JPS6227622A - 液面の計測方法 - Google Patents

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） 本発明は、液体物質もしくは半固体状物質の貯槽内の液
面の計測方法に関するものである。

（従来技術） 従来、貯槽内における液面の位置は貯槽内の特定位置に
固定された電極間の導通の有無、あるいは貯槽の底部付
近に取付けられた圧力計の指示値によって計測していた
。

（発明が解決しようとする問題点） 以上のような上記計測法のうち、前者の方法では単に特
定位置に液面が達していることが計測できるだけでその
利用はごく限定されたものであった。

一方、後者の方法は液面の位置の変化を連続的に計測で
きるため、従来広く利用されていたが、無視できない大
きさの計測誤差が生ずるという欠点を有した。この計測
誤差は、本質的に、圧力計の構造もしくは計測原理自体
に起因するため、完全に取り除くことは困難であり、特
に、大容量の貯槽においては、重大な欠点となっていた
。

（問題点を解決するための手段） 本発明の目的は、貯槽内の液面の位置の連続的変化を高
精度で計測できる方法を提供することにある。すなわち
、液体物質もしくは半固体状物質と熱的に接触している
電気的導体を通電加熱し、該導体の電気抵抗もしくは温
度の変化を計測することによって、液面の位置を連続的
に計測することを特徴とするものである。

（発明の効果） 本発明によれば、貯槽の形や容量、あるいは液体物質も
しくは半固体状物質の種類の如何にかかわらず、貯槽内
の液面の位置の連続的計測を極めて高精度で実現するも
のである。

（実施例） 厚さ０．１５　ｖｎｓのテフロンで被覆した２龍φＸ５
０龍のステンレス棒の周囲に、該ステンレス棒１　ｃｍ
当たり１１回の割合で０．１ｍｍφの白金線を巻いたも
のを、更に厚さ０．１５ｍｍのテフロンで被覆したセン
サー（第１図参照）を３０℃の蒸溜水中に浸漬し、同白
金線を０．３Ａの直流定電流で通電加熱して該センサー
の平均温度θ−（’Ｃ）と蒸溜水の温度との差、 Δθ−θ−−３０（ｔ’）を測定した結果、液面の高さ
ｙ　　（ｃｍ）と該温度差Δθ（”Ｃ）間にきわめて良
好な直線関係（実ａＣｔ値と回帰値の偏差は０．１ｍｍ
以内）が得られ、下記回帰式を得た（第２図参照）。

ｙ＝−０，１７８Δθ＋５．０００ 以上の結果は、本発明の方法を用いれば、一般のあらゆ
る液体物質や半固体状物質に関しても、これらの物質と
熱的に接触している金属細線を通電加熱した場合、該細
線の温度は貯槽内の位置の変化に対し、きわめて良好に
対応して変化すること、すなわち、本発明の目的である
液面の高精度計測実現を実証するものである。

また、液面の位置の変化に対する該金属細線の応答時間
は数秒以内であり、連続計測に対する有効性も実証され
た。

尚、白金線の温度θＷは次式を用いて算出した。

ここで　Ｖ：白金線両端の電圧値（Ｖ）し：電流値（Ａ
） Ｒｏ：０℃における白金線の電気抵抗（Ω）α：電気抵
抗の温度係数（１／ｋ） また、第１図において（１）は白金線、（２）及び（３
）は電流導入用リード線、（４）及び（５）は電圧測定
用リード線、（６）はステンレス＋ｉ、（７）、（８）
はテフロン被覆をそれぞれ示す。第３図は第１図に示し
たセンサーの使用様態を示しており、（Ｓ）は上記セン
サーを、（９）は自動化直流定電源、（１０）は電圧計
測装置、（１１）はコントローラー、（１２）は時間対
液面の位置の表示装置、（１３）は貯槽、（１４）は貯
液、（１５）〜（１７）はＣＰ−ＩＢ制御系をそれぞれ
示す。

第４図は、本発明の計測方法を例示するもので（イ）は
センサー（Ｓ）を貯槽（１３）の深さ方向に固定して通
電加熱するもの、（ロ）は貯槽（１３）内の液面の上限
位置において液面と平行な方向にセンサー（Ｓ）を配設
したもの、（ただし配設位置は可変とする）、（ハ）は
貯槽（１３）内の液面の下限位置において、液面と平行
な方向にセンサー（Ｓ）を配設したものを示している。

（イ）は液面の位置の連続的計測、（ロ）は貯液の終了
及び貯液の排出開始の検出、（ハ）は貯液の開始及び液
排出終了の検出に、それぞれ用いられるものである。

すなわち、センサー（Ｓ）を通電加熱すると（イ）の場
合、第５図の如く貯液開始時（Ａ）はセンサー（Ｓ）の
温度が高（、液面が上昇するに従い、該温度は下降直線
もしくは曲線に沿って降下し、貯液終了時（Ｂ）から貯
液排出開始時（Ｃ）までは一定であり、貯液排出開始時
（Ｃ）から同終了時（Ｄ）までは反対に上昇直線もしく
は曲線ＣＤに沿って上昇をする。

（ロ）の場合では、貯液開始時（Ａ）から貯液終了時（
Ｂ）までは該温度と一定で、貯液終了（Ｂ）と同時に該
温度は急激に降下し、貯液排出開始（Ｃ）と同時に再び
急激に上昇するまで一定値を示す。また急激に上昇した
移行は、該温度の値は変化しない。（ハ）の場合では、
貯液開始（Ａ）と同時に該温度が急激に降下し、以後、
貯液排出終了（Ｄ）迄一定となり、貯液排出終了（Ｄ）
直後に再度急激に上昇して貯液開始（ａ）以前の値に戻
る。

本発明は以上のように白金線等で構成されるセンサーの
通電加熱による温度もしくは電気抵抗の変化をとらえる
ことによって液面の位置の検出ができるのである。

又センサーとして用いる白金線等の形状は、第８図（イ
）のようなコイル状の他に、（ロ）のように貯槽の下方
にいくに従ってコイル巻きを緻密にしたもので、下方に
いくに従って液面の位置の検出精度を高くしたもの、（
ハ）のような単一の直線からなるもの、あるいは（ニ）
のように下端においてわん曲させて、貯槽の底部におけ
る液面の位置の検出精度を高くしたものでも良い。

以上、何れにしても本発明によれば通電加熱した金属細
線等の温度変化から液面の位置を高精度で連続的に計測
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はセンサーの全体図とその断面図第２図は液面高
さと、センサーの平均温度と蒸溜水の温度との差の関係
を示した図 、　　第３図はセンサーの使用態様図 第４図は本発明の計測方法を示す説明図量５．６．７図
はセンサーにおける温度と時間との関係を示す図 第８図は各種センサーの形状を示す説明図である。 （１）・・・・・白金線 （２）（３）　　・・電流導入用リード線（４）（５）
　　・・電圧計測用リード線（６）・・・・・ステンレ
ス棒 （７）（８）　　・・テフロン被覆 （９）・・・・・自動化直流定電源 （１０）・・・・・電圧計測装置 （１１）・・・・・コントローラー （１２）・・・・・時間対液面の位置の表示袋２（１３
）・・・・・貯槽 （１４）・・・・・貯液 第５図 時間 第６図 第７図 時間 第１図 第２図 Δθ　（’Ｃ） 第３図 第４図 Ｓ（ロ） 第８図 （イ）　　　　　（ロ）　　　　　（ハ）　　　　　（
ニ）手続補正書（自船 昭和６０年９月２７日 特許庁長官　　宇　賀　道　部　殿　　−詰１、事件の
表示 昭和６０年特許願第１６７１９５号 ２、発明の名称 液面の計測方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　札幌市東区苗穂町６丁目１番１号名称（６６９）
雪印乳業株式会社 取締役社長　山　本　庸　− ４、代理人　〒１０２ ８、補正の内容　　　別紙の通り （１）　　明細書第７頁第１０行目「該温度と」を「該
温度は」と補正する。 （２）明細書第７頁第１３行目「移行」を「以後」と補
正する。 （３）明細書第７頁第１８行目ｒ　（ａ）Ｊをｒ　（Ａ
）　Ｊと補正する。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）液体物質もしくは半固体状物質と熱的に接触して
   いる電気的導体を通電加熱し、その通電加熱による該導
   体の電気抵抗もしくは温度の変化を計測することにより
   、液面の位置を連続的に計測することを特徴とする液面
   の計測方法。
2. （２）電気的導体が液体物質もしくは半固体状物質の貯
   槽の深さ方向に固定した金属細線である特許請求の範囲
   第１項記載の液面の計測方法。
3. （３）電気的導体が液体物質もしくは半固体状物質の貯
   槽内の液面の上限位置、下限位置、もしくは任意の位置
   に液面と平行な方向に固定した、もしくは固定しない金
   属細線である特許請求の範囲第１、２項記載の液面の計
   測方法。
4. （４）電気的導体が液体物質もしくは半固体状物質の貯
   槽の深さ方向に配設した金属細線と、前記貯槽内の液面
   と平行な方向に配設した金属細線との組合わせからなる
   特許請求の範囲第１項記載の液面の計測方法。
5. （５）金属細線がコイル状である特許請求の範囲第２、
   ３、４項の何れかに記載の液面の計測方法。