必要な電
源が流れ、かつ、サーボモータ１３の回転によりスプロ
ケット１２ａを回転させてチェーン１５を動かし、それ
に伴なって検出部１０を上方または下方へ移動させる。

しかるに、検出部１０においては、発光ダイオード４か
ら発せられた光はフォトトランジスタ５で受けられて電
流を生じる。

しかしながら、カリール線７ｂまたは７ｃが検出液の液
柱の表面を通過すると、フォトトランジスタ５に与える
光度に変化を生ぜしめる。

たとえば、発光ダイオード４からフォトトランジスタ５
への光は、透明管２において液柱が達しない間は、空気
の散乱により極めて弱く、そのため第５図に示すように
、増幅器Ａ１に達する電圧は極めて低いが、検出液であ
る水などがカリール線を通過するとレンズ作用により光
度を僅かに増大する。

また検出液である水銀などをカリール線が通過すると光
度は低下する。

このためフォトトランジスタ５の起電力に差が生じ、そ
の電圧の変化を増幅器Ａ１にて増幅したのち比較器Ａ２
により補正し、継電器ＲＬ１によりスイッチが切れるの
で、スプロケツト１２ａの回転、すなわち、検出部１０
の移動を減速する。

ついで、カリール線７ａが液柱の表面を通過すると、カ
リール線７ｂまたは７ｃの場合と同様な機構で継電器Ｒ
Ｌ１によりスイッチが切れるので、サーボモータ１３が
停止し、スプロケット１２ａの回転が完全に停止する。

サーボモータ１３からの信号によりポテンショメータ１
４が作動し、増幅器２７、Ａ−Ｄ変換器２８、エンコー
ダ３１などを経てデジタル表示器３２に、圧力がデジタ
ルで表示される。

この場合、レンジ切換部３４の切換操作により圧力はｍ
ｍＨ２Ｏ，ｇ／ｃｍ２Ｈ２Ｏ，ｍｍＨｇ，ｋｇ／ｃｍ２
Ｈｇなどの数値かえられる。

このレンジ切換部は、電圧の変更により行なわれる。

以上述べたように、本発明による検出装置を備えたマノ
メータは、一定間隔で三段以上にわたって、一方側に発
光ダイオードを、これに対応して他方側にフォトトラン
ジスタを内蔵してなる光電検出部を、該検出部の凹部に
透明管を介して設け、透明管にたいして平行に設けられ
た摺動軸を該検出部の穴に摺動自在に挿入し、該検出部
をサーボセータおよびポテンショメータに連結するスプ
ロケットに連動するチェーンに固定し、かつ、ポテンシ
ョメータにデジタル表示器を連結してなるものであるか
ら、光電検出部の上端または下端のカリール線が流柱表
面を通過する際に、サーボモータの回転が減速され、中
央のカリール線が液柱表面を通過する際に完全にその位
置で正確に停止しうるという利点がある。

また、測定値はデジタル表示でえられるばかりでなく、
レンジ切換装置により任意の圧力値をうろことができる
。

また、２種以上の検出液を変えて使用する場合には、第
５図に示すように、別の比較器Ａ３および継電器ＲＬ２
を設ければよい。

したがって水などを検出液として使用した場合には、比
重が水銀の１３分の１であるから０．１ｍｍＨｇ以下の
範囲の制御まであり、また、水銀にたいして比重が約２
０分の１であるアルコールなどを使用すれば、約０．０
５ｍｍＨｇ相当の圧力範囲まで制御可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る検出装置を備えたマノメータの
正面図であり、第２図は、第１図の■−■における断面
図であり、第３図は、配管系統図であり、第４図は、検
出制御系統図であり、また、第５図は、光電検出部にお
ける回路図である。１・・・パネル、２・・・透明管、３・・・摺動軸、４
・・・発光ダイオード、５・・・フォトトランジスタ、
７ａ，７ｂ，７ｃ・・・カリール線、１０・・・光電検
出部、１２ａ，１２ｂ・・・スプロケット、１３・・・
サーボモータ、１４・・・ポテンショメータ、１５・・
・チェーン、２７・・・増幅器、２８・・・Ａ−Ｄ変換
器、３０・・・カウンタ、３１・・・エンコーダ、３２
・・・デジタル表示器、３３・・・増幅装置、３４・・
・レンジ切換装置。

Claims

【特許請求の範囲】

１透明管を間に挾んで対向する発光ダイオードとフォ
トトランジスタとから成り検出液の表面を検出してサー
ボモータへ停止指令を出力する１対の測定用光電部と、
この測定用光電部の上下に位置してサーボモータへ減速
指令を出力する少なくとも２対の光電部とを内蔵した光
電検出部を前記透明管に沿って移動可能に設け、該光電
検出部をサーボモータおよびポテンショメータに連結す
るスプロケットに連動するチェーンに固定し、かつポテ
ンショメータにデジタル表示器を連結してなる検出制御
装置を備えたマノメータ。