JPS61271420A

JPS61271420A - 液面計

Info

Publication number: JPS61271420A
Application number: JP11391685A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Numata; 沼田　洋志
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1985-05-27
Filing date: 1985-05-27
Publication date: 1986-12-01

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】本発明は、例えば、点滴瓶内の点滴液の残量や点滴液が
無くなったことを検出するなど、容器などにおける液面
レベルを測定する液面計に関する。

（発明の概要）本発明は、液面計において、簡単な構成で、液の組成変
化を拓く虞なく、液面レベルを良好に測定できるように
したものである。

（従来技術とその問題点）従来のこの種の液面計としては、次のものが知られてい
る。

（ｉ）第１従来例第６図に示すように、容器の流出口に連通接続されたガ
ラス管５１を挟むようにして静電容量形近接スイッチ５
２を設け、ガラス管５１内の液の有無により静電容量が
変化することを利用し、静電容量を検出することによっ
て液が容器内に有るか、あるいは、無くなったかを検出
していた。

（ｉｉ）第２従来例一方側を電源に接続した一対の電極線の下方側を液中に
浸漬し、両電極線が液によって接続されるように設け、
その一方の電極線側に電流計を介在させ、液中に浸漬し
ている電極線の長さ変化に伴なう抵抗変化を電流計によ
って検出し、その電流値から液中に浸漬している電極線
の長さ、即ち、液面レベルを測定していた。

（１１）第３従来例液面の上方に超音波発信器と受信器とを設け、液面に向
けて超音波を投射し、その超音波が液面゛で反射して受
信器に到達する時間を計測し、その到達時間に基づき、
液と接触させずに液面レベルを測定していた。

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合で
は、次の欠点があった。

■第１従来例の欠点ガラス管５１か細く、静電容量の変化を生じる液量が少
なく、液の有無によって生じる静電容量の変化が少なく
なり、その変化を検出するために微妙な調整が必要で、
取付に手間を要する欠点があった。また、それに伴ない
、静電容量形近接スイッチ５２の取付位置にズレを生じ
た場合に、その再調整に手間を要する不都合があった。

更に、液が切れたかどうかを検出できるだけのもので、
液面レベルの測定は行えなかった。

■第２従来例の欠点液に電流を流すため、点滴液のように人体に注入される
液に対しては不適当であり、また、通電により液が化学
変化を起こし、組成変化をきたす虞があった。

■第３従来例の欠点超音波投射のためのスピーカ回路が大型で全体的に大型
化する欠点があった。また、小さい容器内では超音波が
乱反射を起こし、反射超音波の検出が不良になる欠点が
あった。

（発明の目的）本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、構成簡単にして、液に電流を流すことなく液面レベ
ルを良好に測定できるようにすることを目的とする。

（発明の構成と効果）本発明は、このような目的を達成するために、中間部が
液中に浸漬されるとともに、両端部が液面上方に突出さ
れた弾性波伝搬用の線材と、前記線材の一端側にパルス
波を与える励振コイルと、前記線材の他端側で前記パル
ス波を検出する検出コイルと、前記検出コイルによる、
前記液面を媒体として伝搬したパルス波を検出する第１
時間と、前記線材自体を伝搬したパルス波を検出する第
２時間との時間差に基づき、液面レベルを算出処理する
処理手段とを備えて構成する。

この構成によれば、液中に浸漬されている線材の長さが
長いと第１時間と第２時間との時間差が大になり、逆に
、線材の長さが短いと前記時間差が小になるという現象
を有効利用し、この時間差と液中に浸漬している線材長
さとの相関から液中に浸漬している線材長さを求め、そ
の長さから液面レベルを算出できるのである。

したがって、液の有無のみならず、液面レベルを連続的
に測定でき、しかも、線材に対しては、ＩＪであるから
、液中に通電せず、通電に起因する液の組成変化発生が
なく、かつ、たとえ、点滴液のように人体に注入するも
のの液面レベルを測定する場合でも、人体に影響を及ぼ
すことなく安全に使用できる。更に、励振コイルと線材
と検出コイルと処理手段とを備えるだけであり、超音波
利用の場合のようなスピーカ回路が不用で、計器全体と
して、構成簡単かつ小型なものにできるとともに、乱反
射による影響もなくて液面レベルを精度良く測定できる
ようになった。

（実施例の説明）以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。第１図は、本発明の実施例に係る液面計の縦断面
図、第２図は、コイル取付部の拡大断面図、第３図は回
路ブロック図である。

これらの図において、１は弾性波伝搬用の線材としての
アモルファス線であり、その中間部が液中に浸漬される
とともに、両端部が液面上方に突出されるように、容器
２のキャップ３に取付保持＋←ブ＋＋ｆｆｉ前記アモルファス線１の両端それぞれは、内部に発泡ス
チロールなどの樹脂を充填した音響絶縁管４を介してキ
ャップ３に取付保持され、外部からの音響伝搬を防止す
るように構成されている。

この音響絶縁管４それぞれの上面にはコイルスプール５
が取付けられ、コイルスプール５の中心にアモルファス
線ｌか挿入されるとともに、上端部が固定材６によって
固定されている。７は、バイアス用磁石である。

アモルファス線１の一端側のコイルスプール５には、そ
れをコア材として、パルス波を与える励振コイル８が巻
回され、そして、アモルファス線１の他端側には、同じ
くそれをコア材として、パルス波を検出する検出コイル
９が巻回されている。

１０は、励振コイル８および検出コイル９を覆うケース
であり、このケースＩＯから両コイル８゜９への配線導
入用の引き出しケーブル１１が導出されている。１２は
、アモルファス線ｌに対する保護管であり、１３．１３
は保護管内の液面レベルを容器２の液面レベルと等しく
するための連通口である６２ａは、その下端側が注射針
に接続された点滴チューブである。

前記励振コイル８には、励振パルス発生回路１４と励振
出力増幅回路１５とから成る励振手段Ｉ６が接続されて
いる。

前記検出コイル９には、液面を媒体として伝搬したパル
ス波を検出する第１時間ｔｄ＋と、面記アモルファス線
１自体を伝搬したパルス波を検出する第２時間ｔｄ、と
の時間差（＝ｔｄｔ　　ｔｄ＋）に基づき、液面レベル
を算出処理する処理手段１７が接続され、かつ、この処
理手段１７に、算出処理された液面レベルを表示するレ
ベル表示部Ｉ８と、液が無くなったときに警報出力を出
す警報出力回路１９と、警報出力に応答して点滅する警
報ランプ２０とから成る出力手段２１が接続されている
。

前記処理手段１７には、検出コイル９で検出されたパル
ス波を増幅するアンプ２２、増幅されたパルス波を波形
整形する波形整形回路２３、励振パルス発生回路１４か
らの励振パルスに応答して受信ゲートを作成する受信ゲ
ート作成回路２４、第１および第２ＡＮＤ回路２５，２
６、励振パルス発生回路１４と第１ＡＮＤ回路２５から
のパルスに応答して距離ゲートを作成する距離ゲート作
成回路２７、クロックパルス発生器２８、計数回路２９
、設定最大時間である前記第２時間ｔｄ、をプリセット
するプリセット回路３０、ならびに、液が無くなったと
きにオールゼロと判定するオールゼロ判定回路３１が備
えられている。

次に、この実施例の作用につき、第４図の波形図を用い
て説明する。

（イ）に示すように励振パルスが発信すると、その発信
パルスの立下りに応答して、（ロ）に示すように、第２
時間ｔｄｔよりも長い時間に設定された受信ゲートを作
成する。アンプ２２を介して検出コイル９から、（ハ）
に示すように、パルス波を受信すると、その波形整形後
のパルスの立上りに応答して立下り、この立下りと先の
励振パルス発生回路１４の発信パルスの立上りに応答し
た立上りとにより、（ニ）に示すように、距離ゲートが
作成六れｍ＝の距離ゲート１こ某づいて−（ホ）に示す
ように、計数入力が行なわれ、液面を媒体として伝搬し
たパルス波を検出する第１時間ｔｄ、が計測される。計
数回路では、この第１時間ｔｄ、とプリセット回路３０
から人力された第２時間ｔｄｔとを減算し、その時間差
に基づき、液面レベルを算出するとともに、液が無くな
ったことを知る。

即ち、弾性波としてのパルス波がアモルファス線ｌを伝
搬する時間ｔｄと、パルス波の伝搬距離との間には、第
５図に示すように、距離が長くなるに伴ない、伝搬時間
ｔｄが正比例的に増加する関係がある。このため、第１
時間ｔｄ＋と第２時間ｔｔＬとの時間差をとり、この時
間差を距離に換算することにより、アモルファス線Ｉの
最下端部位置を基準にした液面レベルを算出するのであ
る。

更に詳述すれば、両コイル８．９からアモルファス線ｌ
の最下端部までの距離を１２ｍａｘ、両コイル８゜９か
ら液面までの距離をＱ、アモルファス線ｌの線間距離を
ｄ、アモルファス線１の音速をＣｓ、液中での音速をＣ
ｗとすれば、前記第１時間ｔｄ、および第２時間ｔｄ！
それぞれは、次式で示される。

ｔｄ＋＝　２１２／Ｃｓ＋ｄ／Ｃｗｔｄｚ”　（２ＱｍａＸ＋　ｄ）／ＣＳこの関係式に基
づき、Ｑｍａｘ＝　１５ｃｍ、ｄ＝　５ｍｍ。

Ｃｓ＝　５０００ｍ／ｓ、　Ｃｗ＝　Ｌ４４０ｍ／ｓと
して求めた第１時間ｔｄ、および第２時間ｔｄ、それぞ
れをグラフに示しである。

前記出力手段２１からの出力は、図示しないが、例えば
、看護婦詰め所などの集中管理部に送信され、点滴中の
各患者の点滴状況を一箇所で監視するとともに、液が無
くなったとき、あるいは、液が無くなりかけたときに、
そのことを確実に知り、点滴の管理を手間少なく良好に
行なえるように構成される。

本発明としては、前記アモルファス線１に代えて、例え
ば、ピアノ線など、要するに、弾性波を伝搬できるもの
であれば各種の線材が採用できる。

また、本発明は、上述のような点滴瓶内の液面レベルを
測定するものに限らず、各種液体タンクや容器内の液面
レベルの測定、更には、貯水池の水面レベル測定などに
も適用できる。

【図面の簡単な説明】第１図は、本発明の実施例に係る液面計の縦断面図、第
２図は、コイル取付部の拡大断面図、第３図は回路ブロ
ック図、第４図は波形図、第５図は、パルス波の伝搬時
間と伝搬距離との相関を示すグラフ、第６図は第１従来
例を示す要部の斜視図である。１・・・線材としてのアモルファス線、８・・・励振コ
イル、９・・・検出コイル、Ｉ７・・・処理手段。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）中間部が液中に浸漬されるとともに、両端部が液
面上方に突出された弾性波伝搬用の線材と、前記線材の
一端側にパルス波を与える励振コイルと、前記線材の他端側で前記パルス波を検出する検出コイル
と、前記検出コイルによる、前記液面を媒体として伝搬した
パルス波を検出する第１時間と、前記線材自体を伝搬し
たパルス波を検出する第２時間との時間差に基づき、液
面レベルを算出処理する処理手段とを備えた液面計。
（２）前記線材がアモルファス線である特許請求の範囲
第１項に記載の液面計。
（３）前記線材がピアノ線である特許請求の範囲第１項
に記載の液面計。