JPS607210B2 - 液位検出部 - Google Patents
液位検出部Info
- Publication number
- JPS607210B2 JPS607210B2 JP12259580A JP12259580A JPS607210B2 JP S607210 B2 JPS607210 B2 JP S607210B2 JP 12259580 A JP12259580 A JP 12259580A JP 12259580 A JP12259580 A JP 12259580A JP S607210 B2 JPS607210 B2 JP S607210B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid level
- outer cylinder
- liquid
- base
- force
- 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.)
- Expired
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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
- G01F23/0038—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 using buoyant probes
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Level Indicators Using A Float (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、一部を液体に浸潰し、外筒に作用する、液位
変化に基づく浮力の変化を荷重検出器により検出して液
位を測定する液位検出部に関するものである。
変化に基づく浮力の変化を荷重検出器により検出して液
位を測定する液位検出部に関するものである。
従来から液体用レベル計としては、例えば浮子式レベル
計、空気圧式レベル計、静電容量式レベル計、超音波レ
ベル計等々各種のものが使用されている。
計、空気圧式レベル計、静電容量式レベル計、超音波レ
ベル計等々各種のものが使用されている。
これらのレベル計にはそれぞれ一長一短があり、用途及
び液体の性状により適宜選択使用されている。然しなが
ら一般に故障が発生し易く、指示が不安定であり、保守
に手間がかかる等の問題点があり、概して高価であると
いう欠点を有している。本発明の目的は、上述の問題点
、欠点を解消し、構造が簡明で高精度の測定値が得られ
、安価な液位検出部を提供することにあり、その内容は
、被測定液の上方から被測定液中にその一部を浸潰して
液位を測定する液位検出部であって、該検出部を液槽に
固定するための取付部を有する基部と、該基部に設置し
た荷重検出器と、前記基部から下方に垂設した支持用中
筒と、前記荷重検出器から下方に垂設し前記中筒内を通
る力伝達用連結村と、該連結村の下端と底部に於いて接
続すると共に、前記中筒の外側に配置した有底の浮力検
知用外筒と、該外筒の上端部と前記基部との間を連結す
る蛇腹状の力を伝達しないシール材と、前記中筒と外筒
との間に所定の間隙を保持するために介在した滑り材と
を具備し、前記外筒に作用する浮力の変化を前記力伝達
用連結村を介して前記荷重検出器により検知し液位を測
定するようにしたことを特徴とするものである。
び液体の性状により適宜選択使用されている。然しなが
ら一般に故障が発生し易く、指示が不安定であり、保守
に手間がかかる等の問題点があり、概して高価であると
いう欠点を有している。本発明の目的は、上述の問題点
、欠点を解消し、構造が簡明で高精度の測定値が得られ
、安価な液位検出部を提供することにあり、その内容は
、被測定液の上方から被測定液中にその一部を浸潰して
液位を測定する液位検出部であって、該検出部を液槽に
固定するための取付部を有する基部と、該基部に設置し
た荷重検出器と、前記基部から下方に垂設した支持用中
筒と、前記荷重検出器から下方に垂設し前記中筒内を通
る力伝達用連結村と、該連結村の下端と底部に於いて接
続すると共に、前記中筒の外側に配置した有底の浮力検
知用外筒と、該外筒の上端部と前記基部との間を連結す
る蛇腹状の力を伝達しないシール材と、前記中筒と外筒
との間に所定の間隙を保持するために介在した滑り材と
を具備し、前記外筒に作用する浮力の変化を前記力伝達
用連結村を介して前記荷重検出器により検知し液位を測
定するようにしたことを特徴とするものである。
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
本発明に係る液位検出部１の実施例は、第１図に示すよ
うに、略円筒状の形状を有し、その下部を被測定液２中
に浸潰し、上部に設置した荷重検出部３からの電気出力
信号を増中回路４に送信し指示回路５により指示するも
のである。
うに、略円筒状の形状を有し、その下部を被測定液２中
に浸潰し、上部に設置した荷重検出部３からの電気出力
信号を増中回路４に送信し指示回路５により指示するも
のである。
この液位検出部１の構造は、第２図に詳細に示している
。液位検出部１の基部６には、例えば液槽７の上部の蓋
部８に取付けるためのフランジから成る取付部９を有し
ており、その上部に荷重検出部３が配置されている。荷
重検出部３の内部には荷重を検出するために例えばスト
レィンゲージ式のロ−ドセル１０が設けられている。基
部６からはその下方に円筒状の支持用の中筒１１が垂設
されており、この中筒１１の内部には荷重伝達用の連結
村１２が挿通され、連結杵１２の上端にはロードセルー
０‘こ接続されている。又、中筒１１の外側には底部１
３を閉塞した浮力検知用の中空外筒１４が中筒１１と接
触することなく配置され、その底部１３に於いて前記連
結村１２と接続されている。又、外筒１４の開放端部と
基部６との間は、外筒１４内に液２が浸入しないように
例えば蛇腹状のゴム製シール材１５で連結されており、
このシール材１５によって外筒１４と基部６との間で力
が伝達されないようなつている。更に中筒１１は必要に
応じて継ぎ足すこともでき、継ぎ足し部１６に於いては
例えばテフロン製の滑り材１７が取付けられ、中筒１１
と外筒１４との間及び中筒１１と連結杵１２との間を所
定の間隙に保持すると共に、中筒１１とそれら１４及び
１２が摩擦抵抗なく十分に相対的移動がなし得るように
なっている。従ってこの液位検出部１の外筒１４の下部
を第１図に示すように被測定液２中に浸潰し、所定の位
置に保持すれば、液位が変動すると外筒１４に作用する
浮力が変化し、その力は連結村１２を介してロードセル
ー０‘こ伝達され、液位を測定することが可能となる。
。液位検出部１の基部６には、例えば液槽７の上部の蓋
部８に取付けるためのフランジから成る取付部９を有し
ており、その上部に荷重検出部３が配置されている。荷
重検出部３の内部には荷重を検出するために例えばスト
レィンゲージ式のロ−ドセル１０が設けられている。基
部６からはその下方に円筒状の支持用の中筒１１が垂設
されており、この中筒１１の内部には荷重伝達用の連結
村１２が挿通され、連結杵１２の上端にはロードセルー
０‘こ接続されている。又、中筒１１の外側には底部１
３を閉塞した浮力検知用の中空外筒１４が中筒１１と接
触することなく配置され、その底部１３に於いて前記連
結村１２と接続されている。又、外筒１４の開放端部と
基部６との間は、外筒１４内に液２が浸入しないように
例えば蛇腹状のゴム製シール材１５で連結されており、
このシール材１５によって外筒１４と基部６との間で力
が伝達されないようなつている。更に中筒１１は必要に
応じて継ぎ足すこともでき、継ぎ足し部１６に於いては
例えばテフロン製の滑り材１７が取付けられ、中筒１１
と外筒１４との間及び中筒１１と連結杵１２との間を所
定の間隙に保持すると共に、中筒１１とそれら１４及び
１２が摩擦抵抗なく十分に相対的移動がなし得るように
なっている。従ってこの液位検出部１の外筒１４の下部
を第１図に示すように被測定液２中に浸潰し、所定の位
置に保持すれば、液位が変動すると外筒１４に作用する
浮力が変化し、その力は連結村１２を介してロードセル
ー０‘こ伝達され、液位を測定することが可能となる。
この原理を数式を用いて説明すると、ロードセル１０が
外筒１４から連結杵１２を介して受ける力をＦ、外筒１
４の断面積をＳ、外筒１４が液２中に浸潰している部分
の長さをｈ、液体の比重をｒ、外筒１４及び連結杵１２
の重量をＷとすれば、Ｆ＝ｒＳｈ−ＶＶ
…‘１｝が成立し、外筒１４が浸潰し
ている長さｈ、即ち液位ｈは、Ｆ，ｒ，Ｗが既知である
ところから、‘１’式を基に、Ｆを測定することよって
求められる。
外筒１４から連結杵１２を介して受ける力をＦ、外筒１
４の断面積をＳ、外筒１４が液２中に浸潰している部分
の長さをｈ、液体の比重をｒ、外筒１４及び連結杵１２
の重量をＷとすれば、Ｆ＝ｒＳｈ−ＶＶ
…‘１｝が成立し、外筒１４が浸潰し
ている長さｈ、即ち液位ｈは、Ｆ，ｒ，Ｗが既知である
ところから、‘１’式を基に、Ｆを測定することよって
求められる。
ロードセル１０の電気出力はロードセルｌｏに加わる力
Ｆに比例するので、出力と液位との関係はｍ式で示す一
次式となり、実験の結果とも極めてよく一致する。ロー
ドセル１０には、一般には力Ｆが下方から上方に向くた
めに圧縮型とすればよいが、外筒１４に作用する浮力よ
りも外筒１４等の重量Ｗを大とすれば、ロードセル１川
こ作用する力Ｆは負となり下向きに作用することになる
ので、ロードセル１０を引張り型とすることもできる。
Ｆに比例するので、出力と液位との関係はｍ式で示す一
次式となり、実験の結果とも極めてよく一致する。ロー
ドセル１０には、一般には力Ｆが下方から上方に向くた
めに圧縮型とすればよいが、外筒１４に作用する浮力よ
りも外筒１４等の重量Ｗを大とすれば、ロードセル１川
こ作用する力Ｆは負となり下向きに作用することになる
ので、ロードセル１０を引張り型とすることもできる。
又、ロードセル１０と連結杵１２と連結の方法を変える
ことにより、圧縮型、引張型任意の型式のものを選択で
きる。更には荷重検出器としてはロードセル以外に例え
ばフオースバランス型の差動コイル等を用いてもよい。
又、この液位検出部１の取付に当っては、第３図に示す
ような取付部９により液槽７の側壁に直接取付けるよう
にしても支障はない。中筒１１は潜り材１７を介して、
外筒１４と連結杵１２とが垂直方向に正しく位置するこ
とを保持する役割を果すものであり、もし中筒１１が無
いと仮定すれば、外筒１４の上端部はゴム製シール材１
５で連結されているため、外筒１４及び連結村１２は流
体の流れ等に影響されて垂直方向からずれ、正確な動作
がなされなくなる塵れがある。
ことにより、圧縮型、引張型任意の型式のものを選択で
きる。更には荷重検出器としてはロードセル以外に例え
ばフオースバランス型の差動コイル等を用いてもよい。
又、この液位検出部１の取付に当っては、第３図に示す
ような取付部９により液槽７の側壁に直接取付けるよう
にしても支障はない。中筒１１は潜り材１７を介して、
外筒１４と連結杵１２とが垂直方向に正しく位置するこ
とを保持する役割を果すものであり、もし中筒１１が無
いと仮定すれば、外筒１４の上端部はゴム製シール材１
５で連結されているため、外筒１４及び連結村１２は流
体の流れ等に影響されて垂直方向からずれ、正確な動作
がなされなくなる塵れがある。
このように本発明に係る液位検出部１は極めて簡明な構
造で、精度の良い測定値を得ることができる。
造で、精度の良い測定値を得ることができる。
然しながら、温度変化等により被測定液の比重がｒから
ｒ＋４ｌｒに変化した場合には、（１｝式からも明らか
なように４ｒ・Ｓｈなる誤差の介入を回避することはで
きない。従って例えば外筒１４内に温度センサを貼付し
て液２の熱膨張率を基に温度補償を行なうとか、或いは
外筒１４内に例えば油等の液体を充填してその中に温度
センサを浸潰し同様に温度補償を行ない、液位測定値を
算術的に補正することもできる。第４図は前述のような
温度センサによることなく、測定値の比重変化を補償す
るものであり、本発明に係る液位検出部１に並べて比重
補正用の検出部２１を設置している。この検出部２１は
測定液中に完全に沈殿した一定体積の基準容積体２２が
金属捧等から成る紐径の連結杵２３を介して荷重検出部
２４のロ−ドセル（図示を省略）に接続されている。特
にこの場合の連結村２３は、液位が変化しても荷重検出
部２４内の補正用ロードセルに加わる浮力が殆ど変化し
ないように紬径とすることが必要である。尚、２５は基
準容積体２２を保護するための保護筒である。この比重
補正用のロードセルからの電気出力は増中回路２６を介
して、液位検出部１のロードセル１０の出力と共に演算
器２７に入力され、演算器２７で後述する比重の補正演
算がなされ、補正された液位信号が指示回路５に出力さ
れる。この場合の補正用のロードセルに加わる力をｆ、
基準容積体２２の体積をｖ、連結村２３を含めた基準容
積体２２の重量をｗとすれば、ロードセルに加わる力ｆ
は、ｆ＝Ｗ−ｗ ・”‘２｝
として表わされる。
ｒ＋４ｌｒに変化した場合には、（１｝式からも明らか
なように４ｒ・Ｓｈなる誤差の介入を回避することはで
きない。従って例えば外筒１４内に温度センサを貼付し
て液２の熱膨張率を基に温度補償を行なうとか、或いは
外筒１４内に例えば油等の液体を充填してその中に温度
センサを浸潰し同様に温度補償を行ない、液位測定値を
算術的に補正することもできる。第４図は前述のような
温度センサによることなく、測定値の比重変化を補償す
るものであり、本発明に係る液位検出部１に並べて比重
補正用の検出部２１を設置している。この検出部２１は
測定液中に完全に沈殿した一定体積の基準容積体２２が
金属捧等から成る紐径の連結杵２３を介して荷重検出部
２４のロ−ドセル（図示を省略）に接続されている。特
にこの場合の連結村２３は、液位が変化しても荷重検出
部２４内の補正用ロードセルに加わる浮力が殆ど変化し
ないように紬径とすることが必要である。尚、２５は基
準容積体２２を保護するための保護筒である。この比重
補正用のロードセルからの電気出力は増中回路２６を介
して、液位検出部１のロードセル１０の出力と共に演算
器２７に入力され、演算器２７で後述する比重の補正演
算がなされ、補正された液位信号が指示回路５に出力さ
れる。この場合の補正用のロードセルに加わる力をｆ、
基準容積体２２の体積をｖ、連結村２３を含めた基準容
積体２２の重量をｗとすれば、ロードセルに加わる力ｆ
は、ｆ＝Ｗ−ｗ ・”‘２｝
として表わされる。
従って｛１）及び｛２｝式から比重を消去すると、ｈ＝
（ｖ／Ｓ）・（Ｆ＋Ｗ）／（ｆ＋ｗ）．・・劇 が求められる。
（ｖ／Ｓ）・（Ｆ＋Ｗ）／（ｆ＋ｗ）．・・劇 が求められる。
この■式からも明らかなように、Ｆ及びｆを知ることに
より液位ｈを比重ｒに関係なく正確に測定することが判
る。演算器２７には｛３｝式の演算を実現するための電
気回路が組み込まれており、液位検出部１のロードセル
１０からの力Ｆと比重補正用の検出部２１のロードセル
からの力ｆが入力することにより液位ｈを演算し、指示
回路５に出力するようになっている。以上説明したよう
に本発明に係る液位検出部は可動部分が殆ど全くなく、
浮力を受ける外筒はほぼ固定された状態で測定できるの
で故障も極めて少なく保守が容易である。
より液位ｈを比重ｒに関係なく正確に測定することが判
る。演算器２７には｛３｝式の演算を実現するための電
気回路が組み込まれており、液位検出部１のロードセル
１０からの力Ｆと比重補正用の検出部２１のロードセル
からの力ｆが入力することにより液位ｈを演算し、指示
回路５に出力するようになっている。以上説明したよう
に本発明に係る液位検出部は可動部分が殆ど全くなく、
浮力を受ける外筒はほぼ固定された状態で測定できるの
で故障も極めて少なく保守が容易である。
又測定原理は‘１１式により表わされ、極めて簡単な原
理によりなされるので比重の変化以外には誤差の介入も
少なく高精度の測定が可能である。更には比重補正用検
出部を併せて設けることにより比重の変化が生じても正
確な液位を測定できる。
理によりなされるので比重の変化以外には誤差の介入も
少なく高精度の測定が可能である。更には比重補正用検
出部を併せて設けることにより比重の変化が生じても正
確な液位を測定できる。
図面は本発明に係る液位検出部の一実施例を示すもので
あり、第１図は測定液中に浸潰した使用状態を示す正面
図、第２図はその縦断面図、第３図は他の取付方法の一
部切欠側面図、第４図は比重補正用検出部を設け、比重
を補正するようにした状態を示す説明図である。 符号１は液位検出部、２は液、３は荷重検出部、４は増
中回路、５は指示回路、６は基部、７は液槽、９，９′
は取付部、１０はロードセル、１１は中筒、１２は連結
村、１３は底部、１４は外筒、１５はシール材、２１は
比重補正用検出部、２２は基準容積体、２４は荷重検出
部である。 第１図 第２図 第３図 第４図
あり、第１図は測定液中に浸潰した使用状態を示す正面
図、第２図はその縦断面図、第３図は他の取付方法の一
部切欠側面図、第４図は比重補正用検出部を設け、比重
を補正するようにした状態を示す説明図である。 符号１は液位検出部、２は液、３は荷重検出部、４は増
中回路、５は指示回路、６は基部、７は液槽、９，９′
は取付部、１０はロードセル、１１は中筒、１２は連結
村、１３は底部、１４は外筒、１５はシール材、２１は
比重補正用検出部、２２は基準容積体、２４は荷重検出
部である。 第１図 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- １ 被測定液の上方から被測定液中にその一部を浸漬し
て液位を測定する液位検出部であって、該検出部を液槽
に固定するための取付部を有する基部と、該基部に設置
した荷重検出器と、前記基部から下方に垂設した支持用
中筒と、前記荷重検出器から下方に垂設し前記中筒内を
通る力伝達用連結杆と、該連結杆の下端と底部に於いて
接続すると共に、前記中筒の外側に配置した有底の浮力
検知用外筒と、該外筒の上端部と前記基部との間を連結
する蛇腹状の力を伝達しないシール材と、前記中筒と外
筒との間に所定の間隙を保持するために介在した滑り材
とを具備し、前記外筒に作用する浮力の変化を前記力伝
達用連結杆を介して前記荷重検出器により検知し液位を
測定するようにしたことを特徴とする液位検出部。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12259580A JPS607210B2 (ja) | 1980-09-04 | 1980-09-04 | 液位検出部 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12259580A JPS607210B2 (ja) | 1980-09-04 | 1980-09-04 | 液位検出部 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5746121A JPS5746121A (en) | 1982-03-16 |
| JPS607210B2 true JPS607210B2 (ja) | 1985-02-22 |
Family
ID=14839812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12259580A Expired JPS607210B2 (ja) | 1980-09-04 | 1980-09-04 | 液位検出部 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS607210B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0712904Y2 (ja) * | 1990-08-20 | 1995-03-29 | 新日本製鐵株式会社 | 溶融金属湯面検出装置 |
| JP6932558B2 (ja) * | 2017-06-07 | 2021-09-08 | 大倉電気株式会社 | ディスプレイスメント式液位計 |
-
1980
- 1980-09-04 JP JP12259580A patent/JPS607210B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5746121A (en) | 1982-03-16 |
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