(57)【要約】【課題】  振動ロッドを特別な形状に加工することなく、振動ロッドに付着または堆積した微粉体を自動的に除去して、容器の空杯検出が可能な状態に振動ロッドの振動を復帰させ、充填レベルの検出誤りを抑止できるレベル検出装置を提供する。【解決手段】  送給された微粉体を貯留する容器内に突出する振動ロッド６と、振動ロッド６を一定周波数および一定振幅で振動させるロッド駆動部１０と、振動ロッド６の振動周波数および振幅の変化を検知して微粉体の所定の充填レベルを検出する充填レベル検知部２０と、振動ロッド６に付着または堆積した微粉体を除去または固着防止するように、振動ロッド６の振幅を間欠的に増大させる加振部３０とを備えている。【選択図】        図１   
2005233860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送給された微粉体を貯留する容器内に突出する振動ロッドと、
前記振動ロッドを一定周波数および一定振幅で振動させるロッド駆動部と、
前記振動ロッドの振動周波数および振幅の変化を検出して前記微粉体の所定の充填レベルを検知する充填レベル検知部と、
前記振動ロッドに付着または堆積した微粉体を除去または固着防止するように、前記振動ロッドの振幅を間欠的に増大させる加振部とを備えたレベル検出装置。
【請求項２】
請求項１において、前記加振部が、加振信号を間欠的に出力させるタイマ回路と、前記加振信号が入力されている間、前記ロッド駆動部の増幅度を大きくする増幅度切替回路とを備えているレベル検出装置。
【請求項３】
請求項１において、前記加振部が、加振信号を発生させる発振回路と、発生した加振信号を間欠的に出力させるタイマ回路と、振動ロッドから検出した振動信号に前記加振信号を加算または乗算する演算増幅器とを備え、この演算増幅された信号を前記ロッド駆動部に入力するように構成されているレベル検出装置。
【請求項４】
請求項２または３において、前記充填レベル検知部は、前記所定の充填レベルを検知したとき、充填レベル検知信号を前記加振部に出力するように構成され、前記加振部は、前記充填レベル検出信号が入力されたときに、前記ロッド駆動部の増幅度を間欠的に大きくさせるように構成されているレベル検出装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば小麦粉のような微粉体などを貯留する容器内の充填レベルを、振動ロッドで検出するレベル検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レベル検出装置は、振動ロッドを図７(Ａ)に示すような固有振動数および一定の振幅で振動させておき、容器に充填された微粉体の上面が振動ロッドに接触したときに生じる振動周波数および振幅の減少量を検出して、容器に設置した振動ロッドの位置まで微粉体が充填されたことを検出している(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
ところで、小麦粉のような微粉体は振動ロッドに付着し易く、振動ロッドが微粉体を検知したとき、つまり振動ロッドが微粉体に埋まっているときに振動ロッドに微粉体が付着する場合がある。また、微粉体を容器から引き抜いた際に振動ロッドの上部に微粉体が堆積したまま残る場合もある。容器の空杯時に振動ロッドに微粉体の付着や堆積が残っていると、振動ロッドに振動周波数のズレや振幅の拘束が生じるため、振動ロッドが振動する状態である空杯検出状態に復帰することができず、容器が満杯状態であるとの満杯信号を出力して充填レベルの検出誤りとなる。このため従来では、振動ロッドの横断面形状を例えば頭部を略三角状に加工して、微粉体が付着または堆積しにくいようにすることが行われていた。
【特許文献１】特願平９−５３９７３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、レベル検出装置を小型化する場合、振動ロッドに強度を持たせながらサイズを小さくする必要があるため、振動持続性が低下する。これは強度の大きさと振動しやすさとは正反対の性質を有するからである。また、付着または堆積した微粉体の重量と振動ロッドの重量との比が小さいほど、付着または堆積した微粉体の影響を受けやすいといえる。容器の空杯時に振動ロッドへの付着量または堆積量が増すと振動ロッドの振動が、図７（Ｂ）に示すように振幅が小さくなるとともに振動周波数もシフトする現象が、振動ロッドが小型であるほど生じやすいため、振動ロッドが振動している空杯検出状態に復帰することができず、やはり満杯信号を出力して充填レベルの検出誤りが生じる。他方、従来のように振動ロッドの横断面形状を特別な形状に加工して、微粉体が付着または堆積しにくいようにした場合には、振動ロッドの加工工程が増してコスト高となる。
【０００５】
本発明は、上記の従来の課題に鑑みてなされたもので、振動ロッドを特別な形状に加工することなく、振動ロッドに付着または堆積した微粉体を自動的に除去して、容器の空杯検出が可能な状態に振動ロッドの振動を復帰させ、充填レベルの検出誤りを抑止できるレベル検出装置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】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明に係るレベル検出装置は、送給された微粉体を貯留する容器内に突出する振動ロッドと、前記振動ロッドを一定周波数および一定振幅で振動させるロッド駆動部と、前記振動ロッドの振動周波数および振幅の変化を検出して前記微粉体の所定の充填レベルを検知する充填レベル検知部と、前記振動ロッドに付着または堆積した微粉体を除去または固着防止するように、前記振動ロッドの振幅を間欠的に増大させる加振部とを備えたものである。
前記構成によれば、振動ロッドの振幅を間欠的に大きくさせるので、振動ロッドに付着または堆積する微粉体が自動的に剥れ落ちて、付着または堆積による充填レベルの検出誤りを抑止できる。
【０００７】
好ましくは、前記加振部が、加振信号を間欠的に出力させるタイマ回路と、前記加振信号が入力されている間、前記ロッド駆動部の増幅度を大きくする増幅度切替回路とを備えたものである。
前記構成によれば、簡単な構造で、間欠的にロッド駆動部の増幅度を大きくし、振動ロッドを大きい駆動信号で駆動してその振幅を大きくすることができる。
【０００８】
また、前記加振部が、加振信号を発生させる発振回路と、発生した加振信号を間欠的に出力させるタイマ回路と、振動ロッドから検出した振動信号に前記加振信号を加算または演算する演算増幅器とを備え、この演算増幅された信号を前記ロッド駆動部に入力するように構成したものである。
前記構成によれば、簡単な構造で、間欠的にロッド駆動部の入力信号を大きくし、振動ロッドを大きい駆動信号で駆動してその振幅を大きくすることができる。
【０００９】
また、前記充填レベル検知部は、前記所定の充填レベルを検知したとき、充填レベル検知信号を前記加振部に出力するように構成され、前記加振部は、前記充填レベル検知信号が入力されたときに、前記ロッド駆動部の増幅度を間欠的に大きくさせるように構成されている。
前記構成によれば、所定の充填レベル（満杯）を検知している間だけ、振動ロッドが大きい駆動信号で駆動されて振幅が大きくなるので、無駄な駆動動作がなくなって省電力化が図れるとともに、振動ロッドの長寿命化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係るレベル検出装置の第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１はレベル検出装置のブロック回路図で、平面上の金属板からなる振動片１は、基端部１ａと振動の節となる部分１ｂとが筒状のケーシング２にそれぞれ上下一対の支持体３ａと３ｂに支持されている。振動片１には、支持体３ａと３ｂの中間部に重り４が固着され、さらに重り４と支持体３ａの間の両面に、加振用の圧電素子５ａと振動検出用の圧電素子５ｂとが貼り付けられて振動ロッド６を構成している。なお、圧電素子５ａ、５ｂを、片面に並べて貼り付けるようにしても、支持体３ａの外側（基端部１ａ側）に貼り付けるようにしてもよい。可変増幅度駆動増幅器１１から駆動信号が印加された圧電素子５ａは、振動ロッド６を振動させる。振動ロッド６の振動に伴って振動検出用の圧電素子５ｂに発生した電圧信号は、帯域フイルタ１２で不要成分が除去され、振動ロッド６の振動周波数で、振幅に比例した交流電圧信号が増幅器１３に入力される。増幅器１３で増幅された信号ｖoは可変増幅度駆動増幅器１１に入力され、増幅された駆動信号ｖｄが前記加振用の圧電素子５ａに印加されて振動ロッド６の振動が持続される。前記可変増幅度駆動増幅器１１、ロッド駆動部１０、圧電素子５ａ、５ｂ、帯域フイルタ１２および増幅器１３で、正帰還発信回路であるロッド駆動部１０を構成している。
【００１１】
前記増幅された信号ｖoは、充填レベル検知部２０に入力される。充填レベル検知部２０は、入力信号ｖoの周波数と振幅の変化量が予め設定された値、つまり周波数および振幅の低下量が設定値になったとき、充填レベル検知（満杯）信号ｍを出力する。この満杯信号ｍは、図示していない制御装置へ送信され、容器への微粉体の送給を停止させたり、図示していないランプや警報ブザーを動作させる等の信号として用いられる。
【００１２】
加振部３０のタイマ回路３１は、加振信号Ｓを図２（Ａ）に示すように、間欠的に、つまり定められた時間の間隔で定められた時間の間、図１の増幅度切換回路３２へ出力するものであり、振動ロッド６の振幅を増大させるタイミングを決定している。このタイミングにより、増幅度切換回路３２からロッド駆動部１０の可変増幅度駆動増幅器１１へ増幅度増大信号Ａｕが出力されて、可変増幅度駆動増幅器１１の増幅度が大きくなるように切り換えられ、これに伴って出力される駆動信号ｖｄも大きくなる。これにより、振動ロッド６の振幅は図２（Ｂ）に示すように平常時の振幅ＡｏからＡｌに増大し、振動ロッド６に付着または堆積している微粉体が剥離して脱落し、微粉体が除去されまたはその固着が防止される。したがって、容器の空杯検出が可能な状態に振動ロッド１の振動を復帰させることができ、検出振動ロッド１に微粉体が付着または堆積することによる充填レベルの検出誤りを抑止できる。
【００１３】
図３は、本発明に係るレベル検出装置の第２実施形態を示すブロック回路図で、図１と同一の構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。図３において、加振部３０は、発振回路３３を備えたタイマ回路３１と演算増幅器（加算器）３４とで構成されている。加振部３０のタイマ回路３１は、発振回路３３で発生させた、加振信号Ｓ（図４（Ａ））を増大させた増大信号ｖｂ（図４（Ｂ））を、図４（Ｃ）に示すように、間欠的に、つまり定められた時間の間隔で定められた時間の間、間欠増大信号ｖｂ１として演算増幅器３４へ出力するものであり、振動ロッド６の振幅を増大させるタイミングを決定している。このタイミングにより、演算増幅器３４では、増幅器１３から入力される電圧信号ｖｏ（図４（Ｄ））に前記間欠増大信号ｖｂ１が演算増幅（加算）されて、図４（Ｅ）に示す演算増幅された駆動信号ｖｏｂ（ｖｏ＋ｖｂ１）が駆動増幅器１４へ出力される。駆動増幅器１４では、入力された駆動信号ｖｏｂを増幅して振動ロッド６を駆動し、振動ロッド６の振幅を、図４（Ｆ）に示すように、間欠的に増大させる。なお、演算増幅器３４で電圧信号ｖｏに間欠増大信号ｖｂ１を加算しているが、電圧信号ｖｏに間欠増大信号ｖｂ１を乗算してもよい。この第２実施形態においても、前記第１実施形態と同様に振動ロッド６に付着または堆積した微粉体を除去することができ、同様の効果を奏する。
【００１４】
図５は、本発明に係るレベル検出装置の第３実施形態を示すブロック回路図で、図１と同一または相当部分には同一符号を付してその説明を省略する。図５において、充填レベル検知部２１は、充填された微粉体が振動ロッド６に接触するレベルに達したときに充填レベル検知（満杯）信号ｍを、加振部３０のタイマ回路３１へも出力する。タイマ回路３１は、満杯信号ｍが入力されたときから、容器が空杯状態であるとの空杯信号が出力されるまで、加振信号Ｓを増幅度切換回路３２へ出力し、以下、前記第１実施形態と同様に動作して、振動ロッド６を駆動する。
【００１５】
第３実施形態によれば、前記各実施形態と同様に、振動ロッド６に付着または堆積した微粉体を除去できるのに加えて、満杯信号ｍを出力しているときだけ加振動作を行うので、レベル検出装置の稼動時の省電力化および振動ロッド６の過振動の動作時間が短くなることによる長寿命化が実現できる。
【００１６】
図６は、本発明に係るレベル検出装置の第４実施形態を示すブロック回路図で、図３と同一または相当部分には同一符号を付してその説明を省略する。図６において、充填レベル検知部２１は、前記第３実施形態と同様に、充填された微粉体が振動ロッド６に接触するレベルに達したときに充填レベル検知（満杯）信号ｍを、加振部３０のタイマ回路３１へも出力する。タイマ回路３１は、満杯信号ｍが入力されたときから空杯信号が出力されるまで、図４（Ｅ）に示す駆動信号ｖｏｂを駆動増幅器１４へ出力し、以下、前記第２実施形態と同様に動作して、振動ロッド６を駆動する。
【００１７】
この第４実施形態においても、前記第３実施形態と同様に振動ロッド６に付着または堆積した微粉体を除去することができるのに加えて、満杯信号ｍを出力しているときだけ加振動作を行うので、レベル検出装置の稼動時の省電力化および振動ロッドの過振動の動作時間が短くなることによる長寿命化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレベル検出装置のブロック回路図である。
【図２】同実施形態の信号波形図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るレベル検出装置のブロック回路図である。
【図４】同実施形態の信号波形図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係るレベル検出装置のブロック回路図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係るレベル検出装置のブロック回路図である。
【図７】（Ａ）は振動ロッドに微粉体等が付着していないときの振動波形を示す図、（Ｂ）は振動ロッドに微粉体等が付着したときの振動波形を示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
６：振動ロッド
１０：ロッド駆動部
１１：可変増幅度駆動増幅器
１４：駆動増幅器
２０、２１：充填レベル検知部
３０：加振部
３１：タイマ回路
３２：増幅度切換回路
３３：発振回路
３４：演算増幅器（加算器）
【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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