(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自身の形状を保持することができる剛性、絶縁性、及び防液性を有しかつ互いに並行して配置される４個の貫通孔が形成された筐体と、
通電によって発熱する発熱部を有しかつ２個の前記貫通孔に跨って折り返した状態で収容される発熱線と、
他の２個の前記貫通孔に跨って折り返した状態で収容される熱電対と、
前記各貫通孔に充填される絶縁材と、
絶縁性及び防液性を有しかつ前記貫通孔の開口端を封止する封止部材とを備えている、液位センサ。
【請求項２】
前記熱電対は、前記貫通孔に収容される第１の測温点と第２の測温点とを備え、第１の測温点と第２の測温点とは前記貫通孔の長さ方向に間隔をあけて配置され、かつ、前記第１の測温点が前記第２の測温点よりも前記発熱部の近くに配置されている、請求項１に記載の液位センサ。
【請求項３】
前記筐体がセラミックス製である、請求項１又は２に記載の液位センサ。
【請求項４】
前記４個の貫通孔が、横断面視で縦横に２個ずつ並べて配置され、互いに隣接する２個の貫通孔に前記発熱線が収容され、互いに隣接する他の２個の貫通孔に前記熱電対が収容されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の液位センサ。
【請求項５】
前記発熱部が、コイル状に形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の液位センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱体と熱電対とを利用して、容器等に貯留された液体の液面の高さ（液位）を検出する液位センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、容器等に貯留された液体の液面の高さを検出する液位センサとして、通電により発熱する発熱体と、当該発熱体に隣接して測温点が配設された熱電対とを収容する金属製の被覆管で構成され、一つの測温点で温度を測定して液位を検出するものが知られている。
【０００３】
この液位センサは、発熱体が液体中にある場合と気体中にある場合とで発熱体からの放熱量が異なるため、これらの２つの状態での温度差によって液位を検知する。例えば、発熱体が液体中にある場合は気体中にある場合に比べて放熱量が多いため、発熱体ないしその近傍領域の温度が気体中にある場合に比べて低くなる。したがって、液位センサは、その温度を熱電対により測定するとともに、測定した温度が所定の基準温度よりも低い場合には液位センサが液体中にあると判別する。しかし、この構成による液位センサは、周囲の液体又は気体の温度変化に応じて測温点の温度が変化するため、液位を誤って検知する可能性がある。
【０００４】
そこで、周囲の温度の変化に影響を受け難い液位センサとして、２つの測温点間の温度差によって水位を検出するものが知られている。例えば、下記特許文献１には、原子炉プラントの圧力抑制プールの水位を検出するのに適した水位センサが開示されている。この水位センサは、絶縁材が充填される被覆管と、被覆管内の絶縁材に埋設された電熱線（発熱線）及び熱電対とから構成されている。
【０００５】
被覆管は金属製であり、一端が閉鎖し他端が開放した有底円筒形状に形成されている。電熱線は、被覆管内にＵ字状に折り返された状態で挿入されている。また、熱電対も、被覆管内にＵ字状に折り返された状態で挿入されている。熱電対は、２種類の異なる金属線を交互に接続することで２箇所の異種金属接合点を有し、一方の第１接合点が電熱線の近傍に配置され、他方の第２接合点が電熱線から離れた位置に配置されている。また、電熱線及び熱電対は、被覆管内に充填された絶縁材によって互いの接触が防止され、絶縁が保たれている。
【０００６】
この熱電対の構成によれば、熱電対の両端の間に生ずる電位差は、第１接合点と第２接合点の熱起電力の差になるため、この電位差を測定することにより、両接合点の温度差がわかる。
特許文献１に記載のように、第１接合点と第２接合点が水中にある場合は、気体中にある場合に比べて放熱量が多いことから、電熱線による加熱領域内に配置された第１接合点と加熱領域外に配置された第２接合点の温度がともに低く、当該接合点間の温度差が小さい。一方、第１接合点と第２接合点が気体中にある場合は、水中にある場合に比べて放熱量が少ないことから、電熱線による加熱領域内に配置された第１接合点の方が加熱領域外に配置された第２接合点よりも温度が高く、当該接合点間の温度差が大きい。また、水位センサ周囲の温度変化は、第１接合点と第２接合点の両方に同じく影響するため、実質的に相殺される。したがって、当該水位センサは、周囲の温度変化に関わりなく水位を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１５３６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載された水位センサは、電熱線及び熱電対が、いずれも被覆管内で折り返された状態で挿入されているため、被覆管内には４本の電線が並行した状態で存在する。したがって、水位センサを製造する際には、折り返された状態の電熱線及び熱電対を被覆管内に挿入しつつこれらの間隔を保持しながら絶縁材を充填する必要がある。このような作業を確実に行うには、被覆管の内径をある程度大きく形成する必要があり、故に被覆管の細径化が困難となっている。
【０００９】
この問題は、前述の背景技術に記載しているような、通電により発熱する発熱体と、それに隣接して一つの測温点が配設された熱電対を収容する金属製の被覆管で構成された、液位センサにも同様に生じる。
【００１０】
被覆管の内径が大きくなると、被覆管の内部の熱電対と外部の気体又は液体との距離が大きくなり、外部の温度の影響が熱電対に及び難くなる。そのため、外部の温度変化に対する熱電対の応答性が低下し、水位検出の応答速度が悪化する可能性がある。
一方、被覆管の内径が小さくなると電熱線及び熱電対の接触を防止することが困難となり、水位センサの製造性が悪化する。つまり、被覆管の細径化と水位センサの製造性との間には二律背反の関係がある。
【００１１】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、製造性を向上させることができるとともに、可及的に細く形成して液位検出の応答速度を向上させることができる液位センサ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】
【００１２】
（１）  本発明の液位センサは、自身の形状を保持することができる剛性、絶縁性、及び防液性を有しかつ互いに並行して配置される４個の貫通孔が形成された筐体と、
通電によって発熱する発熱部を有しかつ２個の前記貫通孔に跨って折り返した状態で収容される発熱線と、
他の２個の前記貫通孔に跨って折り返した状態で収容される熱電対と、
前記各貫通孔に充填される絶縁材と、
絶縁性及び防液性を有しかつ前記貫通孔の開口端を封止する封止部材とを備えているものである。
【００１３】
上記構成によれば、液位センサを製造する際に、筐体に形成された４個の貫通孔に熱電対及び発熱線をそれぞれ収容することによって、熱電対及び発熱線の互いに並行する部分が接触しないように配置される。したがって、従来のように被覆管における一つの筒内に互いの接触に留意しながら熱電対及び発熱線を収容しなくてもよく、液位センサの製造性を向上させることができる。
【００１４】
また、製造の際の熱電対及び発熱線の接触が問題とならないため、筐体を可及的に細く形成することが可能となり、筐体を細く形成すると、筐体の熱容量が小さくなるとともに、発熱線と液位センサの外部との距離が縮まる。筐体の熱容量が小さくなることによって、液位センサが液体中に没した際の筐体の温度降下と、気体中に出た際の筐体の温度上昇が速くなり、加えて、発熱線と外部との距離が縮まることにより、液体中に没した際の放熱が増して筐体の温度降下がさらに速まる。このように、液体中に没した際及び気体中に出た際の筐体の温度変化が速まるので、液位検出の応答速度を向上させることができる。なお、気体中での放熱は元々少ないので、発熱線と外部との距離が縮まることによる気体中での放熱量増加は僅かで、この増加が応答速度へ悪影響を及ぼすことはない。
【００１５】
（２）  前記熱電対は、前記貫通孔に収容される第１の測温点と第２の測温点とを備え、第１の測温点と第２の測温点とは前記貫通孔の長さ方向に間隔をあけて配置され、かつ、前記第１の測温点が前記第２の測温点よりも前記発熱部の近くに配置されていることが好ましい。
この構成によれば、第１の測温点が発熱部に近く、第２の測温点が発熱部から離れて配置されるので、前述の様に、周囲の温度変化に関わりなく水位を検出することができ、第１の測温点と第２の測温点の距離が前もって決定されている熱電対を貫通孔に挿通するため、熱電対の装着作業が容易にできる。
【００１６】
（３）  前記筐体は、セラミックス製であることが好ましい。
これにより、４個の貫通孔を予め形成した筐体を容易に製造することが可能となり、しかも、筐体をより細く形成することも可能となる。また、一般に、セラミックスは金属に比べて熱伝導率が小さいため、上記（２）のように２点測温タイプの熱電対を用いた場合、第１の測温点を加熱する発熱部の熱が筐体を介して第２の測温点には伝わり難くなる。そのため、２つの測温点の距離を近づけることができ、液位センサを、筐体の貫通孔の軸心方向（以下「長軸方向」と称する。）に短小化を図ることができる。
【００１７】
（４）  前記４個の貫通孔は、横断面視で縦横に２個ずつ並べて配置され、互いに隣接する２個の貫通孔に前記発熱線が収容され、互いに隣接する他の２個の貫通孔に前記熱電対が収容されていることが好ましい。
このような構成によって、発熱線と熱電対とが、２個の貫通孔に跨って折り返した部分で互いに交差しないように各貫通孔に収容されるため、発熱線及び熱電対の相互の接触に注意を払う必要がなく、製造を効率的に行うことができる。
【００１８】
（５）  前記発熱部は、コイル状に形成されていることが好ましい。
このような構成によって、発熱部の単位長さ当たりの発熱量（以下、「発熱密度」と称する）を高めることができ、液位の検出精度を向上させることができる。また、発熱部をコイル状に形成することで発熱密度が高められるので、上記（２）のような２点測温タイプの熱電対を用いる場合に、発熱部をより短く形成して２つの測温点の間隔を小さくすることができ、液位センサを筐体の長軸方向に短小化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の液位センサによれば、製造性を向上させることができるとともに、筐体を可及的に細くできることにより、液位検出の応答速度も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る液位センサの使用形態を示す説明図である。
【図２】一部を破断して示す液位センサの斜視図である。
【図３】液位センサの正面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面を、絶縁材を透明視した状態で示す図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線断面を、絶縁材を透明視した状態で示す図である。
【図６】図３のＣ−Ｃ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る液位センサの使用形態を示す説明図である。
本実施形態の液位センサ１０は、例えば原子力プラントに用いられる圧力容器等の大型容器、或いは、家電製品に用いられる小型の液体容器など、その用途や容器の大きさに関わらず、容器内の液体の高さ（液位）を検出するために用いられる。また、液位センサ１０は、水や油など、容器内に貯留される液体の種類に関わらず、容器内の液位を検出するために用いることができるものである。
【００２２】
図１に示す例では、液位センサ１０は、液体Ｌを貯留した貯液容器７１の壁部７２に支持部材７３を介して取り付けられている。液位センサ１０には、絶縁被覆されたケーブル１８，１９が接続され、このケーブル１８，１９を介して電力供給や電気信号の送受信が行われる。液位センサ１０は、例えば貯液容器７１の最低液位に対応する位置に取り付けられ、貯液容器７１内の液体が最低液位に達したことを検出する。
【００２３】
図２は、一部を破断して示す液位センサ１０の斜視図（一部断面図）、図３は、液位センサ１０の正面図である。また、図４は、図３のＡ−Ａ線断面図、図５は、図３のＢ−Ｂ線断面図、図６は、図３のＣ−Ｃ線断面図である。図４及び図５では、貫通孔２１〜２４の内部空間における熱電対１３及びコイル部３１ａの配置状態が分かるように、絶縁材２０を透明視して示す。
図２及び図３に示すように、液位センサ１０は、筐体１１と、発熱線１２と、熱電対１３と、封止部材１４，１５と、被覆部材１６，１７と、ケーブル１８，１９と、絶縁材２０とを備えている。
【００２４】
筐体１１は、絶縁性（電気を通さない性質）及び防液性（液体を通さない性質；防水性、防油性等）を有する素材により形成されている。例えば、筐体１１は、アルミナ、マグネシア、シリカもしくはこれらの混合物を材料とした焼結体であるセラミックスにより形成されている。ただし、筐体１１は、これらの材料に限らず、絶縁性及び防液性を有する材料であれば、他の材料（ガラスや合成樹脂等）を採用し得る。また、筐体１１は、自身の形状を保持することができる剛性を有している。本実施形態の筐体１１は、円柱形状に形成されている。例えば、筐体１１は、外径１．２ｍｍ、長さ１５ｍｍの細長い円柱形状に形成される。
【００２５】
筐体１１の内部には、軸方向（長手方向）に沿って４個の貫通孔２１〜２４が形成されている。この貫通孔２１〜２４は、筐体１１を軸方向に貫通し、筐体１１の軸方向の両端において開口している。各貫通孔２１〜２４は、断面円形状であり、長手方向全体にわたって一定の内径を有している。また、４個の貫通孔２１〜２４は同一の内径に形成されている。なお、以下においては、筐体１１の長手方向の一方側を上側、他方側を下側として説明する。
【００２６】
図４に示すように、４個の貫通孔２１〜２４は、横断面視で４角形状（正方形状）に配置されている。すなわち、４個の貫通孔２１〜２４は、縦横に２個ずつ等間隔に並べられている。また、４個の貫通孔２１〜２４は、筐体１１の中心（軸心）Ｘから等距離でかつ中心Ｘ回りに等間隔に配置されている。以下の説明では、互いに隣接する２個の貫通孔２１，２２を第１及び第２の貫通孔といい、互いに隣接する他の２個の貫通孔２３，２４を第３及び第４の貫通孔という。
【００２７】
図５に示すように、発熱線１２は、第１の貫通孔２１と第２の貫通孔２２とに収容されている。発熱線１２は、抵抗線３１と、導線３２とを有している。抵抗線３１は、コイル状に巻回されたコイル部（発熱部）３１ａを長さ方向の２箇所に有している。各コイル部３１ａは、第１の貫通孔２１と第２の貫通孔２２の下部側にそれぞれ収容されている。２個のコイル部３１ａの間は、コイル状に形成されていない素線とされており、第１の貫通孔２１及び第２の貫通孔２２の下端の開口から突出し、両貫通孔２１，２２の間に架け渡されている。
【００２８】
抵抗線３１は、公称抵抗値が１００Ωの抵抗線、具体的にはＰｔ１００（ＪＩＳ  Ｃ１６０４−１９９７準拠）が組み込まれる測温抵抗体に用いられる既存の白金抵抗線が採用されている。ただし、本実施形態の抵抗線３１は、例えば、ＪＩＳ  Ｃ１６０４（２０１３年制定）や、ＡＳＴＭ  Ｅ１１３７（１９９５年制定）、ＩＥＣ６０７５１（２００８年制定）などの現在又は過去の国内規格や国際規格に規定されるものを採用してもよい。汎用性の高さの観点では、現在制定されている規格に規定されている測温抵抗体に用いられる白金抵抗線を採用することが好ましい。また、抵抗線３１に採用される白金測温抵抗線は、例えば５０μｍ以下の極細の径のものが好適に用いられ、本実施形態では２５μｍのものが採用されている。この白金抵抗線に用いられる白金は、上記規格に適合するものであればその種別は問わないが、本実施形態では不可避的に残存する不純物を含むものの、実質的には１００％の純度に近いものが用いられている。
【００２９】
発熱線１２の導線３２は、その下端が第１及び第２の貫通孔２１，２２に収容されたコイル部３１ａの上端にそれぞれ接続されている。また、各導線３２の上端部は、第１及び第２の貫通孔２１，２２の上端の開口から突出している。各導線３２の上端は、それぞれ電源ケーブル１８の内部導線１８ａに接続されている。コイル部３１ａと導線３２との接続部分ａは、第１及び第２の貫通孔２１，２２の長手方向の略中央部に配置されている。したがって、発熱線１２は、一方のコイル部３１ａ及び導線３２が第１の貫通孔２１に収容され、他方のコイル部３１ａ及び導線３２が第２の貫通孔２２に収容され、下端部が略Ｕ字状に折り返された状態になっている。言い換えると、発熱線１２は、２個の貫通孔２１，２２に跨って折り返した状態で収容されている。
【００３０】
発熱線１２が収容された第１及び第２の貫通孔２１，２２内には、絶縁材２０が充填されている。絶縁材２０は、機械的に発熱線１２を保持しているとともに、熱伝導率を上げて応答性をよくするための熱媒体として機能する。本実施形態において、アルミナ、マグネシア、シリカもしくはこれらの混合物などを材料とする無機絶縁材粉末で構成されている。絶縁材２０の無機絶縁材粉末としては、例えば、比較的熱伝導率が高く安価なアルミナ粉末を用いることが好適である。
【００３１】
発熱線１２が収容された第１及び第２の貫通孔２１，２２の下端と上端とは、それぞれ封止部材１４，１５によって封止されている。封止部材１４，１５は、絶縁性及び防液性を有する素材により形成されている。例えば、封止部材１４，１５は、アルミナ、マグネシア、シリカ、ジルコン、もしくはこれらの混合物を主成分とする接着剤を使用することができる。また、エポキシ樹脂などのエナメル(ガラス琺瑯)を使用してもよい。封止部材１４，１５は、第１，第２の貫通孔２１，２２内への液体の浸入を防止するとともに貫通孔２１，２２に充填された絶縁材２０の漏出を防止する。
【００３２】
下側の封止部材１４は、第１，第２の貫通孔２１，２２の下端開口から突出する抵抗線３１をも覆うように設けられている。上側の封止部材１５は、第１，第２の貫通孔２１，２２の上端開口から突出する導線３２の下部側をも覆うように設けられている。導線３２の上端部は封止部材１５から上方に突出している。
【００３３】
封止部材１５から突出する２本の導線３２は、一対の電源ケーブル１８に接続されている。また、電源ケーブル１８は、発熱線１２に電力を供給するための電源に接続されている。電源ケーブル１８は、銅線等の内部導線１８ａの外面を防液性のある絶縁被膜１８ｂによって被覆してなり、絶縁被膜１８ｂから突出した内部導線１８ａの下端部が導線３２に接続されている。この導線３２と内部導線１８ａとは、被覆部材１６によって覆われている。また、被覆部材１６は、直方体形状、具体的には薄板形状に形成されている。
【００３４】
被覆部材１６は、絶縁性及び防液性を有する素材、例えば合成樹脂材により形成されている。より具体的には、被覆部材１６は、フッ素樹脂（中でもＦＥＰ）により形成される。ただし、被覆部材１６は、フッ素樹脂に限らず、シリコンゴムやエチレンプロピレンゴム等、絶縁性及び防液性を有する公知の合成樹脂材により形成することができる。
【００３５】
被覆部材１６は、封止部材１５から突出する導線３２と、電源ケーブル１８の内部導線１８ａと、これらの接続部分ｂと、電源ケーブル１８の絶縁被膜１８ｂの下端部をも含む範囲で覆っている。被覆部材１６の下端部は、封止部材１５内に挿入され、接着されている。
【００３６】
図６に示すように、熱電対１３は、異なる金属から構成される２種類の熱電対線４１，４２を有している。具体的に、熱電対１３は、１本の第１の熱電対線４１と、２本の第２の熱電対線４２とからなり、第１の熱電対線４１の両端に第２の熱電対線４２が接続されている。第１の熱電対線４１と第２の熱電対線４２との一の接合部分ｃが第１測温点となり、他の接合部分ｄが第２測温点となっている。そして、熱電対１３は、第１測温点ｃと第２測温点ｄとの温度差によって、発生する熱起電力が異なることを利用して温度を検出する。本実施形態の熱電対１３は、例えばＫ型熱電対が採用される。具体的に、第１の熱電対線４１は、アルメル線であり、第２の熱電対線４２は、クロメル線である。ただし、熱電対１３は、Ｋ型熱電対に限定されるものではなく、Ｔ型熱電対等の他の種類の熱電対であってもよい。
【００３７】
第２の熱電対線４２は、一対の熱電対用のケーブル１９の内部導線１９ａが用いられている。熱電対用ケーブル１９は、熱電対１３に生ずる熱起電力を測定する計器に接続されている。熱電対用ケーブル１９は、内部導線１９ａの外面を防液性のある絶縁被膜１９ｂによって被覆してなる。一対の熱電対用ケーブル１９の下部側において、内部導線１９ａは絶縁被膜１９ｂから突出しており、内部導線１９ａの下端は、第１の熱電対線４１の両端部に接合されている。
【００３８】
熱電対１３は、第３及び第４の貫通孔２３，２４に収容されている。具体的に、熱電対１３は、筐体１１の下方でＵ字状に折り返された状態で、第３及び第４の貫通孔２３，２４に跨って収容されている。また、第１測温点ｃは、第４の貫通孔２４に配置され、第２測温点ｄは、第３の貫通孔２３に配置されている。より具体的には、第１測温点ｃは、第４の貫通孔２４の下部側に配置され、第２測温点ｄは、第３の貫通孔２３の上部側に配置されている。したがって、第１測温点ｃと第２測温点ｄとは、上下方向（筐体１１の長手方向）に間隔をあけて配置されている。
【００３９】
また、第１測温点ｃは、第４の貫通孔２４の下部側に配置されているので、第１及び第２の貫通孔２１，２２に収容された発熱線１２のコイル部３１ａにより近くなり、第２測温点ｄは、第３の貫通孔２３の上部側に配置されているので、発熱線１２のコイル部３１ａからより遠くなる。したがって、コイル部３１ａの熱は、第２測温点ｄよりも第１測温点ｃに伝達されやすい。
【００４０】
熱電対１３が収容された第３及び第４の貫通孔２３，２４内には、絶縁材２０が充填されている。この絶縁材２０は、機械的に熱電対１３を保持している。絶縁材２０は、第１及び第２の貫通孔２１，２２に充填されたものと同一のものが用いられる。
また、第３及び第４の貫通孔２３，２４の下端と上端とは、それぞれ前述した封止部材１４，１５によって封止されている。
【００４１】
下側の封止部材１４は、第３，第４の貫通孔２３，２４の下端開口から突出する第１の熱電対線４１をも覆っている。また、上側の封止部材１５は、第３，第４の貫通孔２３，２４の上端開口から突出する第２の熱電対線４２をも覆っている。
上側の封止部材１５から上方へ突出する第２の熱電対線４２（１９ａ）とこれを被覆する絶縁被膜１９ｂの下端部は、被覆部材１７によって覆われている。この被覆部材１７は、前述した被覆部材１６と同一材料、同一形状のものが用いられる。被覆部材１７の下部側は、封止部材１５に挿入され、接着されている。
【００４２】
以上の構成を有する液位センサ１０による液位の検出方法について説明する。
液位センサ１０は、電源ケーブル１８を介した通電により発熱線１２のコイル部３１ａが発熱することによって熱電対１３の第１測温点ｃが第２測温点ｄよりも加熱される。熱電対１３は、第１及び第２測温点ｃ，ｄの温度差に応じた熱起電力が生じる。熱電対１３に生ずる熱起電力は、熱電対用ケーブル１９を介して図示しない計器により測定される。
【００４３】
図１に示すように、液体中に液位センサ１０がある場合、第１測温点ｃ及び第２測温点ｄはともに液体によって冷却されるため、両者ｃ，ｄの温度差はほとんど生じない。したがって、熱電対１３には熱起電力は生じない。
一方、貯液容器７１内の液体が減少し、液位センサ１０が気体中に晒されると、第１測温点ｃが発熱線１２のコイル部３１ａによって加熱されるため、第２測温点ｄとの温度差が大きくなり、熱電対１３に熱起電力が生じる。したがって、その熱起電力を検出することによって貯液容器７１内の液体が液位センサ１０よりも減少したことを検出することができる。
【００４４】
液位センサ１０は、筐体１１が、絶縁性と防液性とを有する材料により形成され、内部に４個の貫通孔２１〜２４が形成され、この貫通孔２１〜２４に発熱線１２と熱電対１３とが収容される。そのため、各貫通孔２１〜２４に発熱線１２及び熱電対１３を収容するだけでこれらの接触が防止され、絶縁が保たれることになる。したがって、液位センサ１０を製造する際に、発熱線１２及び熱電対１３の接触に留意しながらこれらを筐体１１内に収容しなくてもよく、液位センサ１０の製造が容易となる。
【００４５】
また、発熱線１２及び熱電対１３の接触が問題とならないため、筐体１１を可及的に細く（外径を小さく）形成することが可能となり、筐体１１を細く形成すると、筐体１１の熱容量が小さくなるとともに、発熱線１２と液位センサ１０の外部との距離が縮まる。筐体１１の熱容量が小さくなることによって、液位センサ１０が液体中に没した際の筐体１１の温度降下と、気体中に出た際の筐体１１の温度上昇が速くなり、加えて、発熱線１２と外部との距離が縮まることにより、液体中に没した際の放熱が増して筐体１１の温度降下がさらに速まる。このように、液体中に没した際及び気体中に出た際の筐体１１の温度変化が速まるので、液位センサ１０による液位検出の応答速度を向上させることができる。なお、気体中での放熱は元々少ないので、発熱線１２と外部との距離が縮まることによる気体中での放熱量増加は僅かで、この増加が応答速度へ悪影響を及ぼすことはない。
【００４６】
また、筐体１１は、アルミナ等の焼結体からなるセラミックスにより形成されている。このセラミックスは、金属よりも熱伝導率が小さい。例えば、筐体１１は、ステンレス系金属の１０％程度の熱伝導率を有する。そのため、発熱線１２のコイル部３１ａの熱は、筐体１１を通じて伝達し難くなる。したがって、コイル部３１ａからより離れた熱電対１３の第２測温点ｄにはコイル部３１ａの熱が伝わり難くなり、液位センサ１０が気体中にある場合の第１測温点ｃと第２測温点ｄとの間の温度差を十分に確保することができる。そのため、第１測温点ｃと第２測温点ｄとの間隔を短くすることが可能となり、液位センサ１０の長さも短くすることが可能となる。
【００４７】
発熱線１２は、コイル部３１ａからなる発熱部を備えているので、発熱密度を高めることができる。そのため、第１測温点ｃと第２測温点ｄとの温度差を大きくすることができ、液位の検出精度を高めることができる。また、コイル部３１ａをより短くしても第１測温点ｃを十分に加熱することができるため、第１測温点ｃと第２測温点ｄとの間隔を短くし、液位センサ１０を小型化するために有効となる。
【００４８】
したがって、本実施形態の液位センサ１０は、筐体１１を細くすることに加え、長さを短くすることができるので、液位センサ１０をより小型化することができる。そのため、小型の貯液容器７１における液位の検出にも好適に使用することが可能となる。
【００４９】
本発明の熱処理装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において適宜変更することができる。
例えば、上記実施形態の筐体１１は、横断面の外形が真円形状とされているが、これに限らず、楕円形状等に形成されていてもよい。また、筐体１１は、円柱形状に限らず角柱形状に形成されていてもよい。上記実施形態の貫通孔２１〜２４は、横断面形状が真円形状とされているが、楕円形状等に形成されていてもよく、多角形状に形成されていてもよい。４個の貫通孔２１〜２４は、横断面視で正方形状に配置（配列）されるに限らず、長方形状、ひし形状に配置されていてもよい。ただし、筐体１１をより細く、より容易に製造するうえでは、貫通孔２１〜２４が横断面視で正方形状に配置されていることがより好ましい。
【００５０】
発熱線１２と熱電対１３とは、互いに対角線上に位置する貫通孔２１〜２４に収容されていてもよい。例えば、発熱線１２は、第１及び第３の貫通孔２１，２３に収容され、熱電対１３は、第２及び第４の貫通孔２２，２４に収容されていてもよい。ただし、この場合、筐体１１の下方において発熱線１２と熱電対１３とがクロスし、互いに接触する可能性が高まるため、上記実施形態のように、互いに隣接する第１及び第２貫通孔２１，２２に発熱線１２を収容し、第３及び第４貫通孔２３，２４に熱電対１３を収容することがより好適である。
【００５１】
熱電対１３は、第１の測温点ｃ及び第２の測温点ｄの両方が、同一の貫通孔に収容されていてもよい。
本発明の液位センサ１０は、発熱線１２の発熱部３１ａの近傍のみに測温点を有する、１点測温タイプのものであってもよい。この場合、測温点が液体中にある場合と気体中にある場合との温度変化を測定することによって液位を検出することができる。
また、本発明は、液位センサ１０の強度や耐久性をより高めるため、筐体１１の外面に金属製等の被覆部材が設けられることを妨げるものではない。
【符号の説明】
【００５２】
１０    ：液位センサ
１１    ：筐体
１２    ：発熱線
１３    ：熱電対
１４    ：封止部材
１５    ：封止部材
２０    ：絶縁材
２１    ：第１貫通孔
２２    ：第２貫通孔
２３    ：第３貫通孔
２４    ：第４貫通孔
３１ａ  ：コイル部（発熱部）
Ｌ      ：液体
ｃ      ：第１測温点
ｄ      ：第２測温点
【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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