JPS6373117A - 超音波液面計 - 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、超音波液面計、特に従来は超音波の反射波を
捕えることのできなかった、例えば３００℃以上という
高温の液面を測定する超音波高温液面計に関する。

（従来の技術） 液面計は液面の位置を指示する計測器で、液面を直接監
視できないとき、遠隔測定するとき、あるいは自動制御
装置の検出部として用いられている。

その測定方式には、浮子式、ゲージグラス式、液圧式、
Ｘ線・γ線方式、超音波式のものがあげられ、これらの
方式はすでに工業計測器として多方面に利用されていた
。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、金属表面の酸洗処理などに使用するソルトバ
スのような５００℃にもなる高温液面の測定は、浮子式
、ゲージグラス式、液圧式の液面計を使用することが難
しく、またＸ　”ＫＳ・γ線方式は装置自体が高価なも
のとなり、これらの液面計を利用するのが不向きであっ
た。

したがって、高温液面の液面測定はほとんど目視式で行
われていたが、この方式では遠方監視が実施できないた
め、非常に不便なものであった。

特に、今日のように製造ラインの自動化が積極的に行な
われている状況下では、そのような高温液面の自動計測
の実現が強く要望されている。

ところで、非接触式の液面計として知られている超音波
式の液面計は、広範囲の液面変動を高精度で測れること
、早い変動に追従できること、遠方指示、連続記録など
が容易である特徴を持っている。そこで、本発明者らは
このような超音波液面計の持つ上述のような特徴に注目
して、超音波液面計を使用し、高温液面の測定を試みた
が、液面からの反射波が全く無く、実施不可能であった
。

本発明者らは、より強力な超音波発生器を取り付けるこ
とによりソルトバスのような高温液面での超音波液面計
の利用も試みたが、検出器が大きくなりすぎて設置場所
、価格面で問題が多く、また液面からの反射波も十分明
瞭なものではなかった。

（問題点を解決するための手段） ここに、本発明者らは、高温液面を測定できる超音波液
面針を開発すべく種々検討を重ねた結果、従来高温液面
の測定ができなかったのは、超音波検出器の探触子から
発生させた超音波が高温液面と探触子との間に存在する
温度差層に吸収されて、検出器まで反射してこないため
であることを知見した。そして、冷却気体の吹付は手段
により探触子と高温液面との間に存在する温度差層をな
くしたところ、明瞭な反射波が得られることを知り、本
発明を完成した。

ここに、本発明の要旨とするところは、測定すべき高温
液面から離間対向して配置される超音波送受信用の探触
子を備えた超音波液面計であって、前記探触子を取り囲
むとともに前記高温液面に向って長く伸び、先端が開い
た導波部を有し、前記探触子と前記高温液面との間の温
度差を可及的に少なくすべく、該導波部の内部に冷却用
気体を吹き出すノズル口を設けたことを特徴とする、超
音波液面計である。

本発明の好適態様にあっては、前記ノズル口は前記探触
子を取り囲んで配置される。高温液面に対向配置される
探触子を含む液面検知部は高温液面からの輻射熱により
加熱されるため冷却用気体、通常は常温空気が吹き付け
られている。したがって、上記構成をとることにより、
液面検知部の冷却後にその冷却気体を前記４波部に案内
して探触子と液面との間の温度差を可及的に少なくする
ことができる。

導波部の椿造は、例えば筒状体であってもよく、要する
に探触子と計測すべき高温液面との間に周囲から区画さ
れた導波領域を形成できればよい。

なお、上記「高温液面」は探触子との間に温度差層が生
成して超音波を吸収してしまうものはすべて包含される
が、−ａには３００℃以上、好ましくは４００〜７００
℃程度の液面である。具体的には、酸洗用のソルトバス
等が考えられる。

（作用） ここで、本発明を添付図面を用いてさらに詳しく説明す
る。

添付図面は本発明にかかる装置の略式説明図であり、図
中、超音波高温液面計１０の探触子１１は高温ソルトバ
ス；夜面１２に離間対向されて配置され、空気供給源（
図示せず）の元圧が５ｋｇ／ａＪの空気をエアーノズル
からの雑音をなくすために、減圧弁１４を介して空気圧
を下げて、一旦アキュームレータ１６に充填させ、一定
圧に安定させた後にその充填空気を液面計１０の探触子
１１を含む液面検知部に導いている。

このアキュームレータ１６に充填された空気を好適には
５００〜１３００ａｕ＋＋Ａｑの圧力で一定となった時
に、空気供給管側の弁１８を開き、空気供給管２ｏを通
して液面検知部の探触子１１を取り囲んで配置させたノ
ズル口２２から、導波部を構成する筒状先端部２４に、
下向きに流れを形成させながら吹き出している。

これらのノズル口２２から吹き出された冷却用空気は、
ソルトバス液面１２の５００　℃の高温液面からの輻射
熱で温められた探触子１１を冷却しながら、探触子１１
と高温ソルトバス液面１２との間に存在する温度差層を
なくし、超音波の伝播性を高める。

導波部の筒状部の形状は特に制限されないが、好ましく
は探触子を取り囲んだパイプ状のものである、その長さ
は探触子と液面との１７２以上を占めるのが好ましい。

ここに、液面検知部の発信用探触子から超音波を発生さ
せ、高温ソルトバス液面に向けて発射し、反射した超音
波を反射波として受信用探触子で検出し、増幅器で増幅
することにより液面を測定する。超音波による液面計そ
れ自体すでに公知であることから、これ以上の説明は省
略する。

冷却用気体をノズル口から吹き出すときの気体圧は一定
圧１３００ｎ＋ｍＡｑ超では超音波の雑音が発生し、逆
に、３００　ｍａＡｑより低くすぎると温度差層がなく
せないため、通常の条件下において本発明では５００　
”１３００ｍｍＡｑの空気圧での実施が最適である。こ
の空気圧はノズル口寸法、導波部形状、寸法さらには被
計測面から探触子までの距離によって多少変動するので
あって、与えられる条件下で適宜範囲内に設定できる。

また、その範囲内で液面の温度水準により適宜調整でき
る。

次に、本発明を実施例によってさらに説明する。

実施例 添付図面に示す装置を用いて、元圧５ｋｇ／ｃｊの空気
を減圧弁で空気の各空気圧５００〜１３００ｍｍＡｑに
減圧し、アキュームレータに充填した０次いで、そのよ
うな調整圧の空気を、５００℃の高温ソルトバス液面に
吹き付けた。筒状先端部の開放端と液面との距離は３０
０１であった。高温液面に向って筒状先端部内に探触子
から発射した超音波の反射波を同じく探触子で検出した
。

なお、このときの筒状先端部は探触子から筒状先端部ま
での高さが５００ｆｆｉＩ１１のものを使用した。

本例において、５００〜１３００＋＋ｎＡｑの空気圧で
は明瞭な反射波の測定値が得られた。

（発明の効果） 本発明は、高温液面の非接触式の液面計であり、従来高
温液面に利用できなかった超音波液面計を３００℃以上
、あるいは５００℃以上という高温液面に適用可能とす
るのである。

このようにして、本発明が、超音波液面計の適用範囲を
広げることにより、各工業計器の検知部への利用範囲が
拡大され、本発明の斯界の発展に与える利益は大きい。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、本発明に係る超音波液面計による高温ソル
ト液面の測定する様子を示す略式説明図である。 １０：液面計　　　　　　１１：探触子１２：液面　　
　　　　　２２：ノズル口２４：筒状先端部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）測定すべき高温液面から離間対向して配置される
   超音波送受信用の探触子を備えた超音波液面計であって
   、前記探触子を取り囲むとともに前記高温液面に向って
   長く伸び、先端が開いた導波部を有し、前記探触子と前
   記高温液面との間の温度差を可及的に少なくすべく、該
   導波部の内部に冷却用気体を吹き出すノズル口を設けた
   ことを特徴とする、超音波液面計。
2. （２）前記ノズル口が前記探触子を取り囲んで配置され
   ている、特許請求の範囲第１項記載の超音波液面計。