(57)【要約】  本発明に係る液面計３０は、第１測温抵抗体Ｒ１１と、第１測温抵抗体の近傍に配置された第１温度測定体Ｒ１２と、第１測温抵抗体及び第１温度測定体の温度から液面の位置を検知する液面検知部３９を備え、第１測温抵抗体及び第１温度測定体の温度を検出する温度検出部３７と、温度検出部により検出された第１測温抵抗体の温度と第１温度測定体の温度との差が第１の一定値となるように、第１測温抵抗体に印加する電流値を決定する電流制御部３８と、決定された電流値の電流を第１測温抵抗体に印加する電源部３２と、をさらに備え、液面検知部は、第１測温抵抗体に印加される電流値を用いて、第１測温抵抗体が液体中に存在するか、液体外に存在するかを判定する。これにより、周囲温度の影響を受けずに液面の検出を行うことが可能となり、定温度差で温度制御を行うため、測温抵抗体に必要以上の電力が印加されず、長寿命化を図ることができる。
2016088332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意の大きさの電流が印加される第１測温抵抗体と、
前記第１測温抵抗体の近傍に配置された第１温度測定体と、
前記第１測温抵抗体の温度及び前記第１温度測定体の温度から液面の位置を検知する液面検知部を備えた液面計であって、
前記第１測温抵抗体の温度及び前記第１温度測定体の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部により検出された前記第１測温抵抗体の温度と前記第１温度測定体の温度との差が第１の一定値となるように、前記第１測温抵抗体に印加する電流値を決定する電流制御部と、
前記電流制御部により決定された電流値の電流を前記第１測温抵抗体に印加する電源部とをさらに備え、
前記液面検知部は、前記第１測温抵抗体に印加される電流値を用いて、前記第１測温抵抗体が液体中に存在するか、液体外に存在するかを判定することを特徴とする液面計。
【請求項２】
前記第１温度測定体は、前記第１測温抵抗体に印加される電流よりも小さい電流が印加される測温抵抗体であることを特徴とする、請求項１に記載の液面計。
【請求項３】
前記液面検知部は、前記電流制御部により前記第１測温抵抗体に印加されている電流値が、所定の第１しきい値よりも大きいか否かを判定することにより、前記第１測温抵抗体が液体中に存在するか、液体外に存在するかを判定することを特徴とする、請求項１に記載の液面計。
【請求項４】
前記第１測温抵抗体の両端の電圧を測定する電圧測定部をさらに備え、
前記温度検出部は、前記電圧測定部により測定された前記第１測温抵抗体の両端の電圧から、前記第１測温抵抗体の温度を決定し、
前記電流制御部は、
前記差が所定の基準値よりも大きい場合、前記第１測温抵抗体に印加する電流値を、前記第１測温抵抗体に印加中の電流値よりも小さい値に決定し、
前記差が前記基準値よりも小さい場合、前記第１測温抵抗体に印加する電流値を、前記第１測温抵抗体に印加中の電流値よりも大きい値に決定し、
前記差が前記基準値に等しい場合、前記第１測温抵抗体に印加する電流値を、前記第１測温抵抗体に印加中の電流値と同じ値に決定することを特徴とする、請求項１に記載の液面計。
【請求項５】
任意の大きさの電流が印加される第２測温抵抗体をさらに備え、
前記第２測温抵抗体は、前記第１測温抵抗体と異なる高さに配置され、
前記温度検出部は、前記第２測温抵抗体の温度を検出し、
前記電流制御部は、前記温度検出部により検出された前記第２測温抵抗体の温度と前記第１温度測定体の温度との差が第２の一定値となるように、前記第２測温抵抗体に印加する電流値を決定し、
前記電源部は、前記電流制御部により決定された前記第２測温抵抗体に印加する電流値の電流を、前記第２測温抵抗体に印加し、
前記液面検知部は、前記第２測温抵抗体に印加される電流値を用いて、前記第２測温抵抗体が液体中に存在するか、液体外に存在するかを判定することを特徴とする、請求項１に記載の液面計。
【請求項６】
前記第２測温抵抗体は、前記第１測温抵抗体及び前記第１温度測定体よりも低い位置に配置されることを特徴とする、請求項５に記載の液面計。
【請求項７】
任意の大きさの電流が印加される第２測温抵抗体と、
前記第２測温抵抗体の近傍に配置された第２温度測定体とをさらに備え、
前記第２測温抵抗体は、前記第１測温抵抗体と異なる高さに配置され、
前記温度検出部は、前記第２測温抵抗体の温度及び前記第２温度測定体の温度を検出し、
前記電流制御部は、前記温度検出部により検出された前記第２測温抵抗体の温度と前記第２温度測定体の温度との差が第２の一定値となるように、前記第２測温抵抗体に印加する電流値を決定し、
前記電源部は、前記電流制御部により決定された前記第２測温抵抗体に印加する電流値の電流を、前記第２測温抵抗体に印加し、
前記液面検知部は、前記第２測温抵抗体に印加される電流値を用いて、前記第２測温抵抗体が液体中に存在するか、液体外に存在するかを判定することを特徴とする、請求項１に記載の液面計。
【請求項８】
前記第２測温抵抗体及び前記第２温度測定体は、前記第１測温抵抗体及び前記第１温度測定体よりも高い位置に配置され、
前記第１測温抵抗体の温度と前記第１温度測定体の温度との差が前記第１の一定値よりも大きくなれば、前記液面検知部は、液面を上昇させるべき信号を出力し、
前記第１測温抵抗体の温度と前記第１温度測定体の温度との差が前記第１の一定値よりも小さくなれば、前記液面検知部は、液面の上昇を停止させるべき信号を出力することを特徴とする、請求項７に記載の液面計。
【請求項９】
前記液面検知部は、前記第１測温抵抗体の温度と前記第１温度測定体の温度との差が前記第１の一定値よりも大きくなった後、所定時間以内に、前記第１測温抵抗体の温度と前記第１温度測定体の温度との差が前記第１の一定値よりも小さくなった場合には、液面の上昇を停止させるべき信号を出力せず、液面を上昇させるべき信号の出力を維持することを特徴とする、請求項８に記載の液面計。
【請求項１０】
前記第２測温抵抗体の温度と前記第２温度測定体の温度との差が前記第２の一定値よりも小さくなれば、前記液面検知部は、液面の上昇を停止させるべき信号を出力することを特徴とする、請求項９に記載の液面計。
【請求項１１】
前記第１測温抵抗体、前記第２測温抵抗体、前記第１温度測定体、及び前記第２温度測定体は、白金測温抵抗体である、ことを特徴とする、請求項７に記載の液面計。
【請求項１２】
請求項１に記載の液面計が取り付けられ、収容する液体の液面が前記液面計により検知される容器。
【請求項１３】
請求項１２に記載の容器を備え、気化させる液体が前記容器に収容される気化器。
【請求項１４】
自己発熱用測温抵抗体と第１抵抗とが直列接続された第１ラインと、前記第１ラインと並列接続され前記第１ラインより小さい電流が流れるような第２抵抗及び第３抵抗が直列接続された第２ラインと、を含むブリッジ回路と、
電源からの電流を前記ブリッジ回路に供給すべく、前記ブリッジ回路に対して直列接続されたトランジスタと、
前記第２抵抗と第３抵抗との間に接続され、前記第１抵抗と同抵抗値の第４抵抗、第５抵抗、及び、前記自己発熱用抵抗体と同じ測温抵抗体を用いた周囲温度測定用測温抵抗体が直列接続された第３ラインと、
前記自己発熱用測温抵抗体と前記第１抵抗体との間に接続され、前記第２抵抗と前記第３抵抗の抵抗値の比と同じ抵抗値の比をもつ第６抵抗及び第７抵抗が直列接続された第４ラインと、
前記第４抵抗と第５抵抗との間の第１電位が非反転入力端子に入力され、前記第６抵抗と前記第７抵抗との間の第２電位が反転入力端子に入力されるコンパレータと、
前記コンパレータの出力電位を前記トランジスタのベース電圧として印加する第５ラインと、を備え、
前記コンパレータの出力電位が検知出力とされることを特徴とする液面検知回路。
【請求項１５】
前記第３ラインに、バッファ回路が接続されていることを特徴とする請求項１４に記載の液面検知回路。
【請求項１６】
前記第４ラインに、バッファ回路が接続されていることを特徴とする請求項１４に記載の液面検知回路。
【請求項１７】
前記自己発熱用測温抵抗体と前記周囲温度測定用測温抵抗体とが、白金測温抵抗体であることを特徴とする請求項１４に記載の液面検知回路。
【請求項１８】
前記第５抵抗が可変抵抗器であることを特徴とする請求項１４に記載の液面検知回路。
【請求項１９】
前記第２抵抗と前記第６抵抗とが同じ抵抗値であり、前記第３抵抗と前記第７抵抗とが同じ抵抗値であることを特徴とする請求項１４に記載の液面検知回路。
【請求項２０】
請求項１４に記載の液面検知回路を用いた液面計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液面レベルを検知する液面計及び該液面計に用いられる液面検知回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ: Metal Organic Chemical Vapor Deposition）が用いられる半導体製造装置に、原料流体を供給する液体原料気化供給装置が提案されている（例えば特許文献１〜３）。【０００３】
この種の液体原料気化供給装置は、ＴＥＯＳ（Tetraethyl orthosilicate）等の液体原料を気化チャンバ内で加熱して気化させ、気化させたガスを流量制御装置により所定流量に制御して半導体製造装置に供給する。そして、原料液体を気化させることによる原料液体の減少を補うため、原料液体の液面を検出し、減少分を供給することにより、液面を制御することが必要となる。【０００４】
原料液体の液面を検出する方法として、例えば、気化器内の圧力減少をモニターすることで気化器内の原料液体が気化により減少したことを検出する圧力検知式液面検出装置（特許文献２等）や、液相と気相とで熱放散定数が異なることを利用した熱式液面検出装置（特許文献４〜６等）が知られている。【０００５】
この種の熱式液面検出装置では、図８に示すように、それぞれに白金等の測温抵抗体（Resistive Temperature Detector）Ｒ１、Ｒ２を封入した２本の保護管Ｐを容器Ｔ内に鉛直方向に挿入して、一方の測温抵抗体Ｒ１には測温抵抗体Ｒ１を自己発熱により周囲温度より高温に保つために比較的大きな定電流Ｉ１（加熱電流）を流し、他方の測温抵抗体Ｒ２には周囲温度を測定できる程度で発熱が無視できる大きさの微小な定電流Ｉ２（周囲温度測定用電流）を流す。【０００６】
そうすると、大きな電流Ｉ１を流した測温抵抗体Ｒ１は発熱する。このとき、測温抵抗体が液相Ｌ中にある場合の熱放散定数は、気相Ｇ中にある場合の熱放散定数よりも大きいために、気相Ｇ中にある場合の測温抵抗体の温度は、液相中にある場合と比べると高くなる。【０００７】
そしてこのことは、気相中の測温抵抗体は、液相中の測温抵抗体よりも抵抗値が高いことを意味するため、大きな電流を流した測温抵抗体Ｒ１の電圧出力と、微小な電流を流した測温抵抗体Ｒ２の電圧出力との差分（絶対値）を観測することで、測温抵抗体が液面の上方か下方かを判別することが可能となる。即ち、差分が小さい場合には測温抵抗体は液面よりも下方にあり、差分が大きい場合には測温抵抗体は液面よりも上方にあると判断することができる。【０００８】
図９は、液面検知回路の一例であり、測温抵抗体Ｒ１，Ｒ２には、定電流回路Ｓ１、Ｓ２を介して電源Ｖｃｃから定電流を供給される。測温抵抗体Ｒ２には、周囲温度を測定できる程度で発熱が無視できる大きさの微小な電流が流れ、測温抵抗体Ｒ１には、測温抵抗体Ｒ２より大きな電流値の電流であって測温抵抗体Ｒ１を高温に加熱するために比較的大きな電流が流れるように、定電流回路Ｓ１には定電流回路Ｓ２より大きな電流が流れるように設定されている。測温抵抗体Ｒ１の端子電圧Ｖ１と測温抵抗体Ｒ２の端子電圧Ｖ２とが差動増幅回路Ｄの反転入力及び非反転入力に其々入力され、差動増幅回路Ｄから、端子電圧Ｖ１，Ｖ２の差電圧（Ｖ１−Ｖ２）に相当する電圧信号が比較器Ｃに入力される。比較器Ｃは、分圧抵抗器Ｒ３，Ｒ４により設定された基準電圧Ｖ３を、差電圧（Ｖ１−Ｖ２）と比較する。【０００９】
測温抵抗体Ｒ１が液相中にあるときは、測温抵抗体Ｒ１は周囲温度に対する温度上昇は気相中の温度上昇より小さい。その結果、同じく液相中にある測温抵抗体Ｒ２から発せられる周囲温度に対応した大きさの電圧信号との差に相当する作動増幅回路Ｄからの出力電圧が基準電圧より小さくなり、比較器Ｃの出力はローレベルになる。一方、液面が下がり、測温抵抗体Ｒ１が気相中に露出すると、周囲温度に対する温度上昇が気相中の温度上昇になるから、同じく気相中にある測温抵抗体Ｒ２から発せられる周囲温度に対応した大きさの電圧信号との差に相当する差動増幅回路Ｄの出力電圧が基準電圧より大きくなり、比較器Ｃの出力はハイレベルとなる。比較器Ｃの出力がハイレベルの時は測温抵抗体Ｒ１，Ｒ２が気相中にあり、比較器Ｃの出力がローレベルの時は測温抵抗体Ｒ１，Ｒ２が液相中にあると判別される。【００１０】
端子電圧Ｖ１，Ｖ２を測定すれば、電流値Ｉ１、Ｉ２からオームの法則により、測温抵抗体Ｒ１，Ｒ２の抵抗値を求めることができ、測温抵抗体Ｒ１，Ｒ２の抵抗値が分かれば、測温抵抗体Ｒ１，Ｒ２の温度に対する抵抗変化率が既知であれば、測温抵抗体Ｒ１，Ｒ２の温度を導き出すことができる。したがって、液面検知回路では、測温抵抗体Ｒ１、Ｒ２の電圧出力の比較に代えて、測温抵抗体Ｒ１，Ｒ２の抵抗値を比較することによっても判別可能であるし、あるいは、測温抵抗体Ｒ１，Ｒ２の温度に対する抵抗変化率を利用して各々の抵抗値から測温抵抗体Ｒ１，Ｒ２の温度を測定してそれらの温度を比較することによっても、判別可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−２５２７６０号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８０４２９号公報
【特許文献３】特開２０１３−７７７１０号公報
【特許文献４】特許第３００９８０９号公報
【特許文献５】特許第５４００８１６号公報
【特許文献６】特開２００１−９９６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記従来の液面検知においては、駆動回路として各測温抵抗体に対して定電流を流し、測温抵抗体の抵抗値の比較を行う定電流回路を用いていた。しかしながら、駆動回路に定電流回路を用いた場合、測定時に周辺温度の影響を受ける、測温抵抗体に必要以上の電流が印加される、との問題があった。【００１３】
本発明は、上記問題を解決しうる液面検知回路及び液面計を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明の第１の局面に係る液面計は、任意の大きさの電流が印加される第１測温抵抗体と、前記第１測温抵抗体の近傍に配置された第１温度測定体と、前記第１測温抵抗体の温度及び前記第１温度測定体の温度から液面の位置を検知する液面検知部を備えた液面計であって、前記第１測温抵抗体の温度及び前記第１温度測定体の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部により検出された前記第１測温抵抗体の温度と前記第１温度測定体の温度との差が第１の一定値となるように、前記第１測温抵抗体に印加する電流値を決定する電流制御部と、前記電流制御部により決定された電流値の電流を前記第１測温抵抗体に印加する電源部とをさらに備え、前記液面検知部は、前記第１測温抵抗体に印加される電流値を用いて、前記第１測温抵抗体が液体中に存在するか、液体外に存在するかを判定する。【００１５】
前記第１温度測定体は、前記第１測温抵抗体に印加される電流よりも小さい電流が印加される第２測温抵抗体であってもよい。【００１６】
前記液面検知部は、前記電流制御部により前記第１測温抵抗体に印加されている電流値が、所定の第１しきい値よりも大きいか否かを判定することにより、前記第１測温抵抗体が液体中に存在するか、液体外に存在するかを判定することができる。【００１７】
上記の液面計は、前記第１測温抵抗体の両端の電圧を測定する電圧測定部をさらに備え、前記温度検出部は、前記電圧測定部により測定された前記第１測温抵抗体の両端の電圧から、前記第１測温抵抗体の温度を決定することができ、前記電流制御部は、前記差が所定の基準値よりも大きい場合、前記第１測温抵抗体に印加する電流値を、前記第１測温抵抗体に印加中の電流値よりも小さい値に決定し、前記差が前記基準値よりも小さい場合、前記第１測温抵抗体に印加する電流値を、前記第１測温抵抗体に印加中の電流値よりも大きい値に決定し、前記差が前記基準値に等しい場合、前記第１測温抵抗体に印加する電流値を、前記第１測温抵抗体に印加中の電流値と同じ値に決定することができる。【００１８】
上記の液面計は、任意の大きさの電流が印加される第２測温抵抗体をさらに備えることができ、前記第２測温抵抗体は、前記第１測温抵抗体と異なる高さに配置され、前記温度検出部は、前記第２測温抵抗体の温度を検出し、前記電流制御部は、前記温度検出部により検出された前記第２測温抵抗体の温度と前記第１温度測定体の温度との差が第２の一定値となるように、前記第２測温抵抗体に印加する電流値を決定し、前記電源部は、前記電流制御部により決定された前記第２測温抵抗体に印加する電流値の電流を、前記第２測温抵抗体に印加し、前記液面検知部は、前記第２測温抵抗体に印加される電流値を用いて、前記第２測温抵抗体が液体中に存在するか、液体外に存在するかを判定することができる。【００１９】
前記第２測温抵抗体は、前記第１測温抵抗体及び前記第１温度測定体よりも低い位置に配置されることができる。【００２０】
上記の液面計は、任意の大きさの電流が印加される第２測温抵抗体と、前記第２測温抵抗体の近傍に配置された第２温度測定体とをさらに備えることができ、前記第２測温抵抗体は、前記第１測温抵抗体と異なる高さに配置され、前記温度検出部は、前記第２測温抵抗体の温度及び前記第２温度測定体の温度を検出し、前記電流制御部は、前記温度検出部により検出された前記第２測温抵抗体の温度と前記第２温度測定体の温度との差が第２の一定値となるように、前記第２測温抵抗体に印加する電流値を決定し、前記電源部は、前記電流制御部により決定された前記第２測温抵抗体に印加する電流値の電流を、前記第２測温抵抗体に印加し、前記液面検知部は、前記第２測温抵抗体に印加される電流値を用いて、前記第２測温抵抗体が液体中に存在するか、液体外に存在するかを判定することができる。【００２１】
前記第２測温抵抗体及び前記第２温度測定体は、前記第１測温抵抗体及び前記第１温度測定体よりも高い位置に配置され、前記第１測温抵抗体の温度と前記第１温度測定体の温度との差が前記第１の一定値よりも大きくなれば、前記液面検知部は、液面を上昇させるべき信号を出力し、前記第１測温抵抗体の温度と前記第１温度測定体の温度との差が前記第１の一定値よりも小さくなれば、前記液面検知部は、液面の上昇を停止させるべき信号を出力する。【００２２】
前記液面検知部は、前記第１測温抵抗体の温度と前記第１温度測定体の温度との差が前記第１の一定値よりも大きくなった後、所定時間以内に、前記第１測温抵抗体の温度と前記第１温度測定体の温度との差が前記第１の一定値よりも小さくなった場合には、液面の上昇を停止させるべき信号を出力せず、液面を上昇させるべき信号の出力を維持してもよい。【００２３】
前記第２測温抵抗体の温度と前記第２温度測定体の温度との差が前記第２の一定値よりも小さくなれば、前記液面検知部は、液面の上昇を停止させるべき信号を出力してもよい。【００２４】
前記第１測温抵抗体、前記第２測温抵抗体、前記第１温度測定体、及び前記第２温度測定体は、白金測温抵抗体であってもよい。【００２５】
本発明の第２の局面に係る容器は、上記の液面計が取り付けられ、収容する液体の液面が前記液面計により検知される。【００２６】
本発明の第３の局面に係る気化器は、上記の容器を備え、気化させる液体が前記容器に収容される。【００２７】
本発明の第４の局面に係る液面検知回路は、自己発熱用測温抵抗体と第１抵抗とが直列接続された第１ラインと、前記第１ラインと並列接続され前記第１ラインより小さい電流が流れるような第２抵抗及び第３抵抗が直列接続された第２ラインと、を含むブリッジ回路と、電源からの電流を前記ブリッジ回路に供給すべく、前記ブリッジ回路に対して直列接続されたトランジスタと、前記第２抵抗と第３抵抗との間に接続され、前記第１抵抗と同抵抗値の第４抵抗、第５抵抗、及び、前記自己発熱用抵抗体と同じ測温抵抗体を用いた周囲温度測定用測温抵抗体が直列接続された第３ラインと、前記自己発熱用測温抵抗体と前記第１抵抗体との間に接続され、前記第２抵抗と前記第３抵抗の抵抗値の比と同じ抵抗値の比をもつ第６抵抗及び第７抵抗が直列接続された第４ラインと、前記第４抵抗と第５抵抗との間の第１電位が非反転入力端子に入力され、前記第６抵抗と前記第７抵抗との間の第２電位が反転入力端子に入力されるコンパレータと、前記コンパレータの出力電位を前記トランジスタのベース電圧として印加する第５ラインと、を備え、前記コンパレータの出力電位が検知出力とされる。【００２８】
前記第３ラインに、バッファ回路が接続され得る。【００２９】
前記第４ラインに、バッファ回路が接続され得る。【００３０】
前記第５抵抗は、可変抵抗器とすることができる。【００３１】
前記自己発熱用測温抵抗体及び前記周囲温度測定用測温抵抗体は、白金測温抵抗体とすることができる。【００３２】
前記第２抵抗と前記第６抵抗とを同じ抵抗値とし、前記第３抵抗と前記第７抵抗とを同じ抵抗値としてもよい。【００３３】
本発明の第５の局面に係る液面計は、上記の液面検知回路を用いる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に係る液面検知回路及び液面計によれば、自己発熱用測温抵抗体と周囲温度測定用測温抵抗体とを定温度差駆動するため、周囲温度の影響を受けずに液面の検出を行うことが可能となり、定温度差で温度制御を行うため、測温抵抗体に必要以上の電力が印加されず、長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る液面検知回路を示す回路図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る液面計を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る液面計の第１〜第４測温抵抗体の配置を示す模式図である。
【図４】制御部の機能を示すブロック図である。
【図５】図２の液面計の動作を示すフローチャートである。
【図６】液面と上限位置との位置関係を検知するための測温抵抗体の電流値を示すグラフである。
【図７】液面と下限位置との位置関係を検知するための測温抵抗体の電流値を示すグラフである。
【図８】従来の液面計を示す概略構成図である。
【図９】従来の液面計の液面検知回路の一例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明に係る液面検知回路の実施形態について、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、全図及び全実施形態を通じて、同一又は類似の構成部分には同符号を付した。
【００３７】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る液面検知回路を示している。本発明に係る液面検知回路を用いる液面計の設置例については、図８を適宜参照する。
【００３８】
液面検知回路１は、図１に示すように、自己発熱用測温抵抗体Ｒ１と第１抵抗２とが直列接続された第１ライン３と、第１ライン３と並列接続され第１ライン３より小さい電流が流れるように第２抵抗４及び第３抵抗５が直列接続された第２ライン６と、を含むブリッジ回路７と、電源Ｖからの電流をブリッジ回路７に供給すべく、ブリッジ回路７に対して直列接続されたｎＭＯＳトランジスタ８と、第２抵抗４と第３抵抗５との間に接続され、第１抵抗２と同抵抗値の第４抵抗９、第５抵抗１０、及び、自己発熱用測温抵抗体Ｒ１と同じ測温抵抗体を用いた周囲温度測定用測温抵抗体Ｒ２が直列接続された第３ライン１１と、自己発熱用測温抵抗体Ｒ１と第１抵抗２との間に接続され、第２抵抗４と同抵抗値の第６抵抗１２、及び、第３抵抗５と同抵抗値の第７抵抗１３が直列接続された第４ライン１４と、第４抵抗９と第５抵抗１０との間の第１電位Ｖａが非反転入力端子に入力され、第６抵抗１２と第７抵抗１３との間の第２電位Ｖｂが反転入力端子に入力されるコンパレータ１５と、コンパレータ１５の出力電位をトランジスタ８のベース電圧として印加する第５ライン１６と、を備え、コンパレータ１５の出力電位が液面の検知出力とされる。
【００３９】
ブリッジ回路７から第３ライン１１への電圧出力を安定させるために、第３ライン１１にバッファ回路１７が接続されている。同様に、ブリッジ回路７から第４ライン１４への電圧出力を安定させるために、第４ライン１４にバッファ回路１８が接続されている。第３ライン１１及び第４ライン１４は、何れもグランドに接続されている。
【００４０】
図示例において、第１抵抗２及び第４抵抗９は１００Ωであり、第２抵抗４及び第６抵抗１２は１０ｋΩであり、第３抵抗５及び第７抵抗は１ｋΩである。図示例において、第５抵抗１０は、最大５０Ωの可変抵抗器であり、８Ωに調節されている。電源ＶはＤＣ１２Ｖである。
【００４１】
また、図示例において、自己発熱用測温抵抗体Ｒ１及び周囲温度測定用測温抵抗体Ｒ２は、何れも、日本工業規格（ＪＩＳ）又はＩＥＣ規格で規定されたＰｔ１００に相当する白金測温抵抗体が用いられ、公称抵抗値は１００Ωである。白金測温抵抗体は、抵抗値と温度の関係がリニアに変化してその変化率が大きく、再現性にも優れているため、測温抵抗体に適している。白金測温抵抗体は、一般に、白金抵抗素子，内部導線，絶縁物，保護管，端子などから構成され得る。
【００４２】
上記構成の液面検知回路１の作動について、以下に説明する。
【００４３】
トランジスタ８がオンしているとき、電源Ｖからのブリッジ回路７に電流が供給され、第１ライン３に第２ラインより大きな電流が流れる。第１ライン３に流れる電流は、自己発熱用測温抵抗体Ｒ１を自己発熱させ、自己発熱用測温抵抗体Ｒ１を周囲温度より高温に保つ加熱電流である。
【００４４】
第１ライン３のブリッジ回路７との接続点での電圧出力Ｖｃは、バッファ回路１８によって安定化された後、第６抵抗１２と第７抵抗１３とによって分圧され、第６抵抗１２と第７抵抗１３との間の電圧出力Ｖｂがコンパレータ１５の反転入力端子に入力される。
【００４５】
一方、ブリッジ回路７の第２ライン６には、周囲温度を測定できる程度で発熱が無視できる大きさの微小な電流（周囲温度測定用電流）を第３ライン１１に流すための電流が流れる。第３ライン１１のブリッジ回路７との接続点での電圧出力Ｖｄは、バッファ回路１７によって安定化された後、第４抵抗９と、第５抵抗１０及び周囲温度測定用測温抵抗体Ｒ２とによって分圧され、第４抵抗９と第５抵抗１０との間の電位出力Ｖａがコンパレータ１５の非反転入力端子に入力される。
【００４６】
図１の回路構成から明らかなように、自己発熱用測温抵抗体Ｒ１の抵抗値（Ｒ１）が、第５抵抗１０の抵抗値（Ｒ）と周囲温度測定用測温抵抗体Ｒ２の抵抗値（Ｒ２）の合計抵抗値（Ｒ２＋Ｒ）より小さいとき（Ｒ１＜Ｒ２+Ｒ）、コンパレータ１５の非反転入力が反転入力より大きく、コンパレータ１５は、ハイレベルにあり、トランジスタ８にベース電圧（５Ｖ）を出力し、トランジスタ８はオンとなり、電源Ｖからブリッジ回路７へ電流が供給される。
【００４７】
自己発熱用測温抵抗体Ｒ１が自己発熱により抵抗値が上昇し、その抵抗値（Ｒ１）が、第５抵抗１０の抵抗値（Ｒ）と周囲温度測定用測温抵抗体Ｒ２の抵抗値（Ｒ２）の合計抵抗値（Ｒ２＋Ｒ）を越える（すなわち、Ｒ１＞Ｒ２＋Ｒ）と、コンパレータ１５の反転入力が非反転入力より大きくなり、コンパレータ１５は、ローレベルとなり、トランジスタ８にベース電圧を出力しないため、トランジスタ８はオフとなり、電源Ｖからブリッジ回路７へ電流が供給されない。従って、自己発熱用測温抵抗体Ｒ１が自己発熱により温度が上昇しすぎ、抵抗値が上がり過ぎると、加熱電流の供給が止まる。
【００４８】
液面検知回路１は、上記のように、自己発熱用測温抵抗体Ｒ１の抵抗値（Ｒ１）を、第５抵抗１０の抵抗値（Ｒ）と周囲温度測定用測温抵抗体Ｒ２の抵抗値（Ｒ２）との和に保つ（すなわち、Ｒ１＝Ｒ２＋Ｒ）、フィードバック制御を行う。
【００４９】
コンパレータ１５の出力がローレベルであれば自己発熱用測温抵抗体Ｒ１の放熱量が少なく抵抗値が高くなっていると判断できるから、気相（Ｇ）中にあると判断され、逆に、コンパレータ１５の出力がハイレベルであれば自己発熱用測温抵抗体Ｒ１の放熱量が多く抵抗値が低くなっていると判断できるから、液相（Ｌ）中にあると判断される。
【００５０】
上記構成の液面検知回路により、自己発熱用測温抵抗体Ｒ１と周囲温度測定用測温抵抗体Ｒ２とを定温度差駆動するため、周囲温度の影響を受けずに液面の検出を行うことが可能となる。
【００５１】
さらに、定温度差で温度制御を行うため、測温抵抗体に必要以上の電力が印加されず、長寿命化を図ることができる。
【００５２】
また、自己発熱用測温抵抗体Ｒ１と周囲温度測定用測温抵抗体Ｒ２とに、汎用品である１００Ωの白金測温抵抗体のような、同じ仕様の測温抵抗体を使用することができるので、低コスト化が可能である。
【００５３】
上記実施形態においては、第２抵抗４と第６抵抗１２とを同じ抵抗値とし、第３抵抗５と第７抵抗１３とを同じ抵抗値とした例について説明したが、これに限らず、第２抵抗４の抵抗値（Ｒａ）と第３抵抗５の抵抗値（Ｒｂ）の比（Ｒａ／Ｒｂ）が、第６抵抗１２の抵抗値（Ｒｃ）と第７抵抗１３の抵抗値（Ｒｄ）の比（Ｒｃ／Ｒｄ）と同じ（すなわち、（Ｒａ／Ｒｂ）＝（Ｒｃ／Ｒｄ））であれば良い。
【００５４】
なお、図１の回路を連続動作させるには、トランジスタ８が一旦オフした後に、トランジスタ８をオンさせるための回路を設ければよい。例えば、トランジスタ８と並列に、電源Ｖと第１抵抗２との間に所定の抵抗値の抵抗を接続しておけばよい。
【００５５】
（第２の実施の形態）
図２に、本発明の第２の実施の形態に係る液面計の概略構成を示す。本実施の形態に係る液面計３０は、第１〜第４測温抵抗体Ｒ１１〜Ｒ１４、制御部３１、電源部３２、電圧測定部３３、記憶部３４、タイマ３５、及びクロック発生部３６を備えている。図２には図示していないが、液面計３０は、各部に必要な電力を供給するための電源等、液面計として機能するために必要な構成要素をも備えている。
【００５６】
第１〜第４測温抵抗体Ｒ１１〜Ｒ１４は何れも、第１の実施の形態と同様に、Ｐｔ１００（０℃の抵抗値が１００Ω）に相当する白金測温抵抗体である。図３を参照して、第１〜第４測温抵抗体Ｒ１１〜Ｒ１４は、図８と同様に、それぞれ保護管Ｐに封入され、所定の液体（液相）Ｌが収容された容器Ｔに配置される。第１測温抵抗体Ｒ１１及び第２測温抵抗体Ｒ１２は同じ高さ（初期液面Ｓ０から同じ距離Ｄ１）の位置に配置され、第３測温抵抗体Ｒ１３及び第４測温抵抗体Ｒ１４は同じ高さであって、第１測温抵抗体Ｒ１１及び第２測温抵抗体Ｒ１２よりも高い位置（初期液面Ｓ０から同じ距離Ｄ２（Ｄ２＜Ｄ１））に配置される。液体Ｌが気化した気体（気相）Ｇが外部装置に供給されることにより、液体Ｌの液面は、初期液面Ｓ０から低下する（低下した液面をＳで示す）。
【００５７】
制御部３１は、液面計３０全体を制御する。制御部３１は、例えば、公知の半導体演算素子（ＣＰＵ）及び半導体記憶素子（ＲＡＭ等）により構成される。制御部３１が実行する所定のプログラムは、記憶部３４に記憶されている。液面計３０の電源が投入されると、制御部３１は、所定のプログラムを記憶部３４の所定アドレスから読出し、実行する。後述するように、制御部３１は、第１〜第４測温抵抗体Ｒ１１〜Ｒ１４により液面の変化を検出し、液面の位置に応じて、外部装置である液体供給装置が容器Ｔ内への液体の供給、又は供給の停止を行うことができるように、液体供給装置に液供給信号ＳＧを出力する。
【００５８】
電源部３２は、制御部３１から電流設定データを入力され、第１〜第４測温抵抗体Ｒ１１〜Ｒ１４のそれぞれに、入力された電流設定データに応じた電流Ｉ１１〜Ｉ１４を流す。電源部３２は、Ｄ／Ａ変換器を備え、制御部３１から受信したデジタルの電流設定データに応じたアナログの電流Ｉ１１〜Ｉ１４を生成する。電源部３２は、４組の公知のＤ／Ａコンバータ及びアンプを使用して構成することができる。
【００５９】
電圧測定部３３は、第１〜第４測温抵抗体Ｒ１１〜Ｒ１４のそれぞれの両端の電圧Ｖ１１〜Ｖ１４を測定し、測定値Ｖ１１〜Ｖ１４を制御部３１に出力する。電圧測定部３３は、Ａ／Ｄ変換器を備え、測定値Ｖ１１〜Ｖ１４は、アナログの電圧から生成されたデジタルデータである。電圧測定部３３は、公知のデジタル電圧計ＩＣを使用して、又は、４組の公知のアンプ及びＡ／Ｄコンバータを使用して構成することもできる。
【００６０】
記憶部３４は、制御部３１が液面計３０全体を制御するために必要なパラメータの初期値（以下、初期パラメータという）をも記憶している。制御部３１は、上記のプログラムの実行直後に記憶部３４から初期パラメータを読み出す。
【００６１】
タイマ３５は、入力されるクロックから時刻データを生成して、制御部３１に出力する。クロック発生部３６は、各部の動作に必要なクロックを生成し、各部に供給する。
【００６２】
液面計３０の動作原理は、第１の実施の形態と同じである。即ち、第１〜第４測温抵抗体Ｒ１１〜Ｒ１４は、通電されると温度が上昇する。白金測温抵抗体の抵抗値の温度直線性により、第１〜第４測温抵抗体Ｒ１１〜Ｒ１４の両端の電圧Ｖ１１〜Ｖ１４から、第１〜第４測温抵抗体Ｒ１１〜Ｒ１４のそれぞれの温度Ｔ１〜Ｔ４を算出することができる。具体的には、Ｒ１ｊ（ｊ＝１〜４）の温度Ｔｊ（℃）は、０℃における抵抗値Ｒ１ｊ（０）及び現在の電流値Ｉ１ｊを用いて、Ｔｊ＝｛（Ｖ１ｊ／Ｉ１ｊ）−Ｒ１ｊ（０）｝／（α×Ｒ１ｊ（０））により算出される。ここで、αは、抵抗値を温度の１次関数とした場合の温度係数（Ω／℃）であり、白金測温抵抗体Ｐｔ１００であれば、α＝０．００３８５１である。
【００６３】
第１〜第４測温抵抗体Ｒ１１〜Ｒ１４のうち、第２測温抵抗体Ｒ１２及び第４測温抵抗体Ｒ１４には、上記したように微小な一定電流（例えば２ｍＡ）を流し、第１測温抵抗体Ｒ１１及び第３測温抵抗体Ｒ１３には、第２測温抵抗体Ｒ１２及び第４測温抵抗体Ｒ１４よりも大きい電流（加熱電流）を流し、自己発熱により第１測温抵抗体Ｒ１１及び第３測温抵抗体Ｒ１３を周囲温度より高温に保つ。第１測温抵抗体Ｒ１１及び第３測温抵抗体Ｒ１３は、第１の実施の形態における自己発熱測温抵抗体Ｒ１に対応し、第２測温抵抗体Ｒ１２及び第４測温抵抗体Ｒ１４は、第１の実施の形態における周囲温度測温抵抗体Ｒ２に対応する。Ｔ１−Ｔ２は、第１測温抵抗体Ｒ１１及び第２測温抵抗体Ｒ１２の周囲環境（熱伝導性）による影響を受ける。即ち、Ｔ１−Ｔ２は、第１測温抵抗体Ｒ１１及び第２測温抵抗体Ｒ１２が液体Ｌ中にあれば小さく（放熱効果が高い）、第１測温抵抗体Ｒ１１及び第２測温抵抗体Ｒ１２が気体Ｇ中にあれば大きい（放熱効果が低い）。同様に、Ｔ３−Ｔ４は、第３測温抵抗体Ｒ１３及び第４測温抵抗体Ｒ１４が液体Ｌ中にあれば小さく、第３測温抵抗体Ｒ１３及び第４測温抵抗体Ｒ１４が気体Ｇ中にあれば大きい。したがって、Ｔ１−Ｔ２及びＴ３−Ｔ４を観測すれば、液面Ｓと、上限位置である第１レベルＳｕ及び下限位置である第２レベルＳｄとの位置関係を特定することができる。
【００６４】
本実施の形態においては、制御部３１は、ΔＴｄを所定値として、Ｔ１−Ｔ２＝ΔＴｄとなるように、第１測温抵抗体Ｒ１１に流す電流値をフィードバック制御する。また、制御部３１は、ΔＴｕを所定値として、Ｔ３−Ｔ４＝ΔＴｕとなるように、第３測温抵抗体Ｒ１３に流す電流値をフィードバック制御する。具体的には、図４に示す制御部３１の機能ブロック図を参照して、温度検出部３７は、電圧Ｖ１ｊ（ｊ＝１〜４）及び上記の式から、現在の温度Ｔｊ（ｊ＝１〜４）を算出し、算出結果を受けて電流制御部３８は、Ｔ１−Ｔ２＝ΔＴｄが満たされるように、電流Ｉ１１の値を変化させる。即ち、電流制御部３８は、Ｔ１−Ｔ２＞ΔＴｄであれば電流Ｉ１１を減少し、Ｔ１−Ｔ２＜ΔＴｄであれば電流Ｉ１１を増大し、Ｔ１−Ｔ２＝ΔＴｄであれば現在の電流値を維持するように、電源部３２を制御する。同様に、電流制御部３８は、Ｔ３−Ｔ４＞ΔＴｕであれば電流Ｉ１３を減少し、Ｔ３−Ｔ４＜ΔＴｕであれば電流Ｉ１３を増大し、Ｔ３−Ｔ４＝ΔＴｕであれば現在の電流値を維持するように、電源部３２を制御する。そして、温度検出部３７、電流制御部３８及び電源部３２は、上記のフィードバック制御を繰返し、液面検知部３９は、現在の電流値と、所定の基準値とを比較することにより、現在の液面Ｓと、第１レベルＳｕ及び第２レベルＳｄとの位置関係を特定する。液面検知部３９は、液面の位置に応じて液体供給装置を制御する。
【００６５】
このとき、電流Ｉ１１及びＩ１３が無制限に大きな値に設定されることがないように、電流Ｉ１１及びＩ１３に上限値を設けることが好ましい。即ち、電流Ｉ１１が増大される場合において、新たに設定される電流値が所定の上限値を超えるときには、電流Ｉ１１の現在値を維持する。電流Ｉ１３に関しても同様である。
【００６６】
図５に、制御部３１が行う処理のフローチャートを示す。以下、図５を参照して、液面計３０全体の動作をより具体的に説明する。ここでは、図３に示したように、第１〜第４測温抵抗体Ｒ１１〜Ｒ１４が所定の高さに配置され、初期液面Ｓ０が、第３測温抵抗体Ｒ１３及び第４測温抵抗体Ｒ１４よりも高い位置にあるとする。
【００６７】
ステップ４０において、制御部３１は、記憶部３４から制御パラメータを読み出し、制御パラメータのうち、第１〜第４測温抵抗体Ｒ１１〜Ｒ１４の初期電流値を特定するためのデータを、電流設定データとして電源部３２に出力する。制御パラメータは、例えば、第１〜第４測温抵抗体Ｒ１１〜Ｒ１４の電流Ｉ１１〜Ｉ１４の初期電流値、第１測温抵抗体Ｒ１１の電流しきい値Ｉｓ１、第３測温抵抗体Ｒ１３の電流しきい値Ｉｓ３、第１〜第４測温抵抗体Ｒ１１〜Ｒ１４の０℃における抵抗値Ｒ１１（０）〜Ｒ１４（０）、温度差の基準値ΔＴｄ及びΔＴｕ、並びに、ＯＮ保持時間Ｔｒ＿ｔｉｍｅｒを含む。
【００６８】
第１〜第４測温抵抗体Ｒ１１〜Ｒ１４の初期電流値のデータが入力された電源部３２は、内部のＤ／Ａ変換器により、第１〜第４測温抵抗体Ｒ１１〜Ｒ１４に、対応する電流（アナログ）Ｉ１１〜Ｉ１４を流す。ここで、電流Ｉ１２及びＩ１４は、上記したように微小な一定電流（例えば２ｍＡ）である。
【００６９】
ステップ４１において、制御部３１は、電圧測定部３３から第１〜第４測温抵抗体Ｒ１１〜Ｒ１４のそれぞれの両端の電圧Ｖ１１〜Ｖ１４（デジタル）を取得する。電圧測定部３３は、所定のタイミングで、上記したように第１〜第４測温抵抗体Ｒ１１〜Ｒ１４のそれぞれの両端の電圧Ｖ１１〜Ｖ１４（アナログ）を測定し、Ａ／Ｄ変換器によりデジタルデータに変換して、制御部３１に出力する。
【００７０】
ステップ４２において、制御部３１は、ステップ４１で取得した電圧Ｖ１１〜Ｖ１４から、第１〜第４測温抵抗体Ｒ１１〜Ｒ１４のそれぞれの温度Ｔ１〜Ｔ４を、上記の式により算出する。
【００７１】
ステップ４３において、制御部３１は、ステップ４２で求めた温度Ｔ１〜Ｔ４から、第１測温抵抗体Ｒ１１及び第３測温抵抗体Ｒ１３に流すべき電流値を決定する。具体的には、制御部３１は、Ｔ１−Ｔ２＝ΔＴｄ及びＴ３−Ｔ４＝ΔＴｕになるようにフィードバック制御するために、第１測温抵抗体Ｒ１１及び第３測温抵抗体Ｒ１３に流す電流値を決定する。例えば、Ｔ１−Ｔ２＞ΔＴｄであれば、制御部３１は、現在の電流値Ｉ１１よりも小さい値を次に流すべき第１測温抵抗体Ｒ１１の電流値として決定する。Ｔ１−Ｔ２＜ΔＴｄであれば、制御部３１は、現在の電流値Ｉ１１よりも大きい値を次に流すべき第１測温抵抗体Ｒ１１の電流値として決定する。制御部３１は、Ｔ１−Ｔ２＝ΔＴｄであれば、現在の電流値Ｉ１１と同じ値を次に流すべき第１測温抵抗体Ｒ１１の電流値として決定する。同様に、制御部３１は、第３測温抵抗体Ｒ１３に関して、Ｔ３−Ｔ４＞ΔＴｕであれば、現在の電流値Ｉ１３よりも小さい値を次に流すべき電流値として決定し、Ｔ３−Ｔ４＜ΔＴｕであれば、現在の電流値Ｉ１３よりも大きい値を次に流すべき電流値として決定し、Ｔ３−Ｔ４＝ΔＴｕであれば現在の電流値Ｉ１３と同じ値を次に流すべき電流値として決定する。
【００７２】
ステップ４４において、制御部３１は、ステップ４３で決定された電流値に対応する電流設定データを電源部３２に出力する。これにより、電源部３２は、上記したように、入力された電流設定データに応じた電流を第１〜第４測温抵抗体Ｒ１１〜Ｒ１４に流す。
【００７３】
ステップ４５において、制御部３１は、現在の液面Ｓと、第１レベルＳｕ及び第２レベルＳｄとの位置関係を特定する。具体的には、制御部３１は、現在の電流値Ｉ１１がしきい値Ｉｓ１未満（Ｉ１１＜Ｉｓ１）であり、且つ、現在の電流値Ｉ１３がしきい値Ｉｓ３未満（Ｉ１３＜Ｉｓ１）であれば、液面Ｓは第２レベルＳｄよりも低い（Ｓ＜Ｓｄ）と判断する。制御部３１は、現在の電流値Ｉ１１がしきい値Ｉｓ１以上（Ｉ１１≧Ｉｓ１）であり、且つ、現在の電流値Ｉ１３がしきい値Ｉｓ３未満（Ｉ１３＜Ｉｓ１）であれば、液面Ｓは、第１レベルＳｕと第２レベルＳｄとの間にある（Ｓｄ≦Ｓ≦Ｓｕ）と判断する。制御部３１は、現在の電流値Ｉ１１がしきい値Ｉｓ１以上（Ｉ１１≧Ｉｓ１）であり、且つ、現在の電流値Ｉ１３がしきい値Ｉｓ３以上（Ｉ１３≧Ｉｓ１）であれば、液面Ｓは第１レベルＳｕを超えている（Ｓ＞Ｓｕ）と判断する。
【００７４】
ステップ４６において、制御部３１は、ステップ４５での判断結果に応じた液供給信号ＳＧを出力する。
【００７５】
具体的には、Ｓ＜Ｓｄの場合、制御部３１は、液供給装置に容器Ｔに液体Ｌを供給させるレベル（例えば、ハイレベル）の液供給信号ＳＧを出力する。同時に、制御部３１は、タイマ３５から現在時刻を取得し、内部のＲＡＭに「開始時刻」として記憶する。既に、開始時刻が記憶されていれば、それを保持する。開始時刻は、後述するように、少なくともＯＮ保持時間Ｔｒ＿ｔｉｍｅｒの間、液供給信号ＳＧをハイベルに維持して、液供給装置に液体Ｌの供給を維持させるために使用される。
【００７６】
Ｓｄ≦Ｓ≦Ｓｕである場合、現在、液供給信号ＳＧがハイレベルであり、ＲＡＭに開始時刻が記憶されていなければ、制御部３１は、液供給装置に容器Ｔへの液体Ｌの供給を停止させるレベル（ローレベル）の液供給信号ＳＧを出力する。制御部３１は、ＲＡＭに開始時刻が記憶されていれば（後述するように、このことはＯＮ保持時間Ｔｒ＿ｔｉｍｅｒが経過していないことを意味する）、液供給信号ＳＧのハイレベルを維持する。
【００７７】
Ｓ＞Ｓｕの場合、制御部３１は、液供給装置に容器Ｔへの液体Ｌの供給を停止させるレベル（ローレベル）の液供給信号ＳＧを出力する。このとき、制御部３１は、ＲＡＭに開始時刻が記憶されているか否かを判断せずに、即ち、ＯＮ保持時間Ｔｒ＿ｔｉｍｅｒの経過の有無を考慮せずに、液供給信号ＳＧをローレベルにする。
【００７８】
ステップ４７において、制御部３１は、現在、ＯＮ保持時間Ｔｒ＿ｔｉｍｅｒの経過を監視中であるか否かを判断する。具体的には、制御部３１は、ＲＡＭに開始時刻が記憶されているかを判断する。開始時刻が記憶されていなければ、時間経過を監視中ではないと判断し、制御はステップ４１に戻り、上記のステップが繰り返される。開始時刻が記憶されていれば、時間経過を監視中であると判断し、制御はステップ４８に移行する。
【００７９】
ステップ４８において、制御部３１は、ＯＮ保持時間Ｔｒ＿ｔｉｍｅｒが経過したか否を判断する。具体的には、制御部３１は、タイマ３５から現在時刻を取得し、ＲＡＭの開始時刻と比較して、ＯＮ保持時間Ｔｒ＿ｔｉｍｅｒが経過したか否を判断する。経過していなければ、制御はステップ４１に戻り、上記のステップが繰り返される。経過していれば、制御はステップ４９に移行する。
【００８０】
ステップ４９において、制御部３１は、時間経過の監視を終了するために、ＲＡＭに記憶されている開始時間を消去する。その後、制御はステップ４１に戻り、上記のステップが繰返される。
【００８１】
なお、ステップ４０〜４９の一連の処理は、液面計３０の電源がオフされることにより終了する。
【００８２】
以上、ステップ４０〜４９により、液面計３０は、繰返し液面の位置を監視し、液面Ｓが第２レベルＳｄよりも低下すれば、外部の液体供給装置から容器Ｔ内に液体を供給させ、液面Ｓが第１レベルＳｕを超えると、外部の液体供給装置から容器Ｔ内への液体供給を停止させることが可能となる。これにより、容器Ｔ内の液体Ｌの液面を適切な範囲に維持することができる。
【００８３】
ステップ４０〜４９が繰り返されることにより、第１測温抵抗体Ｒ１１の電流値Ｉ１１は、Ｔ１−Ｔ２＝ΔＴｄとなるように、しきい値Ｉｓ１の近傍で制御され、第３測温抵抗体Ｒ１３の電流値Ｉ１３は、Ｔ３−Ｔ４＝ΔＴｕとなるように、しきい値Ｉｓ３の近傍で制御される。それらの様子を図６及び図７に示す。
【００８４】
図６において、Ｉ１１＞Ｉｓ１（液面ＳはＳ＞Ｓｄ）である状態で、気体Ｇの排出により液面が低下してＳ＜Ｓｄとなると、第１測温抵抗体Ｒ１１の温度が上昇し、時刻ｔ１でＴ１−Ｔ２＞ΔＴｄとなり、電流Ｉ１１は徐々に減少され（このとき液体の供給が開始される）、Ｉ１１＜Ｉｓ１となり、やがて平衡状態（Ｔ１−Ｔ２＝ΔＴｄ）になる。その後、液体の供給により液面が上昇して第１測温抵抗体Ｒ１１及び第２測温抵抗体Ｒ１２が液体中に没すると、第１測温抵抗体Ｒ１１の温度は低下し、時刻ｔ２でＴ１−Ｔ２＜ΔＴｄとなり、電流Ｉ１１は徐々に増大され、Ｉ１１＞Ｉｓ１となり、やがて平衡状態（Ｔ１−Ｔ２＝ΔＴｄ）になる。このとき、液体の供給は、ＯＮ保持時間Ｔｒ＿ｔｉｍｅｒが経過する時刻ｔ３まで維持される。電流Ｉ１１は、液面Ｓが低下してＳ＜Ｓｄとなる度に、図６のように制御される。なお、電流Ｉ１２は、一定の値に維持される。
【００８５】
図７において、Ｉ１３＜Ｉｓ３（液面ＳはＳ＜Ｓｕ）である状態で、液体の供給により液面が上昇してＳ＞Ｓｕとなり、第３測温抵抗体Ｒ１３が液体に没すると、第３測温抵抗体Ｒ１３の温度が低下し、時刻ｔ４でＴ３−Ｔ４＜ΔＴｕとなり、電流Ｉ１３は徐々に増大され（このとき液体の供給は停止される）、Ｉ１３＞Ｉｓ３となり、やがて平衡状態（Ｔ３−Ｔ４＝ΔＴｕ）になる。その後、気体Ｇの排出により液面Ｓが低下し、第３測温抵抗体Ｒ１３及び第４測温抵抗体Ｒ１４が液体から露出すると、第３測温抵抗体Ｒ１３の温度は上昇し、時刻ｔ５でＴ３−Ｔ４＞ΔＴｕとなり、電流Ｉ１３は徐々に減少され、Ｉ１３＜Ｉｓ３となり、やがて平衡状態（Ｔ３−Ｔ４＝ΔＴｕ）になる。電流Ｉ１３は、液面Ｓが上昇してＳ＞Ｓｕとなる度に、図７のように制御される。なお、電流Ｉ１４は、一定の値に維持される。
【００８６】
このように、液面計３０は、第１の実施の形態と同様に、自己発熱用測温抵抗体（第１測温抵抗体Ｒ１１及び第３測温抵抗体Ｒ１３）と周囲温度測定用測温抵抗体（第２測温抵抗体Ｒ１２及び第４測温抵抗体Ｒ１４）とを定温度差駆動する。即ち、第１測温抵抗体Ｒ１１と第２測温抵抗体Ｒ１２とを同じ高さに配置し、第３測温抵抗体Ｒ１３と第４測温抵抗体Ｒ１４とを同じ高さに配置し、１Ｔ１−Ｔ２及びＴ３−Ｔ４がそれぞれ一定になるように、第１測温抵抗体Ｒ１１及び第３測温抵抗体Ｒ１３の電流値を制御するため、周囲温度の影響を受けずに液面の検出を行うことができ、測温抵抗体に必要以上の電力が印加されず、長寿命化を図ることができる。また、第１〜第４測温抵抗体Ｒ１１〜Ｒ１４に、汎用品である１００Ωの白金測温抵抗体のような、同じ仕様の測温抵抗体を使用することができるので、低コスト化が可能である。
【００８７】
図２に示した構成は一例であり、上記の動作原理（複数の測温抵抗体の定温度差駆動）にしたがって、液面を検出することができる構成であればよい。第１の実施の形態と同様に、１対の測温抵抗体のみを同じ高さに配置し、測温抵抗体の位置を基準として、液面の位置を検出するようにしてもよい。
【００８８】
また、用途に応じて、３対以上の測温抵抗体を用いて、３種類以上の位置を基準として、液面の位置を検出するようにしてもよい。
【００８９】
また、周囲温度を測定するために微小電流を流す測温抵抗体の数は、電流値をフィードバック制御する測温抵抗体の数よりも少なくてもよい。例えば、図３において、第２測温抵抗体Ｒ１２又は第４測温抵抗体Ｒ１４を備えていなくてもよい。いずれを省くかは任意である。第２測温抵抗体Ｒ１２を備えていない場合には、Ｔ１−Ｔ４が一定値（例えばΔＴｄ）になるように、第１測温抵抗体Ｒ１１の電流Ｉ１１をフィードバック制御すればよい。なお、全ての測温抵抗体が容器Ｔ内の液体Ｌから露出した状態で、低温の液体が外部から注入されると容器Ｔ内の液体Ｌが急激に温度変化することが考えられるので、図３において、周囲温度を測定するために微小電流を流す測温抵抗体を１つにする場合には、第４測温抵抗体Ｒ１４を残し、第２測温抵抗体Ｒ１２を設けないようにすることが好ましい。
【００９０】
また、制御部３１が、記憶部３４から読出したプログラムを実行する場合を説明したが、制御部３１をＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等の専用ＩＣにより実現してもよい。その場合、制御部３１を１つのＩＣにより実現しても、複数のＩＣにより実現してもよい。例えば、図４に示した機能ブロックのそれぞれをＩＣにより実現してもよい。
【００９１】
上記した、図５のフローチャートは一例であり、種々変更され得る。例えば、次の電流値を決定する処理（ステップ４１〜ステップ４４）の前に、液面の位置を特定する処理（ステップ４５〜ステップ４６）が実行されるようにしてもよい。
【００９２】
また、定温度差になるように測温抵抗体の電流値をフィードバック制御する方法には任意の方法を採用することができる。例えば、温度差Ｔ１−Ｔ２が所定の値ΔＴｄとなるように、上記の式から第１測温抵抗体Ｒ１１の電流値を算出し、その値を、第１測温抵抗体Ｒ１１に流すべき次の電流値として決定してもよい。同様に、温度差Ｔ３−Ｔ４が所定の値ΔＴｕとなるように、上記の式から第３測温抵抗体Ｒ１３の電流値を算出し、その値を、第３測温抵抗体Ｒ１３に流すべき次の電流値として決定してもよい。
【００９３】
ＯＮ保持時間Ｔｒ＿ｔｉｍｅｒは、容器Ｔの容量、液体供給装置の能力（単位時間当たりの供給量）等の条件等を考慮した適切な値であればよい。ＯＮ保持時間Ｔｒ＿ｔｉｍｅｒ＝０、又は、初期パラメータがＯＮ保持時間Ｔｒ＿ｔｉｍｅｒを含まなくてもよい。その場合、時間経過の監視に関連する処理は実行されないようにすればよい。
【００９４】
ΔＴｄ及びΔＴｕは、それぞれ所定の幅を持った値であってもよい。即ち、Δ１及びΔ２を微小な値として、Ｔ１−Ｔ２＝ΔＴｄは、ΔＴｄ−Δ１＜Ｔ１−Ｔ２＜ΔＴｄ＋Δ１を意味し、Ｔ３−Ｔ４＝ΔＴｕは、ΔＴｕ−Δ２＜Ｔ３−Ｔ４＜ΔＴｕ＋Δ２を意味するとしてもよい。
【００９５】
周囲温度測定用の第２測温抵抗体Ｒ１２及び第４測温抵抗体Ｒ１４は、測温抵抗体に限定されず、温度を測定可能なもの（温度測定体）であればよい。例えば、熱電対であってもよい。
【００９６】
また、測温抵抗体の温度は、その抵抗値と１対１に対応するので、第１測温抵抗体Ｒ１１及び第２測温抵抗体Ｒ１２の抵抗値の差、及び、第３測温抵抗体Ｒ１３及び第４測温抵抗体Ｒ１４の抵抗値の差がそれぞれ一定値となるように電流Ｉ１１及びＩ１３をフィードバック制御してもよい。その場合、図５のフローチャートにおいて、第１〜第４測温抵抗体Ｒ１１〜Ｒ１４の電圧値から温度を算出する代わりに、Ｖ１ｊ／Ｉ１ｊ（ｊ＝１〜４）により現在の抵抗値を算出すればよい。
【００９７】
上記では、本発明の液面計が液体原料気化供給装置に使用される適用される場合を説明したが、これに限定されない。本発明の液面計は、半導体向けのキャニスタ（ガス運搬用の容器）等にも用いることができる。即ち、本発明の液面計が取り付けられた容器、又は、その容器を用いた気化器を実現することができる。
【００９８】
今回開示された実施の形態は例示であり、本発明は上記した実施の形態に制限されない。本発明の範囲は、発明の詳細な説明の記載を参酌して、特許請求の範囲の各請求項により特定され、各請求項に記載された文言の均等の範囲内の全ての変更を含む。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明によれば、自己発熱用測温抵抗体と周囲温度測定用測温抵抗体とを定温度差駆動することにより、周囲温度の影響を受けずに液面の検出を行うことが可能であり、且つ、定温度差で温度制御を行うことにより、測温抵抗体に必要以上の電力が印加されず、長寿命化を図ることが可能な液面検知回路及び液面計を提供することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１  液面検知回路
２  第１抵抗
３  第１ライン
４  第２抵抗
５  第３抵抗
６  第２ライン
７  ブリッジ回路
８  トランジスタ
９  第４抵抗
１０  第５抵抗
１１  第３ライン
１２  第６抵抗
１３  第７抵抗
１４  第４ラインと、
１５  コンパレータ
１６  第５ライン
１７、１８  バッファ回路
Ｒ１  自己発熱用測温抵抗体
Ｒ２  周囲温度測定用測温抵抗体
Ｖ  電源
３０  液面計
３１  制御部
３２  電源部
３３  電圧測定部
３４  記憶部
３５  タイマ
３６  クロック発生部
３７  温度検出部
３８  電流制御部
３９  液面検知部
Ｒ１１  第１測温抵抗体
Ｒ１２  第２測温抵抗体
Ｒ１３  第３測温抵抗体
Ｒ１４  第４測温抵抗体
【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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【国際調査報告】
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