JPS59163522A - 液面測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は・９−ノ式の液面測定装置に関し、特に放射性
，酸性，有機溶媒性等を呈する被測定液中に先端開口部
が浸漬されるディップチー−ブの先端の閉塞状態を検知
する手段に関する。

〔発明の技術的背景〕

従来、一般にこの種の液面測定装置は第１図に示す如き
構成をなしていた。す々わち、図中１は差圧検出器であ
る。この差圧検出器１の入力側には第一および第二の管
状のディップチーーブ２，３の基端が接続されている。

上記第一のディップチューブ２は先端開口部が容器４に
貯留された被測定液中に浸漬されている。また第二のデ
ィップチー−ブ３は先端開口部が上記被測定液の液面の
上方に位置している。これら第一および第二のディップ
チューブ２，３の周壁には配管５，６が接続されている
。壕だ上記差圧検出器１の出力側には記録表示器７が電
気的に接続されている。

かかる構成の液面測定装置は配管５，６から第一および
第二のディップチー−ブ２，３内に数ｔ／ｈの小流量の
・ぐ−ノがスが供給される。この供給されたパーツがス
は第一のディ、プチ一ブ２内では液面上方の気相から被
測定液が受ける圧力と、先端開口部での被測定液の油Ｉ
ＺＥと、省内で生ずる圧力損失とをノＪＩ］えた圧力に
祈しい圧力を呈する。一方、第二のディノプチー−ブ３
内では被測定液の液面上方の気相から受ける圧力と、管
内で生ずる圧力損失とを加えた圧力に等しい圧力を呈す
る。たたし、上記第一および第二のディップチー−ブ２
，３内で生ずる圧力損失は供給されるパージガスが小流
量であるためにほとんど無視し得るものである。したが
って、差圧検出器１で上記第一のディッゾチーーブ２で
生じたノ４−ジガスの圧力と上記第二のディップチュー
ブ３で生じたノｅ−ジガスの圧力との差圧を検出すれば
、この差圧は被測定液の先端開口部での液圧と等しくな
る。このように寺 して被測定の先端開口部での液圧を検出することにより
液圧と液面から第一のディノプチー−ブ２の先端開口部
までの液位りとの関係から液面を検知していた。

〔背す技術の問題点〕

上述したように従来の液面測定装置では第一および第二
のディッゾチーーブ２，３内に供給される・ぐ−ジがス
の流量は・ｄ内の圧力損失が測定値に対して無視し得る
ようにすべく小流量に設定されていた。したがって、第
一のディノプチー−ブ２の先端開口部では供給された・
ぐ−ジガスが気泡となって放出されるいわゆるバブリン
グが繰り返されている。このようにバブリングが＆ＤＭ
されている第一のディップチー−ブ２の先端開口部内面
は気泡成長の際にパージがスにより乾燥され、気泡排出
後に被測定液が接液することが繰り返されることに彦る
。その結果、第一のディップチューブ２の先端開口部に
は第２図に示す如く塩が析出して固化することがある。

かかる場合、第一のディ、ゾチーーブ２の先端開口部は
析出固化した塩により徐々に開口面積を縮小されてオリ
フィスを形成するために、管内の圧力損失が増大し測定
誤差が生ずるおそれがあった。しかるに、上記測定誤産
は測定ガスの供給が小流量（数’／ｈ　）で行なわれて
いることから液面記録表示上に急激には表われず見逃さ
れやすい。このように従来の液−ａＭ　ｉ＋ｆｌ定装置
は液面記録表示に検却不能な６１１」定１ｉ！　冴が含
まれていることがあり信頼性に欠けるという問題があっ
た。特に核燃料再処理工場等で使用する場合には被測定
液が放射性物質であるので、直接第一のディップチュー
ブ２の先端開口部を確認することができず一層深刻な問
題であった。

かかる問題に対して、第一のディップチーーブ２の内面
に塩が析出しても付着しムいような物質、たとえばプラ
スチック等をコーティングする手段や、測定ガスを加湿
して気泡成長時にも先端開口部が乾燥しないようにする
手段が提案されている。しかし、プラスティック等をコ
ーティングする手段は、特に耐放射線性、耐酸性、耐有
機溶媒性等が要求される核燃料再処理工場での使用には
適用でき々い。また、測定がメを加湿する手段は現実的
にあ−まり効果を秦していないというのが果状である・ 〔発明の目的〕 本発明は上述した問題を解決するためになされたもので
あり、その目的は第一のディッゾチーーブの先端開口部
が被測定液中の塩の析出固化によりその開口面積を縮小
した場合に、その状況を的確に検知することができ常に
信頼性の高い測定智直を検出し得ると共に、被測定液の
性質により使用が限定されることの彦い液面測定装置を
提供することである。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するために次の如く構成したこ
とを特徴とする。すなわち、本発明は液面を測定すべき
被測定液中に先端開口部が浸漬された第一のディップチ
ューブと、上記被測定液の液面より上方に先端開口部が
位置した第二のディ、ｆチューブと、液面測定時には上
記第一のディップチューブおよび第二のディップチュー
ブに小流量の・ぐ−ジガスを供給するとともに上記第一
のディッゾチーーブの先端閉塞検出時には上記第一のデ
ィップチー−ブおよび第二のディップチューブに大流量
のノＲ−ジガスを供給するパーツガス供給機構と、上記
第一のディップチューブおよび第二のディ、プチューブ
内の差圧を検出し液面測定時にはこの電圧から上記被測
定液の液面を検出する差圧検出器と、液面測定時の差圧
を記憶する保持回路と、上記元端閉塞検出時に上記差圧
検出器によって検出される第一のディップチューブおよ
び第二のディップチューブ内の着圧と上記保持回路に記
憶されている液面測定時の差圧とを比較しこれらの圧力
差を検出しこの圧力差が所定の値を超えた場合に警報信
号を出力する比較回路とを備えた構成となす。

かかる構成の本発明は第一のディップチューブの先端閉
塞検出時には第一のディップチューブおよび第二のディ
ップチー−ブに大流量の・ぐ−ジガスを供給することに
より、第一のディ。

プチューブの先端開口部が被測定液中の塩の析出により
その開口面を縮小しだ場合に生ずる圧力損失を拡大し、
この拡大された圧力損天を差圧検出器、保持回路、比較
回路により検出することを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、第３図および第４図を参照して本発明の一実施例
を説明する・ 第３図は本発明の一実施例の構成を示す図である。図中
１１は差圧検出器である。この差圧検出器１ノの入力側
には第一および第二の管状のディップチー−ブ１２．１
３の基端が接続されている。上記第一のディップチー−
ブ１２は先端開口部が容器１４−に貯留された被測定液
中に配置されている。一方、上記第二のディップチュー
ブ１３は先端開口部が被測定液の液面上方に配置されて
いる。

また図中１５は第一の・や−ジガス供給機構である。こ
の第一の・ぐ−ジガス供給機栴１５は直列に接続された
液面測定時ガス供給用としての電磁弁１６および小流量
調整器１７と、直列に接続された第一のディップチュー
ブ１２の先端閉塞検出時ガス供給用としての電磁弁１８
および大流量調整器１９とが並列に接続された構成をな
す。上記小流量調整器１７は例えば数ｔ／ｈの流量を排
出する如く設定されてかり、一方、上記大流量調整器１
９は例えば数千Ｌ／）１の流量を排出する如く設定され
ている。また上記１Ｌ磁弁１６は通常は開いており、簡
」制電圧が印加されると閉じるよう構成きれている。一
方、上記電磁弁１８は通常は閉じており、制御電圧が印
加されると開くよう構成されている。かかる第一のパー
ジガス供給機構１５は排出側が前記第一のディッゾチー
ープ１２の中空部に連通されている。また給気側が測定
ガス供給装置に連通されている。

図中２０は第二のパージガス供給機構である。

この第二の・ぐ−ジガス供給機模２０は直列に接続され
た液面測定時ガス供給用としての電磁弁２ノおよび小流
量調整器２２と、直列に接続さした第一のディ、ゾチー
ーブ１２の先端閉塞検出時ガス供給用としての電磁弁２
３および大流量調整器２４とが並列に接続された構成を
なす。

上記小流量調整器２２は前記小流量調整器１７と同値の
例えは数Ａ／ｈの０１し童を排出する如く設定されてお
り、上記大流量調整器２４は前記大流量調整器１９と同
値の例えは数千Ａ／ｈの流量を排出する如く設定されて
いる。１だ上記電磁弁２１は通常は開いており、制＠電
圧が印加されると閉じるよう構成されている。一方、上
記電磁弁２３は通常は閉じており、制御電圧が印加され
ると開くよう構成されている。かかる第二のパージガス
供給機構２０は排出側が前記第二のディノプチー−ブ１
３の中空部に連通されている。また給気側が測定ガス供
給装置に連通されている。

図中２５は保持回路である。この保持回路２５は前記差
圧検出器１１からの出力信号を入力する。かかる保持回
路２５は通常は入力された信号をそのまま出力し、制御
電圧が別途入力されるとその制御電圧入力開始の瞬間の
差圧検出器１１からの入力信号を保持して出力する如く
構成されている。図中２６は記録表示器である。

この記録表示器２６は上記１呆持回路２５からの出力係
号を入力し、液面測定１直を記録表示する。

図中２７は比較回路である。この比較回路２７は前記差
圧検出器１１からの出力信号と上記１呆持回路２５から
の出力信号とを入力し、これらの信号を比較してその差
を出力する。図中２８は警報設定器である。この哲報設
定器２８は上記比較回路からの出力信号を入力し、この
人力された信号があらかじめ設定さね７だ袴報設定値を
超えた場合に警報する。

捷だ、図中２９はシーケンスコントローラである。この
シーケンスコントローラ２９は所定時間毎に・ぐルス電
圧を前記電磁弁１６．１Ｂ。

２１．２３および前記保持回路２５へ同時に出力するこ
とによりこれらを制御している。

次に上述した構成の液面測定装置の動作を説明する。図
示しない測定ガス供給装置から第一および第二のパージ
ガス供給機構１５および２０の給気側には排出ガヌ流景
以上のガスが常時導入されている。また、シーケンスコ
ントローラ２９は第５図（ａ）に示す如く所定時間毎に
所定パルス電圧を出力しており、その他通常時は零出力
である。

そこで、まず液面測定時の動作について説明する。液面
測定時とは上記シーケンスコントローラ２９が零出力の
ときである。このとき、第一および第二のパーツガス供
給機構１５．２０の電磁弁１６．２１は開放してお）、
電磁弁１８゜２３は閉塞している。したがって、第一お
よび第二の・や−ゾガス供給機構１５，２θからはそれ
ぞれ小流量の測定ガスが第一および第二のディップチュ
ーブ１２．１３内に供給されている。

第一のディップチューブ１２内に供給された出１］定ガ
スは先端開口部からバブリングを１陛り返しつつ管外へ
θ父出される。この際、第一のディ。

プチー−ブ１２内では液面上方の気相から被測定液が受
ける圧力と、先端開口部での被蛍、１定液の液圧と、管
内で生ずる圧力損失とを加えた圧力損失とを加えた圧力
に等しい圧力を呈し、この圧力が背圧として差圧検出器
１１に入力される。一方、第二のディッゾチーーブ１３
内では被測定液の液面上方の気相から受ける圧力と、管
内で生ずる圧力損失とを加えた圧力に’￥’、！’　１
７い圧力を呈し、この圧力が背圧として差圧検出器１１
に人力される。たたし、上記第一および第二のディッゾ
チーーブ１２．１３内で生ずる圧力損失は供給されるパ
ーツガスが小流量であるためにほとんど無視し得るもの
である。差圧検出器１１では上記第一および第二のディ
ップチューブから入力された圧力の差圧を電気信号に変
換して液面信号として保持回路２５へ出力する。保持回
路２５は前述した如くシーケンスコントローラ２９から
制御電圧を入力されていないので人力された液面信号を
その１甘記録表示器２６へと出力する。記録表示器２６
では入力された液面信号に基いて液面６１１］定値を記
録表示する。

次に第一のディップチューブ１２の先端閉塞検出時の動
作について説明する。すなわち、第一のディップチュー
ブ１２の先端閉塞検出時はソーケンスコントローラ２９
が所定時間毎に制御ハルスミ圧を第一および第二の・ぐ
−ノがス供給機構１５．２０の′−電磁弁　６　、１８
．２１　。

２３および保持回路２５に出力している。このとき、第
一および第二の・ぐ−ノガス供給機構１５゜２０の電磁
弁１８．２３は開放し、電磁弁１６゜２１は閉基する。

したがって、第一および第二のパーツガス供給機構１．
５　、２０からはそれぞれ大流量のｄ１１］定ガスが第
一および第二のディップチューブ１２．１３内に供給さ
れる。このように第一および第二のディップチー−ブ１
２゜１３内に供給された測定ガスは・庁内を流動し先端
開口部から放出される。この際、第一および第二のディ
アゾチューブ１２．１３内では測定ガスがそれぞれ圧力
損失を生じる。この圧力損失は測定ガスの流量が大流星
では無視し得なりものとなる。したがって、差圧検出器
１１は第一のディッゾチュ〜ブ１２内から、液面上方の
気相から被測定液が受ける圧力と、先端開口部での被測
定液の液圧と、上記圧力損失による圧力とを加えた値の
圧力を受け、一方、第二のディ、プチー−ジノ３内から
被測定液の液面上方の気相から受ける圧力と、上記圧力
損失による圧力を受ける。そして、差圧検出器１１ｉ・
まこれらｉ−および第二のディノプチー−ブ１２’、ｉ
３内から受けた圧力の差を電気信号に変換して出力する
。

ところで、第一のディ、プチューブ１２内では、上記通
常の圧力損失ＶＣ加え、先端開口部の開１０面積が塩の
析出により縮小した場合、その縮小の度合に応じていわ
ゆるオリフィス効果により圧力損失が生ずる。このオリ
フィス効果による圧力損失は測定ガスの流速の二乗に比
例して増加するために、前記液面ｊｌｌ定時に比べ顕著
にその増加傾向を示す。したがって、差圧検出器１１か
らの出力信号も上記先端開口部の開口面積の縮小の度合
に応じて顕著に増加した値を示す。

ち、ｔ１〜ｔ２　、ｔ３〜１４．１５〜ｔ６のそれぞれ
の時間に第一および第二のディップチー−ブ１２．１３
内に大流量の測定ガスが供給されたものとし、またｔ、
〜ｔ２の時間では第一のディ、プチューブ１２の先端開
口部に塩が析出しておらず、その後、徐々に上記先端開
口部妃塩が析出して開口面積が縮小されたものとする。

そうすると、図に示す如（１，〜ｔ２では通常の圧力損
失のみによる増圧の差ΔＰだけ液面測定時の出力信号（
液面信号）に比べ出力信号がＪ、ｆ１７ＩＯする。ｔ３
〜ｔ４では上記ΔＰに刃口え、上記先端開口部の開口面
積の縮小の度合に応じた圧力損失による増圧ΔＰ′が出
力される。ｔ５〜ｔ６ではさらに上記ΔＰ、に加え、上
記先端開口部の開口面積の縮小の度合に応じた圧力損失
による増圧Δｐ　／／が出力される。このように第一の
ディッゾチーーブ１２の先端開口部の開口面積の縮小の
度合に応じて差圧検出器１ノの出力信号はΔＰＩ、ΔＰ
“・・と増加する。したがって、かかる差圧検出器１１
の出力信号を検出すれば上記開口面積の縮小の度合すな
わち先端開口部での１４・五の析出状態を検知すること
ができる。

上述したクロ＜差圧検出器１１から出力された信号は比
較回路２７へ入力される。またこの比較回路２７には保
持回路２５からの出力信号をも入力される。

このとき、上記保持回路２５は前述しプヒ如くシーケン
スコントローラ２９からの制御・ｐ　／ｌ／　スミ圧を
入力してその制御電圧入力開始の瞬間の差圧検出器１１
からの入力信号を保持して出力している。すなわち、こ
の保持回路２５が出力している信号は、第一および第二
のディップチ一−ブ１２．１３内に大流量の測定ガスが
供給された際の差圧を出力する直前すなわち液面６１１
Ｊ定時の差圧計１１の出力信号である。

したがって、上記比較回路２７では保持回路２５で保持
されて出力された液面測定時の出力信号と前記ΔＰ、Δ
ｐ’、ΔＰ”・・・等の増圧分が含まれた瑳−箕検出器
１ノの出力信号とを比較し、その差すなわちΔＰ、、（
Ｐ’、Δｐ／／・・等の増圧分のみを出力する。

このようにして比較回路２７から出力された信号は警報
設定器２８に入力される。警報設定器２８では入力され
た信号があらかじめ設定された警報設定値を超えた場合
に善報がなされる。

したがって、この警報により第一のディッゾチューブ１
２の開口部先端に塩が析出してその開口面積が縮小され
液面測定値に誤差が生じていることを検知することがで
きる。

なお、前述した開口状態検知時の保持回路２５からの出
力信号は記録表示器２６へも入力されている。また、液
面測定時にも比較回路２７へは保持回路２５および差圧
検出器１１からの出力信号が入力されている。ただし、
この際の保持回路２５および差圧検出器１１からの出力
信号は同値であるために比較回路２７からの出力は零で
ある。

第５図（ａ）ないしくｅ）は前述した各装置の出力の関
係ヲ・示す図である。シーケンスコントローラ２９が同
図（ａ）に示すように所定時間毎に制御・ぐルス電圧を
出力するものとする。そうすると、第一および第二〇ノ
４−ノガス供給機構ｉ　ｓ　、　２　。

は同図（ｂ）に示すように上記シーケンスコントローラ
２９が零出力の間は小流量の測定ガスを第一および第二
のディップチューブ１２．１３に供給し、上記シーケン
スコントローラ２９が制御パルス電圧を出力したときは
大流量の測定がスを第一および第二のディッゾチーーブ
１２゜１３に供給する。差圧検出器１ノは同図（ｃ）に
示すように上記第一および第二のパージガス供給機構１
５．２０が小流量の測定ガスを供給している間は被測定
液の液面に応じた第一および第二のディップチューブ１
２．１３内の圧力の差を液面信号として出力している。

なお図では被測定液の液面が時間の経過とともに下降し
ている例を示している。また差圧検出器１１は上記第一
および第二のパージガス供給機ｍ　１ｓ、　２　。

が大流量の測定ガスを供給したときは、第一および第二
のディッゾチーーブ１２　、　Ｊ　３内ノ測定ガスの圧
力損失による差圧の増加分ΔＰ１さらに第一のディップ
チューブ１２の先端開口部が塩の析出によりその開口面
積を縮小した場合に生ずる測定ガスの圧力損失による差
圧の増加分Δｐ’、ΔＰ〃等を上記液面信号に加えた値
を開口状態検知係号として出方している。記録表示器２
６は同図（ｄ）に示すように上記差圧検出器１１が液面
信号を出力している間はその液面信号に基いて被測定液
の液面を記録表示している。また差圧検出器１１が開口
状態検知係号を出力している間は保持回路２５がその間
保持して出方している液面信号に基いて記録表示してい
る。なお図では記録表示器２６が差圧計１１からの出力
信号をレンジ拡大して記録表示している例を示している
。比較回路２７は同図（、）に示すように上記差圧検出
器１ノが液面信号を出力している間は零出力であり、差
圧検出器１１が開口状態検知信号を出力しているときは
上記測定がスの圧力損失による差圧の増加分ΔＰ、Δｐ
’、ΔＰ“・・・のみを上記開口状態検知信号から抽出
して出力している。

以上の説明から明らかなように本実施例は、シーケンス
コントローラ２５から定期的に出力される制御・ぐルス
電圧により第一および第二のノｊ−ノガス供給機溝１５
．２０から第一および第二のディップチー−ブ１２．１
３内へ大流量の測定ガスを供給することにより、第一の
ディップチューブ１２の先端開口部が被測定液中の塩の
析出によりその開口面積を縮小した場合に生ずる圧力損
失を拡大する。そして、この拡大された圧力損失を差圧
検出器１１．保持回路２５゜比較回路２７により検出す
るので、第一のディッゾチーーブ１２の先端開口部が被
測定液中の塩の析出固化によシその開口面積を縮小した
場合に、その状況を的確に検知することができ、常に信
頼性の高い液面測定値を検出することができる。また本
実施例は第一のディップチュー７’；１２の材質を限定
するものではないので、被測定液の性質によシ使用が限
定されることがない。

なお、本発明は上述しだ一実施例に限定されるものでは
彦い。たとえば、第一および第二の流量調整器１５．２
’０は定期的に大流量の測定ガスを供給するようにシー
ケンスコントローラ２９で制御されていたが、別に不定
期に大流量の測定ガスを供給するようにしてもよく、要
するに必要に応じて任意にシーケンスコントローラ２９
で制御すればよい。この場合、同時に保持回路２５を制
御することはいうまでもない。

また、ノや一ジガス供給機構としては第一のディップチ
ー−プ１２．第二のディップチー−ブ１３に対してそれ
ぞれ別に設けなくてもよく、一つの７９−ジガス供給機
構によシそれぞれのディップチューブに・や−ジガスを
供給してもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば第一および第二のディップチューブの中
空部内へ大流量の測定ガスを供給することにより、第一
のディップチューブの先端開口部が被測定液中の塩の析
出によりその開口面積を縮小した場合に生ずる圧力損失
を拡大する。そして、この拡大された圧力損失を差圧検
出器、保持回路、比較回路により検出するので、第一の
ディップチー−ブの先端開口部が被測定液中の塩の析出
固化によシその開口面積を縮小した場合に、その状況を
的確に検知することができ、常に信頼性の高い液面測定
呟を検出することができるという効果がある。また本発
明は第一のディノプチー−ブの材質を限定しないので、
被測液の性質により使用が限定されることがなく、広範
に使用できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の液面測定装置の構成図、第２図は従来の
液面測定装置の問題点を説明するだめの図、第３図は本
発明の一実施例の構成図、第４図は第３図における差圧
計の出力の例を示す図、第５図（ａ）ないしくｅ）は第
３図における各装置の出力の関係を示す図である。 １１・・・差圧検出器、１２・・・第一のディ、プチュ
ーブ、１３・・・第二のディップチューブ、１５・・・
第一の／ｆ−ジがス供給機構、１６．１８・・・電磁弁
、１７・・・小流量調整器、１９　・大流量調整器、２
０・・・第二のパーツガス供給＆！　、２１　。 ２３・・・電磁弁、２２・・・小流量調整器、２４・・
・大流量調整器、２５・・・保持回路、２６・・・記録
表示器、２７・・・比較回路、２８・・・ｄ報設定器、
２９・・・シーケンスコントローラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 液面を測定すべき被測定液中に先端開口部が浸漬された
   第一のディップチューブと、上記被測定液の液面より上
   方に先端開口部が位置した第二のディップチー−ブと、
   液面測定時には上記第一のディッゾチーーブおよび第二
   のディ。 ゾチーーブに小流量のパージガスを供給するとともに上
   記第一のディップチー−ブの先端閉基検出時には上記第
   一のディッゾチーーブおよび第二のディッゾチーープに
   大流量の・ぐ−ノがスを供給する・七−ジがス供給機構
   と、上記第一のディ、プチー−ブおよび第二のディ、ノ
   チ一ブ内の差圧を検出し液面１）ｉｌｊ定時にはこの差
   圧から上記被測定液の液面を検出する差圧検出器と、液
   面測定時の差圧を記憶する保持回路と、上記先端閉基検
   出時に上記差圧検出器によって検出される第一のディ、
   プチー−ブおよび第二のディッゾチューブ内の差圧と上
   記保持回路に記憶されている液面測定時の差圧とを比較
   しこれらの圧力差を検出しこの圧力差が所定の値を超え
   た場合に一岬報信号を出力する比１液回路とを具備した
   ことを特徴とする液面測定装置。