特許 7088532 レベル検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-06-13

(45)【発行日】2022-06-21

(54)【発明の名称】レベル検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01F 23/284 20060101AFI20220614BHJP

【ＦＩ】

G01F23/284

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018030442

(22)【出願日】2018-02-23

(65)【公開番号】P2018146574

(43)【公開日】2018-09-20

【審査請求日】2020-12-22

(31)【優先権主張番号】P 2017042583

(32)【優先日】2017-03-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】391004090

【氏名又は名称】関西オートメイション株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087941

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 修司

(74)【代理人】

【識別番号】100112829

【弁理士】

【氏名又は名称】堤 健郎

(74)【代理人】

【識別番号】100154771

【弁理士】

【氏名又は名称】中田 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100155963

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 大輔

(72)【発明者】

【氏名】吉田 智哉

(72)【発明者】

【氏名】小林 一行

(72)【発明者】

【氏名】山下 浩二

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 嘉二郎

【審査官】岡田 卓弥

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－３４５１４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／００８０２１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平４－１０６４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６３－１４８８３５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０１２８３９５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｆ２３／１４－２３／２９６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

収納物を収納するタンクの外壁に、前記収納物のレベルをマイクロ波の発振および受信により検出するレベルセンサが設けられ、
前記レベルセンサは、タンクの外壁の外方に露出して取り付けられており、
タンク内の収納物から反射して前記レベルセンサが受信するマイクロ波の第１信号レベルと、タンクの内面またはタンクに設けた反射板から反射して前記レベルセンサが受信するマイクロ波の第2信号レベルとの差に基づき、
測定位置における前記収納物の有無を検知するように構成されたレベル検出装置において、
前記レベルセンサはマイクロ波を発振する発振器と、前記マイクロ波を本体外に発信する第一のアンテナと、反射されたマイクロ波を受信する第二のアンテナを備え、前記第１および第２のアンテナの前面を含むアンテナ面と、タンクの外面との間にギャップが設けられており、前記信号レベル差が最大となるように前記ギャップの大きさが設定されているレベル検出装置。

【請求項2】

請求項１に記載のレベル検出装置において、前記タンクの内部に、前記レベルセンサに対向して配置されて、前記マイクロ波を反射する反射板を備えた、レベル検出装置。

【請求項3】

請求項１に記載のレベル検出装置において、前記タンクの外壁面上に、前記レベルセンサに対向して配置されて、前記マイクロ波を反射する反射板を備えた、レベル検出装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載のレベル検出装置において、前記レベルセンサはマイクロ波ドップラーセンサであるレベル検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レベル検出装置に関し、特にマイクロ波を利用したレベル検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

工業生産、農業生産、廃水処理や水資源の管理等の各種の分野において、液体や粉体の表面レベルの検出が必要とされている。特に、液体や粉体をタンク内に収納する場合において、タンク内の液体、粉体の表面レベルを検知するため、各種のレベル検出装置が用いられている。

【0003】

例えば、特許文献１には、収納容器内に取り付けられて、収納容器内に突出した電極で静電容量を検知して、静電容量に逆比例した周波数で発振させ、その発振周期に基づいて収納物のレベル位置の検知信号を出力する静電容量式レベル検出装置が記載されている。

【0004】

また特許文献２には、揺動中心の回りに揺動する羽根を駆動機で揺動させ、羽根の揺動角度が所定値以下になったことを検知して、羽根に接触した被測定物のレベルを検出するレベル検出回路を備えた振子式レベル検出装置が記載されている。

【0005】

特許文献３には、容器の外壁に固定された探触子から容器の内側面に超音波を発射し、発射波および反射波の減衰時間の差異により、液体の有無を検出する超音波レベルセンサ装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００６－３２２７７０号公報

【文献】特開２００６－１４５２６５号公報

【文献】特開２００４－２８７６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

従来から使用されているレベル検出装置では、多くの場合、計測器の一部がタンク内に設置されている。例えば、特許文献１では電極をタンク内に配置しており、特許文献２でも、タンク内に羽根が設置されている。しかし、タンクの強度、密閉性を維持し、装置の取り付けやメンテナンスを簡便化するためには、タンク外からの計測が可能であることが好ましい。特に硫酸、塩酸、弗酸等の酸やアルカリ溶液等の腐食性物質を収納するタンク、毒性物質を収納するタンク、食品工業や製薬等の分野でコンタミネーションの回避が厳密に要求される用途に用いられるタンクなどでは、計測装置の保護、内容物の漏洩回避、タンク内への異物（外気、埃、雑菌など）の混入防止などの観点から、タンク外から計測可能なレベル検出装置が望まれている。特許文献３の超音波レベルセンサ装置は、タンク外部から液体の有無を判別し得るものであるが、超音波が伝播しにくい外壁（セラミック等）や空気が介在する場合には、超音波による計測は適用し難いという問題がある。

【0008】

本発明は、タンクの密閉性を保持したまま、外部からタンク内部の液体やスラリーなどの流体や粉体の表面レベルを計測可能なレベル計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】

【0009】

本発明のレベル検出装置は、収納物を収納するタンクの外壁に、前記収納物のレベルをマイクロ波を用いて検出するレベルセンサを設けたレベル検出装置である。このレベル検出装置において、レベルセンサはタンクの外方に露出して取り付けられたものとすることができる。このレベル検出装置によれば、マイクロ波を用いることによって、タンクの密閉性を保持したままタンク内部の流体（液体、スラリー）や粉体のレベルを検出することができる。またレベルセンサはタンクの外方に露出しているので、レベルセンサの保守点検が容易である。

【0010】

前記レベル検出装置は、タンク内の収納物から反射して前記レベルセンサが受信するマイクロ波の第１信号レベルと、タンクの内面またはタンクに設けた反射板から反射して前記レベルセンサが受信するマイクロ波の第2信号レベルとの差に基づき、測定位置における前記収納物の有無を検知するように構成されたレベル検出装置であってもよい。例えば、前記レベル検出装置は、前記レベルセンサが受信するマイクロ波の出力直流電圧を、タンクが空の場合や検出位置に収納物がない場合にタンクの内面または反射板から反射されて検知される値と、測定時に検知される値で対比することにより、測定位置における収納物の有無を検知するものであってもよい。

【0011】

前記レベル検出装置は、前記レベルセンサがマイクロ波を発振する発振器と、前記マイクロ波を本体外に発信する第一のアンテナと、反射されたマイクロ波を受信する第二のアンテナを備え、前記第１および第２のアンテナの前面を含むアンテナ面と、タンクの外面との間にギャップが設けられており、前記信号レベル差が最大となるように前記ギャップの大きさが設定されているレベル検出装置であってもよい。例えば、前記レベルセンサは、タンクの外壁に設置されたセンサ位置決め部材と、前記位置決め部材に設置されたセンサ本体とを備え、前記センサ本体のアンテナ面と前記タンク外壁との距離を前記位置決め部材によって調整可能とされたものであってもよい。このような構成のレベル検出装置によれば、収納物の種類に応じてレベル検出の感度を最適化することができる。所定レベルでの収納物の有無を一個のセンサで検知できるため、検出にかかる構成を簡略化することができる。

【0012】

前記レベル検出装置は、前記タンクの内部に、前記レベルセンサに対向して配置されて、前記マイクロ波を反射する反射板を備えた、レベル検出装置であってもよい。これにより反射板がタンクの外方に存在しないのでタンクがコンパクトになる。ただし、前記タンクの外壁面上に、前記レベルセンサに対向して配置されて、前記マイクロ波を反射する反射板を備えた、レベル検出装置であってもよい。

【0013】

前記レベル検出装置において、前記レベルセンサとしてはマイクロ波ドップラーセンサを使用することができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明のレベル検出装置によれば、液体、スラリー、粉体などのレベルをタンクの密閉性を保持したまま検出することができる。本発明のレベル検出装置は、検知にマイクロ波を用いるので、センサと収納物の間に空気が介在するような場合でも、収納物の有無を検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態にかかる、レベル検出装置の構成を示す、概略図である。

【図2】表１に示された条件で計算した場合において、タンクが空の場合（実線）と、測定位置に収納物がある場合（破線）の出力直流電圧およびその差（点線）の、センサ変位に対応する変動を示す図である。

【図3】実施例２において、アクリルタンク内の水を厚さ２０ｍｍのアクリル板を介して計測した場合の実測値において、タンクが空の場合（実線）と、測定位置に収納物がある場合（破線）の出力直流電圧およびその差（点線）の、センサ変位に対応する変動を示す図である。

【図4】本発明の一実施形態にかかる、レベル検出装置のセンサの配置状態を示す断面図（センサ本体については側面図）である。

【図5】図４と同様の構成において、タンク内に反射板を設置した場合の断面図である。

【図6】電磁波を透過しないタンクの壁に電磁波を透過する物質からなる窓を設け、図４と同様のセンサを設置して粉体状の収納物を測定する場合を示す断面図である。

【図7】本発明のレベル検出装置を液体タンクのレベルスイッチに用いた場合の一構成例を示す概略図である。

【図8】実施例４において、収納物（灰）のレベルを変化させた場合の、センサ出力の経時的変化を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明のレベル検出装置は、収納物を収納するタンクの外壁に、前記収納物のレベルをマイクロ波を用いて検出するレベルセンサを設けたレベル検出装置である。以下、図面を参照して、本発明の実施形態にかかるレベル検出装置を説明する。なお各図面において、対応する構成には同一の符号を付して説明を省略する。

【0017】

図１は、本発明の一実施形態にかかるレベル検出装置の構成を示す概念図である。本実施形態のレベル検出装置１は、タンク２の壁２０の外壁面２０ａ上に設置されて、タンク壁２０の外方に露出するレベルセンサ１０と、タンクの収納部をはさんで、前記レベルセンサ１０に対向する位置で、タンクの外壁面上に設置された反射器（反射板）１３とを備えている。

【0018】

レベルセンサ１０は、タンク外壁３に設置されたセンサ位置決め部材（センサガイド）１２と、前記センサ位置決め部材１２により保持されたセンサ本体１１とからなる。センサ本体１１前面のアンテナ面１１ｃつまり出射面と、タンクの外壁面２０ａの間には、所定のギャップ（空気層）Ｇが設けられており、センサ位置決め部材１２は、前記ギャップＧの間隔ｚを調整可能となるように構成されている。センサ本体１１は、高周波を発生する発振器１１ｄと、発信用のアンテナ１１ａと、受信用のアンテナ１１ｂと、混合器１１ｆとを備えている。発振器１１ｄに交流入力Ａが供給され、混合器１１ｆからセンサ出力信号Ｓが出力される。

【0019】

図１に示す構成において、発信アンテナ１１ａから発信されたマイクロ波は、図に実線、破線、一点鎖線で示すように、タンク外壁面２０ａ（または後述するセンサカバーのセンサ側壁面）、タンク壁２０と収納物３（または空気）との界面（タンク壁内面２０ｂ）、収納部２１をはさんで対向するタンク内壁面２０ｃ、その外側のタンク外壁面にとりつけられた反射器（反射板）１３でそれぞれ反射して受信アンテナ１１ｂで受信される。センサからの出力Ｓは、送信電圧Ｅ_ｅ（ｔ）と受信電圧Ｅ_ｒ（ｔ）の積の直流成分であり、この積で表れる周波数２ｆの成分は、フィルター（図示せず）で除去される。タンクに収納物がある場合の出力直流電圧Ｅ_ｍ、およびタンクが空の場合の出力直流電圧Ｅ_０は、それぞれ次式（１）、（２）で表される。

【0020】

【数1】

【0021】

【数2】

【0022】

上の式において、ｆはキャリア周波数、Ｅ_ｅは伝送電圧、Ｅ_ｒoはタンク壁（またはセンサカバー）からの受信電圧、Ｅ_ｒｃ、Ｅ^＊ _ｒｃは収納物からの受信電圧、Ｅ^＊ _ｒｍは、反射器からの受信電圧、２Ｄはアンテナの間隔、ｃ_０は光速、ｃ_ｃはタンク壁をマイクロ波が透過する速度、ｃｍは収納物中のマイクロ波速度、ｌｃはタンク壁の厚み、ｌ_Ｔは収納物の厚み（タンクの内径）である。

【0023】

一例として、各パラメータを下記の表１のように設定した場合の、Ｅ_ｍ（破線）およびＥ_ｏ（実線）の値、及び両者の差ΔＥ（点線）＝Ｅ_ｍ－Ｅ_０を、変位ｚを横軸にとってプロットしたものを図２に示す。

【0024】

【表1】

【0025】

図２に見られるように、ギャップＧの間隔ｚを調整することにより、ΔＥの大きさを調整することができ、センサからの出力信号Ｓ（直流電圧）により、収納物の有無を検知することができる。

【0026】

上記の式は、タンクの外壁面に反射器を設置した場合について記載しているが、反射板を用いない場合には、Ｅ^＊ _ｒｍを０とすればよい。なお実際の装置の使用にあたっては、収納物に応じてΔＥが最大となるようにギャップを調整し、レベル検出装置として使用すればよい。一例として図３に、後述する実施例２で実際に測定されたＥ_０（実線）、Ｅｍ（破線）、ΔＥ（点線）の例を示す。

【0027】

図４に、本発明にかかるレベルセンサ１０をタンクに設置する部分の断面図を示す（センサ本体については側面図）。本実施形態では、タンク壁２０はアクリルのような樹脂製である。センサ位置決め部材１２は、タンクの外壁面２０ａに固定されている。固定には、ボルトのような締結手段１２ａを用いてもよい。例えば、センサ本体１１の外面の一部に雄ねじ１１ｅを形成し、位置決め部材１２に形成された雌ねじ１２ｅにねじ込んでもよい。その際、ねじ込む深さにより、アンテナ面１１ｃと外壁面２０ａとのギャップＧの間隔ｚを調整し、被検体である収納物の信号強度を検知する際の信号強度を最大化するように調整する。

【0028】

なお、タンクが樹脂、セラミック等の電磁波（本発明ではマイクロ波）を通す素材で構成されている場合は、上述の実施形態のようにタンク外部にセンサを設置すればよいが、タンクが電磁波を通さない素材で構成されている場合、タンクの壁に開口を設け、電磁波を通す素材からなる窓で開口を塞いでもよく、あるいは、電磁波を通す素材からなるカバーをつけたセンサをタンク内に突出させてもよい。つまり、レベルセンサ１０はタンク壁２０から外部に露出するようにタンク壁に取り付ければよい。レベルセンサ１０がタンクの外方に露出していることにより、レベルセンサの保守点検が容易となり、またタンクの収納物に応じてギャップＧを調整することができる。但し必要に応じ、センサのアンテナ面をタンク内部に配置してもよい。また図４では、レベルセンサと反射板をタンク外壁面に設置する場合について示したが、必要に応じ、反射板をタンク内部に配置してもよい。

【0029】

図５は、タンク内に反射板1３を設置した状態を示している。また前述のとおり、反射板は必須の構成ではなく、場合によっては、反射板を用いなくてもよい。タンク内の収納物の比誘電率が比較的高い場合、反射板なしに収納物を検出することができる。またタンク壁が電磁波を通さない素材からなる場合、レベルセンサからのマイクロ波がセンサと反対側のタンク壁で反射される際の反射強度が高いで、反射板は不要である。

【0030】

図６は、電磁波を通さない素材で構成されたタンク壁２０の開口部に電磁波を通す素材（例えば樹脂）の窓２１を設けてレベルセンサ１０を装着した状態を示す。ここでレベルセンサ１０は、図４で示したレベルセンサと同様の構成をとる。窓２１を透過した電磁波（破線）は、収納物３（粉体）で反射してレベルセンサ１０の受信アンテナで受信される。収納物３がない場合、レベルセンサ１０の反対側の内壁面２０ｃから反射したマイクロ波がレベルセンサ１０の受信アンテナによって受信される。

【0031】

図４から図６に示すそれぞれの構成において、収納物がある場合と収納物がない場合とでは、レベルセンサ１０からの出力信号Ｓは（特定のｚ値以外では）異なり、その差異により、測定部位における収納物の有無を判定することができる。すなわち、それぞれの実施形態において、収納物がある場合と、ない場合のレベルセンサ１０からの出力電圧を測定し、位置決め部材１２で電圧差が最大となるように、センサ本体１１の位置を調整し、レベル検出装置として使用すればよい。

【0032】

本発明のレベル検出装置１に使用されるレベルセンサ１０としては、マイクロ波ドップラーセンサを用いることができる。マイクロ波の発信アンテナと、受信アンテナを備えたセンサとしては、自動車や人などの動作検知用に、ドップラーセンサが開発されている。
使用されるマイクロ波の周波数は、例えば、１０．５ＧＨｚ～１０．５５ＧＨｚであってもよく、２４．０５ＧＨｚ～２４．２５ＧＨｚであってもよい。発明の構成上は限定されないが、実用的には、法令により使用が許可されている周波数を用いる必要があり、日本では、上記の周波数がセンサ用途として許可されている。他の周波数帯が許可されている国では、別の周波数を用いてもよい。

【0033】

上記レベル検出装置は、タンク内の収納物が所定のレベルになった場合に収納物の投入を停止または開始するレベルスイッチとしても利用できる。
図７は、本発明のレベル検出装置を液体タンク２に設置した場合の例を示す概略断面図である。タンク２の上方は、第１の弁４Ａを介して流入路５Ａに接続されており、下方は第２の弁４Ｂを介して放出路５Ｂに接続されている。本発明のレベル検出装置１Ａ、１Ｂ（この場合はセンサ１０Ａ、１０Ｂ）がタンク壁２０の所定位置に二個設置されており、検出装置と弁は、コントローラ６に接続されている。検出装置１Ａ、１Ｂにおいて、レベルセンサ１０Ａ、１０Ｂは感度が最大となるように設置間隔２Ｄが調整されている。例えば、第２の弁４Ｂを開放してタンク内の液体３を放出する場合に、液面が第２の検出装置１Ｂの測定レベルより低下すると、コントローラ６は出力電圧の変化を検知し、第２の弁４Ｂを閉じる指令を発する。次いで、第１の弁４Ａが開放され、タンク２内に液体３が補充される。液面が第１の検出装置４Ａの測定レベルを超えると、コントローラ６は出力電圧の変化を検知し、第１の弁４Ａを閉鎖する。このようにして、タンク２内の収納物３のレベルを両センサ１０Ａ、１０Ｂの間となるように保持することができる。

【実施例】

【0034】

［実施例１］
被検体１として、発泡率９９％、比誘電率１．００６の発泡スチロール（厚み１５０ｍｍ）、被検体２として、容積１４４ｍｍ×１４４ｍｍ×１４４ｍｍ（幅１５０ｍｍ）のアクリルタンクに水（比誘電率８０）を溜めたものを用意した。また反射板として面積３６５ｍｍ×３６５ｍｍ、厚み０．３ｍｍの銅板をセンサ側の発泡スチロールの外面またはアクリルタンクの外壁面から０．１５ｍ、０．３０ｍ、０．６０ｍ、３．００ｍの位置に設置した。またセンサを発泡スチロールの外面または、アクリルタンクの外壁面に直接設置した場合、厚み１ｍｍのポリテトラフルオロエチレンカバーを設けた場合、厚み３ｍｍのアクリルカバーを設けた場合の３条件で実験を行った。センサとしては、周波数２４．１５ＧＨｚのマイクロ波ドップラーセンサ（関西オートメイション製）を用い、アンテナ面をセンサ先端面より０．５ｍｍ毎に１５ｍｍの位置まで移動した場合の出力電圧、収納物の有無による電圧差を求めた。結果を表２に示す。

【0035】

【表2】

【0036】

表２において、Ｔ１は、センサカバーとして１ｍｍ厚のポリテトラフルオロエチレン、Ａ３は３ｍｍ厚のアクリルをそれぞれ使用し、Ｔ１Ａ３は、３ｍｍ厚のアクリルセンサカバーの前に、さらに１ｍｍ厚のポリテトラフルオロエチレンを設置した場合、Ａ３ａ１Ａ３は、３ｍｍアクリル（タンク壁）と１ｍｍの間隔（空気層）をあけて、厚さ３ｍｍのアクリルを設置した場合を示す。

【0037】

比較的高い誘電率を有する水の場合、カバー、タンク壁面の素材、反射板の位置によって、電圧差の極大値の平均値と極小値の平均値はあまり変化しない。また、表には示さないが、反射板を用いない場合でも、物質の存在が確認できた。これは、電磁波の大部分が被検体である水によって反射されることによると考えられる。他方、誘電率の低い発泡スチロールの場合、センサの近傍の０．１５ｍ位置に反射板を設置することにより、感度の向上が明瞭に認められる。電圧差の極大値と極小値が現れる空間周期は６．５～７ｍｍであり、２４．１５（ＧＨｚ）の半波長６．２ｍｍに近い。この例では、ギャップＧ（図１）の位置調整による最大感度の探索は７ｍｍ程度までの調整範囲で行えばよいことがわかる。なお、発泡スチロールによる実験は、比誘電率の低い粉体を測定する場合の模擬実験と見ることができるので、本発明のレベル検出装置は、粉体の測定にも有用であることがわかる。

【0038】

［実施例２］
厚み３ｍｍのアクリルタンク（Ａ３）に水を収納し、これにさらに厚み２０ｍｍのアクリルおよび／または厚み２０ｍｍの天然ゴム（Ｒ２０）を積層したものを用い、これに実施例１と同じセンサを設置してタンク外からの検出実験を行った。反射板は使用しなかった。その結果を表３に示す。また一例として、厚さ２０ｍｍのアクリル板とタンク壁を介して計測を行った場合（Ａ２３）のグラフを図３に示す。図３は、実線はタンクが空の場合、破線がレベル検出位置に水がある場合の出力直流電圧を示し、点線は両者の差ΔＥ（スケールは異なる）を示す。

【0039】

【表3】

表３に見るように、タンク壁面の厚さと素材により、出力最大値は変化する。他方、ｚ＝５～１００ｍｍの範囲で、出力が最大値となるときに、空タンクとの出力差も最大になっていた。したがって、レベル計としての使用にあたっては、タンクに水があるときに出力最大となる条件に変位（ｚ値）を設定すればよい。

【0040】

［実施例３］
ＪＩＳＺ１７１０に規定されるポリエチレン樹脂タンクを用意し、タンク壁に直接マイクロ波ドップラーセンサを設置した場合、２０ｍｍのアクリル樹脂を介して測定した場合（Ａ２０）、厚さ２０ｍｍの天然ゴムを介して測定した場合（Ｒ２０）、厚さ３ｍｍのアクリル樹脂、厚さ２０ｍｍの天然ゴム、厚さ２０ｍｍのアクリル樹脂の３層（Ａ３Ｒ２０Ａ２０）をタンク壁に積層し、それぞれ最外層上にマイクロ波ドップラーセンサを設置し、タンク内の灯油を検出する実験を行った。反射板は使用しなかった。その結果を表４に示す。表４に示すように、タンク壁の条件によって異なるが、変位ｚの調整により、電圧差が検出された。

【0041】

【表4】

【0042】

［実施例４］
レベルセンサの用例として、陶器製の火鉢の中の灰の検知を火鉢の外から検出する実験を行った。反射板は使用しなかった。センサによる出力測定開始後、１０秒～１７秒で、火鉢内の灰をセンサレベルより上まで積み重ね、３４～４４秒の間に、灰をかき出してセンサレベルより低くした。この間のドップラーセンサの出力レベルを図８に示す。この実験では、計測は肉厚のセラミック（火鉢の壁）を介して行われており、灰のレベルもセンサ前方で均一ではないので、空気も介在するが、図８に見られるように、壁面近傍の灰のレベルの変化が、センサ出力の変化として検出された。

【0043】

［実施例５］
低誘電率の被検体をセンサで検知する際の反射板の効果を検討するため、発泡率９９％、比誘電率１．００７のサンプル１と、発泡率９７％、比誘電率１．０１５の発泡スチロールをはさんで、３０ｍｍ×２７ｍｍ、３０ｍｍ×１１ｍｍ、３０ｍｍ×６ｍｍの三種類の銅製の反射板をドップラーセンサのアンテナ面に対し２５ｍｍ離間して設置し、さらにアンテナ面と反射板の間が空気の時に出力が０Ｖとなるようにセンサの変位ｚを調整し、アンテナ面と反射板の間にサンプルをはさんだ場合の０Ｖからの出力電力の変化を読みとった。その結果を表５に示す。

【0044】

【表5】

【0045】

表５に示すように、反射板を用いることにより、比誘電率の低いサンプルについても、レベル検出装置としての利用が可能であることがわかる。この結果から、粉体などの比誘電率の低い試料についても、例えば図１や図６に示す反射板１３を用いることにより、レベル計測が容易になると期待できる。

【産業上の利用可能性】

【0046】

本発明のレベル検出装置によれば、密閉タンク内の流体や粉体のレベルの計測をタンク外から好適に行うことができる。レベル検出装置のセンサとしては、普及率の高い、ドップラーセンサを用いることができ、簡便かつ安価な構成とすることができる。

【符号の説明】

【0047】

１ レベル検出装置
１０ センサ
１１ センサ本体
１２ 位置決め部材
１３ 反射器（反射板）
１１ａ 出力アンテナ
１１ｂ 受信アンテナ
１１ｃ アンテナ面
１１ｄ 高周波発振器
１１ｅ ネジ山
２ タンク
２０ タンク壁
２０ａ タンク壁外面
２０ｂ、２０ｃ タンク壁内面
２１ 窓（カバー）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】