KR100519138B1 - 자기플로트형태의액체레벨표시장치 - Google Patents

Abstract

비-자성 재료의 직립 원통형 튜브(10)(upright cylindrical tube), 튜브에 배치되어 있고 튜브 내에서 동축 방향으로 이동 가능한 제 1 원통형 영구 자석(22), 그리고 튜브에 배치되어 있고 튜브 밖에서 동족 방향으로 이동 가능한 제 2 환상 영구 자석(35) 등을 결합하여 포함하는 액체 레벨 표시기(liquid level indicator). 상기 하나의 자석은 플로트(20)(float)에 의하여 운반되고, 자석의 자기장은 같은 방향으로 배치되고, 플로트(float)에 의하여 운반되는 자석(22)은 척력에 의하여 다른 자석을 지지하도록, 자석을 상대적으로 일정한 간격을 축 방향으로 유지시킨다.

Description

개선된 자기 플로트형 액체 레벨 표시기

본 발명은 비-자성 물질의 직립 원통형 튜브(upright cylindrical tube), 튜브 내에서 튜브를 따라 축 방향으로 이동 가능한 제 1 영구 자석, 및 제 1 영구 자석에 자기적으로 연결되고 튜브 외부를 따라서 이동 가능한 제 2 영구 자석을 결합하여 포함하는 형태의 액체 레벨 표시 게이지 장치(liquid level indicating gauge apparatus)에 관한 것으로, 상기 자석중 하나는 액체 표면에서 부유하도록 적용되고 배치되는 플로트(float)에 결합되어 부유하는 자석이 상승 및 하강하고, 제 2 자석은 그에 일치하여 상승 및 하강하며, 이에따라 부유하는 자석을 지지하는 액체 표면 레벨을 표시한다.

종래에 제안된 상기와 같은 배치에서, 예를 들면 DE-A-1 139 660 또는 US-A-5 020 367 등과 같이, 레벨이 측정되는 액체에 튜브가 잠기도록 하거나, 예를 들면 DE-A-1 034 877 과 같이, 반대로, 튜브가 상기 액체를 포함하도록 할 수 있다. 따라서, 플로트(float)가 제 2 자석이 배치된 튜브를 둘러싸는 링(ring) 또는 고리(collar) 형태가 되거나; 반대로, 게이지 튜브 내에 부유하는 자석(floating magnet)이 배치되고, 게이지 튜브의 외부로 배치되어있는 종동부(follower)에 제 2 자석이 배치될 수 있다.

그러므로, 오스테나이틱 스테인레스 강(austenitic stainless steel)과 같은 비-자성 재료의 밀봉된 게이지 튜브 내부에서 플로트(float)가 상승 및 하강하고, 밀봉 방식으로 게이지 튜브(gauge tube)가, 내부에 있는 액체레벨이 측정되는 탱크(tank)나 리시버(receiver)에 연결되는 것을 특징으로 하는 게이지 시스템(gauge system)을 제공하는 것이 공지된바 있다. 예를 들어, 상기 탱크와 게이지는 가연성이 있거나 중독성이 있는 액체를 포함할 수 있거나, 압력을 일정하게 유지하는 시스템(pressurized system)의 일부분이 될 수 있다. 상기 형태의 게이지의 압력 저항 결합 구조는 해양, 공정 설계 공학 및 많은 다른 분야의 사용시 이용에 특히 안전하고 적합하다.

자기력은 두 개의 자석을 결합하는데 사용되며, 자석중 하나는 게이지 튜브내에, 다른 하나는 게이지 튜브 외부에 배치되어, 제 2 자석을 신뢰성있게 따르도록 하기 위해 하나의 자석에 대해 필요한 자기 결합력은 매우 강하다.; 이것은 특히 안전하고 신뢰할만한 설계된 시스템을 갖춘 경우여서, 정정 위치에서 충격이나 진동으로 인해 종동부 자석이 쉽게 분리되지 않는다.

상기 게이지내에 자석의 인력 또는 척력을 이용하여 자기적으로 결합된 내부 자석과 외부 자석 등을 이용하는 것은 공지되어 있다. 그러나, DE-A-23 42 735에서와 같이, 강한 자기력이 채용되면, 결합된 자석을 서로에 대하여 당기거나 미는 상당한 방사상(radial)힘이 존재하게 된다. 이것은 자기 배열의 심각한 불안정성을 일으키며: 내부 자석이 게이지 튜브의 측벽을 영향을 미치게 되는 한편, 이와 동일한 강한 힘이 튜브의 외부를 향하여 외부 자석을 당기게 된다. 상기 방사상 힘은 레벨 게이지 표시의 정확성을 크게 손상시킬 수 있는 마찰력을 일으킨다. 실제로, 상기와 같은 종래의 기술에서는, 높은 마찰력은 피하면서, 한 자석이 다른 자석의 움직임을 쉽사리 따르는 자기적으로 안정한 배열을 제공하는 실제 상업적으로 이용가능한 시스템이 공지되어 있지 않다.

도 1 은, 두 개의 자석을 게이지 튜브(gauge tube) 내에 배치하고, 다른 자석이 두 개의 내부 자석 사이에 동일한 레벨로 게이지 튜브(gauge tube)를 둘러싸며 위치될 때, 존재하는 자기장을 도시하는 도면.

도 2 및 도 3은, 게이지 튜브(gauge tube)내에 배치하기 위한 두 개의 정반대 자극 배열에서 일어나는 퍼텐셜 에너지(potential energy)를 도시하는 도면.

도 4 는, 본 발명에 따른 액체 레벨 게이지(liquid level gauge)의 한 실시예이고, 조립체는 수직 단면으로 도시된다.

도 5는, 종동부 자석(follower magnet)을 결합하는 표시 슬리브(indicator sleeve)의 한 실시예의 확장 정면도.

*참조 번호 설명

10: 게이지 튜브(gauge tube) 11: 상부 접합관(top union)

12: 바닥 접합관(bottom union) 13: 탱크 벽(tank wall)

20: 플로트(float) 23: 피스톤봉(rod)

25: 돌출부(protrusion) 21, 22: 디스크 자석(disc magnet)

30: 표시 슬리브 35: 링 자석(ring magnet)

따라서, 본 발명의 주된 목적은, 내부 및 외부에 결합된 자석을 가지는 튜브와 함께, 일반적 형태의 액체 레벨 게이지 튜브(liquid level gauge tube)를 제공하나, 플로트 자석과 튜브 벽 사이에서, 다른 양상으로 종동부 자석과 튜브 사이에 발생하는 마찰력을 최소화하고, 플로트 움직임을 일으키는 액체 레벨 변화에 대한 신뢰할만하고 빠르고 민감한 응답을 제공하며, 자기적으로 안정한 배열을 가지는 자석을 제공하는 시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기 장치의 또 다른 바람직한 요건은, 레벨의 시각적 표시는 외부 종동부 시스템의 위치에서 정면이 실질적으로 제한되어서는 안된다는 것이다. 장치는 가볍고, 단순하고, 경제적이어야만 하고, 원격 신호 보내기가 그 자체로 제공되어지는 것이 바람직하며; 높고 낮은 레벨의 알람 위치를 표시하는데 적용될 수 있는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명은 제 1 바람직한 실시예에 있어서, 비-자성 재료의 직립 원통형 튜브(upright cylindrical tube), 튜브에 배치되고 튜브 내에서 축 방향으로 이동 가능한 제 1 영구 자석, 및 튜브에 배치되고 튜브 밖에서 축 방향으로 이동가능한 제 2 환상의 영구 자석 등을 결합하여 포함하는 액체 레벨 표시기(liquid level indicator)를 제공하며; 본 발명의 상기 형태는 상기 하나의 자석은 플로트(float)에 의하여 운반되고, 자석의 자기장은 같은 방향으로 배치되고, 플로트(float)에 의하여 운반되는 자석은 척력에 의하여 다른 자석을 지지하도록 자석 간격을 상대적으로 일정하게 축 방향으로 유지시키는 것을 특징으로 한다.

제 3 영구 자석을 제공함에 있어서, 제 3 자석은 상기 제 1 영구 자석 또는 제 2 영구 자석에 기계적으로 연결되며, 연결되는 자석과 유사한 형태이고 그 자기장은 제 1 자석 및 제 2 자석과 동일한 방향으로 배치되는 것이 바람직하다.

제 1 자석은 플로트에 의하여 운반될 수 있고, 상기 플로트는 튜브 내에 슬라이드 가능하며, 제 2 자석은 튜브의 외부를 따라 슬라이드 가능한 액체 레벨 표시기 슬리브에 부착된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 비-자성 재료의 직립 원통형 튜브(upright cylindrical tube), 튜브 내에서 튜브를 따라서 축 방향으로 이동 가능한 디스크(disc) 모양이나 링(ring) 모양의 제 1 원통형 영구 자석, 및 튜브를 둘러싸며 튜브 밖에서 축 방향으로 이동 가능한 환상의 제 2 영구 자석을 결합하여 포함하는 액체 레벨 표시 장치(liquid level indicating apparatus)를 제공하며; 튜브축을 따라서 또는 이에 평행하게 배치되는 자극(magnetic poles)과 함께 자기장의 방향에서 동일한 극성을 가지도록, 상기 양 자석은 서로 및 튜브에 대하여 상기 방향으로 자화되어 유지되며, 상기 자석 중 하나는 액체 표면에서 부유하도록 적용되고 배치되는 플로트에 결합되는 한편, 다른 하나는 축 요소와 방사 요소 양쪽을 다 가지는 상기 척력으로 부유하는 자석에 의하여 적용되는 상기 레벨에서 척력에 의하여 상기 다른 자석을 지지하는 것을 특징으로 한다.

척력의 상기의 축 방향과 방사 방향 요소 때문에, 결합된 자석을 배치하는 것이 가능하고, 자기적으로 안정한 배치에 있어서, 하나의 자석은 다른 자석에 의하여 지지되고, 방사상 힘 요소는 "자기 센터링(self centering)" 효과로 균일해지고; 또는 게이지 튜브의 내부 자석과 외부 자석은 튜브 축과 실질적으로 동축인 위치를 찾아내게 된다.

튜브는 레벨을 측정하는 액체에 담그거나, 상기 액체를 포함하게 된다. 부유하는 자석은 튜브를 둘러싸는 고리(collar)의 형태인 플로트(float)에 의하여 운반될 수 있거나; 부유하는 자석은 게이지 튜브 내에 배치된 플로트에 설치된다. 다른 경우에, 제 2 종동부 자석은 더 높은 레벨에서 척력에 의하여, 부유하는 자석으로부터 튜브의 반대측면에서 지지된다.

바람직한 배치에 있어서, 상술한 바와 같이 두 개의 자석을 가지는 경우, 하나의 자석은 장착된 플로트이고, 다른 자석은 제 1 자석의 움직임을 따르도록 배치한다. 그러나, 선택적인 배치에서는, 일반적으로 상기 튜브 축을 따라서 축 방향 전후로 이동 가능한 세 개의 영구 자석이 존재하게 된다. 상기 모든 자석들은 튜브축을 따른 그리고 튜브 축에 평행한 자기장의 방향으로 동일한 극성을 가지도록 상기 모든 자석이 자화되고; 상기 두 개의 자석은 서로 고정된 거리에서 상기 축을 따라서 쌍으로 배치되는 한편, 제 3 자석은 상기 쌍의 자석과 이들 사이의 레벨에서 척력에 의하여 일반적으로 동축으로 유지된다. 상기 배치에서, 제 3 자석은 다른 두 개의 자석의 하부에서 척력에 의해 지지된다.

종동부 자석이 게이지 튜브의 외부에 배치될 때, 게이지 튜브를 둘러싸는 것이 편리하다. 자석은 다중 부분의 링 구성을 가지고; 게이지 튜브를 따라서 상하로 슬라이드되며, 게이지에 연결되는 탱크 몸체나 리시버 등에 의하여 차폐되지 않으면, 게이지 주위의 모든 방향에서 분명하게 보이게 되는 다중부분의 표시기 슬리브 내에 수용된다. 명료한 가시적 마크(mark or marks)가 슬리브에 형성될 수 있고, 종동부 링에 대하여 액체 레벨의 정정 위치를 표시하도록 위치되고 측정되고 선택된다. 예를 들면 먼저 자기 조립체의 자기장-강도(field strength)에 따라, 두 번째로, 게이지에서 액체의 밀도에 따라 그리고 여기서 액체내의 플로트가 잠기는 깊이에 따라 상기 상대적 위치가 변할 수 있다. 따라서, 적합 측정이 이루어지고, 주어진 밀도에 대하여 조정되는 것처럼 각각의 액체 레벨을 표시할 수 있는 수단에 의해, 표시기 슬리브에서 제공되는 마크의 범위로부터 선택된다.

게이지 내부에는, 두께에 대하여 특정된 거리로 이격된 원형 또는 디스크 형상의 자석 쌍을 결합하는 원통형 플로트(cylindrical float)가 있을 수 있다. 플로트 내의 자석 레벨은 조절 가능하다. 한번 레벨이 조정된 디스크 자석은 플로트내에 단단하게 고정되어 이들의 인접한 면이 반대의 극성을 가지도록 배치된다.

본 발명은 부속된 도면과 관련하여 보다 더 잘 이해될 것이다.

먼저, 도 4를 참조하면, 게이지 튜브(10)(gauge tube)는, 벽(13)(wall)을 가진 탱크(tank)의 내부의 상부 접합관(11)(top union)과 바닥 접합관(12)(bottom union) 등에 의하여 연결된 구멍(bore)을 가진다.

탱크, 튜브(10), 및 접합관(11, 12) 등은 액체를 대해 밀봉되어 필요한 범위에 있어서 액체의 누출을 차단하는 압력 저항 컨테이너(sealed pressure resistant container)를 형성한다.

본 발명에 따른 튜브(10)는 비-자성 재료로 이루어진다. 예를 들면, 튜브(10)는 오스테나이트 스테인레스 강(austenitic stainless steel)으로 만들어지는데, 이 같은 경우, 튜브 벽은 불투명하여, 구멍에 있는 액체(liquid)와 그 표면의 레벨(level) 등은 눈에 보이지 않는다. 탱크와 본 발명의 대상 등에서 액체의 레벨에 일치하는 게이지 튜브에서 상기 액체 레벨은, 튜브(10)의 불투명성으로 인해 상기 레벨이 보이지 않더라도, 레벨 표시를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따라, 튜브(10)의 구멍 내에서 플라스틱 재료의 가늘고 기다란 중공 원통형 몸체인 플로트(20)(float)가 제공된다. 상기 예에서, 플로트의 상부 단부에 매달려있는 피스톤봉(23)(rod)에서 이격되어 고정된 한 쌍의 자석(21, 22)은 플로트(20)(float)의 중공 내부에 배치된다.

플로트(20)는 게이지 튜브(10)의 구멍 내에 슬라이딩 장착되며, 플로트는 각 단부에서 작은 돌출 피프(small projecting pip) 또는 돌출부(25)(protrusion) 링을 가진다. 돌출부(25)(protrusion)가 게이지 튜브(10)의 내부 벽에 접촉할 때, 상기 돌출부(25)(protrusion)는 점 접촉(point contact)을 이루는데, 액체 레벨이 상승 및 하강할 때 게이지 튜브(10)의 구멍을 따라 플로트(20)(float)가 쉽게 움직일 수 있도록 도움이 된다. 플로트의 외부 원통형 표면의 양쪽 끝의 각각에서 또는 양쪽 끝의 각각 근처에서 두 개의 일정한 간격을 유지하는 링(ring)에, 돌출부(25)(protrusion)는 배치된다.

자석(21, 22)은, 원통형 디스크(cylindrical disc)나 원통형 링(cylindrical ring)형태로 이루어질 수 있는 강한 자기를 띠는 영구 자석이다. 자석은 자기를 띠게 됨으로써, 일반적으로 자석의 극은 원통형 플로트(20)의 축과 게이지 튜브(10)의 축에 놓인다. 양쪽 자석은 같은 극을 가지도록 자기를 띠게 되는데 ; 예를 들면 양쪽 자석은 극성을 가지게 됨으로써, 상부 끝단이 자석 N 극이 된다. 자석(21, 22)의 위치는 피스톤봉(23)을 따라서 축 방향으로 조절 가능하다. 액체 밀도에 대하여 조절되는 플로트(float)의 눈금을 정하도록 상기 조절은 이용된다.

표시 슬리브(30)(indicator sleeve)은 게이지 튜브(10)의 외부를 따라서 쉽게 슬라이드이 가능하도록 배치된다. 표시 슬리브(30)(indicator sleeve)은 비-자성 재료의 프로트와 같이 만들어지고, 유리 강화 수지(glass reinforced resin)와 같은 플라스틱 재료를 가질 수 있다. 표시 슬리브(30)은 그 내부에서 플로트(20)의 외부의 돌출부(25)와 같이 작은 돌출부를 가질 수 있고, 튜브를 따라서 슬리브의 슬라이드 이동을 쉽사리 가능하게 하면서 접촉의 영역을 줄일 목적으로, 슬리브 내부의 작은 돌출부는 게이지 튜브의 바깥쪽 벽과 점 접촉(point contact)을 이룬다.

슬리브(30)는 가늘고 긴 원통형 모양을 가지고, 도 5에서 보여지는 것처럼, 나사(33)(screw)에 의하여 고정되는 두 개의 반-슬리브(31, 32)(half sleeve)를 포함하는 다중 부분 구조(multi-part construction)를 가진다. 두 개의 C-모양의 반-링에 의하여 자체적으로 형성되고, 링(ring)의 모양으로 강한 자기를 띠는 영구 자석(35)은, 반-슬리브(31, 32)에 의하여 형성된 통로(gallery) 내에 수용된다. 자석(21, 22)이 플로트(float)에 배치될 때, 자석(35)은 축 방향으로 같은 극을 가지면서 자기를 띤다. 세 개의 모든 자석은 같은 방향으로 접하는 같은 극을 가지며; 따라서, 예를 들면 세 개의 모든 자석(21, 22, 35)은 도 4에서 도시된 배치에서 위쪽 방향으로 접하는 N 극을 가질 수 있다. 같은 방향으로 접하는 같은 극을 가지는 세 개 자석의 배열을 갖춘 게이지 튜브(10)의 배치, 그리고 결과로써 일어나는 자기장(magnetic force field) 형태 등은, 도 1 에 도시된다.

도 1의 시스템에 있어서, 이용되는 세 개의 자석은 모두 영구 자석이고, 게이지 튜브(10)의 축을 따라서 놓여있는 동일한 자기장 방향을 가지도록 상기 세 개의 자석은 모두 축 방향으로 자기를 띠고 있고, 상기 세 개의 자석은 모두 상부로 접하는 N 극을 가진다. 링의 면에서의 극성은 플로트 자석(float magnet)에서의 면 극성과는 다르다.; 그러므로 도 1에서 링 자석(35)(ring magnet)의 정면은 상부 디스크 자석(21)(top disc magnet)의 아래쪽에서 S 극을 향하는 N 극이며, 링 자석(35)(ring magnet) 바닥의 S 극은 플로트(20)에 배치되어있는 바닥 디스크 자석(22)(bottom disc magnet)의 N 극에 접하는 상부로 향한다. 한 자극이 직접적으로 또 하나의 자극에 대하여 반대가 되면, 같은 극은 반발하면서 다른 극은 끌어당기게 되나, 본 경우에는, 게이지 튜브(10) 내에 있는 자석(21, 22)은, 게이지 튜브(10)의 외부에 배치되어있는 자석(35)보다 더 작은 지름을 가지게 되어, 극성이 직접적으로 반대가 아니다. 여기서 링(35)은 적용되는 자기장에 상관없이 자기 척력에 따라 다른 링(22)(ring)에 의해 지지된다. 이것은 처음에는 직관적으로 반대인 것처럼 보이지만, 적용되는 특정한 배열과 자기장의 상호 작용에서 비롯된 것이다. 사실상, 배치는 매우 잘 작동한다는 사실과, 두 개의 디스크 자석(21, 22) 사이의 중앙 평면에 일반적으로 배치되는, 에너지 우물(energy well)인 퍼텐셜 에너지(potential energy)의 낮은 레벨이나 최소의 레벨이 존재하는 영역이 있다는 사실을 테스트에서 보여주고 있다. 중앙 위치에서 링 자석(35)(ring magnet) 또는 종단부 자석(35)(follower magnet)의 축 방향 변위(axial displacement)는, 플로트 자석(float magnet)과 종단부 링 자석(follower ring magnet)의 배열은 실질적으로 동축으로 되어있기만 하면, 다른 축 방향으로 증가하는 저항을 견디어낸다.

자석 주위에서 모든 공간을 둘러싸는 자기력선의 특성과 방향을 고려하면, 상기 시스템의 신뢰할만한 작동의 원인을 이해할 것이다. 도 1은 배열에 있어서 자기력선 구성의 대표적인 형태를 나타내고; 축 방향 퍼텐셜 에너지(axial potential energy)가 최소인 에너지 우물(41)(energy well)을 또한 나타내는데, 도면의 측면에서 게이지 튜브를 따르는 축 방향으로 퍼텐셜 에너지 PE 를 플랏(plot)하는 것에 의하여 나타낸다. 자기력선은 N 극에서 S 극까지 뻗도록 얻어지고, 자기력선을 따라서 인력에 영향을 받는다.

도 1에 따르면, 디스크 자석(21)은 N-극 면에서 S-극 면으로 통하는 토로이드(toroid) 자기력선에 의하여 둘러싸이는 것, 그리고 상기 자기력선은 디스크에서 가까운 곳에서 밀집된 다발로 나타나고(즉 보다 더 높은 강도), 상기 자기력선은 디스크에서 더 이동된 영역에서 점차적으로 더 약해진 힘에 의하여 덜 밀집되도록 배치되는 것 등이 나타난다. 또한, 링 자석(35)(ring magnet)은 자신을 둘러싸는 자기력선의 서로 닮은 토로이드 반-스풀(toroidal half spool)을 가진다. 하나의 반-스풀은 링의 N-극 면에서 링 내부의 S-극 면으로 유도되고, 다른 반-스풀도 링의 외부에서 같은 방식으로 유도된다.

척력이 서로에 평행하게 진행하면, 척력은 자기력선 사이에서 가로로 발생하는 경우이다. 도 1에서 보여지는 것처럼, 상부 디스크 자석(21)(top disc magnet)의 하부 테두리에서, 링 자석(35)(ring magnet)의 상부 극 면의 중앙으로 그려지고, 게이지 튜브 축에 대하여 30° 와 45° 사이 각도로 라인을 가로질러, 디스크 자석(21)과 링 자석(35) 양쪽에 대한 토로이드 자기력선은 동일한 평행 방향으로 진행되어, 척력이 발생하고, 척력이 상기 자기력선을 따라 영향을 미친다. 상기 척력의 배치는 자석-축에 대하여 원주를 둘러싸면서 대칭이기 때문에, 결과적으로 화살표(37)(arrow)로 나타나는 척력이 발생하게 되며, 축 방향으로 디스크 자석(21)에서 링 자석(35)을 분리하게 된다. 링 자석(35)의 반대-편에 있어서, 척력의 비슷한 반대 구성이 있게 되며, 결과적으로 화살표(38)로 표시되는 척력이 발생한다. 화살표(37, 38)로 표시된 상기 척력의 결합 효과로 인해, (링 자석(35)의 무게는 무시하고) 링 자석(35)은 디스크 자석(21, 22) 사이의 실질적인 중간인 축 위치에 적용되며; 그 중간 위치에서 링 자석(35)의 축 방향 변위는 다른 방향으로 증가하는 저항을 견디어내고, 상기 링 자석(35)의 축 방향 변위는 최소 퍼텐셜 에너지의 중간 위치로 다시 밀리게 된다. 링 자석(35)의 무게 때문에, 실질적으로 두 개의 내부 자석(21, 22)의 레벨 사이의 중간 위치보다 더 낮은 레벨로 링 자석(35)이 적용될 것이다.

도 1 의 배치에 있어서, 외부 링 자석(35)이 종동부 자석이면서, 내부 자석(21, 22)이 장착된 플로트(mounted float)인 것을 특징으로 한다. 하지만, 게이지 튜브의 밖에 배치되는 자석이 장착된 플로트인 것을 특징으로 하는 역(逆) 배치까지 본 발명은 확장되는데, 튜브 내에 배치된 자석은 외부 자석의 움직임에 응답하거나 이에 따른다. 링 자석(35)의 상부에 면하는 N-극과 디스크 자석(21)의 아래쪽으로 향하는 S-극 등의 사이에서 인력이 또한 있을 수 있지만, 상기 면(面) 사이에서 긴 축 방향 거리 때문에, 상기 힘은 약해질 것이고, 어떠한 경우에도 링 자석과 바닥 디스크 자석의 다른 면에서 반대의 인력에 의하여 상기 힘은 상호 작용한다. 상기 인력에 관하여, 디스크 자석(21, 22) 사이의 중간 위치에서 링 자석(35)의 위치는 최소 퍼텐셜 에너지의 안정된 위치가 반드시 되지 않는다는 것은 사실이지만, 인력의 강도가 낮아지고, 디스크 자석과 링 자석 등을 둘러싸는 고유의 자기력선 때문에, 인력이 척력으로 인한 안정 평형 위치(stable equilibrium position)를 방해할 수 없게 된다.

기술된 대로, 링 자석(35)과 디스크 자석(21, 22) 사이의 축 방향 안정 평형 위치는, 외부 표시 종동부와 게이지 튜브 사이에서, 다른 한편으로는 플로트와 게이지 튜브의 내부 벽 사이에서 마찰력을 일으키는 최소 방사상 힘(minimal radial force)만을 링 자석에 영향을 미치거나, 전혀 영향을 미치지 않는 위치이다. 상술한 바와 같이, 상기 위치는 척력 사이에서 평형 위치중 하나이고, 실제 동축 위치에서 방사상으로 상대적으로 적은 움직임으로 인해 동축 위치로 링을 되돌리는 척력이 증가된다. 그러므로, 디스크 자석 사이의 중간 위치에서 종동부는 항상 플로트가 상승 및 하강하는 것에 따르고 레벨 표시 작용을 느리게 하는 마찰력을 생성시키는 방사상 힘이 매우 작거나 거의 없기 때문에, 상기 배치는 자기 게이지 작용(magnetic gauge operation)을 위하여 특별한 이점이 있다. 실질적인 검사는, 기술된 대로 자기 결합이 있는 게이지 작용은 신뢰할 만하고, 매우 민감하다는 것을 보여준다.

특히, 도 1 과 도 4 등에서 적용되는 자석의 배치는 튜브의 내부와 외부에서 자석을 중심에 모으는 튜브 축에서 방사상으로 작용하는 자기 척력을 제공한다. "자기 센터링(self centering)" 라는 상기 작용은, 튜브의 축에서 일치하는 위치에서 내부 자석이 지지되는 경우, 튜브 벽과 모든 자석의 접촉이 최소화되는 중요한 효과를 가진다.

도 1 과 도 4의 실시예에 관하여, 상기 기술은 자석 모두가 상부에 면하는 N-극으로 편향된다는 가정 하에 있다. 하지만, 모든 자석이 상부에 면하는 S-극을 가지도록 편향되는 것을 특징으로 하는 역 배치도 동등하게 잘 작동한다는 것은 분명하다. 적합한 편향을 고려할 때, 중요한 것은 자기장의 배치, 상호 작용, 및 기능이다.

기술된 자기 결합 시스템(magnetic coupling system)의 성질에 있어서, 단 하나의 디스크 자석 효과를 고려한다면, 도 2에서 개략적으로 도시된 배치에 관해 링자석과 연결되어 작동하는 것도 고려할 수 있다. 여기서, 링 자석은 디스크 자석과 동축이고 동일한 축 평면에 있다. 주어진 축 방향에서 양쪽의 자석은 같은 극을 가진다면, 동축 위치에서 링을 수용하는 디스크와 링 등의 사이에서 강한 방사상 척력이 발생하고 ; 또 한편으로 어떠한 방향에서 축 방향으로의 작은 움직임은 같은 극 사이의 거리를 증가시키기 때문에, 축 방향 평형 불안정하게 된다. 실체 위치는 허용되는 경우 다른 축방향으로 축이 이탈하는 최대 퍼텐셜 에너지 중 하나이다.

도 2 에서, 기술된 것처럼 두 개 자석의 배치를 대표하고, 종동부 링 자석의 퍼텐셜 에너지의 축 방향 분포와 방사 방향 분포 등의 도식적 표시가 주어진다. 튜브 내에 위치되는 자석은 레벨이 측정되는 액체 표면의 플로트에 장착된다면, 외부링 자석(outer ring magnet)은 액체 레벨의 변화에 따라 상승 및 하강하는 종동부(follower)가 될 수 있고, 내부 자석의 레벨보다 위에 있는 레벨에서 상기 외부 링 자석은 척력에 의하여 지지된다. 도 2 의 구성은 플로트의 내부에 장착되는 단 하나의 디스크 자석을 이용할 수 있고, 단 하나의 링 자석이나 종동부 자석 등은 게이지 튜브의 외부에서 슬라이드되는 표시 몸체 또는 슬리브에 장착된다. 자석이 장착된 플로트의 상부 위치를 종동부 자석이 차지하도록, 종동부 자석을 배치하는 것은 물론 필수적이다. 두 개 자석 사이의 척력은 종동부나 표시 유닛의 무게에 의하여 균형이 맞추어진다. 액체 레벨이 상승하면, 자석이 장착된 플로트도 상승하고, 종동부 금속을 상부로 구동하여; 액체 레벨이 하강하면, 종동부 자석은 그 자신의 무게 효과로 게이지 튜브 하부로 슬라이드된다.

역 배열에 있어서 내부 자석이 액체 표면에 장착되는 플로트인 외부자석과 더불어 종동부가 되면, 튜브 내에서 움직일 수 있는 내부 자석(inner magnet)은 튜브의 외부에 위치하는 자석이 장착된 외부 플로트보다 높은 레벨에서 자기 척력에 의하여 지지된다.

이것이 게이지의 더 단순한 형태지만, 플로트에 관한 높이가 정확하게 정의되지 않고, 오물 또는 먼지의 존재가 게이지 튜브에서 증가되는 슬라이드 마찰력을 일으켜, 종동부 자석이 자석에 장착된 플로트의 상승 및 하강 움직임을 따를 수 없다는 점에서, 도 1에 관하여 기술된 자석 배치에 장착된 디스크 플로트나 이중 링과 비교하여 단점을 가진다.

도 1 및 도 4의 자석 배치에 장착된 이중 디스크 플로트(double disc float)로 돌아와서, 먼저, 디스크 자석(21, 22)의 하나와 동일한 평면에 놓여있는 링 자석을 가정하면, 다른 디스크 자석을 향하는 링 자석을 변위시킴으로써, 퍼텐셜 에너지가 최대인 영역에서, 다른 디스크 자석에 걸친 퍼텐셜 에너지가 최대인 기울기가 되는 지점으로 링 자석이 이동한다는 것을 이해할 것이다.

사실상, 퍼텐셜 에너지 최소에 대하여 축 방향 위치는 디스크 자석 사이에서 정의될 것이고; 퍼텐셜 에너지 최소는 동등한 강도의 디스크 자석에서, 자석에 장착된 두 개의 플로트 사이의 레벨에 놓일 것이다. 실제로, 게이지의 수직 배치에서, 종동부 무게와 종동부에 장착된 자석 등의 무게를 상쇄하는데 작동하는 하부의 디스크 자석과, 링 자석 사이의 척력이 증가됨에 따라, 종동부 몸체가 디스크 자석 사이의 중간 평면 아래의 레벨에서 잠시 멈추게 되나, 상기 중간 위치 출발은 안정될 것이고, 플로트의 상승 및 하강 양쪽에서 종동부 자석은 새로운 평형 위치로 향하여 양(陽)의 방향으로 밀리게 된다.

자석이 장착된 플로트와 링 자석 등의 공간적 차원적 관계는, 장치의 기능신뢰성에 있어 중요하며, 플로트에 장착된 디스크 자석은 12.5 mm 의 지름과 3 mm 의 두께이고, 디스크 자석은 40 mm 의 일정한 간격을 유지하는 것이 실질적인 실행 예로 제시된다. 상기 예시에서 링 자석은 35 mm 의 내부 지름, 41 mm 의 외부 지름, 및 3 mm의 두께 등을 가진다.

물론 다른 차원과 크기를 이용할 수 있지만, 디스크 자석 사이의 거리는 링 자석 두께에 관하여뿐 아니라 디스크 자석 두께에 관하여 상대적으로 길어야만 한다는 것이 중요하고, 또한 링 자석 내부 지름과 디스크 자석 내부 지름 사이의 상대적으로 긴 차이는 중요하고, 주어진 예에서 거의 3:1 에 이른다.

상기에서 기술된 자기 결합 배치(magnetic coupling arrangement)는 도 3 에서 기술된 구성을 고려한다면 이해할 것이다. 여기서 내부 플로트 자석과 외부 종동부 자석은 반대로 편향되어있다. 상기 경우에 있어서, 디스크 자석 평면에서 링 자석의 위치는 축 방향에서 퍼텐셜 에너지 최소 중 하나가 될 것이다. 다른 축 방향으로 어떤 변위는 같은 극 사이에서 인력을 일으킬 수 있고, 디스크 자석 평면에서 중앙 위치로 링을 되돌리는 축 방향 요소를 인력은 가진다. 하지만, 상기 경우에서 방사 방향의 의미에서 불안정 평형이 또한 있을 수 있고, 축 위치에서 방사 방향으로 약간의 어떤 변위는, 더 작은 방사 방향 빈틈의 면에서 증가되고, 더 큰 방사 방향 빈틈의 면에서 감소되는 같은 극에서의 인력 때문에, 상기 변위를 증가시키는 강한-방사상 힘을 일으킨다. 보통의 경우에서처럼, 내부 자석이 장착된 플로트일 때, 상기 배치는 한편으로는 종동부 슬리브과 게이지 튜브 외부 사이에서, 다른 한편으로는 플로트와 게이지 튜브 내부 사이에서 일어나는 방사 방향으로 마찰력을 일으킬 수 있다. 상기 마찰력은 레벨 표시 기능을 느리고 신뢰성없게 만든다.

도 1 및 도 2에 관하여 상술된 자기 결합 배치(magnetic coupling arrangement)에 있어서, 플로트와 종동부 사이에서 방사상 힘(radial force)은 작거나 거의 존재하지 않지만, 게이지의 가능한 중앙 위치에서 플로트을 유지시키는 장점을 가진다. 일반적으로 플로트 그 자체는 쉽게 상승 및 하강하도록 게이지 구멍과 플로트 외부 지름 사이에 약간의 틈을 가지며, 요구된 동축 배치에서 플로트를 유지하기 위해 게이지 튜브 벽에 접촉하도록 계산된 원주 주위에 작은 돌출 피프(small projecting pip) 또는 돌출부(25)(protrusion )가 형성되는 것이 바람직하다.; 또한 상기 돌출부는 초과 영역에서 벽과 플로트의 접촉을 차단하고, 액체 레벨의 불규칙한 움직임에서 플로트를 지나가는 적합한 액체 흐름을 가능하게 하는 공간(room)을 제공하게 된다.

원통형 플로트(20)의 상부 테두리와 바닥 테두리 등에 근접한 평면에서 두개의 링에 돌출 피프(projecting pip) 또는 돌출부(25)(protrusion)를 형성하는 것은 특히 바람직하다. 플로트가 회전할 때 플로트가 상부 테두리 또는 바닥 테두리를 가진 게이지 튜브의 구멍에 접촉하는 것을 차단하도록 배치되는데, 즉 이와 같은 경우에 플로트에 대한 반구형 단부는 없으나, 플로트가 상부과 바닥에 용접된 립(lip)으로 구성된다. 상기 용접된 립에 의하여 일어나는 마찰력은 과도할 수 있으며, 상부 테두리와 바닥 테두리 등에 근접한 돌출 피프 링의 영역은 상기 마찰이 발생하는 것을 차단한다. 플로트와 튜브 사이에서 어떤 접촉은, 게이지 튜브 벽과의 접촉을 이루는 플로트의 유일한 부분이 되는 돌출 피프(25) 영역이 최소 영역이 되도록 제한한다.

플로트(20)는 레벨이 액체의 밀도에 따른 높이에서 측정되는 액체 표면에서 상승한다. 따라서 이에 대한 측정이 필요하며; 척력을 허용하거나 보상하는 측정이 필요하고, 그 내부에 수용된 자석(35)을 가진 종동부 슬리브 조립체(30)의 무게에 대하여 허용 가능한 측정이 필요하다. 상술한 바와 같이, 플로트(20) 내에 피스톤 봉을 따라서 자석(21, 22)을 상승 및 하강함에 따라, 상기 측정을 위한 조정을 부분적으로 제공할 수 있다. 도 5에서 보여지는 것처럼, 플로트(20)에 의하여 적용되는 서로 다른 레벨에 각각 일치할 수 있는 서로 다른 위치(46)의 숫자로써, 예를들면 5로, 종동부 슬리브(30)가 표시될 수 있는데, 플로트를 지지하는 액체의 밀도에 따라 순차적으로; 참조번호 47에서 보여지는 것처럼, 측정이 완성되었을 때, 색깔로 구별될 수 있는 마커(marker)가 적합한 레벨에서 명료한 표시를 제공하는 적합한 선택 위치(46)에 놓이게 된다.

본 발명에 따르는 또 하나의 특징으로써, 예를 들면 자기 게이지(magnetic gauage)는 게이지 튜브의 외부 표면을 손상 및 오염으로부터 보호하는 투명한 플라스틱 재료의 하우징으로 둘러싸일 수 있다. 투명한 하우징은 도 4 에서 참조번호 45로 나타나며, 이는 돌출한 고무 재료나 플라스틱 재료의 스트립 윤곽을 고정하거나 클리핑함으로써, 대향된 세로변부를 따라 함께 고정된 반 투명한 플라스틱 시트로 편리하게 구성될 수 있다. 하우징의 상부 및 단부에서, 이것은 오물이나 기름의 침입을 차단하는 밀폐용 수단을 또한 제공할 수 있는 게이지 연결 몸체에서 적합하게 형성된 면에 대해 적절한 밀봉을 제공한다.

또한, 본 발명에 따르는 자기 레벨 게이지(magnetic level gauge)는 게이지 튜브를 따라서 종동부 몸체에서 자기 링의 위치를 감지하는 센서(sensor)를 제공할 수 있다. 상기 센서는, 강한-자기장이 근접함에 따라 전자 신호를 일으키는 홀 효과 원리(Hall Effect Princeple)에 기반을 둔다. 상기 센서는 게이지 적용에서 필요로 하는 주파수와 같은 높고 낮은 레벨의 알람 시스템에서 이용하는 것이 바람직하다. 알람 위치가 노멀(normal)에서 풀(full), 오버-풀(over full)에서 노멀(normal)로 이동하는 방향을 구별하기 위하여, 홀 효과 센서는 하부 센서를 첫 번째로 지나가고, 상부 센서(높은 레벨 센서)를 두 번째로 지나갈 때, 신호를 일으키는 논리 순서를 작동할 수 있는 근접하여 일정한 간격을 유지하는 쌍에 배치될 수 있으나, 예를 들어 최상부 센서가 첫 번째로 개시되고, 하부 센서가 두 번째로 개시될 때(오버 풀 위치에서 떨어지는 레벨)는 신호를 발생하지 않는다.

상기 형태의 센서는 두 개의 반-하우징의 고정 테두리를 따라서 게이지에 부착될 수 있거나, 상부 게이지 연결에서 바닥 게이지 연결까지 지나가는 하나 이상의 피스톤봉을 따라서 배치될 수 있고, 여기서 센서의 높이는 요구되는 위치로 조절될 수 있다. 근접하게 유지되는 쌍에서 필요하지는 않지만, 높은 레벨 알람 위치와 낮은 레벨 알람 위치 사이에서 중간 신호 표시를 표시하기 위하여, 게이지를 따라서 다양한 불연속 위치에서 비슷한 센서가 배치될 수 있다. 전체적인 게이지 설계는 실행시 경제적이고 튼튼하고 편리한 배치를 제공하고, 넓은 범위의 서비스 요구 사항을 충족시킬 수 있다.

도면에 도시된 시스템의 몇가지 변형이 상상될 수 있다. 상술한 바와 같이, 탱크에 적합한 외부 게이지 튜브는 액체를 지나가는 탱크 내부의 튜브가 된다. 상기 경우에 있어서, 튜브를 둘러싸는 링 자석은 액체 레벨 또는 두 액체 사이에서 특정 상호면에서 부유하는 플로트에 결합될 수 있다. 시스템의 튜브 내부에서 플로트로써 기술된 것은, 외부 플로트에서 링 자석의 움직임에 응답하는 튜브 내부에서 상승 및 하강하는 종동부 보빈(follower bobbin)이 될 것이다. 그 다음에 튜브 내부의 보빈은 플로트 위치의 외부 표시로 이용된다. 얕은 탱크에 대하여, 탱크의 상부에서 눈금에 대해 상승 및 하강하는 돌출한 포인터 형태가 될 수 있다. 깊은 탱크에 대하여, 전위차계 와이어를 따르는 접촉 움직임과 같이 플로트 위치를 표시하는데 전기 수단 또는 전자 수단을 사용할 수 있다.

플로트에 적합하게 수용된 튜브 외부에서 두 개의 일정한 간격을 유지하는 링을 가지고, 플로트에서 상승 및 하강하고 원격의 표시 수단으로써 이용되는 튜브내에서 단 하나의 디스크 자석을 가지는 경우가 또한 있을 수 있고, 탱크에서 내부 게이지 튜브의 특별한 경우가 있을 수 있다. 외부 링 자석의 하부로부터의 척력에 의해서만 상쇄될 수 있는 단일 디스크 자석의 무게가 더 작기 때문에 이것은 장점이될 수 있다. 상기 시스템을 작동시키는 방법은, 외부 게이지 튜브에 대하여 기술된 것과 전체적으로 유사하다.

마지막으로, 탱크의 상부에 도달하는 표시 포인터를 운반하기 위하여, 게이지 튜브의 내부에 있는 디스크 자석은 구멍이 있을 수 있고, 또한 디스크 자석은 축 방향으로 자기를 띠는 링 자석으로 형성될 수 있다. 상기 배치는 디스크 자석과 유사하게 커질 수도 있으나, 디스크 자석보다 덜 간편하고 효과가 적다. 하지만, 요구된 디스크 자석 대신에 링을 이용할 수 있는 설계에서 구성된 특징이 될 수 있다.

각각의 게이지의 자석은, 튜브 내부를 따라서 슬라이드 가능한 원통으로, 또는 튜브의 외부를 따라서 슬라이드 가능한 슬리브로 구성되는 유사 원통형 부재에 연결되거나 결합될 수 있고 ; 상기 유사 원통형 부재는 슬라이드되는 튜브 면의 1.5 배 이상의 지름인 축 방향 길이를 가지는 것이 바람직하다. 이것은 응답하는 부재가 실제 축 방향 배열로부터 벗어날 수 있는 범위까지의 제한을 부과하고, 이에따라 자유로운 슬라이드 움직임을 촉진하고, 각각의 부재는 튜브에 걸리는 경우를 감소시킨다.

상기 또 하나의 자석에 기계적으로 연결된 상기 제 3 의 자석을 갖춘 실시예에 있어서, 튜브의 외부 지름에 적어도 같은 거리에 의하여, 두 개의 연결된 자석은 축 방향으로 일정한 간격(중심에서 중심)을 유지한다.

Claims (12)

1. 비-자성 재료의 직립 원통 튜브(10)(upright cylindrical tube), 튜브 내에서 튜브를 따라서 축 방향으로 이동 가능한 원통형 디스크 형상 또는 링 형상의 제 1 영구 자석(22), 및 튜브를 둘러싸는 튜브 외부를 따라 축 방향으로 이동 가능한 환상의 제 2 영구 자석(35) 등을 결합하여 포함하는 액체 레벨 표시기(liquid level indicator)에 있어서,

   자극(magnetic pole)이 튜브 축을 따라 또는 튜브 축에 평행하게 배치되는 자기장 방향에서 같은 극을 가지도록, 상기 양쪽의 자석(22, 35)이 상부에 같은 극을 가지고, 서로 튜브에 대하여 상기 방향으로 자화되어 유지되며,

   상기 자석중 하나는 액체 표면에서 부유하도록 적용되고 배치되는 플로트(20)(float)에 결합되고,

   상기 자석중 다른 하나는 부유 자석에 의하여 적용되는 더 높은 레벨에서 축 요소와 방사상 요소 양쪽을 다 가지는 척력에 의하여 지지되는 것을 특징으로 하는 액체 레벨 표시기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 자석(22, 35)이, 축 방향, 방사 방향 양쪽을 둘다 가지는 퍼텐셜 에너지 우물(potential energy well)에 일치하는 위치에 각각 위치하는 다른 자석과 튜브에 대한 방향으로 자화되어 유지되고; 부유하는 자석(22)의 위치에 대하여 지지되는 자석(35)의 위치에서 변화, 또는 그 반대 변화가 튜브(10)의 방사상 및 축상 방향으로 두 개의 자석(22, 35) 사이에서 작동하는 척력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 액체 레벨 표시기.
3. 제 1 또는 제 2 항에 있어서, 제 1 자석(22)은 플로트(20)에 의하여 운반되고, 플로트는 튜브(10) 내로 슬라이드 가능하고, 제 2 자석은 튜브의 외부를 따라서 슬라이드 가능한 액체 레벨 표시기 슬리브(30)에 부착되는 것을 특징으로 하는 액체 레벨 표시기.
4. 제 1 항에 있어서, 제 3 영구 자석(21)을 더 포함하고, 상기 제 3 자석은 상기 제 1 영구 자석(22)에 연결되고, 제 3 자석은 연결되는 자석과 유사한 형태를 가지며, 제 3 자석의 자기장은 제 1 자석과 제 2 자석 등과 동일 방향으로 배치되고, 상기 세 개의 자석은 상부가 동일한 극성을 가지는 것을 특징으로 하는 액체 레벨 표시기.
5. 제 1 항에 있어서, 축 방향 전후로 일반적으로 상기 튜브 축을 따라 이동 가능한 세 개의 영구 자석(21, 22, 35)을 포함하고, 상기 영구자석들은 튜브 축을 따라 평행한 자기장 방향으로 동일한 극성을 가지도록 자화되고, 모두 상부가 동일한 극성을 가지며; 두 자석(21, 22)은 서로 고정된 거리에서 상기 축을 따라서 쌍으로 배치되고, 제 3 자석(35)은 상기 쌍의 자석의 레벨 사이의 레벨에서 척력에 의해 동축으로 유지되는 것을 특징으로 하는 액체 레벨 표시기.
6. 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 자석이 장착된 액체 레벨 표시기 슬리브(30)가 튜브 내에서 축 방향으로 이동 가능하게 설치된 상기 하나 이상의 영구 자석의 영향으로 튜브(10)의 외부를 따라 슬라이드 가능하게 배치되고, 튜브 내에서 축 방향으로 이동 가능하게 배치되는 상기 자석을 지지하는 플로트(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 레벨 표시기.
7. 제 6 항에 있어서, 튜브(10)와 상기 액체 레벨 표시기 슬리브(30)가 투명한 하우징(45)내에 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 액체 레벨 표시기.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 액체 레벨 표시기 슬리브(30)는 플로트가 부유하는 액체의 표면에서 플로트(20)의 부유레벨에 일치하게 계산된 다수의 레벨에서 표시마크를 운반하고, 상기 부유 레벨은 상기 액체의 밀도에 따라 변하고, 상기 마크는 표시기 슬리브(30)에 설치되는 자석의 레벨에 대하여 부유 지지되는 자석(21, 22)의 레벨을 보상하도록 계산되고, 상기 레벨의 선택된 하나에서 마크를 나타내기 위한 표시기 수단(47)을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 레벨 표시기.
9. 제 6 항, 7항 또는 제 8 중 어느 하나의 항에 있어서, 표시기 슬리브(30)는 축 평면에서 나누어지고, 반-슬리브가 튜브(10)를 둘러싸도록 조립될때, 함께 고정될 수 있는 분리된 두 반-슬리브로 구성되는 것을 특징으로 하는 액체 레벨 표시기.
10. 제 6 항에 있어서, 상기 플로트(20)는 게이지 튜브(10)의 내부 벽을 마주보는 가늘고 긴 원통 벽을 가지고, 돌출부(25)가 원통형 벽에 형성됨에 따라 플로트와 게이지 튜브 사이의 접촉이 최소화되고, 플로트 벽에 형성된 상기 돌출부의 두 이격된 링이 있고, 상기 두 개의 링이 게이지 튜브 벽과 접촉하는 플로트의 유일한 부분인 것을 특징으로 하는 액체 레벨 표시기.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 또 하나의 자석에 연결된 상기 제 3의 자석을 가지는 구성을 더 포함하고, 튜브(10)의 외부 지름과 같은 거리로, 상기 두 연결된 자석(21, 22)이 축 방향으로 일정한 간격(중심에서 중심)을 유지하는 것을 특징으로 하는 액체 레벨 표시기.
12. 제 5 항에 있어서, 상기 각각의 자석은 튜브 내를 따라 슬라이드 가능한 실린더(cylinder) 또는 튜브 외부를 따라 슬라이드 가능한 슬리브(sleeve)로 구성되는 유사-원통 부재(quasi-cylindrical member)에 결합되거나 연결되고; 상기 각각의 유사-원통 부재(quasi-cylindrical member)가 슬라이드되는 튜브 면의 직경의 1.5 배이상의 축상길이를 가지는 것을 특징으로 하는 액체 레벨 표시기.