JPS6027819A - レベル計 - Google Patents
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- JPS6027819A JPS6027819A JP13657583A JP13657583A JPS6027819A JP S6027819 A JPS6027819 A JP S6027819A JP 13657583 A JP13657583 A JP 13657583A JP 13657583 A JP13657583 A JP 13657583A JP S6027819 A JPS6027819 A JP S6027819A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
- G01F23/284—Electromagnetic waves
- G01F23/292—Light, e.g. infrared or ultraviolet
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、光ファイバーを用いた液面あるいは粉粒体面
を測定対象とするレベル計に関し、例えば石油タンカー
等の防爆性を必要とする大型タンクに利用されるもので
ある。
を測定対象とするレベル計に関し、例えば石油タンカー
等の防爆性を必要とする大型タンクに利用されるもので
ある。
光を用いたレベル計としては、従来第１図に示すような
原子炉内液面測定用の液面計が知られている。３は液面
変化範囲内の目標点に位置されるプリズム、１，２は上
記プリズムの一側面に各端を接合した光ファイバーであ
って、入力ファイバー１から入射した光はプリズム内で
反射し、出力ファイバー２に逆射されるようなカットが
プリズムの液面対向側に与えられている。液面がカット
面に接触していない時は、入射された光は外気との屈折
条件で全反射をして、出力ファイバーに逆射されるが、
液面がカット面に接触すると光の全反射条件をくずすこ
とになシ、光は出力ファイバーに届かなくなる。つま多
出力光を監視することによシ、プリズム位置に液面が存
在しているか旨ないかを知ることができる。
原子炉内液面測定用の液面計が知られている。３は液面
変化範囲内の目標点に位置されるプリズム、１，２は上
記プリズムの一側面に各端を接合した光ファイバーであ
って、入力ファイバー１から入射した光はプリズム内で
反射し、出力ファイバー２に逆射されるようなカットが
プリズムの液面対向側に与えられている。液面がカット
面に接触していない時は、入射された光は外気との屈折
条件で全反射をして、出力ファイバーに逆射されるが、
液面がカット面に接触すると光の全反射条件をくずすこ
とになシ、光は出力ファイバーに届かなくなる。つま多
出力光を監視することによシ、プリズム位置に液面が存
在しているか旨ないかを知ることができる。
しかしながら、この液面計による計測は固定点によるも
ので、液面の連続的変動を監視するには多数配置する必
要があシ、その場合の取付作業のめんどうや、ファイバ
ーの本数の増加は、設置工事のコストアップに大きく影
響した。
ので、液面の連続的変動を監視するには多数配置する必
要があシ、その場合の取付作業のめんどうや、ファイバ
ーの本数の増加は、設置工事のコストアップに大きく影
響した。
本発明は、以上の欠点を鑑み、取付のめんどうや費用負
担がさほどなく、作業性の極めて良好のレベル計を得る
ことを目的とし、垂直に立設した一様断面形状の長手芯
材に光ファイバーをスパイラル状に等間隔に巻きつけ、
しかも上記芯材の長手方向に溝を設けることによりファ
イバーの各線輪と芯材との間にわずかなすき間をもうけ
るとともに、これらを液密に外被する弾性袋状体に挿入
してセンサーを構成し、上記ファイバーに通光した光度
の減衰量を検出して被検体のレベルを推定しうるように
したことを特徴とする。
担がさほどなく、作業性の極めて良好のレベル計を得る
ことを目的とし、垂直に立設した一様断面形状の長手芯
材に光ファイバーをスパイラル状に等間隔に巻きつけ、
しかも上記芯材の長手方向に溝を設けることによりファ
イバーの各線輪と芯材との間にわずかなすき間をもうけ
るとともに、これらを液密に外被する弾性袋状体に挿入
してセンサーを構成し、上記ファイバーに通光した光度
の減衰量を検出して被検体のレベルを推定しうるように
したことを特徴とする。
第２図に示すように被検液体７の流出入孔６を有するタ
ンク５内に垂直に固定した芯材に、光ファイバーを巻き
つけてセンサー部４を構成する。上端１よシ出る２本の
光ファイバーの一方の端８をＬＤ（レーザダイオード）
、ＬＥＤ （発光ダイオード）、ガヌレーザ等の光源１
０に杉続する。光ファイバーのもう一方の端９は光検出
器１１に接続さね、これにはピンフォトダイオード、Ａ
ＰＤ （アバランシェ７オトダイオード）等を用いる。
ンク５内に垂直に固定した芯材に、光ファイバーを巻き
つけてセンサー部４を構成する。上端１よシ出る２本の
光ファイバーの一方の端８をＬＤ（レーザダイオード）
、ＬＥＤ （発光ダイオード）、ガヌレーザ等の光源１
０に杉続する。光ファイバーのもう一方の端９は光検出
器１１に接続さね、これにはピンフォトダイオード、Ａ
ＰＤ （アバランシェ７オトダイオード）等を用いる。
。
第３図に上記センサー部４の断面を拡大して示す、１２
け細長い平板状の芯材で、その両面長手方向に数本の溝
１Ｂ、１９，２０・・・を有している。この芯材１２に
光ファイバー１３を一端よシスパイラル状に巻き始め、
終端まできたら適当な帰路用の溝２１に沿って直線的に
戻す。勿論給４図のように逆巻きに戻してもよい、いず
れの場合も巻線同志が相接しないように注意する。また
、この際劣情にはさまれた山部頂点が、芯材周囲に巻か
れた光ファイバー１３の各線輪の形状を変えない程度に
接していることが望まれる。１４は前記芯材を液密に覆
う袋状のフィルムで、その内壁に前記芯材の有する港と
同間隅に、長手方向に伸びた細長い突条１５，１６，１
７、・・・を有する。芯材１２の溝１８，１９，２０・
・・と、フィルム１４の突出部１５，１６゜１７、・・
・は対向した位置関係にある。上記フィルム１４は、適
当の弾性を有し、通常はそのだ円断面形状の長径部にお
いてのみ芯材１２に接することによシ自己の形状を保持
している。しかも、上記フィルムは各突条１５゜１６．
１７．・・・における突出端を光ファイバー１３に接し
ないよう、しかし正確に至近位置にあるような緊張力を
も保有している。
け細長い平板状の芯材で、その両面長手方向に数本の溝
１Ｂ、１９，２０・・・を有している。この芯材１２に
光ファイバー１３を一端よシスパイラル状に巻き始め、
終端まできたら適当な帰路用の溝２１に沿って直線的に
戻す。勿論給４図のように逆巻きに戻してもよい、いず
れの場合も巻線同志が相接しないように注意する。また
、この際劣情にはさまれた山部頂点が、芯材周囲に巻か
れた光ファイバー１３の各線輪の形状を変えない程度に
接していることが望まれる。１４は前記芯材を液密に覆
う袋状のフィルムで、その内壁に前記芯材の有する港と
同間隅に、長手方向に伸びた細長い突条１５，１６，１
７、・・・を有する。芯材１２の溝１８，１９，２０・
・・と、フィルム１４の突出部１５，１６゜１７、・・
・は対向した位置関係にある。上記フィルム１４は、適
当の弾性を有し、通常はそのだ円断面形状の長径部にお
いてのみ芯材１２に接することによシ自己の形状を保持
している。しかも、上記フィルムは各突条１５゜１６．
１７．・・・における突出端を光ファイバー１３に接し
ないよう、しかし正確に至近位置にあるような緊張力を
も保有している。
このようにしてなるセンサーが、第２図にあるように液
中に浸漬された下半分の状態にあっては、液圧によって
上記フィルム１４の短径側が内方に抑圧され、その内壁
の突条１５．１６，１７・・・が光ファイバー１３の液
面下における巻ね部分を押圧し、溝に押し込むように動
く、従って液面下に位置する光ファイバー１３の各線輪
は波状に変形されることとなる。光ファイバー１３には
あらかじめ一端よシ一定強度の光が入射されている。こ
の光の進行経路に含まれる液ｍ１下の光ファイバー１３
が上記の如く波状に強制的に変形された部分では、反射
条件を変化されていることによりファイバー内を進む光
がファイバー側面よシ外部に逃けてしまういわゆるマイ
クロベンドによる損失が生じている。すなわちこの光フ
ァイバー１３の終端に設けた光検出器１１を経時的に観
測することにより得られる光強変化のデータは、液面高
さの変化に関係するものであることが理解できる。そし
ていま図では、極端に示されている溝１Ｂ、１９．２０
・・・が極めてなだらかに形成されておシ、かつ液中の
深さにかかわらず液面下にある巻線が、フィルム突条１
５，１６．１７・・・に抑圧されて各溝中にすき間なく
圧着されているものとすれば、上記光強度変化はそのま
ま液面の高さに比例したものと見做すことも可能と彦る
ものである。
中に浸漬された下半分の状態にあっては、液圧によって
上記フィルム１４の短径側が内方に抑圧され、その内壁
の突条１５．１６，１７・・・が光ファイバー１３の液
面下における巻ね部分を押圧し、溝に押し込むように動
く、従って液面下に位置する光ファイバー１３の各線輪
は波状に変形されることとなる。光ファイバー１３には
あらかじめ一端よシ一定強度の光が入射されている。こ
の光の進行経路に含まれる液ｍ１下の光ファイバー１３
が上記の如く波状に強制的に変形された部分では、反射
条件を変化されていることによりファイバー内を進む光
がファイバー側面よシ外部に逃けてしまういわゆるマイ
クロベンドによる損失が生じている。すなわちこの光フ
ァイバー１３の終端に設けた光検出器１１を経時的に観
測することにより得られる光強変化のデータは、液面高
さの変化に関係するものであることが理解できる。そし
ていま図では、極端に示されている溝１Ｂ、１９．２０
・・・が極めてなだらかに形成されておシ、かつ液中の
深さにかかわらず液面下にある巻線が、フィルム突条１
５，１６．１７・・・に抑圧されて各溝中にすき間なく
圧着されているものとすれば、上記光強度変化はそのま
ま液面の高さに比例したものと見做すことも可能と彦る
ものである。
第５図は本発明の別の実施例を示す断面図である。２２
は例えばステンレス製の芯材であり、細長い平板の両面
のほぼ全長にわたシ、各１本の幅広の溝２５，２６，２
７・・・をもうけ°ている。劣情にはわずかな高さの数
本の突条２８，２９，３０・・・が等間隔で残されてい
る。各突出部のピッチは、例えばファイバーの直径が１
闘のものを用いるとして、１０間、高さは１關程度に加
工し、それぞれの頂部はファイバーを傷つけないように
角を落してなめらかな山形の形状にｌ−である。芯材の
幅方向両端辺に残された肉厚部には、第５図に示すよう
な固定溝２４をスパイラル状の仮想線に従ってもうけ、
この溝は光ファイバーを巻きつける際の診導溝となる。
は例えばステンレス製の芯材であり、細長い平板の両面
のほぼ全長にわたシ、各１本の幅広の溝２５，２６，２
７・・・をもうけ°ている。劣情にはわずかな高さの数
本の突条２８，２９，３０・・・が等間隔で残されてい
る。各突出部のピッチは、例えばファイバーの直径が１
闘のものを用いるとして、１０間、高さは１關程度に加
工し、それぞれの頂部はファイバーを傷つけないように
角を落してなめらかな山形の形状にｌ−である。芯材の
幅方向両端辺に残された肉厚部には、第５図に示すよう
な固定溝２４をスパイラル状の仮想線に従ってもうけ、
この溝は光ファイバーを巻きつける際の診導溝となる。
光ファイバーの巻きつけピッチは、極カフアイバー長を
長くとることによって損失の変化量を大きくし、計測の
精度を上げられるということを勘案して、自由に設定さ
れる。２３は光ファイバーで、マルチモードファイバー
を用いておね、該ファイバーを上記固定溝２４に沿って
巻きつけ、終端は応力を受けない任意位置にもうけられ
た溝３１を辿して、極力短い長さで巻き始め端に向けて
戻す０巻きつけ張力は芯材にもうけられた前記山形突出
部に軽く接触する程度にし、芯材両伸面の固定溝中で例
えばエポキシ系接着剤により接合する。３２け光ファイ
バーに液圧を伝達し、波状に変形させるフィルムで、芯
材の両肉厚端側面とセンサー下端で液密に接着され、例
えばポリエステルフィルムを用いる。上記フィルム３２
の内側には芯材にもうけられた上記各Ｐ２５．２６，２
７・・・の深い部分に対向して、各１本の直径１闘〜２
期程度の棒状のゴム材３３．３４．３５が接着されてい
る。とれはフィルム３２が液圧を受けて、光ファイバー
２３を劣情の深い部分に一様に圧着されるよう波状に変
形させる手段であるが、液圧の与えられないときは、完
全にファイバーから離れているようにフィルムの緊張力
および弾性を吟味する必要がある。
長くとることによって損失の変化量を大きくし、計測の
精度を上げられるということを勘案して、自由に設定さ
れる。２３は光ファイバーで、マルチモードファイバー
を用いておね、該ファイバーを上記固定溝２４に沿って
巻きつけ、終端は応力を受けない任意位置にもうけられ
た溝３１を辿して、極力短い長さで巻き始め端に向けて
戻す０巻きつけ張力は芯材にもうけられた前記山形突出
部に軽く接触する程度にし、芯材両伸面の固定溝中で例
えばエポキシ系接着剤により接合する。３２け光ファイ
バーに液圧を伝達し、波状に変形させるフィルムで、芯
材の両肉厚端側面とセンサー下端で液密に接着され、例
えばポリエステルフィルムを用いる。上記フィルム３２
の内側には芯材にもうけられた上記各Ｐ２５．２６，２
７・・・の深い部分に対向して、各１本の直径１闘〜２
期程度の棒状のゴム材３３．３４．３５が接着されてい
る。とれはフィルム３２が液圧を受けて、光ファイバー
２３を劣情の深い部分に一様に圧着されるよう波状に変
形させる手段であるが、液圧の与えられないときは、完
全にファイバーから離れているようにフィルムの緊張力
および弾性を吟味する必要がある。
このようにしてなる本発明において、液面の変化は液圧
により袋状のフィルムの形状変化を介してファイバーを
屈曲させ、あるいは屈曲を正し、これがファイバー内を
迎む光のマイクロベンド効果による損失量をｔえること
となる。
により袋状のフィルムの形状変化を介してファイバーを
屈曲させ、あるいは屈曲を正し、これがファイバー内を
迎む光のマイクロベンド効果による損失量をｔえること
となる。
このとき、ファイバーの単位長さあたシに作られる波形
の数は一様であシ、かつ各波の幅（高さ）も同じである
から、波ごとの光損失は等量である。よってファイバー
の一端より光を入射し、他端でこの受光量の変化を測定
することにより、液面の経時的な変化をセンサーの長さ
内の範囲で広く計測できる。
の数は一様であシ、かつ各波の幅（高さ）も同じである
から、波ごとの光損失は等量である。よってファイバー
の一端より光を入射し、他端でこの受光量の変化を測定
することにより、液面の経時的な変化をセンサーの長さ
内の範囲で広く計測できる。
しかるに本発明によれば、所定長さのセンサーを液槽内
に垂直懸垂するだけだから工事が楽であるなど本発明の
課題を解決するほか、従来は液面が下がる場合にセンサ
ーへの液の付着が、しばしば精度を損っていたが、本発
明はこのような不利をも解決する。なお前記実施例にお
いて、測定対象として液体を例示したが、粉粒体等の測
定も可能である。またファイバーへの逆光方法として、
一端への一方通行によるものを示したが、例えば液没偵
１１の光ファイバーの端面を鏡面処理し、一本のファイ
バー内の往復光を利用するようにしたものでもよい。
に垂直懸垂するだけだから工事が楽であるなど本発明の
課題を解決するほか、従来は液面が下がる場合にセンサ
ーへの液の付着が、しばしば精度を損っていたが、本発
明はこのような不利をも解決する。なお前記実施例にお
いて、測定対象として液体を例示したが、粉粒体等の測
定も可能である。またファイバーへの逆光方法として、
一端への一方通行によるものを示したが、例えば液没偵
１１の光ファイバーの端面を鏡面処理し、一本のファイ
バー内の往復光を利用するようにしたものでもよい。
第１図は従来例を示す図、第２図は本発明に係るセンサ
ーを用いて、タンク内の液面測定を実施した例を示す図
、第３図はセンサー部の実施例を示す横断面図、第４図
は光ファイバーの巻き方の別の方法を示した図、第５図
は別の実施例によるセンサー部の横断面図、第６図は第
５図の実施例で、外被を破って構造をわかシやすく示Ｌ
５た図である。 １２．２２・・・芯材 １３．２３・・・光ファイバー １４．３２・・・フイルム ２５、 ２６． ２７ ・・・・・・ 特許出願人 山武ノ１ネウエル株式会社代理人弁理士松
下 自治 θυ 第２図 第４図 〜 腎 〜 ヘー
ーを用いて、タンク内の液面測定を実施した例を示す図
、第３図はセンサー部の実施例を示す横断面図、第４図
は光ファイバーの巻き方の別の方法を示した図、第５図
は別の実施例によるセンサー部の横断面図、第６図は第
５図の実施例で、外被を破って構造をわかシやすく示Ｌ
５た図である。 １２．２２・・・芯材 １３．２３・・・光ファイバー １４．３２・・・フイルム ２５、 ２６． ２７ ・・・・・・ 特許出願人 山武ノ１ネウエル株式会社代理人弁理士松
下 自治 θυ 第２図 第４図 〜 腎 〜 ヘー
Claims (1)
- 垂直に立設される一様断面形状の長手状芯材と、該芯材
の周囲に等間隔の巻線が形成されるようスパイラル状に
巻きつけられる光ファイバート、上記芯材および光ファ
イバーを液密に外被する弾性袋状体とよりなり、上記芯
材に長手方向の溝を設けることによシ、光ファイバーの
各巻線輪と芯材との間にわずかなすき間が形成されてお
シ、上記光ファイバーに通光した光の減衰量を検出する
ことによシ、被検体のレベルを知るようにしたレベル計
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13657583A JPS6027819A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | レベル計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13657583A JPS6027819A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | レベル計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6027819A true JPS6027819A (ja) | 1985-02-12 |
Family
ID=15178473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13657583A Pending JPS6027819A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | レベル計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6027819A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5220180A (en) * | 1990-02-23 | 1993-06-15 | Hughes Aircraft Company | Fiber optic fuel and liquid gauge having an open rigid "J" shaped tube |
| US5272873A (en) * | 1991-10-24 | 1993-12-28 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Evaporative emission control system for internal combustion engines |
| FR2706609A1 (fr) * | 1993-06-10 | 1994-12-23 | Peugeot | Jauge de carburant pour réservoir notamment de véhicule automobile. |
| EP1557651A1 (de) | 2004-01-21 | 2005-07-27 | Electrolux Home Products Corporation N.V. | Vorrichtung und Verfahren zur Niveauüberwachung in einem flüssigkeitsführenden Haushaltsgerät |
| WO2010012468A1 (de) * | 2008-07-31 | 2010-02-04 | Sms Siemag Ag | Giessspiegelmessung in einer kokille durch ein faseroptisches messverfahren |
| CN103674178A (zh) * | 2013-11-18 | 2014-03-26 | 北京遥测技术研究所 | 一种缠绕式光纤液位传感器及液位确定方法 |
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| JPS5342853A (en) * | 1976-09-30 | 1978-04-18 | Nippon Oil Seal Ind Co Ltd | Level gauge |
| JPS5828636A (ja) * | 1981-05-15 | 1983-02-19 | シユランバ−ガ−・オ−バ−シ−ズ・エス・エ− | 細長い多重方向圧力センサおよび分布微小曲りセンサケ−ブルの製作方法 |
-
1983
- 1983-07-26 JP JP13657583A patent/JPS6027819A/ja active Pending
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