JPS604819A - 液面センサ− - Google Patents
液面センサ−Info
- Publication number
- JPS604819A JPS604819A JP11188983A JP11188983A JPS604819A JP S604819 A JPS604819 A JP S604819A JP 11188983 A JP11188983 A JP 11188983A JP 11188983 A JP11188983 A JP 11188983A JP S604819 A JPS604819 A JP S604819A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid
- liquid level
- case
- level sensor
- vibrating body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- 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】
この発明は液面センサーに関し、より具体的には圧電体
を使用した液面セン４ノーに関Ｊるものである。
を使用した液面セン４ノーに関Ｊるものである。
従来より使用されている液面セン１ノーとしては、電極
相互間の静電容量変化を検出する静電容量方式や、超音
波の発信から受信までの時間豹変イヒを検出ジーる超音
波方式、あるいは空洞のボールとその内部に水銀スイッ
チ等を内蔵させボールの浮ノ］により液面レベルを検出
するボールスイッチ方式等か促供されている。
相互間の静電容量変化を検出する静電容量方式や、超音
波の発信から受信までの時間豹変イヒを検出ジーる超音
波方式、あるいは空洞のボールとその内部に水銀スイッ
チ等を内蔵させボールの浮ノ］により液面レベルを検出
するボールスイッチ方式等か促供されている。
しかしながら、これらの従来の液面センサーにあっては
、静電容量方式においては測定すべき対象物や異物が電
極に剛着し測定誤差が生じるという問題、超音波方式に
おいては、測定対象物の投入１い５渇曳差ににり測定誤
差が生じたり、浮遊異物により超音波が反射されるとい
う問題、ボールスイッチ方式にあっては、ボールの浮力
を利用づるためボールがかなり大きく液面センサーとし
て取イ］（）場所に制約を受けるという問題があった。
、静電容量方式においては測定すべき対象物や異物が電
極に剛着し測定誤差が生じるという問題、超音波方式に
おいては、測定対象物の投入１い５渇曳差ににり測定誤
差が生じたり、浮遊異物により超音波が反射されるとい
う問題、ボールスイッチ方式にあっては、ボールの浮力
を利用づるためボールがかなり大きく液面センサーとし
て取イ］（）場所に制約を受けるという問題があった。
この発明は、上記のような従来の液面センサーの種々の
問題点に鑑みなされたもので、その目的とづるところは
、チタン酸バリウムやチタン酸ジルコン酸鉛等からなる
圧電体を金属製の弾性薄板上に貼着し振動体となし、こ
の振動体を所定形状を有づるセンサーケース内に収納し
、前記弾性薄板の下面側に所定間隔をおいて前記振動体
の液中にお１ノる共振インピーダンスを増大さぜる音１
ｍ蔽板を設【ノ、前記弾性薄板下面を任意の液体に接触
せしめるようにしてなり、もって測定対象物中の異物混
入などに影響されることなく安定した測定が行なえ、し
かも測定感度が良くかつ機械的にも堅固な液面センサー
を提供り−ることである。
問題点に鑑みなされたもので、その目的とづるところは
、チタン酸バリウムやチタン酸ジルコン酸鉛等からなる
圧電体を金属製の弾性薄板上に貼着し振動体となし、こ
の振動体を所定形状を有づるセンサーケース内に収納し
、前記弾性薄板の下面側に所定間隔をおいて前記振動体
の液中にお１ノる共振インピーダンスを増大さぜる音１
ｍ蔽板を設【ノ、前記弾性薄板下面を任意の液体に接触
せしめるようにしてなり、もって測定対象物中の異物混
入などに影響されることなく安定した測定が行なえ、し
かも測定感度が良くかつ機械的にも堅固な液面センサー
を提供り−ることである。
以下にこの発明の好適な実施例について図面を参照し説
明する。
明する。
第１図はこの発明に係る液面センサーを使用し、液面変
位を電気的信号に変換する場合を示すもので、左側に液
面センサー部Ａがタンク等の液体容器側壁面に取付けら
れた状態の断面を示し、右側の破線内に検出回路Ｂをブ
ロック線図で示すものである。
位を電気的信号に変換する場合を示すもので、左側に液
面センサー部Ａがタンク等の液体容器側壁面に取付けら
れた状態の断面を示し、右側の破線内に検出回路Ｂをブ
ロック線図で示すものである。
この実施例においては、セン勺−ケース１，２は二重の
フランジ管形状をなし、両センザーケース１，２は各フ
ランジ部近傍にそれぞれ形成された雌ネジ部および雄ネ
ジ部の螺合により結合されＣいる。
フランジ管形状をなし、両センザーケース１，２は各フ
ランジ部近傍にそれぞれ形成された雌ネジ部および雄ネ
ジ部の螺合により結合されＣいる。
一方のじンリータース１の管部の先端には管の内側に突
出した環状縁部１ａが形成され、この環状縁部１ａと他
のセンサーケース２の管部端どの間には水密用のＯリン
グ３を介して有底の筒状体４の周端部４ａが押圧固定さ
れるようになっている。
出した環状縁部１ａが形成され、この環状縁部１ａと他
のセンサーケース２の管部端どの間には水密用のＯリン
グ３を介して有底の筒状体４の周端部４ａが押圧固定さ
れるようになっている。
この筒状体４は薄厚の金属からなり、プレス加工、絞り
加工等の手段により成形されるとともに、この筒状体４
は後述づる圧電体とどもに屈曲振動を一〇−る弾性薄板
を構成している。上記筒状体４−の。
加工等の手段により成形されるとともに、この筒状体４
は後述づる圧電体とどもに屈曲振動を一〇−る弾性薄板
を構成している。上記筒状体４−の。
底部の上面側には、チタン酸バリウムやチタン酸ジルコ
ン酸鉛等からなる圧電体６が蒸着等の手段にＪ、り固着
されており、この圧電体６と弾性薄板（筒状体４）とに
より振動体７を形成している。
ン酸鉛等からなる圧電体６が蒸着等の手段にＪ、り固着
されており、この圧電体６と弾性薄板（筒状体４）とに
より振動体７を形成している。
なお、センサーケース１の管部外表面には雄ネジが形成
されてａ３す、この雄ネジに螺合するナツト８の外面ど
、センサーケース１のフランジ部どの間に液体容器壁面
９が挟持固定される。
されてａ３す、この雄ネジに螺合するナツト８の外面ど
、センサーケース１のフランジ部どの間に液体容器壁面
９が挟持固定される。
一方、１記筒状体４の下面側には、上記センサーケース
１の環状縁部１ａに固着された複数の支持棹１０が突出
し、この支持棹１０の先端には筒状体４の下面に対向り
るように平板状の音響遮蔽板１１が固定されている。
１の環状縁部１ａに固着された複数の支持棹１０が突出
し、この支持棹１０の先端には筒状体４の下面に対向り
るように平板状の音響遮蔽板１１が固定されている。
この′ａ蔽根板１１、撮動体７の共振インピーダンスが
Ｂ ｑ的ストレスによって左右される性質を利用するも
ので、これを設置ノることで撮動体７に％４７１的スト
レスが加えられ、その結果振動体７の液中における共扱
インピーダンスが大幅に増加される。
Ｂ ｑ的ストレスによって左右される性質を利用するも
ので、これを設置ノることで撮動体７に％４７１的スト
レスが加えられ、その結果振動体７の液中における共扱
インピーダンスが大幅に増加される。
一般に、振動体７の液中における共振インピーダンスは
、空気中のそれよりも２倍程度人きくなることが実験的
に確かめられているが、このインピーダンス差を利用し
てセンサーに適用するには、ｊ辰動体７の特性上のバラ
ツキや温度異作付などの影響を無視づることができず実
用に耐えない。そのため、上述のＪ：うな音Ｖ！遮蔽板
１１を設け、空気中にお（Ｊる共振インピーダンスは不
変とし、液中におＧＪる其ｊ辰インピーダンスのみを増
大ざｌ！Ｊ、うにしたものである。
、空気中のそれよりも２倍程度人きくなることが実験的
に確かめられているが、このインピーダンス差を利用し
てセンサーに適用するには、ｊ辰動体７の特性上のバラ
ツキや温度異作付などの影響を無視づることができず実
用に耐えない。そのため、上述のＪ：うな音Ｖ！遮蔽板
１１を設け、空気中にお（Ｊる共振インピーダンスは不
変とし、液中におＧＪる其ｊ辰インピーダンスのみを増
大ざｌ！Ｊ、うにしたものである。
実験の結果、第２図に示ずＪ：うに振動体７の液中にお
（プる共振インピーダンスＺ、は、振動体７ど音響遮蔽
板１１との間隔ｒに依存し、その間隔ｒが短くなる稈共
振インピーダンス／１は直線的に増大する。例えば、間
隔ｒを０．５〜ｂると液中の共振インピーダンスＺ１は
空気中の共振インピーダンスＺ２の３倍以上となる。
（プる共振インピーダンスＺ、は、振動体７ど音響遮蔽
板１１との間隔ｒに依存し、その間隔ｒが短くなる稈共
振インピーダンス／１は直線的に増大する。例えば、間
隔ｒを０．５〜ｂると液中の共振インピーダンスＺ１は
空気中の共振インピーダンスＺ２の３倍以上となる。
次に、上述した液面センサー部Δと検出回路部］３どの
関係につき説明すると、振動体７の振動変化を感知する
ため検出回路部Ｂは発信回路で形成され、振動体７を構
成づる圧電体６に設けられ−た電極端子６ａ、６１）は
、それぞれドライブ電極、フィードバック電極と称され
、各電極はリード線１２を介して検出回路Ｂの発信回路
を構成する（図示省略）の１〜、ランジスタの」レタク
、ベースにイれでれ接続されている。これにより振動体
７と１〜ンンジスタとで正帰還ループが形成され、トラ
ンジスタのコレクタからこの発信出力が検出されるよう
になっている。
関係につき説明すると、振動体７の振動変化を感知する
ため検出回路部Ｂは発信回路で形成され、振動体７を構
成づる圧電体６に設けられ−た電極端子６ａ、６１）は
、それぞれドライブ電極、フィードバック電極と称され
、各電極はリード線１２を介して検出回路Ｂの発信回路
を構成する（図示省略）の１〜、ランジスタの」レタク
、ベースにイれでれ接続されている。これにより振動体
７と１〜ンンジスタとで正帰還ループが形成され、トラ
ンジスタのコレクタからこの発信出力が検出されるよう
になっている。
こうして、液面センサー部△が任意の液体［に接触リ−
るｎａの状態、すなわち空気中に向かれでいる状態で発
信回路を作動させ所定の発信出力を得てでいる・しのと
すると、液面センザ一部Ａが任意の液体１に接触づるこ
とにより振動体７の共振インピーダンスは、増大してフ
ィードバック電圧を減少せしめ、この結架発信回路の発
信状態が変化ηる。この状態変化を何らかの表示手段で
確認できれば液体Ｅの存在が検知し得ることとなる。
るｎａの状態、すなわち空気中に向かれでいる状態で発
信回路を作動させ所定の発信出力を得てでいる・しのと
すると、液面センザ一部Ａが任意の液体１に接触づるこ
とにより振動体７の共振インピーダンスは、増大してフ
ィードバック電圧を減少せしめ、この結架発信回路の発
信状態が変化ηる。この状態変化を何らかの表示手段で
確認できれば液体Ｅの存在が検知し得ることとなる。
なお、上述の実施例では、音響遮蔽板１１を平板状に形
成したが、このような形状に限定されるもので′はなく
、例えば第３図に示すように音響遮蔽板１１−を断面逆
コ字状に形成し、その垂直部１１−ａを弾ｆｉ［板の上
面と対向す虻ると共に、その水平部１１−ｂに適数の小
孔１３を穿設しかつその水平部の端部を容器側壁９に固
着しても良い。このように構成することにより音響遮蔽
板１１−を液体容器の一部としで使用することができる
。
成したが、このような形状に限定されるもので′はなく
、例えば第３図に示すように音響遮蔽板１１−を断面逆
コ字状に形成し、その垂直部１１−ａを弾ｆｉ［板の上
面と対向す虻ると共に、その水平部１１−ｂに適数の小
孔１３を穿設しかつその水平部の端部を容器側壁９に固
着しても良い。このように構成することにより音響遮蔽
板１１−を液体容器の一部としで使用することができる
。
以上説明したように、この発明に係る液面センサーは、
ヂタン酸バリウムやヂタン酸ジルコン酸鉛等からなる圧
電体を金属製の弾性薄板上面に貼るしＣ振動体となし、
この振動体を所定形状を右するセンサーケース内に収納
し、この弾性薄板のＦ面側に所定間隔をおいて振動体の
液中における共振インピーダンスを増大ざぜる音響遮蔽
板を設（プ、その弾性薄型下面を任意の液体に接触ｕし
めるＪ：うにしてなる構成としたので、異物混入による
測定結果への影響を振動作用により回避でき、しかし１
音響遮蔽板により共振インピーダンスの変化が拡張され
るため液体の検出感麿を大幅に向上Ｃさる。また、音響
遮蔽板は振動体の機械面像ｍ し兼ねるから堅固なレン
ーリ゛−を提供することができ、さらに容器内の液体の
振動も直接振動体に伝達り−ることがなくなるから常時
一定条（４で測定づることができる。さらにまた、この
液面センサーは取付（ノ場所に制約がなく、加えて液体
に接触り°る個所は通電部を露出させていないため液体
が引火性の強いしのであっても測定が不能となる恐れは
ない。
ヂタン酸バリウムやヂタン酸ジルコン酸鉛等からなる圧
電体を金属製の弾性薄板上面に貼るしＣ振動体となし、
この振動体を所定形状を右するセンサーケース内に収納
し、この弾性薄板のＦ面側に所定間隔をおいて振動体の
液中における共振インピーダンスを増大ざぜる音響遮蔽
板を設（プ、その弾性薄型下面を任意の液体に接触ｕし
めるＪ：うにしてなる構成としたので、異物混入による
測定結果への影響を振動作用により回避でき、しかし１
音響遮蔽板により共振インピーダンスの変化が拡張され
るため液体の検出感麿を大幅に向上Ｃさる。また、音響
遮蔽板は振動体の機械面像ｍ し兼ねるから堅固なレン
ーリ゛−を提供することができ、さらに容器内の液体の
振動も直接振動体に伝達り−ることがなくなるから常時
一定条（４で測定づることができる。さらにまた、この
液面センサーは取付（ノ場所に制約がなく、加えて液体
に接触り°る個所は通電部を露出させていないため液体
が引火性の強いしのであっても測定が不能となる恐れは
ない。
第１図はこの発明に係る液面センサ“−の一実施例を示
づ断面図、第２図は振動体の共振インピーダンスを説明
するグラフ、第３図は音響遮蔽板の他の実施例を示づ要
部断面図である。 １．２・・・・・・・・・センリーケース４・・・・・
・・・・・・・・・・筒状体（弾性薄板〉６・・・・・
・・・・・・・・・・圧電体７・・・・・・・・・・・
・・・・振動体１１．１１−・・・・・・音響遮蔽板 特許出願人 富士電気化学株式会社 代 理 人 弁理士 −色健輔
づ断面図、第２図は振動体の共振インピーダンスを説明
するグラフ、第３図は音響遮蔽板の他の実施例を示づ要
部断面図である。 １．２・・・・・・・・・センリーケース４・・・・・
・・・・・・・・・・筒状体（弾性薄板〉６・・・・・
・・・・・・・・・・圧電体７・・・・・・・・・・・
・・・・振動体１１．１１−・・・・・・音響遮蔽板 特許出願人 富士電気化学株式会社 代 理 人 弁理士 −色健輔
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 〈１）チタン酸バリウムやチタン酸ジルコン酸鉛等から
なる圧電体を金属製の弾性薄板下面に貼着し振動体とな
し、該振動体を所定形状を右づ゛るセンリータース内に
収納し、該弾性薄板の下面側に所定間隔をおいて該振動
体の液中にお（）る共振インピーダンスを増大させる音
響遮蔽板を設け、該弾性薄板下面を任意の液体に接触せ
しめるＪζうにしてなることを特徴とする液面センサー
。 （２）前記音響遮蔽板と前記弾性薄板との間隔は０．５
〜ｂ 範囲第１項記載の液面センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11188983A JPS604819A (ja) | 1983-06-23 | 1983-06-23 | 液面センサ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11188983A JPS604819A (ja) | 1983-06-23 | 1983-06-23 | 液面センサ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS604819A true JPS604819A (ja) | 1985-01-11 |
Family
ID=14572682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11188983A Pending JPS604819A (ja) | 1983-06-23 | 1983-06-23 | 液面センサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS604819A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5035140A (en) * | 1988-11-03 | 1991-07-30 | The Boeing Company | Self cleaning liquid level detector |
| US5267474A (en) * | 1992-10-23 | 1993-12-07 | Kohler Co. | Liquid-level sensor |
| WO1994011859A1 (en) * | 1992-11-19 | 1994-05-26 | Humonics International Inc. | Piezoelectric vibrator assembly |
| EP2280254A1 (fr) * | 2009-07-28 | 2011-02-02 | Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives | Support pour élément mince, microbalance à quartz comportant un tel support et porte-échantillon comportant un tel support |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5542273U (ja) * | 1978-09-13 | 1980-03-18 |
-
1983
- 1983-06-23 JP JP11188983A patent/JPS604819A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5542273U (ja) * | 1978-09-13 | 1980-03-18 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5035140A (en) * | 1988-11-03 | 1991-07-30 | The Boeing Company | Self cleaning liquid level detector |
| US5267474A (en) * | 1992-10-23 | 1993-12-07 | Kohler Co. | Liquid-level sensor |
| WO1994011859A1 (en) * | 1992-11-19 | 1994-05-26 | Humonics International Inc. | Piezoelectric vibrator assembly |
| EP2280254A1 (fr) * | 2009-07-28 | 2011-02-02 | Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives | Support pour élément mince, microbalance à quartz comportant un tel support et porte-échantillon comportant un tel support |
| FR2948761A1 (fr) * | 2009-07-28 | 2011-02-04 | Commissariat Energie Atomique | Support pour element mince, microbalance a quartz comportant un tel support et porte-echantillon comportant un tel support |
| US8695403B2 (en) | 2009-07-28 | 2014-04-15 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Support for a thin element, quartz microbalance including such a support and a sample holder including such a support |
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