JPS5852520A - 液量測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液量測定装置に係り、殊にタンク内に収容され
た液体例えば燃料油の量を計測する。静電容量式の液量
測定装置に係る。

正極及び負極を構成する２枚の金属板を容器内に対向配
置しておき、該容器内に液体例えばガソリどを導入すれ
ば両極間の静電容量値が液面高さに応じて変化すること
は周知である。これは液体に浸っていない部分である空
気の誘電率が約１．０であるに対し、ガソリンの誘？１
￥、率が約２．１であることに依存する。換言すれば液
面の高さが高くなる程静電容量値は増加する。

上記原理を利用する液量測定装置、即ち正極と負極とを
有する測定極をタンク内に配置して両極間の静電容量値
を測定し、これから液面高さを求め、更にタンク寸法を
考慮に入れて液量を測定する装置は従来から提案されて
いるが、この種の静電容量式の液量測定装置は未だ実用
化されるに至っていない。これは次の諸理由によるため
と思われる。即ち、第１には液体の誘電率が温度に依存
して変化するので、恒温タンク内の液体のように温度変
化が殆んどない場合には有効であるが、一般の屋外タン
ク内の液体や給油所の地下タンク内の燃料油のように温
度変化のある場合にはこれに応じて誘電率の変化を補正
せねば精度の高い測定をなし得ないためであり、第２に
は測定して得たる静電容量情報を従来ではそのまま液量
表示部に送って液量に演算表示していたが、静電容量情
報はアナログ情報であるために温度変化へ・）の雰囲気
変化に安定でなく、このために液量表示部に至る迄に静
電容量情報が変化してしまい測定精度が低下するからで
ある。

従って１本発明の１・１的は液深測定極の他に液体中に
常時浸漬されていて液体の温度変化に依存する誘電率変
化を測定する比較極を設け、上記液深測定極や比ｌＩ！
′２極からの静’ｉｉｔ容（１）情報即ちアナログ情報
を測定極の近傍に配置されたｒ、ｏ発振器にて雰囲気変
化に強い周波数情報であるデジタル情報となし、更にＬ
Ｏ発振器も又温度変化及び経年変化により同じ静電容（
Ｊ−１値を人力しても発振数が異なって来るので、これ
を補正する基準価を設けた精度の高い液量測定装置を提
供することである。

次に添附図面に示されたー実施形に関連して本発明を更
に詳細に説明する。

第１図は地下に埋設きれたタンク内に収容された液体殊
にガソリンの量測定に適用された本発明による液量測定
装置の概要を示している。本図には燃料油Ｆを収容して
いる地下タンクＲ８か唯一つしか示されていないがこれ
は実際には複数個設置されていることができる。各地下
タンクＴ（Ｓには検出器ＤＴが所属している。この検出
′ａＤＴについては後に第２及び３図に関連して詳述す
るか、静電容量測定棒として構成されており地下タンク
Ｒ３内に直立状態で挿入されていて、水検知極を包含し
常時液中に浸漬状態となされている比較極ｃｐと。

該比較極の上方にあって油面レベルに応した静電容量値
を測定する液深測定極ＭＰと、基準極を内蔵し」−記比
較極及び液深測定極にて測定された静電容量値及び内蔵
基準極にて測定された静電容量値を周波数に変換した上
でこれらを出力として送り出すレベル伝送器ＬＦとを具
備している。各地下タンクＲ８［各々専属しているレベ
ル伝送器ＬＰ’からの出力はオフィス内等に設置される
コントロールボックスＯＢに信号線Ａを介して入力され
る。コントロールボックスＯＢＫは各タンクに共通であ
って。

タンク番号や液量等を表示する数値表示計１と。

各タンク毎のタンク内液量の上限報知ランプ２と。

下限報知ランプ３と、タンク内水量報知ランプ４と、タ
ンク選択釦５と、プリンタ６及びその操作釦７と、上記
報知ランプ２，３及び４の作動時にこれを可聴情報とす
るための報知ブザー８と、コントロールボックスＯＢの
下部カバー内に、投けられたデータ入力用のキー９とが
設置されている。また、所望場所に設置されるＨ銀器１
ｏが、伯１７線１１によりコントロールボックスＯＢＫ
結線されており。

その操作釦７′がコントロールボックスＯＢに設けられ
ている。

Ｋは、地下タンクＲ３の内底部に衝合載置され内部に燃
料油Ｆや該燃料油から分離され或いは何等かの理由でタ
ンク内に侵入した水が流入するのをｉＪ能にする開［］
部１２１の形成された電気的絶縁材料製套管１２が配置
されている。この套管１２の上方ニは金属製同心多重パ
イプ１３　、　１３’、　　１３″、　１４　、１４’
。

１４″としてイ１１η成され最外方パイプを負極とし交
互に正極−負極−正極・・のようＫなされ、正極１４゜
１４’　、　１４”　Ｘ５Ｎ絶縁材料製支持部材１５に
より支持され且つ導電部材１６に連結され、又負極１３
　、１３’　、　１３″が導電材料製支持部材１７によ
り支持されている比較極ＯＰが配置されている。この比
較極ＯＰを構成する上記同心多重パイプ間ｌは上記支持
部材１７に穿たれた開口（図示せず）を通し上記套管１
２の内部と連通していて常時燃料油Ｆにて満たされた状
態となされており、又比較極ＯＰはその下部に水検知極
１９を内蔵していることが好ましい。比較極ＯＦの上方
には二重金属パイプから構成されていて外方パイプ２０
を負極とし且つ内方パイプ２１を正極とし１両パイプ間
に燃料油Ｆが上記比較ｒｊｉ、４０Ｐ、Ｆを通じて侵入
するようになされだ液深測定極ＭＰが配置されている。

この液深測定極ＭＰの負極即ち外方パーイブ２０の下端
は導電性支持部材２２により比較極ＯＰの負極１３と導
通しており且つ上端は導電性支持部材２３により支持さ
れている。一方、正極即ち内方パイプ２１の下端は支持
部材１５（この部材には図示されていない開口が穿たれ
ていて比較極ＯＰを構成する多重パイプ間の間隙部と液
深測定極ＭＰの内外パイプ２０．２１との間の間隙部と
を連通し。

これに」：つてＩ−記内外パイブ２０．２１間に燃料油
］でか１・一方から侵入するようになさＪ’している）
により支持されＩＩ一つ上端は絶縁材４４１製支持部材
３４により支持されている。内方パイプ２１の内部には
比重シ極ＵＰの正極に接続された導線２５が配置ｉ−Ｌ
されており水検知極１９を令ンむ比較極ｃｐで測定され
プζ静′１１を容量情報を伝達するようになされている
。外方パイプ２０の」一端部附近には１ノド目−１２０
１が穿孔されており。

斯くて内外両パイプ２０．２１間への燃料油の前記侵入
が容易になされている。液深測定極ＯＦの］二方には、
金属バイブ２６内に配設されたレベル伝送器ＬＴｉ’と
、−１−記バイブ２６の１．力に尊重性支持部材２７を
介して１ａ続され／ζ継手バイブ２９と、　該継手バイ
ブを並置状態に維持すると共に」−記水検知極１９を含
む比較極ａｐ、液深ｉ１＋！Ｉ定極ＭＰ及０・レベル伝
送器ＬＦ　の保守を好都合ならしめるために設けられた
ヘッドボックス３０とが配置ｉ’ｌ：されている。上記
套管１２と比較極ＯＦの最外方パイプ乃至極１３．該最
外方パイプ１３と液深ｉｉ！１１定極ＭＰの外方パイプ
２０．該外方パイプ２０とレベル伝送器ＬＦの内装され
た金属バイブ２６．及び該金属バイブ２６と継手バイブ
２９とはネジの如き適宜固定手段にて接続されており、
従って該固定部材を収脱することにより検出器ＤＴを分
解することができ１部品交換等が容易になされている。

」二記套管１２の上部には網状部材３１が設けられてい
てタンク内の液体中に場合により浮態している塵埃等が
比較極や液深測定極に到達するのを阻止するようになさ
れている。比較極ＯＰが同心多重パイプとして構成され
ているのはその高さ乃至長さ寸法を大にすることなしに
極板面積を大にして液深測定極により測定される静電容
量値とほぼ同じにすることにより液種や液温に依存する
静電容量値変化を正確に測定し得るようになすためであ
る。レベル伝送器ＬＦは信り線３２により負極であるバ
イブ２６に連結され、信号線２５から送られてくる水検
知極１９を含む比較極ＯＰで測定された静電容量値及び
信号線３３から送られてくる測定極ＭＰで測・定された
静電容量値をそれぞれ周波数に変換し、父自体基準極を
有していてこの基準極で測定された静電容量値を周波数
に変換し、これら周波数を信シＪ線３４を介してコント
ロールボックスＯＢ（第１図参ＪＩＣ４）に出力として
発信するものであり、第３図に関連して後述するように
種々の素子を具備しているが、これら素子は上下か絶縁
性支持部材３５．３６に支持されたノ、Ｕ板３７に取付
けられ、該基板３’７　ｆｉ金１・ｊＳバイブ２６内に
配置された−１−で絶縁性合成樹脂例えばエポキシ樹脂
３８中に埋設されている。」二記継手パイプ２９＆″ｉ
測定部たる」二記比較極（水検知極を含む）、液深測定
極及びレベル伝送器を設置するために便宜上設けられる
云わば取（＝Ｊバイブの役１」を果たすものである。即
ち地下タンクＲＳはその個々により埋設深さが異なり又
直径寸法か異なり、−力水検知極を含めた比較極はその
性質−１ニタンク底部附近に配置されねばならず、液深
測定４セはタンク内部に位置せねばならず更にレベル伝
送器はアナログ情報である静電容量値をディジタル情報
である周波数に変換するものであり静電容量値は温度変
化に依存して変化するので測定極に近接して配置せねば
ならない。このために継手パイプ２９が設けられている
のであり。

該継手パイプは比較的長寸法に設定されており。

タンクの埋設深さやタンク径に応して施工時に切断し得
るようになされている。

第３図はレベル伝送器ＬＦのブロック線図であり。

２個のリレー（接点リレー）　ＲＫＩ　、　　Ｒ％　　
と、　ＬＯ発振回路ＯＳＣと、基準極（基準コンデンサ
）ＲＯとから構成されている。基準極Ｒｅを構成する基
準コンデンサは温度変化や経年変化による静電容量値の
変化の少ない高級コンデンサであり、その静電容量値と
しては比較極及び液深測定極で測定される値と略々同程
度のものが選択される。このレベル伝送器において、ラ
イン３３は測定極ＭＰの正極即ち内方バイブ２１に接続
されており、ライン２５は比較極ＯＦの正極に接続され
ており、又ライン３２は測定極や比較極の共通外極即ち
負極に接続されている。ＬＯ発振回路ＯＳａはコイルと
コンデンサとを具備しておれ液深測定極や比較極並びに
基準コンデンサＲＯから送られて来る静電容量信号に基
き発振して周波数信号となす機能を果たす。尚、レベル
伝送器ＬＰのラインａ及びｂｌリレーラインであり、ｆ
はれ（１定された周波数信号の伝送ラインであり、又ラ
インｇはアース線である。

第４図は第１図に示されたコントロールボックスＯＢ部
分を、複数個のタンク（第４図の場合は５個）が設けら
れている場合に関連して若干詳細に示したブロンク線図
である。本図において、　’１’ＤＳＯは切替回路であ
り、ラインＡ１〜Ａ５は第１シ）タンクのレベル伝送器
乃至第５弓タンクのレベル伝送器からの信号線であり、
制御回路ＣＰＵからの信８により切替回路ＴＤＳＯは順
次切替えられるようになされている。切換回路からの信
シ」は受信回路ＲＥＯを介して記憶回路ＭＥＯに送られ
る。該記憶回路ＭＥＯには基準極、比較極及び液深測定
極にて測定された静電容量値に基きＬＯ発振回路により
変換された周波数から液深を算出し、該液深から液１１
士を算出する計算式、各タンクの一１〕限及び下限液１
１目直等が記憶されており、又各タンク１ノｆの液量記
憶エリアを有している。演算回路ＯＰＯは受信回路ＩＤ
Ｃからの信号と記憶回路ＭＫＯに記憶された計算式信シ
Ｊとにより液量を算出し、又その液量か記憶回路ＭＥＯ
に記憶されている」二限又は下限液量値に該当するもの
か否かについても判断する。この演算回路ｏｐａからの
信も弓は次いで表示−プリンタ回路（ＩＤＣ＋　ＰＴＯ
）に送られる。該回路（よりＯ十ＰＴＯ）は報知ブザー
８．報知ランプ２，３，４．表示用ｌ　及ヒフＩＪンク
６に結線されている。タンク選択釦５．プリンタ操作釦
７．タイマＴＭ、入力用ギー９、警報釦７′、警報回路
ＡＲ及び前述の各回路は制御回路ＣＰＵに接続されてい
る。

次に動作に関連して本発明装置を説明する。

制御回路ＣＰＵからの信号により切替回路ＴＤＳ　Ｏが
第１号タンクのレベル伝送器ＬＦからの信シツ゛線であ
（基準コンデンサ）　ＲｅからＬＯ発振器ＯＳａに結線
され基準価により測定された静電容量値に応答する周波
数信号が受信回路ＲＥＯを介して記憶回路ＭＥＯに記憶
される。次にリレーＲ％への（ｌ？　′ｒ３．−ｔ：　
消失し、比較極ＯＰカーらの信号線２５がＬＯ発振器０
ＳＯ（１１） に結線され比較極Ｃｐにより測定された静電容Ｊ］（値
に応答する周波数倍Ｉ）が受（ニー！回路ＲＥＯを介し
て記憶回路ＭＥＯに記憶される。最後にリレーＲＥ、へ
の信号が消失し、液深測定極ＭＰからの信１ｊ″線３３
がＬＯ発振器０３０に結線され該測定極ＭＰにより測定
された静？Ｉ’Ｃ容Ｊｊｋ値に応答する周波数イｉｆ−
’ｊが受信回路ＲＫＯを介して記憶回路ＭＥＯに記憶さ
れる。記憶回路ＭＥＯに記憶されたこれらの周波数倍シ
」゛は該記憶回路に既に記憶されている液量算出式によ
り演算回路ｏｐａにおいて液ｉ６．に換算され、この算
出液量は同様に記憶回路に記憶されているタンクの」二
限及び下限液量値と比較され］二限値以」二であれば報
知ランプ２が点燈され且つブザー８が瞥報音を発し、父
子限値以下であれば報知ランプ３が点燈されｆＪ、つブ
ザー８が警報ｉ’ｉ’を発する。

１タンク当りの液１■測定に要する時間は約１秒であり
、第１タンクの液ＩＩＥ測定が終了すれば制御回路ＯＰ
Ｕからの信号により、切替回路ＴＤＳＯは切替り第２タ
ンクからの（ｉ！　’ｊ　Ａ２に接続され該第２タンク
内の液４１１が１）ＩＩ記と同様にして測定される。こ
の（１２） 液量測定動作は最終タンク例えば第５タンク迄繰返克さ
れ又再び第１タンクからの′Ｋｆ、量測定が行われる。

換言すれば、各タンクの液量測定はリンク的に常時性わ
れている。

ここで、タンク指定釦５を押圧することにより指定され
たタンクの液量は、指定された特定タンクの番号と共に
表示計１に表示され、又該タンク指定釦５をリセットす
れば表示計１にはタイマＴＭからの時刻信号が表示され
るようになされており。

換言すれば液量表示に供されない場合には表示計１はデ
ジタル時計としての役目を果たしている。

尚タンク指定釦５を押下した状態でプリンタ釦７を押圧
すればその際の時刻と指定されたタンクの液量とがプリ
ンタ６により印字される。

更に、タンク内液体の供与業務終了時例えば給油所の閉
店時に警報釦７′を押下すればその時点での各タンク内
の液量が記憶回路ＭＫＯに記憶され。

例えばタンク内に何等かの原因で水が侵入し或いは又盗
難等により一定量以」二の液量変化が生じた場合には警
報回路ＡＲより誓報信月が発せられこれは所望の場所例
えＱ：１瞥備会礼に設けた椿報器１０を起動するように
なされている。この液量変化信ｌ）は制御回路ＣＰＵ及
びプリンタ回路ＰＴＯを介してプリンタ６を起動してそ
の時刻及び変化液量を印字することもできる。

尚、水検知極１９迄水が貯留すると、水の誘′ｉ１ｊ　
ｌ’は約８１６であるために静電界１１′Ｌ値が急激に
高くなり従って比較極がＬＯ発振器に接続された場合の
発振周波数が異常な値となるので、これにより水報知ラ
ンプ４が点燈して可視的に且つ又ブザー８が可聴的に知
らせるようＫ　ｆｔされている。タンク内の水抜きは常
法にＪ：り行われるが１本発明装置の設置されたタンク
では水面ｊ’？７１さけ通例の場合水検知撞の高さレベ
ルであり、従って水量も推測できるので水抜き操作も比
較的容易に行なうことができる。

叙］−のように１本発明による液量測定装置は比１ｉシ
極を設けて被７ｉ［！Ｉ　＞、（液の誘′１１−オー変
化を補正し且つ基準イ１＆りを設けてＬＯ発］辰漸の動
作変化を補正するようＫなされているので常Ｖこ正確な
液１１［測＞ＩＬがｕｆ能であり、更に測定されたアナ
ログ情報である静電容量値をデジタル情報である周波数
信号に測定部近傍で変換して表示部に伝達するようにな
されてでき、従って多数個のタンクに関するデータを１
個所で集中表示し得ると云う効果もある。

【図面の簡単な説明】

添附図面中 第１図は地下タンク内の液体殊に燃料油の油量測定に適
用された９本発明による液量測定装置を略示する図面。 第２図は検出器部分の詳細を示す長手方向断面図。 第一３図はレベル伝送器を示すブロック線図。 第４図は制御回路及びこれに関連する附属回路を略示す
るブロック線図である。 液深測定極・・・・・・・・・・・・・・・・ＭＰ正極
（内方パイプ）・・・・２１ 負極（外方）ぐイブ）・・・・・・２０（］５） 被測定液体・・・・・・・・・・・・・・ＦＪｔ較極・
・・・・・・・・・・・・−・・・・・・・・・・・Ｃ
Ｐ基帖極・・−・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・ＲＯＬＯ発振器・・・・・・・・・・・・・・・・
　ＬＰ表示計・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・１特許出願人　　　株式会社東京タツノ （１６）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 正極と負極とを有し被測定液体がこれら両極間に流出入
   自在となされている液深測定極と、該液深測定極の下方
   に配置され液中に常時浸漬状態になされている液体の誘
   電率測定用の比較極と、雰囲気が変化しても静電容量値
   の変化が少ないようになされた基準極と、上記液深測定
   極、比較極及び基準極により測定された静電容量値を周
   波数に変換するＬＯ発振器と、該ＬＯ発振器からの周波
   数信号に基き演算された液量を表示する表示計とを具備
   していることを特徴とする液量測定装置。