(57)【要約】【課題】固着性の高い液や気泡のでき易い液でのレベル計測を可能にする多連浮子式液面レベル計及び液面レベル計測方法を提供することを目的とする。【解決手段】長手方向の複数箇所に浮子が付設された索状体と、液面上方において、前記索状体をその一端にて保持することで、下垂した前記索状体の荷重を測定する荷重測定手段とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向の複数箇所に浮子が付設された索状体と、
液面上方において、前記索状体をその一端にて保持することで、下垂した前記索状体の荷重を測定する荷重測定手段とを備えたことを特徴とする多連浮子式液面レベル計。
【請求項２】
請求項１に記載の多連浮子式液面レベル計において、
前記荷重測定手段で保持される索状体は、複数本よりなるとともに、複数の浮子の付設高さ位置が複数の索状体毎に異なることを特徴とする多連浮子式液面レベル計。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の多連浮子式液面レベル計において、
前記索状体は、長手方向の付設間隔が異なる浮子を付設してなる、および／または長手方向の重さ分布を有してなる索状体であることを特徴とする多連浮子式液面レベル計。
【請求項４】
液面上方に荷重測定手段を設置し、
該荷重測定手段に、複数個の浮子を長手方向に所定間隔で付設してなる索状体の一端を固定して、他端を液面にむけて下垂し、液面レベルの変化による前記荷重測定手段での荷重の変化を計測することを特徴とする液面レベル計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液面レベルを計測するレベル計に関し、特に固着性の高い液や気泡のでき易い液をあつかう液面レベル計及び液面レベル計測方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液面レベル計測では、これまで種々の計測方法が行われている。例えば、タンク底部において、タンク内の液レベルの増加に伴う圧力の増加を利用したダイアフラム式圧力感知による方法、接液面に超音波をあてて超音波の反射時間を測定してレベルを計測する方法、2本の電極間の接液量に応じて静電容量が変化することを利用した静電容量式レベル計などがある。
【０００３】
また例えば特許文献１に開示されているように、タンク液面レベルと連通するように底部にホース接続口を設けた外筒と、その外筒内に収められた円筒状浮子の浮き上がる力をロードセルで検出する浮子式レベル計がある。
【特許文献１】実開昭６３−９３５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
乾燥して固着性の高い液、気泡のでき易い液のレベル計測を行おうとすると、従来のダイアフラム式圧力感知による方法では、導圧配管や接液面において液のスラジ成分が固着して圧力の伝播が不能になりレベル計測ができなくなるという問題がある。また、超音波式レベル計においては、液面の波立ちや気泡によっては測定に誤差が生じ、かつ液面上部にある程度の測定空間が必要となってしまう。また、静電容量式レベル計においては、気泡性の高い液では測定誤差が大きくなるという問題がある。
【０００５】
さらに、特許文献１に開示された浮子式レベル計においては、接液面に円筒状浮子という可動部を保有しており、固着して可動しなくなるケースが多い。またそうでないものでも可動部があるため故障の危険性が高い。さらに、連通部が詰まりやすいという問題もある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、上記課題を解決して、固着性の高い液や気泡のでき易い液でのレベル計測を可能にする多連浮子式液面レベル計及び液面レベル計測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係る発明は、長手方向の複数箇所に浮子が付設された索状体と、液面上方において、前記索状体をその一端にて保持することで、下垂した前記索状体の荷重を測定する荷重測定手段とを備えたことを特徴とする多連浮子式液面レベル計である。
また本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の多連浮子式液面レベル計において、前記荷重測定手段で保持される索状体は、複数本よりなるとともに、複数の浮子の付設高さ位置が複数の索状体毎に異なることを特徴とする多連浮子式液面レベル計である。
また本発明の請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の多連浮子式液面レベル計において、前記索状体は、長手方向の付設間隔が異なる浮子を付設してなる、および／または長手方向の重さ分布を有してなる索状体であることを特徴とする多連浮子式液面レベル計である。
【０００８】
さらに本発明の請求項４に係る発明は、液面上方に荷重測定手段を設置し、該荷重測定手段に、複数個の浮子を長手方向に所定間隔で付設してなる索状体の一端を固定して、他端を液面にむけて下垂し、液面レベルの変化による前記荷重測定手段での荷重の変化を計測することを特徴とする液面レベル計測方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、液面上部の荷重測定手段に浮子つきの索状体を下垂させることによる荷重検出でレベル計測するようにしたので、固着しやすい液、気泡のできやすい液、といった液の性状によらずレベル計測できるようになる。また、索状体に配する浮子の取り付け問隔もしくは索状体自身の長手方向の重さに変化をつけるようにしたので、廃液時等にレベル校正をすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、測定対象とする液が固着するために、それまで液面レベル計測が困難であった処理液タンク内レベルを計測しようと始めたレベル計選定作業に、その端を発している。このレベル計選定作業の過程で、圧力(差圧)式、超音波式等で設置できる適当なものがなく、接液面に可動部がないディスプレースメント式が適当であると絞り込めたものの、これまでにないよりよい方式のものがないかと考慮しているなかで、発明したものである。
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。図１および図２は、本発明に係る液面レベル計およびこれを用いた液面レベル計測の様子の一例を模式的に示した図である。図１は、タンク内液面レベルが液面レベル計計測下限以下の低いレベルにある場合、図２は、タンク内液面レベルが液面レベル計計測下限を超えて高いレベルに上昇した場合を、それぞれ示している。図１および図２において、１はレベル計測対象タンク、２はタンク内液面レベル、３は荷重測定手段、４は浮子、および５は索状体をそれぞれ表している。
【００１２】
本発明では、レベル計測対象タンク１の上部に設置した荷重測定手段３に、複数個の浮子４を長手方向に所定間隔で取り付けた索状体５を、レベル計測対象タンク１下部のタンク内液面レベル２に向けて下垂させる構成をとる。ここで、索状体５は、機能的には浮子を付設できる細長いものであればどのようなものでもよく、例えば鎖、綱、紐、鎖状錘などを含むものである。また、荷重測定手段３は、下垂した前記索状体５の荷重を測定できるものであればどのようなものでもよく、例えばロードセル、バネ秤などを含むものである。浮子４の取り付け間隔は、等間隔または間隔を違えてもよい。さらに、図１では、タンクを例示しているが、本発明は、タンク内液面レベル計測に限られるものではなく、開口がある場合の液面レベル計測にも適用が可能である。
【００１３】
図１のように、タンク内液面レベルが計測下限以下の低いレベルにある場合には、複数個の浮子４を配した索状体５は、自重で真下に下垂するとともに、荷重測定手段３には、（複数個の浮子４＋索状体５）の自重分の荷重がかかる。しかしながら、図２のようにタンク内液面レベルが計測下限を超えて高いレベルに上昇した場合には、液面レベル２の上昇に従って索状体５にある間隔で取り付けた浮子４を順次浮き上がらせ、荷重測定手段３にかかる荷重負荷が軽減することとなる。このように液面での浮子の浮き上がりによる荷重の変化をとらえて、タンク内液面レベルを計測しようというものである。
【００１４】
本発明は、上述のように液面上部の荷重測定手段に浮子つきの索状体を下垂させることによる荷重検出でレベル計測するようにしたので、固着しやすい液、気泡のできやすい液、といった液の性状によらず測定できる。また、固着性液の汚染を受けるのは下垂する索状体の部分だけであり、索状体の著しい汚染時には、その部分だけを取り替えるだけでよい。また、索状体は荷重測定手段からぶら下げる形態を取るので、海上での測定のように液面が激しく上下する場合でも荷重測定手段から外れ落ちるようなことがないという効果もある。また、索状体は測定対象の液面上部から下垂させるため、タンク上部に穴を切り開く場合には、索状体を通すことができる比較的小径の穴があれば測定可能である。さらに、検出端は荷重測定手段およびその変換器一式だけであるため、安価にレベル計を構築することができる。
【００１５】
図３は、本発明による液面レベル計測結果を模式的に示した図である。理想的にリニアに上昇または下降する液面レベル（一点鎖線で図示）に対して、本発明によるレベル計測値の推移を表す曲線６を示している。これは、浮子の間隔が均等の場合であり、タンク内の液面を上昇させたときの荷重測定手段での測定荷重をそのまま液面レベルとして変換したものである。ただし簡単のため、浮子の重量分までは表現していない。
【００１６】
n個めの浮子からn+1個めの浮子が浮き上がるまでの間は、荷重に変化がないため、レベルの変化を検出することができず、曲線６のように階段状に変化することになる。ある程度のレベルを認識することができる精度を上げるためには、浮子取り付けの間隔を単純に狭めるか、荷重測定手段から下垂させる索状体を複数本とし、図４（２本の場合）のようにそれぞれの索状体に取り付ける浮子の位置を、交互に違えることでも可能である。ここで示した測定精度向上の方法は、本来階段状の曲線を、できるだけ直線にしようとするものであり、ここで例示のものに限られるものでない。
【００１７】
本発明においては、液面レベルを連続的にではなく、飛び飛びの値としてしか計測できない欠点があるが、逆にそれを利用して、索状体に液の固着がある場合の補正を行うことができる。図５は図３と同様であるが、索状体に固着物が大量に付着し、レベル計測を実施するうえでの荷重測定手段ヘの付加荷重が無視できなくなった場合（曲線８）を模式的に表している。ここでは、浮子を取り付ける間隔を不均等にした場合の例であり、索状体に固着物が付着する前のレベル計測値の推移を表す曲線７と、索状体に固着物が大量に付着して誤差が大きくなった場合の曲線８を示しており、索状体に固着物が付着した分だけ荷重が重く測定されレベル計測値が低く表示されている。
【００１８】
海上での計測では校正は難しいものの、例えばタンク内の液の排出が可能な場合には、タンクを満水にした後に廃液してレベルを下げることにより、液面レベルの変化を階段状に捕らえることができる。また、タンクを満水にできない環境においても、浮子を取り付ける間隔を不均等にすることで、どのレベルでの段差ポイントであるかを推定することが可能である。本来階段状になるレベルは、浮子を取り付けた位置でのレベルに機械的に決まるため、これらのポイントごとにレベルを固定するように荷重測定手段での荷重値を液面レベルに変換すればレベル校正が可能である。索状体に配する浮子の取り付け問隔もしくは索状体自身の長手方向の重さに変化をつけることで、廃液時の廃液によるレベル低下速度が一定であることを前提に、廃液レベル変化計測を実施することでレベル校正をすることが可能である。
【００１９】
図６は、レベル校正のための機能構成の模式図である。図中、校正を行わない場合は、荷重測定手段５での測定荷重は、荷重／レベル変換式１１にてレベル変換されて、レベル計算値１２としてレベル表示がなされる。校正を行う場合は、荷重測定手段５での測定荷重は、まず校正を行わない場合と同様に荷重／レベル変換式１１にてレベルに変換される。そして、このレベル計算値は、実績レベルパターン(計測上の段差位置)１４として蓄積され、これらのポイントごとの基本レベルパターン(実段差位置)１３との比較をするレベル段差位置比較を行う。ここで差がある場合は、レベル自動補正演算部１５にて、荷重からレベルに変換するレベル変換係数を補正して、この補正されたレベル変換係数を１１の荷重／レベル変換式に渡すようにする。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る装置を用いた液面レベルが低い場合を示す図である。
【図２】本発明に係る装置を用いた液面レベルが高い場合を示す図である。
【図３】本発明による液面レベル計測結果を模式的に示した図である。
【図４】索状体を２本配し、浮子の位置を交互に違え配置した例を示す図である。
【図５】レベル計測を実施する上で荷重測定手段ヘの付加荷重が無視できなくなった場合を模式的に示す図である。
【図６】レベル校正のための機能構成の模式図である。
【符号の説明】
【００２１】
１    レベル計測対象タンク
２    タンク内液面レベル
３    荷重測定手段
４    浮子
５    索状体
６    レベル計測値の推移を表す曲線(浮子の間隔が均等)
７    レベル計測値の推移を表す曲線(浮子の間隔が不均等)
８    ７に対し誤差が大きくなった場合の曲線
１１    荷重／レベル変換式
１２    レベル計算値
１３    基本レベルパターン(実段差位置)
１４    実績レベルパターン(計測上の段差位置)
１５    レベル自動補正演算部
【図１】
2006242715.tif 000003
【図２】
2006242715.tif 000004
【図３】
2006242715.tif 000005
【図４】
2006242715.tif 000006
【図５】
2006242715.tif 000007
【図６】
2006242715.tif 000008