JPS6279318A - レベル測定方法および装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、槽内の液体と気体のように熱伝達率に差違の
ある二相の界面を測定する方法および装ｄに係わり、特
に、直結９．高温での液面レベル測定に適するレベル測
定方法および装置に関するものである。

〔発明の背景〕

従来の液面レベルを検知する方法は、エレクトロニクス
インダストリー（ＥＬｇＣＴＲＯＮＩＣ８ＩＮＤＵＳＴ
ＲＹ）ＭＡＲＣＨ１９８０ＶＯＬ、６　　／１６３　　
ＰＡＧＥ　　３７．３９に記載されているように、サー
ミスター（ＴＨＥＲＭＩＳＴＯＲ）に定電圧を印加して
、サーミスターに接触する媒体（水とか、空気）の熱伝
達率の差によって生じるサーミスターの温間変化（＝抵
抗値変化）を電流値の変化で監視することによって液面
レベルの変化を検知するようになっていた。

しかしながら、この方法では、レベルスイッチとして作
用するのみで、レベルの連続測定という点については配
慮されていなかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、檜の運転条件（温間、圧力。

振動等）の変動に対して、常に正確な液面の連続測定の
できる信頼性および精度の高いレベル測定方法および装
置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、槽内に挿入したレベル測定用エレメントと槽
内温度とが一定の温闇差となるように、レベル測定用エ
レメントに供給する電気的エネルギーを調節することに
より、該電気的エネルギーと液相レベルとが比例関係と
なる現象を利用して、液相レベルの連続測定を行なうよ
うにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図、第２図を用いて説明
する。第１図は実施例の構成を示すもので、ｌは槽を示
し、２は液相部、３は気相部を示す。４は槽１内に縦向
きに挿入されたレベル測定用エレメント（以下、エレメ
ントと略す）で、既知の抵抗値を持つ抵抗体を内包して
いる。５は外部接続用の端子箱、６および７はエレメン
ト４の抵抗体に供給される電流および電圧を検出する電
流検出器および電圧検出器、８は電源装置で、調節計１
２からの出力信号によって、エレメント４に供給する電
圧を増減する機能を有する。９は電源袋Ｍ８に供給され
る外部からの電源、１０は槽ｌ内の液温を検出する液温
検出器、１１は電流検出器６からの電流値、′ｊ４圧検
圧検出炉７の電圧値および液温検出器１０からの温度値
を入力し、各種演算を行ない、レベル表示およびエレメ
ント４と液温検出器１０からの温度偏差を調節計丘に出
力する機能を有する演算処理装置を示す。

上述の構成において、液相レベル測定方法について説明
する。

まず、エレメント４は、液温検出器１ｏより△Ｔだけ高
い温度になるように、電源装置ｉｊ８の出力電圧が調節
されている状態では、以下の関係が成立する。

ＰＨ＝　Ｋｔ　・（１・Ｖ　−Ｉ２　・ＲＡ　）　　　
−−−−（１１ｐ２＝△Ｔ−ｋＬ−ＵＬ＋△Ｔ　−Ａ、
　−Ｕ、・・曲　（２）ここで、 Ｐｌ：消費エネルギー ｐ２＝伝熱量 Ｉ：電流値（Ａ） Ｋ１＝＝係数＝　０．００１１６２８　（ｋｃａｌ／ｋ
ＷＨ）Ｖ：電圧値（Ｖ） ＲＡ：電流検出器６の内部抵抗値（Ω）△Ｔ：ｉｌｉ度
偏差＝　ＴＢ−ＴＩ、＝ＴＥ−ＴＯ（’Ｃ）ＴＥ：エレ
メント４温度（’Ｃ） ＴＬ：液相部２温麿　　（’Ｃ） Ｔｏ＝気相部３ｍ＃！ｒ　　（”Ｃ） ＡＢ：　ｘ　Ｌ／メント４表面積＝Ａｔ、＋Ａｏ（ｍ’
）ＡＬ：エレメント４と液相部２の接液面積（ｍｌ）Ａ
Ｇ：エレメント４と気相部３の接触面積（ｍ８）ＵＬ：
エレメント４と液相部２との総括伝熱係数（ｋｃａｌ　
／ｍ’　−Ｈ、℃） ＵＧ：エレメント４と気相部３との総括伝熱係数（ｋｃ
ａｌ　７ｍ”　・Ｈ、℃） また、エレメント４に投入され、消費された電気的エネ
ルギーＰ１と、エレメント４から伝熱により液相部２．
気相部３に移動した熱量Ｐ２とは等しいＯ ＰＩ　＝　ｐ２＝　Ｐ　　　　　　　　　　　　・・・
・・・・・・・・・・・・　（３）上記＋１１．　＋２
１．　＋３１式から（２）式は、 ｐ２＝ΔＴ−ＡＬ−Ｕｌ、＋△Ｔ・（Ａｇ−Ａｔ、）・
ＵＧ＝△Ｔ−ＡＬ・（Ｕｔ、−ＵＧ）十△Ｔ−ＡＨ−Ｄ
。

ここで、△Ｔ・（ＵＬ　　ＵＧ）　＝Ｃｓ　（Ｃ０Ｎ５
ＴＡＮＴ　）△Ｔ’ＡＥ　”ＵＧ＝Ｃ２（ＣＯＮＳＴＡ
ＮＴ）Ｐ＝ＡＬ−Ｃ１＋Ｃ２・・・・・・・・曲・・・
　（４）となり、エネルギーＰはＡＬの１次関数となり
、ＰからＡＬを求めることができる。

しかして、ＡＬと液相レベルとが比例関係となるような
エレメント４の形状を選定する（例えば円筒形等）こと
により、（１）式は、測定により既知であり、（３）式
によって液相レベルを求めることができる。

つぎに、演算処理袋ｊｉ　１１の機能について説明する
と （１）　　入力処理機能 （１）電流値　　Ｉ （２）電圧値　　Ｖ （３）　　液相部温度ＴＬ （Ｉｌｌ　　演算処理機能 （１）　　温間偏差　△Ｔ　＝　ＴＥ　−’ｒＬ　　・
・・・・・・・・　（５）ここで、エレメント４の温ｆ
ｆＴｇは下記演算によって算出する。

Ｒ＝ｖαＴＢ　　　　　・・・・・・・・・・・・・・
・　（６）エレメント４に内包した抵抗体は、あらかじ
め温度と抵抗値の関係を求めておけば、（６）式によっ
て得られた抵抗値により、エレメント４の温度ＴＥを求
めることができる。

（２）　　液相レベル ＋１１．　＋４１式から ここで、Ｋ２は実験定数とする。

（１１出力処理機能 （１）　　レベル表示 （７）式によって得られた液相レベルをディジタルある
いはアナログ旦として表示する。

（２）△Ｔ比出 力５１．　＋６１式によって得られた△Ｔを調節計稔に
出力する。

以上の一連の処理によって槽１内の液相レベルを知るこ
とができる。

液相レベルとエネルギー消費量の関係を第２図に示す。

〔発明の効果〕

本発明によれば、槽の運転条件（温麿、圧力。

振動等）の変動に対しても、常に正確な液面を連続測定
することができ、信頼性および精度の高い液相レベルの
１１定方法および装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

π１図は本発明の一実施例を示す液相レベル測定装置の
略図、第２図は液相レベル測定装盈での液相レベルとエ
ネルギー消費量との関係を示す線図である。 ｌ・・・・・・槽、２・・・・・・液相部、３・・・・
・・気相部、４・・・レベル測定用エレメント、５・・
・・・・端子箱、６　・・・・・・電流検出器、７・・
・・・・電圧検出器、８・・・・・・電源装置、９・・
・・・・外部電源、１０・・・・・・液温検出器、１１
・・・・・・演算Ｐ□

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、槽内に挿入したレベル測定用エレメントが、槽内温
   度より一定温度だけ高い温度になるようにレベル測定用
   エレメントに供給する電気的エネルギーを調節し、該電
   気的エネルギーの消費量より液相レベルを検知すること
   を特徴とするレベル測定方法。 ２、槽内の液温を検出してレベル測定用エレメントに供
   給する電気的エネルギーを調節するようにした特許請求
   の範囲第１項記載のレベル測定方法。 ３、液相部と気相部を備えた槽と、抵抗体を内包し槽内
   に縦向きに挿入されたレベル測定用エレメントと、該レ
   ベル測定用エレメントに供給される電気的エネルギーを
   検出する電流検出器および電圧検出器と、槽内の液温を
   検出する液温検出器と、上記電流検出器からの電流値、
   電圧検出器からの電圧値および液温検出器からの温度値
   を入力して演算し、レベル表示およびレベル測定用エレ
   メントと液温検出器からの温度偏差を調節計に出力する
   演算処理装置と、調節計からの出力信号によってレベル
   測定用エレメントに供給する電圧を増減する電源装置と
   からなることを特徴とするレベル測定装置。