JPS6134424A - 透明容器内の充填液位検出装置 - Google Patents

透明容器内の充填液位検出装置

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JPS6134424A
JPS6134424A JP15517284A JP15517284A JPS6134424A JP S6134424 A JPS6134424 A JP S6134424A JP 15517284 A JP15517284 A JP 15517284A JP 15517284 A JP15517284 A JP 15517284A JP S6134424 A JPS6134424 A JP S6134424A
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JP
Japan
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liquid
infrared
liquid level
filled
light
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Pending
Application number
JP15517284A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoshi Kunimitsu
国光 智
Hiroshige Shichiji
七字 寛重
Noriyuki Kawada
則幸 川田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication of JPS6134424A publication Critical patent/JPS6134424A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating 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
    • G01F23/28Indicating 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
    • G01F23/284Electromagnetic waves
    • G01F23/292Light, e.g. infrared or ultraviolet
    • G01F23/2921Light, e.g. infrared or ultraviolet for discrete levels

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、透明な容器内に液体を充填する場合に、上
昇してくる液位を設定位置において検出する装置に関す
るものであり、ガラス瓶内の充填液位の検出やプラント
等におけるガラス容器の液位制御などに適用できる。
[従来技術と問題点] ガラス瓶などの透明容器に飲用品や薬品・化学品などの
液体を充填する場合、所定の液位になったことを検出し
て、充填を停止させる手段が必要である。従来の液位検
出手段としては、接触式が主流である。第3図に接触式
の例を示す。ガラス容器1内のフロート3は液位の上昇
に伴い上昇する。液5が目標液位に達すると、フロート
3がセンサ2に接触し、電気信号等によって充填液位の
検出をする。
しかし、接触式は衛生面から見て好ましくなく、また、
液の性質(酸・アルカリ等)によっては、化学反応をお
こすおそれもある。
[発明の目的] そこで、この発明の目的は、透明容器内を上昇してくる
液位が設定位置に達したことを確実に検出するため、容
器の外側から非接触方式で検出する装置を実現すること
にある。
[発明の構成] この目的を達成するために、この発明は、透明容器内に
液を充填するとき目標点に液位が達したことを検出する
装置において、前記容器での透過率が大きく前記液での
透過率が小さい帯域の赤外線を検出媒体とする投光部と
受光部とを該赤外線が前記目標点において前記容器を横
断貫通するように設置した光電検出装置を設けたことを
特徴とする。
[作用] この発明は、以上の構成としたので、充填液が目標点に
達しない間は、検出媒体である赤外線は透過率の大きい
透明容器と空気中のみを通過し、液中ば通過しないため
、受光部の受光量は大である。充填液が目標点に達する
と同時に、赤外線は吸収率の大きい液中を通過しなけれ
ばならなくなるので、受光部の受光量は小となる。この
受光量の変化によって液位を検出できる。この検出信号
によって、液の充填を停止させればよい。なお、投光部
・受光部を設置する目標点は、検出信号の発信から液の
充填停止まで遅れがあれば、これを考慮して目標点を設
定すればよい。
なお、使用する赤外線の波長域は、発光部でも受光部で
も何れで決定してもよい。
[実施例コ 透明容器はガラス瓶とする。充填液は、例えば、ビール
、コーラ、酒、しょう油などとすれば、これらの液は水
を主成分とする。第4図に水の近赤外線吸収帯を示す。
図で、波長1.9μm近傍に吸収帯があることがわかる
。水の吸収帯は他に1.4μ翔近傍にもあるが、1.9
μ咽の方が吸収率が大きいので、この実施例では1.9
μmを使用したが、1.4μ鋼でも使用可能である。
第5図はガラスの透過率を示している。図で、ガラスは
、波長1.9μm付近では透過率が0゜9程度とかなり
高いことがわかる。
そこで、第7図に示すように、目標液位の位置のガラス
容器を横断貫通して、波長1.9μ階の赤外光のビーム
が通過するように発光部と受光部を対向して配設する。
なお、ビーム径は液位検出の所望精度によって決定する
。すなわち、l ++nの液位検出精度が必要ならばビ
ーム径も1鶴程度にする必要がある。 □ ガラス瓶内の液位が目標液位に達していない第7図(b
)の状態では、赤外線の吸収はガラスのみなので、(C
)図のように高い透過率を示す。
液位が(d)図に示すように、ビーム設定点である目標
液位を越えると、赤外線は透過率の低い水の層を通過し
なければならないので、(e)図に示すように低い透過
率を示す。
そこで(f)図に示すように、空のガラス容器にノズル
で液を充填していくと、時間とともに液位が上昇し、赤
外線は、初期は高い透過率を示し、液位が赤外線通過点
に達すれば低い透過率となる。
(g)図はその状況を示す。to  は液位が一赤外線
通過点に達した時間である。
、  そこで、このto の点を検出し、液を注入する
ノズルの弁を閉めれば、所望の液位まで容器に液を充填
することができる。
この装置は、以上のように非接触方式であるから、液の
種類は水を含むものなら何でもよく、温度や酸・アルカ
リ等の影響もうけない。
なお、赤外線受光素子としては、波長1.9mの近赤外
光を利用するため、第6図に示すように、PbSが、最
も検出感度が高く、適当であるが、その他のものでも、
この波長に感度を有する受光素子であれば何でもよい。
第1図及び第2図はこの発明の実施例を示す。
ガラス瓶1内に、ノズル4で液を注入して、液を充填す
るが、所望の設定液位に達したときに、ノズル4の図示
しない弁を閉じて、液の注入を停止させようとするもの
である。そのため、目標液位点にて、赤外線ビーム9の
光軸が瓶を横断して貫通するように、赤外線発光部6と
赤外線受光部7を置く、発光部6、受光部7はセンサ固
定部8に固定され、センサ固定部8によって、瓶1に対
する光軸の位置が規制され、目標位置が設定される。
発光部6と受光部7とは制御装置1oに連結され、制御
装置10は、実状に適した値に設定された受光量の変化
のしきい値(スレシュホルト値)と比較することにより
、液位が目標液位に達したことを検出して出力信号を出
力し、ノズル4の弁を閉止し、液の注入を停止する。
第8図は回路のブロック図である。発振回路と発光回路
とからなる赤外線発光部から赤外線が発光され、赤外線
はガラス瓶の中を横断して、受光回路を有する赤外線受
光部で受けられ、その信号は制御装置に入り、増幅回路
から検出回路をへて、スレシュホルト値と比較回路で比
較され、出力回路をへて前記出力信号が出力される。
次に、この実施例の作用について詳しく説明する。第1
図において、ノズル4から液が注入されると同時に、赤
外線発光部2発振1発光回路と受光部により、ガラス瓶
の赤外線透過率を測定しく受光回路)そるデータを制御
装置に送る(増幅。
検出回路)。あらかじめガラス瓶に液が存在するときと
しないときの赤外線透過率を測定し、その中間値をスレ
シュホルト値Aとする。
時間の経過に伴いガラス瓶内の液位は上昇するが、目標
液位に達するまでは赤外線透過率はスレシュホルト値A
よりも高い値を保持する。しかし、ガラス瓶内の液位が
、目標液位に達すると、赤外線は液によって吸収され、
赤外線透過率はスレシュホルト値Aよりも低い値を呈す
る(比較回路)。
すると、制御装置7は、瞬時にノズルを閉め(出力回路
)液の充填を完了する。このように、制御装置は、ビン
内の液位を監視する働きをする。
さて、赤外線透過率がスレシュホルト値Aよりも低いと
いうことを検出してから、ノズルを閉めるまでの時間に
ノズルより液が注入されるのでビン内の液位が目標液位
より高くなることがある。
これは、液の流速及びビンの内径によって影響を受ける
。このような場合には、あらかじめ、目標液位よりも低
い位置にセンサの光軸を設定するなどの調整を行うこと
により液位の適正な制御が可能である。
以上説明した実施例では、透明容器はガラス瓶としたが
、ポリエチレンのようなプラスチック容器についても、
使用する赤外線の波長帯域に対して、液の透過率が低く
、容器の透過率が高いという条件が充足されれば、すな
わち、そのような帯域の赤外線を使用すれば、との発明
は全く同様に適用することができる。
また、この発明による液位検出装置を、上下に複数組設
置して、各々別種の液の注入を制御させて、所望の混合
比の混合液を充填するようなことも可能である。
また、たとえば油のような水溶液以外の液に対しても、
その赤外線吸収帯を利用して、同様に液位を検出するこ
とができる。
[発明の効果] 以上詳細に説明したように、この発明によれば、容器外
の装置によって非接触で容器内の上昇してくる液位が目
標点に達したことを検出でき、液の充填を制御させるこ
とができる。
非接触のため、衛生上の問題は全くなく、また、液は水
を含むものなら何でもよく、温度や酸、アルカリ等の影
響を全く受けずに適用することができる。また、非接触
式のため、センサを瓶の外側に固定させ、瓶の動きに連
動させて使用することもできるし、瓶の通路にセンサを
固定して使用することもできるので、従来の接触式に比
べて使用にあたっての自由度が大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例の正面図、第2図は第1図の
n−n断面図、第3図は従来例の正面図、第4図は水の
近赤外線吸収帯(波長に対する透過率)のグラフ、第5
図はガ□ラスの波長に対する透過率のグラフ、第6図は
検出素子の波長に対する検出感度のグラフ、第7図は液
位に対する赤外線透過率の変化の説明図、第8図はこの
発明の実施例の回路ブロック図である。 図において、lはガラス瓶、4はノズル、5は液、6は
赤外線発光部、7は赤外線受光部、8はセン号固定部、
9は赤外線、10は制御装置である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 透明容器内に液を充填するとき目標点に液位が達したこ
    とを検出する装置において、前記容器での透過率が大き
    く前記液での透過率が小さい帯域の赤外線を検出媒体と
    する投光部と受光部とを該赤外線が前記目標点において
    前記容器を横断貫通するように設置した光電検出装置を
    設けたことを特徴とする透明容器内の充填液位検出装置
JP15517284A 1984-07-27 1984-07-27 透明容器内の充填液位検出装置 Pending JPS6134424A (ja)

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