(57)【要約】【課題】容器内の充填物のレベルを、特に多管式触媒充填反応器等の直径が約２０〜５０ｍｍのような細い反応管中の触媒の充填レベルでも、精度良く容易に測定できるレベル計を提供する。【解決手段】先端の接触部が平板（３）である接触スイッチ（１）、接触スイッチに接続されて接触信号を送信すると共に接触スイッチを上昇または下降させるためのケーブル（４）、ケーブルを上昇または下降させるためのプーリー（５）、プーリーと回転軸を同じくして設けられたエンコーダー（７）、および接触信号とエンコーダーのパルス信号から充填レベルを算出するめの制御演算器（８）からなるレベル計である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端の接触部が平板（３）である接触スイッチ（１）、接触スイッチに接続されて接触信号を送信すると共に接触スイッチを上昇または下降させるためのケーブル（４）、ケーブルを上昇または下降させるためのプーリー（５）、プーリーと回転軸を同じくして設けられたエンコーダー（７）、および接触信号とエンコーダーのパルス信号から充填レベルを算出するめの制御演算器（８）からなるレベル計。
【請求項２】
制御演算器で制御され、プーリーを連動して回転させるモーター（６）を付設してなる請求項１記載のレベル計
【請求項３】
接触スイッチに錘（２）を付設してなる請求項１記載のレベル計。
【請求項４】
プーリーの直径が８０〜１２０ｍｍである請求項１記載のレベル計。
【請求項５】
エンコーダーのパルスが１回転あたり２００回以上である請求項１記載のレベル計。
【請求項６】
プーリーを回転させて、先端の接触部が平板である接触スイッチを先端に設けたケーブルをプーリーに密接させながら下降させ、接触スイッチが充填物に接触して発生する接触信号とプーリーと回転軸を同じくして設けられたエンコーダーからのパルス信号からプーリーの回転数を求め、充填レベルを算出することを特徴とする容器内の充填レベルの測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は容器内の充填物のレベルを測定するためのレベル計および充填物のレベルの測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
容器内の充填物のレベルを測定する方法としは、超音波またはマイクロ波を照射し、その反射波を受信して長さを求める方法（例えば、非特許文献１参照。）、錘を先端に取り付けたワイヤーロープを降下させ、充填物に着床した時の張力変化を機械的に検出し、ワイヤーロープの繰り出し長さから求める方法（例えば、非特許文献２参照。）、および物差しを上部から直接差し込んで測定する方法等が知られている。
【０００３】
【非特許文献１】
「計測技術」  第２８巻、第１０号、１〜４頁、２０００年
【０００４】
【非特許文献２】
「最新  検知システム総覧」７２７〜７２９頁、１９８２年  （株）技術資料センター発行
【０００５】
しかしながら、超音波またはマイクロ波を照射し、その反射波を受信して長さを求める方法は、非接触で優れた方法であるが、例えば、多管式触媒充填反応器等の直径が約２０〜５０ｍｍのような細い反応管中の触媒の充填レベルを測定する場合は、種々の反射の影響で精度良く測定することは困難である。
また、錘を先端に取り付けたワイヤーロープを降下させ、張力変化を機械的に検出して行う方法は、張力変化の検出感度の関係で数ｍｍ単位の精度で測定することは困難である。なお、多管式触媒充填反応器では、反応速度を制御するために、成分やその濃度を変えた触媒を順次充填する場合があり、このような場合には出来ればｍｍ単位で充填高さを測定することが望まれている。
更に、物差しを上部から直接差し込んで測定する方法は、物差しの押し付け具合の差によるバラツキ、特に測定者によるバラツキが大きいという問題がある。また数百本〜数千本の反応管中の触媒の充填レベルを測定する場合には、物差しの上げ下げの労力が大きいこと、測定データの入力数が多く、負担になるという問題もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、容器内の充填物のレベルを、特に多管式触媒充填反応器等の直径が約２０〜５０ｍｍのような細い反応管中の触媒の充填レベルでも、精度良く容易に測定できるレベル計および充填レベルの測定方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、先端の接触部が平板（３）である接触スイッチ（１）、接触スイッチに接続されて接触信号を送信すると共に接触スイッチを上昇または下降させるためのケーブル（４）、ケーブルを上昇または下降させるためのプーリー（５）、プーリーと回転軸を同じくして設けられたエンコーダー（７）、および接触信号とエンコーダーのパルス信号から充填レベルを算出するめの制御演算器（８）からなるレベル計である。
【０００８】
また、プーリーを回転させて、先端の接触部が平板である接触スイッチを先端に設けたケーブルをプーリーに密接させながら下降させ、接触スイッチが充填物に接触して発生する接触信号とプーリーと回転軸を同じくして設けられたエンコーダーからのパルス信号からプーリーの回転数を求め、充填レベルを算出することを特徴とする容器内の充填レベルの測定方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のレベル計の一例の概念図であり、図２は接触スイッチ部の断面の概要を示す図である。
接触スイッチ（１）の本体は、通常、市販のものが使用される。丸い形状や小径の粒子等の充填物に安定的に接触させるために、接触スイッチの先端の接触部は平板（３）であるのが好ましい。平板の形状として、円形、多角形などが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。その大きさも特に限定されるものではないが、反応管内の充填レベルを測定する場合には、管断面積の約６０〜９０％の面積のものが好ましく用いられる。
また、接触スイッチには、ケーブル（４）がプーリー（５）に密接して移動するように、支障にならない範囲で錘（２）を付けておくのが好ましい。通常、接触スイッチの周囲に密着させて円筒状の錘が設けられる。錘の重さは特に限定されるものではないが、反応管内の充填レベルを測定する場合には、約１００〜２００ｇのものが用いられる。
【００１０】
接触スイッチを上昇または下降させるためのケーブルは、接触信号の電送と接触スイッチの上昇または下降が可能であれば特に限定されるものではなく、通常、ロボットで使用するケーブル、いわゆるロボットケーブルが好ましく用いられる。ケーブルの長さは特に限定されるものではなく、測定対象の充填物との距離を勘案して決定される。
【００１１】
このケーブルはプーリーに密接して移動させる。ケーブルがプーリーに密着するように、プーリーにはケーブルの径と同じ径の溝を設けておいて、ケーブルが溝にはまって状態で移動させるのが好ましい。さらにロールでケーブルをプーリーに押え付ける構造にしても良い。プーリーの大きさは特に限定されるものではなく、測定精度等を勘案して設定されるが、通常、約５０〜１５０ｍｍφ、好ましくは約８０〜１２０ｍｍφのものが用いられる。
【００１２】
プーリーには回転軸を同じくしてエンコーダー（７）が設けられる。用いるエンコーダーも特に限定されるものではなく、通常、一回転当り２００パルス以上、好ましくは３６０パルスの信号を発生するものが用いられる。１００ｍｍφのプーリーを用いて３６０パルスの場合、１パルス当り０．８７ｍｍの長さになり、ｍｍ単位の測定に十分な分解能となる。
【００１３】
プーリーの回転方法は特に限定されるものでなく、手動で行うこともできるが、通常、プーリーは減速機を介してモーター（６）と接続され、モーターを正回転または逆回転させることにより、それに連動してプーリーが回転させる。プーリーの回転にともなってケーブルが移動する。
制御演算器（８）では、ケーブルを介して接触スイッチからの接触信号およびエンコーダーからのパルス信号を受信し、プーリーの回転数を求め、接触スイッチ、すなわちケーブルの下降した長さ、そして充填レベルを算出する。プーリーをモーターで回転させる場合は、通常、この制御演算器でモーターの回転を制御する。
【００１４】
図３は充填レベルを測定する方法の流れ図である。まず接触スイッチおよびプーリーの原点を確認し、そして制御演算器からの回転信号によりモーターが正回転し、連動してプーリーが回転し、それに伴ってケーブルが移動して接触スイッチが下降して行く。接触スイッチからの接触信号がない限りそのままモーターは正回転し、接触スイッチは下降を続ける。接触スイッチが充填物に接触すると、接触信号が発信され、それによってモーターが停止し、その時のエンコーダーからのパルス信号を読み込む。次にモーターを逆回転させ、接触スイッチを原点に到達するまで上昇させ、原点に達した時点でモーターを停止し、測定を終了する。接触信号が発信された時のエンコーダーからのパルス信号からプーリーの回転数が求められ、これから接触スイッチの下降した長さ、更には充填物の充填レベルが求められる。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明について説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００１６】
実施例１
オムロン社製の接触スイッチの周囲にＳＵＳ３０４製の錘（１６０ｇ、外径：２０ｍｍφ）を、接触スイッチの先端の接触部にはＳＵＳ３０４製の円板（直径：２０ｍｍφ、厚さ：５ｍｍ）を図２に示すように取り付けた。
接触スイッチには太さ８ｍｍφ、長さ６ｍのロボットケーブル（２芯）を結線し、図１に示すようにプーリーを介して制御演算器に接続した。プーリーは直径１００ｍｍφのものを用い、オムロン社製のエンコーダー（３６０パルス／回転）をプーリーと回転軸を同じくして取り付けた。プーリーは減速機を介してモーターで回転させるようにした。モーターおよびエンコーダーを制御演算器に接続してレベル計を作製した。
【００１７】
このレベル計を用いて、多管式触媒充填反応器の直径が３０ｍｍの反応管中の触媒の充填レベルを測定した。測定は前記の図３の流れ図について説明したとおりに行った。
結果を表１に示す。同時に物差しで測定した結果も示す。
ほぼ１０ｍｍ以内のバラツキで精度良く測定されている。
【００１８】
【表１】
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△：レベル計測定の平均値と物差し測定の測定値との差
【００１９】
【発明の効果】
本発明のレベル計によって、容器内の充填物のレベルを、特に多管式触媒充填反応器等の直径が約２０〜５０ｍｍのような細い反応管中の触媒の充填レベルでも、精度良く容易に測定できる。更には物差しで測定する方法に比べて、データの入力・処理も容易で、負担が少ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレベル計の一例の概念図である。
【図２】接触スイッチ部の断面の概要を示す図である。
【図３】充填レベルを測定する方法の流れ図である。
【符号の説明】
１：接触スイッチ
２：錘
３：平板
４：ケーブル
５：プーリー
６：モーター
７：エンコーダー
８：制御演算器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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