JP4776313B2

JP4776313B2 - 界面検出装置

Info

Publication number: JP4776313B2
Application number: JP2005266675A
Authority: JP
Inventors: 清吉福田
Original assignee: シーエル計測工業株式会社
Priority date: 2005-09-14
Filing date: 2005-09-14
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2025-09-14
Also published as: JP2007078512A

Description

この発明は、界面検出装置に関し、特に、付着した汚れの洗浄に関する。

特許文献1には、発光部とこれに対面する位置に受光部を有するセンサー部を沈殿槽に昇降可能に設け、センサー部による受光量の変化に基づき界面検出を行う界面検出装置が開示されている。かかる界面検出装置においては、センサー部への受光が遮断されたときに界面検出を行うので、センサー部に汚れが付着すると、誤検出がなされるという問題があった。

特許文献２には、この種の界面検出装置において、昇降の待機位置まで戻ってきたときに、センサー部を洗浄する技術が開示されている。

特開2003-305309号

実開平2-6225号

しかしながら、特許文献２に開示の界面検出装置においては、以下のような問題があった。昇降させるワイヤーにも沈殿槽の汚れが付着して昇降がスムーズに行かない場合がある。また、センサー部を洗浄中にセンサー部が圧力水によって、左右に揺らされる。

この発明は、かかる問題を解決し、界面検出処理により付着した汚れを簡易且つ確実に洗浄することができる界面検出装置を提供することを目的とする。

１）本発明にかかる界面検出装置は、透光性を有する第１の層と前記第１の層よりも透光性の低い第２の層で構成される流動体における前記第１の層と前記第２の層の界面を検出する界面検出装置であって、1)透光性を検出するセンサが設けられた透光性検出部、2)前記透光性検出部に連結されたひも状部材を巻き取り又は送り出すことにより、前記洗浄部材を前記液状体内で昇降させる昇降手段、3)前記透光性検出部によって透光性が変化すると、当該透光性検出部の位置が前記界面であると判断する判断手段を備えた界面検出装置において、4)前記流動体を保存する保存筐体に取り付けられる円筒状部材であって、前記ひも状部材および透光性検出部を案内して前記保存筐体へ導く円筒状部材、5)前記筒状部材の側壁の外側に間隙が形成されるように覆う覆い部材、6)前記覆い部材で覆われた筒状部材の側壁に放射方向に形成された複数の小径貫通孔、7)前記覆い部材に設けられた流入孔から前記間隙に洗浄液を供給する洗浄液供給手段、8)前記判断手段によって当該透光性検出部の位置が前記界面であると判断されると、前記昇降手段に前記ひも状部材の巻き取りを開始させるとともに、前記洗浄液供給手段に前記洗浄液の供給を開始させる制御手段を備えている。

このように、前記ひも状部材および透光性検出部を案内して前記保存筐体へ導く円筒状部材の側壁に複数の小径貫通孔を放射方向に形成し、前記筒状部材の側壁の外側に間隙が形成されるように覆い部材で覆い、界面であると判断されると、前記ひも状部材の巻き取りを開始させるとともに、前記洗浄液の供給を開始させる。透光性検出部を前記洗浄部に対して相対的に移動させながら洗浄をしているので、透光性検出部だけでなく、ひも状部材も洗浄することができる。また、前記ひも状部材および透光性検出部を案内して前記保存筐体へ導く円筒状部材の側壁から前記洗浄を行うことにより、簡易な構成で、揺れの少ない洗浄が可能となる。

２）本発明にかかる界面検出装置においては、前記透光性検出部は、発光部および受光部で構成された検出部が複数組、前記界面に対して垂直に設けられており、前記判断手段は、前記複数組の検出部が光を検出できない場合に、当該透光性検出部の位置が前記界面であると判断する。したがって、ゴミ等による誤動作を防止することができる。

３）本発明にかかる界面検出装置においては、前記透光性検出部は、発光部および受光部から構成された検出部が複数組、前記界面に平行に設けられており、前記判断手段は、前記複数組の検出部が光を検出できない場合に、当該透光性検出部の位置が前記界面であると判断する。したがって、ゴミ等による誤動作を防止することができる。

４）本発明にかかる界面検出装置においては、前記制御手段は、前記昇降手段による巻き取りと、前記洗浄液供給手段による前記洗浄液の供給をほぼ同時に開始させる。したがって、簡易な構成で、昇降ワイヤおよび透光性検出部を洗浄することができる。

なお、本明細書において「第１の層」、「第２の層」とは、実施形態では、それぞれ、「スラリー」、「汚泥・沈殿物」が該当するが、これ以外であっても、要するに透光性に違いがあるものであればどのようなものであってもよい。また、本実施形態においては、第１の層が第２の層の上に存在する場合について説明したが、逆であっても適用は可能である。また「透光性検出部」とは、実施形態では発光素子と受光素子が該当する。「ひも状部材」とは、実施形態では昇降ワイヤーが該当する。「円筒状部材」とは、実施形態ではパイプ７が該当する。「昇降手段」とは、実施形態では、昇降部３が該当する。「保存筐体」とは、実施形態では貯水槽５１が該当する。「覆い部材」とは、実施形態ではカバー部２５が該当する。「小径貫通孔」とは、実施形態では、ノズル１９ａ〜１９ｃが該当する。「洗浄液供給手段」とは、電磁弁１７、これに接続された圧力水供給手段(図示せず)および、カバー部２５へのパイプが該当する。「判断手段」および「制御手段」は、検出部５が該当する。

図１に、本件発明にかかる界面検出装置１の全体構成を示す。界面検出装置１は、筐体１０内に、検出部５，昇降部３を有する。筐体１０の下部にはパイプ７が設けられている。パイプ７の端部にはフランジ１５が形成されている。フランジ１５には、８つの取付孔１５ａが設けられている。

パイプ７内には、昇降ワイヤ１１、センサ部１３が位置する。昇降ワイヤ１１は昇降部３によって巻き取りまたは巻き戻し可能に構成されている。昇降ワイヤ１１の先端にはセンサ部１３が取り付けられている。パイプ7はセンサ部１３の案内を行う機能を有する。

センサ部１３について図２を用いて説明する。センサ部１３は、本体部１４およびプローブ部１６ａ，１６ｂで構成されている。プローブ部１６ａ，１６ｂは、透光性を有する材料で構成されている。プローブ部１６ａ内には、３つの発光素子３７ａ〜３７ｃが矢印α方向に所定距離離れて設けられてる。プローブ部１６ｂ内には、発光素子３７ａ〜３７ｃに対向する位置に、３つの受光素子３９ａ〜３９ｃが設けられている。かかる３組の発光受光素子による検出について，図３を用いて説明する。図３に、検出部およびセンサ部の回路構成を示す。検出部５は、パルス発振器３３にてパルスを発振し、増幅器３５でこれを増幅する。増幅器３５には発光素子３７ａ〜３７ｃが並列接続されている。したがって、増幅されたパルスは３つの発光素子３７ａ〜３７ｃに与えられ、発光素子３７ａ〜３７ｃはそれぞれ光が発せられる。受光素子３９ａ〜３９ｃは、発光素子３７ａ〜３７ｃからの光を電気信号に変換する。この電気信号はバンドパスフィルタでノイズが除去され、増幅器４３で増幅される。かかる電気信号はダイオード４５，４７で直流信号に変換され、トランジスタ４９に与えられる。トランジスタ４９のコレクタにはリレー３１を介して直流電圧が印加されている（２４Ｖ）。したがって、トランジスタ４９のベースに与えられる電気信号により、端子Ａ，Ｂ，Ｃ間の導通が切り換えられる。本実施形態においては、３つの受光素子３９ａ〜３９ｃの全てが受光しない場合に限り、トランジスタ４９がオン状態となる。

図１に示すように、センサ部１３の待機位置には、洗浄部９が設けられている。洗浄部９について図４を用いて説明する。図４Ｂは図４ＡのIVB−IVB断面である。パイプ７の円周方向には、全周に渡って、８つの孔が設けられている。かかる８つのノズルは、異なる高さに３列設けられており、これにより、計２４のノズル１９ａ〜１９ｃが設けられる。かかるノズル１９ａ〜１９ｃの外周には、図３Ｂに示すように、カバー部２５が形成されている。カバー部２５の端面は、パイプ７に溶接されている。これにより間隙２７が形成されている。また、カバー部２５には、流入孔２３が設けられている。したがって、かかる流入孔２３から水が注入されると、間隙２７にたまり、ノズル１９ａ〜１９ｃから噴射される。これにより後述するように、昇降ワイヤ１１およびセンサ部１３が洗浄される。

検出部５は、後述するように３組の受光素子のいずれもが光を検出しなくなると、発光素子３７ａおよび受光素子３９ａが設けられている位置Ｋが界面であると判断し、電磁弁１７を開いて、圧力水を洗浄部９に与える。また、昇降部３に巻き上げ信号を与える。これによりセンサ部１３の巻き上げ処理が開始される。

つぎに、界面検出装置１の使用方法について説明する。図５Ａに示すような貯水槽５１のフランジ５２に界面検出装置１のフランジ１５を一致させて、図５Ｂに示すようにボルト等で固定する。貯水槽５１には、汚泥・沈殿物とスラリーの界面が存在する。

昇降部３は、検出開始指令が与えられると、巻き戻しを開始する。これにより、センサ部１３が貯水槽５１内を下降していく。なお、検出開始命令はユーザによるスイッチの操作又はタイマーなど周知の手法で与えることができる。

センサ部１３が、界面貯水槽５１内を下降し、図２に示す位置Ｋが界面に達すると、３つの受光素子３９ａ〜３９ｃが全て非検出状態となるので、検出部５は、そのときの昇降ワイヤーの繰り出し量に基づき、界面の高さを決定する。決定された界面の高さは従来と同様に、記録される。本実施形態においては、界面に対して異なる高さに複数の受光部を設け、全ての受光部が非検出状態となって始めて、界面検出であると判断するようにしたので、界面の上の上層液中に存在するゴミや、気泡などによる誤検出を防止することができる。

界面を検出すると、検出部５は、電磁弁１７に開命令を与えるとともに、昇降部３に巻き取り命令を与える。これにより電磁弁が開いて、圧力水が洗浄部９に与えられ、洗浄部９に位置する昇降ワイヤ１１の洗浄が開始される(図６Ａ参照)。これにより、洗浄部９に位置する昇降ワイヤ１１が洗浄される。昇降ワイヤ１１は図６Ａ矢印Ｘ方向に、相対的に移動するので、順次洗浄される。センサ部１３が初期の待機位置まで上昇すると、停止位置であると判断して、検出部５は、巻き取り終了命令を昇降部３に与える。これにより、センサ部１３が洗浄される(図６Ｂ参照)。巻き取り終了命令を与えてから所定時間経過すると、検出部５は電磁弁１７に閉命令を与える。これにより、センサ部１３は待機位置にて前記所定時間、洗浄される。

このように、本実施形態においては、センサ部１３を昇降しつつ、洗浄を行っている。したがって、昇降ワイヤ１１とともにセンサ部１３を洗浄することができる。また、センサ部１３を洗浄部９に対して相対的に移動させつつ洗浄しているので、３つの受光素子３９ａ〜３９ｃを所定距離離して設ける場合でも、洗浄部を大きくする必要がない。また、洗浄部９は、センサ部１３が昇降するパイプ７の外側に間隙を形成するようにカバー２５で覆い、パイプ７の該当部分に小径を設けて形成されている。したがって、小さく、かつ簡易な構成で、洗浄部９を構成することができる。また、洗浄のためのノズルは、センサ部１３よりも一回り大きい程度の内径のパイプ７の内壁に放射方向に均等に設けられているので、洗浄水を噴出したときにセンサ部１３が揺れることを防止できる。

なお、本実施形態においては、複数の受光部を界面に対して垂直方向（センサ部１３の移動方向に平行）に配置したが、配置する方向については図７に示すように界面に平行に設けてもよい。また、発光素子、受光素子の数については３つに限定されず、２つでも、４つ以上でもよい。さらに、垂直方向および平行に組み合わせて設けるようにしてもよい。

また、通常のように1組の発光素子、受光素子で構成してもよい。

なお、本実施形態においては、昇降ワイヤ１１の巻き上げと同時に洗浄を開始している。しかし、洗浄開始のタイミングは、巻き上げと同時である必要はなく、検出作業により昇降ワイヤ１１およびセンサ部１３に付着した汚れを洗浄できるのであれば、界面検出後、時間経過してからやってもよく、また、上層液の上面を別途検出して、洗浄開始時期を決定してもよい。

本発明にかかる界面検出装置１を示す図である。図１に示すセンサ部の要部拡大断面図である。センサ部および検出部の回路構成を示す図である。図１に示す洗浄部の要部拡大断面図である。界面検出装置１を取り付ける貯水槽の断面図である。洗浄状態を説明するための図である。センサ部の他の実施形態を示す図である。

符号の説明

１・・・・界面検出装置
３・・・・昇降部
５・・・・検出部
７・・・・パイプ
９・・・・洗浄部
１１・・・・昇降ワイヤ
１３・・・・センサ部
１５・・・・フランジ
１７・・・・電磁弁
１９ａ・・・ノズル
１９b・・・ノズル
１９ｃ・・・ノズル
２１・・・・電磁弁
２３・・・・流入孔
２５・・・・カバー部
２７・・・・間隙

Claims

透光性を有する第１の層と前記第１の層よりも透光性の低い第２の層で構成される流動体における前記第１の層と前記第２の層の界面を検出する界面検出装置であって、
透光性を検出するセンサが設けられた透光性検出部、
前記透光性検出部に連結されたひも状部材を巻き取り又は送り出すことにより、前記洗浄部材を前記液状体内で昇降させる昇降手段、
前記透光性検出部によって透光性が変化すると、当該透光性検出部の位置が前記界面であると判断する判断手段、
を備えた界面検出装置において、
前記流動体を保存する保存筐体に取り付けられる円筒状部材であって、前記ひも状部材および透光性検出部を案内して前記保存筐体へ導く円筒状部材、
前記筒状部材の側壁の外側に間隙が形成されるように覆う覆い部材、
前記覆い部材で覆われた筒状部材の側壁に放射方向に形成された複数の小径貫通孔、
前記覆い部材に設けられた流入孔から前記間隙に洗浄液を供給する洗浄液供給手段、
前記判断手段によって当該透光性検出部の位置が前記界面であると判断されると、前記昇降手段に前記ひも状部材の巻き取りを開始させるとともに、前記洗浄液供給手段に前記洗浄液の供給を開始させる制御手段、
を備えたことを特徴とする界面検出装置。
請求項１の界面検出装置において、
前記透光性検出部は、発光部および受光部で構成された検出部が複数組、前記界面に対して垂直に設けられており、
前記判断手段は、前記複数組の検出部が光を検出できない場合に、当該透光性検出部の位置が前記界面であると判断すること、
を特徴とするもの。
請求項１の界面検出装置において、
前記透光性検出部は、発光部および受光部から構成された検出部が複数組、前記界面に平行に設けられており、
前記判断手段は、前記複数組の検出部が光を検出できない場合に、当該透光性検出部の位置が前記界面であると判断すること、
を特徴とするもの。
請求項１の界面検出装置において、
前記制御手段は、前記昇降手段による巻き取りと、前記洗浄液供給手段による前記洗浄液の供給をほぼ同時に開始させること。
を特徴とするもの。