(57)【要約】  【課題】    液位測定装置に使用される液位検出センサ部の電極の表面に発生する異物または微生物による絶縁膜の発生を防止できる液位測定装置を提供する。  【解決手段】  液位測定装置において水位ＷＬが下がり、電極３の下端より下に位置したとすると、電極２と電極３間の導通は絶たれ、その間の抵抗値は無限大近くに変化する。この変化は水位ＷＬが下限値を下回ったとの信号、すなわち渇水信号として制御回路（図示せず）に伝達され、注入口７からの水補給が開始される。この水補給時に、水流Ｆを利用して水位ＷＬの表面に波を発生させ、変化する波によって各電極に上下動、揺動を与え、各電極表面の絶縁膜を除去する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容する容器と、前記液体に浸漬される電極とを備え、この電極を容器の深さ方向に相対位置決めして配設すると共に、容器と電極間または電極同士の間の導電率の変化から液位の変化を測定する装置において、前記電極を変動させる変動機構を設けたことを特徴とする液位測定装置。
【請求項２】
前記電極を弾性体を介して配設し、容器内に液体を収容する際の液圧により電極を変動させることで前記変動機構を構成したことを特徴とする請求項１記載の液位測定装置。
【請求項３】
変動機構を容器と蓋部との間に介設された弾性体で構成し、蓋部を可動でき、または液体補給時の液流にて蓋部が変動し液体表面に波が発生できるようにしたことを特徴とする請求項２記載の液位測定装置。
【請求項４】
変動機構を前記電極に振動を付与する振動発生機構で構成したことを特徴とする請求項１記載の液位測定装置。
【請求項５】
変動機構を風圧により電極を変動させる構成としたことを特徴とする請求項１記載の液位測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排水処理装置、液体貯蔵装置などに使用される液位測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水処理設備などにおいては、処理能力に応じてあるいは供給量の調整等のために液体を一時的にタンクなどの容器に貯蔵される。容器内の液面位置（以下、液位と呼称する）が、あらかじめ定めた低位位置より低くなった場合は容器に液体を補給し、あらかじめ定めた高位位置を越えた場合は補給を停止するために、常時液位を測定し弁の開閉などの制御を行う必要があるが、液位を測定するために種々の構造の液位測定装置が使用されている。また、容器が必要により液体を循環させる構造、たとえば入浴槽などの形態を取る場合においても、液位を測定するために容器の一部を構成する配管などに種々の構造の液位測定装置が使用されている。（たとえば特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００３】
以下、液体が水で、水容器に一時的に貯蔵される場合を例として、図８によって従来の液位測定装置の構成と作動を説明する。なお、本実施例に限定する場合は液位測定装置は水位測定装置と同義になるが、以下、本明細書では液位測定装置と呼称する。
【０００４】
１は水を一時的に貯蔵するための容器で、容器１にはその水位を検出するための３個の電極すなわち電極２、電極３、電極４が挿入されている。以下、上記電極２、電極３、電極４の３個の電極を特に区別する必要がない場合、任意の１個ないし３個の電極を総称して各電極と呼ぶ。各電極は蓋部５に相互に絶縁されて貫設されている。蓋部５は上部リング６を介して容器１に固設されている。容器１の上端付近には外部から水を補給するための注入口７が設けられている。ＷＬは容器１内の水位（水面）を示している。以下、各電極および蓋部５で構成される部分を液位検出センサ部と呼ぶ。容器１の底面付近には、容器１内の水を外部に取り出すための水の排出口が設けられ必要に応じて排水が行われるが、以下図１を含む各図面には排出口の記載を省略し、明細書文中には排水口および排水の説明は省略する。
【０００５】
図８に示す水位ＷＬの状態では、電極２と電極３の間には水が存在しているため、電極２と電極３間には水を介してたとえば数キロオーム程度の抵抗値を持つ導通がある。一方電極３と電極４の間には水が介在しないため電極３と電極４間には導通がなく、その間の抵抗値は無限大に近い。この状態、すなわち電極２と電極３間に導通があり、電極３と電極４間に導通がない状態は、水位ＷＬが適正なレベルにあることを示している。
【０００６】
電極３、および４の下端位置は各々水位の下限位置および上限位置となるよう設定されている。もし水位ＷＬが低下し、電極３の下端より下に位置したとすると、電極２と電極３間の導通は絶たれ、その間の抵抗値は無限大近くに変化する。この変化は水位ＷＬが下限値を下回ったとの信号、すなわち渇水信号として制御回路（図示せず）に伝達され、注入口７からの水補給が開始される。
【０００７】
またもし注入口７からの注水により水位ＷＬが上昇し、電極４の下端より上に位置したとすると、電極３と電極４間は導通し、抵抗値が下がる。この変化は水位ＷＬが上限値を上回ったとの信号、すなわち満水信号として制御回路（図示せず）に伝達され、注入口７からの水補給が停止される。
【０００８】
次に図９によって従来の他の液位測定装置の実施例を説明する。１Ａは導電性容器で、導電性を有している。もし水位ＷＬが低下し、電極３の下端より下に位置したとすると、導電性容器１Ａと電極３間の導通は絶たれ、その間の抵抗値は無限大近くに変化する。この変化は水位ＷＬが下限値を下回ったとの信号、すなわち渇水信号として制御回路（図示せず）に伝達され、注入口７からの水補給が開始される。またもし注入口７からの注水により水位ＷＬが上昇し、電極４の下端より上に位置したとすると、導電性容器１Ａと電極４間は導通し、抵抗値が下がる。この変化は水位ＷＬが上限値を上回ったとの信号、すなわち満水信号として制御回路（図示せず）に伝達され、注入口７からの水補給が停止される。本実施例においては図８の電極２は除去されており、導電性容器１Ａが図８の電極２の作動を代行する。図９において図８と同一の符号で示される部品は図８と同一であり説明は省略する。
【０００９】
【特許文献１】特開平５−１９３３号公報（第１−３頁）
【特許文献２】特開平５−１３３７９１号公報（第１−７頁）
【特許文献２】実開平５−１４８４７号公報（第１−５頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の液位測定装置の構造は以上のとおりであるが、通常、容器１または導電性容器１Ａ内の水は純水には限定されないので異物が混入している場合が多く、また継続的な使用により水中に微生物が繁殖する。これらの異物または微生物の多くは図１０に示すように、付着物Ｕとなって各電極の表面に付着し絶縁膜を形成するので各電極間に水が存在しても各電極間の導通は常に絶たれた状態となる。したがってこの場合には水位ＷＬが上昇し満水状態になっても液位検出センサ部の信号を受ける制御回路（図示せず）は水位ＷＬが低下したままと誤認し、満水時にもさらに注入口７からの水補給を続け、結果としてシステムの制御不能、水のオーバフローなどの事故を引き起こすことがある。本発明はこのような問題点を解決する手段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】
【００１１】
本発明が提供する液位測定装置は上記課題を解決するために、電極に上下動、振動、揺動などの変動を付与する変動機構を設ける。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、電極に上下動、揺動などの変動を与える都度、電極表面に形成される異物または微生物の絶縁膜に機械的な除去力が与えられ、継続的な使用にも電極に絶縁性の膜や異物が付着、堆積しにくくなり、液位測定装置の寿命が改善され保守回数が低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
液体を収容する容器と、前記液体に浸漬される電極とを備え、容器と電極間または電極同士の間の導電率の変化から液位の変化を測定する装置において、前記電極を変動させる変動機構を設ける。
【実施例１】
【００１４】
以下、液体が水である場合について、本発明の実施例を説明する。図１（ａ）において、容器１の上方には上部リング６および可撓材１１および１１Ａを介して蓋部５および、蓋部５に絶縁されて貫設された電極２、電極３、電極４が固設されている。可撓材１１および１１Ａは発条などの弾性構造あるいはゴムなどの弾性材料からなり、適切な外力が蓋部５または各電極に印加された場合に容器１と蓋部５との相対位置を変動させることが可能な構造を提供している。ＷＬは容器１内に内包されている水の水位である。図１（ｂ）は（ａ）の上面図である。
【００１５】
図１（ａ）の構造をもつ液位測定装置の作動を図１（ｃ）によって説明する。今、図１（ａ）において水位ＷＬが下がり、電極３の下端より下に位置したとすると、電極２と電極３間の導通は絶たれ、その間の抵抗値は無限大近くに変化する。この変化は水位ＷＬが下限値を下回ったとの信号、すなわち渇水信号として制御回路（図示せず）に伝達され、注入口７からの水補給が開始される。この水補給時に、図１（ｃ）に示すように水流Ｆを利用して水位ＷＬの表面に波が発生し、また、水流Ｆの抵抗により各電極に横向きの力が加わり、各電極に上下動、揺動が与えられ、各電極表面の絶縁膜や異物の付着を防止する。注入口７は必ずしも水上の高い位置に設ける必要はなく、流入する際の水の流体圧が各電極にはたらく位置にあれば水没のいかんを問わない。
【実施例２】
【００１６】
第２の実施例は、図２に示す導電性容器１Ａを使用した例である。図２において図１と同一の符号で示される部品は図１と同一であり説明は省略する。導電性容器１Ａは導電性を有している。もし水位ＷＬが低下し、電極３の下端より下に位置したとすると、導電性容器１Ａと電極３間の導通は絶たれ、その間の抵抗値は無限大近くに変化する。この変化は水位ＷＬが下限値を下回ったとの信号、すなわち渇水信号として制御回路（図示せず）に伝達され、注入口７からの水補給が開始される。またもし注入口７からの注水により水位ＷＬが上昇し、電極４の下端より上に位置したとすると、導電性容器１Ａと電極４間は導通し、抵抗値が下がる。この変化は水位ＷＬが上限値を上回ったとの信号、すなわち満水信号として制御回路（図示せず）に伝達され、注入口７からの水補給が停止される。本実施例においては図１の電極２は除去されており、導電性容器１Ａが図１の電極２の作動を代行する。
【実施例３】
【００１７】
図３は第３の実施例で、図１の蓋部５に変えて可撓材料を使用した可撓蓋部５Ａを使用するものである。可撓蓋部５Ａは導電性容器１Ｂの直立した上端部により保持されている。図３において図１と同一の符号で示される部品は図１と同一であり説明は省略する。導電性容器１Ｂは導電性を有しており、もし水位ＷＬが低下し、電極３の下端より下に位置したとすると、導電性容器１Ｂと電極３間の導通は絶たれ、その間の抵抗値は無限大近くに変化する。この変化は水位ＷＬが下限値を下回ったとの信号、すなわち渇水信号として制御回路（図示せず）に伝達され、注入口７からの水補給が開始される。またもし注入口７からの注水により水位ＷＬが上昇し、電極４の下端より上に位置したとすると、導電性容器１Ｂと電極４間は導通し、抵抗値が下がる。この変化は水位ＷＬが上限値を上回ったとの信号、すなわち満水信号として制御回路（図示せず）に伝達され、注入口７からの水補給が停止される。本実施例においては図１の電極２は除去されており、導電性容器１Ｂが図１の電極２の作動を代行している。また図１の可撓材１１、１１Ａも除去されており、可撓蓋部５Ａがその作動を代行している。
【実施例４】
【００１８】
第４の実施例は、蓋部５に変動を与えるための振動発生源を設けた例である。図４はその一例で、振動発生源として、固定壁Ｚと蓋部５の中間に固着された振動子１２を使用している。振動子１２としてはたとえば圧電セラミック素子などが使用できる。図１と同一の符号で示される部品は図１と同一であり説明は省略する。
【実施例５】
【００１９】
図５は第５の実施例で、容器１の近傍で液搬用等のポンプ１４を使用している場合にその振動を利用するものである。本実施例では蓋部５に伝達棒１３を介して振動発生源としてのポンプ１４を固着し、蓋部５、したがって各電極を変動させている。図５において図１と同一の符号で示される部品は図１と同一であり詳細説明は省略する。
【実施例６】
【００２０】
第６に示す実施例は図６に示される。図６の（ａ）、（ｂ）は振動発生源として自然の風力を利用した例である。図６（ａ）は蓋部５に風車１５を軸着し、風車１５の回転で生じる振動を蓋部５に伝達し、蓋部５を変動させる。また図６（ｂ）は自然の風力を風受け板１６で受け、蓋部５に固設された風受け板１６の撓みおよび復元を含む変動を利用して蓋部５を変動させる。図６において図１と同一の符号で示される部品は図１と同一であり詳細説明は省略する。
【００２１】
本発明は上記の実施例のみに限定されない。たとえば図１において２枚の板状の可撓材１１および１１Ａに替えてリング状の１枚の可撓材を使用しても良く、本発明は可撓材の数には限定されない。各電極が固設される場所も必ずしも蓋部５である必要はなく、容器１本体など、要するに各電極下端部と容器１との相対位置が決め得るように設置されていれば足りる。また容器１は必ずしもタンク形状には限定されず、たとえば入浴槽の配管のように、水貯蔵構造と注水構造を持った容器の一部であっても良い。さらに図４において固定壁Ｚを設けず振動子１２を蓋部５のみに固設し、振動子１２を駆動した場合に各電極、蓋部５、振動子１２からなる剛体系の重心の周囲に発生する変動を利用して各電極を変動させることもでき、また振動子１２を蓋部５の上面、下面等の任意の位置に固設することもできる。さらに図５において伝達棒１３を介せずポンプ１４を直接蓋部５に接触させても良く、ポンプ１４以外にも種々の振動源を用いることができる。
【００２２】
さらに図６（ａ）または（ｂ）において、自然の風力ではなく風力を発生するファンなどを特別に備えても良く、また液位測定装置の近傍に排気ダクト等の気流を発生する設備があればそこから発生する風力を利用することもできる。風力を変動力に変換するための風受け板１６は図７（ａ）、（ｂ）または（ｃ）、（ｄ）のように種々の形状が可能である。図７（ａ）、（ｂ）は風向に応じて回転する風受け板１６の例であり、また図７（ｃ）、（ｄ）は図６の蓋部５に固設された風受け板１６の例であり、本発明は風受け板１６の形状には限定されない。また図４〜図６においては容器１を使用した場合について説明しているが、容器１に替えて図２の導電性容器１Ａまたは図３の導電性容器１Ｂを使用しても良い。さらに前記の実施例はすべて液体が水の場合について説明しているが、本発明が水以外の液体についても適用可能であることは明白である。本発明はこれらをすべて包含する。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は排液処理装置、入浴槽等を含む液体貯蔵装置、液体濾過装置など、適正液位を検知することが必要な用途に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施例を示す図で、（ａ）は実施例の構成図、（ｂ）は（ａ）の上面図、（ｃ）は作動説明図である。
【図２】は本発明の第２の実施例である。
【図３】は本発明の第３の実施例である。
【図４】は本発明の第４の実施例である。
【図５】は本発明の第５の実施例である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は本発明の第６の実施例である。
【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は第６の実施例の風受け板の例である。
【図８】は従来の実施例である。
【図９】は従来の他の実施例である。
【図１０】は従来の実施例の使用状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  容器
１Ａ  導電性容器
１Ｂ  導電性容器
２  電極
３  電極
４  電極
５  蓋部
５Ａ  可撓蓋部
６  上部リング
７  注入口
１１  可撓材
１１Ａ  可撓材
１２  振動子
１３  伝達棒
１４  ポンプ
１５  風車
１６  風受け板
Ｆ  水流
ＷＬ  水位
Ｕ  付着物
Ｚ  固定壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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