JPS60224026A - 界面位置測定方法 - Google Patents

界面位置測定方法

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JPS60224026A
JPS60224026A JP7987084A JP7987084A JPS60224026A JP S60224026 A JPS60224026 A JP S60224026A JP 7987084 A JP7987084 A JP 7987084A JP 7987084 A JP7987084 A JP 7987084A JP S60224026 A JPS60224026 A JP S60224026A
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force
liquid
interface
tape
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Kuniji Aoki
青木 訓治
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/0023Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm with a probe suspended by a wire or thread

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  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

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】 返血公団 本発明は比重が異なり相分離した液体間の界面位置を測
定する時、液の表面に同化層が生ずる場合および/或い
は上液の粘度が高い場合の測定方法に関する。
従来技術 比重が異なり相分離した液体間の界面位置を測定する一
つの方法として、自動平衡式界面計を使用することが知
られている。これに使用される界面計は、何れの液体よ
りも比重の大きい材料で形成したディスプレーサをテー
プ或いはケーブル等で液体内に吊り下げ、界面位置にて
ディスプレーサが平衡するような一定張力(予め算出で
きる)をテープ或いはケーブル等に作用させておき、こ
れによりディスプレーサが界面位置に追従するようにし
て界面位置を測定するものである。この方法によれは自
動且つ遠隔測定が可能となる利点がある。
しかしこのような自動平衡式界面計を使用して界面位置
の測定を実施する上で従来は、液体表面に固形被膜を形
成する液体、液体中に気泡を生じる液体、或いはチキソ
トロピー性に冨む物質が表面に生成する液体や非常に粘
度の高い液体等を対象とする測定は不可能とされていた
。何故ならば従来のこの方法では界面位置で平衡するよ
うな一走張力の基でディスプレーサを吊り下げているの
で、実質的なディスプレーサの駆動力(液体外にあって
は恵方による下降力、液体中にあっては史に浮力を考慮
した浮沈力)は著しく小さい。この小さな駆動力では測
定に際してディスプレーサを液体中に沈下させる時に固
形被膜があるとこれを突き破れず、測定不能の場合を生
じ得るからである。また液体中に気泡が形成されている
場合にはディスプレーサに気泡が付着して浮力を変化さ
せ、これにより測定誤差が大きくなるからである。更に
またチキソトロピー性に冨む物質が表面にあるときは駆
動力が小さいとディスプレーサはその表面で停止したり
液体中を昇降できなくなってしまうからである。
勿論吊り持ち力を解除してディスプレーサを液体中に自
由落下させ、これにより固形被膜を突き破る方法は知ら
れていた。しかしこの場合にはディスプレーサが液体槽
(例えばタンク)の底部に衝突して生じる衝撃および落
下に際しての関連各部の摩耗・損傷等の問題を解決しな
ければならず、或いはこれを回避するために摩擦減速機
構を配備する場合はその摩擦力によって固形被膜を貫通
し難い問題を解決しなければならない。またディスプレ
ーサを自動平衡状態のまま液体中に放置して固形被膜の
突き破りの問題を回避する場合は、固形被膜がテープ或
いはケーブル等に付着して滑らかな動きを阻害し、測定
誤差か大きくなる問題を住じることになる。しかも何れ
においても気泡の問題解決策を提供するものではなかっ
た。このようなことから、例えば−ヒ述の液体の場合に
おいては実際問題として自動平衡式界面計の使用による
界面位置の自動測定は不可能とされていたのである。
このように平衡式界面計の使用による自動測定が不可能
とされる場合には、従来はサンプリングによる測定を行
っている。この方法は液体中の様々な深度(例えば貯蔵
タンクの場合には数センナメートル間隔程度とされる)
から液体を採取し、この採取液体から界面位置を推定す
るものである。
この方法は界面計の性能を確認する方法としても知られ
ている最も基本的な方法である。
しかしこのようなサンプリングによる測定では例えは貯
蔵タンク上に検査員が登って作業することになり、作業
性が悪い上対象とする液体の4i1i類によっては極め
て危険性の高い作業となってしまう欠点がある。しかも
採取深度の間隔による断続的なデータを基にした粗雑な
測定しかできす、連続して自動且つ遠隔測定をすること
が実際上困難なために例えばコンピュータと関連させた
自動運転システム等の実現に関して大きな障害となって
いた。
光泄盈月1吋 本発明の目的は従来サンプリングによる方法に中ftら
ねはならないとされていた](本に対しても自動且つ遠
隔測定可能な界面位置の測定方法を1に供するごとであ
る。
発明の構成 本発明は、何れの液体よりも比重の大きい材料で形成し
たディスプレーサをテープ或いはケーブル等で液体内に
吊り下げ、このディスプレーサを界面位置に平衡さセで
測定する方法であって、先ず界面位置にてディスプレー
サを平衡さセるための力よりも小さい力を連続的に或い
は前記平衡させるための力を断続的にテープ或いはケー
ブル等に作用さゼ、これにより一旦ディスプレーザを下
方へ降下させて保持し、然る後界面位置にてディスプレ
ーサを平衡させるための力を連続的にテープ或いはケー
ブル等に作用させ、これによりディスプレーサが界面位
置に位置するようになして界面位置を測定することを特
徴とする。
太施斑 第1図は本発明による界面位置の測定方法を実施してい
る例として、貯蔵タンクにおける場合を全体的に概略的
に示している。この貯蔵タンク4は比重が異なり相分離
する2種の液体、即ち比重の重い第一の液体1および比
重の軽い第二の液体2を収容して貯蔵している。これら
の液体lおよび2は相分離する関係にあることから、共
に鎮静させると図示するように2層に明瞭に分離して界
面20を形成する。これらの液体は適当な4人通路15
または16を経て貯蔵タンク4内に導入され、また流出
通路15または16を経て貯蔵タンク4外に供給できる
ようになっている。またこの供給において、例えば比重
の重い第一の液体1或いは比重の軽い第二の液体2の何
れをも単独で取出せるように流出通路15および/また
は16が備えられていて、後述する本発明の特徴とする
界面20の位置測定に基づいてこのような液体の分離を
保証できるようになっているのである。尚貯蔵タンク4
内には攪拌羽根5が配備されており、■口壁4A上に備
えた撹拌駆動装置6により攪拌羽根5を回転駆動できる
ようになっている。また符号3は比重の軽い第二の液体
2の表面に形成された同形被膜を示している。即ちここ
では第二の液体2は空気に触れて固形被膜を形成する液
体であるとしている。
本発明の測定方法においては、何れの液体の比重よりも
大きな比重の材料から作られたディスプレーサ9をこれ
らの液体中に没入させ、このディスプレーサ9を最終的
に界面20の位置にて平衡させ、これにより界面位置を
測定することを基本とする自動平衡式界面計測の原理を
応用して6sる。
しかしながら本発明の特徴は、後述するようにデ 1イ
スプレーサ9の吊り持ち力の切替制御にある。
ディスプレーサ9はテープ或いはケーブルのような可撓
性の吊り持ち部材10の一端に連結され、貯蔵タンク4
内に吊り下げられている。吊り持ち部材10の他端はゲ
ージへ・ノド12に備えた張力制御用巻き取り駆動ドラ
ム13に巻き付は固定されていて、該駆動ドラム13に
より適当な張力(可変制御可能)を吊り持ち部材10に
作用させて維持できるようになっている。この張力制御
は符号11で全体を示す張力検出機構による検出値をフ
ィードバンクして行うようになってしする。このような
張力検出機構11およびこの検出値に基づく張力制御技
術自体は良く知られているので詳述しない。またケージ
へ・ノド12には界面位置検出用ホイール14が備えら
れており、吊り持ち部材lOの繰り出し/繰り込み量を
基にしてディスプレーサ9の昇降位置部ぢ最終的には液
体中で平衡「る界面位置を検出できるようになっている
。ディスプレーサ9は貯蔵タンク4内を垂直方向へ移彷
可能で、頂壁4Aに設けた上部ストッパー7お上び底壁
4Bに設けた載置脚8の間を移動できるようになってい
る。上部スト・ツバ−7は液体1.2を貯蔵タンク4内
に導入する際や撹拌駆動装置6により攪拌羽根5を回転
駆動する際の液体の激しい流動時にディスプレーサ9を
上昇させて符号9”で示すように係止するためのもので
ある。従ってこのような作業が終了するまで係止状態を
確実に保持するために適当なインター口・ツク機構を備
えていることが望ましい。一方載置脚8はディスプレー
サ9を液体中に沈下させた際にこれが底壁4Bに密着し
ないように符号9゛で示すように支持し、然る後の浮上
を確実に行わせるような保証を与えるためのものである
さて本発明における測定方法を説明すれば、先ず貯蔵タ
ンク4内に液体1および液体2の混合液を導入する際や
攪拌羽根5による攪拌時にはディスプレーサ9を上昇さ
せて符号9゛で示すように上部ストッパー7に係止させ
ておき、ディスプレーサ9および吊り持ち部材10の保
護を図る。この際、ディスプレーサ9の上昇限界を基に
して測定位置即ち界面位置検出用ホイール14による検
出値の校正が可能である。
攪拌が終了した後吊り持ち部材10に適当な張力を作用
させつつディスプレーサ9を降下させる。
この降下は固形被膜3が形成されるより前即ち2液が静
置により図示のように分離する前に行うことが望ましい
。またこの時の適当な張力とは、ディスプレーサ9を自
由落下させずに比較的緩やかな速度で降下させることを
意図するものである。
従って例えば比重の重い第一の液体l中を沈降できる程
度の張力即ち界面20位置にて平衡するための力より小
さい力に設定すれば良い。またこの力として界面20位
置にて平衡するための力を間歇的に作用させることも同
様効果を与えるので可能である。この場合は例えばゲー
ジヘッド12に備えた張力制御用巻き取り駆動ドラム1
3を間歇的に作動/解除させるように制御することで可
能となる。この緩やかな沈降によってディスプレーサ9
は符号9′で示すように載置側8上に載置される。この
後2液は次第に分離し、図示のように明瞭な界面20を
形成するとともに、上側液体2の表面には固形被膜3が
次第に形成されるのである。従ってディスプレーサ9は
固形被膜3による影響を受けないのである。
このような状態を得るための静置後に、先ずディスプレ
ーサ9が界面20の位置で平衡するよりも多少大きな力
を吊り持ち部材10に作用させて強制的にディスプレー
サ9を上昇させる。この上昇は界面20を越えない範囲
でディスプレーサ9を移動させるようにする。このため
に所定の力を予め定めた時間につき作用させ、より急速
に上部させ得る。しかしこの上昇により界面20を撹乱
したり泡立てるような移動は好ましくない。この上昇に
際してはゲージヘッド12に備えた張力制御用巻き取り
駆動ドラム13を経て吊り持ち部材lOに所定の力を作
用させるように働くのである。
然る後ディスプレーサ9が界面20の位置で平衡する力
を吊り持ち部材IOに作用させ、ディスプレーサ9が界
面20の位置に静止させるようにする。この静止時の位
置を界面位置検出用ホイール14により検出し、界面位
置を知るのである。
この段階は通常の自動平衡式界面計測と同様であり、詳
述しない。
上述した測定例においては、先ずディスプレーサ9を載
置側8上に載置させた後、強制的に上昇させ、然る後界
面に平衡化させた。しかし場合によってはディスプレー
サ9を載置側8上に載置させて保持しておいた後に直ぐ
界面位置に平衡化させることが可能である。またこれと
逆に、ディスプレーサ9を載置側8上に載置させた後、
強制的に上昇させ、史にまた降下させるような昇降を適
当回数繰り返し、これにより吊り持ち部材10に付着し
た固形被膜を剥離させた後に界面位置に平衡化させるこ
とも可能である。
以上のように本発明はディスプレーサを界面に平衡化さ
せる前に先すその吊り持ち力を平衡時の力より小さくし
或いは作用時間を間歇的に制御して降下させ、この状態
を維持し、然る後液体が静置されて界面が安定した後界
面に平衡化させるか、或いは吊り持ち力を平衡時の力よ
り大きくして強制的に上方へ移動させ、このような昇降
を適当回数につき繰り返した後界面に平衡化させ、この
平衡状態で界面位置を測定することを特徴とするので、
その効果は次の通りである。
■ 表面に固形被膜が形成される前に緩やかな速度でデ
ィスプレーサを沈下させるために、固形被膜および衝撃
等の従来の欠点は回避され、固形被膜を生じる液体での
測定に支障が無くなる。
■ 必要に応じてディスプレーサを上下に昇降させるの
で、ディスプレーサや吊り持ち部材に対する付着物の解
放が可能になり、従来の欠点を排除できる。
■ 吊り持ち力の制御または核力を間歇的に作用させる
ような制御によりディスプレーサの望みの昇降を達成で
きるので、制御技術が容易であり、安価に連続的な自動
且つ遠隔の界面位置の測定を達成できる。
■ 測定精度を向上できる。
尚、本発明は前述した実施例に限定されず、吊り持ち力
の制御または核力を間歇的に作用させるような制御の実
際の技術手段は知られている何れの方法によって行って
も良い。また界面計に限らず、液面計においても本願の
特徴を応用でき、測定精度を向上できるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の測定方法を実施する装置を概略的に示
す部分的に断面とした立面図。 1・・・・・第一の液体 2・・・・・第二の液体 3・・・・・固形被膜 4・・・・・貯蔵タンク 5・・・・・攪拌羽根 6・・・・・攪拌駆動装置 7・・・・・上部ストッパー 8・・・・・載置脚 9・・・・・ディスプレーサ 10・・・・・吊り持ち部材 11・・・・・張力検出機構 12・・・・・ゲージヘッド 13・・・・・巻き取り駆動ドラム 14・・・・・界面位置検出用ホイール15.16・・
通路 20・・・・・界面 特許出願人 日本レギュレーター株式会社代理人弁理士
小野 栄

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 何れの液体よりも比重の大きい材料で形成した
    ディスプレーサをテープ或いはケーブル等で液体内に吊
    り下げ、このディスプレーサを界面位置に平衡さセ・て
    測定する方法において、先ず界面位置にてディスプレー
    サを平衡させるための力よりも小さい力を連続的に或い
    は前記平衡させるための力を断続的にテープ或いはケー
    ブル等に作用させ、これにより一旦ディスプレーサを下
    方へ降下さセ゛で保持し、然る後界面位置にてディスプ
    レーサを平衡させるための力を連続的にテープ或いはケ
    ーブル等に作用させ、これによりディスプレーサを界面
    位置に位置させることを特徴とする界面位置測定方法。
  2. (2)前記界面位置にてディスプレーサを平衡させるた
    めの力をテープ或いはケーブル等に作用させる段階へ移
    行する前に、一旦平衡させるための力よりも大きい力を
    テープ或いはケーブル等に作用させて強制的に上昇させ
    る段階を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の界面位置測定方法。゛
  3. (3)ディスプレーサを平衡させるための力よりも小さ
    い力と大きい力とを交互にテープ或いはケーブル等に作
    用させ、これによりディスプレーサを上下させる段階を
    少くとも1回収上繰り返すことを特徴とする特許請求の
    範囲第2項記載の界面位置測定方法。
  4. (4)前記テープ或いはケーブル等に作用させる力の切
    換操作を自動または遠隔操作可能にしたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の界面位置測定方法。
JP7987084A 1984-04-20 1984-04-20 界面位置測定方法 Granted JPS60224026A (ja)

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