WO2006057219A1 - タンク内液体の漏れ検知装置 - Google Patents

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WO2006057219A1
WO2006057219A1 PCT/JP2005/021364 JP2005021364W WO2006057219A1 WO 2006057219 A1 WO2006057219 A1 WO 2006057219A1 JP 2005021364 W JP2005021364 W JP 2005021364W WO 2006057219 A1 WO2006057219 A1 WO 2006057219A1
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liquid
detection
leak detection
tank
leak
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PCT/JP2005/021364
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English (en)
French (fr)
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Atsushi Koike
Toshimi Nakamura
Tsutomu Makino
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Mitsui Kinzoku Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/26—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
    • G01M3/32—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for containers, e.g. radiators
    • G01M3/3236—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for containers, e.g. radiators by monitoring the interior space of the containers
    • G01M3/3254—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for containers, e.g. radiators by monitoring the interior space of the containers using a flow detector

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for detecting leakage of liquid in a tank, and more particularly to an apparatus for detecting a liquid leakage due to tank force by converting it into a flow based on a liquid level fluctuation of the liquid in the tank.
  • Fuel oil and various liquid chemicals are stored in tanks.
  • a centralized refueling system has been proposed in an apartment house.
  • fuel kerosene is supplied to each dwelling unit from a centralized kerosene tank through piping.
  • the tank may crack due to deterioration over time, and in this case, the liquid in the tank leaks out of the tank. It is important to detect such a situation promptly and take appropriate measures in order to prevent a flammable explosion, environmental pollution, or generation of toxic gases.
  • Patent Document 1 discloses a measuring tube into which liquid in a tank is introduced and a position below the measuring tube. And measuring the flow rate of the liquid in the measurement capillary using a sensor section attached to the measurement capillary, so that a minute liquid level fluctuation of the liquid in the tank, that is, a change in the liquid level is detected. What has been disclosed is disclosed.
  • an indirectly heated flow meter is used as a sensor attached to a measurement thin tube.
  • the heating element is heated by energization, and a part of the generated heat is absorbed by the liquid, and the effect of this endotherm is obtained by utilizing the fact that the endothermic amount of the liquid varies depending on the flow rate of the liquid. It is detected by the change of the electrical characteristic value due to the temperature change of the temperature sensor, for example, the resistance value.
  • the indirectly heated flow meter used in the leak detection device described in Patent Document 1 is capable of dealing with a change in flow rate in a very small region where the flow rate value is, for example, 1 milliliter Zh or less. Since the change in the electric circuit output is small, the error in the flow rate measurement value tends to increase. For this reason, there has been a limit to improving the accuracy of leak detection.
  • the fluid is heated by a heat source arranged at a specific position of the pipe
  • temperature sensors are arranged at appropriate distances on the upstream side and downstream side of the heat source position, respectively, and the upstream temperature sensor and the downstream temperature sensor generated when the fluid in the pipe flows.
  • There is a two-point temperature difference detection type that measures the fluid flow rate based on the detected temperature difference.
  • this sensor is used for leak detection as described above, the change in the output of the electric circuit with respect to the change in the flow rate becomes small when the flow rate value is, for example, 3 ml Zh or more.
  • the error becomes large (that is, the ratio of the flow rate difference that can be discriminated at the time of measurement increases and the sensitivity decreases).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-185522
  • an object of the present invention is to detect a leak in a liquid in a tank capable of detecting a leak with good accuracy and sensitivity over a wide range of leak amount from a very small amount of leak to a relatively large amount of leak. Is to provide.
  • a device for detecting leakage of liquid in a tank A device for detecting leakage of liquid in a tank
  • a measuring tube connected to an upper end of the measuring thin tube and having a cross-sectional area larger than that of the measuring thin tube; a first temperature sensor attached to the measuring thin tube and sequentially disposed along the measuring thin tube; an indirectly heated sensor; and A flow rate sensor unit for measuring the flow rate of the liquid in the measuring capillary, the second thermal sensor comprising a heater and a third temperature sensor;
  • a pressure sensor for measuring the liquid level of the liquid
  • a leakage detection control unit connected to the flow rate sensor unit and the pressure sensor, the leakage detection control unit including a voltage generation circuit for applying a voltage to the heater, the first temperature sensor, and the second temperature sensor.
  • a first leakage detection circuit connected to the temperature sensors and producing an output corresponding to the temperature difference sensed by the temperature sensors; and connected to the indirectly heated sensor and sensed by the third temperature sensor Produces an output corresponding to the temperature.
  • a second leak detection circuit for detecting leakage of the liquid in the tank based on a flow rate corresponding value corresponding to the flow rate of the liquid calculated using the output of the first leak detection circuit.
  • the first to third leak detection among the detection results at least one of the predetermined first to third predetermined ranges is output.
  • the leak detection control unit includes the second leak among the detection results of the first to third leak detections within the first to third predetermined ranges, respectively. Only one detection result is output in the order of the detection result of the detection, the detection result of the first leak detection, and the detection result of the third leak detection.
  • the leak detection control unit for a predetermined time, when the detection result of the second leak detection exceeds the upper limit of the second predetermined range, for the predetermined time. Stop leak detection.
  • the leak detection control unit may perform the predetermined time, the voltage generation circuit and the first when the detection result of the second leak detection exceeds the upper limit of the second predetermined range. And stop the operation of the second leak detection circuit.
  • the voltage generation circuit is a constant voltage generation circuit that applies a constant voltage to the heater.
  • the measurement tube can be attached to and detached from the leak detection device.
  • the pressure sensor is disposed in the vicinity of the lower end of the measurement capillary.
  • a circuit housing portion is attached to an upper portion of the measurement tube, and the leak detection control portion is disposed in the circuit housing portion.
  • the flow rate sensor section includes a first temperature sensor, an indirectly heated sensor, and a second temperature sensor, and the indirectly heated sensor includes a heater and a third temperature sensor. And a pressure sensor for measuring the liquid level, a voltage generation circuit for applying a voltage to the heater to the flow rate sensor unit and a leak detection control unit connected to the pressure sensor, and the first sensor. A first leak detection circuit that generates an output using a temperature sensor and a second temperature sensor; and a second leak detection circuit that generates an output using a third temperature sensor of the indirectly heated sensor. Yes.
  • the first leakage detection by the first leakage detection circuit, the second leakage detection by the pressure sensor, and the third leakage detection by the second leakage detection circuit are performed, and the first to third At least one of the detection results of the first to third predetermined ranges is output from the respective detection results of the leak detection.
  • FIG. 1 is a partially cutaway perspective view for explaining an embodiment of a tank liquid leak detection device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a partially omitted cross-sectional view of the leak detection device of the embodiment of FIG.
  • FIG. 3 is a partially omitted front view of the leak detection device of the embodiment of FIG.
  • FIG. 4 is an enlarged perspective view of a mounting portion of the first temperature sensor, the indirectly heated sensor, and the second temperature sensor with respect to the measurement thin tube.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of FIG.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a flow rate measurement system of the leak detection apparatus of FIG.
  • FIG. 8 is a diagram showing a circuit configuration of a flow rate sensor unit, a pressure sensor, and a leak detection control unit.
  • FIG. 9 Sensor output for liquid level change rate in leak detection based on two-point temperature difference detection type flow rate measurement, leak detection based on constant heat generation control temperature detection type flow rate measurement, and leak detection based on the liquid level time change rate inspection type It is a figure which shows the example (calibration curve).
  • FIG. 1 is a view for explaining an embodiment of a leak detection device for liquid in a tank according to the present invention.
  • FIG. 2 is a partially broken perspective view, and FIG. 2 is a partially omitted cross-sectional view of the leak detection device of the present embodiment.
  • the tank 1 includes a top plate 2 formed with a metering port 5 and a liquid injection port 6 used for injecting liquid into the tank, and when supplying liquid from the tank to the outside of the tank. It has a side plate 3 in which a liquid supply port 7 to be used is formed and a bottom plate 4. As shown in FIG. 1, a liquid (for example, gasoline, light oil or kerosene or other flammable liquid) L is contained in the tank 1.
  • L S indicates the liquid level.
  • the leak detection device 11 is partially inserted into the tank 1 through the measuring port 5 formed in the top plate 2 of the tank 1, and is arranged in the vertical direction as a whole.
  • the leak detection device 11 includes a liquid introduction / extraction section 12, a flow rate measurement section 13, a liquid reservoir section 14, a cap 16 and a circuit housing section 15.
  • the liquid inlet / outlet part 12, the flow rate measuring part 13, and the liquid reservoir part 14 are located inside the tank 1, and the liquid level LS is located within the height range of the liquid reservoir part 14.
  • the flow rate measuring unit 13 includes a sheath tube 171 extending in the vertical direction
  • the liquid reservoir 14 is a sheath tube 17 extending in the vertical direction. It is composed including
  • a sensor holder 13a is disposed in the sheath tube 171, and the vertical measuring thin tube 13b is fixedly held by the sensor holder.
  • a first temperature sensor 133, an indirectly heated sensor 135, and a second temperature sensor 134 are attached to the measurement capillary 13b with the upper side force also arranged in this order.
  • the indirectly heated sensor 135 is disposed at an equal distance from the first temperature sensor 133 and the second temperature sensor 134. Since the outer side of the sensor holder 13 a is covered with the sheath tube 171, the first temperature sensor 133, the indirectly heated sensor 135, and the second temperature sensor 134 are protected from corrosion by the liquid L.
  • the measurement thin tube 13b functions as a liquid flow path between the liquid reservoir 14 and the liquid inlet / outlet 12. Further, the first temperature sensor 133, the indirectly heated sensor 135, and the second temperature sensor 134 constitute a flow rate sensor unit for measuring the flow rate of the liquid in the measurement capillary 13b.
  • the flow rate measurement unit 13 is provided with a pressure sensor 137 attached to the sensor holder 13a in the vicinity of the lower end of the measurement thin tube 13b.
  • This pressure sensor 137 is for measuring the liquid level of the liquid L in the tank.
  • a piezoelectric element or a condenser type pressure detection element can be used, and an electrical signal corresponding to the liquid level, for example, Voltage signal Is output.
  • the filter cover 12b fixes the filter 12a to the lower part of the sensor holder 13a.
  • the filter 12a has a function of removing foreign matters such as sludge that floats or settles in the liquid in the tank and introduces only the liquid into the liquid reservoir 14 through the measurement thin tube 13b. Further, an opening is provided in the side wall of the filter cover 12b, and the liquid L in the tank 1 is introduced into the measurement capillary 13b through the filter 12a of the liquid introduction / extraction part 12.
  • the liquid reservoir 14 is located above the flow rate measuring unit 13, has a space G surrounded by the sheath tube 17, and stores the liquid introduced from the measurement thin tube 13b in the space G. Is configured.
  • a cap 16 is fixed to the upper portion of the sheath tube 17, and an air passage 16 a is formed in the cap for communicating the inside of the liquid reservoir portion 14 with the tank space outside the detection device.
  • a circuit housing 15 is attached to the cap 16, and a leak detection control unit 15a is housed in the circuit housing.
  • a guide tube Pg extending so as to connect the upper part of the sensor holder 13a and the cap 16 is disposed in the sheath tube 17, and the first temperature sensor 133, the indirectly heated sensor 135 of the flow rate measuring unit 13, and A wiring 18 that connects the second temperature sensor 134, the pressure sensor 137, and the leak detection control unit 15a extends through the guide tube Pg.
  • the sheath tube 17 in the liquid reservoir 14 constitutes the measurement tube of the present invention.
  • the cross-sectional area of the measuring capillary 13b should be set sufficiently small (for example, 1Z50 or less, 1Z100 or less, or 1Z300 or less) relative to the cross-sectional area of the sheath tube 17 (excluding the cross-sectional area of the guide tube Pg).
  • the cross-sectional area of the sheath tube 17 excluding the cross-sectional area of the guide tube Pg.
  • the sheath tube 17 constituting the measurement tube can be attached to and detached from the leak detection device. That is, the lower end portion of the sheath tube 17 is detachably attached to the sensor holder 13a by screw connection or the like, and the upper end portion is formed to be detachable from the cap 16 by screw connection or the like. Therefore, as shown in FIG. 3B, a sheath tube 17 ′ having a different cross-sectional area in the tube can be attached instead of the sheath tube 17.
  • the significance of making the measurement tube detachable from the leak detection device in this way is as follows. That is, there are tanks of various sizes. For this reason, the tanks of various sizes When using a leak detection device that uses a measuring tube with a constant cross-sectional area in the tube, even if the amount of liquid leaking from the tank is the same, the horizontal cross-sectional area of the tank varies depending on the size of the tank. The flow rate value detected by each unit is different. In other words, even if the flow rate value detected by the flow rate sensor unit is the same, the tank horizontal cross-sectional area differs depending on the size of the tank, and therefore the amount of liquid that leaks also differs.
  • the measuring tube can be attached and detached, and a measuring tube with an appropriate cross-sectional area in the tube can be attached according to the size of the tank. If the amount is equal, the flow rate value detected by the flow rate sensor can be made equal.
  • the measurement thin tube 13b, the sheath tube 17, 171, the sensor holder 13a, the filter cover 12b, the cap 16 and the guide tube Pg are preferably made of a metal having a thermal expansion coefficient approximate to the material constituting the tank 1. More preferably, it has the same metal strength as the material of tank 1 such as pig iron or stainless steel.
  • Fig. 4 is an enlarged perspective view of a mounting portion of the first temperature sensor 133, the indirectly heated sensor 135, and the second temperature sensor 134 with respect to the measurement capillary, and Figs. 5 and 6 are sectional views thereof. is there .
  • the first temperature sensor 135 includes a heat transfer member 181 disposed in contact with the outer surface of the measurement thin tube 13b, and the heat transfer member 181 mounted via an electrically insulating thin film.
  • the thin film temperature sensing element 182 is formed in a required pattern, and a wiring 182 ′ is connected to an electrode for energizing the thin film temperature sensing element 182.
  • the heat transfer member 181 is, for example, a metal or alloy cable having a thickness of about 0.2 mm and a width of about 2 mm.
  • the wiring 182 ′ is connected to wiring (not shown) formed on the wiring board 24 such as a flexible wiring board. This wire is connected to the wire 18 in the guide tube Pg.
  • the heat transfer member 181, the thin film temperature sensing element 182, and the wiring 182 ′ are sealed together with a part of the wiring substrate 24 and a part of the measuring capillary 13 b by a sealing member 23 made of a synthetic resin.
  • the second temperature sensor 134 is the same as the first temperature sensor 133.
  • the indirectly heated sensor 135 is in contact with the outer surface of the measuring capillary 13b.
  • the heat transfer member 161 disposed, the thin film temperature sensor 162 laminated on the heat transfer member 161 via an electrically insulating thin film, and the thin film temperature sensitive body 162 laminated on the thin film temperature sensitive body 162 via an electrically insulating thin film 164 A thin film heating element 163.
  • the thin film temperature sensing element 162 and the thin film heating element 163 are each formed in a required pattern, and wirings 162 ′ and 163 ′ are connected to electrodes for energizing them.
  • the heat transfer member 161 is made of, for example, a metal or alloy having a thickness of about 0.2 mm and a width of about 2 mm.
  • the wirings 162, 163 are connected to wirings (not shown) formed on the wiring board 24 such as a flexible wiring board. This wire is connected to the wire 18 in the guide tube Pg.
  • the heat transfer member 161, the thin film temperature sensing element 162, the electrically insulating thin film 164, the thin film heating element 163, and the wirings 162 ′ and 163 ′ are sealed with a synthetic resin together with a part of the wiring board 24 and a part of the measuring capillary 14. Sealed by a stop member 22.
  • the first detection circuit 30 of FIG. 7 is configured including the thin film temperature sensing element 162, the thin film heating element 163, and wirings 162 ′ and 163 ′ to them.
  • the second detection circuit 32 of FIG. 7 is configured including the thin film temperature sensor 182 of the first temperature sensor 133 and the second temperature sensor 134.
  • the first detection circuit 30 outputs an output Vh corresponding to the flow rate value of the indirectly heated constant heating control temperature detection type flow rate measurement (hereinafter referred to as “flow rate value output” or “flow rate corresponding output”), and the second output. From the detection circuit 32, an output corresponding to the flow rate value of the two-point temperature difference detection type flow rate measurement (hereinafter simply referred to as “flow rate value output”) Vout is output.
  • These flow rate value outputs are input to the calculation unit 34 (CPU 68 described later) shown in FIG.
  • the liquid level LS of the liquid L in the tank is positioned within the height range of the liquid reservoir 14 as described above. Therefore, the pressure sensor 137 is immersed in the liquid L in the tank filtered by the filter 12a of the liquid introduction / extraction part 12, and the liquid L in the tank rises through the measurement thin tube 13b of the flow rate measurement part 13 and becomes liquid The liquid is introduced into the space G of the reservoir 14 and finally the liquid level in the liquid reservoir 14 becomes the same height as the liquid level LS of the liquid in the tank outside the leak detector.
  • the liquid level LS of the liquid in the tank changes, the liquid level of the liquid in the liquid reservoir 14 also fluctuates, and the liquid level in the measuring capillary 13b changes with this liquid level change, that is, the liquid level change. Flow occurs.
  • FIG. 8 is a diagram showing a circuit configuration of the flow rate sensor unit, the pressure sensor, and the leak detection control unit.
  • a battery (not shown) disposed in the circuit housing portion 15 is used. Can be used.
  • the thin film heating element 163 of the indirectly heated sensor 135 is connected to the voltage generation circuit 67.
  • a constant voltage generation circuit is used as the voltage generation circuit 67.
  • a constant voltage is applied to the thin film heating element 163 from the constant voltage generation circuit.
  • the thin film temperature detectors 60 and 61 constituting the first and second temperature sensors 133 and 134 are connected to a leak detection circuit 71. That is, the thin film temperature sensors 60 and 61 (same as 182 described above) together with the resistors 62 and 63 form a bridge circuit.
  • a power supply voltage VI is supplied to the bridge circuit, and a voltage output signal corresponding to the potential difference between the points a and b is obtained by the differential amplifier 65.
  • the output of the first leak detection circuit 71 corresponds to the temperature difference detected by the thin film temperature detectors 60 and 61 of the temperature sensors 133 and 134, and is input to the CPU 68 via the AZD converter 66. As a result, the two-point temperature difference detection type flow rate measurement and the leak detection based on this are performed.
  • the output of the second leak detection circuit consisting of the thin film temperature sensor 162 of the indirectly heated sensor 1 35 and the grounding resistor 63 'corresponds to the temperature sensed by the thin film temperature sensor 162, and is an AZD converter. Input to CPU68 via 66 '. As a result, the side heat constant heat generation control temperature detection type flow rate measurement and leakage detection based on this are performed.
  • the constant voltage generation circuit 67 is controlled in operation by a command from the CPU 68.
  • the output of the pressure sensor 137 is input to the CPU 68 via the AZD converter 73. Thereby, the leak detection of the liquid level time change rate inspection type is performed.
  • a clock 69 and a memory 70 are connected to the CPU 68.
  • a constant DC voltage that is, a constant DC voltage
  • Q is applied to the thin film heating element 163 of the indirectly heated sensor 135 from the constant voltage generating circuit used as the voltage generating circuit 67 of FIG. Is applied.
  • the thin-film heating element 163 maintains a constant heat generation state, and part of the heat is transferred to the liquid in the measuring capillary 13b via the heat transfer member 161, which is used as a heat source for heating the liquid. Is done.
  • the first and second The detected temperatures of the temperature sensors 133 and 134 are substantially the same.
  • the influence of liquid heating by the indirectly heated sensor 135 occurs more strongly on the downstream side than on the upstream side. Therefore, the first and second temperature sensors 133 and 134 Different detection temperatures It becomes like this. Since the voltage output corresponding to the difference between the detected temperatures of the first and second temperature sensors 133 and 134 corresponds to the fluid flow rate, it is used as the flow rate value output.
  • the potentials at points a and b of the bridge circuit of the leak detection circuit 71 are input to the differential amplifier circuit 65.
  • the voltage output S corresponding to the difference between the detected temperatures of the first and second temperature sensors 133 and 134 from the differential amplifier circuit is obtained.
  • the CPU 68 performs conversion to the corresponding flow rate value using the built-in calibration curve based on the voltage output S.
  • the two-point temperature difference detection type flow rate measurement and the leak detection based thereon are performed.
  • the two-point temperature difference detection type flow rate measurement is a temperature difference detected by the first and second temperature sensors respectively arranged on the upstream side and the downstream side of the heater (actually corresponding to the detected temperature difference). The value corresponding to the flow rate is obtained based on the difference in electrical characteristics detected.
  • the CPU 68 performs conversion into a corresponding flow rate value using a built-in calibration curve based on the output obtained from the indirectly heated sensor 135. As a result, the constant heat generation control temperature detection type flow rate measurement and the leak detection based on this are performed.
  • the CPU 68 can immediately convert the liquid level corresponding output P input from the pressure sensor 137 via the AZD converter 73 into the liquid level P.
  • the value of the liquid level p is based on the height of the pressure sensor 137.
  • the height of the metering port 5 of the tank 1 and the partial force of the leak detector attached to the metering port The distance to the pressure sensor 137 can be converted into a liquid level value for the tank itself.
  • a liquid level detection signal indicating the result of the liquid level detection is output from the CPU 68.
  • the CPU 68 stores the value of the liquid level p in the memory 70 every certain period of time, for example, every 2 to 10 seconds, and calculates the difference from the previous stored value every time this storage is performed. Is stored in the memory 70 as the value of the time change rate P ′. Therefore, the liquid leakage in the tank can be obtained as the magnitude of the time change rate P ′ of the liquid level p measured by the pressure sensor 137. As a result, the leak detection is performed using the liquid level time change rate inspection method.
  • FIG. 9 shows leak detection based on the above two-point temperature difference detection type flow rate measurement, leak detection based on the constant heat generation control temperature detection type flow rate measurement, and leak detection based on the liquid level time change rate inspection type. It shows an example (calibration curve) of sensor output with respect to the liquid level change rate. This is for the case where the inner diameter of the measuring tube is 32 mm.
  • the absolute value of the liquid level change rate is less than 0.01 [mm / h]
  • the absolute value of the liquid level change rate is 0.01 to 15 [mm / h]
  • the leak detection result based on the flow rate detection is output.
  • an absolute value of 0.01 to 2 [mmZh] is set as the predetermined range (first predetermined range) for leak detection (first leak detection) based on the above two-point temperature difference detection type flow rate measurement.
  • the absolute value 10 ⁇ : L00 [mmZh] should be set as the predetermined range (second predetermined range) for the leak detection (second leak detection) of the above-mentioned liquid level time rate change inspection method
  • the absolute value l to 20 [mmZh] should be set as the predetermined range (third predetermined range) for leak detection (third leak detection) based on the above constant heat generation control temperature detection type flow rate measurement Can do. These are good detection sensitivity ranges for each method.
  • the CPU 68 when there are a plurality of detection results of the first to third leak detections within the first to third predetermined ranges, respectively, the detection result of the second leak detection, Only one detection result can be output in the order of the detection result of the first leak detection and the detection result of the third leak detection.
  • the liquid level change in the tank 1 also occurs when liquid is injected from the liquid injection port 6 into the tank or when liquid is supplied from the liquid supply port 7 to the outside.
  • the rate of rise or fall of the liquid level in the tank 1 in these cases is generally much larger than the rate of liquid level change or the rate of change of the liquid level in the case of a leak.
  • the CPU 68 performs the following processing regarding leakage.
  • the result of the first leak detection is When the value is within a predetermined range (for example, absolute value 0.01-2 [mmZh]), the result of the first leak detection is output as a leak detection signal, and the result of the first leak detection exceeds the upper limit of the predetermined range. When it is large (for example, larger than absolute value 2 [mmZh]), the result of the third leak detection is leak detection. When the first leak detection result is smaller than the lower limit of the above specified range (eg smaller than absolute value 0.01 [mmZh]), it is determined that there is no leak and no leak detection signal is output.
  • a predetermined range for example, absolute value 0.01-2 [mmZh]
  • the CPU 68 can stop the first leak detection and the third leak detection during the subsequent predetermined time. It is preferable that the predetermined time for stopping the leak detection is slightly longer than the settling time of the liquid level LS after liquid injection into the external force tank or liquid supply from the tank to the outside. It can be 10-60 minutes. In particular, during this predetermined time, the CPU 68 can stop the operation of the voltage generation circuit 67, the first leak detection circuit 71, and the second leak detection circuit. According to this, power consumption is reduced.
  • the liquid level change rate or the liquid level time change rate is related to the amount of leakage (the amount of leakage per unit time). That is, the liquid level change rate or the liquid level time change rate multiplied by the horizontal sectional area inside the tank at the liquid level corresponds to the amount of liquid leakage. Accordingly, the shape of the tank (that is, the relationship between the height position and the horizontal cross-sectional area inside the tank) is stored in the memory 70 in advance, and the detection is performed as described above with reference to the stored content of this memory. Based on the liquid level and leakage (liquid level change rate or liquid level time change rate), the amount of liquid leakage in the tank can be calculated.
  • the liquid level change rate or the liquid level are in a simple proportional relationship, so the rate of change of the level of liquid or the rate of change of level with time is multiplied by a proportional constant according to the horizontal cross-sectional area inside the tank regardless of the value of the level.
  • the leakage detected by the above-described apparatus of the present invention is substantially the same as that based on the leakage amount.

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  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

　広い漏れ量範囲にわたって良好な精度及び感度で漏れを検知することの可能なタンク内液体の漏れ検知装置であって、測定細管１３ｂに付設された流量センサ部は、温度センサ１３３，１３４、傍熱式センサ１３５を含む。液位測定用圧力センサ１３７と流量センサ部とに接続された漏れ検知制御部は、傍熱式センサのヒータ１６３に電圧を印加する電圧発生回路６７と、第１の漏れ検知回路７１と、傍熱式センサ１３５により感知される温度に対応する出力を生ぜしめる第２の漏れ検知回路とを有する。第１の漏れ検知回路の出力を用いる第１の漏れ検知と圧力センサの出力を用いる第２の漏れ検知と第２の漏れ検知回路の出力を用いる第３の漏れ検知とを行い、そのうちの少なくとも１つの検知の結果を出力する。

Description

明 細 書
タンク内液体の漏れ検知装置
技術分野
[0001] 本発明は、タンク内液体の漏れ検知装置に関するものであり、特にタンク力 の液 体漏れをタンク内液体の液位変動に基づく流動に変換して検知する装置に関する。 背景技術
[0002] 燃料油や各種液体ィ匕学品などはタンク内に貯蔵されて ヽる。例えば、近年では、集 合住宅における集中給油システムが提案されており、このシステムでは集中灯油タン クから配管を通じて各住戸に燃料用灯油が供給される。
[0003] タンクは経時劣化により亀裂を生ずることがあり、この場合にはタンク内液体がタン ク外へと漏れ出す。このような事態をいち早く検知して適切に対処することは、引火 爆発又は周囲環境汚染又は有毒ガス発生などを防止するために重要である。
[0004] タンク内液体の漏れをできるだけ早く検知する装置として、特開 2003— 185522号 公報 (特許文献 1)には、タンク内の液体が導入される測定管と該測定管の下方に位 置する測定細管とを備え、該測定細管に付設したセンサ部を用いて測定細管内の液 体の流量を測定することで、タンク内液体の微小な液面変動即ち液位変化を検知す るようにしたものが開示されて 、る。
[0005] この漏れ検知装置では、測定細管に付設されたセンサとして傍熱式流量計が使用 されている。この流量計では、通電により発熱体を発熱させ、その発熱量のうちの一 部を液体に吸収させ、この液体の吸熱量が液体の流量に応じて異なることを利用し、 この吸熱の影響を感温体の温度変化による電気的特性値例えば抵抗値の変化によ り検知している。
[0006] し力しながら、上記特許文献 1に記載の漏れ検知装置に使用されている傍熱式流 量計は、流量値が例えば 1ミリリットル Zh以下の極微量の領域では流量変化に対す る電気回路出力の変化が小さくなるため、流量測定値の誤差が大きくなる傾向にある 。このため、漏れ検知の精度の向上には限界があった。
[0007] 一方、流量センサとして、配管の特定位置に配置された熱源により流体を加熱し、 配管内の流体流通に関して熱源位置の上流側及び下流側にそれぞれ適宜の距離 隔てて感温体を配置し、配管内の流体が流通する際に生ずる上流側感温体と下流 側感温体との検知温度差に基づき流体流量を測定する二定点温度差検知式のもの がある。し力しながら、このセンサを上記の漏れ検知に使用する場合には、流量値が 例えば、 3ミリリットル Zh以上になると流量変化に対する電気回路の出力の変化が小 さくなるため、大流量値領域では誤差が大きくなる（即ち、測定の際に峻別し得る流 量差の割合が大きくなり、感度が低下する）という問題点がある。
特許文献 1 :特開 2003— 185522号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] そこで、本発明の目的は、極微量の漏れから比較的多量の漏れまでの広い漏れ量 の範囲にわたって良好な精度及び感度で漏れを検知することの可能なタンク内液体 の漏れ検知装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0009] 本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
タンク内の液体の漏れを検知する装置であって、
前記タンク内の液体が下端力 導入出される測定細管と、
該測定細管の上端に接続され且つ前記測定細管より断面積が大きな測定管と、 前記測定細管に付設され、前記測定細管に沿って順に配置された第 1の温度セン サ、傍熱式センサ及び第 2の温度センサを含んでなり、前記傍熱式センサはヒータ及 び第 3の温度センサを含んで 、る、前記測定細管内の液体の流量を測定するための 流量センサ部と、
前記液体の液位を測定するための圧力センサと、
前記流量センサ部及び圧力センサに接続された漏れ検知制御部とを備えており、 該漏れ検知制御部は、前記ヒータに電圧を印加する電圧発生回路と、前記第 1の 温度センサ及び第 2の温度センサに接続され且つこれら温度センサにより感知される 温度の差に対応する出力を生ぜしめる第 1の漏れ検知回路と、前記傍熱式センサに 接続され且つ前記第 3の温度センサにより感知される温度に対応する出力を生ぜし める第 2の漏れ検知回路とを有しており、前記第 1の漏れ検知回路の出力を用いて 算出される前記液体の流量に対応する流量対応値に基づき前記タンク内の液体の 漏れを検知する第 1の漏れ検知と前記圧力センサにより測定される液位の時間変化 率の大きさに基づき前記タンク内の液体の漏れを検知する第 2の漏れ検知と前記第 2の漏れ検知回路の出力を用いて算出される前記液体の流量に対応する流量対応 値に基づき前記タンク内の液体の漏れを検知する第 3の漏れ検知とを行い、前記第 1〜第 3の漏れ検知のそれぞれの検知結果のうち前記第 1〜第 3の漏れ検知にっき それぞれ予め定められた第 1〜第 3の所定範囲内のもののうちの少なくとも 1つを出 力することを特徴とする、タンク内液体の漏れ検知装置、
が提供される。
[0010] 本発明の一態様においては、前記漏れ検知制御部は、それぞれ前記第 1〜第 3の 所定範囲内の前記第 1〜第 3の漏れ検知の検知結果のうち、前記第 2の漏れ検知の 検知結果、前記第 1の漏れ検知の検知結果及び前記第 3の漏れ検知の検知結果の 順に優先して 1つの検知結果のみを出力する。
[0011] 本発明の一態様においては、前記漏れ検知制御部は、前記第 2の漏れ検知の検 知結果が前記第 2の所定範囲の上限を越える時には、所定時間、前記第 1及び第 2 の漏れ検知を停止する。本発明の一態様においては、前記漏れ検知制御部は、前 記第 2の漏れ検知の検知結果が前記第 2の所定範囲の上限を越える時には、前記 所定時間、前記電圧発生回路及び前記第 1及び第 2の漏れ検知回路の動作を停止 させる。
[0012] 本発明の一態様においては、前記電圧発生回路は前記ヒータに一定の電圧を印 加する定電圧発生回路である。
[0013] 本発明の一態様においては、前記測定管は前記漏れ検知装置に対する着脱が可 能とされている。本発明の一態様においては、前記圧力センサは前記測定細管の下 端の近傍に配置されている。本発明の一態様においては、前記測定管の上部に回 路収容部が取り付けられており、該回路収容部内に前記漏れ検知制御部が配置さ れている。
発明の効果 [0014] 本発明によれば、流量センサ部を第 1の温度センサ、傍熱式センサ及び第 2の温度 センサを含むものとし、前記傍熱式センサをヒータ及び第 3の温度センサを含むもの とし、更に液位を測定するための圧力センサを設けており、前記流量センサ部及び 圧力センサに接続された漏れ検知制御部に、前記ヒータに電圧を印加する電圧発 生回路と、前記第 1の温度センサ及び第 2の温度センサを用いて出力を生ぜしめる 第 1の漏れ検知回路と、前記傍熱式センサの第 3の温度センサを用いて出力を生ぜ しめる第 2の漏れ検知回路と設けている。そして、前記第 1の漏れ検知回路による第 1の漏れ検知と前記圧力センサによる第 2の漏れ検知と前記第 2の漏れ検知回路に よる第 3の漏れ検知とを行い、前記第 1〜第 3の漏れ検知のそれぞれの検知結果のう ちそれぞれの第 1〜第 3の所定範囲内のもののうちの少なくとも 1つを出力するように している。これにより、互いに好適検知感度域の異なる第 1〜第 3の漏れ検知につい てそれぞれ適正に定められた第 1〜第 3の所定範囲により幅広い広い漏れ量の範囲 をカバーして、良好な精度及び感度で漏れを検知することが可能となる。
図面の簡単な説明
[0015] [図 1]本発明によるタンク内液体の漏れ検知装置の一実施形態を説明するための一 部破断斜視図である。
[図 2]図 1の実施形態の漏れ検知装置の一部省略断面図である。
[図 3]図 1の実施形態の漏れ検知装置の一部省略正面図である。
[図 4]測定細管に対する第 1の温度センサ、傍熱式センサ及び第 2の温度センサの取 り付け部分の拡大斜視図である。
[図 5]図 4の断面図である。
[図 6]図 4の断面図である。
[図 7]図 1の漏れ検知装置の流量測定系を示すブロック図である。
[図 8]流量センサ部、圧力センサ及び漏れ検知制御部の回路構成を示す図である。
[図 9]二定点温度差検知式流量測定に基づく漏れ検知、定発熱制御温度検知式流 量測定に基づく漏れ検知及び液位時間変化率検査式の漏れ検知における液位変 化速度に対するセンサ出力の例 (検量線)を示す図である。
符号の説明 1 タンク
2 天板
3 側板
4 底板
5 計量口
6 注液口
7 給液口
L 液体
LS 液面
11 漏れ検知装置 12 液導入出部 12a フィノレタ
12b フィルタ力パー 13 流量測定部 13a センサホルダ 13b 測定細管 133 第 1の温度センサ 134 第 2の温度センサ 135 傍熱式センサ 137 圧力センサ 14 液溜め部
G 空間
15 回路収容部 15a 漏れ検知制御部 16 キャップ
16a 通気路
161 熱伝達部材 162 薄膜感温体 162， 配線
163 薄膜発熱体
163， 配線
164 電気絶縁性薄膜
17, 171 鞘管
Pg ガイド管
18 配線
181 熱伝達部材
182 薄膜感温体
182， 配線
22, 23 封止部材
24 配線基板
30 第 1の検知回路
32 第 2の検知回路
34 演算部
60, 61 薄膜感温体
62, 63, 63' 抵抗体
65 差動増幅器
66， 66， AZDコンバータ
67 電圧発生回路
68 CPU
69 クロック
70 メモリ
71 第 1の漏れ検知回路
73 AZDコンバータ
発明を実施するための最良の形態
[0017] 以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
[0018] 図 1は本発明によるタンク内液体の漏れ検知装置の一実施形態を説明するための 一部破断斜視図であり、図 2は本実施形態の漏れ検知装置の一部省略断面図であ る。
[0019] タンク 1は、計量口 5及びタンク内へ液体を注入する際に使用される注液口 6が形 成された天板 2と、タンク内からタンク外へと液体を供給する際に使用される給液口 7 が形成された側板 3と、底板 4とを有する。図 1に示されている様に、タンク 1内には、 液体 (例えばガソリン、軽油または灯油その他の可燃性液体) Lが収容されている。 L Sはその液面を示す。
[0020] 漏れ検知装置 11は、タンク 1の天板 2に形成された計量口 5を通って、一部がタンク 1内へと挿入されており、全体として鉛直方向に配置されている。漏れ検知装置 11は 、液導入出部 12、流量測定部 13、液溜め部 14、キャップ 16及び回路収容部 15を 備えている。液導入出部 12、流量測定部 13及び液溜め部 14はタンク 1の内部に位 置しており、液面 LSは液溜め部 14の高さ範囲内に位置する。図 2及び図 3 (A)に示 されているように、流量測定部 13は鉛直方向に延びた鞘管 171を含んで構成されて おり、液溜め部 14は鉛直方向に延びた鞘管 17を含んで構成されて 、る。
[0021] 流量測定部 13では、図 2に示すように、鞘管 171内にセンサホルダ 13aが配置され ており、該センサホルダにより鉛直方向の測定細管 13bが固定保持されている。測定 細管 13bには、第 1の温度センサ 133、傍熱式センサ 135及び第 2の温度センサ 13 4が上側力もこの順に配置されて取り付けられている。傍熱式センサ 135は第 1の温 度センサ 133及び第 2の温度センサ 134から等距離の位置に配置されて 、る。セン サホルダ 13aは、外側が鞘管 171により覆われているので、第 1の温度センサ 133、 傍熱式センサ 135及び第 2の温度センサ 134は、液体 Lによる腐食から保護される。 測定細管 13bは、液溜め部 14と液導入出部 12との間での液体の流通経路として機 能する。また、第 1の温度センサ 133、傍熱式センサ 135及び第 2の温度センサ 134 により測定細管 13b内の液体の流量を測定するための流量センサ部が構成される。
[0022] 流量測定部 13には、測定細管 13bの下端の近傍においてセンサホルダ 13aに取り 付けられた圧力センサ 137が設けられている。この圧力センサ 137は、タンク内液体 Lの液位を測定するためのものであり、例えばピエゾ素子やコンデンサータイプの圧 カ検知素子を利用することができ、液体の液位に対応した電気信号例えば電圧信号 を出力する。
[0023] 液導入出部 12では、図 2に示されるように、フィルタカバー 12bがフィルタ 12aをセ ンサホルダ 13aの下部に対して固定している。フィルタ 12aは、タンク内の液体に浮 遊または沈殿するスラッジなどの異物を除去して、液体のみを測定細管 13bを介して 液溜め部 14へと導入する機能を有する。また、フィルタカバー 12bの側壁には開口 部が設けられており、タンク 1内の液体 Lは液導入出部 12のフィルタ 12aを介して測 定細管 13bへと導入される。
[0024] 液溜め部 14は、流量測定部 13の上方に位置しており、鞘管 17により囲まれた空間 Gを有し、この空間 G内に測定細管 13bから導入される液体を溜めるように構成され ている。鞘管 17の上部にはキャップ 16が固定されており、該キャップには液溜め部 1 4内と検知装置外のタンク内空間とを連通させる通気路 16aが形成されている。キヤッ プ 16には回路収容部 15が取り付けられており、該回路収容部には漏れ検知制御部 15aが収容されている。上記鞘管 17内にはセンサホルダ 13aの上部とキャップ 16と を接続するように延びたガイド管 Pgが配置されており、流量測定部 13の第 1の温度 センサ 133、傍熱式センサ 135及び第 2の温度センサ 134並びに圧力センサ 137と 漏れ検知制御部 15aとを接続する配線 18がガイド管 Pg内を通って延びている。
[0025] 液溜め部 14における鞘管 17が本発明の測定管を構成する。測定細管 13bの断面 積は、鞘管 17の断面積 (但し、ガイド管 Pgの断面積を除く）に対して十分小さく (例え ば 1Z50以下、 1Z100以下、更には 1Z300以下)設定しておくことで、僅かな液体 漏れの際の僅かな液位変化にも測定細管 13b内に流量測定可能な液体流通を生ぜ しめることがでさる。
[0026] 本実施形態においては、測定管を構成する鞘管 17は漏れ検知装置に対する着脱 が可能とされている。即ち、鞘管 17は、その下端部がネジ結合等によりセンサホルダ 13aに対して着脱可能に形成されており、上端部がネジ結合などによりキャップ 16に 対して着脱可能に形成されている。従って、図 3 (B)に示されているように、鞘管 17 に代えてそれとは管内断面積が異なる鞘管 17'を装着することができる。
[0027] このように測定管を漏れ検知装置に対し着脱可能にすることの意義は、次の通りで ある。即ち、タンクには種々の大きさのものがある。このため、種々の大きさのタンクに つき管内断面積が一定の測定管を用いた漏れ検知装置を使用すると、タンクから漏 れる液体の量が同等であっても、タンクの大きさに応じてタンク水平断面積が異なる ので、流量センサ部により検知される流量値は異なるものとなる。換言すれば、流量 センサ部により検知される流量値が同等であっても、タンクの大きさに応じてタンク水 平断面積が異なることから、タンク力も漏れた液体の量は異なる。従って、タンク力 漏れる液体の量についての判定を行うことが要求される場合には、流量センサ部によ り検知される流量値とタンクの大きさとを勘案した面倒な演算を行って判定を行わね ばならない。そこで、上記のように、測定管を着脱可能にしておき、タンクの大きさに 応じて適切な管内断面積の測定管を装着することで、上記面倒な演算を行うことなく 、タンク力 漏れる液体の量が同等であれば流量センサ部により検知される流量値が 同等になるようにすることができる。
[0028] 測定細管 13b、鞘管 17, 171、センサホルダ 13a、フィルタカバー 12b、キャップ 16 及びガイド管 Pgは、タンク 1を構成する素材に近似した熱膨張係数を有する金属から なるのが好ましぐ铸鉄又はステンレス鋼などのタンク 1の素材と同一の金属力もなる のがより好ましい。
[0029] 図 4は、測定細管に対する第 1の温度センサ 133、傍熱式センサ 135及び第 2の温 度センサ 134の取り付け部分の拡大斜視図であり、図 5及び図 6はその断面図である 。図 5に示されているように、第 1の温度センサ 135は、測定細管 13bの外面に接触し て配置された熱伝達部材 181と、該熱伝達部材 181に電気絶縁性薄膜を介して積 層された薄膜感温体 182とを有する。薄膜感温体 182は、所要のパターンに形成さ れており、それへの通電のための電極には配線 182'が接続されている。熱伝達部 材 181は、例えば厚さ 0. 2mm,幅 2mm程度の金属又は合金カゝらなる。配線 182' はフレキシブル配線基板等の配線基板 24に形成された配線（図示せず）と接続され ている。この配線が上記ガイド管 Pg内の配線 18に接続されている。熱伝達部材 181 、薄膜感温体 182及び配線 182'は、配線基板 24の一部及び測定細管 13bの一部 とともに合成樹脂からなる封止部材 23により封止されている。第 2の温度センサ 134 は、第 1の温度センサ 133と同様である。
[0030] 図 6に示されているように、傍熱式センサ 135は、測定細管 13bの外面に接触して 配置された熱伝達部材 161と、該熱伝達部材 161に電気絶縁性薄膜を介して積層 された薄膜感温体 162と該薄膜感温体 162上に電気絶縁性薄膜 164を介して積層 された薄膜発熱体 163とを有する。薄膜感温体 162及び薄膜発熱体 163は、それぞ れ所要のパターンに形成されており、それらへの通電のための電極には配線 162' , 163'が接続されている。熱伝達部材 161は、例えば厚さ 0. 2mm、幅 2mm程度の 金属又は合金からなる。配線 162，， 163，はフレキシブル配線基板等の配線基板 2 4に形成された配線（図示せず)と接続されている。この配線が上記ガイド管 Pg内の 配線 18に接続されている。熱伝達部材 161、薄膜感温体 162、電気絶縁性薄膜 16 4、薄膜発熱体 163及び配線 162' , 163'は、配線基板 24の一部及び測定細管 14 の一部とともに合成樹脂からなる封止部材 22により封止されている。
[0031] 薄膜感温体 162、薄膜発熱体 163及びそれらへの配線 162' , 163'を含んで、図 7の第 1の検知回路 30が構成される。また、第 1の温度センサ 133及び第 2の温度セ ンサ 134の薄膜感温体 182を含んで、図 7の第 2の検知回路 32が構成される。第 1 の検知回路 30からは傍熱定発熱制御温度検知式流量測定の流量値に対応する出 力（以下、「流量値出力」または「流量対応出力」という) Vhが出力され、第 2の検知回 路 32からは二定点温度差検知式流量測定の流量値に対応する出力（以下、単に「 流量値出力」という） Voutが出力される。これらの流量値出力は、図 7に示される演 算部 34 (後述の CPU68)へと入力される。
[0032] 以上の様な漏れ検知装置 11をタンク 1の計量口 5に取り付けると、上記のようにタン ク内液体 Lの液面 LSは、液溜め部 14の高さ範囲内に位置する。従って、圧力センサ 137は液導入出部 12のフィルタ 12aにより濾過されたタンク内液体 Lに浸漬され、ま た、タンク内液体 Lは、流量測定部 13の測定細管 13bを通って上昇し、液溜め部 14 の空間 G内へと導入され、ついには液溜め部 14内の液体の液面が漏れ検知装置外 のタンク内液体の液面 LSと同一の高さになる。そして、タンク内液体の液面 LSが変 動すると、これに追従して液溜め部 14内の液体の液面も変動し、この液面変動即ち 液位変化に伴い測定細管 13b内で液体の流動が生ずる。
[0033] 図 8は上記流量センサ部、圧力センサ及び漏れ検知制御部の回路構成を示す図 である。これらの回路の電源としては、回路収容部 15内に配置された不図示の電池 を用いることができる。
[0034] 傍熱式センサ 135の薄膜発熱体 163は電圧発生回路 67に接続されている。本実 施形態では、電圧発生回路 67として定電圧発生回路が使用されている。該定電圧 発生回路から一定の電圧が薄膜発熱体 163に印加される。第 1及び第 2の温度セン サ 133, 134を構成する薄膜感温体 60, 61は、漏れ検知回路 71に接続されている 。即ち、薄膜感温体 60, 61 (上記 182と同一）は、抵抗体 62, 63と共にブリッジ回路 を構成する。該ブリッジ回路には電源電圧 VIが供給され、その a, b点の電位差に対 応する電圧出力信号が差動増幅器 65により得られる。この第 1の漏れ検知回路 71 の出力は、温度センサ 133, 134の薄膜感温体 60, 61により感知される温度の差に 対応しており、 AZDコンバータ 66を介して CPU68に入力される。これにより上記二 定点温度差検知式流量測定及びこれに基づく漏れ検知がなされる。傍熱式センサ 1 35の薄膜感温体 162と接地抵抗体 63'とからなる第 2の漏れ検知回路の出力は、薄 膜感温体 162により感知される温度に対応しており、 AZDコンバータ 66'を介して C PU68に入力される。これにより上記傍熱定発熱制御温度検知式流量測定及びこれ に基づく漏れ検知がなされる。又、上記定電圧発生回路 67は、 CPU68からの指令 により動作制御される。一方、圧力センサ 137の出力は AZDコンバータ 73を介して CPU68に入力される。これにより液位時間変化率検査式の漏れ検知がなされる。 C PU68には、クロック 69及びメモリ 70が接続されている。
[0035] 本実施形態では、上記図 8の電圧発生回路 67として使用される定電圧発生回路か ら傍熱式センサ 135の薄膜発熱体 163に対して直流定電圧 (即ち一定の直流電圧） Qが印加される。これにより、薄膜発熱体 163は一定の発熱状態を維持し、その熱の 一部は熱伝達部材 161を介して測定細管 13b内の液体へと伝達され、これが液体加 熱のための熱源として利用される。
[0036] 測定細管 13b内の液体が流通していない時、即ち測定細管 13b内での液体の流 量が零の場合には、対流による熱伝達の寄与を無視すれば、第 1及び第 2の温度セ ンサ 133, 134の検知温度は実質上同一である。しかし、測定細管 13b内で液体流 通が生ずると、傍熱式センサ 135による液体加熱の影響は上流側より下流側の方に 強く発生するので、第 1及び第 2の温度センサ 133, 134の検知温度が互いに異なる ようになる。第 1及び第 2の温度センサ 133, 134の検知温度どうしの差に相当する電 圧出力は流体流量に対応しているので、それを流量値出力とする。即ち、漏れ検知 回路 71のブリッジ回路の a, b点の電位が差動増幅回路 65に入力される。予めブリツ ジ回路の抵抗体 62, 63の抵抗値を適宜設定することで、差動増幅回路から第 1及 び第 2の温度センサ 133, 134の検知温度どうしの差に相当する電圧出力 Sを得るこ とができる。 CPU68では、電圧出力 Sに基づき内蔵する検量線を用いて対応する流 量値への換算を行う。
[0037] 以上のようにして、二定点温度差検知式流量測定及びこれに基づく漏れ検知がな される。本発明でいう二定点温度差検知式流量測定は、ヒータの上流側及び下流側 にそれぞれ配置された第 1及び第 2の温度センサにより検知される温度差 (実際には 検知温度差に対応して検知される電気的特性の差）に基づき流量対応値を得るもの をいう。
[0038] また、 CPU68では、傍熱式センサ 135から得られる出力に基づき内蔵する検量線 を用いて対応する流量値への換算を行う。これにより、定発熱制御温度検知式流量 測定及びこれに基づく漏れ検知がなされる。
[0039] 更に、 CPU68では、圧力センサ 137から AZDコンバータ 73を介して入力される 液位対応出力 Pを直ちに液位 Pに換算することができる。この液位 pの値は圧力セン サ 137の高さを基準としたものである力 タンク 1の計量口 5の高さと漏れ検知装置の 該計量口への取り付け部分力 圧力センサ 137迄の距離とを勘案することでタンク自 体に対する液位値に変換することができる。これらの液位検知の結果を示す液位検 知信号が CPU68から出力される。
[0040] また、 CPU68では、一定時間例えば 2〜10秒毎に、液位 pの値をメモリ 70に記憶 し、この記憶のたびに前回の記憶値との差分を算出し、これを液位の時間変化率 P' の値としてメモリ 70に記憶する。従って、圧力センサ 137により測定される液位 pの時 間変化率 P'の大きさとして、タンク内液体の漏れを得ることができる。これにより、液位 時間変化率検査式の漏れ検知がなされる。
[0041] 図 9は、上記の二定点温度差検知式流量測定に基づく漏れ検知、定発熱制御温 度検知式流量測定に基づく漏れ検知及び液位時間変化率検査式の漏れ検知にお ける液位変化速度に対するセンサ出力の例 (検量線)を示すものである。これは、測 定管の内管径が 32mmである場合のものである。液位変化速度の絶対値が 0. 01 [ mm/h]以下の時は検出範囲外であり実質上漏れがな!、場合を示す。液位変化速 度の絶対値が 0. 01〜 15 [mm/h]の時は流量検知に基づく漏れ検知結果が出力 される。ここで、上記の二定点温度差検知式流量測定に基づく漏れ検知（第 1の漏れ 検知)の際の所定範囲 (第 1の所定範囲）として絶対値 0. 01〜2[mmZh]を設定す ることができ、上記液位時間変化率検査式の漏れ検知 (第 2の漏れ検知)の際の所 定範囲 (第 2の所定範囲）として絶対値 10〜： L00[mmZh]を設定することができ、上 記定発熱制御温度検知式流量測定に基づく漏れ検知 (第 3の漏れ検知）の際の所 定範囲 (第 3の所定範囲）として絶対値 l〜20[mmZh]を設定することができる。こ れらは、各方式における検知感度の良好な範囲である。
[0042] CPU68においては、第 1〜第 3の漏れ検知の検知結果のうちでそれぞれ第 1〜第 3の所定範囲内にあるものが複数ある場合には、第 2の漏れ検知の検知結果、第 1の 漏れ検知の検知結果及び第 3の漏れ検知の検知結果の順に優先して 1つの検知結 果のみを出力することができる。
[0043] ところで、タンク 1内での液位変化は、注液口 6からタンク内への液体の注入がなさ れる時あるいは給液口 7から外部への液体供給がなされる時にも発生する。しかし、 これらの場合のタンク 1内の液位の上昇または下降の速度は、漏れの場合の液位変 化速度または液位時間変化率よりかなり大きいのが一般的である。
[0044] そこで、 CPU68では、漏れに関して、以下のような処理を行う。
[0045] (1)第 2の漏れ検知において液位時間変化率 p，の大きさが所定範囲（例えば 10〜 100 [mm/h])内の時には、当該第 2の漏れ検知の結果を漏れ検知信号として出 力する。
[0046] (2)第 2の漏れ検知において液位時間変化率 p，の大きさが上記所定範囲の下限よ り小さい（例えば 10 [mmZh]より小さい）時には、第 1の漏れ検知の結果が所定範 囲（例えば絶対値 0. 01〜2[mmZh] )内の時には、当該第 1の漏れ検知の結果を 漏れ検知信号として出力し、第 1の漏れ検知の結果が上記所定範囲の上限より大き い（例えば絶対値 2 [mmZh]より大きい）時には、第 3の漏れ検知の結果を漏れ検知 信号として出力し、第 1の漏れ検知の結果が上記所定範囲の下限より小さい (例えば 絶対値 0. 01 [mmZh]より小さい）時には、漏れなしと判定し漏れ検知信号を出力し ない。
[0047] (3)第 2の漏れ検知において液位時間変化率 p，の大きさが上記所定範囲の上限 を越える（例えば 100[mmZh]より大きい）時には、漏れ以外の原因例えば液体注 入あるいは液体供給によるものと判定し、漏れ検知信号を出力しない。
[0048] 更に、本実施形態では、上記（3)の状態に至った場合即ち第 2の漏れ検知におい て液位時間変化率 P'の大きさが所定範囲の上限を越えた場合には、 CPU68は、以 後の所定時間中第 1の漏れ検知お呼び第 3の漏れ検知むを停止することができる。 この漏れ検知停止の上記所定時間は、上記外部力 タンク内への液体注入あるいは タンク内から外部への液体供給の後の液面 LSの静定時間より若干長い時間とする のが好ましぐ例えば 10〜60分とすることができる。とくに、この所定時間中、 CPU6 8は、電圧発生回路 67、第 1の漏れ検知回路 71及び第 2の漏れ検知回路の動作を 停止させることができる。これによれば、電力消費量が低減される。
[0049] 液位変化速度または液位時間変化率は漏れ量 (単位時間あたりの漏れの量）と関 係している。即ち、液位変化速度または液位時間変化率に当該液位でのタンク内部 の水平断面積を乗じたものが液体の漏れ量に相当する。従って、予めタンクの形状（ 即ち高さ位置とタンク内部の水平断面積との関係）をメモリ 70に記憶しておき、このメ モリの記憶内容を参照して、上記のようにして検知された液位及び漏れ (液位変化速 度または液位時間変化率）に基づき、タンク内液体の漏れ量を算出することができる
[0050] 尚、タンクの形状が図 1に示される縦型円筒形状などのようにタンク内部の水平断 面積が高さによらず一定のものである場合には、液位変化速度または液位時間変化 率と漏れ量とは単純な比例関係にあり、従って液位の値自体とは無関係に液位変化 速度または液位時間変化率にタンク内部の水平断面積に応じた比例定数を乗ずる ことで容易に漏れ量を算出することができる。即ち、この場合には、上記の本発明装 置により検知される漏れは漏れ量に基づくものと実質上同等である。

Claims

請求の範囲
[1] タンク内の液体の漏れを検知する装置であって、
前記タンク内の液体が下端力 導入出される測定細管と、
該測定細管の上端に接続され且つ前記測定細管より断面積が大きな測定管と、 前記測定細管に付設され、前記測定細管に沿って順に配置された第 1の温度セン サ、傍熱式センサ及び第 2の温度センサを含んでなり、前記傍熱式センサはヒータ及 び第 3の温度センサを含んで 、る、前記測定細管内の液体の流量を測定するための 流量センサ部と、
前記液体の液位を測定するための圧力センサと、
前記流量センサ部及び圧力センサに接続された漏れ検知制御部とを備えており、 該漏れ検知制御部は、前記ヒータに電圧を印加する電圧発生回路と、前記第 1の 温度センサ及び第 2の温度センサに接続され且つこれら温度センサにより感知される 温度の差に対応する出力を生ぜしめる第 1の漏れ検知回路と、前記傍熱式センサに 接続され且つ前記第 3の温度センサにより感知される温度に対応する出力を生ぜし める第 2の漏れ検知回路とを有しており、前記第 1の漏れ検知回路の出力を用いて 算出される前記液体の流量に対応する流量対応値に基づき前記タンク内の液体の 漏れを検知する第 1の漏れ検知と前記圧力センサにより測定される液位の時間変化 率の大きさに基づき前記タンク内の液体の漏れを検知する第 2の漏れ検知と前記第 2の漏れ検知回路の出力を用いて算出される前記液体の流量に対応する流量対応 値に基づき前記タンク内の液体の漏れを検知する第 3の漏れ検知とを行い、前記第 1〜第 3の漏れ検知のそれぞれの検知結果のうち前記第 1〜第 3の漏れ検知にっき それぞれ予め定められた第 1〜第 3の所定範囲内のもののうちの少なくとも 1つを出 力することを特徴とする、タンク内液体の漏れ検知装置。
[2] 前記漏れ検知制御部は、それぞれ前記第 1〜第 3の所定範囲内の前記第 1〜第 3の 漏れ検知の検知結果のうち、前記第 2の漏れ検知の検知結果、前記第 1の漏れ検知 の検知結果及び前記第 3の漏れ検知の検知結果の順に優先して 1つの検知結果の みを出力することを特徴とする、請求項 1に記載のタンク内液体の漏れ検知装置。
[3] 前記漏れ検知制御部は、前記第 2の漏れ検知の検知結果が前記第 2の所定範囲の 上限を越える時には、所定時間、前記第 1及び第 2の漏れ検知を停止することを特徴 とする、請求項 1に記載のタンク内液体の漏れ検知装置。
[4] 前記漏れ検知制御部は、前記第 2の漏れ検知の検知結果が前記第 2の所定範囲の 上限を越える時には、前記所定時間、前記電圧発生回路及び前記第 1及び第 2の 漏れ検知回路の動作を停止させることを特徴とする、請求項 3に記載のタンク内液体 の漏れ検知装置。
[5] 前記電圧発生回路は前記ヒータに一定の電圧を印加する定電圧発生回路であるこ とを特徴とする、請求項 1に記載のタンク内液体の漏れ検知装置。
[6] 前記測定管は前記漏れ検知装置に対する着脱が可能とされていることを特徴とする
、請求項 1に記載のタンク内液体の漏れ検知装置。
[7] 前記圧力センサは前記測定細管の下端の近傍に配置されていることを特徴とする、 請求項 1に記載のタンク内液体の漏れ検知装置。
[8] 前記測定管の上部に回路収容部が取り付けられており、該回路収容部内に前記漏 れ検知制御部が配置されて ヽることを特徴とする、請求項 1に記載のタンク内液体の 漏れ検知装置。
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