JPS61128125A - 液位計 - Google Patents
液位計Info
- Publication number
- JPS61128125A JPS61128125A JP59250257A JP25025784A JPS61128125A JP S61128125 A JPS61128125 A JP S61128125A JP 59250257 A JP59250257 A JP 59250257A JP 25025784 A JP25025784 A JP 25025784A JP S61128125 A JPS61128125 A JP S61128125A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tank
- vibration
- liquid level
- frequency
- liquid
- 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
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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
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】
〔発明の技術分野）
本発明は、タンク内に貯留された液体の液位を、液位と
タンクの自由振動周波数との関係を基に算出する液位計
に関する。
タンクの自由振動周波数との関係を基に算出する液位計
に関する。
（発明の技術的背景とその問題点）
一般に、タンク内に貯留された液体の液位測定には、従
来から超音波液位計や差圧式液位計等が多用されている
。
来から超音波液位計や差圧式液位計等が多用されている
。
超音波液位計は第３図に例示するように、タンク１の上
面に設置したＩＩＡ音波送受波器３からタンり１内の液
体２の液面に向けて超音波信号を発信し、その反射波を
同送受波器３で受信するとともに、超音波信号の往復時
間を測定し、その往復時間を基に超音波送受波器３と液
面２との間の距離を測定して液位を算出するものである
。
面に設置したＩＩＡ音波送受波器３からタンり１内の液
体２の液面に向けて超音波信号を発信し、その反射波を
同送受波器３で受信するとともに、超音波信号の往復時
間を測定し、その往復時間を基に超音波送受波器３と液
面２との間の距離を測定して液位を算出するものである
。
この超音波液位計で液位を正確に測定するためには、空
気中における超音波の伝播速度が温度や圧力の変化によ
る影響を受けないようにタンク内の空気の温度や圧力を
一定に保ち、しかも超音波信号を液面２のみで反射させ
るために超音波信号の１云播路中に反射面となるような
障害物を存在させないことが必要条件となる。
気中における超音波の伝播速度が温度や圧力の変化によ
る影響を受けないようにタンク内の空気の温度や圧力を
一定に保ち、しかも超音波信号を液面２のみで反射させ
るために超音波信号の１云播路中に反射面となるような
障害物を存在させないことが必要条件となる。
しかしながら通常、プラントから排出されてタンク内に
貯留される液体の温度は一定ではなく、また貯留中にも
液体の温度は変化するので、タンク中の温度や湿度もこ
れに伴い変化する。従って、超音波液位計ではタンク中
の温度や湿度に応じて超音波信号の伝播速度の補正を行
なわないと正確な液泣屓り定が行なえないという問題が
あった。
貯留される液体の温度は一定ではなく、また貯留中にも
液体の温度は変化するので、タンク中の温度や湿度もこ
れに伴い変化する。従って、超音波液位計ではタンク中
の温度や湿度に応じて超音波信号の伝播速度の補正を行
なわないと正確な液泣屓り定が行なえないという問題が
あった。
また、圧力変動が生じる条件では超音波信号が乱れてし
まうが、現状ではその補正手段が特になく正確な液位測
定は不可能であった。
まうが、現状ではその補正手段が特になく正確な液位測
定は不可能であった。
ざらに、ごみや廃棄したイオン交換樹脂等の細かい固体
粒子が混入しているような液体（通常、スラリーと称さ
れる。）を貯留するタンクでは、スラリー中の固体微粒
子がタンクの内面に付着したり沈澱したりすることを防
止して排出を容易にするために攪拌装置を備えることが
多い。この攪拌装置は、例えば第３図に示すように、タ
ンク１の上方に巻上殿４を設置し、これにローフ５を介
して攪拌ポンプ６をタンク１内に吊下げ、この攪拌ポン
プ６をポンプ架台７に沿って上下動させることによりタ
ンク１内の液体２を攪拌するように構成されている。こ
のような攪拌装置を備えたタンク１では、超音波送受波
器３から発信された超音波信号は破線で示すようにＷ１
１！￥ポンプ６や架台７の表面でも反射し、これらの表
面を液面２と誤って検出してしまうおそれがあった。
粒子が混入しているような液体（通常、スラリーと称さ
れる。）を貯留するタンクでは、スラリー中の固体微粒
子がタンクの内面に付着したり沈澱したりすることを防
止して排出を容易にするために攪拌装置を備えることが
多い。この攪拌装置は、例えば第３図に示すように、タ
ンク１の上方に巻上殿４を設置し、これにローフ５を介
して攪拌ポンプ６をタンク１内に吊下げ、この攪拌ポン
プ６をポンプ架台７に沿って上下動させることによりタ
ンク１内の液体２を攪拌するように構成されている。こ
のような攪拌装置を備えたタンク１では、超音波送受波
器３から発信された超音波信号は破線で示すようにＷ１
１！￥ポンプ６や架台７の表面でも反射し、これらの表
面を液面２と誤って検出してしまうおそれがあった。
一方、差圧式液位計は、第３図中に例示するように、タ
ンク１内上部の気相と、タンク１内底部の液相とにそれ
ぞれ導圧管８ａ、８ｂｊｆｉ一連通させ、これらの導圧
管８ａ、８ｂの間に差圧計９を接続してタンク１内に貯
留された液体２の重さを検出し、これを基に液位を算出
するものである。
ンク１内上部の気相と、タンク１内底部の液相とにそれ
ぞれ導圧管８ａ、８ｂｊｆｉ一連通させ、これらの導圧
管８ａ、８ｂの間に差圧計９を接続してタンク１内に貯
留された液体２の重さを検出し、これを基に液位を算出
するものである。
しかしながら、このような差圧式液位計においても液体
２がスラリーである場合には、それに含まれる固体微粒
子が導圧管８ｂや差圧計９の内部に詰まることによって
検出誤差を生じやすく、従って、導圧管８ｂや差圧計９
の内部洗浄等の保守作業が必要となる問題があった。
２がスラリーである場合には、それに含まれる固体微粒
子が導圧管８ｂや差圧計９の内部に詰まることによって
検出誤差を生じやすく、従って、導圧管８ｂや差圧計９
の内部洗浄等の保守作業が必要となる問題があった。
（発明の目的〕
本発明は以上のような従来の液位計の問題点を除去し、
タンクの大きさやタンク内に存在する内部横３造物等に
影響されることなく、またタンク内の圧力、温度、液体
の密度等の変動にも影響されることなく、スラリー等の
液体に対しても正確な液位測定が行なえる液位計を提供
することを目的とするものである。
タンクの大きさやタンク内に存在する内部横３造物等に
影響されることなく、またタンク内の圧力、温度、液体
の密度等の変動にも影響されることなく、スラリー等の
液体に対しても正確な液位測定が行なえる液位計を提供
することを目的とするものである。
すなわち、本発明の液位計は、液体を貯留しその液体の
液位に応じて自由振動周波数を変化させるタンクに振動
を付与する振動発振部と、この振動発振部により前記タ
ンクに振動が付与されている間に前記タンクの自由振動
周波数を検出する周波数検出部と、この周波数検出部の
出力に基いて液位を算出しその算出結果を表示する演算
部とを具備して構成される。
液位に応じて自由振動周波数を変化させるタンクに振動
を付与する振動発振部と、この振動発振部により前記タ
ンクに振動が付与されている間に前記タンクの自由振動
周波数を検出する周波数検出部と、この周波数検出部の
出力に基いて液位を算出しその算出結果を表示する演算
部とを具備して構成される。
第１図および第２図により本発明の一実施例を説明する
。
。
図中１１はタンクであり、このタンク１１の上面には、
タンク１１に振動を付与する振動発振部１３が取付けら
れている。図中１４は、この振動発振部１３に電力を供
給する電源である。
タンク１１に振動を付与する振動発振部１３が取付けら
れている。図中１４は、この振動発振部１３に電力を供
給する電源である。
さらに上記タンク１１の上面には、振動発振部１３の近
傍位置に周波数検出部１５が取付けられている。この周
波数検出部１５は、上記電源１４から電力の供給を受け
てタンク１つの自由振動周波数を検出する。そして周波
数検出部１５の出力は演算部１６に供給され、ここでタ
ンク１１内に貯留された液体１２の液位が算出・表示さ
れるようになっている。
傍位置に周波数検出部１５が取付けられている。この周
波数検出部１５は、上記電源１４から電力の供給を受け
てタンク１つの自由振動周波数を検出する。そして周波
数検出部１５の出力は演算部１６に供給され、ここでタ
ンク１１内に貯留された液体１２の液位が算出・表示さ
れるようになっている。
第２図は、上記振動発振部１３および周波数検出部１５
の構成を示すもので、振動発振部１３には電磁石１７お
よび磁性体裂の振動子１８が設けられ、上記振動子１８
は圧縮型のばね２１によりタンク１１の上面方向に押付
けられた状態に設置される。また、上記Ｎ磁石１７は振
動子１８の上方に設置されている。そして、上記振動子
１８は電磁石１７への通電により上方向へ吸引され、電
磁石１７への通電停止により、ばね２１の復帰力でタン
ク１１の上面に押付けられる構成となっている。なお、
上記電磁石１７への通電制御は、振動発振部１３に設け
られたリレー１９で、電源１４から電磁石１７に至る給
電路中に介挿された接点２０を周期的にオン・オフ動作
させることにより１テなわれる。
の構成を示すもので、振動発振部１３には電磁石１７お
よび磁性体裂の振動子１８が設けられ、上記振動子１８
は圧縮型のばね２１によりタンク１１の上面方向に押付
けられた状態に設置される。また、上記Ｎ磁石１７は振
動子１８の上方に設置されている。そして、上記振動子
１８は電磁石１７への通電により上方向へ吸引され、電
磁石１７への通電停止により、ばね２１の復帰力でタン
ク１１の上面に押付けられる構成となっている。なお、
上記電磁石１７への通電制御は、振動発振部１３に設け
られたリレー１９で、電源１４から電磁石１７に至る給
電路中に介挿された接点２０を周期的にオン・オフ動作
させることにより１テなわれる。
一方、上記周波数検出部１５は振動検出素子２２を備え
ており、この素子２２をタンク１１の上面に密着させる
ようにして設置される。振動検出素子２２ではタンク１
１の自由振動周波数を検出し、その自由＠助周波数に応
じた交流信号を周波数／電圧変換器２３へ出力する。そ
してこの周波数／電圧変換器２３により、上記交流信号
はその周波数に応じた電圧信号に変換され、この電圧信
号は前記演算部１６へ伝送される。上記演算部１６では
周波数／ｌｉ圧変換器２３がらの電圧信号を基に電圧／
液位の演算処理を行ない、液位を算出してその算出結果
を表示する。
ており、この素子２２をタンク１１の上面に密着させる
ようにして設置される。振動検出素子２２ではタンク１
１の自由振動周波数を検出し、その自由＠助周波数に応
じた交流信号を周波数／電圧変換器２３へ出力する。そ
してこの周波数／電圧変換器２３により、上記交流信号
はその周波数に応じた電圧信号に変換され、この電圧信
号は前記演算部１６へ伝送される。上記演算部１６では
周波数／ｌｉ圧変換器２３がらの電圧信号を基に電圧／
液位の演算処理を行ない、液位を算出してその算出結果
を表示する。
次に、作用を説明する。
リレー１つはある時間間隔をおいて接点２ｏを周期的に
オン・オフ動作させる。従って、振動子１８は接点２０
がオンのとき電磁石１７に吸引されて上方向へ移動し、
接点２ｏのオフにより、ばね２１に押されてタンク１１
の上面を叩き、タンク１１に振動を付与するようになる
。
オン・オフ動作させる。従って、振動子１８は接点２０
がオンのとき電磁石１７に吸引されて上方向へ移動し、
接点２ｏのオフにより、ばね２１に押されてタンク１１
の上面を叩き、タンク１１に振動を付与するようになる
。
ここで、タンク１１の一般的な自由振動周波数は、タン
ク１１の底板が多数の基礎ボルトで固定されている場合
には底板の部分が固定端となるので、重心までの高さを
２、タンク１１の材質がら決まる縦弾性係数をＥ、タン
ク１１の内径をＤｉ、タンク１１の板厚をｔ、タンク１
１の剪断弾性係数をＧ、液位をり、液体の比重量をａ、
タンク１１内の水平方向断面積をＡ、タンク１１の重量
を〜Ｖ ｔとすると、断面慣性モーメント■は、Ａｅ
＝−−π−（Ｄｉ ＋ｔ）−ｔ＝−（２＞となる。従っ
て、曲げおよび剪断変形によるばね定数１〈は次式で与
えられる。
ク１１の底板が多数の基礎ボルトで固定されている場合
には底板の部分が固定端となるので、重心までの高さを
２、タンク１１の材質がら決まる縦弾性係数をＥ、タン
ク１１の内径をＤｉ、タンク１１の板厚をｔ、タンク１
１の剪断弾性係数をＧ、液位をり、液体の比重量をａ、
タンク１１内の水平方向断面積をＡ、タンク１１の重量
を〜Ｖ ｔとすると、断面慣性モーメント■は、Ａｅ
＝−−π−（Ｄｉ ＋ｔ）−ｔ＝−（２＞となる。従っ
て、曲げおよび剪断変形によるばね定数１〈は次式で与
えられる。
ここで、タンク１１と液体１２の総重量Ｗ０はＷ０＝ａ
−Ａ−Ｌ＋Ｗｔ ・−・・（４）であるから、タ
ンク１１の自由振動周波数ｆは、（３）、（４）式より
、 −の関係式より求められる。なお、（５）式中。は重力
の加速度である。
−Ａ−Ｌ＋Ｗｔ ・−・・（４）であるから、タ
ンク１１の自由振動周波数ｆは、（３）、（４）式より
、 −の関係式より求められる。なお、（５）式中。は重力
の加速度である。
この（５）式から明かなように、タンク１１の液位りと
、タンク１１の自由振動周波数ｆとの間には一定の関係
がある。よって、液位りは（５）式を変形した次式によ
り求めることができる。
、タンク１１の自由振動周波数ｆとの間には一定の関係
がある。よって、液位りは（５）式を変形した次式によ
り求めることができる。
なお、この（６）式は一般式であるため実際の運用にあ
たっては、実演データによる校正直である補正係数Ｃを
（６）式に掛けて を得る。そして、前記演算部１６ではこの（７）式を用
いて演算処理を行ない、液位りを算出するのである。
たっては、実演データによる校正直である補正係数Ｃを
（６）式に掛けて を得る。そして、前記演算部１６ではこの（７）式を用
いて演算処理を行ない、液位りを算出するのである。
（発明の効果〕
以上のように、本発明の液位針は、タンクの自由振動周
波数を検出することによって液位の算出を行なうように
しているため、温度、湿度、あるいはタンクの内部構造
物等の条件に影響されることなく、常に正確に液位を求
めることができ、従来の超音波液位針や差圧液位針では
適用が困難であった加圧されたタンクやスラリー貯蔵用
のタンクにおいても、何ら不都合なく適用できる。
波数を検出することによって液位の算出を行なうように
しているため、温度、湿度、あるいはタンクの内部構造
物等の条件に影響されることなく、常に正確に液位を求
めることができ、従来の超音波液位針や差圧液位針では
適用が困難であった加圧されたタンクやスラリー貯蔵用
のタンクにおいても、何ら不都合なく適用できる。
第１図および第２図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図はタンク上に液位針を設置した状態を示す概略構
成図、第２図は液位針の概略構成図、第３図は従来例を
示す概略構成図である。 １１・・・タンク、１２・・・液体、１３・・・＠肋発
撮部、１５・・・周波数検出部、１６・・・演算部、１
７・・・電磁石、１８・・・振動子、２２・・・振動検
出素子、２３・・・周波数／電圧変換器。
第１図はタンク上に液位針を設置した状態を示す概略構
成図、第２図は液位針の概略構成図、第３図は従来例を
示す概略構成図である。 １１・・・タンク、１２・・・液体、１３・・・＠肋発
撮部、１５・・・周波数検出部、１６・・・演算部、１
７・・・電磁石、１８・・・振動子、２２・・・振動検
出素子、２３・・・周波数／電圧変換器。
Claims (4)
- （１）液体を貯留しその液体の液位に応じて自由振動周
波数を変化させるタンクに振動を付与する振動発振部と
、この振動発振部より前記タンクに振動が付与されてい
る間に前記タンクの自由振動周波数を検出する周波数検
出部と、この周波数検出部の出力に基いて液位を算出し
その算出結果を表示する演算部とを具備したことを特徴
とする液位計。 - （２）前記振動発振部は、電磁吸引力により磁性体裂の
振動子を駆動して前記タンクに振動を付与するものであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液位計
。 - （３）前記周波数検出部は、タンクの自由振動周波数を
検出しその自由振動周波数に応じた交流信号を発生する
振動検出素子と、この振動検出素子から出力される交流
信号の周波数に応じた電圧信号を前記演算部へ出力する
周波数／電圧変換器とからなることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の液位計。 - （４）前記演算部で液位を算出するための演算式は、前
記タンク内に貯留された液体の液位とタンクの自由振動
周波数との関係を示す一般式を、実液位データにより校
正して得られるものであることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の液位計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59250257A JPS61128125A (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | 液位計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59250257A JPS61128125A (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | 液位計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61128125A true JPS61128125A (ja) | 1986-06-16 |
Family
ID=17205189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59250257A Pending JPS61128125A (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | 液位計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61128125A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004216006A (ja) * | 2003-01-17 | 2004-08-05 | Kinden Corp | 超音波振動感知センサを用いた人の状態判別装置及びこれを利用した人の状態判別方法 |
| KR101129981B1 (ko) * | 2009-07-24 | 2012-04-13 | 한국수력원자력 주식회사 | 소듐이 포함된 액체금속 수위측정장치 |
-
1984
- 1984-11-27 JP JP59250257A patent/JPS61128125A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004216006A (ja) * | 2003-01-17 | 2004-08-05 | Kinden Corp | 超音波振動感知センサを用いた人の状態判別装置及びこれを利用した人の状態判別方法 |
| KR101129981B1 (ko) * | 2009-07-24 | 2012-04-13 | 한국수력원자력 주식회사 | 소듐이 포함된 액체금속 수위측정장치 |
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