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JP3048615B2 - Liquid level detector - Google Patents
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JP3048615B2 - Liquid level detector - Google Patents

Liquid level detector

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JP3048615B2
JP3048615B2 JP2264892A JP26489290A JP3048615B2 JP 3048615 B2 JP3048615 B2 JP 3048615B2 JP 2264892 A JP2264892 A JP 2264892A JP 26489290 A JP26489290 A JP 26489290A JP 3048615 B2 JP3048615 B2 JP 3048615B2
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Japan
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level
liquid
liquid level
transmitter
receiver
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君達 渡辺
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日本真空技術株式会社
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  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液面検出装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a liquid level detecting device.

〔従来の技術及びその問題点〕[Conventional technology and its problems]

第12図、第13図及び第14図は第1従来例の液面検出装
置を示すものであるが、図において容器(1)内には液
体(2)が収容されており、この液体(2)のレベルL
を確認するためにレベルゲージ(3)が容器(1)の側
壁部の所定の液面レベルL0に対応して設けられている。
これは例えば透明のガラス窓でなり第14図で示すように
所定のレベルL0より所定距離の上下限を示すレベルとし
て(4a)の上限表示線及び下限表示線(4b)が表示され
ている。
FIGS. 12, 13 and 14 show a liquid level detecting device according to a first conventional example. In FIG. 12, a container (1) contains a liquid (2), 2) Level L
Level gauge (3) in order to confirm is provided corresponding to a predetermined liquid level L 0 of the side wall of the container (1).
This is displayed, for example, the upper display line and lower display lines of a predetermined level L 0 as shown in FIG. 14 becomes a glass window transparent as a level indicating the bounds of the predetermined distance (4a) (4b) is .

このようなレベルゲージ(3)はよく知られているが
目視によって液面Lを確認するものであり透明のガラス
窓を介して液面Lが表示線(4a)(4b)に対してどの位
置にあるかを検出するようにしている。然しながらこれ
は目視によるものであって、この窓が汚れていたりある
いは周囲が暗い場合にはそのレベルLを読取る事が困難
な場合がある。
Such a level gauge (3) is well-known, but is for visually confirming the liquid level L. The position of the liquid level L relative to the display lines (4a) and (4b) through a transparent glass window is determined. Is detected. However, this is a visual check, and it may be difficult to read the level L when the window is dirty or the surroundings are dark.

第15図は第2従来例を示すもので容器(5)には液体
(6)が収容されてるが、この液面レベルLを測定する
ために浮子(7)が浮遊状態で配設されており、この上
下にはロッドlが取り付けられているが、これはガイド
部材(8a)(8b)(静止部に固定)により液面Lの変化
により正確に上下方向に移動し得るように構成されてい
る。そしてこのロッドlの上端部には電気スイッチ
(9)が接続されている。液体(6)の液面レベルLの
変化により、これに応じて浮子(7)のレベルも変化す
るのであるが、この変化量がロッドlがガイド部材(8
a)(8b)によりガイドされて正確に上下動し所定のレ
ベルL0まで減少すると電気スイッチ(9)の接点が開か
れるようになっている。これにより容器(5)内の液体
(6)が所定の液面レベルL0より低下した事を検出する
ようにしている。
FIG. 15 shows a second conventional example in which a liquid (6) is stored in a container (5). In order to measure the liquid level L, a float (7) is arranged in a floating state. A rod 1 is mounted on the upper and lower sides, and is configured so that it can be accurately moved in the vertical direction by a change in the liquid level L by guide members (8a) and (8b) (fixed to a stationary portion). ing. An electric switch (9) is connected to the upper end of the rod l. The level of the float (7) changes in response to the change in the liquid level L of the liquid (6).
contacts a) (exactly vertical movement is guided by 8b) when reduced to a predetermined level L 0 electric switch (9) is adapted to be opened. Thus the liquid in the container (5) (6) is adapted to detect that falls below a predetermined liquid level L 0.

然しながらこのような装置においてはガイド部材(8
a)(8b)が図示せずとも静止部又は容器の一部に固定
されているのであるが、これらが変形したりあるいは液
体(6)により腐蝕したりするとロッドlが正確に上下
動あるいは引っかゝって移動しなくなったりする事があ
る。これでは液面レベルL0を正確に検知する事ができな
い。
However, in such a device, the guide member (8
a) Although (8b) is not shown, it is fixed to a stationary part or a part of the container. However, if these are deformed or corroded by the liquid (6), the rod 1 will move up and down or fall exactly. It may stop moving. This will not be able to detect the liquid level L 0 accurately.

第16図は第3従来例を示すもので容器(10)には液体
(13)が収容されているが、この容器(10)には蓋(1
1)が密封状態で被覆されており、従ってこの蓋(11)
と液体(13)の液面レベルLとの間には密閉した空間
(12)が形成されている。これは真空又は何等かのガス
が封入されていてもよい。容器(10)の底壁部外部面に
は相互に近接して超音波発信器(14)及び超音波受信器
(15)が取り付けられている。液面測定回路(16)から
は超音波発信器(14)を励起するための電気信号が供給
される。これによりこれから容器(10)の内側に向って
超音波Sを発射する。これはこの液体(13)の液面レベ
ルLで反射して反射超音波S′となりこれが超音波受信
器(15)により受信される。この受信信号は液面測定回
路(16)に供給される。この回路(16)からの測定出力
は液高比較器(17)に供給され、ここで所定のレベルと
比較されるのであるが超音波発信器(14)からの超音波
Sを発してから液面レベルLに反射されて超音波受信器
(15)に戻る迄の時間を液面測定回路(16)で測定し、
この結果を液高比較器(17)に供給するのであるが、こ
こで所定のレベルすなわち時間と比較してこれよりは大
きいと所定の液面レベルL0よりは高いレベルにあると判
断し、又この時間よりは短い時には所定のレベルL0より
は低いと判断し、この判断出力の検出端子(18)にロー
レベルの信号かハイレベルの信号として導出するように
している。
FIG. 16 shows a third conventional example in which a container (10) contains a liquid (13), and the container (10) has a lid (1).
1) is hermetically covered, so that this lid (11)
A closed space (12) is formed between the liquid and the liquid level (L) of the liquid (13). It may be vacuum or filled with some gas. An ultrasonic transmitter (14) and an ultrasonic receiver (15) are attached to the outer surface of the bottom wall of the container (10) in close proximity to each other. An electric signal for exciting the ultrasonic transmitter (14) is supplied from the liquid level measurement circuit (16). Thereby, the ultrasonic waves S are emitted toward the inside of the container (10). This is reflected at the liquid level L of the liquid (13) to become a reflected ultrasonic wave S ', which is received by the ultrasonic receiver (15). This received signal is supplied to the liquid level measurement circuit (16). The measurement output from the circuit (16) is supplied to a liquid height comparator (17), where it is compared with a predetermined level. The time required to return to the ultrasonic receiver (15) after being reflected by the surface level L is measured by the liquid level measurement circuit (16).
Although than it supplies the result to the liquid high comparator (17), it is determined that where there is a higher level than the predetermined liquid level L 0 greater than this is compared with a predetermined level or time, also when shorter than this time so that it is determined to be lower than the predetermined level L 0, derives a low level signal or a high level signal to the detection terminal of the determination output (18).

すなわちこの従来例では液面レベルLの絶対値を測定
しているのであるが液面Lまで超音波を液体内を貫通さ
せねばならず特にこの距離が長い場合には液体の変質例
えば粘度の変化や物性変化等により超音波Sがある一定
の液面レベルまで達する時間が変化するかもしれず、こ
れでは液高比較器(17)において設定された値と比較し
ても所定のレベルより上にあるか下にあるかを正確に検
出することができない。あるいは液体(13)の中に何等
かの超音波を反射させる異物が混入しているとすると、
これによって反射される事もあり到底正確な液面レベル
の測定は期待することができない。
That is, in this conventional example, the absolute value of the liquid level L is measured. However, ultrasonic waves must penetrate the liquid to the liquid level L. Especially when the distance is long, the liquid deteriorates, for example, changes in viscosity. The time required for the ultrasonic wave S to reach a certain liquid level may change due to changes in the liquid level or physical properties. In this case, the ultrasonic wave S is above a predetermined level even when compared with the value set in the liquid level comparator (17). Cannot be accurately detected. Or, if a liquid (13) contains any foreign matter that reflects ultrasonic waves,
Due to this reflection, accurate measurement of the liquid level cannot be expected.

第17図は第4従来例の液面検出装置を示すものである
が容器(19)において液体(20)が収容されており本従
来例においても蓋(27)で閉塞されているのであるがこ
の蓋(27)の上に相近接して超音波発信器(22)及び超
音波受信器(23)が取り付けられている。液面計(24)
から超音波発信器(22)を励起するための電気信号が供
給され、これにより超音波発信器(22)から超音波Sを
液体(20)の液面Lに向って発射し、この液面Lからの
反射波S′を超音波受信器(23)で受信する。そしてこ
の受信信号を液面計(24)に供給するものであるが、本
従来例においても超音波発信器(22)から超音波Sを発
射してから受信器(23)で受信するまでの時間は液面計
(24)において測定され、この測定値が設定比較回路
(25)において所定の値と比較され、これより大きいと
液面Lは所定のレベルよりは以下にあると判断し、また
これより小さい時は所定のレベルより上方にあると判断
し、判断出力を端子(26)から導出する。
FIG. 17 shows a liquid level detecting device according to a fourth conventional example. The liquid (20) is stored in a container (19) and is closed by a lid (27) in this conventional example. An ultrasonic transmitter (22) and an ultrasonic receiver (23) are mounted on the lid (27) in close proximity. Liquid level gauge (24)
Supplies an electric signal for exciting the ultrasonic transmitter (22), thereby emitting an ultrasonic wave S from the ultrasonic transmitter (22) toward the liquid level L of the liquid (20). The reflected wave S 'from L is received by the ultrasonic receiver (23). The received signal is supplied to the liquid level gauge (24). In the conventional example, the ultrasonic signal is transmitted from the ultrasonic transmitter (22) to the reception of the ultrasonic wave by the receiver (23). The time is measured by the liquid level gauge (24), and the measured value is compared with a predetermined value in the setting comparison circuit (25). If the measured value is larger than the predetermined value, it is determined that the liquid level L is below the predetermined level, If it is smaller than this, it is determined that it is above a predetermined level, and a determination output is derived from the terminal (26).

すなわち第17図の従来例においては第16図の従来例と
異なり空間(21)に超音波を反射して液面Lからの反射
波を同じく空間(21)を伝播させ受信器(23)により受
信するのであるが、空間(21)が真空であれば超音波S
を液面Lまで伝播させる事ができず、従ってこの従来例
では空間(21)が真空の場合には適用する事ができな
い。
That is, in the conventional example shown in FIG. 17, unlike the conventional example shown in FIG. 16, the ultrasonic wave is reflected to the space (21), and the reflected wave from the liquid surface L is propagated in the space (21). It receives, but if space (21) is vacuum, ultrasonic wave S
Cannot be propagated to the liquid surface L, and therefore, in this conventional example, it cannot be applied when the space (21) is a vacuum.

第18図は第5従来例を示すものであるが容器(30)内
には液体(31)が収容されており、これの上方は開放さ
れているが、この両側壁部に対向して超音波の発信器
(32)及び受信器(33)が所定のレベルL0にあるように
取り付けられている。この従来例では超音波発信器(3
2)からの超音波はこれに対向する受信器(33)に向っ
て発射するのであるが液体(31)の液面Lが所定のレベ
ルL0より上方にある場合には発信器(32)からの超音波
はその減衰量を少なくして受信器(33)に伝達されるの
で受信器(33)の受信レベルは比較的高い。これにより
所定のレベルL0より上方にあると判断される。又液体
(31)の液面レベルLが所定のレベルL0より以下になる
と発信器(32)からの超音波は気体中を通るので大きく
減衰される。従って受信器(33)で受ける超音波のレベ
ルは低くなる。これにより容器(30)内の液体(31)の
液面レベルLは所定のレベルL0より以下にあると判断さ
れる。なお第18図に示すように液面Lが所定のレベルL0
にある時は上記比較的高い値と比較的低い値との間の受
信レベルとなる。
FIG. 18 shows a fifth prior art example, in which a container (30) contains a liquid (31), and the liquid (31) is open above the container (30). sonic transmitter (32) and the receiver (33) is mounted so that a predetermined level L 0. In this conventional example, the ultrasonic transmitter (3
The ultrasound from 2) receiver opposed thereto (it is to fire toward the 33), but transmitter when the liquid level L of the liquid (31) is above a predetermined level L 0 (32) Is transmitted to the receiver (33) with its attenuation reduced, so that the reception level of the receiver (33) is relatively high. Thus it is determined that is above the predetermined level L 0. The ultrasonic waves from the liquid the liquid level L (31) and falls below a predetermined level L 0 transmitter (32) is greatly attenuated because through the gas. Therefore, the level of the ultrasonic wave received by the receiver (33) becomes low. Liquid level L of the Thereby the container (30) in the liquid (31) is determined to be in less than the predetermined level L 0. As shown in FIG. 18, the liquid level L is at a predetermined level L 0.
, The reception level is between the relatively high value and the relatively low value.

このような従来例でも容器(30)内の液体(31)のレ
ベルの所定レベルL0に対する高低を判断する事ができる
のであるが発信器(32)及び受信器(33)を正確に所定
のL0レベルに整列して取り付けなければならない。もし
これが不正確であれば所定のレベルL0より以下にあるか
以上にあるかが正確に判断する事ができない。又正確に
所定のレベルに整列して取り付けたとしてもこの容器
(30)が例えばプラスチックでなるような場合には熱変
形し易く変形する事によってその相対的な取付位置が変
動する。これでは容器(30)内の液体(31)のレベルが
所定のレベルL0より上にあるか下にあるかを正確に判断
することができない。
Such container (30) also in the conventional example liquid (31) in the level of but it is possible to determine the high and low for a given level L 0 transmitter (32) and the receiver exactly a predetermined (33) Must be mounted in line with L 0 level. If it can not be determined accurately whether this is above or in the following below a predetermined level L 0 if incorrect. Even if the container (30) is made of plastic, for example, even if the container (30) is precisely aligned and mounted at a predetermined level, the container (30) is easily deformed by heat and deforms, so that the relative mounting position changes. This can not be the level of liquid (31) in the container (30) to accurately determine the underlying or is above a predetermined level L 0.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

本発明は上述の種々の問題に鑑みてなされ、以上に述
べたような従来の欠点を除去する事のできる液面検出装
置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the various problems described above, and an object of the present invention is to provide a liquid level detection device that can eliminate the above-described conventional disadvantages.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

以上の目的は、液体を収容する容器において、少なく
とも所定のレベルの液面に近接する側壁部分を超音波透
過性の材質で形成し、該側壁部分の外面に超音波の発信
器を前記所定のレベルと同レベル上に取り付け、該発信
器の近傍で該発信器を中心とする同心円上にあり、かつ
前記側壁部分の外面に少なくとも前記所定のレベルと同
じレベル及びこれの上方と下方とに各々前記発信器から
発せられた超音波を受信する受信器を取り付け、これら
受信器の受信レベルの組み合わせに基づいて液面を検出
することを特徴とする液面検出装置によって達成され
る。
The above object is to provide a container for storing a liquid, wherein at least a side wall portion adjacent to a liquid surface at a predetermined level is formed of an ultrasonically permeable material, and an ultrasonic transmitter is provided on an outer surface of the side wall portion with the predetermined level. Mounted on the same level as the level, on the concentric circle centered on the transmitter near the transmitter, and on the outer surface of the side wall portion at least at the same level as the predetermined level and above and below the predetermined level. This is achieved by a liquid level detecting device, wherein a receiver for receiving the ultrasonic waves emitted from the transmitter is attached, and the liquid level is detected based on a combination of reception levels of these receivers.

〔作用〕[Action]

所定のレベルの液面に近接する側壁部分は超音波透過
性の材質で形成されているので、この側壁部分の外面に
取り付けられた発信器からの超音波はこの側壁部分を通
過し容器内面の液膜とこれが接する媒体との間の界面か
らの反射超音波が受信器に達する。媒体が液体であるか
気体、あるいは真空かによって受信レベルが大きく異な
るので、これから容器内の液体のレベルを検出すること
ができる。本発明は、超音波の発信器を中心として少な
くともこれと同一レベル、上方及び下方に超音波の受信
器を取り付け、これら受信器の受信レベルの組み合わせ
に基づいて液面を検出するようにしているので、正確に
液面を検出することが可能となる。
Since the side wall portion adjacent to the liquid level at a predetermined level is formed of a material that transmits ultrasonic waves, ultrasonic waves from the transmitter attached to the outer surface of the side wall portion pass through the side wall portion and pass through the inner surface of the container. Ultrasound reflected from the interface between the liquid film and the medium it contacts reaches the receiver. Since the reception level greatly differs depending on whether the medium is a liquid, a gas, or a vacuum, the level of the liquid in the container can be detected from this. According to the present invention, an ultrasonic receiver is attached at least at the same level as the ultrasonic transmitter and above and below the ultrasonic transmitter, and the liquid level is detected based on a combination of the reception levels of these receivers. Therefore, it is possible to accurately detect the liquid level.

〔実 施 例〕 以下、本発明の実施例による液面検出装置について図
面を参照して説明する。
[Embodiment] Hereinafter, a liquid level detecting device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は第1実施例の液面検出装置(54)を備えた容
器(51)を示すものであるが容器(51)内には液体(5
2)が収容されており、その液面レベルLにより上方に
空間(53)を画成している。本実施例においてはこの空
間(53)は大気と連通している。
FIG. 1 shows a container (51) provided with a liquid level detecting device (54) of the first embodiment.
2) is accommodated, and a liquid level L defines a space (53) above. In this embodiment, this space (53) communicates with the atmosphere.

第2図は液面検出装置(54)と制御器(64)との関連
構成を示すものであるが、液面検出装置(54)は第3図
及び第4図にその詳細が説明されており容器(51)の一
側壁部に孔(51a)が形成され、これに超音波透過性の
材質でなる取付板(55)が液密に固定されている。これ
は第4図に示すように円形であるが、この中心部に超音
波の発信器(56)が取付けられており、この発信器(5
6)を中心とすると円C上に超音波の受信器M、T及び
Bが取付けられている。発信器(56)の取付レベルは第
3図に示すように容器(51)内における液体(52)の所
定の液面レベルL0と同一となるように取付けられてい
る。又これと同レベルに受信器Mが取付板(55)に取付
けられている。これ等受信器M、T及びBはそれぞれ同
一の構成を有するのであるが、その中心部の発信器(5
6)に対する相対的位置を表わすために、それぞれM
(中央)、T(最上)、B(最下)で表示するものとす
る。
FIG. 2 shows a related structure between the liquid level detecting device (54) and the controller (64). The liquid level detecting device (54) is described in detail in FIGS. 3 and 4. A hole (51a) is formed in one side wall of the cage container (51), and a mounting plate (55) made of an ultrasonic-permeable material is liquid-tightly fixed to the hole (51a). Although this is circular as shown in FIG. 4, an ultrasonic transmitter (56) is attached to the center thereof, and this transmitter (5)
Ultrasonic receivers M, T, and B are mounted on a circle C centering on 6). Mounting level of the transmitter (56) is mounted so as to become the same as the predetermined liquid level L 0 of a liquid (52) in the container (51) as shown in Figure 3. At the same level, the receiver M is mounted on the mounting plate (55). These receivers M, T and B have the same configuration, but the transmitter (5
M to represent the relative position to 6)
(Center), T (top), and B (bottom).

第2図に示すように発信器(56)は電線路(60)を介
して制御器(64)に接続され、この内部の発信部(65)
に接続される。この発信部(65)においては超音波周波
数の電気信号を発信器(56)に供給し、これにより超音
波振動を行ない、該発信器(56)から超音波を発射する
ように構成されている。又各受信器M、T、Bはそれぞ
れ電線路(61)(62)(63)を介して制御器(64)内に
おける受信部(66)に接続されている。すなわちこれら
受信器M、T、Bの受信出力が受信部(66)に供給さ
れ、この出力端子に接続される比較器(67)において各
設定値に比較し得る信号に処理され、この比較器(67)
の比較結果を次段の論理回路(68)に供給するようにし
ている。該論理回路(68)では後述するような論理の組
合せによって容器(51)内における液体(52)の液面レ
ベルLが如何なる高さにあるかを判断する出力を出力端
子a、b、c、d、e、f及びgのいずれかに発するよ
うにしている。
As shown in FIG. 2, the transmitter (56) is connected to a controller (64) via an electric wire (60), and a transmitter (65) inside the controller (64).
Connected to. The transmitting unit (65) is configured to supply an electric signal of an ultrasonic frequency to the transmitter (56), thereby performing ultrasonic vibration, and emitting an ultrasonic wave from the transmitter (56). . Each of the receivers M, T, and B is connected to a receiving section (66) in the controller (64) via electric lines (61), (62), and (63). That is, the reception outputs of these receivers M, T, and B are supplied to a reception section (66), and processed by a comparator (67) connected to this output terminal into a signal that can be compared with each set value. (67)
Is supplied to the next-stage logic circuit (68). The logic circuit (68) outputs outputs for determining the liquid surface level L of the liquid (52) in the container (51) to the output terminals a, b, c, and c by a combination of logics described later. It emits to any of d, e, f and g.

本発明の実施例による液面検出装置は以上のように構
成されるが次にこの作用について説明する。
The liquid level detecting device according to the embodiment of the present invention is configured as described above. Next, this operation will be described.

先ず第5図を参照して本発明の動作原理について説明
する。取付板(55)は上述したように超音波透過性の材
質でなりこれに超音波の発信器(56)が取付けられてい
るのであるが、この発信器(56)からの超音波は次の3
種類の反射波となって受信器M、T及びBに伝達され
る。すなわち第1の反射波(I)は取付板(55)の表面
から反射する超音波である。又第2の反射波(II)は取
付板(55)の内面に付着している液膜と容器(51)の内
側における超音波の媒体(液体又は空気)との界面から
の反射波である。この反射波は液膜と液体との界面から
の反射波である場合には比較的弱い反射波であり、又こ
の界面が液膜と気体すなわち大気との界面である場合に
は強い反射波である。又第3の超音波の反射波(III)
は超音波が容器内へと伝播され、その内部の何等かの障
害物あるいは対向する壁面からの反射波である。容器
(51)内の気体中を通過する時には上述したように容器
(51)の内面における界面で殆ど反射されるので、この
成分(III)は殆ど零であり、又液体(52)を伝播する
場合においても気体に比べてその減衰量は少ないが、然
しながら液膜と気体との界面からの第II種の反射波のレ
ベルよりは、はるかに低いものである。従って本発明の
実施例によればこれら反射波I、II、III中で第II種の
反射波の強さが液レベルの判断のための超音波反射波と
して用いられる。
First, the operation principle of the present invention will be described with reference to FIG. The mounting plate (55) is made of an ultrasonic-permeable material as described above, and the ultrasonic transmitter (56) is mounted on the mounting plate (55). The ultrasonic wave from this transmitter (56) is 3
The reflected waves are transmitted to the receivers M, T and B in the form of reflected waves. That is, the first reflected wave (I) is an ultrasonic wave reflected from the surface of the mounting plate (55). The second reflected wave (II) is a reflected wave from the interface between the liquid film adhering to the inner surface of the mounting plate (55) and the ultrasonic medium (liquid or air) inside the container (51). . This reflected wave is a relatively weak reflected wave if it is a reflected wave from the interface between the liquid film and the liquid, and a strong reflected wave if this interface is an interface between the liquid film and the gas, that is, the atmosphere. is there. Third ultrasonic reflected wave (III)
Is an ultrasonic wave that is propagated into the container and is a reflected wave from some obstacle or an opposing wall surface inside the container. When passing through the gas in the container (51), the component (III) is almost zero because it is almost reflected at the interface on the inner surface of the container (51) as described above, and propagates through the liquid (52). Even in this case, the amount of attenuation is smaller than that of the gas, but it is much lower than the level of the type II reflected wave from the interface between the liquid film and the gas. Therefore, according to the embodiment of the present invention, among the reflected waves I, II and III, the intensity of the type II reflected wave is used as an ultrasonic reflected wave for judging the liquid level.

第6A図は液体(52)の液面レベルLが所定の液面レベ
ルL0より高く、かつ上方の受信器Tより上方にある場合
であって、この場合には取付板(55)の内面に付着する
液膜と液体(52)との界面における超音波の反射波の強
度は比較的いづれの受信器T、M、Bにおいても低い
(このレベルをLとする)。
Figure 6A is higher than the liquid level L 0 liquid level L of predetermined liquid (52), and in a case where there from above the receiver T above, the inner surface of the mounting plate in this case (55) The intensity of the reflected wave of the ultrasonic wave at the interface between the liquid film and the liquid (52) attached to the receiver is relatively low in any of the receivers T, M, and B (this level is L).

第6B図においては液体(52)の液面レベルLは所定の
レベルL0より高いが上方の受信器Tと同一レベルであ
る。この場合には受信器Tの対向する取付板(55)の内
面における界面からの超音波の反射波は気体と液体との
半分づつの反射波であるので界面が全体的に気体と面す
る場合と液体と面する場合との中間の値の出力レベルと
なる(このレベルをmとする)。又中心の受信器M及び
下方の受信器Bが対向する取付板(55)の内面の界面は
液体(52)と接しているのでその反射強度は小さい。従
ってこれらの受信レベルは比較的低い。
Although higher than the liquid level L is a predetermined level L 0 of a liquid (52) is above the receiver T and the same level in Figure 6B. In this case, the reflected wave of the ultrasonic wave from the interface on the inner surface of the opposed mounting plate (55) of the receiver T is a half reflected wave of the gas and the liquid, so that the entire interface faces the gas. The output level is an intermediate value between the case where the liquid and the liquid are faced (this level is m). Further, since the interface on the inner surface of the mounting plate (55) where the center receiver M and the lower receiver B face each other is in contact with the liquid (52), its reflection intensity is small. Therefore, their reception levels are relatively low.

第6C図は液体のレベルLは所定のレベルL0より高く上
方の受信器Tと発信器(56)すなわち中心の受信器Mの
レベルとの中間にあるが、この場合には上方の受信器T
の出力はこれが対向する取付板(55)の内面の界面が接
するのは気体であるので反射強度が大きく、従ってこの
受信レベルは高い(このレベルをHとする)。然しなが
ら他の受信器M及びBの対向する取付板(55)の界面が
接するのは液体であるのでその受信レベルは低い。
FIG. 6C shows that the liquid level L is higher than the predetermined level L 0 and is halfway between the level of the receiver T and the transmitter (56), ie the center receiver M, but in this case the upper receiver T
The output of (1) has a large reflection intensity because the interface between the inner surface of the mounting plate (55) and the opposing surface is in contact with gas, and therefore the reception level is high (this level is H). However, since the interface between the mounting plates (55) of the other receivers M and B facing each other is a liquid, the reception level is low.

第6D図は液体(52)の液面レベルLが所定のレベルL0
と一致する場合、すなわち発信器(56)のレベルと同一
の場合である。この場合には上方の受信器Tが対向する
取付板(55)の内面の界面が接する媒体は気体であるの
で超音波の反射強度は大きく、従ってこの受信出力は高
い。又受信器Mの受信レベルは第6B図における受信器T
に対するものと同様に、その受信出力は中間レベルであ
る。又下方の受信器Bの受信レベルは界面における超音
波の反射強度が小さいのでそのレベルは低い。
FIG. 6D shows that the liquid level 52 of the liquid (52) is a predetermined level L 0.
, Ie, the same as the level of the transmitter (56). In this case, since the medium in contact with the interface of the inner surface of the mounting plate (55) facing the upper receiver T is a gas, the reflection intensity of the ultrasonic wave is large, and thus the reception output is high. The reception level of the receiver M is the same as that of the receiver T in FIG. 6B.
, Its received output is at an intermediate level. Also, the reception level of the lower receiver B is low because the reflection intensity of the ultrasonic wave at the interface is small.

第6E図は液体(52)のレベルLは所定のレベルL0より
低いが下方の受信器Bよりは高い。従ってこの場合には
受信器Tの出力が高く受信器Mの出力も高いが受信器B
の出力は低い。
The 6E figure below is higher than the receiver B of the lower level L is a predetermined level L 0 of a liquid (52). Therefore, in this case, the output of the receiver T is high and the output of the receiver M is high, but the receiver B
Output is low.

第6F図は液体(52)の液面レベルLは所定のレベルL0
よりは低く、受信器Bのレベルに一致している場合で、
この場合には受信器Tの受信レベルは高く受信器Mのレ
ベルも高いが受信器Bの出力は中間のレベルである。
FIG. 6F shows that the liquid level L of the liquid (52) is a predetermined level L 0.
Lower and equal to the level of receiver B,
In this case, the reception level of the receiver T is high and the level of the receiver M is high, but the output of the receiver B is at an intermediate level.

第6G図は液体(52)のレベルLはすべての受信器T、
M、及びBより低くすべてハイレベルとなる。
FIG. 6G shows that the level L of the liquid (52) is
All become high level lower than M and B.

以上のような各状態における各受信器M、T、Bの比
較的高い出力をH、比較的低い出力をL、及びこれの中
間のレベルの出力をmで示し、これらを各液面状態にお
いて表で示したのが表1であるがこれから明らかなよう
に各状態A乃至Gにおいて各受信器T、M、Bの各出力
レベルの組合せはすべて異なる、従ってこれ等の論理的
組合せにより第2図における制御器(64)における論理
回路(68)からの出力端子a乃至gにおける出力レベル
を表1におけるA乃至Gの順でレベルの高さを +3、+2、+1、0、−1、−2及び−3と表わす
と、それぞれの出力端子a乃至gからは第2図に示すよ
うなレベルの信号が発生する。これにより容器(51)内
における液体(52)の液面レベルLが如何なるレベルに
あるかはA乃至Gのうち如何なる状態にあるかを自動的
に判断する事によってわかる。
The relatively high output of each receiver M, T, and B in each state as described above is indicated by H, the relatively low output is indicated by L, and the output at an intermediate level between them is indicated by m. Table 1 shows the table. As is apparent from the table, the combinations of the output levels of the receivers T, M, and B are all different in each of the states A to G. The output levels at the output terminals a to g from the logic circuit (68) in the controller (64) in the figure are shown in Table 1 in the order of A to G. When expressed as +3, +2, +1, 0, -1, -2 and -3, signals at the levels shown in FIG. 2 are generated from the respective output terminals a to g. Thus, the level of the liquid level L of the liquid (52) in the container (51) can be determined by automatically judging the state from A to G.

第7図は本発明の第2実施例による液面検出装置(7
3)を取付けた容器(70)を示すが、この容器(70)は
全体が超音波を透過可能な材質でなり液体(71)を収容
し、この液面Lにより大気と連通する空間(72)を画成
している。第8図は第7図における液面検出装置(73)
の詳細を示すが本実施例では超音波の透過可能な材質で
なる円形の基板(74)の上に第1実施例と同様な超音波
発信器S、受信器T、M及びBを取付けており、基板
(74)はやはり超音波を良導する接着剤(76)により容
器(70)の表面に接着により取付けられるようになって
いる。その他の構成、作用は第1実施例と同様である。
このような構成においては所定の液面レベルL0を変更し
た場合には直ちにこれに対処する事ができるのでこの点
では第1実施例より好都合であるといえる。
FIG. 7 shows a liquid level detecting device (7) according to a second embodiment of the present invention.
The container (70) to which 3) is attached is shown. The container (70) is entirely made of a material that can transmit ultrasonic waves, contains a liquid (71), and has a space (72) that communicates with the atmosphere by the liquid level L. ). FIG. 8 is a liquid level detecting device (73) in FIG.
In this embodiment, the same ultrasonic transmitter S, receiver T, M and B as in the first embodiment are mounted on a circular substrate (74) made of a material which can transmit ultrasonic waves. The substrate (74) is attached to the surface of the container (70) by an adhesive (76) which also guides the ultrasonic waves. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment.
Because such in the case you change the predetermined liquid level L 0 configuration can immediately cope with this it can be said that in this respect is the advantageous than the first embodiment.

第9図は第3実施例による液面検出装置の要部を示す
ものであるが超音波透過性の取付板(80)に上述と同様
な構成の超音波の発信器S及び受信器T、M及びBが取
付けられているのであるが取付板(80)の内面側に円錐
形状の凹所(80a)が形成されている。その他の構成は
第1及び第2実施例と同様であるが、本実施例によれば
超音波発信器Sからの超音波Wは取付板(80)の内面に
おける液膜と媒体の気体G又は液体Qとの界面における
反射波W′を受信するのにその反射波のレベルが凹所
(80a)において超音波発信器Sからの超音波Wは図示
するように凹所(80a)の円錐側面で反射する事によ
り、その強度が高くなり、従って界面媒体が液体である
場合と気体である場合との差が大きく出てくる。従って
感度を更に向上させるものである。
FIG. 9 shows a main part of the liquid level detecting device according to the third embodiment. An ultrasonic transmitter S and a receiver T having the same structure as described above are mounted on an ultrasonically permeable mounting plate (80). Although M and B are mounted, a conical recess (80a) is formed on the inner surface side of the mounting plate (80). Other configurations are the same as those of the first and second embodiments, but according to the present embodiment, the ultrasonic wave W from the ultrasonic transmitter S is applied to the liquid film on the inner surface of the mounting plate (80) and the gas G of the medium or When the reflected wave W 'at the interface with the liquid Q is received, the level of the reflected wave is in the concave portion (80a) and the ultrasonic wave W from the ultrasonic transmitter S is conical on the side of the concave portion (80a) as shown. The reflection at the surface increases the intensity, and therefore, the difference between the case where the interface medium is a liquid and the case where the interface medium is a gas is large. Therefore, the sensitivity is further improved.

又一般に超音波はその周波数が大きくなると指向性が
強くなり、従って各方向に反射する超音波の反射レベル
が低くなるのでこのような場合に特に効果がある。
Generally, the directivity of an ultrasonic wave increases as its frequency increases, and therefore, the reflection level of the ultrasonic wave reflected in each direction decreases, which is particularly effective in such a case.

第10図及び第11図は本発明の第4実施例の液面検出装
置を示すものであるが全体として(90)で示され超音波
透過性のある材質でなる取付板(91)の上に接着層(9
2)を介して上述の発信器及び受信器に相当する構成が
備えられている。然しながら本実施例ではこれらは圧電
材質でなるフィルム又は薄膜で形成されている。すなわ
ち接着層(92)の上に圧電材質でなる薄膜(93)(94
a)(94b)及び(95)(96)が形成されており、これら
は第10図に示すような形状を呈するが、この両側に電極
が取付けられているのであるが内側の電極で第11図に示
すように(101)(102)(103)は接着層(92)の内に
埋設されており又外面側の電極(97)(98a)(99)(1
00)は閉ループ状であって閉ループ状に圧電薄膜(93)
(94a)(94b)(95)(96)に取付けられている。
FIGS. 10 and 11 show a liquid level detecting device according to a fourth embodiment of the present invention. The liquid level detecting device is shown as (90) as a whole on a mounting plate (91) made of a material having ultrasonic permeability. Adhesive layer (9
A configuration corresponding to the above-described transmitter and receiver via 2) is provided. However, in the present embodiment, these are formed of a film or a thin film made of a piezoelectric material. That is, a thin film (93) (94) made of a piezoelectric material is formed on the adhesive layer (92).
a) (94b), (95) and (96) are formed, and they have a shape as shown in FIG. 10, and electrodes are attached to both sides thereof. As shown in the figure, (101), (102) and (103) are buried in the adhesive layer (92) and the electrodes (97) (98a) (99) (1
00) is a closed-loop-shaped piezoelectric thin film (93)
(94a), (94b), (95), and (96).

以上の構成において中央の圧電薄膜(93)が上述の発
信器(56)又はSに対応するものであり、又この両側の
圧電薄膜(94a)(94b)は中心の受信器Mに対応するも
のである。又圧電薄膜(95)は受信器Tに対応し、又薄
膜(96)は受信器Bに対応する。又中央の超音波の発信
器としての圧電薄膜(93)の中心は上記実施例と同様に
所定の液面レベルと同一レベル上にある。
In the above configuration, the central piezoelectric thin film (93) corresponds to the transmitter (56) or S described above, and the piezoelectric thin films (94a) and (94b) on both sides correspond to the central receiver M. It is. The piezoelectric thin film (95) corresponds to the receiver T, and the thin film (96) corresponds to the receiver B. Also, the center of the piezoelectric thin film (93) as the center ultrasonic wave transmitter is on the same level as the predetermined liquid level as in the above embodiment.

なお又本実施例によればこの両側に中心の位置を示す
所定液面レベルL0上にある受信器Mとして2個設けられ
るのであるがこの場合にはこれらを並列に接続する事に
よって上記実施例と同様な効果を得る事は明らかであ
る。
Note also Although this both sides according to the present embodiment is the provided two as receivers M located above a predetermined liquid level L 0 indicating the position of the center above embodiment by connecting them in this case in parallel Obviously, the same effect as in the example can be obtained.

以上、本発明の各実施例について説明したが、勿論、
本発明はこれらに限定される異なく本発明の技術的思想
に基いて種々の変形が可能である。
As described above, each embodiment of the present invention has been described.
The present invention is not limited thereto, and various modifications are possible based on the technical idea of the present invention.

例えば以上の実施例では同心円上に3つの受信器を配
設したが更にこれらの数を増大させてもよく、この場合
には表1のような出力表を作成して、これにより精細に
液面レベルを検知し得る事は明らかである。
For example, in the above embodiment, three receivers are arranged on concentric circles. However, the number of these receivers may be further increased. In this case, an output table as shown in Table 1 is created, and thereby the liquid is precisely defined. Obviously, surface levels can be detected.

又以上の実施例では各容器内の液面のレベルLにより
画成される上方の空間はすべて大気と連通するものであ
ったが、この上部開口を密閉し、かつこれを真空状態に
しても上記実施例と同様な効果を得る事は明らかであ
る。
In the above embodiments, the upper space defined by the liquid level L in each container is all in communication with the atmosphere. However, the upper opening is closed and the vacuum is established. It is clear that the same effects as in the above embodiment can be obtained.

又以上の実施例では液体については特にその材質を明
示しなかったが真空機器に特に使用される油についても
勿論問題なく本発明は適用可能である。
In the above embodiments, the material of the liquid is not particularly specified, but the present invention can be applied without any problem to the oil particularly used for vacuum equipment.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上、述べたように本発明の液面検出装置によれば各
従来例の欠点をすべて除去し、かつ容器内で液体の液面
レベルにより画成する上方の空間が真空であろうと、な
かろうと正確にその液面レベルを検知する事が出来る。
又何等、機械的に作動する構成を容器内に用いていない
のでその精度を常に保障する事ができる。
As described above, according to the liquid level detection device of the present invention, all the disadvantages of the conventional examples are eliminated, and the upper space defined by the liquid level in the container is vacuum or not. The liquid level can be accurately detected.
Also, since no mechanically operated structure is used in the container, its accuracy can always be guaranteed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の第1実施例による液面検出装置を備え
た容器の概略側断面図、第2図は同実施例における液面
検出装置と制御回路との関係を示すブロック図、第3図
は同液面検出装置の拡大断面図、第4図は同拡大正面
図、第5図は同実施例の作用を説明するための要部の拡
大断面図、第6A図乃至第6G図は同実施例の作用を説明す
るための部分拡大断面図、第7図は本発明の第2実施例
による液面検出装置を備えた要部の概略断面図、第8図
は同液面検出装置の拡大断面図、第9図は本発明の第3
実施例の液面検出装置の拡大断面図、第10図は本発明の
第4実施例の液面検出装置の正面図、第11図は第10図に
おけるXI−XI線方向の断面図、第12図乃至第18図は第1
従来例乃至第5従来例を示すもので第12図は第1従来例
の液面検出装置を備えた容器の概略断面図、第13図は同
側面図、第14図は同装置におけるレベルゲージの拡大断
面図、第15図は第2従来例の液面検出装置を備えた容器
の概略断面図、第16図は第3従来例の液面検出装置を備
えた容器の電気回路と共に示す概略断面図、第17図は第
4従来例の液面検出装置を備えた容器の電気回路と共に
示す概略断面図、及び第18図は第5従来例の液面検出装
置を備えた容器の概略断面図である。 なお図において、 (54)(73)(90)……液面検出装置 (55)(80)……取付板 (56)、S……超音波発信器 M、T、B……超音波受信器 (93)(94a)(94b)(95)(96)……圧電体フィルム
FIG. 1 is a schematic side sectional view of a container provided with a liquid level detecting device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the relationship between the liquid level detecting device and a control circuit in the same embodiment, 3 is an enlarged sectional view of the liquid level detecting device, FIG. 4 is an enlarged front view of the same, FIG. 5 is an enlarged sectional view of a main part for explaining the operation of the embodiment, and FIGS. 6A to 6G. Is a partially enlarged cross-sectional view for explaining the operation of the embodiment, FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a main part having a liquid level detecting device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 9 is an enlarged sectional view of the device, and FIG.
FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of the liquid level detecting device of the embodiment, FIG. 10 is a front view of the liquid level detecting device of the fourth embodiment of the present invention, FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line XI-XI in FIG. FIG. 12 to FIG.
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a container provided with a liquid level detecting device of the first conventional example, FIG. 13 is a side view of the same, and FIG. 14 is a level gauge in the same device. FIG. 15 is a schematic sectional view of a container provided with a liquid level detecting device of a second conventional example, and FIG. 16 is a schematic diagram showing an electric circuit of a container provided with a liquid level detecting device of a third conventional example. FIG. 17 is a schematic sectional view showing an electric circuit of a container provided with the liquid level detecting device of the fourth conventional example, and FIG. 18 is a schematic sectional view of a container provided with the liquid level detecting device of the fifth conventional example. FIG. In the figures, (54) (73) (90) ... liquid level detecting device (55) (80) ... mounting plate (56), S ... ultrasonic transmitter M, T, B ... ultrasonic reception (93) (94a) (94b) (95) (96) ... Piezoelectric film

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】液体を収容する容器において、少なくとも
所定のレベルの液面に近接する側壁部分を超音波透過性
の材質で形成し、該側壁部分の外面に超音波の発信器を
前記所定のレベルと同レベル上に取り付け、該発信器の
近傍で該発信器を中心とする同心円上にあり、かつ前記
側壁部分の外面に少なくとも前記所定のレベルと同じレ
ベル及びこれの上方と下方とに各々前記発信器から発せ
られた超音波を受信する受信器を取り付け、これら受信
器の受信レベルの組み合わせに基づいて液面を検出する
ことを特徴とする液面検出装置。
1. A container for accommodating a liquid, wherein at least a side wall portion adjacent to a liquid surface at a predetermined level is formed of an ultrasonic wave transmitting material, and an ultrasonic transmitter is provided on an outer surface of the side wall portion. Mounted on the same level as the level, on the concentric circle centered on the transmitter near the transmitter, and on the outer surface of the side wall portion at least at the same level as the predetermined level and above and below the predetermined level. A liquid level detecting device, comprising: a receiver for receiving an ultrasonic wave emitted from the transmitter; and detecting a liquid level based on a combination of reception levels of the receivers.
【請求項2】前記側壁部分の内面側に前記所定のレベル
を中心線とする円錐形状の凹所を形成させた請求項
(1)に記載の液面検出装置。
2. The liquid level detecting device according to claim 1, wherein a conical recess having the predetermined level as a center line is formed on an inner surface side of the side wall portion.
【請求項3】前記受信器及び前記発信器のうち少なくと
も一方を圧電材質で成るフィルム又は薄膜で形成した請
求項(1)に記載の液面検出装置。
3. The liquid level detecting device according to claim 1, wherein at least one of the receiver and the transmitter is formed of a film or a thin film made of a piezoelectric material.
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