液面レベル計測装置、方法、及びプログラム
【課題】少数のプローブで液面レベルを高分解能で計測することができる液面レベルの計測技術を提供する。
【解決手段】液面レベル計測装置１０は、温度センサ１３及びその検出点１３ａの近傍に配置されるヒータ１２を封入したプローブ１１と、このヒータ１２の発熱に伴う温度センサ１３の検出温度に基づいてパラメータを導出するパラメータ導出部２２と、容器３１の保持液３２におけるプローブ１１の先端部１４の浸漬量ｙ及びパラメータの関係情報を保持するデータベース２３と、導出したパラメータを関係情報に照らし保持液３２の液面レベルを判定するレベル判定部２４と、を備える。
【解決手段】液面レベル計測装置１０は、温度センサ１３及びその検出点１３ａの近傍に配置されるヒータ１２を封入したプローブ１１と、このヒータ１２の発熱に伴う温度センサ１３の検出温度に基づいてパラメータを導出するパラメータ導出部２２と、容器３１の保持液３２におけるプローブ１１の先端部１４の浸漬量ｙ及びパラメータの関係情報を保持するデータベース２３と、導出したパラメータを関係情報に照らし保持液３２の液面レベルを判定するレベル判定部２４と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液面レベルの計測技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
温度センサ及びヒータを封入したプローブを、水深方向に一定の間隔で複数設置して構成される液面レベル計測装置が知られている（例えば、特許文献１，２）。
このような装置において、気相の方が液相よりも熱伝達係数が格段に低いために、プローブが気相に露出している方が液相に浸漬しているよりも、ヒータ発熱に伴う温度センサの検出温度が高くなる。
この原理を利用して、複数設置されたプローブの各々が、気相又は液相のいずれに存在するかを判定し、液面レベルの計測を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭６２−２６６８７号公報
【特許文献２】特開平８−２２０２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の液面レベル計測装置では、計測される液面レベルの分解能は、水深方向に対するプローブの配置間隔に規定される。このために、液面レベルの計測分解能を向上させるためには、数多くのプローブを設置しなければならない。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、少数のプローブで液面レベルを高分解能で計測することができる液面レベルの計測技術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】
【０００６】
液面レベル計測装置において、温度センサ及びその検出点の近傍に配置されるヒータを封入したプローブと、前記ヒータの発熱に伴う前記温度センサの検出温度に基づいてパラメータを導出するパラメータ導出部と、容器の保持液における前記プローブの先端部の浸漬量及び前記パラメータの関係情報を保持するデータベースと、導出した前記パラメータを前記関係情報に照らし前記保持液の液面レベルを判定するレベル判定部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、少数のプローブで液面レベルを高分解能で計測することができる液面レベルの計測技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の各実施形態に係る液面レベル計測装置を示すブロック図。
【図２】第１実施形態の液面レベル計測装置におけるプローブ先端部の浸漬量とパラメータ（温度変化量）との関係を示すグラフ。
【図３】（Ａ）は複数のプローブから構成される液面レベル計測装置の実施形態を示すブロック図、（Ｂ）は複数の温度センサから構成される液面レベル計測装置の実施形態を示すブロック図。
【図４】第１実施形態に係る液面レベル計測装置の動作を説明するフローチャート。
【図５】第２実施形態に係る液面レベル計測装置におけるパラメータ（温度変化率の極大値）を示すグラフ。
【図６】第２実施形態の液面レベル計測装置におけるプローブ先端部の浸漬量とパラメータ（温度変化率の極大値）との関係を示すグラフ。
【図７】第２実施形態に係る液面レベル計測装置の動作を説明するフローチャート。
【図８】第３実施形態に係る液面レベル計測装置の動作を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように、第１実施形態の液面レベル計測装置１０は、温度センサ１３及びその検出点１３ａの近傍に配置されるヒータ１２を封入したプローブ１１と、このヒータ１２の発熱に伴う温度センサ１３の検出温度に基づいてパラメータ（温度変化量ΔＴ；図２）を導出するパラメータ導出部２２と、容器３１の保持液３２におけるプローブ１１の先端部１４の浸漬量ｙ及びパラメータ（温度変化量ΔＴ）の関係情報（図２）を保持するデータベース２３と、導出したパラメータを関係情報（図２）に照らし保持液３２の液面レベル３３を判定するレベル判定部２４と、を備える。
【００１０】
容器３１は、多数の蒸気ボイドを含む保持液３２と、蒸気が充満して高温多湿な気相とを保持し、高放射線場など苛酷状況に置かれている。
このような容器３１としては、沸騰水型原子炉、加圧水型原子炉、又は高速炉の蒸気発生器、もしくは事故時の各種プラントの液槽などが挙げられる。具体例としては、事故時における原子炉圧力容器、原子炉格納容器、原子炉の使用済み燃料プール等が挙げられるが、特に用途に限定はない。
【００１１】
プローブ１１は、例えば、ＳＵＳ３１６やＳＵＳ３１６Ｌ等のステンレス鋼、インコネル、ハステロイ、インバー、チタン、鉄等の耐熱性及び耐食性を持つ金属製の鞘に、温度センサ１３、ヒータ１２及び充填材１７が封入されている。
また、腐食性溶液の保持液３２の水位計測を行う場合には、プローブ１１の鞘に腐食防止のメッキを施してもよい。
【００１２】
充填材１７は、例えば、窒化珪素、窒化アルミ、マグネシア、アルミナ、チタン酸アルミニウム、シリカ、ジルコニアセラミック等といった耐熱性、電気的絶縁性及び熱伝導性の優れた材料から構成される。なお、粉末状に加工された充填材１７をプローブ１１の内部に充填する際に、ヘリウム、ネオン、フッ素、窒素などの熱伝達率の高いガスを封入するとよい。
【００１３】
ヒータ１２は、例えば、ニッケル−クロム線、鉄−クロム線、カンタル線、白金線等といった通電によってジュール熱を発生する電気抵抗体で構成される。これらヒータ１２は、図１に示すように容器３１の深さ方向へ直線状に設置される場合の他に、温度センサ１３の検出点１３ａの周りに螺旋状に形成することもできる。
【００１４】
通電部１５は、第１実施形態において、直流電流又は交流電流を通電し、ヒータ１２に一定の電力を供給する。
なおヒータ１２は、前記した電気抵抗体に限定されるものではなく、熱エネルギーを正確にコントロールして供給できるものであれば適宜用いることができる。
【００１５】
温度センサ１３は、熱起電力から温度を求める熱電対又は抵抗値から温度を求める抵抗測温体で構成される。
熱電対としては、日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＢ−Ｔｙｐｅ、Ｒ−ｔｙｐｅ、Ｓ−ｔｙｐｅ、Ｎ−ｔｙｐｅ、Ｋ−ｔｙｐｅ、Ｅ−ｔｙｐｅ、Ｊ−ｔｙｐｅ、Ｔ−ｔｙｐｅ等を適用することができる。
【００１６】
抵抗測温体としては、白金、ニッケル、銅などが挙げられる。
温度センサ１３として抵抗測温体を用いた場合は、熱電対である場合に比べて温度の計測精度が向上するために、液面レベル３３の計測精度も向上する。
【００１７】
検温部１６は、温度センサ１３に熱電対を用いる場合は、この熱電対の起電力を検出して温度信号に変換し、コントローラ２０に出力する。また、温度センサ１３に抵抗測温体を用いる場合は、この抵抗測温体の抵抗値を検出して温度信号に変換し、コントローラ２０に出力する。なお、これら起電力又は抵抗値と温度との関係については、予め把握して検温部１６に記憶させておく。
【００１８】
図１に示すように、検出点１３ａからプローブ１１の末端までを成す先端部１４の長さｘに対し、この先端部１４の浸漬量ｙとする。
液面レベル３３が検出点１３ａよりも上にある場合（ｘ＜ｙ）は、ヒータ１２の発熱のほとんどは充填材１７を伝導して保持液３２にリークする。このために、ヒータ発熱は、温度センサ１３による検出温度にほとんど影響を与えず、ほぼ温度変化量ΔＴ＝０となる。
【００１９】
これに対し、液面レベル３３が検出点１３ａよりも下にある場合（ｘ＞ｙ）、ヒータ１２の発熱の一部は充填材１７を伝導して保持液３２にリークする。しかし、残りの発熱は、熱伝達係数の小さな気相からリークされず、温度センサ１３の検出温度の上昇に寄与する。このために、ヒータ発熱に伴い温度変化量ΔＴ＞０となり、先端部１４の浸漬量ｙが小さくなるに従い温度変化量ΔＴが大きくなる傾向を示す。
【００２０】
図２は、温度変化量ΔＴ（パラメータ）と、プローブの検出点１３ａから液面レベル３３までの距離ｈ（ｈ＝ｘ−ｙ）と、の関係を示すグラフである。
距離ｈ＜０のように、先端部１４が液面レベル３３よりも下位にある場合は、発熱のほとんどは液相にリークするために温度変化量ΔＴ＝０を示す。そして、距離ｈが広がるにつれて発熱のリーク量が減少し、温度変化量ΔＴが増大する。さらに、所定の距離ｈsに到達したところで、発熱の液相へのリーク量は０となり、これより液面レベル３３が低下しても温度変化量ΔＴは一定値を示す。
【００２１】
コントローラ２０は、電子データを処理するプロセッサであり、所定の電流プロファイルを出力するように通電部１５に命令する測定モード設定部２１と、検温部１６から温度信号を取得してパラメータを導出するパラメータ導出部２２と、データベース２３と、レベル判定部２４と、から構成されている。
端末２５は、コントローラ２０への入力及びコントローラ２０の処理結果の表示を実行する。
【００２２】
パラメータ導出部２２は、ヒータ１２の発熱に伴う温度センサ１３の検出温度（検温部１６から取得した温度信号）に基づいてパラメータを導出する。
第１実施形態におけるパラメータは、ヒータ１２の発熱により平衡状態に至った検出温度の温度変化量ΔＴである。なお、導出されるパラメータは、測定モード設定部２１の設定を変えることにより適宜変更することができる。
【００２３】
データベース２３は、実験的にプローブ１１の先端部１４の浸漬量ｙ（液面までの距離ｈ）を変化させて、得られた温度変化量ΔＴ（パラメータ）を対応付けて保持している。つまり、図２に示されるように関係情報が、プローブ１１の種類、保持液３２の種類、雰囲気温度・圧力等の条件に応じて予め作成され、データベース２３に保持されている。
【００２４】
レベル判定部２４は、導出されたパラメータを閾値Ａと比較することにより、プローブ１１の検出点１３ａが液相又は気相のいずれに存在するかを判定する。そして、気相判定が得られた場合は、パラメータを閾値Ｂと比較して、液面レベル３３までの距離ｈを導出することが可能であるか否かを判定する。そして、液面レベル３３までの距離ｈの導出が可能である場合は、データベース２３にアクセスし、導出されたパラメータ（温度変化量ΔＴ）に対応する距離ｈを導出する（図２参照）。
【００２５】
閾値Ａは、プローブ１１の検出点１３ａが液相に浸漬した状態で取り得る温度変化量ΔＴのバラツキ範囲に基づいて実験的に定められる。
閾値Ｂは、温度変化量ΔＴと液面までの距離ｈとの関係が許容される誤差範囲内で互いに一意的に決定されるように実験的に定められる。
【００２６】
図３（Ａ）は、複数のプローブ１１1,１１2,…１１nを水深方向に一定の間隔で配置することにより、液面レベル３３の計測レンジの拡張を図る実施形態である。なお、プローブ１１の配置間隔を閾値Ｂよりも狭く設定することにより、全水深にわたり液面レベル３３の計測を高精度で実施することができる。
【００２７】
図３（Ｂ）は、計測レンジの拡張を達成することができるプローブ１１の他の実施形態である。この実施形態においてプローブ１１は、その全長にわたり配置される一つのヒータ１２と、水深方向に一定の間隔で配置される複数の温度センサ１３1,１３2,…１３nと、から構成されている。
【００２８】
図４のフローチャートに基づいて、第１実施形態に係る液面レベル計測装置の動作を説明する（適宜、図１、図３（Ａ）参照）。
容器３１に配置された複数のプローブ１１k（ｋ＝１〜ｎ）（図３（Ａ））のうちいずれか一つに着目する（Ｓ１１）。通電部１５からステップ状の直流電流をヒータ１２に供給して加熱する（Ｓ１２）。すると、ヒータ１２の発熱の一部は充填材１７を熱伝導してプローブ１１の表面から気相及び液相へリークする。そして、残りの発熱は、温度センサ１３を昇温させ検出温度に温度変化量ΔＴを与えて平衡状態を示す（Ｓ１３）。
【００２９】
プローブ１１が液相に浸漬している場合は、温度変化量ΔＴは閾値Ａよりも小さな値（ほぼ０）を示す（Ｓ１４；Ｙｅｓ、Ｓ１５）。また、気相に露出している場合は、温度変化量ΔＴは閾値Ａ以上の値を示す（Ｓ１４；Ｎｏ、Ｓ１７、Ｓ２０）。
【００３０】
さらに、温度変化量ΔＴが閾値Ｂ以下であれば、データベース２３（図２）を参照して検出点１３ａから液面レベル３３までの距離ｈを導出する（Ｓ１６；Ｙｅｓ、Ｓ１８）。そして、温度変化量ΔＴが閾値Ｂよりも大きい場合は（Ｓ１９）、距離ｈの導出を行わない。このように、全てのプローブ１１（１１1,１１2,…１１n）について（Ｓ１１）〜（Ｓ２０）までの処理を実行し（Ｓ２１）、液面レベル３３を判定する（Ｓ２２）。
【００３１】
（第２実施形態）
第２実施形態の液面レベル計測装置は、図１及び図３に示す構成と大部分が同じであるので、相違する機能のみを説明し、重複する機能の説明は省略する。
第２実施形態において測定モード設定部２１は、通電部１５に、パルス状の電流を供給させ、ヒータ１２から所定量の熱エネルギーを短時間のうちに放出させる。この熱エネルギーの一部は充填材１７を伝導して保持液３２にリークし、残りの熱エネルギーは温度センサ１３の検出温度の上昇に寄与する。
第２実施形態では、パルス状の電流を供給する測定モードを採用しているために消費電力を低減することができる。
【００３２】
図５は、第２実施形態において、過渡的に変化する温度センサ１３の検出温度の変化率(ｄＴ／ｄｔ)を示している。
液面レベル３３が検出点１３ａよりも上にある場合（ｘ＜ｙ）は、ヒータ１２の熱エネルギーのほとんどは充填材１７を伝導して保持液３２にリークする。このために、ヒータ発熱は、温度センサ１３による検出温度にほとんど影響を与えず、温度変化率(ｄＴ／ｄｔ)＝０となる。
【００３３】
これに対し、液面レベル３３が検出点１３ａよりも下にある場合（ｘ＞ｙ）、ヒータ１２の熱エネルギーの一部は充填材１７を伝導して保持液３２にリークする。しかし、残りの発熱は、熱伝達係数の小さな気相からリークされず、温度センサ１３の検出温度の上昇に寄与する。
【００３４】
このために、熱エネルギーの供給を受けた温度センサ１３の検出温度は、急激な立ち上がりを示した後に、ゆっくりと元の温度に戻る。そして、この検出温度の立ち上がりは、熱エネルギーの供給量が多いほど急激なものである。
よって、図１に示す先端部１４の浸漬量ｙが小さくなるに従って、温度センサ１３に対する熱エネルギーの供給量が増加し、図５に示す温度変化率の極大値(ｄＴ／ｄｔ)maxも大きくなる。
【００３５】
パラメータ導出部２２は、ヒータ１２の発熱に伴う温度センサ１３の検出温度（検温部１６から取得した温度信号）に基づいてパラメータを導出する。
第２実施形態におけるパラメータは、ヒータ１２の発熱により過渡状態にある前記検出温度の温度変化率の極大値(ｄＴ／ｄｔ)maxである。
【００３６】
図６は、温度変化率の極大値(ｄＴ／ｄｔ)max（パラメータ）と、プローブの検出点１３ａから液面レベル３３までの距離ｈ（ｈ＝ｘ−ｙ）と、の関係を示すグラフである。
このように、距離ｈ＜０の先端部１４が液面レベル３３よりも下位にある場合は、熱エネルギーはほとんど液相にリークするために(ｄＴ／ｄｔ)max＝０を示す。そして、距離ｈが広がるにつれて発熱のリーク量が減少し、(ｄＴ／ｄｔ)maxが増大する。さらに、所定の距離ｈsに到達したところで、発熱の液相へのリーク量は０となり、これより液面レベル３３が低下しても(ｄＴ／ｄｔ)maxは一定値を示す。
【００３７】
レベル判定部２４は、導出されたパラメータを閾値Ｃと比較することにより、プローブ１１の検出点１３ａが液相又は気相のいずれに存在するかを判定する。そして、気相判定が得られた場合は、パラメータを閾値Ｄと比較して、液面レベル３３までの距離ｈを導出することが可能であるか否かを判定する。そして、液面レベル３３までの距離ｈの導出が可能である場合は、データベース２３にアクセスし、導出されたパラメータ、(ｄＴ／ｄｔ)maxに対応する距離ｈを導出する（図６参照）。
【００３８】
閾値Ｃは、プローブ１１の検出点１３ａが液相に浸漬した状態で取り得る温度変化率の極大値(ｄＴ／ｄｔ)maxのバラツキ範囲に基づいて実験的に定められる。
閾値Ｄは、温度変化率の極大値(ｄＴ／ｄｔ)maxと液面までの距離ｈとの関係が許容される誤差範囲内で互いに一意的に決定されるように実験的に定められる。
【００３９】
図７のフローチャートに基づいて、第２実施形態に係る液面レベル計測装置の動作を説明する（適宜、図１、図３（Ａ）参照）。
容器３１に配置された複数のプローブ１１k（ｋ＝１〜ｎ）（図３（Ａ））のうちいずれか一つに着目する（Ｓ３１）。通電部１５からパルス状の電流をヒータ１２に供給して所定量の熱エネルギーを放出させる（Ｓ３２）。すると、この熱エネルギーの一部は充填材１７を熱伝導してプローブ１１の表面から気相及び液相へリークする。そして、残りの熱エネルギーは、温度センサ１３を昇温させ検出温度は過渡状態を示す（Ｓ３３）。
【００４０】
プローブ１１が液相に浸漬している場合は、温度変化率の極大値(ｄＴ／ｄｔ)maxは閾値Ｃよりも小さな値（ほぼ０）を示す（Ｓ３４；Ｙｅｓ、Ｓ３５）。また、気相に露出している場合は、温度変化率の極大値(ｄＴ／ｄｔ)maxは閾値Ｃ以上の値を示す（Ｓ３４；Ｎｏ、Ｓ３７、Ｓ４０）。
【００４１】
さらに、温度変化率の極大値(ｄＴ／ｄｔ)maxが閾値Ｄ以下であれば、データベース２３（図２）を参照して検出点１３ａから液面レベル３３までの距離ｈを導出する（Ｓ３６；Ｙｅｓ、Ｓ３８）。そして、温度変化量ΔＴが閾値Ｄよりも大きい場合は（Ｓ３９）、距離ｈの導出を行わない。このように、全てのプローブ１１（１１1,１１2,…１１n）について（Ｓ３１）〜（Ｓ４０）までの処理を実行し（Ｓ４１）、液面レベル３３を判定する（Ｓ４２）。
【００４２】
（第３実施形態）
第３実施形態における液面レベル計測装置の特徴的な機能は、他の実施形態の液面レベル計測装置に対し追加的に実施される機能である。
液面レベル３３が検出点１３ａよりも上方又は下方に位置している場合、パラメータを安定的に導出することができる。しかし、液面レベル３３が検出点１３ａの直近に位置している場合、パラメータの導出が不安定化する場合がある。
そこで、第３実施形態の液面レベル計測装置におけるレベル判定部２４（図１）は、導出した複数のパラメータを統計処理することにより保持液３２の液面レベルを判定することとした。
【００４３】
図８のフローチャートに基づいて、第３実施形態に係る液面レベル計測装置の動作を説明する（適宜、図１、図３（Ａ）参照）。
容器３１に配置された複数のプローブ１１k（ｋ＝１〜ｎ）（図３（Ａ））のうちいずれか一つに着目する（Ｓ５１）。ヒータ１２を発熱させる前に連続的に複数のパラメータを導出し標準偏差σ1を演算する（Ｓ５２）。そして、ヒータ１２を発熱させた後に（Ｓ５３）、同様に連続的に複数のパラメータを導出し標準偏差σ2を演算する（Ｓ５４）。
なお、第３実施形態においてパラメータとして温度変化率ｄＴ／ｄｔを採用しているが、これに限定されるものではない。
【００４４】
プローブ１１の検出点１３ａが液面レベル３３の直近に位置している場合は、発熱前後の標準偏差の差｜σ2−σ1｜は閾値Ｅよりも大きな値を示す（Ｓ５５；Ｙｅｓ、Ｓ５６）。また、気相に露出しているか液相に浸漬している場合、｜σ2−σ1｜は閾値Ｅ以下の値を示す（Ｓ５５；Ｎｏ、Ｓ５７）。
ここで閾値Ｅは、検出点１３ａが液面レベル３３の直近にある場合の標準偏差σ1と、外れている場合の標準偏差σ2との有意差のうち最小値を実験的に求める。
【００４５】
このように、全てのプローブ１１（１１1,１１2,…１１n）について、図４の（Ｓ１１）〜（Ｓ２０）又は図７の（Ｓ３１）〜（Ｓ４０）までの処理に加えて、（Ｓ５１）〜（Ｓ５７）までの処理を実行し（Ｓ５８）、液面レベル３３を判定する（Ｓ５９）。
【００４６】
以上説明した各実施形態において、ヒータ１２として電気抵抗体を採用した場合を示したが、抵抗測温体をヒータ１２として採用することもできる。
この場合、通電部１５から直流電流をヒータ１２としての抵抗測温体へ通電し、抵抗測定を行って温度計測を行う。これと同時に温度センサ１３により温度計測を行う。そして、二つの温度計側結果から、温度センサ１３のキャリブレーションを行うことができる。
【００４７】
以上述べた少なくともひとつの実施形態の液面レベル計測装置によれば、液面レベル３３がいずれのプローブ１１の間に位置しているか判定されることに加え、その間の正確な位置についても特定することが可能となる。これにより、プローブ１１の設置数量を増加させることなく、液面レベル３３を高精度に計測することができる。
【００４８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４９】
１０…液面レベル計測装置、１１（１１1，１１2，…１１n）…プローブ、１２…ヒータ、１３（１３1，１３2，…１３n）…温度センサ、１３ａ…検出点、１４…先端部、１５…通電部、１６…検温部、１７…充填材、２０…コントローラ、２１…測定モード設定部、２２…パラメータ導出部、２３…データベース、２４…レベル判定部、２５…端末、３１…容器、３２…保持液、３３…液面レベル、ｘ…先端部の長さ、ｙ…浸漬量、ｈ…検出点から液面レベルまでの距離、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ…閾値、ΔＴ…温度変化量、ｄＴ／ｄｔ…温度変化率、（ｄＴ／ｄｔ）max…温度変化率の極大値。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液面レベルの計測技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
温度センサ及びヒータを封入したプローブを、水深方向に一定の間隔で複数設置して構成される液面レベル計測装置が知られている（例えば、特許文献１，２）。
このような装置において、気相の方が液相よりも熱伝達係数が格段に低いために、プローブが気相に露出している方が液相に浸漬しているよりも、ヒータ発熱に伴う温度センサの検出温度が高くなる。
この原理を利用して、複数設置されたプローブの各々が、気相又は液相のいずれに存在するかを判定し、液面レベルの計測を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭６２−２６６８７号公報
【特許文献２】特開平８−２２０２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の液面レベル計測装置では、計測される液面レベルの分解能は、水深方向に対するプローブの配置間隔に規定される。このために、液面レベルの計測分解能を向上させるためには、数多くのプローブを設置しなければならない。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、少数のプローブで液面レベルを高分解能で計測することができる液面レベルの計測技術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】
【０００６】
液面レベル計測装置において、温度センサ及びその検出点の近傍に配置されるヒータを封入したプローブと、前記ヒータの発熱に伴う前記温度センサの検出温度に基づいてパラメータを導出するパラメータ導出部と、容器の保持液における前記プローブの先端部の浸漬量及び前記パラメータの関係情報を保持するデータベースと、導出した前記パラメータを前記関係情報に照らし前記保持液の液面レベルを判定するレベル判定部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、少数のプローブで液面レベルを高分解能で計測することができる液面レベルの計測技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の各実施形態に係る液面レベル計測装置を示すブロック図。
【図２】第１実施形態の液面レベル計測装置におけるプローブ先端部の浸漬量とパラメータ（温度変化量）との関係を示すグラフ。
【図３】（Ａ）は複数のプローブから構成される液面レベル計測装置の実施形態を示すブロック図、（Ｂ）は複数の温度センサから構成される液面レベル計測装置の実施形態を示すブロック図。
【図４】第１実施形態に係る液面レベル計測装置の動作を説明するフローチャート。
【図５】第２実施形態に係る液面レベル計測装置におけるパラメータ（温度変化率の極大値）を示すグラフ。
【図６】第２実施形態の液面レベル計測装置におけるプローブ先端部の浸漬量とパラメータ（温度変化率の極大値）との関係を示すグラフ。
【図７】第２実施形態に係る液面レベル計測装置の動作を説明するフローチャート。
【図８】第３実施形態に係る液面レベル計測装置の動作を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように、第１実施形態の液面レベル計測装置１０は、温度センサ１３及びその検出点１３ａの近傍に配置されるヒータ１２を封入したプローブ１１と、このヒータ１２の発熱に伴う温度センサ１３の検出温度に基づいてパラメータ（温度変化量ΔＴ；図２）を導出するパラメータ導出部２２と、容器３１の保持液３２におけるプローブ１１の先端部１４の浸漬量ｙ及びパラメータ（温度変化量ΔＴ）の関係情報（図２）を保持するデータベース２３と、導出したパラメータを関係情報（図２）に照らし保持液３２の液面レベル３３を判定するレベル判定部２４と、を備える。
【００１０】
容器３１は、多数の蒸気ボイドを含む保持液３２と、蒸気が充満して高温多湿な気相とを保持し、高放射線場など苛酷状況に置かれている。
このような容器３１としては、沸騰水型原子炉、加圧水型原子炉、又は高速炉の蒸気発生器、もしくは事故時の各種プラントの液槽などが挙げられる。具体例としては、事故時における原子炉圧力容器、原子炉格納容器、原子炉の使用済み燃料プール等が挙げられるが、特に用途に限定はない。
【００１１】
プローブ１１は、例えば、ＳＵＳ３１６やＳＵＳ３１６Ｌ等のステンレス鋼、インコネル、ハステロイ、インバー、チタン、鉄等の耐熱性及び耐食性を持つ金属製の鞘に、温度センサ１３、ヒータ１２及び充填材１７が封入されている。
また、腐食性溶液の保持液３２の水位計測を行う場合には、プローブ１１の鞘に腐食防止のメッキを施してもよい。
【００１２】
充填材１７は、例えば、窒化珪素、窒化アルミ、マグネシア、アルミナ、チタン酸アルミニウム、シリカ、ジルコニアセラミック等といった耐熱性、電気的絶縁性及び熱伝導性の優れた材料から構成される。なお、粉末状に加工された充填材１７をプローブ１１の内部に充填する際に、ヘリウム、ネオン、フッ素、窒素などの熱伝達率の高いガスを封入するとよい。
【００１３】
ヒータ１２は、例えば、ニッケル−クロム線、鉄−クロム線、カンタル線、白金線等といった通電によってジュール熱を発生する電気抵抗体で構成される。これらヒータ１２は、図１に示すように容器３１の深さ方向へ直線状に設置される場合の他に、温度センサ１３の検出点１３ａの周りに螺旋状に形成することもできる。
【００１４】
通電部１５は、第１実施形態において、直流電流又は交流電流を通電し、ヒータ１２に一定の電力を供給する。
なおヒータ１２は、前記した電気抵抗体に限定されるものではなく、熱エネルギーを正確にコントロールして供給できるものであれば適宜用いることができる。
【００１５】
温度センサ１３は、熱起電力から温度を求める熱電対又は抵抗値から温度を求める抵抗測温体で構成される。
熱電対としては、日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されているＢ−Ｔｙｐｅ、Ｒ−ｔｙｐｅ、Ｓ−ｔｙｐｅ、Ｎ−ｔｙｐｅ、Ｋ−ｔｙｐｅ、Ｅ−ｔｙｐｅ、Ｊ−ｔｙｐｅ、Ｔ−ｔｙｐｅ等を適用することができる。
【００１６】
抵抗測温体としては、白金、ニッケル、銅などが挙げられる。
温度センサ１３として抵抗測温体を用いた場合は、熱電対である場合に比べて温度の計測精度が向上するために、液面レベル３３の計測精度も向上する。
【００１７】
検温部１６は、温度センサ１３に熱電対を用いる場合は、この熱電対の起電力を検出して温度信号に変換し、コントローラ２０に出力する。また、温度センサ１３に抵抗測温体を用いる場合は、この抵抗測温体の抵抗値を検出して温度信号に変換し、コントローラ２０に出力する。なお、これら起電力又は抵抗値と温度との関係については、予め把握して検温部１６に記憶させておく。
【００１８】
図１に示すように、検出点１３ａからプローブ１１の末端までを成す先端部１４の長さｘに対し、この先端部１４の浸漬量ｙとする。
液面レベル３３が検出点１３ａよりも上にある場合（ｘ＜ｙ）は、ヒータ１２の発熱のほとんどは充填材１７を伝導して保持液３２にリークする。このために、ヒータ発熱は、温度センサ１３による検出温度にほとんど影響を与えず、ほぼ温度変化量ΔＴ＝０となる。
【００１９】
これに対し、液面レベル３３が検出点１３ａよりも下にある場合（ｘ＞ｙ）、ヒータ１２の発熱の一部は充填材１７を伝導して保持液３２にリークする。しかし、残りの発熱は、熱伝達係数の小さな気相からリークされず、温度センサ１３の検出温度の上昇に寄与する。このために、ヒータ発熱に伴い温度変化量ΔＴ＞０となり、先端部１４の浸漬量ｙが小さくなるに従い温度変化量ΔＴが大きくなる傾向を示す。
【００２０】
図２は、温度変化量ΔＴ（パラメータ）と、プローブの検出点１３ａから液面レベル３３までの距離ｈ（ｈ＝ｘ−ｙ）と、の関係を示すグラフである。
距離ｈ＜０のように、先端部１４が液面レベル３３よりも下位にある場合は、発熱のほとんどは液相にリークするために温度変化量ΔＴ＝０を示す。そして、距離ｈが広がるにつれて発熱のリーク量が減少し、温度変化量ΔＴが増大する。さらに、所定の距離ｈsに到達したところで、発熱の液相へのリーク量は０となり、これより液面レベル３３が低下しても温度変化量ΔＴは一定値を示す。
【００２１】
コントローラ２０は、電子データを処理するプロセッサであり、所定の電流プロファイルを出力するように通電部１５に命令する測定モード設定部２１と、検温部１６から温度信号を取得してパラメータを導出するパラメータ導出部２２と、データベース２３と、レベル判定部２４と、から構成されている。
端末２５は、コントローラ２０への入力及びコントローラ２０の処理結果の表示を実行する。
【００２２】
パラメータ導出部２２は、ヒータ１２の発熱に伴う温度センサ１３の検出温度（検温部１６から取得した温度信号）に基づいてパラメータを導出する。
第１実施形態におけるパラメータは、ヒータ１２の発熱により平衡状態に至った検出温度の温度変化量ΔＴである。なお、導出されるパラメータは、測定モード設定部２１の設定を変えることにより適宜変更することができる。
【００２３】
データベース２３は、実験的にプローブ１１の先端部１４の浸漬量ｙ（液面までの距離ｈ）を変化させて、得られた温度変化量ΔＴ（パラメータ）を対応付けて保持している。つまり、図２に示されるように関係情報が、プローブ１１の種類、保持液３２の種類、雰囲気温度・圧力等の条件に応じて予め作成され、データベース２３に保持されている。
【００２４】
レベル判定部２４は、導出されたパラメータを閾値Ａと比較することにより、プローブ１１の検出点１３ａが液相又は気相のいずれに存在するかを判定する。そして、気相判定が得られた場合は、パラメータを閾値Ｂと比較して、液面レベル３３までの距離ｈを導出することが可能であるか否かを判定する。そして、液面レベル３３までの距離ｈの導出が可能である場合は、データベース２３にアクセスし、導出されたパラメータ（温度変化量ΔＴ）に対応する距離ｈを導出する（図２参照）。
【００２５】
閾値Ａは、プローブ１１の検出点１３ａが液相に浸漬した状態で取り得る温度変化量ΔＴのバラツキ範囲に基づいて実験的に定められる。
閾値Ｂは、温度変化量ΔＴと液面までの距離ｈとの関係が許容される誤差範囲内で互いに一意的に決定されるように実験的に定められる。
【００２６】
図３（Ａ）は、複数のプローブ１１1,１１2,…１１nを水深方向に一定の間隔で配置することにより、液面レベル３３の計測レンジの拡張を図る実施形態である。なお、プローブ１１の配置間隔を閾値Ｂよりも狭く設定することにより、全水深にわたり液面レベル３３の計測を高精度で実施することができる。
【００２７】
図３（Ｂ）は、計測レンジの拡張を達成することができるプローブ１１の他の実施形態である。この実施形態においてプローブ１１は、その全長にわたり配置される一つのヒータ１２と、水深方向に一定の間隔で配置される複数の温度センサ１３1,１３2,…１３nと、から構成されている。
【００２８】
図４のフローチャートに基づいて、第１実施形態に係る液面レベル計測装置の動作を説明する（適宜、図１、図３（Ａ）参照）。
容器３１に配置された複数のプローブ１１k（ｋ＝１〜ｎ）（図３（Ａ））のうちいずれか一つに着目する（Ｓ１１）。通電部１５からステップ状の直流電流をヒータ１２に供給して加熱する（Ｓ１２）。すると、ヒータ１２の発熱の一部は充填材１７を熱伝導してプローブ１１の表面から気相及び液相へリークする。そして、残りの発熱は、温度センサ１３を昇温させ検出温度に温度変化量ΔＴを与えて平衡状態を示す（Ｓ１３）。
【００２９】
プローブ１１が液相に浸漬している場合は、温度変化量ΔＴは閾値Ａよりも小さな値（ほぼ０）を示す（Ｓ１４；Ｙｅｓ、Ｓ１５）。また、気相に露出している場合は、温度変化量ΔＴは閾値Ａ以上の値を示す（Ｓ１４；Ｎｏ、Ｓ１７、Ｓ２０）。
【００３０】
さらに、温度変化量ΔＴが閾値Ｂ以下であれば、データベース２３（図２）を参照して検出点１３ａから液面レベル３３までの距離ｈを導出する（Ｓ１６；Ｙｅｓ、Ｓ１８）。そして、温度変化量ΔＴが閾値Ｂよりも大きい場合は（Ｓ１９）、距離ｈの導出を行わない。このように、全てのプローブ１１（１１1,１１2,…１１n）について（Ｓ１１）〜（Ｓ２０）までの処理を実行し（Ｓ２１）、液面レベル３３を判定する（Ｓ２２）。
【００３１】
（第２実施形態）
第２実施形態の液面レベル計測装置は、図１及び図３に示す構成と大部分が同じであるので、相違する機能のみを説明し、重複する機能の説明は省略する。
第２実施形態において測定モード設定部２１は、通電部１５に、パルス状の電流を供給させ、ヒータ１２から所定量の熱エネルギーを短時間のうちに放出させる。この熱エネルギーの一部は充填材１７を伝導して保持液３２にリークし、残りの熱エネルギーは温度センサ１３の検出温度の上昇に寄与する。
第２実施形態では、パルス状の電流を供給する測定モードを採用しているために消費電力を低減することができる。
【００３２】
図５は、第２実施形態において、過渡的に変化する温度センサ１３の検出温度の変化率(ｄＴ／ｄｔ)を示している。
液面レベル３３が検出点１３ａよりも上にある場合（ｘ＜ｙ）は、ヒータ１２の熱エネルギーのほとんどは充填材１７を伝導して保持液３２にリークする。このために、ヒータ発熱は、温度センサ１３による検出温度にほとんど影響を与えず、温度変化率(ｄＴ／ｄｔ)＝０となる。
【００３３】
これに対し、液面レベル３３が検出点１３ａよりも下にある場合（ｘ＞ｙ）、ヒータ１２の熱エネルギーの一部は充填材１７を伝導して保持液３２にリークする。しかし、残りの発熱は、熱伝達係数の小さな気相からリークされず、温度センサ１３の検出温度の上昇に寄与する。
【００３４】
このために、熱エネルギーの供給を受けた温度センサ１３の検出温度は、急激な立ち上がりを示した後に、ゆっくりと元の温度に戻る。そして、この検出温度の立ち上がりは、熱エネルギーの供給量が多いほど急激なものである。
よって、図１に示す先端部１４の浸漬量ｙが小さくなるに従って、温度センサ１３に対する熱エネルギーの供給量が増加し、図５に示す温度変化率の極大値(ｄＴ／ｄｔ)maxも大きくなる。
【００３５】
パラメータ導出部２２は、ヒータ１２の発熱に伴う温度センサ１３の検出温度（検温部１６から取得した温度信号）に基づいてパラメータを導出する。
第２実施形態におけるパラメータは、ヒータ１２の発熱により過渡状態にある前記検出温度の温度変化率の極大値(ｄＴ／ｄｔ)maxである。
【００３６】
図６は、温度変化率の極大値(ｄＴ／ｄｔ)max（パラメータ）と、プローブの検出点１３ａから液面レベル３３までの距離ｈ（ｈ＝ｘ−ｙ）と、の関係を示すグラフである。
このように、距離ｈ＜０の先端部１４が液面レベル３３よりも下位にある場合は、熱エネルギーはほとんど液相にリークするために(ｄＴ／ｄｔ)max＝０を示す。そして、距離ｈが広がるにつれて発熱のリーク量が減少し、(ｄＴ／ｄｔ)maxが増大する。さらに、所定の距離ｈsに到達したところで、発熱の液相へのリーク量は０となり、これより液面レベル３３が低下しても(ｄＴ／ｄｔ)maxは一定値を示す。
【００３７】
レベル判定部２４は、導出されたパラメータを閾値Ｃと比較することにより、プローブ１１の検出点１３ａが液相又は気相のいずれに存在するかを判定する。そして、気相判定が得られた場合は、パラメータを閾値Ｄと比較して、液面レベル３３までの距離ｈを導出することが可能であるか否かを判定する。そして、液面レベル３３までの距離ｈの導出が可能である場合は、データベース２３にアクセスし、導出されたパラメータ、(ｄＴ／ｄｔ)maxに対応する距離ｈを導出する（図６参照）。
【００３８】
閾値Ｃは、プローブ１１の検出点１３ａが液相に浸漬した状態で取り得る温度変化率の極大値(ｄＴ／ｄｔ)maxのバラツキ範囲に基づいて実験的に定められる。
閾値Ｄは、温度変化率の極大値(ｄＴ／ｄｔ)maxと液面までの距離ｈとの関係が許容される誤差範囲内で互いに一意的に決定されるように実験的に定められる。
【００３９】
図７のフローチャートに基づいて、第２実施形態に係る液面レベル計測装置の動作を説明する（適宜、図１、図３（Ａ）参照）。
容器３１に配置された複数のプローブ１１k（ｋ＝１〜ｎ）（図３（Ａ））のうちいずれか一つに着目する（Ｓ３１）。通電部１５からパルス状の電流をヒータ１２に供給して所定量の熱エネルギーを放出させる（Ｓ３２）。すると、この熱エネルギーの一部は充填材１７を熱伝導してプローブ１１の表面から気相及び液相へリークする。そして、残りの熱エネルギーは、温度センサ１３を昇温させ検出温度は過渡状態を示す（Ｓ３３）。
【００４０】
プローブ１１が液相に浸漬している場合は、温度変化率の極大値(ｄＴ／ｄｔ)maxは閾値Ｃよりも小さな値（ほぼ０）を示す（Ｓ３４；Ｙｅｓ、Ｓ３５）。また、気相に露出している場合は、温度変化率の極大値(ｄＴ／ｄｔ)maxは閾値Ｃ以上の値を示す（Ｓ３４；Ｎｏ、Ｓ３７、Ｓ４０）。
【００４１】
さらに、温度変化率の極大値(ｄＴ／ｄｔ)maxが閾値Ｄ以下であれば、データベース２３（図２）を参照して検出点１３ａから液面レベル３３までの距離ｈを導出する（Ｓ３６；Ｙｅｓ、Ｓ３８）。そして、温度変化量ΔＴが閾値Ｄよりも大きい場合は（Ｓ３９）、距離ｈの導出を行わない。このように、全てのプローブ１１（１１1,１１2,…１１n）について（Ｓ３１）〜（Ｓ４０）までの処理を実行し（Ｓ４１）、液面レベル３３を判定する（Ｓ４２）。
【００４２】
（第３実施形態）
第３実施形態における液面レベル計測装置の特徴的な機能は、他の実施形態の液面レベル計測装置に対し追加的に実施される機能である。
液面レベル３３が検出点１３ａよりも上方又は下方に位置している場合、パラメータを安定的に導出することができる。しかし、液面レベル３３が検出点１３ａの直近に位置している場合、パラメータの導出が不安定化する場合がある。
そこで、第３実施形態の液面レベル計測装置におけるレベル判定部２４（図１）は、導出した複数のパラメータを統計処理することにより保持液３２の液面レベルを判定することとした。
【００４３】
図８のフローチャートに基づいて、第３実施形態に係る液面レベル計測装置の動作を説明する（適宜、図１、図３（Ａ）参照）。
容器３１に配置された複数のプローブ１１k（ｋ＝１〜ｎ）（図３（Ａ））のうちいずれか一つに着目する（Ｓ５１）。ヒータ１２を発熱させる前に連続的に複数のパラメータを導出し標準偏差σ1を演算する（Ｓ５２）。そして、ヒータ１２を発熱させた後に（Ｓ５３）、同様に連続的に複数のパラメータを導出し標準偏差σ2を演算する（Ｓ５４）。
なお、第３実施形態においてパラメータとして温度変化率ｄＴ／ｄｔを採用しているが、これに限定されるものではない。
【００４４】
プローブ１１の検出点１３ａが液面レベル３３の直近に位置している場合は、発熱前後の標準偏差の差｜σ2−σ1｜は閾値Ｅよりも大きな値を示す（Ｓ５５；Ｙｅｓ、Ｓ５６）。また、気相に露出しているか液相に浸漬している場合、｜σ2−σ1｜は閾値Ｅ以下の値を示す（Ｓ５５；Ｎｏ、Ｓ５７）。
ここで閾値Ｅは、検出点１３ａが液面レベル３３の直近にある場合の標準偏差σ1と、外れている場合の標準偏差σ2との有意差のうち最小値を実験的に求める。
【００４５】
このように、全てのプローブ１１（１１1,１１2,…１１n）について、図４の（Ｓ１１）〜（Ｓ２０）又は図７の（Ｓ３１）〜（Ｓ４０）までの処理に加えて、（Ｓ５１）〜（Ｓ５７）までの処理を実行し（Ｓ５８）、液面レベル３３を判定する（Ｓ５９）。
【００４６】
以上説明した各実施形態において、ヒータ１２として電気抵抗体を採用した場合を示したが、抵抗測温体をヒータ１２として採用することもできる。
この場合、通電部１５から直流電流をヒータ１２としての抵抗測温体へ通電し、抵抗測定を行って温度計測を行う。これと同時に温度センサ１３により温度計測を行う。そして、二つの温度計側結果から、温度センサ１３のキャリブレーションを行うことができる。
【００４７】
以上述べた少なくともひとつの実施形態の液面レベル計測装置によれば、液面レベル３３がいずれのプローブ１１の間に位置しているか判定されることに加え、その間の正確な位置についても特定することが可能となる。これにより、プローブ１１の設置数量を増加させることなく、液面レベル３３を高精度に計測することができる。
【００４８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４９】
１０…液面レベル計測装置、１１（１１1，１１2，…１１n）…プローブ、１２…ヒータ、１３（１３1，１３2，…１３n）…温度センサ、１３ａ…検出点、１４…先端部、１５…通電部、１６…検温部、１７…充填材、２０…コントローラ、２１…測定モード設定部、２２…パラメータ導出部、２３…データベース、２４…レベル判定部、２５…端末、３１…容器、３２…保持液、３３…液面レベル、ｘ…先端部の長さ、ｙ…浸漬量、ｈ…検出点から液面レベルまでの距離、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ…閾値、ΔＴ…温度変化量、ｄＴ／ｄｔ…温度変化率、（ｄＴ／ｄｔ）max…温度変化率の極大値。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度センサ及びその検出点の近傍に配置されるヒータを封入したプローブと、
前記ヒータの発熱に伴う前記温度センサの検出温度に基づいてパラメータを導出するパラメータ導出部と、
容器の保持液における前記プローブの先端部の浸漬量及び前記パラメータの関係情報を保持するデータベースと、
導出した前記パラメータを前記関係情報に照らし前記保持液の液面レベルを判定するレベル判定部と、を備えることを特徴とする液面レベル計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液面レベル計測装置において、
前記パラメータは、前記ヒータの発熱により平衡状態に至った前記検出温度の温度変化量であることを特徴とする液面レベル計測装置。
【請求項３】
請求項１に記載の液面レベル計測装置において、
前記パラメータは、前記ヒータの発熱により過渡状態にある前記検出温度の温度変化率の極大値であることを特徴とする液面レベル計測装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の液面レベル計測装置において、
導出した複数の前記パラメータを統計処理することにより前記保持液の液面レベルを判定することを特徴とする液面レベル計測装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の液面レベル計測装置において、
前記温度センサは、熱電対又は抵抗測温体であることを特徴とする液面レベル計測装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の液面レベル計測装置において、
前記ヒータは、電気抵抗体又は抵抗測温体であることを特徴とする液面レベル計測装置。
【請求項７】
温度センサ及びその検出点の近傍に配置されるヒータを封入したプローブを認識するステップと、
前記ヒータの発熱に伴う前記温度センサの検出温度に基づいてパラメータを導出するステップと、
前記容器の保持液における前記プローブの先端部の浸漬量及び前記パラメータの関係情報を保持するステップと、
導出した前記パラメータを前記関係情報に照らし前記保持液の液面レベルを判定するステップと、を含むことを特徴とする液面レベル計測方法。
【請求項８】
コンピュータに、
温度センサ及びその検出点の近傍に配置されるヒータを封入したプローブを認識するステップ、
前記ヒータの発熱に伴う前記温度センサの検出温度に基づいてパラメータを導出するステップ、
前記容器の保持液における前記プローブの先端部の浸漬量及び前記パラメータの関係情報を保持するステップ、
導出した前記パラメータを前記関係情報に照らし前記保持液の液面レベルを判定するステップ、を実行させることを特徴とする液面レベル計測プログラム。
【請求項１】
温度センサ及びその検出点の近傍に配置されるヒータを封入したプローブと、
前記ヒータの発熱に伴う前記温度センサの検出温度に基づいてパラメータを導出するパラメータ導出部と、
容器の保持液における前記プローブの先端部の浸漬量及び前記パラメータの関係情報を保持するデータベースと、
導出した前記パラメータを前記関係情報に照らし前記保持液の液面レベルを判定するレベル判定部と、を備えることを特徴とする液面レベル計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液面レベル計測装置において、
前記パラメータは、前記ヒータの発熱により平衡状態に至った前記検出温度の温度変化量であることを特徴とする液面レベル計測装置。
【請求項３】
請求項１に記載の液面レベル計測装置において、
前記パラメータは、前記ヒータの発熱により過渡状態にある前記検出温度の温度変化率の極大値であることを特徴とする液面レベル計測装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の液面レベル計測装置において、
導出した複数の前記パラメータを統計処理することにより前記保持液の液面レベルを判定することを特徴とする液面レベル計測装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の液面レベル計測装置において、
前記温度センサは、熱電対又は抵抗測温体であることを特徴とする液面レベル計測装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の液面レベル計測装置において、
前記ヒータは、電気抵抗体又は抵抗測温体であることを特徴とする液面レベル計測装置。
【請求項７】
温度センサ及びその検出点の近傍に配置されるヒータを封入したプローブを認識するステップと、
前記ヒータの発熱に伴う前記温度センサの検出温度に基づいてパラメータを導出するステップと、
前記容器の保持液における前記プローブの先端部の浸漬量及び前記パラメータの関係情報を保持するステップと、
導出した前記パラメータを前記関係情報に照らし前記保持液の液面レベルを判定するステップと、を含むことを特徴とする液面レベル計測方法。
【請求項８】
コンピュータに、
温度センサ及びその検出点の近傍に配置されるヒータを封入したプローブを認識するステップ、
前記ヒータの発熱に伴う前記温度センサの検出温度に基づいてパラメータを導出するステップ、
前記容器の保持液における前記プローブの先端部の浸漬量及び前記パラメータの関係情報を保持するステップ、
導出した前記パラメータを前記関係情報に照らし前記保持液の液面レベルを判定するステップ、を実行させることを特徴とする液面レベル計測プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１１３８０８（Ｐ２０１３−１１３８０８Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６２７６５（Ｐ２０１１−２６２７６５）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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