液面測定装置
【課題】必要に応じてタンクに着脱することを可能にし、荷役作業を行うタンクにのみ液面測定装置を装着して荷役を行うことができる液面測定装置を得る。
【解決手段】液面レベルを液体に接触することなく検出するセンサ１と、検出される液面レベル信号を送信する無線送受信機３と、センサ１、無線送受信機３を駆動するための電力を供給する内蔵電源５と、密閉された内部空間にセンサ１、無線送受信機３、内蔵電源５を収納したハウジング１０と、を有し、ハウジング１０は、複数設けられるタンクの上部に着脱可能に設けられ、個々のタンクは、ハウジング１０が装着されることによって個々のタンクの識別信号を無線送受信機３に入力するタンク情報入力部を有し、無線送受信機３は、タンクの識別信号とともに液面レベル信号を送信する。
【解決手段】液面レベルを液体に接触することなく検出するセンサ１と、検出される液面レベル信号を送信する無線送受信機３と、センサ１、無線送受信機３を駆動するための電力を供給する内蔵電源５と、密閉された内部空間にセンサ１、無線送受信機３、内蔵電源５を収納したハウジング１０と、を有し、ハウジング１０は、複数設けられるタンクの上部に着脱可能に設けられ、個々のタンクは、ハウジング１０が装着されることによって個々のタンクの識別信号を無線送受信機３に入力するタンク情報入力部を有し、無線送受信機３は、タンクの識別信号とともに液面レベル信号を送信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として船舶のタンクに収蔵される液体のレベル面を測定する液面測定装置に関するもので、数多くのタンクを備えている船舶などであっても、少数の測定装置があれば役目を果たすことができるように工夫したものである。
【背景技術】
【０００２】
タンカーなどの船舶は、原油などの貨油を収蔵するタンクのほかに、船体のバランスを調整するためのバラストタンク、エンジンの燃料を収蔵する燃料タンクなど、各種のタンクを備えており、特にタンカーは３０個程度のタンクを備えている。各タンクに収蔵している液体の量は必要に応じていつでも把握することができるようにしておく必要があるため、各タンクに液面測定装置（「液面計」ともいう）が設置されている。
【０００３】
船舶において液面測定装置が有用になるのは、港において荷役作業を行っているときであって、それぞれのタンクにおいて予定した量の液体を積み降ろすために、あるいは液体の収蔵量をリアルタイムに測定するために液面測定装置が使用される。そのため、従来は、船舶が備えているタンクのすべてに、常備タンク専用設備として液面測定装置が設置されている。
【０００４】
船舶のタンクに設置されている液面測定装置の測定方式は様々で、垂直に設置したガイドに沿い液面に応じて上下するフロートを備えこのフロートの位置を検知するフロート式、タンクの底部に設置した圧力センサの検出信号から液面を割り出す受圧式、空気供給管の先端をタンクの底部で開口させ、この空気供給管に圧縮空気を送り込んで先端から空気を漏出させ、そのときの空気供給管内の空気圧から液面を割り出す気泡式、液面に向かって電波を送信し、液面で反射されて戻ってきた電波を受信して送信電波との時間差あるいは周波数差により液面を割り出す電波式などが知られている。
【０００５】
いずれの測定方式の液面測定装置にせよ、従来は、前述のとおり船舶が備えているタンクのすべてに液面測定装置を設置している。しかるに、船舶において液面測定装置が必要になるのは、寄港地で荷役作業を行っている場合である。しかも、船舶が備えているタンクのすべてについて一斉に荷役を行うわけではなく、同時に荷役を行うタンクは３個か４個であり、これらのタンクの荷役が終了すると別のタンクに荷役を行っている。したがって、液面測定装置は、荷役を行うときに使用するためにタンクに設置されているのであって、それ以外の航海中を含めた大半の時間は不使用状態にある。さらに、液面測定装置は、電源の供給と計測データの伝送が必要であり、そのためのケーブルを船舶の甲板上に引き回すことになるため、これらケーブルを保護することと防爆対策のために金属のパイプに収納している。しかるに、広い面積の船舶の甲板上にこのようなケーブルを敷設するためのコストは液面測定装置自体のコストを上回っている。また、液面測定装置が設置されている船舶のタンクの環境条件は劣悪といっても過言ではなく、かかる条件下に設置されている液面測定装置は寿命が短く、正常な動作を保障するためには常時比較的短い周期で定期点検を行う必要がある。
【０００６】
いま、仮に、比較的軽量で楽に持ち運ぶことができ、必要に応じてタンクに着脱することができる液面測定装置があるとすれば、荷役作業中のタンクにのみ液面測定装置を装着することによって荷役を行えばよい。そのタンクの荷役が終了すれば、そのタンクから液面測定装置を取り外し、この液面測定装置を次に荷役を行うタンクに装着してこのタンクの液面を計測しながら荷役を行えばよい。したがって、例えば３〜４個の液面測定装置を使い回しながら荷役を行うこともできる。また、すべてのタンクに液面測定装置を設置する必要はないし、高いコストをかけて電源ラインや信号ライン用のケーブルを敷設する必要はなく、そのための配管工事も必要なくなる。その結果として、液面測定装置にかけるコストを大幅に低減することができ、また、不使用時は液面測定装置を環境の良い場所に保存することによって液面測定装置の寿命を延ばすことができる。さらに、メンテナンス要員が船舶まで出掛けていかなくても、液面測定装置を工場に送ってメンテナンスを行うことができる、など、多くの効果を期待できる。
【０００７】
そこで、本発明者は、比較的軽量で楽に持ち運ぶことができ、必要に応じてタンクに着脱することができる液面測定装置の開発に着手した。かかる液面測定装置を実現するためには、揮発性の液体を収蔵するタンクを想定して防爆機能を備えていること、個々のタンクに関する測定データを識別することができること、個々のタンクからの測定データを簡便にコントロールルームなどに向けて送信できること、などの技術的な課題を解決する必要がある。
【０００８】
上に述べたような技術的課題を解決できる可能性のある技術要素を記載した文献として以下のものがある。
特許文献１には、無線送信部を有する液面計を各タンクに設け、互いに乱数系列の異なる乱数発生手段により生成されるタイミングで自己の識別符号および液面レベル信号を含む送信信号を複数個送信する送信部を設け、すべてのタンクの液面計の送信部からの送信電波の搬送波周波数を同一とし、監視所に設けられている一つの受信機に、受信信号が正しい信号か否かをチェックする手段と、正しい信号であればその信号からタンクと液面レベル信号を認識する手段とを設けた無線式液面計信号伝送装置が記載されている。
【０００９】
特許文献２には、外部より配管内に光エネルギーを供給するための光ファイバーケーブルと、光エネルギーを電気エネルギーに変換して電力を供給する太陽電池と、この太陽電池から電力を供給されて動作する電子機器と、上記配管内に形成したガス流路と、このガス流路から隔絶された上記電子機器、太陽電池を収容する部屋と、を備えた電源供給装置が記載されている。
【００１０】
特許文献３には、液体貯蔵タンクへの単独荷卸しに必要な機器（例えば、液量指示計など）を収納した単独荷卸し用関連機器収納ボックスであって、機器の電源を、ボックス本体またはその周辺に設置した太陽電池またはその周辺に設置した風力発電機としたものが記載されている。そして、液面計からの信号を無線で受信する液量指示計をボックスに内蔵することができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平６−４３０００号公報
【特許文献２】特開平９−１０７６４３号公報
【特許文献３】特開２００１−２０６５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１乃至３には、前述のように、液面計による測定データを無線で例えばコントロールルームに送信する技術、防爆のために光エネルギーを伝達しこれを電気エネルギーに変換してこれを電源として供給する技術、複数の液面計から送信される液面レベル信号を一つの受信機で受信して複数のタンクの液面レベルを一括して監視する技術が記載されている。
【００１３】
しかしながら、太陽電池を使用して光エネルギーを電力に変換し、あるいは風力発電機によって電力を得たとしても、従来の技術思想によれば、液面測定装置本体と電源とをケーブルで結ぶ必要がある。したがって、仮に本願発明が目指しているように、数台の液面測定装置を移動させながら全タンクの液面を測定するようにしたとしても、電源ケーブルや信号ケーブルを無くすことはできない。また、特許文献１乃至３には、必要に応じてタンクに着脱することができる液面測定装置に関しては何ら記載がなく、何れの特許文献記載の発明も、測定装置ないしはセンサがタンクなどに作り付けられている。したがって、特許文献１乃至３に記載されているような技術思想によれば、従来から行われているように、個々のタンクにそれぞれ液面測定装置を設置する必要があり、液面測定装置自体の設置コストの増大、ケーブルの配線や配管などのコストの増大、メンテナンスコストの増大、その他、既に述べたような問題点がある。
【００１４】
本発明は、このような従来の問題点を解消すること、すなわち、配管工事を必要とせず、比較的軽量で楽に持ち運ぶことができ、必要に応じてタンクに着脱することを可能にすることにより、荷役作業を行うタンクにのみ液面測定装置を装着して荷役を行い、そのタンクの荷役が終了すれば、そのタンクから液面測定装置を取り外し、この液面測定装置を次に荷役を行うタンクに装着してこのタンクの液面を計測しながら荷役を行うことを可能にすること、また、各タンクの液面測定情報を一括して集計することを可能にした液面測定装置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】
【００１５】
本発明は、液体を収蔵するタンクに装着して収蔵されている液体の液面レベルを測定する液面測定装置であって、上記液面レベルを上記液体に接触することなく検出するセンサと、このセンサによって検出される液面レベル信号を外部に送信する無線送受信機と、上記センサおよび無線送受信機にこれらを駆動するための電力を供給する内蔵電源と、密閉された内部空間に上記センサ、無線送受信機および内蔵電源を収納したハウジングと、を有し、上記ハウジングは、複数設けられる上記タンクの上部に着脱可能に設けられ、個々の上記タンクは、上記ハウジングが装着されることによって個々のタンクの識別信号を上記無線送受信機に入力するタンク情報入力部を有し、上記無線送受信機は、上記タンクの識別信号とともに上記液面レベル信号を送信することを最も主要な特徴とする。
【００１６】
内蔵電源は二次電池とし、電力中継部を通じて外部電源から充電されるようにするとよい。
上記電力中継部はトランスで構成し、トランスのコアによる磁気結合によって交流外部電源からハウジング内に電力が中継されるように構成し、ハウジング内には、中継された交流電源を直流に変換して二次電池を充電する充電回路を設けるとよい。
上記トランスのコアの一部はハウジング側に、トランスのコアの他の一部は充電装置側に設け、タンクから取り外した上記ハウジングを上記充電装置に装着することにより、上記トランスのコアの一部とトランスのコアの他の一部が磁気結合するように構成するとよい。
内蔵電源からセンサおよび無線送受信機に至る電源供給回路に、過剰な電圧および電流を抑制するバリア回路を設けるとよい。
【００１７】
ハウジングのタンクへの装着部とこの装着部を装着する上記タンクの受け部にはフランジを設け、双方のフランジの周囲を締めつけて上記双方のフランジを互いに密着させる箍（「たが」）を設けるとよい。
ハウジングを装着するタンクの受け部には、タンクの内部空間を密閉する防護板を固定するとよい。
防護板は電波を透過させる材質で構成し、センサは電波式液面計とするとよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、すべてのタンクに液面測定装置を設置する必要はなく、例えば３〜４個の液面測定装置を使い回しながら荷役を行うことができる。その結果として、液面測定装置にかけるコストを大幅に低減することができ、不使用時は液面測定装置を環境の良い場所に保存することによって液面測定装置の寿命を延ばすことができる。また、メンテナンス要員が船舶まで出かけていかなくても、液面測定装置を工場に送ってメンテナンスを行うことができ、メンテナンス時の校正の精度を高めることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る液面測定装置の一実施例を示す縦断面図である。
【図２】上記実施例に組み込む電気回路の例を示す回路図である。
【図３】本発明に係る液面測定装置の別の実施例を示す縦断面図である。
【図４】上記実施例中の箍を示す平面図である。
【図５】本発明に係る液面測定装置のさらに別の実施例を示す縦断面図である。
【図６】本発明に係る液面測定装置のさらに別の実施例を示す縦断面図である。
【図７】本発明に適用可能な充電装置の例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る液面測定装置の実施例を、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１において、符号１１はタンクの上部に設けられているセンサ取り付け台を示している。センサ取り付け台１１は円筒形状をしていて、その上端には第１フランジ１２が適宜の固着手段によってセンサ取り付け台１１と一体に設けられ、さらに第１フランジ１２の上には第２フランジ１３が重ねて一体に設けられている。第１フランジ１２と第２フランジ１３には中心孔が設けられているが、第１フランジ１２と第２フランジ１３の間に挟み込まれて固定された防護板１４によって上記中心孔が塞がれ、上記タンクの内部空間が密閉されている。
【００２２】
上記防護板１４は、電波を透過することができる材質、例えばフッ素樹脂などの誘電体からなる。また、防護板１４は、傾斜の緩やかな円錐形状に形成されていて、後で詳細に説明する液面測定装置の平面アンテナ１５の下面に円錐形の頂部を対向させて固定されている。防護板１４と上記平面アンテナ１５は、防護板１４が平面アンテナ１５の電磁界に悪影響を及ぼさないように、可能な限り相互の距離が短い距離になるように取り付けられる。上記第２フランジ１３は、液面測定装置のハウジング１０を受けてこれ装着することができるタンク側の受け部となっている。
【００２３】
図１において符号２０は、上記タンクの受け部に着脱することができる液面測定装置を示している。液面測定装置２０は、下面側が解放したハウジング１０を有している。ハウジング１０の解放した下部には平面アンテナ１５が取り付けられ、ハウジング１０の上記解放面が平面アンテナ１５で塞がれている。ハウジング１０と平面アンテナ１５で囲まれることによって密閉された空間１６が形成されていて、この密閉空間１６に、センサ１、内臓電池５、充電回路６、無線送受信機３が配置されている。センサ１は前記タンクに収蔵されている液体の液面レベルをこの液体に接触することなく検出するセンサであって、この実施例では、液面に向かって電波を放射し、液面で反射されて返ってくる電波の位相のずれなどに応じて液面レベルを演算する電波式液面計からなる。平面アンテナ１５は上記センサ１で生成される電波を液面に向かって放射し、液面で反射されて戻ってくる電波を受信して受信信号をセンサ１に入力する。センサ１と平面アンテナ１５は、これらの信号の伝送路１７でつながれている。
【００２４】
タンクに収蔵される液体の種類は様々である。例えば石油類を収蔵している場合、石油類が蒸発して防護板１４にパラフィンが結露する場合がある。平面アンテナ１５の電界強度は平面アンテナ１５の中心部が最も強いため、平面アンテナ１５の中心部に対向する防護板１４の中心付近にパラフィンが結露すると平面アンテナ１５の電界強度が弱くなり、測定精度が低下する。そこで、防護板１４を円錐形としてその頂部を上向きにし、防護板１４に結露するパラフィンを円錐面に沿い周辺部に向かって流下させ、パラフィンによる電波の透過障害を抑制するように工夫している。
【００２５】
前記内臓電池５は、センサ１および無線送受信機３にこれらを駆動するための電力を供給するための電源である。この実施例における内臓電池は充電可能な二次電池からなり、充電回路６によって充電することができるようになっている。
【００２６】
無線送受信機３は、センサ１によって検出される液面レベル信号を外部に送信するもので、無線送受信機３からはアンテナ３１が引き出され、アンテナ３１はさらにハウジング１０の外部に引き出されて、アンテナ３１から上記液面レベル信号で変調された電波が放射されるようになっている。この電波は図示されない受信機で受信され、液面レベル信号が復調されて図示されない荷役コンソールといわれる集中制御盤に入力され、上記コンソールのディスプレイに、液面計測装置で計測された各タンクの液面レベルが表示されるようになっている。
【００２７】
タンクに収蔵する液体は、上記のような石油類のほかに、揮発性の高い液体、発火性の高い液体など様々な液体があることを考慮して、液面測定装置が火花や熱などを発生したとしても、火花や熱などが漏れることのないように、防爆構造にする必要がある。そこで、図示の実施例では、ハウジング１０の内部空間を気密にするとともに、ハウジング１０の内部空間に外部から不活性ガスを注入するためのバルブ１８が設けられている。
【００２８】
図１に示す液面測定装置の実施例は、荷役作業を行うタンクにのみ任意に装着することができるようにコンパクトにまとめられ、また、タンクに収蔵される液体に接触することなく液面レベルを測定することができるように、電波式の液面測定装置になっている。すなわち、一つの液面測定装置が不特定のタンクに装着される。したがって、従来の液面測定装置のように、特定のタンクには特定の液面測定装置が設置されているというものではないから、液面測定装置から液面レベルに関する情報を送信するとき、その情報がどのタンクにおける情報かを識別する識別信号も送信する必要がある。そこで、図示の実施例では、液面測定装置を装着するタンクを識別するための信号、例えばＩＤコード信号を送信するために、タンク情報入力部としてのコード設定スイッチ２が取り付けられている。コード設定スイッチ２は、例えば適宜のビット数のコードを手動で設定することができるデジスイッチといわれるような種類のスイッチを用いることができ、一つ一つのタンクに設定されている識別コードを設定するようになっている。
【００２９】
ただし、手動によるコード設定は誤って設定する原因になりやすいので、それぞれのタンクに液面測定装置を装着すると、例えば、それぞれのタンクに設定されている凹凸が液面測定装置側のタンク情報入力部としてのコード設定スイッチの各桁をオン、オフさせ、自動的に識別コードが設定されるようにしてもよい。あるいは、タンク側に磁気的はあるいは光学的に設定されているコードを液面測定装置側の磁気的はあるいは光学的な読み取り装置で読み取ることによりタンクを特定するなど、任意の設定手段を採用すればよい。
【００３０】
本発明に係る液面測定装置は、不特定のタンクに簡便に着脱することができるようにすることを目的としている。そこで、図１に示す実施例では、液面測定装置２０のハウジング１０の底部外周にフランジ１０１を設け、このフランジ１０１をタンク側の前記第２フランジ１３の上に載せ、これらのフランジ１０１，１３をボルト１９で締結する構成になっている。一つのタンクの荷役が終わると、そのタンクに装着していた液面測定装置２０はボルト１９を緩めることによって取り外すことができ、次に荷役を行うタンクに装着することができる。液面測定装置２０は測定方式が電波式であるため、タンク内の液体に対しては非接触であるとともにタンクに向かって延びる部材はない。これに加えて、タンク内の液面レベル測定データおよび個々のタンクの識別信号が無線で送信され、かつ、内臓電池で駆動されるようになっているため、上記のように、不特定のタンクに簡便に着脱することを可能にしている。
【００３１】
図２は、上記実施例に適用される電気回路の例を示す。この電気回路は内蔵電源５の充電回路に特徴を有している。図２において、符号１はセンサを、２はタンク情報入力部を、３は無線送受信機を、５は内蔵電源を、６は充電回路をそれぞれ示しており、図１において同一を符号が付された部材ないしは回路に対応している。
【００３２】
図２において符号７は電力中継部を示している。電力中継部７は、液面測定装置の内蔵電源５を外部電源によって充電するために設けられたもので、図２に示す例ではトランスで構成されている。トランスの一次巻線７１には例えば商用交流電源が接続される。トランスの二次巻線７２には充電回路６が接続されている。トランスの一次巻線７１と二次巻線７２はコアによって磁気結合されるが、一次巻線７１が巻かれたコアと二次巻線７２が巻かれたコアは分離されている。例えば、タンクから取り外した液面測定装置を充電装置に装着することにより、一次巻線７１が巻かれた充電装置側のコアと二次巻線７２が巻かれた液面測定装置側のコアが対向して磁気的に結合し、一次巻線７１と二次巻線７２の巻き数比に対応した交流電圧が二次巻線７２に生成されるように構成されている。
【００３３】
二次巻線７２に生成される交流電圧は、整流用のダイオードＤ１、平滑用のコンデンサＣ１、抵抗Ｒ１を有してなる充電回路６によって直流電圧に変換され、内蔵電源５に入力されるようになっている。内蔵電源５は充電可能な二次電池５１を有していて、充電回路６から供給される直流電圧によって二次電池５１が充電される。ダイオードＤ２は二次電池５１への逆流防止用である。
【００３４】
内蔵電源５は、バリア回路４を介してセンサ１、無線送受信機３に電源を供給し、これらのセンサ１、無線送受信機３は内蔵電源５から供給される直流電源によって駆動されるようになっている。バリア回路４は、過電流が流れようとするとこれを遮断するヒューズ４１と、過電圧が加わってもセンサ１、無線送受信機３には一定の電圧しかかからないようにするための定電圧ダイオード４２と、保護抵抗Ｒ２を有してなる。
【００３５】
以上説明した実施例１によれば、一つの液面測定装置を複数のタンクに対して着脱しながら使い回すことができる。したがって、例えば３０個程度のタンクを備えるタンカーであっても、同時に荷役を行うタンクは３〜４個であるから、予備の液面測定装置を含めて４〜５台の液面測定装置を用意しておけばよく、すべてのタンクに液面測定装置を設置する必要はないから、液面測定装置にかけるコストを大幅に低減することができる。上記予備の液面測定装置はメンテナンスのために工場に送り、メンテナンスが終わったら荷役の現場に持ち込んで使用し、代わりの液面測定装置をメンテナンスのために工場に送る、というように定期的なローテーションを行うことも可能になる。また、上記液面測定装置は、荷役時などに運用するとき以外は環境の良い場所に保管することができるため、上記定期的なローテーションと相まって、液面測定装置の寿命を延ばすことができるという利点もある。
【実施例２】
【００３６】
図３、図４は第２の実施例を示している。上記第１の実施例の構成部分ないしは構成部材と実質的に同一の構成部分ないしは構成部材には共通の符号を付している。図３、図４において、タンクのセンサ取り付け台１１の上端に固定された第１のフランジ１２には防護板１４が載せられ、防護板１４の周縁部の上には円筒状の介在部材１３１の下端部に形成された内向きフランジ１３２が載せられている。この内向きフランジ１３２と上記第１のフランジ１２はボルトで締結され、第１のフランジ１２と防護板１２と介在部材１３１が一体に結合されている。
【００３７】
介在部材１３１の上端部には外向きのフランジ１３３が形成されていて、このフランジ１３３の上に液面測定装置３０が着脱自在に装着されている。液面測定装置３０は、有底円筒形状の部材を伏せた形のハウジング１０と、このハウジング１０の開放した下端縁部に形成されたフランジ１０２の下面に固着された支持板１１１を有している。一体化された支持板１１１とハウジング１０で液面測定装置３０の筐体を構成していて、この筐体内において支持板１１１の上面に内側ハウジング１１０が固定され、内側ハウジング１１０によってセンサ１、無線送受信機３が囲まれている。内側ハウジング１１０内には、第１の実施例と同様に、内蔵電源、タンク情報入力部などが配置されている。支持板１１の下面に平面アンテナ１５が固定されている。この液面測定装置３０の測定方式は、第１の実施例と同じ電波式である。
【００３８】
この第２の実施例は、前記第１の実施例に対して、以下に述べるように、液面測定装置３０の装着構造に違いがある。ハウジング１０のフランジ１０２は支持板１１１とともに介在部材１３１のフランジ１３３の上に載せられ、フランジ１０２とフランジ１３３は箍２５によって互いに密着させられている。図４は箍２５を示している。箍２５は本体部分が半円形になっていて、この本体部分の両端部は外側に向かう折り曲げ部２７となっている。箍２５の本体部分は横断面形状が半円形になっていて、この半円内に、上記フランジ１３３と支持板１１１とフランジ１０２の厚さ寸法の合計が包含されるように寸法が設定されている。
【００３９】
箍２５は２個を一組とし、双方の折り曲げ部２７を対向させることにより円形をなすようにして用いられ、この円形をなす一対の箍２５でフランジ１３３とフランジ１０２の周囲を取り囲んでいる。そして、一組の箍２５の互いに対向する折り曲げ部２７にボルト２８を挿入し、これにナットをねじ込んで一組の箍２５を互いに締め付けるようになっている。一組の箍２５はフランジ１３３とフランジ１０２の周囲を半径方向外側から内側に向かって引き締める。箍２５の本体部分の横断面は上記のように半円形になっているため、箍２５の上記引き締め力により、箍２５の半円形の内周面でフランジ１３３は図３において上向きの、フランジ１０２は下向きの力を受け、支持板１１１が介在した態様で双方のフランジ１３３とフランジ１０２が密着する。タンクに装着した液面測定装置３０を取り外すには、締結されている一対の箍２５を緩めればよい。
【００４０】
このように、第２の実施例によれば、タンクへの液面測定装置３０の着脱を、一対の箍２５の締結と弛緩によって容易に行うことができ、多数のタンクに対して少数の液面測定装置を使い回すようにした本発明に係る液面測定装置に適した着脱構造を得ることができる。また、第１の実施例について説明した効果と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００４１】
本発明に係る液面測定装置の測定方式は、液面レベルを液体に接触することなく検出することができるものであれば任意である。例えば、図５に示す実施例のように、ホーンアンテナ３６を備えた電波式液面測定装置であってもよい。この実施例では、タンクの上部に設けられたセンサ取り付け台１１の上端にアンテナ取り付け板１１２が固定され、取り付け板１１２に取り付けられた中継器３４から下方に向かって伸びたホーンアンテナ３６が取り付け台１１２を貫通して液面に対向している。上記タンクは取り付け板１１２と中継器３４によって密閉されている。取り付け板１１２の上面には中継器３４を囲んで円筒形状の第２のセンサ取り付け台１１４が固定され、この第２のセンサ取り付け台１１４の上端部に形成されたフランジと液面測定装置のハウジング１０に形成されたフランジが重ねられている。この双方のフランジを箍２５によって締め付け、また、この締め付けを緩めることにより、第２の実施例と同様に、液面測定装置が上記センサ取り付け台１１に着脱可能になっている。
【００４２】
上記ハウジング１０内には、タンク内の液体の液面レベルを液体に接触することなく検出するセンサ１、センサ１によって検出される液面レベル信号を外部に送信する無線送受信機３が配置されている。また、ハウジング１０内には、図示されていないが、センサ１および無線送受信機３にこれらを駆動するための電力を供給する内蔵電源を備えている。各タンクのセンサ取り付け台１１４には、ハウジング１０が装着されることによって個々のタンクの識別信号を無線送受信機３に入力するタンク情報入力部を有していて、無線送受信機３は、タンクの識別信号とともにセンサ１によって検出される液面レベル信号を送信するようになっている。
【００４３】
この第３の実施例は、中継器３４とホーンアンテナ３６が各タンクに設置されていて、ハウジング１０とこのハウジング１０に組み込まれた液面測定装置が各タンクに対して着脱自在となっている。液面測定装置をタンクに装着したとき、センサ取り付け台１１４とハウジング１０に設けられている適宜のコネクタにケーブル３２を接続することによって、液面測定装置側のセンサ１とタンク側の中継器３４が接続されるようになっている。
この第３の実施例も、前述の実施例と同様の効果を奏する。
【実施例４】
【００４４】
図６は第４の実施例を示している。この実施例も電波式といわれる方式の液面測定装置を示すもので、第１、第２の実施例における平面アンテナに代えてパラボラアンテナ４０を用いている。パラボラアンテナ４０は、各タンクのセンサ取り付け台１１内に設置されている。センサ取り付け台１１の上端にはアンテナ支持板１１６が固定されている。この支持板１１６を貫通してパラボラアンテナ４０の軸４４が貫通しかつ気密を保って支持板１１６と軸４４が固着されることにより、タンクが気密に保たれている。軸４４のタンク側の先端には副反射鏡４２が一体に取り付けられている。軸４４の上部は支持板１１６の上面側に突出し、この軸４４の上部を囲んで、円筒形状の第２のセンサ取り付け台１１８が支持板１１６の上に固定されている。
【００４５】
液面測定装置はハウジング１０を有し、ハウジング１０に、センサ１、無線送受信機３、図示されない内蔵電源、その他の部品が組み込まれている。ハウジング１０の下端部に設けられたフランジと上記第２のセンサ取り付け台１１８の上端部に設けられたフランジが重ねられ、これらのフランジを箍２５で締結することができるようになっている。箍２５については既に説明した通りで、箍２５を締め付け、また弛緩することにより、液面測定装置をタンクに着脱することができる。ハウジング１０の下端部に固定された支持板１１１を貫きトランスデューサ３８が下方に向かって延び出ていて、液面測定装置をタンクに装着した状態で、トランスデューサ３８にパラボラアンテナ４０の軸４４を嵌合させるようになっている。
【００４６】
この第４の実施例は、パラボラアンテナ４０が各タンクに設置されていて、ハウジング１０とこのハウジング１０に組み込まれた液面測定装置が各タンクに対して着脱自在となっている。この第４の実施例も、前述の実施例と同様の効果を奏する。
【００４７】
図７は本発明に適用可能な充電装置の例を示す。本発明に係る液面測定装置は、任意のタンクに対して着脱自在な構成にしたことを特徴としており、内蔵電源もなるべく簡単な構成にすることが望ましい。そこで、内蔵電源は充電可能な二次電池とし、液面測定装置を運用しないときは、液面測定装置ごと充電装置に装着することにより内蔵電源が充電されるようにするとよい。また、充電装置の大本の電源は、太陽光、風力、温度差、振動など、自然界に存在するエネルギーを利用したものであることが望ましい。
【００４８】
図７に示すＤＣ（直流）電源５０は、上記のような自然界に存在するエネルギーを利用して電力を生成する電源である。タンカーなどの船舶においては、防爆対策が厳しく求められるため、充電装置と液面測定装置の内蔵電源は、電気的な接続、切断時に火花が発生しないように、無接触で電力が中継されるようにすることが望ましい。そこで、図７に示す例では、上記のようにして生成された直流電源を発振回路５２によって断続させ、この断続する電源を電力中継部としてのトランス７を介して液面測定装置の内蔵電源に伝達するようになっている。
【００４９】
トランス７は１次巻線７１が巻き回された第１のコア７３と、２次巻線７２が巻き回された第２のコア７４を有している。第１のコア７３は充電装置側にあり、第２のコア７４は液面測定装置側にあって、液面測定装置を充電装置に装着することによって第１のコア７３と第２のコア７４が接触または近接して対向し、これらのコアを介して１次巻線７１と２次巻線７２が磁気的に結合し、トランスを構成するようになっている。こうして、１次巻線７１から２次巻線７２に電力が伝達され、図２について説明したように、充電回路６を介して直流に変換され、内蔵電源５の二次電池を充電する。ＤＣ電源５０で生起される直流電圧が上記二次電池を充電電圧に適合しない場合は、適宜の充電電圧になるように、１次巻線７１と２次巻線７２の巻数比を設定すればよい。
【符号の説明】
【００５０】
１ センサ
２ タンク情報入力部（コード設定スイッチ）
３ 無線送受信機
４ バリア回路
５ 内臓電源
６ 充電回路
７ 電力中継部（トランス）
１０ ハウジング
１１ センサ取り付け台
１４ 防護板
１５ 平面アンテナ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として船舶のタンクに収蔵される液体のレベル面を測定する液面測定装置に関するもので、数多くのタンクを備えている船舶などであっても、少数の測定装置があれば役目を果たすことができるように工夫したものである。
【背景技術】
【０００２】
タンカーなどの船舶は、原油などの貨油を収蔵するタンクのほかに、船体のバランスを調整するためのバラストタンク、エンジンの燃料を収蔵する燃料タンクなど、各種のタンクを備えており、特にタンカーは３０個程度のタンクを備えている。各タンクに収蔵している液体の量は必要に応じていつでも把握することができるようにしておく必要があるため、各タンクに液面測定装置（「液面計」ともいう）が設置されている。
【０００３】
船舶において液面測定装置が有用になるのは、港において荷役作業を行っているときであって、それぞれのタンクにおいて予定した量の液体を積み降ろすために、あるいは液体の収蔵量をリアルタイムに測定するために液面測定装置が使用される。そのため、従来は、船舶が備えているタンクのすべてに、常備タンク専用設備として液面測定装置が設置されている。
【０００４】
船舶のタンクに設置されている液面測定装置の測定方式は様々で、垂直に設置したガイドに沿い液面に応じて上下するフロートを備えこのフロートの位置を検知するフロート式、タンクの底部に設置した圧力センサの検出信号から液面を割り出す受圧式、空気供給管の先端をタンクの底部で開口させ、この空気供給管に圧縮空気を送り込んで先端から空気を漏出させ、そのときの空気供給管内の空気圧から液面を割り出す気泡式、液面に向かって電波を送信し、液面で反射されて戻ってきた電波を受信して送信電波との時間差あるいは周波数差により液面を割り出す電波式などが知られている。
【０００５】
いずれの測定方式の液面測定装置にせよ、従来は、前述のとおり船舶が備えているタンクのすべてに液面測定装置を設置している。しかるに、船舶において液面測定装置が必要になるのは、寄港地で荷役作業を行っている場合である。しかも、船舶が備えているタンクのすべてについて一斉に荷役を行うわけではなく、同時に荷役を行うタンクは３個か４個であり、これらのタンクの荷役が終了すると別のタンクに荷役を行っている。したがって、液面測定装置は、荷役を行うときに使用するためにタンクに設置されているのであって、それ以外の航海中を含めた大半の時間は不使用状態にある。さらに、液面測定装置は、電源の供給と計測データの伝送が必要であり、そのためのケーブルを船舶の甲板上に引き回すことになるため、これらケーブルを保護することと防爆対策のために金属のパイプに収納している。しかるに、広い面積の船舶の甲板上にこのようなケーブルを敷設するためのコストは液面測定装置自体のコストを上回っている。また、液面測定装置が設置されている船舶のタンクの環境条件は劣悪といっても過言ではなく、かかる条件下に設置されている液面測定装置は寿命が短く、正常な動作を保障するためには常時比較的短い周期で定期点検を行う必要がある。
【０００６】
いま、仮に、比較的軽量で楽に持ち運ぶことができ、必要に応じてタンクに着脱することができる液面測定装置があるとすれば、荷役作業中のタンクにのみ液面測定装置を装着することによって荷役を行えばよい。そのタンクの荷役が終了すれば、そのタンクから液面測定装置を取り外し、この液面測定装置を次に荷役を行うタンクに装着してこのタンクの液面を計測しながら荷役を行えばよい。したがって、例えば３〜４個の液面測定装置を使い回しながら荷役を行うこともできる。また、すべてのタンクに液面測定装置を設置する必要はないし、高いコストをかけて電源ラインや信号ライン用のケーブルを敷設する必要はなく、そのための配管工事も必要なくなる。その結果として、液面測定装置にかけるコストを大幅に低減することができ、また、不使用時は液面測定装置を環境の良い場所に保存することによって液面測定装置の寿命を延ばすことができる。さらに、メンテナンス要員が船舶まで出掛けていかなくても、液面測定装置を工場に送ってメンテナンスを行うことができる、など、多くの効果を期待できる。
【０００７】
そこで、本発明者は、比較的軽量で楽に持ち運ぶことができ、必要に応じてタンクに着脱することができる液面測定装置の開発に着手した。かかる液面測定装置を実現するためには、揮発性の液体を収蔵するタンクを想定して防爆機能を備えていること、個々のタンクに関する測定データを識別することができること、個々のタンクからの測定データを簡便にコントロールルームなどに向けて送信できること、などの技術的な課題を解決する必要がある。
【０００８】
上に述べたような技術的課題を解決できる可能性のある技術要素を記載した文献として以下のものがある。
特許文献１には、無線送信部を有する液面計を各タンクに設け、互いに乱数系列の異なる乱数発生手段により生成されるタイミングで自己の識別符号および液面レベル信号を含む送信信号を複数個送信する送信部を設け、すべてのタンクの液面計の送信部からの送信電波の搬送波周波数を同一とし、監視所に設けられている一つの受信機に、受信信号が正しい信号か否かをチェックする手段と、正しい信号であればその信号からタンクと液面レベル信号を認識する手段とを設けた無線式液面計信号伝送装置が記載されている。
【０００９】
特許文献２には、外部より配管内に光エネルギーを供給するための光ファイバーケーブルと、光エネルギーを電気エネルギーに変換して電力を供給する太陽電池と、この太陽電池から電力を供給されて動作する電子機器と、上記配管内に形成したガス流路と、このガス流路から隔絶された上記電子機器、太陽電池を収容する部屋と、を備えた電源供給装置が記載されている。
【００１０】
特許文献３には、液体貯蔵タンクへの単独荷卸しに必要な機器（例えば、液量指示計など）を収納した単独荷卸し用関連機器収納ボックスであって、機器の電源を、ボックス本体またはその周辺に設置した太陽電池またはその周辺に設置した風力発電機としたものが記載されている。そして、液面計からの信号を無線で受信する液量指示計をボックスに内蔵することができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平６−４３０００号公報
【特許文献２】特開平９−１０７６４３号公報
【特許文献３】特開２００１−２０６５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１乃至３には、前述のように、液面計による測定データを無線で例えばコントロールルームに送信する技術、防爆のために光エネルギーを伝達しこれを電気エネルギーに変換してこれを電源として供給する技術、複数の液面計から送信される液面レベル信号を一つの受信機で受信して複数のタンクの液面レベルを一括して監視する技術が記載されている。
【００１３】
しかしながら、太陽電池を使用して光エネルギーを電力に変換し、あるいは風力発電機によって電力を得たとしても、従来の技術思想によれば、液面測定装置本体と電源とをケーブルで結ぶ必要がある。したがって、仮に本願発明が目指しているように、数台の液面測定装置を移動させながら全タンクの液面を測定するようにしたとしても、電源ケーブルや信号ケーブルを無くすことはできない。また、特許文献１乃至３には、必要に応じてタンクに着脱することができる液面測定装置に関しては何ら記載がなく、何れの特許文献記載の発明も、測定装置ないしはセンサがタンクなどに作り付けられている。したがって、特許文献１乃至３に記載されているような技術思想によれば、従来から行われているように、個々のタンクにそれぞれ液面測定装置を設置する必要があり、液面測定装置自体の設置コストの増大、ケーブルの配線や配管などのコストの増大、メンテナンスコストの増大、その他、既に述べたような問題点がある。
【００１４】
本発明は、このような従来の問題点を解消すること、すなわち、配管工事を必要とせず、比較的軽量で楽に持ち運ぶことができ、必要に応じてタンクに着脱することを可能にすることにより、荷役作業を行うタンクにのみ液面測定装置を装着して荷役を行い、そのタンクの荷役が終了すれば、そのタンクから液面測定装置を取り外し、この液面測定装置を次に荷役を行うタンクに装着してこのタンクの液面を計測しながら荷役を行うことを可能にすること、また、各タンクの液面測定情報を一括して集計することを可能にした液面測定装置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】
【００１５】
本発明は、液体を収蔵するタンクに装着して収蔵されている液体の液面レベルを測定する液面測定装置であって、上記液面レベルを上記液体に接触することなく検出するセンサと、このセンサによって検出される液面レベル信号を外部に送信する無線送受信機と、上記センサおよび無線送受信機にこれらを駆動するための電力を供給する内蔵電源と、密閉された内部空間に上記センサ、無線送受信機および内蔵電源を収納したハウジングと、を有し、上記ハウジングは、複数設けられる上記タンクの上部に着脱可能に設けられ、個々の上記タンクは、上記ハウジングが装着されることによって個々のタンクの識別信号を上記無線送受信機に入力するタンク情報入力部を有し、上記無線送受信機は、上記タンクの識別信号とともに上記液面レベル信号を送信することを最も主要な特徴とする。
【００１６】
内蔵電源は二次電池とし、電力中継部を通じて外部電源から充電されるようにするとよい。
上記電力中継部はトランスで構成し、トランスのコアによる磁気結合によって交流外部電源からハウジング内に電力が中継されるように構成し、ハウジング内には、中継された交流電源を直流に変換して二次電池を充電する充電回路を設けるとよい。
上記トランスのコアの一部はハウジング側に、トランスのコアの他の一部は充電装置側に設け、タンクから取り外した上記ハウジングを上記充電装置に装着することにより、上記トランスのコアの一部とトランスのコアの他の一部が磁気結合するように構成するとよい。
内蔵電源からセンサおよび無線送受信機に至る電源供給回路に、過剰な電圧および電流を抑制するバリア回路を設けるとよい。
【００１７】
ハウジングのタンクへの装着部とこの装着部を装着する上記タンクの受け部にはフランジを設け、双方のフランジの周囲を締めつけて上記双方のフランジを互いに密着させる箍（「たが」）を設けるとよい。
ハウジングを装着するタンクの受け部には、タンクの内部空間を密閉する防護板を固定するとよい。
防護板は電波を透過させる材質で構成し、センサは電波式液面計とするとよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、すべてのタンクに液面測定装置を設置する必要はなく、例えば３〜４個の液面測定装置を使い回しながら荷役を行うことができる。その結果として、液面測定装置にかけるコストを大幅に低減することができ、不使用時は液面測定装置を環境の良い場所に保存することによって液面測定装置の寿命を延ばすことができる。また、メンテナンス要員が船舶まで出かけていかなくても、液面測定装置を工場に送ってメンテナンスを行うことができ、メンテナンス時の校正の精度を高めることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る液面測定装置の一実施例を示す縦断面図である。
【図２】上記実施例に組み込む電気回路の例を示す回路図である。
【図３】本発明に係る液面測定装置の別の実施例を示す縦断面図である。
【図４】上記実施例中の箍を示す平面図である。
【図５】本発明に係る液面測定装置のさらに別の実施例を示す縦断面図である。
【図６】本発明に係る液面測定装置のさらに別の実施例を示す縦断面図である。
【図７】本発明に適用可能な充電装置の例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る液面測定装置の実施例を、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１において、符号１１はタンクの上部に設けられているセンサ取り付け台を示している。センサ取り付け台１１は円筒形状をしていて、その上端には第１フランジ１２が適宜の固着手段によってセンサ取り付け台１１と一体に設けられ、さらに第１フランジ１２の上には第２フランジ１３が重ねて一体に設けられている。第１フランジ１２と第２フランジ１３には中心孔が設けられているが、第１フランジ１２と第２フランジ１３の間に挟み込まれて固定された防護板１４によって上記中心孔が塞がれ、上記タンクの内部空間が密閉されている。
【００２２】
上記防護板１４は、電波を透過することができる材質、例えばフッ素樹脂などの誘電体からなる。また、防護板１４は、傾斜の緩やかな円錐形状に形成されていて、後で詳細に説明する液面測定装置の平面アンテナ１５の下面に円錐形の頂部を対向させて固定されている。防護板１４と上記平面アンテナ１５は、防護板１４が平面アンテナ１５の電磁界に悪影響を及ぼさないように、可能な限り相互の距離が短い距離になるように取り付けられる。上記第２フランジ１３は、液面測定装置のハウジング１０を受けてこれ装着することができるタンク側の受け部となっている。
【００２３】
図１において符号２０は、上記タンクの受け部に着脱することができる液面測定装置を示している。液面測定装置２０は、下面側が解放したハウジング１０を有している。ハウジング１０の解放した下部には平面アンテナ１５が取り付けられ、ハウジング１０の上記解放面が平面アンテナ１５で塞がれている。ハウジング１０と平面アンテナ１５で囲まれることによって密閉された空間１６が形成されていて、この密閉空間１６に、センサ１、内臓電池５、充電回路６、無線送受信機３が配置されている。センサ１は前記タンクに収蔵されている液体の液面レベルをこの液体に接触することなく検出するセンサであって、この実施例では、液面に向かって電波を放射し、液面で反射されて返ってくる電波の位相のずれなどに応じて液面レベルを演算する電波式液面計からなる。平面アンテナ１５は上記センサ１で生成される電波を液面に向かって放射し、液面で反射されて戻ってくる電波を受信して受信信号をセンサ１に入力する。センサ１と平面アンテナ１５は、これらの信号の伝送路１７でつながれている。
【００２４】
タンクに収蔵される液体の種類は様々である。例えば石油類を収蔵している場合、石油類が蒸発して防護板１４にパラフィンが結露する場合がある。平面アンテナ１５の電界強度は平面アンテナ１５の中心部が最も強いため、平面アンテナ１５の中心部に対向する防護板１４の中心付近にパラフィンが結露すると平面アンテナ１５の電界強度が弱くなり、測定精度が低下する。そこで、防護板１４を円錐形としてその頂部を上向きにし、防護板１４に結露するパラフィンを円錐面に沿い周辺部に向かって流下させ、パラフィンによる電波の透過障害を抑制するように工夫している。
【００２５】
前記内臓電池５は、センサ１および無線送受信機３にこれらを駆動するための電力を供給するための電源である。この実施例における内臓電池は充電可能な二次電池からなり、充電回路６によって充電することができるようになっている。
【００２６】
無線送受信機３は、センサ１によって検出される液面レベル信号を外部に送信するもので、無線送受信機３からはアンテナ３１が引き出され、アンテナ３１はさらにハウジング１０の外部に引き出されて、アンテナ３１から上記液面レベル信号で変調された電波が放射されるようになっている。この電波は図示されない受信機で受信され、液面レベル信号が復調されて図示されない荷役コンソールといわれる集中制御盤に入力され、上記コンソールのディスプレイに、液面計測装置で計測された各タンクの液面レベルが表示されるようになっている。
【００２７】
タンクに収蔵する液体は、上記のような石油類のほかに、揮発性の高い液体、発火性の高い液体など様々な液体があることを考慮して、液面測定装置が火花や熱などを発生したとしても、火花や熱などが漏れることのないように、防爆構造にする必要がある。そこで、図示の実施例では、ハウジング１０の内部空間を気密にするとともに、ハウジング１０の内部空間に外部から不活性ガスを注入するためのバルブ１８が設けられている。
【００２８】
図１に示す液面測定装置の実施例は、荷役作業を行うタンクにのみ任意に装着することができるようにコンパクトにまとめられ、また、タンクに収蔵される液体に接触することなく液面レベルを測定することができるように、電波式の液面測定装置になっている。すなわち、一つの液面測定装置が不特定のタンクに装着される。したがって、従来の液面測定装置のように、特定のタンクには特定の液面測定装置が設置されているというものではないから、液面測定装置から液面レベルに関する情報を送信するとき、その情報がどのタンクにおける情報かを識別する識別信号も送信する必要がある。そこで、図示の実施例では、液面測定装置を装着するタンクを識別するための信号、例えばＩＤコード信号を送信するために、タンク情報入力部としてのコード設定スイッチ２が取り付けられている。コード設定スイッチ２は、例えば適宜のビット数のコードを手動で設定することができるデジスイッチといわれるような種類のスイッチを用いることができ、一つ一つのタンクに設定されている識別コードを設定するようになっている。
【００２９】
ただし、手動によるコード設定は誤って設定する原因になりやすいので、それぞれのタンクに液面測定装置を装着すると、例えば、それぞれのタンクに設定されている凹凸が液面測定装置側のタンク情報入力部としてのコード設定スイッチの各桁をオン、オフさせ、自動的に識別コードが設定されるようにしてもよい。あるいは、タンク側に磁気的はあるいは光学的に設定されているコードを液面測定装置側の磁気的はあるいは光学的な読み取り装置で読み取ることによりタンクを特定するなど、任意の設定手段を採用すればよい。
【００３０】
本発明に係る液面測定装置は、不特定のタンクに簡便に着脱することができるようにすることを目的としている。そこで、図１に示す実施例では、液面測定装置２０のハウジング１０の底部外周にフランジ１０１を設け、このフランジ１０１をタンク側の前記第２フランジ１３の上に載せ、これらのフランジ１０１，１３をボルト１９で締結する構成になっている。一つのタンクの荷役が終わると、そのタンクに装着していた液面測定装置２０はボルト１９を緩めることによって取り外すことができ、次に荷役を行うタンクに装着することができる。液面測定装置２０は測定方式が電波式であるため、タンク内の液体に対しては非接触であるとともにタンクに向かって延びる部材はない。これに加えて、タンク内の液面レベル測定データおよび個々のタンクの識別信号が無線で送信され、かつ、内臓電池で駆動されるようになっているため、上記のように、不特定のタンクに簡便に着脱することを可能にしている。
【００３１】
図２は、上記実施例に適用される電気回路の例を示す。この電気回路は内蔵電源５の充電回路に特徴を有している。図２において、符号１はセンサを、２はタンク情報入力部を、３は無線送受信機を、５は内蔵電源を、６は充電回路をそれぞれ示しており、図１において同一を符号が付された部材ないしは回路に対応している。
【００３２】
図２において符号７は電力中継部を示している。電力中継部７は、液面測定装置の内蔵電源５を外部電源によって充電するために設けられたもので、図２に示す例ではトランスで構成されている。トランスの一次巻線７１には例えば商用交流電源が接続される。トランスの二次巻線７２には充電回路６が接続されている。トランスの一次巻線７１と二次巻線７２はコアによって磁気結合されるが、一次巻線７１が巻かれたコアと二次巻線７２が巻かれたコアは分離されている。例えば、タンクから取り外した液面測定装置を充電装置に装着することにより、一次巻線７１が巻かれた充電装置側のコアと二次巻線７２が巻かれた液面測定装置側のコアが対向して磁気的に結合し、一次巻線７１と二次巻線７２の巻き数比に対応した交流電圧が二次巻線７２に生成されるように構成されている。
【００３３】
二次巻線７２に生成される交流電圧は、整流用のダイオードＤ１、平滑用のコンデンサＣ１、抵抗Ｒ１を有してなる充電回路６によって直流電圧に変換され、内蔵電源５に入力されるようになっている。内蔵電源５は充電可能な二次電池５１を有していて、充電回路６から供給される直流電圧によって二次電池５１が充電される。ダイオードＤ２は二次電池５１への逆流防止用である。
【００３４】
内蔵電源５は、バリア回路４を介してセンサ１、無線送受信機３に電源を供給し、これらのセンサ１、無線送受信機３は内蔵電源５から供給される直流電源によって駆動されるようになっている。バリア回路４は、過電流が流れようとするとこれを遮断するヒューズ４１と、過電圧が加わってもセンサ１、無線送受信機３には一定の電圧しかかからないようにするための定電圧ダイオード４２と、保護抵抗Ｒ２を有してなる。
【００３５】
以上説明した実施例１によれば、一つの液面測定装置を複数のタンクに対して着脱しながら使い回すことができる。したがって、例えば３０個程度のタンクを備えるタンカーであっても、同時に荷役を行うタンクは３〜４個であるから、予備の液面測定装置を含めて４〜５台の液面測定装置を用意しておけばよく、すべてのタンクに液面測定装置を設置する必要はないから、液面測定装置にかけるコストを大幅に低減することができる。上記予備の液面測定装置はメンテナンスのために工場に送り、メンテナンスが終わったら荷役の現場に持ち込んで使用し、代わりの液面測定装置をメンテナンスのために工場に送る、というように定期的なローテーションを行うことも可能になる。また、上記液面測定装置は、荷役時などに運用するとき以外は環境の良い場所に保管することができるため、上記定期的なローテーションと相まって、液面測定装置の寿命を延ばすことができるという利点もある。
【実施例２】
【００３６】
図３、図４は第２の実施例を示している。上記第１の実施例の構成部分ないしは構成部材と実質的に同一の構成部分ないしは構成部材には共通の符号を付している。図３、図４において、タンクのセンサ取り付け台１１の上端に固定された第１のフランジ１２には防護板１４が載せられ、防護板１４の周縁部の上には円筒状の介在部材１３１の下端部に形成された内向きフランジ１３２が載せられている。この内向きフランジ１３２と上記第１のフランジ１２はボルトで締結され、第１のフランジ１２と防護板１２と介在部材１３１が一体に結合されている。
【００３７】
介在部材１３１の上端部には外向きのフランジ１３３が形成されていて、このフランジ１３３の上に液面測定装置３０が着脱自在に装着されている。液面測定装置３０は、有底円筒形状の部材を伏せた形のハウジング１０と、このハウジング１０の開放した下端縁部に形成されたフランジ１０２の下面に固着された支持板１１１を有している。一体化された支持板１１１とハウジング１０で液面測定装置３０の筐体を構成していて、この筐体内において支持板１１１の上面に内側ハウジング１１０が固定され、内側ハウジング１１０によってセンサ１、無線送受信機３が囲まれている。内側ハウジング１１０内には、第１の実施例と同様に、内蔵電源、タンク情報入力部などが配置されている。支持板１１の下面に平面アンテナ１５が固定されている。この液面測定装置３０の測定方式は、第１の実施例と同じ電波式である。
【００３８】
この第２の実施例は、前記第１の実施例に対して、以下に述べるように、液面測定装置３０の装着構造に違いがある。ハウジング１０のフランジ１０２は支持板１１１とともに介在部材１３１のフランジ１３３の上に載せられ、フランジ１０２とフランジ１３３は箍２５によって互いに密着させられている。図４は箍２５を示している。箍２５は本体部分が半円形になっていて、この本体部分の両端部は外側に向かう折り曲げ部２７となっている。箍２５の本体部分は横断面形状が半円形になっていて、この半円内に、上記フランジ１３３と支持板１１１とフランジ１０２の厚さ寸法の合計が包含されるように寸法が設定されている。
【００３９】
箍２５は２個を一組とし、双方の折り曲げ部２７を対向させることにより円形をなすようにして用いられ、この円形をなす一対の箍２５でフランジ１３３とフランジ１０２の周囲を取り囲んでいる。そして、一組の箍２５の互いに対向する折り曲げ部２７にボルト２８を挿入し、これにナットをねじ込んで一組の箍２５を互いに締め付けるようになっている。一組の箍２５はフランジ１３３とフランジ１０２の周囲を半径方向外側から内側に向かって引き締める。箍２５の本体部分の横断面は上記のように半円形になっているため、箍２５の上記引き締め力により、箍２５の半円形の内周面でフランジ１３３は図３において上向きの、フランジ１０２は下向きの力を受け、支持板１１１が介在した態様で双方のフランジ１３３とフランジ１０２が密着する。タンクに装着した液面測定装置３０を取り外すには、締結されている一対の箍２５を緩めればよい。
【００４０】
このように、第２の実施例によれば、タンクへの液面測定装置３０の着脱を、一対の箍２５の締結と弛緩によって容易に行うことができ、多数のタンクに対して少数の液面測定装置を使い回すようにした本発明に係る液面測定装置に適した着脱構造を得ることができる。また、第１の実施例について説明した効果と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００４１】
本発明に係る液面測定装置の測定方式は、液面レベルを液体に接触することなく検出することができるものであれば任意である。例えば、図５に示す実施例のように、ホーンアンテナ３６を備えた電波式液面測定装置であってもよい。この実施例では、タンクの上部に設けられたセンサ取り付け台１１の上端にアンテナ取り付け板１１２が固定され、取り付け板１１２に取り付けられた中継器３４から下方に向かって伸びたホーンアンテナ３６が取り付け台１１２を貫通して液面に対向している。上記タンクは取り付け板１１２と中継器３４によって密閉されている。取り付け板１１２の上面には中継器３４を囲んで円筒形状の第２のセンサ取り付け台１１４が固定され、この第２のセンサ取り付け台１１４の上端部に形成されたフランジと液面測定装置のハウジング１０に形成されたフランジが重ねられている。この双方のフランジを箍２５によって締め付け、また、この締め付けを緩めることにより、第２の実施例と同様に、液面測定装置が上記センサ取り付け台１１に着脱可能になっている。
【００４２】
上記ハウジング１０内には、タンク内の液体の液面レベルを液体に接触することなく検出するセンサ１、センサ１によって検出される液面レベル信号を外部に送信する無線送受信機３が配置されている。また、ハウジング１０内には、図示されていないが、センサ１および無線送受信機３にこれらを駆動するための電力を供給する内蔵電源を備えている。各タンクのセンサ取り付け台１１４には、ハウジング１０が装着されることによって個々のタンクの識別信号を無線送受信機３に入力するタンク情報入力部を有していて、無線送受信機３は、タンクの識別信号とともにセンサ１によって検出される液面レベル信号を送信するようになっている。
【００４３】
この第３の実施例は、中継器３４とホーンアンテナ３６が各タンクに設置されていて、ハウジング１０とこのハウジング１０に組み込まれた液面測定装置が各タンクに対して着脱自在となっている。液面測定装置をタンクに装着したとき、センサ取り付け台１１４とハウジング１０に設けられている適宜のコネクタにケーブル３２を接続することによって、液面測定装置側のセンサ１とタンク側の中継器３４が接続されるようになっている。
この第３の実施例も、前述の実施例と同様の効果を奏する。
【実施例４】
【００４４】
図６は第４の実施例を示している。この実施例も電波式といわれる方式の液面測定装置を示すもので、第１、第２の実施例における平面アンテナに代えてパラボラアンテナ４０を用いている。パラボラアンテナ４０は、各タンクのセンサ取り付け台１１内に設置されている。センサ取り付け台１１の上端にはアンテナ支持板１１６が固定されている。この支持板１１６を貫通してパラボラアンテナ４０の軸４４が貫通しかつ気密を保って支持板１１６と軸４４が固着されることにより、タンクが気密に保たれている。軸４４のタンク側の先端には副反射鏡４２が一体に取り付けられている。軸４４の上部は支持板１１６の上面側に突出し、この軸４４の上部を囲んで、円筒形状の第２のセンサ取り付け台１１８が支持板１１６の上に固定されている。
【００４５】
液面測定装置はハウジング１０を有し、ハウジング１０に、センサ１、無線送受信機３、図示されない内蔵電源、その他の部品が組み込まれている。ハウジング１０の下端部に設けられたフランジと上記第２のセンサ取り付け台１１８の上端部に設けられたフランジが重ねられ、これらのフランジを箍２５で締結することができるようになっている。箍２５については既に説明した通りで、箍２５を締め付け、また弛緩することにより、液面測定装置をタンクに着脱することができる。ハウジング１０の下端部に固定された支持板１１１を貫きトランスデューサ３８が下方に向かって延び出ていて、液面測定装置をタンクに装着した状態で、トランスデューサ３８にパラボラアンテナ４０の軸４４を嵌合させるようになっている。
【００４６】
この第４の実施例は、パラボラアンテナ４０が各タンクに設置されていて、ハウジング１０とこのハウジング１０に組み込まれた液面測定装置が各タンクに対して着脱自在となっている。この第４の実施例も、前述の実施例と同様の効果を奏する。
【００４７】
図７は本発明に適用可能な充電装置の例を示す。本発明に係る液面測定装置は、任意のタンクに対して着脱自在な構成にしたことを特徴としており、内蔵電源もなるべく簡単な構成にすることが望ましい。そこで、内蔵電源は充電可能な二次電池とし、液面測定装置を運用しないときは、液面測定装置ごと充電装置に装着することにより内蔵電源が充電されるようにするとよい。また、充電装置の大本の電源は、太陽光、風力、温度差、振動など、自然界に存在するエネルギーを利用したものであることが望ましい。
【００４８】
図７に示すＤＣ（直流）電源５０は、上記のような自然界に存在するエネルギーを利用して電力を生成する電源である。タンカーなどの船舶においては、防爆対策が厳しく求められるため、充電装置と液面測定装置の内蔵電源は、電気的な接続、切断時に火花が発生しないように、無接触で電力が中継されるようにすることが望ましい。そこで、図７に示す例では、上記のようにして生成された直流電源を発振回路５２によって断続させ、この断続する電源を電力中継部としてのトランス７を介して液面測定装置の内蔵電源に伝達するようになっている。
【００４９】
トランス７は１次巻線７１が巻き回された第１のコア７３と、２次巻線７２が巻き回された第２のコア７４を有している。第１のコア７３は充電装置側にあり、第２のコア７４は液面測定装置側にあって、液面測定装置を充電装置に装着することによって第１のコア７３と第２のコア７４が接触または近接して対向し、これらのコアを介して１次巻線７１と２次巻線７２が磁気的に結合し、トランスを構成するようになっている。こうして、１次巻線７１から２次巻線７２に電力が伝達され、図２について説明したように、充電回路６を介して直流に変換され、内蔵電源５の二次電池を充電する。ＤＣ電源５０で生起される直流電圧が上記二次電池を充電電圧に適合しない場合は、適宜の充電電圧になるように、１次巻線７１と２次巻線７２の巻数比を設定すればよい。
【符号の説明】
【００５０】
１ センサ
２ タンク情報入力部（コード設定スイッチ）
３ 無線送受信機
４ バリア回路
５ 内臓電源
６ 充電回路
７ 電力中継部（トランス）
１０ ハウジング
１１ センサ取り付け台
１４ 防護板
１５ 平面アンテナ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収蔵するタンクに装着して収蔵されている液体の液面レベルを測定する液面測定装置であって、
上記液面レベルを上記液体に接触することなく検出するセンサと、
上記センサによって検出される液面レベル信号を外部に送信する無線送受信機と、
上記センサおよび無線送受信機にこれらを駆動するための電力を供給する内蔵電源と、
密閉された空間内に上記センサ、無線送受信機および内蔵電源を収納したハウジングと、を有し、
上記ハウジングは、複数設けられる上記タンクの上部に着脱可能に設けられ、
個々の上記タンクは、上記ハウジングが装着されることによって個々のタンクの識別信号を上記無線送受信機に入力するタンク情報入力部を有し、
上記無線送受信機は、上記タンクの識別信号とともに上記液面レベル信号を送信する液面測定装置。
【請求項２】
内蔵電源は二次電池からなり、電力中継部を通じて外部電源から充電される請求項１記載の液面測定装置。
【請求項３】
電力中継部はトランスからなり、トランスのコアによる磁気結合によって交流外部電源からハウジング内に電力が中継されるように構成され、ハウジング内には、中継された交流電源を直流に変換して二次電池を充電する充電回路が設けられている請求項２記載の液面測定装置。
【請求項４】
トランスのコアの一部はハウジング側に、トランスのコアの他の一部は充電装置側に設けられていて、タンクから取り外した上記ハウジングを上記充電装置に装着することにより、上記トランスのコアの一部とトランスのコアの他の一部が磁気結合するように構成されている請求項３記載の液面測定装置。
【請求項５】
内蔵電源からセンサおよび無線送受信機に至る電源供給回路には過剰な電圧および電流を抑制するバリア回路が設けられている請求項１記載の液面測定装置。
【請求項６】
ハウジングのタンクへの装着部とこの装着部を装着する上記タンクの受け部にはフランジが設けられていて、双方のフランジの周囲を締めつけて上記双方のフランジを互いに密着させる箍を有している請求項１記載の液面測定装置。
【請求項７】
ハウジングを装着するタンクの受け部には、タンクの内部空間を密閉する防護板が固定されている請求項１記載の液面測定装置。
【請求項８】
防護板は電波を透過させる材質からなり、センサは電波式液面計からなる請求項７記載の液面測定装置。
【請求項１】
液体を収蔵するタンクに装着して収蔵されている液体の液面レベルを測定する液面測定装置であって、
上記液面レベルを上記液体に接触することなく検出するセンサと、
上記センサによって検出される液面レベル信号を外部に送信する無線送受信機と、
上記センサおよび無線送受信機にこれらを駆動するための電力を供給する内蔵電源と、
密閉された空間内に上記センサ、無線送受信機および内蔵電源を収納したハウジングと、を有し、
上記ハウジングは、複数設けられる上記タンクの上部に着脱可能に設けられ、
個々の上記タンクは、上記ハウジングが装着されることによって個々のタンクの識別信号を上記無線送受信機に入力するタンク情報入力部を有し、
上記無線送受信機は、上記タンクの識別信号とともに上記液面レベル信号を送信する液面測定装置。
【請求項２】
内蔵電源は二次電池からなり、電力中継部を通じて外部電源から充電される請求項１記載の液面測定装置。
【請求項３】
電力中継部はトランスからなり、トランスのコアによる磁気結合によって交流外部電源からハウジング内に電力が中継されるように構成され、ハウジング内には、中継された交流電源を直流に変換して二次電池を充電する充電回路が設けられている請求項２記載の液面測定装置。
【請求項４】
トランスのコアの一部はハウジング側に、トランスのコアの他の一部は充電装置側に設けられていて、タンクから取り外した上記ハウジングを上記充電装置に装着することにより、上記トランスのコアの一部とトランスのコアの他の一部が磁気結合するように構成されている請求項３記載の液面測定装置。
【請求項５】
内蔵電源からセンサおよび無線送受信機に至る電源供給回路には過剰な電圧および電流を抑制するバリア回路が設けられている請求項１記載の液面測定装置。
【請求項６】
ハウジングのタンクへの装着部とこの装着部を装着する上記タンクの受け部にはフランジが設けられていて、双方のフランジの周囲を締めつけて上記双方のフランジを互いに密着させる箍を有している請求項１記載の液面測定装置。
【請求項７】
ハウジングを装着するタンクの受け部には、タンクの内部空間を密閉する防護板が固定されている請求項１記載の液面測定装置。
【請求項８】
防護板は電波を透過させる材質からなり、センサは電波式液面計からなる請求項７記載の液面測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−６８１９５（Ｐ２０１２−６８１９５Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１５０６２（Ｐ２０１０−２１５０６２）
【出願日】平成２２年９月２７日（２０１０．９．２７）
【出願人】（３９１０１４６３１）ムサシノ機器株式会社 (14)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２７日（２０１０．９．２７）
【出願人】（３９１０１４６３１）ムサシノ機器株式会社 (14)
【Ｆターム（参考）】
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