JPS6133453B2 - - Google Patents
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- JPS6133453B2 JPS6133453B2 JP538180A JP538180A JPS6133453B2 JP S6133453 B2 JPS6133453 B2 JP S6133453B2 JP 538180 A JP538180 A JP 538180A JP 538180 A JP538180 A JP 538180A JP S6133453 B2 JPS6133453 B2 JP S6133453B2
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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
- G01F23/26—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 variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は導電性液体の液位を検出する誘導形液
面計に関する。
面計に関する。
導電性液体の液位、たとえば高速増殖炉の冷却
材として使用される液体ナトリウムなどの液位の
検出器には、保守が容易でかつ構造が簡単な誘導
形液面計が一般的に用いられている。ところが前
記液面計は導電性液体の温度変化により出力電圧
が変動し誤差を生じてしまう。そこで、導電性液
体の温度を検出し、その検出信号を用いて測定さ
れた液位信号の温度補正するように構成された
種々の誘導形液面計が創案されている。その一例
として第１図に示す誘導形液面計について説明す
る。タンク１には底面からｌの高さまで導電性液
体、たとえば液体ナトリウム２が満たされてい
る。この液体ナトリウム２内に液位を検出する液
面計プローブ３が浸漬されている。この液面計プ
ローブ３は非磁性体の案内管、たとえば非磁性体
ステンレス鋼製案内管４を有し、この案内管４内
に設けられたボビン５には一次巻線として励磁コ
イル６が巻装され、また二次巻線として第１の検
出コイル７と第２の検出コイル８とが巻装されて
いる。なお、上記第１検出コイル７と第２検出コ
イル８とは、二次巻線に中間端子を設けて接地
し、上端子と中間端子間の巻線を第１検出コイル
７とし、中間端子と下端子間の巻線を第２検出コ
イル８としたものである励磁コイル６の両端には
出力周波数１〜5KHzの交流電源９の電源供給端
が接続されており、励磁電流が供給される。第１
検出コイル７の上端子は第１の増幅器１０と炉波
機能を兼備えた第１の整流回路１１とを介して演
算回路１２の乗算器１３の整流電圧入力端子に接
続されている。また、第２検出コイル８の下端子
は、第２の増幅器１４と炉波機能を兼備えた第２
の整流回路１５とを介して第１の関数発生器１６
の入力端と第２関数発生器１７の入力端とに接続
されている。第１の関数発生器１６の出力端は乗
算器１３の関数入力端子に接続されている。また
第２の関数発生器１７の出力端は減算器１８の関
数入力端子に接続されている。乗算器１３の出力
端は減算器１８の乗算入力端子に接続されてい
る。減算器１８の出力端は表示器１９の入力端に
接続されている。
材として使用される液体ナトリウムなどの液位の
検出器には、保守が容易でかつ構造が簡単な誘導
形液面計が一般的に用いられている。ところが前
記液面計は導電性液体の温度変化により出力電圧
が変動し誤差を生じてしまう。そこで、導電性液
体の温度を検出し、その検出信号を用いて測定さ
れた液位信号の温度補正するように構成された
種々の誘導形液面計が創案されている。その一例
として第１図に示す誘導形液面計について説明す
る。タンク１には底面からｌの高さまで導電性液
体、たとえば液体ナトリウム２が満たされてい
る。この液体ナトリウム２内に液位を検出する液
面計プローブ３が浸漬されている。この液面計プ
ローブ３は非磁性体の案内管、たとえば非磁性体
ステンレス鋼製案内管４を有し、この案内管４内
に設けられたボビン５には一次巻線として励磁コ
イル６が巻装され、また二次巻線として第１の検
出コイル７と第２の検出コイル８とが巻装されて
いる。なお、上記第１検出コイル７と第２検出コ
イル８とは、二次巻線に中間端子を設けて接地
し、上端子と中間端子間の巻線を第１検出コイル
７とし、中間端子と下端子間の巻線を第２検出コ
イル８としたものである励磁コイル６の両端には
出力周波数１〜5KHzの交流電源９の電源供給端
が接続されており、励磁電流が供給される。第１
検出コイル７の上端子は第１の増幅器１０と炉波
機能を兼備えた第１の整流回路１１とを介して演
算回路１２の乗算器１３の整流電圧入力端子に接
続されている。また、第２検出コイル８の下端子
は、第２の増幅器１４と炉波機能を兼備えた第２
の整流回路１５とを介して第１の関数発生器１６
の入力端と第２関数発生器１７の入力端とに接続
されている。第１の関数発生器１６の出力端は乗
算器１３の関数入力端子に接続されている。また
第２の関数発生器１７の出力端は減算器１８の関
数入力端子に接続されている。乗算器１３の出力
端は減算器１８の乗算入力端子に接続されてい
る。減算器１８の出力端は表示器１９の入力端に
接続されている。
このような構成において、励磁コイル６に励磁
電流が流れると、第１検出コイル７の両端間に誘
起電圧V1が発生し、この電圧V1は液位検出信号
として処理される。また、同時に第２検出コイル
８の両端間に誘起電圧V2が発生し、この電圧V2
は導電性液体の温度検出信号として処理される。
電流が流れると、第１検出コイル７の両端間に誘
起電圧V1が発生し、この電圧V1は液位検出信号
として処理される。また、同時に第２検出コイル
８の両端間に誘起電圧V2が発生し、この電圧V2
は導電性液体の温度検出信号として処理される。
第２図は、液位ｌと常用周域数（１〜5KHz）
による誘起電圧V1との関係を液体ナトリウムの
温度Ｔをパラメータとし横軸に液位ｌをとり、縦
軸に誘起電圧V1をとつて示した図である。横軸
上には液面計プローブ３の構成と設置位置とによ
り決定される検出可能な液位ｌの上限値と下限値
とを示した。また直線T1，T2，〜はそれぞれ液
体ナトリウム２の温度T1＜T2＜〜に対する誘起
電圧V1と液位ｌとの比例関係を示したものであ
る。この図から明らかなように、誘起電圧V1は
次式で決定できる。
による誘起電圧V1との関係を液体ナトリウムの
温度Ｔをパラメータとし横軸に液位ｌをとり、縦
軸に誘起電圧V1をとつて示した図である。横軸
上には液面計プローブ３の構成と設置位置とによ
り決定される検出可能な液位ｌの上限値と下限値
とを示した。また直線T1，T2，〜はそれぞれ液
体ナトリウム２の温度T1＜T2＜〜に対する誘起
電圧V1と液位ｌとの比例関係を示したものであ
る。この図から明らかなように、誘起電圧V1は
次式で決定できる。
V1＝Ａ（Ｔ）・ｌ＋Ｂ（Ｔ） ……(1)
ただしＡ（Ｔ）とＢ（Ｔ）とは導電性液体の温
度によつて値が決まる関数である。そこで(1)式を
液位ｌについて整理すると、 ｌ＝１／Ａ（Ｔ）・〔V1−Ｂ（Ｔ）〕 ……(2) となる。
度によつて値が決まる関数である。そこで(1)式を
液位ｌについて整理すると、 ｌ＝１／Ａ（Ｔ）・〔V1−Ｂ（Ｔ）〕 ……(2) となる。
ところで、導電性液体の温度Ｔは第２検出コイ
ル８の出力電圧V2によつて決定できるので、Ａ
（Ｔ）とＢ（Ｔ）とをＴの関数からV2の関数へ次
のように変形できる。
ル８の出力電圧V2によつて決定できるので、Ａ
（Ｔ）とＢ（Ｔ）とをＴの関数からV2の関数へ次
のように変形できる。
Ａ（Ｔ）＝Ａ｛Ｔ（V2）｝ ……(3)
Ｂ（Ｔ）＝Ｂ｛Ｔ（V2）｝ ……(4)
(3)，(4)式を(2)式へ代入すると、第１検出コイル
７の出力電圧V1と第２検出コイル８の出力電圧
V2と液位ｌとの関係を示す式、 ｌ＝１／Ａ｛Ｔ（Ｖ２）｝〔V1−Ｂ｛Ｔ（V2）｝〕
…… (5) が得られる。そこで、 ａ＝１／Ａ｛Ａ（Ｖ２）｝ ……(6) ｂ＝Ｂ｛Ｔ（Ｖ２）／Ａ｛Ｔ（Ｖ２）｝ ……(7) とおくと、(5)式は ｌ＝ａ・V1−ｂ ……(8) となる。上式(8)のV2の関数ａ，ｂは共に液面計
プローブ３の構造、材質、寸法が決まれば計算あ
るいは実験によつて決定できる。したがつて、
V2に基づいて定数ａ，ｂの温度補正をすること
ができるので液体ナトリウム２の温度の影響を除
去した正確な液位ｌを(8)式によつて得ることがで
きる。
７の出力電圧V1と第２検出コイル８の出力電圧
V2と液位ｌとの関係を示す式、 ｌ＝１／Ａ｛Ｔ（Ｖ２）｝〔V1−Ｂ｛Ｔ（V2）｝〕
…… (5) が得られる。そこで、 ａ＝１／Ａ｛Ａ（Ｖ２）｝ ……(6) ｂ＝Ｂ｛Ｔ（Ｖ２）／Ａ｛Ｔ（Ｖ２）｝ ……(7) とおくと、(5)式は ｌ＝ａ・V1−ｂ ……(8) となる。上式(8)のV2の関数ａ，ｂは共に液面計
プローブ３の構造、材質、寸法が決まれば計算あ
るいは実験によつて決定できる。したがつて、
V2に基づいて定数ａ，ｂの温度補正をすること
ができるので液体ナトリウム２の温度の影響を除
去した正確な液位ｌを(8)式によつて得ることがで
きる。
前記した液位検出信号としての誘起電圧V1と
温度検出信号としての誘起電圧V2とは、上記説
明に基づいて次のように処理される。誘起電圧
V1は増幅器１０で増幅されたのち整流回路１１
で直流電圧V3に変換されて乗算器１３へ送出さ
れる。一方、誘起電圧V2は増幅器１４で増幅さ
れたのち整流回路１５で直流電圧V4に変換され
て第１関数発生器１６と第２関数発生器１７とへ
送出される。そうすると、第１関数発生器１６は
電圧V4に基づいて関数値ａ＝ａ｛Ｔ（V4）｝を得
て定数ａの温度補正を行つたのち、出力を乗算器
１３へ送出する。また第２関数発生器１７は電圧
V4に基づいて関数値ｂ＝ｂ｛Ｔ（V4）｝を得て定
数ｂの温度補正を行つたのち、出力を減算器１８
へ送出する。温度補正された定数ａを入力した乗
算器１３はこの定数ａと直流電圧V3との積ａ・
V3を得て減算器１８へ送出する。そうすると、
この減算器１８はａ・V3からｂを減算して温度
補正された液位ｌ＝ａ・V3−ｂを得て表示器１
９へ送出する。その結果、表示器１９に導電性液
体としての液体ナトリウム２の温度変化による液
位ｌの誤差を除去した正確な液位ｌが表示され
る。
温度検出信号としての誘起電圧V2とは、上記説
明に基づいて次のように処理される。誘起電圧
V1は増幅器１０で増幅されたのち整流回路１１
で直流電圧V3に変換されて乗算器１３へ送出さ
れる。一方、誘起電圧V2は増幅器１４で増幅さ
れたのち整流回路１５で直流電圧V4に変換され
て第１関数発生器１６と第２関数発生器１７とへ
送出される。そうすると、第１関数発生器１６は
電圧V4に基づいて関数値ａ＝ａ｛Ｔ（V4）｝を得
て定数ａの温度補正を行つたのち、出力を乗算器
１３へ送出する。また第２関数発生器１７は電圧
V4に基づいて関数値ｂ＝ｂ｛Ｔ（V4）｝を得て定
数ｂの温度補正を行つたのち、出力を減算器１８
へ送出する。温度補正された定数ａを入力した乗
算器１３はこの定数ａと直流電圧V3との積ａ・
V3を得て減算器１８へ送出する。そうすると、
この減算器１８はａ・V3からｂを減算して温度
補正された液位ｌ＝ａ・V3−ｂを得て表示器１
９へ送出する。その結果、表示器１９に導電性液
体としての液体ナトリウム２の温度変化による液
位ｌの誤差を除去した正確な液位ｌが表示され
る。
しかし、以上の構成の誘導式液面計では導電性
液体の温度変化によつて生じる測定誤差の補正は
行うが、液面計プローブ３の周囲に付着する導電
性液体により生じる測定誤差の補正および導電液
体の液面より上方にある液面計プローブ３の軸方
向の温度勾配により生じる測定誤差の補正はでき
ない問題があつた。
液体の温度変化によつて生じる測定誤差の補正は
行うが、液面計プローブ３の周囲に付着する導電
性液体により生じる測定誤差の補正および導電液
体の液面より上方にある液面計プローブ３の軸方
向の温度勾配により生じる測定誤差の補正はでき
ない問題があつた。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
のであり、導電性液体の温度変化による誤差の補
正は勿論のこと液面計プローブ周囲に付着する導
電性液体による誤差および上記プローブ自身の軸
方向の温度勾配による誤差等も補正でき、しかも
信号処理回路の簡単化も図れる誘導形液面計を提
供することを目的とする。
のであり、導電性液体の温度変化による誤差の補
正は勿論のこと液面計プローブ周囲に付着する導
電性液体による誤差および上記プローブ自身の軸
方向の温度勾配による誤差等も補正でき、しかも
信号処理回路の簡単化も図れる誘導形液面計を提
供することを目的とする。
実施例を説明するまえに、本発明の骨子を述べ
ると、本発明は、液面計プローブの励磁コイルを
励磁する交流電源として出力周波数が200Hz以下
の低周波交流電源を用いたことを最大の特徴とし
ている。
ると、本発明は、液面計プローブの励磁コイルを
励磁する交流電源として出力周波数が200Hz以下
の低周波交流電源を用いたことを最大の特徴とし
ている。
従来の誘導形液面計の励磁周波数は液位検出用
コイルの出力電圧V1の値が大きくかつ液位感度
ΔV1／Δｌが最も大なる周波数が使用されてい
る。この励磁周波数は液面計プローブの構造、材
質、寸法によつて異なるが、ほぼ１〜5KHzの間
にある。発明者らの実験によると、励磁周波数を
低くすることによつて、液位検出用コイルの出力
電圧V1の値を小さくでき、液位感度ΔV1／Δｌ
を小さくできるので液面計プローブの軸方向の温
度勾配による出力電圧V1の変動を減少でき、か
つ高周波励磁の際生じる表皮効果の影響を減少さ
せることができるので上記プローブの周囲に付着
する導電性液体のベーパや濡れなどによる出力電
圧V1の変動も減少させることが見出された。
コイルの出力電圧V1の値が大きくかつ液位感度
ΔV1／Δｌが最も大なる周波数が使用されてい
る。この励磁周波数は液面計プローブの構造、材
質、寸法によつて異なるが、ほぼ１〜5KHzの間
にある。発明者らの実験によると、励磁周波数を
低くすることによつて、液位検出用コイルの出力
電圧V1の値を小さくでき、液位感度ΔV1／Δｌ
を小さくできるので液面計プローブの軸方向の温
度勾配による出力電圧V1の変動を減少でき、か
つ高周波励磁の際生じる表皮効果の影響を減少さ
せることができるので上記プローブの周囲に付着
する導電性液体のベーパや濡れなどによる出力電
圧V1の変動も減少させることが見出された。
第３図は、液面計プローブの周囲に１mm３の液
体ナトリウムが付着した場合の誤差を、横軸に励
磁周波数をとり縦軸に誤差ε％をとつて示した特
性曲線である。
体ナトリウムが付着した場合の誤差を、横軸に励
磁周波数をとり縦軸に誤差ε％をとつて示した特
性曲線である。
なお誤差εは
ε＝液体ナトリウム１mm３付着することによる信号変化分／出力信号×100
で決定される。図から明らかなように周波数が
200Hz以下では、誤差は３％以下である。第４図
は、液面計プローブ自身の温度が400℃変化した
場合の誤差を、横軸に励磁周波数をとり縦軸に誤
差ε％をとつて示した特性曲線である。なお、誤
差εは ε＝液面計プローブの温度が４００℃変化することによる信号変化分／出力信号×100 で決定される。図から明らかなように、周波数が
200Hz以下では誤差は0.5％以下である。したがつ
て、200Hz以下の周波数を用いて低周波励磁を行
うと、液面計プローブの周囲に付着する導電性液
体による誤差および上記プローブ自身の軸方向の
温度勾配による誤差が大幅に減少する。
200Hz以下では、誤差は３％以下である。第４図
は、液面計プローブ自身の温度が400℃変化した
場合の誤差を、横軸に励磁周波数をとり縦軸に誤
差ε％をとつて示した特性曲線である。なお、誤
差εは ε＝液面計プローブの温度が４００℃変化することによる信号変化分／出力信号×100 で決定される。図から明らかなように、周波数が
200Hz以下では誤差は0.5％以下である。したがつ
て、200Hz以下の周波数を用いて低周波励磁を行
うと、液面計プローブの周囲に付着する導電性液
体による誤差および上記プローブ自身の軸方向の
温度勾配による誤差が大幅に減少する。
第５図は、200Hz以下の低周波励磁した場合の
液位ｌと誘起電圧V1との関係を液体ナトリウム
の温度Ｔをパラメータとして示した図である。図
から明らかなように出力電圧V1は液面計プロー
ブ自身の温度変化に対してはほとんど影響され
ず、液体ナトリウムの温度変化T1＜T2＜〜によ
つてのみ変化する。第５図から明らかなように、
低周波励磁を行つた場合の液位ｌは次式で決定で
きる。
液位ｌと誘起電圧V1との関係を液体ナトリウム
の温度Ｔをパラメータとして示した図である。図
から明らかなように出力電圧V1は液面計プロー
ブ自身の温度変化に対してはほとんど影響され
ず、液体ナトリウムの温度変化T1＜T2＜〜によ
つてのみ変化する。第５図から明らかなように、
低周波励磁を行つた場合の液位ｌは次式で決定で
きる。
ｌ＝ａ（Ｔ）・（Vs−V1） ……(9)
ただしａ（Ｔ）は導電性液体の温度がＴ℃のと
きの液位感度ΔV1／Δｌの逆数であり、Vsは液
面計プローブの周囲に導電性液体のない状態での
出力電圧である。(9)式から明らかなように、前記
した(8)式ｌ＝ａ・V1−ｂと比較するとｂの項が
なくなり簡単な式になつている。したがつて、低
周波励磁を用いた誘導形液面計の信号処理回路は
高周波励磁を用いた誘導形液面計の信号処理回路
と異つた構成となる。このように、低周波励磁を
用いて液位ｌを測定するように構成された誘導形
液面計では、導電性液体の温度変化による誤差の
補正、液面計プローブの周囲に付着する導電性液
体による誤差および上記プローブ自身の軸方向の
温度勾配による誤差を大幅に減少できる。ただ
し、低周波励磁することにより、検出コイルの出
力電圧の絶対値が小さくなり液位感度ΔV1／Δ
ｌが小さくなるので、励磁電流の変動によつて誤
差が生じる虞れがある。したがつて、この点を考
慮する必要がある。本発明は、この点にも対策を
講じている。
きの液位感度ΔV1／Δｌの逆数であり、Vsは液
面計プローブの周囲に導電性液体のない状態での
出力電圧である。(9)式から明らかなように、前記
した(8)式ｌ＝ａ・V1−ｂと比較するとｂの項が
なくなり簡単な式になつている。したがつて、低
周波励磁を用いた誘導形液面計の信号処理回路は
高周波励磁を用いた誘導形液面計の信号処理回路
と異つた構成となる。このように、低周波励磁を
用いて液位ｌを測定するように構成された誘導形
液面計では、導電性液体の温度変化による誤差の
補正、液面計プローブの周囲に付着する導電性液
体による誤差および上記プローブ自身の軸方向の
温度勾配による誤差を大幅に減少できる。ただ
し、低周波励磁することにより、検出コイルの出
力電圧の絶対値が小さくなり液位感度ΔV1／Δ
ｌが小さくなるので、励磁電流の変動によつて誤
差が生じる虞れがある。したがつて、この点を考
慮する必要がある。本発明は、この点にも対策を
講じている。
以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら
説明する。第６図は本発明の一実施例の構成を簡
単に示したブロツク図である。タンク１には底面
からｌの高さまで導電性液体、たとえば液体ナト
リウム２が満たされている。この液体ナトリウム
２内に液位ｌを検出する液面計プローブ２０が浸
漬されている。この液面計プローブ２０の外装は
非磁性体の案内管、たとえば非磁性体ステンレス
鋼製案内管２１で形成されている。この案内管２
１内には励磁コイル２２と検出コイル２３が磁束
を鎖交させるように設けられている。また上記案
内管２１の閉じた先端部には温度検出器としての
熱電対２４が設けられている。励磁コイル２２の
一方の端子は低周波交流電源２５の一方の端子に
接続され、他方の端子は励磁電流検出器としての
抵抗器２６を介して上記交流電源２５の他方の端
子に接続されている。検出コイル２３の熱電対２
４側の端子は接地され、他端子は増幅器２７と炉
波器を有する整流器２８とＡ／Ｄコンバータ２９
とを介して演算回路３０の引算器３１の液位信号
端子に接続されている。熱電対２４の一方の端子
は接地され、他方の端子は増幅器３２と整流器３
３とＡ／Ｄコンバータ３４とを介して演算回路３
０の第１の係数器３５の温度信号端子に接続され
ている。抵抗器２６の両端は整流器３７の入力端
側に接続されている。整流器３７の出力端はＡ／
Ｄコンバータ３８を介して演算回路３０の第２の
係数器３９の励磁電流端子に接続されている。前
記引算器３１の基準電圧端子には液面計プローブ
２０の周囲に導電性液体のない状態での出力電圧
Vsに対応たデイジタル信号ＶSDが入力されてい
る。この引算器３１はＡ／Ｄコンバータ２９から
送出される検出コイルの誘起電圧V1に対応した
デイジタル信号Ｖ1DとＶSDとの差Ｖ3D＝ＶSD−Ｖ
1Dを得る。上記引算器３１の出力端は乗算器４０
の液位信号端子に接続されている。前記第１係数
器３５は熱電対２４の発生電圧V2に対応したデ
イジタル信号Ｖ2Dに基づいて導電性液体の温度変
化に応じた係数値ａ｛Ｔ（Ｖ2D）｝を得る。上記
第１係数器３５の出力端は乗算器４０の温度係数
端子に接続されている。前記第２係数器３９は励
磁電流信号V1に対応したデイジタル信号Ｖ1Dに基
づいて励磁電流の変動に応じた係数値Ｃ（Ｖ1D）
を得る。上記第２係数器３９の出力端は乗算器４
０の励磁電流係数端子に接続されている。上記乗
算器４０は、 ｌ＝ａ｛Ｔ（Ｖ2D）｝＊（ＶSD−Ｖ1D）＊Ｃ
（Ｖ1D）を得る。なお、ａ｛Ｔ（Ｖ2D）｝およびＣ
（Ｖ1D）は液面計プローブ２０の形状、材質、寸
法が決まれば計算または実験によつて決定できる
ので、あらかじめ乗算器４０の出力ａ｛Ｔ（Ｖ2
Ｄ）｝＊（Ｖ2D−Ｖ1D）＊Ｃ（Ｖ1D）が液位ｌと
等価となるようにａ｛Ｔ（Ｖ2D）｝・Ｃ（Ｖ1D）の
値は決定されている。上記乗算器４０の出力端は
表示器４１の入力端に接続されている。
説明する。第６図は本発明の一実施例の構成を簡
単に示したブロツク図である。タンク１には底面
からｌの高さまで導電性液体、たとえば液体ナト
リウム２が満たされている。この液体ナトリウム
２内に液位ｌを検出する液面計プローブ２０が浸
漬されている。この液面計プローブ２０の外装は
非磁性体の案内管、たとえば非磁性体ステンレス
鋼製案内管２１で形成されている。この案内管２
１内には励磁コイル２２と検出コイル２３が磁束
を鎖交させるように設けられている。また上記案
内管２１の閉じた先端部には温度検出器としての
熱電対２４が設けられている。励磁コイル２２の
一方の端子は低周波交流電源２５の一方の端子に
接続され、他方の端子は励磁電流検出器としての
抵抗器２６を介して上記交流電源２５の他方の端
子に接続されている。検出コイル２３の熱電対２
４側の端子は接地され、他端子は増幅器２７と炉
波器を有する整流器２８とＡ／Ｄコンバータ２９
とを介して演算回路３０の引算器３１の液位信号
端子に接続されている。熱電対２４の一方の端子
は接地され、他方の端子は増幅器３２と整流器３
３とＡ／Ｄコンバータ３４とを介して演算回路３
０の第１の係数器３５の温度信号端子に接続され
ている。抵抗器２６の両端は整流器３７の入力端
側に接続されている。整流器３７の出力端はＡ／
Ｄコンバータ３８を介して演算回路３０の第２の
係数器３９の励磁電流端子に接続されている。前
記引算器３１の基準電圧端子には液面計プローブ
２０の周囲に導電性液体のない状態での出力電圧
Vsに対応たデイジタル信号ＶSDが入力されてい
る。この引算器３１はＡ／Ｄコンバータ２９から
送出される検出コイルの誘起電圧V1に対応した
デイジタル信号Ｖ1DとＶSDとの差Ｖ3D＝ＶSD−Ｖ
1Dを得る。上記引算器３１の出力端は乗算器４０
の液位信号端子に接続されている。前記第１係数
器３５は熱電対２４の発生電圧V2に対応したデ
イジタル信号Ｖ2Dに基づいて導電性液体の温度変
化に応じた係数値ａ｛Ｔ（Ｖ2D）｝を得る。上記
第１係数器３５の出力端は乗算器４０の温度係数
端子に接続されている。前記第２係数器３９は励
磁電流信号V1に対応したデイジタル信号Ｖ1Dに基
づいて励磁電流の変動に応じた係数値Ｃ（Ｖ1D）
を得る。上記第２係数器３９の出力端は乗算器４
０の励磁電流係数端子に接続されている。上記乗
算器４０は、 ｌ＝ａ｛Ｔ（Ｖ2D）｝＊（ＶSD−Ｖ1D）＊Ｃ
（Ｖ1D）を得る。なお、ａ｛Ｔ（Ｖ2D）｝およびＣ
（Ｖ1D）は液面計プローブ２０の形状、材質、寸
法が決まれば計算または実験によつて決定できる
ので、あらかじめ乗算器４０の出力ａ｛Ｔ（Ｖ2
Ｄ）｝＊（Ｖ2D−Ｖ1D）＊Ｃ（Ｖ1D）が液位ｌと
等価となるようにａ｛Ｔ（Ｖ2D）｝・Ｃ（Ｖ1D）の
値は決定されている。上記乗算器４０の出力端は
表示器４１の入力端に接続されている。
以上のような構成において、液体ナトリウム２
の液位がｌの場合の本実施例の動作を説明する。
低周波交流電源２５から供給された励磁電流によ
つて励磁コイル２２に低周波の交流磁束を発生さ
せる。この磁束により検出コイル２３に誘起電圧
V1が発生し、この電圧V1は増幅器２７で増幅さ
れたのち整流器２８で直流電圧に変換され、さら
にＡ／Ｄコンバータ２９によつてデジタル信号Ｖ
1Dに変換されて引算器３１へ送出される。そうし
て、この引算器３１において信号ＶSDとの差（Ｖ
SD−Ｖ1D）が得られ乗算器４０へ送出される。一
方、熱電対２４は液体ナトリウム２の温度を検出
して温度信号電圧V2を増幅器３２へ送出する。
温度信号電圧V2は増幅されたのち整流器３３に
より直流電圧に変換され、さらにＡ／Ｄコンバー
タ３４によりデイジタル信号Ｖ2Dに変換されて第
１係数器３５へ送出される。この第１係数器３５
において係数値ａ｛Ｔ（Ｖ2D）｝が得られ乗算器
４０へ送出される。また抵抗器２６は励磁電流の
変動を検出し励磁電流信号電圧を整流器３７へ送
出する。励磁電流信号電圧は直流電圧に変換され
たのちＡ／Ｄコンバータ３８によりデイジタル信
号Ｖ1Dに変換されて第２係数器３９へ送出され
る。この第２係数器３９において係数値Ｃ（ＶI
Ｄ）が得られ乗算器４０へ送出される。乗算器４
０は入力した信号ＶSD−Ｖ1D，ａ｛Ｔ（Ｖ2D）｝，
Ｃ（ＶID）に基づいてａ｛Ｔ（Ｖ2D）｝＊（ＶSD
−Ｖ1D）＊Ｃ（ＶID）を得表示器４１へ送出す
る。そうして、表示器４１はａ｛Ｔ（Ｖ2D）｝＊
（ＶSD−Ｖ1D）＊Ｃ（ＶID）によつて決定された
液位ｌを表示する。
の液位がｌの場合の本実施例の動作を説明する。
低周波交流電源２５から供給された励磁電流によ
つて励磁コイル２２に低周波の交流磁束を発生さ
せる。この磁束により検出コイル２３に誘起電圧
V1が発生し、この電圧V1は増幅器２７で増幅さ
れたのち整流器２８で直流電圧に変換され、さら
にＡ／Ｄコンバータ２９によつてデジタル信号Ｖ
1Dに変換されて引算器３１へ送出される。そうし
て、この引算器３１において信号ＶSDとの差（Ｖ
SD−Ｖ1D）が得られ乗算器４０へ送出される。一
方、熱電対２４は液体ナトリウム２の温度を検出
して温度信号電圧V2を増幅器３２へ送出する。
温度信号電圧V2は増幅されたのち整流器３３に
より直流電圧に変換され、さらにＡ／Ｄコンバー
タ３４によりデイジタル信号Ｖ2Dに変換されて第
１係数器３５へ送出される。この第１係数器３５
において係数値ａ｛Ｔ（Ｖ2D）｝が得られ乗算器
４０へ送出される。また抵抗器２６は励磁電流の
変動を検出し励磁電流信号電圧を整流器３７へ送
出する。励磁電流信号電圧は直流電圧に変換され
たのちＡ／Ｄコンバータ３８によりデイジタル信
号Ｖ1Dに変換されて第２係数器３９へ送出され
る。この第２係数器３９において係数値Ｃ（ＶI
Ｄ）が得られ乗算器４０へ送出される。乗算器４
０は入力した信号ＶSD−Ｖ1D，ａ｛Ｔ（Ｖ2D）｝，
Ｃ（ＶID）に基づいてａ｛Ｔ（Ｖ2D）｝＊（ＶSD
−Ｖ1D）＊Ｃ（ＶID）を得表示器４１へ送出す
る。そうして、表示器４１はａ｛Ｔ（Ｖ2D）｝＊
（ＶSD−Ｖ1D）＊Ｃ（ＶID）によつて決定された
液位ｌを表示する。
このように本実施例は熱電対２４により液体ナ
トリウム２の温度を検出し、その検出信号に基づ
いて液体ナトリウム２の温度変化による誤差を補
正し、かつ200Hz以下の低周波励磁を行うことに
よつて液面計プローブ２０周囲に付着する液体ナ
トリウムによる誤差および上記プローブ２０自身
の軸方向の温度勾配による誤差を除去し、かつ抵
抗器２６により励磁電流を検出し、その検出信号
に基づいて励磁電流の変動による誤差を補正し、
かつ信号処理をデイジタル信号で行う。したがつ
て本実施例によつて測定された液位ｌは液体ナト
リウム２の温度変化、液面計プローブ２０の周囲
に付着する液体ナトリウム２、上記プローブ２０
自身の軸方向の温度勾配、および励磁電流の変動
に影響されない正確なものとなる。また、このよ
うな補正に際して大きな電力消費が伴なうような
こともない。その上、デイジタル信号処理するこ
とにより、アナログ回路では避けることのできな
い電圧の温度ドリフトおよび特性変化を除去する
ことができかつアナログ回路では精度上の問題か
ら励磁電流の補正ができなかつたが0.2〜0.3％程
度の励磁電流の変化を補正できるので一層本実施
例によつて測定される液位ｌは正確なものとな
る。
トリウム２の温度を検出し、その検出信号に基づ
いて液体ナトリウム２の温度変化による誤差を補
正し、かつ200Hz以下の低周波励磁を行うことに
よつて液面計プローブ２０周囲に付着する液体ナ
トリウムによる誤差および上記プローブ２０自身
の軸方向の温度勾配による誤差を除去し、かつ抵
抗器２６により励磁電流を検出し、その検出信号
に基づいて励磁電流の変動による誤差を補正し、
かつ信号処理をデイジタル信号で行う。したがつ
て本実施例によつて測定された液位ｌは液体ナト
リウム２の温度変化、液面計プローブ２０の周囲
に付着する液体ナトリウム２、上記プローブ２０
自身の軸方向の温度勾配、および励磁電流の変動
に影響されない正確なものとなる。また、このよ
うな補正に際して大きな電力消費が伴なうような
こともない。その上、デイジタル信号処理するこ
とにより、アナログ回路では避けることのできな
い電圧の温度ドリフトおよび特性変化を除去する
ことができかつアナログ回路では精度上の問題か
ら励磁電流の補正ができなかつたが0.2〜0.3％程
度の励磁電流の変化を補正できるので一層本実施
例によつて測定される液位ｌは正確なものとな
る。
なお、本発明は前記した一実施例に限られるも
のではない。たとえば前記実施例では導電性液体
としての液体ナトリウム２の温度検出器として熱
電対２４を用いたが、検出コイル２３側に温度検
出コイルを設けて温度検出を行うようにしてもよ
い。また、前記実施例では励磁電流検出器として
抵抗器２６を用いたが、励磁電流が検出できるな
ら他の素子を用いてもよい。また前記実施例では
演算回路３０は複数の回路で構成されていたが、
この演算機能を電子計算機を用いて行つてもよ
い。その他本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
変形できるのは勿論である。
のではない。たとえば前記実施例では導電性液体
としての液体ナトリウム２の温度検出器として熱
電対２４を用いたが、検出コイル２３側に温度検
出コイルを設けて温度検出を行うようにしてもよ
い。また、前記実施例では励磁電流検出器として
抵抗器２６を用いたが、励磁電流が検出できるな
ら他の素子を用いてもよい。また前記実施例では
演算回路３０は複数の回路で構成されていたが、
この演算機能を電子計算機を用いて行つてもよ
い。その他本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
変形できるのは勿論である。
以上説明したように、本発明は温度検出器によ
り導電性液体の温度を検出しその検出信号に基づ
いて導電性液体の温度変化による誤差を補正し、
かつ200Hz以下の低周波励磁を行うことによつて
液面計プローブの周囲に付着する導電性液体によ
る誤差および上記プローブ自身の軸方向の温度勾
配による誤差を除去し、かつ励磁電流検出器によ
り励磁電流の変動を検出しその検出信号に基いて
励磁電流の変動による誤差を補正するようにした
ものである。したがつて、本発明によれば、導電
性液体の温度変化による誤差の補正、液面計プロ
ーブ周囲に付着する導電性液体による誤差および
上記プローブ自身の軸方向の温度勾配による誤差
の除去、励磁電流の変動による誤差の補正等が行
なえ誤差を縮小させることができるとともに誤差
補正のために大きな電力消費が伴なわない誘導形
液面計を提供できる。
り導電性液体の温度を検出しその検出信号に基づ
いて導電性液体の温度変化による誤差を補正し、
かつ200Hz以下の低周波励磁を行うことによつて
液面計プローブの周囲に付着する導電性液体によ
る誤差および上記プローブ自身の軸方向の温度勾
配による誤差を除去し、かつ励磁電流検出器によ
り励磁電流の変動を検出しその検出信号に基いて
励磁電流の変動による誤差を補正するようにした
ものである。したがつて、本発明によれば、導電
性液体の温度変化による誤差の補正、液面計プロ
ーブ周囲に付着する導電性液体による誤差および
上記プローブ自身の軸方向の温度勾配による誤差
の除去、励磁電流の変動による誤差の補正等が行
なえ誤差を縮小させることができるとともに誤差
補正のために大きな電力消費が伴なわない誘導形
液面計を提供できる。
第１図は従来の誘導形液面計の構成を簡単に示
したブロツク図、第２図は従来の誘導形液面計に
おける液位ｌと誘起電V1との関係を示した図、
第３図および第４図は本発明の誘導形液面計の誤
差と周波数との関係を示した図、第５図は本発明
の誘導形液面計の液位ｌと誘起電圧V1との関係
を示した図、第６図は本発明の一実施例の構成を
簡単に示したブロツク図である。 ２…液体ナトリウム、３…液面計プローブ、６
…励磁コイル、７…第１検出コイル、８…第２検
出コイル、９…交流電源、１３…乗算器、１６…
第１関数発生器、１７…第２関数発生器、１８…
減算器、２０…液面計プローブ、２２…励磁コイ
ル、２３…検出コイル、２４…熱電対、２５…低
周波交流電源、２６…抵抗器、２９…Ａ／Ｄコン
バータ、３１…引算器、３４…Ａ／Ｄコンバー
タ、３５…第１係数器、３８…Ａ／Ｄコンバー
タ、３９…第２係数器、４０…乗算器。
したブロツク図、第２図は従来の誘導形液面計に
おける液位ｌと誘起電V1との関係を示した図、
第３図および第４図は本発明の誘導形液面計の誤
差と周波数との関係を示した図、第５図は本発明
の誘導形液面計の液位ｌと誘起電圧V1との関係
を示した図、第６図は本発明の一実施例の構成を
簡単に示したブロツク図である。 ２…液体ナトリウム、３…液面計プローブ、６
…励磁コイル、７…第１検出コイル、８…第２検
出コイル、９…交流電源、１３…乗算器、１６…
第１関数発生器、１７…第２関数発生器、１８…
減算器、２０…液面計プローブ、２２…励磁コイ
ル、２３…検出コイル、２４…熱電対、２５…低
周波交流電源、２６…抵抗器、２９…Ａ／Ｄコン
バータ、３１…引算器、３４…Ａ／Ｄコンバー
タ、３５…第１係数器、３８…Ａ／Ｄコンバー
タ、３９…第２係数器、４０…乗算器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 導電性液体の液位に応じて電磁的結合度を変
える励磁コイルと液位検出コイルとを有する液面
計プローブと、このプローブの前記励磁コイルを
200Hz以下の交流で励磁する低周波交流電源と、
前記励磁コイルの励磁電流を検出する励磁電流検
出器と、この励磁電流検出器の出力をデジタル信
号に変換する励磁電流信号変換器と、この励磁電
流信号変換器からの出力信号に基づいて励磁電流
補正係数を得る励磁電流係数器と、前記液位検出
コイルの出力をデジタル信号に変換する液位信号
変換器と、液位基準値から前記液位信号変換器の
出力値を引算し液位基準値との差を得る引算器
と、導電性液体の温度を検出する温度検出器と、
この温度検出器の出力をデジタル信号に変換する
温度信号変換器と、この温度信号変換器からの出
力信号に基づいて温度補正係数を得る温度係数器
と、前記引算器の出力値に前記温度計数器の出力
値を乗算して温度補正を行いその乗算値にさらに
前記励磁電流係数器の出力値を乗算して励磁電流
に関する補正を行つて導電性液体の液位を得る乗
算器とを具備したことを特徴とする誘導形液面
計。 ２ 温度検出器として熱電対を用いたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の誘導形液面
計。 ３ 励磁電流検出器として抵抗器を用いたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の誘導形液
面計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP538180A JPS56103325A (en) | 1980-01-21 | 1980-01-21 | Induction type liquid level gauge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP538180A JPS56103325A (en) | 1980-01-21 | 1980-01-21 | Induction type liquid level gauge |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56103325A JPS56103325A (en) | 1981-08-18 |
| JPS6133453B2 true JPS6133453B2 (ja) | 1986-08-02 |
Family
ID=11609582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP538180A Granted JPS56103325A (en) | 1980-01-21 | 1980-01-21 | Induction type liquid level gauge |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56103325A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02105435A (ja) * | 1988-10-13 | 1990-04-18 | Nec Corp | 半導体製造用フィルム・キャリア・テープ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1169028B (it) * | 1981-01-29 | 1987-05-20 | Cise Spa | Apparecchiatura a galleggiante per la misura differenziale di livello |
-
1980
- 1980-01-21 JP JP538180A patent/JPS56103325A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02105435A (ja) * | 1988-10-13 | 1990-04-18 | Nec Corp | 半導体製造用フィルム・キャリア・テープ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56103325A (en) | 1981-08-18 |
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