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公開番号2025091318
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-18
出願番号2023206523
出願日2023-12-06
発明の名称フロートレス液面センサー
出願人個人
代理人個人
主分類G01F 23/24 20060101AFI20250611BHJP(測定;試験)
要約【課題】電極式液面計では、電極棒は重く設置、清掃作業が大変で、電極棒同士の接触による誤動作、セパレーターにゴミが付着し誤動作が起こる問題がある。
【解決手段】三芯VAケーブルを二片の止め具で前後から挟み、ボルト二本で絞め、先の尖ったトラスネジを止め具の中央部にねじ込み、三芯ケーブルの真中の電線に接触させた電極を最下位の位置に設置し、共通電極として、共通電極が接続されている側とは反対側の前記三芯ケーブルの上の位置に接続され、上記のように止め具で絞め、先の尖ったトラスネジを止め具の中央部のやや横にねじ込み、三芯の左右のどちらかの電線に接触させて電極とし、二個の電極を三芯ケーブルの左右の電線にそれぞれ接触させ、共通電極と上の位置の二つの電極が液に浸かれば導通することに基づいて容器内の液面を検知する液面センサーの電極である。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
金属製の止め具と止め具の両側の端で絞める六角レンチ用キャップボルトと先の尖ったトラスネジとパッキンからなる液面センサーの電極において、金属製の止め具二片により三芯VAケーブルを前後から挟み、止め具の両端の中央部の二カ所を六角レンチ用キャップボルト二本で絞め、先の尖ったトラスネジを止め具の中央部にねじ込み、三芯ケーブルの真中の単線の銅線に接触させて電極とし、トラスネジにはパッキンを付けて止め具との間に液体が入らないようにした、三芯ケーブルの最下位の位置に設置して共通電極、あるいは別の三芯ケーブルの末端の最下位の電極として使用でき、該電極がついた三芯ケーブルの電線末端をシリコンコーキングで封止し液体との接触を防止したことを特徴とするフロートレス液面センサーの電極。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
金属製の止め具と止め具の両側の端で絞める六角レンチ用キャップボルトと先の尖ったトラスネジとパッキンからなる液面センサーの電極において、金属製の止め具二片により三芯VAケーブルを前後から挟み、止め具の両端の右上、左下の二カ所を六角レンチ用キャップボルト二本で絞め、先の尖ったトラスネジを止め具の中央部のやや横にねじ込み、三芯ケーブルの左右のどちらかの単線の銅線に接触させて電極とし、該電極の左右を逆にするともう一方の三芯ケーブルの電線に接触でき、トラスネジにはパッキンを付けて止め具との間に液体が入らないようにした、本電極は三芯ケーブルの上の位置に設置して液面を検知することを特徴とするフロートレス液面センサーの電極。
【請求項３】
金属製の止め具と止め具の両側の端で絞める六角レンチ用キャップボルトと先の尖ったトラスネジとパッキンからなる液面センサーの電極において、金属製の止め具二片により三芯VAケーブルを前後から挟み、止め具の両端の中央部の二カ所を六角レンチ用キャップボルト二本で絞め、キャップボルトと反対側の方向（裏側）から先の尖ったトラスネジを止め具の中央部のやや横にねじ込み、三芯ケーブルの左右のどちらかの単線の銅線に接触させて電極とし、該電極の左右を逆にするともう一方の三芯ケーブルの電線に接触でき、トラスネジにはパッキンを付けて止め具との間に液体が入らないようにした、本電極は三芯ケーブルの上の位置に設置して液面を検知することを特徴とするフロートレス液面センサーの電極。
【請求項４】
容器内の液面を前記請求項１記載の電極と前記請求項２又は請求項３記載の電極を用いて検知する液面センサーにおいて、三芯VAケーブルを二片の止め具で前後から挟み、止め具の両端の中央部の二カ所を六角レンチ用キャップボルト二本で絞め、先の尖ったトラスネジを止め具の中央部にねじ込み、三芯ケーブルの真中の単線の銅線に接触させた電極を三芯ケーブルの最下位の位置に設置し、最下位の位置の電極を共通電極として、該共通電極が接続されている側とは反対側の前記三芯ケーブルの上の位置に接続され、請求項２記載の二個の電極を三芯ケーブルの左右の電線にそれぞれ接触させ、又は請求項３記載の二個の電極を三芯ケーブルの左右の電線にそれぞれ接触させ、
共通電極と上の位置の二つの電極（上限位置、下限位置）が液に浸かっておれば導通し、液に浸かっていなければ導通しないことから、これらの二個の電極と前記共通電極の間の導通に基づいて容器内の液面を検知するフロートレス液面センサーの検知方法。
【請求項５】
容器内の液面を前記請求項１記載の電極と前記請求項２又は請求項３記載の電極を用いて検知する液面センサーにおいて、三芯VAケーブルを二片の止め具で前後から挟み、止め具の両端の中央部の二カ所を六角レンチ用キャップボルト二本で絞め、先の尖ったトラスネジを止め具の中央部にねじ込み、三芯ケーブルの真中の単線の銅線に接触させた電極を三芯ケーブルの最下位の位置に設置し、最下位の位置の電極を共通電極として、該共通電極が接続されている側とは反対側の前記三芯ケーブルの上の位置に接続され、請求項２記載の二個の電極を三芯ケーブルの左右の電線にそれぞれ接触させ、又は請求項３記載の二個の電極を三芯ケーブルの左右の電線にそれぞれ接触させ、
更に別の三芯VAケーブルを容器内に設置し、請求項１記載の電極を該三芯ケーブルの最下位に設置し、請求項２又は請求項３記載の一個の電極を該三芯ケーブルの最上位置に設置して、それぞれ下限限界位置、上限限界位置のセンサーとして機能する、
共通電極と上の位置の四つの電極（上限位置、下限位置、上限限界位置、下限限界位置）が液に浸かっておれば導通し、液に浸かっていなければ導通しないことから、これらの４個の電極と前記共通電極の間の導通に基づいて容器内の液面を検知するフロートレス液面センサーの検知方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロートレス液面センサーに関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
液面センサーにはフロート式、電極式、静電容量式などがある。フロート式はフロート（浮き）が浮力の原理によって上下し、フロート内のマグネットによりリードスイッチが作動して検出信号を出力する。電極式は導電性液体が電極間に触れることにより電極間に電流が流れ、それを検知して検出信号を出力する。静電容量式は液体の持っている固有の誘電率と空気の誘電率との差を検知、計測して検出、計測信号を出力する。液体の誘電率が大きく変化する場合は計測できない。
【０００３】
液面にフロートを浮かべ、フロートの上下浮動量を検知して液面の高さを知るフロート式液面計がある。フロート内に永久磁石を設け、フロートの浮動による磁束の変化により、リードスイッチ等をオンオフ作動させるものが発明されている（特許文献１）。
【０００４】
フロート式液面計の欠点は以下の通りである。フロートの表面にごみ等が着くと浮かなくなることがある。フロートが破損すると液体が入り浮動しなくなる。フロートがタンク内でポンプ、足場（ステップ）に引っ掛かり上下しないことが有る。またフロートの可動部分に配線している場合は多数回の屈曲により断線し易い。
【０００５】
電極式液面計は、液面の高さを複数の電極棒間の液体を通じた電気的導通によって検知する。電極式液面計は、電極ホルダーに複数の長さが異なる電極棒を取り付け、液面の上昇又は下降により長さが異なる電極棒の下端が液面に接し又は離れることを利用して、液面に接した各電極棒の間の液絡による電気的導通によって液面の位置を検知する。両端部を残して表面を絶縁テーブで被覆した長さの異なる電極棒を用いる電極式液面計が発明されている（特許文献２）。
電極棒は通常はステンレス製の直径６ミリメートルの棒で、重く、設置作業、清掃作業が大変である。そして電極棒どうしが接触すると誤動作する。セパレーターを付けて電極棒を離しても、セパレーターにごみ等が着くと誤動作につながる。このことから、ゴミのない上水でないと使えない等の使用範囲が制約される。
【０００６】
先行技術として、一本の無機絶縁ケーブルに接続されて設置された複数の電極部（実施例では４個）と、該ケーブルの先端（最下位の位置）に接続された共通電極があり、この共通電極が接続されている側とは反対の側の上記ケーブルに接続され、複数の電極部のそれぞれと共通電極の間の抵抗値に基づいて容器内の水位を計測する水位計(特許文献３)が発明されている。その実施例では５本の電線が無機絶縁ケーブルにまとめられている。各計測点の電極部が水没することで共通電極部と水を介して導通される。
この場合に各水位を計測する電極の配置、配線が複雑であり、容易に測定電極の位置を変えられず、また曲げることもできない。
【０００７】
また、外筒（合成樹脂）と内筒（合成樹脂）間に絶縁材を装填した保護筒の絶縁材中に、複数に分割した電極片を、長さ方向に間隙を設けて配設し、保護管の外部から挿脱可能に頭のついた小ネジを差し込み該電極片と接する、そして小ネジを抜くことにより、液が小穴に入り電極片と接し、導通する電極式液面計が発明されている（特許文献４）。
まず、保護筒の絶縁材中に、複数の電極片を長さ方向に間隙を設けて配設する。そして、電極片間の間隙に頭付き小ネジを保護管の外側から螺合するネジ穴が設けられる。液と電極との接触は電極片を挿通する小さなネジ穴を通して行われる。
第一に、保護筒の絶縁材（ゴムまたは合成樹脂）中に、複数の電極片を、長さ方向に間隙を設けて、お互いに接触しないように配設するのは困難である。第二に小ネジは電極片と接しているので、小ネジは導通のある鉄等の金属は使用できない。第三にこの小さな穴はゴミ等で詰まり電極片が液と接触しないトラブルが起きる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開平０２―２５７０２０
特開平１１―０２３３４６
特開２０１８―１４６３２５
公開実用平０２―５９４３６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
液面にフロートを浮かべ、フロートの上下浮動量を検知して液面の高さを知るフロート式液面計がある。フロート内に永久磁石を設け、フロートの浮動による磁束の変化により、リードスイッチ等をオンオフ作動させるものが発明されている。
フロート式は汚水桝によく使われるが、ゴミの付着、フロートの割れによる浮上不良や、断線を頻繁に起こす。フロートの表面にごみ等が着くと浮かなくなることがある。フロートが破損すると液体が入り浮動しなくなる。フロートがタンク内でポンプ、足場（ステップ）に引っ掛かり上下しないことが有る。またフロートの可動部分に配線している場合は多数回の屈曲により断線し易い。
電極式液面計は、液面の高さを複数の電極棒間の液体を通じた電気的導通によって検知する。電極式液面計は、電極ホルダーに複数の長さが異なる電極棒を取り付け、液面の上昇又は下降により長さが異なる電極棒の下端が液面に接し又は離れることを利用して、液面に接した各電極棒の間の液絡による電気的導通によって液面の位置を検知する。両端部を残して表面を絶縁テープで被覆した長さの異なる電極棒を用いる電極式液面計が発明されている。
電極棒は通常はステンレス製の直径６ミリメートルの棒で、重く、設置作業、清掃作業が大変である。そして電極棒どうしが接触すると誤動作する。セパレーターを付けて電極棒を離しても、セパレーターにごみ等が着くと誤動作につながる。このことから、ゴミのない上水でないと使えない等の使用範囲が制約される。
【００１０】
一本の無機絶縁ケーブルに接続されて設置された複数の電極部（実施例では４個）と、該ケーブルの先端（最下位の位置）に接続された共通電極があり、この共通電極が接続されている側とは反対の側の上記ケーブルに接続され、複数の電極部のそれぞれと共通電極の間の抵抗値に基づいて容器内の水位を計測する水位計が発明されている。その実施例では５本の電線が無機絶縁ケーブルにまとめられている。各計測点の電極部が水没することで共通電極部と水を介して導通される。
この場合に各水位を計測する電極の配置、配線が複雑であり、容易に測定電極の位置を変えられず、また曲げることもできない。
設置作業が簡単で、容易に液面検知電極の位置を変えることができ、破損しにくく、曲げられる液面センサーが求められる。
（【００１１】以降は省略されています）

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