CN105683723B - 液面高度检测计 - Google Patents

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Abstract

液面高度检测计具备:检测元件,其具有一面和与该一面相反的一侧的另一面,上述一面朝向液体并且上述一面成为与液面的高度方向平行的状态;珀尔帖元件,其设置于检测元件的另一面侧;以及控制部,其进行上述液体的液面高度的检测处理。上述珀尔帖元件形成从上述另一面朝向上述一面而在上述检测元件的内部通过并朝向上述液体或气体的热流。上述控制部基于与在上述检测元件的内部通过的热流对应地输出的电信号的输出值、和检测元件的输出值与上述液面高度的关系,计算液面高度。

Description

液面高度检测计
技术领域
本发明涉及液面高度检测计。
背景技术
以往,公知有液面高度检测计。例如,专利第4681127号公报中公开以下的液面高度检测计。该液面高度检测计以检测金属熔液(熔融金属)的液面位置的方式构成。具体而言,上述液面高度检测计在上部敞开的敞开系容器的侧壁埋设多个热电偶,利用多个热电偶测定热通量差,根据该测定结果计算液面位置。该热通量差是指从容器内部的金属熔液(液体)朝向容器外部的热通量与从液面上侧的气体朝向容器外部的热通量之差。若为敞开系容器,则在金属熔液与气体之间存在温度差,产生热通量差,因此基于热通量差能够计算液面位置。
专利文献1:日本专利第4681127号公报
但是,在封闭的关闭系容器的情况下,容器内部的液体与气体几乎没有温度差,不产生热通量差,因此上述的以往技术无法检测液面位置。
另外,在上述的专利文献公开的技术中,从在容器的侧壁埋设热电偶可知,对进入容器的液体的液面进行检测,不对未进入容器的液体的液面高度进行检测。
发明内容
本发明提供一种液面高度检测计,该液面高度检测计不仅在敞开系容器、在封闭系容器也能够检测液面高度,并且也能够检测未进入容器的液体的液面高度。
作为本发明的典型的一个例子的液面高度计,具备:检测元件(10),其具有第一面(10a)和与该第一面(10a)相反的一侧的第二面(10b),上述第一面朝向检测对象的液体并且上述第一面成为与液面的高度方向平行的状态;加热机构(20),其设置于上述检测元件的第二面侧;检测处理机构(30),其进行上述液体的液面高度的检测处理;一个传感器单元,其由一个上述检测元件构成,一个上述检测元件在液面高度方向上的长度是与液面高度的检测范围相同的长度;多个第一、第二通孔(101、102),它们形成于上述检测元件,并在厚度方向上贯穿由热塑性树脂构成的绝缘基材(100);以及第一、第二层间连接部件(130、140),它们埋入于上述检测元件,且由相互不同的金属形成于上述第一、第二通孔。
根据上述液面高度检测计,上述加热机构形成从上述第二面朝向上述第一面在上述检测元件的内部通过并朝向上述液体或气体的热流。上述检测元件具有上述第一、第二层间连接部件交替串联连接的构造,通过交替串联连接的上述第一、第二层间连接部件,产生与在上述检测元件的内部通过的热流对应的电动势,将与该电动势对应的电信号向上述检测处理机构输出。而且,上述检测处理机构基于上述检测元件的输出值、和上述检测元件的输出值与液面高度的关系计算液面高度。
另外,作为典型的其他一个例子的液面高度计,具备:多个检测元件(10),检测元件(10)具有第一面(10a)和与该第一面(10a)相反的一侧的第二面(10b),上述第一面朝向检测对象的液体并且上述第一面成为与液面的高度方向平行的状态;加热机构(20),其设置于上述多个检测元件的第二面侧;检测处理机构(30),其进行上述液体的液面高度的检测处理;一个传感器单元,其由上述多个检测元件构成,上述多个检测元件遍及液面高度的检测范围沿液面高度方向并列;多个第一、第二通孔(101、102),它们形成于上述多个检测元件,并分别在厚度方向上贯穿由热塑性树脂构成的绝缘基材(100);以及第一、第二层间连接部件(130、140),它们埋入于上述多个检测元件,由相互不同的金属形成于上述第一、第二通孔。
根据上述液面高度检测计,上述加热机构形成从上述第二面朝向上述第一面在上述多个检测元件的内部通过并朝向上述液体或气体的热流,上述多个检测元件通过交替串联连接的上述第一、第二层间连接部件,产生与在上述检测元件的内部通过的热流对应的电动势,并将与该电动势对应的电信号向上述检测处理机构输出,上述检测处理机构基于上述多个检测元件的总输出值、以及上述多个检测元件的总输出值与液面高度的关系计算液面高度。
根据上述的本发明的典型的例子,形成从加热机构在检测元件的内部通过而朝向液体或气体的热流,基于在检测元件的内部通过的热流的大小,检测液面高度。此处,一般,液体比气体热传导更高。因此,热流朝向液体时相比热流朝向气体时在检测元件的内部通过的热流更大。因此,根据在检测元件的内部通过的热流的大小能够确定出液面的位置。
此时,在液体与气体没有温度差的情况下,朝向液体的热流与朝向气体的热流的大小产生差。因此,根据上述的液面高度计的例子,不仅在敞开系容器,在关闭系容器也能够检测液面高度。此外,在上述的液面高度计的例子中,能够将传感器单元设置于容器的侧壁外表面,或设置于容器的内部。
另外,根据上述的液面高度计的例子,通过将传感器单元浸渍于液体而使用,也能够对未进入容器的液体的液面高度进行检测。
此外,该栏以及权利要求书所记载的各机构的括弧内的附图标记是表示与后述的实施方式所记载的具体的机构的对应关系的一个例子。
附图说明
图1是表示第一实施方式的车辆用燃料计的结构的图。
图2是表示第一实施方式的车辆用燃料计的结构的图。
图3是图2中的检测元件以及珀尔帖元件的俯视图。
图4是沿着图3中的IV-IV线的剖视图。
图5是沿着图3中的V-V线的剖视图。
图6是表示检测元件的制造工序的剖视图。
图7是用于对图2中的检测元件以及珀尔帖元件的工作进行说明的剖视图。
图8是表示图2中的检测元件的输出值与液面高度的关系的图。
图9是图1、图2中的控制部执行的控制处理的流程图。
图10是表示图2中的珀尔帖元件的外加电压值与检测元件的输出值的关系的图。
图11是表示第二实施方式的车辆用燃料计的结构的图。
图12是表示周围温度为T℃、T-α℃、T+α℃时的图11中的检测元件的输出值与液面高度的关系的图。
图13是表示第三实施方式的车辆用燃料计的结构的图。
图14是图13中的容器、检测元件以及珀尔帖元件的剖视图。
图15是表示图13中的多个检测元件的总输出值与液面高度的关系的图。
图16是图13中的控制部执行的控制处理的流程图。
图17是表示第四实施方式的车辆用燃料计的结构的图。
图18是表示周围温度为T℃、T-α℃、T+α℃时的图17中的检测元件的输出值与液面高度的关系的图。
图19是第五实施方式的容器以及传感器单元的外观图。
图20是图19中的容器以及传感器单元的剖视图。
图21是第六实施方式的容器以及传感器单元的剖视图。
图22是表示图21中的第一传感器单元的多个检测元件的总输出值与液面高度的关系的图。
图23是表示图21中的第二传感器单元的多个检测元件的总输出值与液面高度的关系的图。
图24A是第七实施方式的容器以及传感器单元的剖视图。
图24B是第七实施方式的容器以及传感器单元的剖视图。
图25是第八实施方式的容器以及传感器单元的外观图,且是表示液面与容器底面平行的状态的图。
图26是表示液面位置在图25所示的位置时的各传感器单元的输出值的一个例子的图。
图27是第八实施方式的容器以及传感器单元的外观图,且是表示液面相对于容器倾斜的状态的图。
图28是表示液面位置在图27所示的位置时的各传感器单元的输出值的一个例子的图。
图29是第九实施方式的容器以及传感器单元的外观图,且是表示液面与容器底面平行的状态的图。
图30是表示液面位置在图29所示的位置时的各传感器单元的输出值的一个例子的图。
图31是第九实施方式的容器以及传感器单元的外观图,且是表示液面相对于容器底面倾斜的状态的图。
图32是表示液面位置在图31所示的位置时的各传感器单元的输出值的一个例子的图。
图33是第十实施方式的容器以及传感器单元的剖视图。
图34是第十一实施方式的容器以及传感器单元的剖视图。
图35A是第十二实施方式的容器以及传感器单元的剖视图。
图35B是第十二实施方式的容器以及传感器单元的剖视图。
图36是用于对第十二实施方式解决的课题进行说明的容器以及传感器单元的剖视图。
图37是第十三实施方式的容器以及传感器单元的剖视图。
图38是第十四实施方式的容器以及传感器单元的外观图,且是表示液面与容器底面平行的状态的图。
图39是第十四实施方式的容器以及传感器单元的外观图,且是表示液面相对于容器底面倾斜的状态的图。
图40是第十五实施方式的容器以及传感器单元的外观图,且是表示液面与容器底面平行的状态的图。
图41是第十五实施方式的容器以及传感器单元的外观图,且是表示液面相对于容器底面倾斜的状态的图。
具体实施方式
以下,基于图对本发明的实施方式进行说明。此外,在以下的各实施方式彼此中,对相互相同或等同的部分标注相同附图标记进行说明。
(第一实施方式)
本实施方式将本发明的液面高度检测计应用于搭载于车辆的车辆用燃料计。
如图1、图2所示那样,车辆用燃料计具备一个传感器部10、20、控制部30、以及显示部40。传感器部10、20具有检测元件10和珀尔帖元件20,并设置于容器1的侧壁外表面。在本实施方式中,通过一个传感器部10、20构成一个传感器单元U1。
容器1是收纳作为液面高度的检测对象的液体2即燃料的立方体形状的封闭容器(关闭系容器)。在容器1的内部进入液体2和气体3。在容器1的四个侧壁中的一个侧壁的外表面通过粘合带、粘合剂等粘贴有传感器部10、20。
检测元件10是产生与两面的温度差对应的电动势的热电转换元件。检测元件10是具有一面10a(第一面)和其相反的一侧的另一面10b(第二面)的板状,厚度为1mm以下,平面形状是长方形。检测元件10使一面10a作为容器1侧,另一面10b作为外侧而粘贴于容器1的侧壁。即,检测元件10以一面10a以及另一面10b与容器1的高度方向(图1、图2中上下方向)平行的方式设置于容器1。
容器1的高度方向上的检测元件10的长度是与容器1全体的高度几乎相同的长度。这是为了对容器1的内部的高度方向全域的液面高度进行检测。若欲检测液面高度的范围比容器1的高度方向全域狭窄,则也可以使检测元件10的长度比容器1全体的高度短。这样,检测元件10的长度根据欲检测液面高度的范围适当地设定。
珀尔帖元件20设置于检测元件10的另一面10b侧即外侧。珀尔帖元件20是具有一面20a和其相反的一侧的另一面20b的板状,是在被施加电力时一面20a和另一面20b的一方发热而另一方吸热的热电转换元件。将珀尔帖元件20的一面20a侧作为检测元件10侧来设置珀尔帖元件20。容器1的高度方向上的珀尔帖元件20的长度与检测元件10相同。
珀尔帖元件20如图3~图5所示那样,具有与检测元件10相同的构造,与检测元件10层叠而一体化。即,检测元件10与珀尔帖元件20是将相同的构造的热电转换元件层叠了两层而形成的层叠体,构成为将一方的热电转换元件作为检测元件10,另一方的热电转换元件作为珀尔帖元件20。
具体而言,如图3~图5所示那样,检测元件10与珀尔帖元件20双方均为如下元件,即:使绝缘基材100、表面保护部件110、以及背面保护部件120一体化,并在该一体化而得的部件的内部中交替串联地连接第一、第二层间连接部件130、140而形成的元件。此外,为了容易理解,在图3中将珀尔帖元件20的表面保护部件110省略而示出。另外,图3不是剖视图,但为了容易理解,对第一、第二层间连接部件130、140施加剖面线。
检测元件10与珀尔帖元件20是相同的构造,因此以下对检测元件10的构造进行说明。
绝缘基材100由以聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)、液晶聚合物(LCP)等为代表的平面矩形状的热塑性树脂膜构成。而且,以使在厚度方向贯通的多个第一、第二通孔101、102相互交错的方式形成为交错图案。
此外,本实施方式的第一、第二通孔101、102是直径从表面100a朝向背面100b为恒定的圆筒状,但也可以是直径从表面100a朝向背面100b变小的锥状。另外,也可以是直径从背面100b朝向表面100a变小的锥状,也可以是方筒状。
另外,在第一通孔101配置有第一层间连接部件130,在第二通孔102配置有第二层间连接部件140。换句话说,在绝缘基材100,第一、第二层间连接部件130、140以相互交错的方式配置。
这样,在第一、第二通孔101、102内配置第一、第二层间连接部件130、140,因此适当地变更第一、第二通孔101、102的数量、直径、间隔等,从而能够使第一、第二层间连接部件130、140成为高密度。由此,能够使电动势变大,从而能够实现检测元件10的高灵敏度化。
第一、第二层间连接部件130、140由相互不同的金属构成,以便发挥塞贝克效应。例如,第一层间连接部件130由通过构成P型的Bi-Sb-Te合金的粉末以维持烧结前的多个金属原子的结晶构造的方式固相烧结而得的金属化合物而构成。另外,第二层间连接部件140由通过构成N型的Bi-Te合金的粉末以维持烧结前的多个金属原子的结晶构造的方式固相烧结而得的金属化合物而构成。这样,形成第一、第二层间连接部件130、140的金属是多个金属原子在维持了该金属原子的结晶构造的状态下烧结而得的烧结合金。由此,能够使由交替串联连接的第一、第二层间连接部件130、140产生的电动势变大,从而能够实现检测元件10的高灵敏度化。
这样,在本实施方式中,使用高灵敏度的检测元件10,因此能够利用检测元件10检测液面高度。
在绝缘基材100的表面100a配置有由以聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)、液晶聚合物(LCP)等为代表的平面矩形状的热塑性树脂膜构成的表面保护部件110。该表面保护部件110与绝缘基材10平面形状成为相同的大小,且形成为在与绝缘基材100对置的一面110a侧将铜箔等导体箔图案化的多个表面图案111相互分离。而且,各表面图案111分别与第一、第二层间连接部件130、140电连接。
具体而言,如图4所示那样,在使邻接的一个第一层间连接部件130和一个第二层间连接部件140成为组150时,各组150的第一、第二层间连接部件130、140与相同的表面图案111连接。换句话说,各组150的第一、第二层间连接部件130、140经由表面图案111电连接。此外,在本实施方式中,沿着绝缘基材100的长边方向(图4中纸面左右方向)邻接的一个第一层间连接部件130与一个第二层间连接部件140是组150。
在绝缘基材100的背面100b配置有由以聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)、液晶聚合物(LCP)等为代表的热塑性树脂膜构成的平面矩形状的背面保护部件120。该背面保护部件120绝缘基材100的长边方向的长度比绝缘基材100长,长边方向的两端部以从绝缘基材100突出的方式配置于绝缘基材100的背面100b。
另外,在背面保护部件120,在与绝缘基材100对置的一面120a侧将铜箔等导体箔图案化的多个背面图案121以相互分离的方式形成。而且,各背面图案121分别与第一、第二层间连接部件130、140电连接。
具体而言,如图4所示那样,在与绝缘基材100的长边方向邻接的组150中,一个组150的第一层间连接部件130和另一个组150的第二层间连接部件140与相同的背面图案121连接。换句话说,第一、第二层间连接部件130、140跨越组150经由相同的背面图案121电连接。
另外,如图5所示那样,在绝缘基材100的外缘中,沿着与长边方向正交的方向(图3中纸面上下方向)邻接的第一、第二层间连接部件130、140与相同的背面图案121连接。若详述,以使在绝缘基材100的长边方向上经由表面图案111以及背面图案121而串联连接的部分折回的方式,使邻接的第一、第二层间连接部件130、140与相同的背面图案121连接。
另外,背面图案121中的如上述那样串联连接的部分的端部的部分如图3以及图4所示那样,以从绝缘基材100露出的方式形成。而且,背面图案121中的从绝缘基材100露出的部分成为作为与控制部30连接的端子发挥功能的部分。
以上是本实施方式的基本的检测元件10的结构。而且,这样的检测元件10将与在检测元件10的内部在与两面10a、10b垂直的方向通过的热流(热通量)对应的传感器信号(电动势)输出至控制部30。若热通量变化,则由交替串联连接的第一、第二层间连接部件130、140产生的电动势变化。
另一方面,珀尔帖元件20通过控制部30对交替串联连接的第一、第二层间连接部件130、140供给电力,由此一面20a与另一面20b的一方发热而另一方吸热。根据在交替串联连接的第一、第二层间连接部件130、140流动的电流的方向来确定发热侧与吸热侧。
对于本实施方式的检测元件10以及珀尔帖元件20而言,绝缘基材100、表面保护部件110、背面保护部件120使用热塑性树脂构成,具有可挠性。因此,即使容器1的侧壁弯曲,在与侧壁对应弯曲的状态下,也能够将检测元件10以及珀尔帖元件20粘贴于容器1的外表面。
此处,参照图6对上述检测元件10以及珀尔帖元件20的制造方法进行说明。
首先,如图6的(a)所示那样,准备绝缘基材100,通过钻孔、激光等形成多个第一通孔101。
接下来,如图6的(b)所示那样,在各第一通孔101填充第一导电膏131。此外,作为在第一通孔101填充第一导电膏131的方法(装置),采用本申请人的日本特愿2010-50356号所记载的方法(装置)即可。
简单地进行说明,经由吸附纸160在未图示的保持台上,以使背面100b与吸附纸160对置的方式配置绝缘基材100。而且,使第一导电膏131熔融,并且在第一通孔101内填充第一导电膏131。由此,第一导电膏131的有机溶剂的大部分被吸附纸160吸附,合金的粉末与第一通孔101紧密接触地配置。
此外,吸附纸160是能够吸收第一导电膏131的有机溶剂的材质即可,使用一般的高质量的纸等。另外,第一导电膏131使用如下材料,即:对金属原子维持规定的结晶构造的Bi-Sb-Te合金的粉末加入熔点为43℃的石蜡等有机溶剂而膏化的材料。因此,在填充第一导电膏131时,在绝缘基材100的表面100a被加热为约43℃的状态下进行。
接着,如图6的(c)所示那样,通过钻孔、激光等在绝缘基材100形成多个第二通孔102。该第二通孔102如上述那样,与第一通孔101相互交错,以与第一通孔101共同构成交错状的方式形成。
接下来,如图6的(d)所示那样,在各第二通孔102填充第二导电膏141。此外,该工序能够通过与上述图6的(b)相同的工序进行。
即,再一次,经由吸附纸160在未图示的保持台上以使背面100b与吸附纸160对置的方式配置绝缘基材100后,在第二通孔102内填充第二导电膏141。由此,第二导电膏141的有机溶剂的大部分被吸附纸160吸附,合金的粉末与第二通孔102紧密接触地配置。
第二导电膏141使用如下材料,即:对Bi-Te合金(即,与构成第一导电膏131的金属原子不同的金属原子维持规定的结晶构造的合金)的粉末加入熔点为常温的松油烯等有机溶剂而膏化的材料。换句话说,构成第二导电膏141的有机溶剂使用比构成第一导电膏131的有机溶剂熔点低的有机溶剂。而且,在填充第二导电膏141时,绝缘基材100的表面100a在保持为常温的状态下进行。换言之,在包含于第一导电膏131的有机溶剂固化的状态下,进行第二导电膏141的填充。由此,可抑制在第一通孔101混入第二导电膏141。
此外,包含于第一导电膏131的有机溶剂固化的状态是指在上述图6的(b)的工序中,未被吸附纸160吸附而残留于第一通孔101的有机溶剂。
另外,在与上述各工序不同的其他工序中,如图6的(e)以及图6的(f)所示那样,在表面保护部件110以及背面保护部件120中的与绝缘基材100对置的一面110a、120a形成铜箔等的导体箔。而且,通过使该导体箔适当地图案化,准备形成有相互分离的多个表面图案111的表面保护部件110、和形成有相互分离的多个背面图案121的背面保护部件120。
其后,如图6的(g)所示那样,将背面保护部件120、绝缘基材100、表面保护部件110按顺序层叠而形成层叠体170。此时,将图6的(g)所示的层叠体170作为一层,成为将其两层重叠的状态。
此外,在本实施方式中,背面保护部件120比绝缘基材100长边方向的长度长。而且,背面保护部件120以长边方向的两端部从绝缘基材100突出的方式配置。
其后,虽未图示,但将两层重叠的层叠体170配置于一对加压板之间,在真空状态下从层叠方向的上下两面边加热边加压,由此使层叠体170成为一体。具体而言,使第一、第二导电膏131、141固相烧结而形成第一、第二层间连接部件130、140。而且,以使第一、第二层间连接部件130、140与表面图案111以及背面图案121连接的方式边加热边加压(一并加热加压)而使两层重叠的层叠体170成为一体。
此外,没有特别限定,但在使两层重叠的层叠体170成为一体时,也可以在层叠体170与加压板之间配置岩棉纸等缓冲材料。如以上那样,制造上述检测元件10以及珀尔帖元件20。
控制部30是基于检测元件10的检测结果来进行液面高度的检测处理的检测处理机构。控制部30是由例如微型计算机、作为存储机构的存储器、以及其周边电路构成的电子控制装置,并根据预先设定的程序进行规定的运算处理,从而控制显示部40的工作。
显示部40是显示由控制部30计算的液面高度的显示机构。显示部40由监视器等显示装置构成。
此处,对本实施方式的车辆用燃料计的液面高度的检测方法进行说明。
如图7中的粗线箭头那样,通过使珀尔帖元件20的一面20a发热,形成从容器外部朝向容器内部的热流。即,形成从检测元件10的另一面10b朝向一面10a在检测元件10的内部通过并朝向容器内部的液体2或气体3的热流。
此时,在热流通过检测元件10的内部而朝向液体时、和热流通过检测元件10的内部而朝向气体时,由于液体与气体的热传导差,在检测元件10的内部通过的热流量(热流的大小)不同。
即,一般,若将液体层与气体层的热传导进行比较,则液体层比气体层热传导更高。因此,热流在检测元件10的内部通过而朝向液体时相比热流在检测元件10的内部通过而朝向气体时,在检测元件10的内部通过的热流大。因此,检测元件10的输出值(电压值)在容器1的内部被液体2充满时比容器1的内部被气体3充满时更大。
另外,在本实施方式中,若液面2a的位置变动,则在检测元件10的一面10a,同液体2对置的区域与同气体3对置的区域的比例变动。即,随着液面2a的位置变高,检测元件10的一面10a中的与液体2对置的区域的比例变大,在检测元件10的内部流动的热流变大。
因此,如图8所示那样,在容器1的周围温度一定时,液面高度与检测元件10的输出值的关系随着液面位置变高而检测元件10的输出值(电压值)变大。即,液面高度与检测元件10的输出值的关系在将液面高度设为y,将电压值设为x时,成为y=ax+b这样的线性关系。a、b是规定的常量。因此,若基于检测元件10的电压值以及检测元件10的电压值与液面高度的关系,则能够计算液面高度。
控制部30作为液面检测处理,执行图9所示的控制处理。该控制处理在点火开关或发动机开始开关连通时执行,在规定的时间间隔反复执行。此外,图9中的各控制步骤构成控制部30具有的各种的功能实现机构。
首先,控制部30在执行图9所示的控制处理前,对珀尔帖元件20外加规定的电压,使珀尔帖元件20的一面20a发热。由此,总是形成在检测元件10的内部通过并朝向容器内部的液体2或气体3的热流。
另外,步骤S1中获得检测元件10的输出值(电压值)x。
接着,在步骤S2判定步骤S1所获得的电压值x是否在第一电压值V1以下。第一电压值V1如图8所示,是液面高度几乎为0时的电压值。
因此,在液面高度为0的情况下,电压值x成为V1以下,因此步骤S2判定为肯定(YES),进入步骤S3。步骤3中,确定液面高度为0即燃料的余量为0(empty)。接着,步骤S4中,为了使步骤S3的确定内容显示于显示部40,对显示部40输出控制信号。由此,在显示部40显示有“empty”。
另一方面,在液面高度不为0的情况下,电压值x比V1大,因此在步骤S2判定为否定(NO),进入步骤S5。
步骤S5中,对电压值x是否比第二电压值V2小进行判定。第二电压值V2如图8所示那样是液面高度最大即燃料加满(full)时的电压值。
因此,在液面高度不是最大的情况下,电压值x比V2小,因此步骤S5中判定为肯定(YES),进入步骤S6。而且,步骤S6中利用电压值x、和图8所示的关系式(y=ax+b),计算液面高度y。接着,步骤S4中,为了使步骤S6的计算结果显示于显示部40,对显示部40输出控制信号。由此,在显示部40显示计算出的液面高度。此外,也可以根据液面高度计算燃料的余量,燃料的余量将数值显示于显示部40。
另一方面,在液面高度为最大的情况下,电压值x成为V2,因此步骤S5中,判定为否定(NO),进入步骤S7,确定为燃料加满(full)。接着,步骤S4中,为了使步骤S3的确定内容显示于显示部40,对显示部40输出控制信号。由此,在显示部40显示为“full”。
如以上的说明的那样,在本实施方式中,形成从珀尔帖元件20在检测元件10的内部通过而朝向液体2或气体3的热流,并基于在检测元件10的内部通过的热流的大小,对液面高度进行检测。据此,在液体2与气体3没有温度差的情况下,由于朝向液体2的热流与朝向气体3的热流的大小产生差,所以能够检测关闭系容器1的内部的液体2的液面高度。
另外,在上述的以往技术中,需要将热电偶埋设于容器侧壁,因此产生热电偶故障的情况下无法进行修复等问题。与此相对地,根据本实施方式,也可以不将传感器单元U1埋设于容器侧壁,因此能够避免这样的问题。
另外,在本实施方式中,如图10所示,珀尔帖元件20的外加电压值越大,检测元件10的输出值(电压值)越大。因此,通过任意地设定珀尔帖元件20的外加电压值,能够调整检测元件10的输出灵敏度。此外,图8所示的关系因珀尔帖元件20的外加电压值的大小而不同。因此,预先从实验中求出与珀尔帖元件20的外加电压值的大小对应的图8所示的关系式,并预先存储于存储器。而且,根据设定的珀尔帖元件20的外加电压值的大小,选择液面高度的计算所使用的关系式。
另外,在本实施方式中,总是对珀尔帖元件20外加规定的电压,但在不需要经常测定的情况下,也可以对珀尔帖元件20间歇地外加电压。即,在反复执行图9所示的控制处理的间隔较长的情况下,也可以每次执行图9所示的控制处理,对珀尔帖元件20外加电压。若这样,则能够抑制容器1的温度上升。但是,该情况下,需要等待热流成为恒定。
另外,通过改变在珀尔帖元件20流动的电流的方向而更换珀尔帖元件20的一面20a中的发热与吸热,也能够抑制容器1的温度上升。但是,该情况下,检测元件10的灵敏度变迟钝。
(第二实施方式)
如图11所示那样,本实施方式的车辆用燃料计相对于第一实施方式的车辆用燃料计追加了温度传感器31,其他结构与第一实施方式相同。
温度传感器31对容器1、传感器部10、20的周围温度(环境温度)进行检测,并将与检测温度对应的传感器信号朝向控制部30输出。温度传感器31与传感器部10、20分开设置。温度传感器31配置于容器1的周边。作为温度传感器31能够使用热电偶等。
此处,在珀尔帖元件20的外加电压恒定时,液面高度相同,若周围温度(环境温度)不同,则在检测元件10的内部通过的热流的大小也不同。因此,如图12所示,根据周围温度不同,液面高度与检测元件10的输出值(电压值)的关系也不同。即,在周围温度相比标准温度成为高温(T+α℃)时,周围温度与标准温度(T℃)时比较,热流变小,因此与相同的液面高度对应的电压值变低。另一方面,在周围温度相比标准温度成为低温(T-α℃)时,周围温度与标准温度(T℃)时比较,热流变大,因此与相同的液面高度对应的电压值变高。
因此,在周围温度不是恒定而是变化的情况下,若不考虑周围温度而根据输出值计算液面高度,则计算出的液面高度与实际的液面高度产生误差。
因此,在本实施方式中,基于温度传感器31测定的周围温度、检测元件10的电压值、以及同周围温度对应的检测元件10的电压值与液面高度的关系,计算液面高度。
例如,针对各个周围温度的每一个,根据预先实验求出检测元件10的电压值与液面高度的关系。而且,由于标准温度(T℃)时的检测元件10的电压值与液面高度的关系不同,所以预先求出周围温度的每一个所需要的修正系数,并预先存储于存储器。控制部30在液面高度的计算时,对检测元件10的电压值加上修正系数,利用标准温度时的检测元件10的电压值与液面高度的关系,计算液面高度。
另外,例如,针对各个周围温度的每一个,预先从实验中求出检测元件10的电压值与液面高度的关系,并预先将它们存储于存储器。而且,控制部30在液面高度的计算时,利用与温度传感器31所测定的周围温度对应的检测元件10的电压值与液面高度的关系。
这样通过计算液面高度,能够正确地检测液面高度。
此外,也可以对本实施方式的车辆用燃料计另外追加对容器1的内部温度进行检测的温度传感器。此时,也可以使用一个温度传感器、使用液体2的温度检测用、气体3的温度检测用两个温度传感器。而且,基于周围温度、容器内部温度、检测元件10的电压值、以及同周围温度以及容器内部温度对应的检测元件10的电压值与液面高度的关系,计算液面高度,从而能够更准确地检测液面高度。
(第三实施方式)
如图13、图14所示那样,本实施方式的车辆用燃料计相对于第一实施方式的车辆用燃料计,将一个传感器部10、20变更为多个传感器部10、20。其他结构与第一实施方式相同。
在本实施方式中,六个传感器部10、20设置于容器1的侧壁外表面。各传感器部10、20是与第一实施方式的传感器部10、20相同的构造,并使容器1的高度方向上的长度比第一实施方式的传感器部10、20短。各传感器部10、20是独立的,在规定的间隔沿容器1的高度方向并列。各传感器部10、20经由线、电缆等布线,分别独立地与控制部30电连接。通过该多个传感器部10、20构成一个传感器单元U1。
控制部30将各检测元件10的输出值(电压值)加起来。此外,也可以各检测元件10彼此通过布线而串联连接,将合计各检测元件10的输出而得的总输出(总电动势)输入控制部30。
如图15所示那样,在本实施方式的车辆用燃料计中,在容器1的周围温度恒定时,存在随着液面位置变高,检测元件10的总输出值(总电压值)变大的关系。因此,与第一实施方式同样能够检测液面高度。
但是,在本实施方式中,在液面2a位于邻接的传感器部10、20的之间的情况下,无法正确地检测液面高度。即,在液面2a的位置在传感器部10、20的设置范围内时,在液面高度与总电压值之间存在比例关系,因此通过该点而能够根据总电压值确定出液面高度。但是,在液面2a的位置位于邻接的传感器部10、20之间的范围内时,无论液面高度如何,总电压值是恒定的。如图15所示,在电压值为V2、V3、V4、V5、V6时,与这些电压值对应的液面高度具有一定范围。因此,无法根据该点根据总电压值确定出液面高度,只能特定出一定范围。
在本实施方式中,控制部30作为液面检测处理,执行图16所示的控制处理。该控制处理与第一实施方式所说明的图9所示的控制处理同样执行。以下,对与图9所示的控制处理不同的点进行说明。
在步骤S2中,在液面高度不为0的情况下,电压值x比V1大,因此判定为否定(NO),进入步骤S11。
步骤S11中,对电压值x是否比图15中的第二电压值V2小进行判定。在判定为肯定(YES)时,进入步骤S12,利用y=ax+b1,根据步骤S1中获得的电压值x计算液面高度y。另一方面,在判定为否定(NO)时,进入步骤S13,对电压值x是否比图15中的第三电压值V3小进行判定。
这样,步骤S11、S13、S15、S17、S19、S21中,对电压值x是否比第二~第七电压值V2~V7小进行判定。而且,在各步骤中判定为肯定(YES)时,步骤S12、S14、S16、S18、S20、S22中,如图15所示那样,利用对应的关系式y=ax+b1~y=ax+b6,计算液面高度y。例如,在液面2a的位置为图14所示的位置时,如图15所示那样,电压值x在第三电压值V3以上且不足第四电压值V4,因此利用y=ax+b3来计算液面高度y。其后,步骤S4中,为了使步骤S6的计算结果显示于显示部40,对显示部40输出控制信号。由此,在显示部40显示有计算出的液面高度。
另外,如图15所示,在液面高度为最大的情况下,电压值x成为第七电压值V7,因此步骤S21中,判定为否定(NO),进入步骤S23,确定为燃料加满(full)。接着,步骤S4中,为了使步骤S3的确定内容显示于显示部40,对显示部40输出控制信号。由此,在显示部40显示“full”。
本实施方式的车辆用燃料计不需要高精度地检测液面高度,能够大致检测液面高度即可。
根据本实施方式,使用多个传感器部10、20,因此与遍及液面高度的检测范围全域而配置一个传感器部10、20的情况比较,能够缩小传感器部10、20的总面积。
另外,根据本实施方式,将多个传感器部10、20分离地配置,因此在由于容器1是变形的形状而无法在容器1的侧壁外表面遍及较宽范围配置一个传感器部10、20的情况下,也能够配置。
此外,传感器部10、20的大小、数量能够任意变更。优选通过使传感器部10、20较小并多个配置,从而缩小邻接的传感器部10、20彼此的间隔。由此,能够高精度地检测液面高度。
(第四实施方式)
如图17所示,本实施方式的车辆用燃料计根据与第二实施方式相同的理由,相对于第三实施方式的车辆用燃料计追加了温度传感器31,其他结构与第三实施方式相同。
即,如图18所示,根据周围温度不同而液面高度与检测元件10的输出值(电压值)的关系不同。因此,本实施方式也与第二实施方式同样,基于温度传感器31所测定的周围温度、检测元件10的电压值、以及同周围温度对应的检测元件10的电压值与液面高度的关系,计算液面高度。由此,能够正确地检测液面高度。
另外,本实施方式中,也可以与第二实施方式的说明相同,追加对容器1的内部温度进行检测的温度传感器。此时,也可以使用一个温度传感器、或使用液体2的温度检测用和气体3的温度检测用两个温度传感器。而且,基于周围温度、容器内部温度、检测元件10的电压值、以及同周围温度以及容器内部温度对应的检测元件10的电压值与液面高度的关系,计算液面高度,从而能够更正确地检测液面高度。
(第五实施方式)
如图19、图20所示,本实施方式的车辆用燃料计使第三、四实施方式的车辆用燃料计中多个传感器部10、20一体化,其他结构与第三、第四实施方式相同。
多个传感器部10、20成为通过树脂部11连接并且通过树脂部11的内部的导体箔12使各检测元件10串联连接,从而各珀尔帖元件20串联连接的构造。由此,构成一个传感器单元U1。虽未图示,但该一个传感器单元U1与控制部30通过布线电连接。
树脂部11是将图4中的绝缘基材100、表面保护部件110、以及背面保护部件120层叠,并不具有第一、第二层间连接部件130、140以及表面、背面图案111、121的构造。另外,导体箔12是图4中的表面、背面图案111、121。树脂部11中的形成有导体箔12的部位是将图4中的绝缘基材100、表面保护部件110以及背面保护部件120层叠,并不具有第一、第二层间连接部件130、140的构造。另外,成为在绝缘基材100与表面保护部件110之间形成有表面图案111,在绝缘基材100与背面保护部件120之间形成有背面图案121的构造。
该传感器单元相对于图6所示的制造方法,变更为多个传感器部10、20由表面、背面图案111、121而串联连接的布局,并能够通过一并加热加压制造。
在本实施方式中,通过传感器单元U1的内部的导体箔12将多个传感器部10、20串联连接。由此,与从多个传感器部10、20取出线、电缆等布线的情况比较,能够使取出布线减少。
(第六实施方式)
如图21所示,本实施方式的车辆用燃料计相对于第三实施方式的车辆用燃料计,将传感器单元的数量从一个变更为两个,其他结构与第三实施方式相同。
本实施方式的车辆用燃料计具备两个传感器单元U1、U2。各传感器单元U1、U2使与第三实施方式所说明的传感器单元U1相同的结构。但是,第一传感器单元U1由六个传感器部10、20构成,第二传感器单元U2由五个传感器部10、20构成。
第一、第二传感器单元U1、U2分别设置于容器1的不同侧壁。此时,以一个传感器单元的邻接的传感器部10、20之间与另一个传感器单元的传感器部10、20对置的方式,将第一、第二传感器单元U1、U2以相互在容器1的高度方向(图中上下方向)错开的方式设置。
此处,在仅使用一个传感器单元的情况下,在液面2a位于邻接的传感器部10、20之间时,产生无法高精度地检测液面高度2a的问题。即,在仅使用第一传感器单元U1的情况下,如图21所示,在液面2a位于邻接的传感器部10、20之间时,如图22所示,与总电压值x1对应的液面高度成为y11~y22的范围。
与此相对地,在本实施方式中,将第一、第二传感器单元U1、U2错开而设置于容器1的侧壁。因此,如图21所示,液面2a的位置是第一传感器单元U1中邻接的传感器部10、20之间的位置,且成为第二传感器单元U2中与传感器部10、20对置的位置。该情况下,如图23所示,与第二传感器单元U2的总电压值x2对应的液面高度成为y2一点。
因此,在本实施方式中,在第一传感器单元U1的电压值x是液面2a位于两个传感器部10、20之间时的电压值的情况下,根据第二传感器单元U2的电压值x计算液面高度y。在第一传感器单元U1的电压值x为其以外的情况下,根据第一传感器单元U1的电压值x计算液面高度y。由此,能够高精度地检测液面高度2a。
(第七实施方式)
如图24A所示那样,本实施方式的车辆用燃料计相对于第一实施方式的车辆用燃料计,追加了覆盖传感器部10、20的隔热部件13,其他结构与第一实施方式相同。
隔热部件13覆盖传感器部10、20中的除了与容器1接触的接触面之外的部位。此外,隔热部件13至少覆盖传感器部10、20中的与容器侧相反的一侧即可。作为隔热部件13,能够使用石棉等纤维类隔热材料、聚氨酯泡沫等发泡类隔热材料等。
此处,在未在传感器部10、20设置隔热部件13的情况下,若由于在传感器部10、20的周围产生气流(风)等而使周围温度变动,则导致检测元件10的输出变动。
与此相对地,根据本实施方式,能够减少周围温度的变动的影响,能够使检测元件10的输出稳定。因此,能够提高液面高度的检测精度。
此外,在第三~第六实施方式中,也与本实施方式相同,利用隔热部件13覆盖由多个传感器部10、20构成的传感器单元U1,由此得到本实施方式的效果。例如,如图24B所示,利用隔热部件13分别覆盖多个传感器部10、20。此时,隔热部件13也可以在邻接的传感器部10、20彼此连续。
(第八实施方式)
如图25所示,本实施方式的车辆用燃料计相对于第一实施方式的车辆用燃料计,使传感器单元的数量增大,其他结构与第一实施方式相同。
在本实施方式中,使用四个传感器单元U1、U2、U3、U4。各传感器单元与第一实施方式相同,由一个传感器部10、20构成。各传感器单元U1~U4分别设置于容器1的四个侧面。各传感器单元U1~U4的检测元件10分别将与热流对应的电动势朝向控制部30输出。
此处,如图25所示,在容器1不倾斜的情况下,液面2a与容器1的底面平行,因此如图26所示,四个检测元件10的输出值相同。若根据该输出值计算液面高度,则能够根据计算出的液面高度与容器1内部的底面积来计算液体2的体积。
另一方面,如图27所示,在容器1倾斜的情况下,液面2a相对于容器1的底面不平行而倾斜,因此如图28中的虚线所示,四个检测元件10的输出值不同。该情况下,若将四个检测元件10的输出值平均,根据平均的输出值计算液面高度,则能够根据计算出的液面高度和容器1内部的底面积来计算液体2的体积。此外,这里所说的液面高度是指容器1的高度方向即与容器1的底面垂直的方向上的高度。
因此,控制部30计算出各检测元件10的输出值的平均值,根据该平均值计算液面高度。该液面高度的计算方法与第一实施方式相同。并且,控制部30根据计算出的液面高度和容器内部的底面积计算液体2的体积。而且,控制部30将该计算出的液体2的体积作为燃料的余量,显示于显示部40。
这样,根据本实施方式,在容器1的侧壁设置多个传感器单元U1~U4,由此容器1倾斜也能够计算液体2的体积。
此外,在本实施方式中,将四个传感器单元U1~U4在容器1的四个侧壁分别设置一个,但传感器单元的数量以及设置场所根据容器1的形状能够任意变更。总之,为了能够计算液体2的体积,在容器1的侧壁外表面中的容器1倾斜的情况下液面高度不同的位置,分别配置多个传感器单元即可。
(第九实施方式)
如图29所示,本实施方式的车辆用燃料计相对于第三实施方式的车辆用燃料计使传感器单元的数量增大,其他结构与第三实施方式相同。
在本实施方式中,将沿容器1的高度方向并列配置的多个传感器部10、20作为一个传感器单元,使用四个传感器单元U1~U4。各传感器单元与第三实施方式的传感器单元相同。各传感器单元分别设置于容器1的四个侧面。各传感器单元U1~U4的检测元件10分别将与热流对应的电动势朝向控制部30输出。
与第八实施方式相同,控制部30计算出各传感器单元U1~U4的输出值(电压值)的平均值,根据该平均值计算液面高度。此外,各传感器单元U1~U4的输出值(电压值)是构成传感器单元的多个检测元件10的总输出值(总电压值)。并且,控制部30根据计算出的液面高度与容器内部的底面积来计算液体2的体积。而且,控制部30使该计算出的液体2的体积作为燃料的余量,显示于显示部40。
如图29所示,在容器1不倾斜的情况下,液面2a与容器1的底面平行,因此如图30所示,四个传感器单元U1~U4的输出值相同。若根据该输出值的平均值计算液面高度,则根据计算出的液面高度与容器1内部的底面积能够计算液体2的体积。
另外,如图31所示那样,在容器1倾斜的情况下,液面2a相对于容器1的底面不平行而是倾斜,因此如图32中的虚线所示,四个传感器单元U1~U4的输出值不同。该情况下,若将四个传感器单元U1~U4的输出值平均,根据平均的输出值计算液面高度,则能够根据计算出的液面高度和容器1内部的底面积来计算液体2的体积。
本实施方式中也使用多个传感器单元U1~U4,因此与第八实施方式相同,容器1倾斜也能够计算液体2的体积。
此外,在本实施方式中,将四个传感器单元U1~U4分别设置于容器1的四个侧壁的每一个,传感器单元的数量以及设置场所能够根据容器1的形状任意变更。总之,为了能够计算液体2的体积,在容器1的侧壁外表面中的容器1倾斜的情况下液面高度不同的位置,分别配置多个传感器单元即可。
另外,本实施方式中,如第六实施方式那样,优选以一个传感器单元的邻接的传感器部10、20之间与另一个传感器单元的传感器部10、20对置的方式,使多个传感器单元中的任意两个以上的传感器单元相互在容器1的高度方向上错开配置。
(第十实施方式)
如图33所示,本实施方式的车辆用燃料计相对于第一实施方式的车辆用燃料计,变更了传感器单元U1的设置场所,其他结构与第一实施方式相同。
在本实施方式中,由一个传感器部10、20构成的传感器单元U1设置于容器1的内部。传感器单元U1在容器1的内部进入有液体2的情况下,成为其一部分或全部被液体2浸渍的状态。
本实施方式中,通过使珀尔帖元件20的一面20a发热,形成从检测元件10的另一面10b朝向一面10a而在检测元件10的内部通过并朝向容器内部的液体2或气体3的热流。而且,控制部30通过执行与第一实施方式相同的控制处理,能够检测液面高度。
根据本实施方式,将传感器单元U1设置于容器1的内部,因此没有传感器部10、20从容器1落下的担忧,并且容器1的外形不会变化。另外,根据本实施方式,将传感器单元U1设置于容器1的内部,因此即使容器1是变形的形状,也能够容易地检测液体高度。
此外,在本实施方式中,也如第二实施方式那样,基于周围温度等计算液面高度,从而能够正确地检测液面高度。
(第十一实施方式)
如图34所示那样,本实施方式的车辆用燃料计相对于第三实施方式的车辆用燃料计,变更了传感器单元U1的设置场所,其他结构与第三实施方式相同。
在本实施方式中,六个传感器部10、20在被支承部件14支承的状态下,设置于容器1的内部。通过沿容器1的高度方向并列的多个传感器部10、20构成一个传感器单元U1。支承部件14是树脂制,粘贴有六个传感器部10、20。此外,支承部件14也可以由其他材质构成。
本实施方式中,也通过使珀尔帖元件20的一面20a发热,形成从检测元件10的另一面10b朝向一面10a而在检测元件10的内部通过并朝向容器内部的液体2或气体3的热流。而且,控制部30通过执行与第三实施方式相同的控制处理,能够检测液面高度。
根据本实施方式,将传感器单元U1设置于容器1的内部,因此可得到与第十实施方式相同的效果。
此外,与本实施方式相同,相对于第四~第七实施方式的车辆用燃料计将传感器单元的设置场所变更为容器1的内部,也能够检测液面高度。
(第十二实施方式)
如图35A所示,本实施方式的车辆用燃料计相对于第十实施方式的车辆用燃料计,追加了覆盖传感器单元U1的隔热部件13,其他结构与第十实施方式相同。
隔热部件13覆盖由一个传感器部10、20构成的传感器单元U1中的除去检测元件10的一面10a的部位。此外,隔热部件13至少覆盖珀尔帖元件20的另一面20b即可。作为隔热部件13,能够使用与第七实施方式的隔热部件13相同的部件。为了防止液体朝隔热部件13的内部进入,也可以利用覆盖层覆盖隔热部件13的表面。
此处,如图36所示,在未在传感器单元U1设置隔热部件13的情况下,珀尔帖元件20的另一面20b成为吸热面,因此如图36中的粗线箭头那样,产生从液体2、气体3朝向珀尔帖元件20的另一面20b的热流。该热流成为噪声,使检测元件10的输出不稳定。即,对在检测元件10的内部通过的热流带来影响,从而使液面高度的检测精度降低。
与此相对地,根据本实施方式,能够抑制从液体2、气体3朝向珀尔帖元件20的另一面20b的热流的产生。因此,在未在传感器单元U1设置隔热部件13的情况比较,能够提高液面高度的检测精度。
此外,如图35B所示,第十一实施方式也与本实施方式同样,利用隔热部件13覆盖由多个传感器部10、20构成的传感器单元U1,由此可得到本实施方式的效果。
(第十三实施方式)
如图37所示,本实施方式的车辆用燃料计相对于第十实施方式的车辆用燃料计,将传感器单元变更为两个层叠的结构,其他结构与第十实施方式相同。
在本实施方式中,使用两个传感器单元U1、U2。各传感器单元U1、U2由一个传感器部10、20构成。两个传感器单元U1、U2使珀尔帖元件20侧成为内侧而粘在一起。
据此,与第十二实施方式相同,能够抑制从液体2、气体3朝向珀尔帖元件20的另一面20b的热流的产生。并且,根据本实施方式,与传感器单元为一个的情况比较,检测元件10的输出成为两倍,因此S/N比(信号/噪声比)提高,液面高度的检测精度提高。
此外,第十一实施方式也与本实施方式相同,通过将由多个传感器部10、20构成的传感器单元U1两个重叠,可得到本实施方式的效果。
(第十四实施方式)
如图38所示,本实施方式的车辆用燃料计相对于第十实施方式的车辆用燃料计,使传感器单元的数量增大,其他结构与第十实施方式相同。
在本实施方式中,四个传感器单元U1、U2、U3、U4以相互离开的方式设置于容器1的内部。各传感器单元U1~U4的检测元件10分别将与热流对应的电动势朝向控制部30输出。
本实施方式相对于在容器1的四个侧壁分别设置传感器单元U1~U4的第八实施方式,将传感器单元U1~U4的设置场所变更为容器1的内部。因此,根据本实施方式,如图39所示,即使容器1倾斜,也与第八实施方式相同,能够计算液体2的体积。
另外,根据本实施方式,将多个传感器单元U1~U4设置于容器1的内部,因此容器1是变形的形状,也能够容易地计算液体2的体积。
(第十五实施方式)
如图40所示,本实施方式的车辆用燃料计相对于第十一实施方式的车辆用燃料计,使传感器单元的数量增大,其他结构与第十一实施方式相同。
在本实施方式中,四个传感器单元U1、U2、U3、U4以相互离开的方式设置于容器1的内部。各传感器单元U1~U4的检测元件10分别将与热流对应的电动势朝向控制部30输出。
本实施方式相对于在容器1的四个侧壁分别设置传感器单元U1~U4的第九实施方式,将传感器单元的设置场所变更为容器1的内部。因此,根据本实施方式,如图41所示,即使容器1倾斜,也与第九实施方式相同能够计算液体2的体积。
另外,根据本实施方式,将多个传感器单元U1~U4设置于容器1的内部,因此容器1是变形的形状,也能够容易地计算液体2的体积。
此外,也能够相对于本实施方式将第四~第七实施方式组合。
(其他实施方式)
本发明不限定于上述的实施方式,如下述那样,在权利要求书所记载的范围内能够适当地变更。
(1)上述的各实施方式中,使容器1的高度方向上的珀尔帖元件20的长度与检测元件10相同,但若为能够形成在检测元件10的内部通过而朝向液体2或气体3的热流的范围,则也可以使珀尔帖元件20的长度与检测元件10的长度不同。
(2)上述的各实施方式中,作为加热机构,使用了与检测元件10相同的构造的珀尔帖元件20,但也可以使用其他构造的珀尔帖元件。另外,也可以使用电加热器等其他的加热机构(加热器)。
(3)上述的各实施方式中,将本发明的液面高度检测计应用于车辆用燃料计,但也能够应用于其他用途。例如,也能够应用于对专利文献1的记载的金属熔液(熔融金属)的液面位置进行检测的液面高度检测计。
(4)上述的各实施方式中,容器1是关闭系容器,但根据本发明的液面高度检测计,容器1是敞开系容器,也与上述的各实施方式相同,能够检测液面高度。
(5)上述的各实施方式中,对进入容器1的液体2的液面高度进行了检测,但根据本发明的液面高度检测计,使传感器单元浸渍于液体而使用,从而能够检测未进入容器1的液体的液面高度,例如河流、海的潮位。
(6)上述的各实施方式中,基于由检测元件10产生的电动势(电压值),控制部30计算出液面高度,但可以取代电压值,基于电流值に基计算液面高度。总之,检测元件10产生与在检测元件10的内部通过的热流对应的电动势,并将与该电动势对应的电信号向控制部30输出,控制部30基于其检测元件10的输出值、以及检测元件10的输出值与液面高度的关系,能够计算液面高度。
(7)上述的各实施方式中,形成第一、第二层间连接部件130、140的金属分别是Bi-Sb-Te合金、Bi-Te合金,但也可以是其他合金。另外,上述各实施方式中,形成第一、第二层间连接部件130、140的金属双方均是固相烧结的烧结合金,但至少一方是固相烧结的烧结合金即可。由此,与形成第一、第二层间连接部件130、140的金属双方均不是固相烧结的烧结金属的情况比较,能够使电动势变大,从而能够使检测元件10高灵敏度化。
(8)上述各实施方式不是彼此无关系的,除了明确了无法组合的情况之外,能够适当地进行组合。另外,上述各实施方式中,构成实施方式的要素除了特别必须明示的情况以及认为原理上明确必须的情况等之外,不一定是必须的是自不必说的。
附图标记的说明
1...容器;10...检测元件;1...隔热部件;20...珀尔帖元件;30...控制部(检测处理机构);100...绝缘基材;101、102...第一、第二通孔;130、140...第一、第二层间连接部件。

Claims (16)

1.一种液面高度检测计,其特征在于,具备:
检测元件(10),其具有第一面(10a)和与该第一面(10a)相反的一侧的第二面(10b),所述第一面朝向被收容于容器(1)的液体和气体中的、作为检测对象的所述液体,并且所述第一面成为与液面的高度方向平行的状态;
加热机构(20),其设置于所述检测元件的第二面侧;
检测处理机构(30),其进行所述液体的液面高度的检测处理;
一个传感器单元,其由一个所述检测元件构成,一个所述检测元件在液面高度方向上的长度是与液面高度的检测范围相同的长度;
多个第一、第二通孔(101、102),它们形成于所述检测元件,并在厚度方向上贯穿由热塑性树脂构成的绝缘基材(100);以及
第一、第二层间连接部件(130、140),它们埋入于所述检测元件,且由相互不同的金属形成于所述第一、第二通孔,
所述加热机构形成从所述第二面朝向所述第一面在所述检测元件的内部通过并朝向所述液体或气体的热流,
所述检测元件具有所述第一、第二层间连接部件交替串联连接的构造,通过交替串联连接的所述第一、第二层间连接部件,产生与在所述检测元件的内部通过的热流对应的电动势,将与该电动势对应的电信号向所述检测处理机构输出,
所述检测处理机构基于所述检测元件的输出值、以及所述检测元件的输出值与液面高度的关系计算液面高度。
2.根据权利要求1所述的液面高度检测计,其特征在于,
形成所述第一、第二层间连接部件的所述金属的至少一方是多个金属原子在维持该金属原子的结晶构造的状态下烧结而得的烧结合金。
3.根据权利要求1所述的液面高度检测计,其特征在于,
所述加热机构具有与所述检测元件相同的构造,并且是与所述检测元件一体化的珀尔帖元件。
4.根据权利要求1所述的液面高度检测计,其特征在于,
所述传感器单元设置于收纳所述液体的容器(1)的侧壁外表面。
5.根据权利要求1所述的液面高度检测计,其特征在于,
所述传感器单元设置于收纳所述液体的容器(1)的内部。
6.根据权利要求5所述的液面高度检测计,其特征在于,
所述传感器单元将所述加热机构侧作为内侧而层叠两个。
7.根据权利要求1所述的液面高度检测计,其特征在于,
所述传感器单元具备覆盖所述加热机构侧的隔热部件(13)。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的液面高度检测计,其特征在于,
所述传感器单元在所述容器倾斜的情况下液面高度不同的位置设有多个。
9.一种液面高度检测计,其特征在于,具备:
多个检测元件(10),所述检测元件(10)具有第一面(10a)和与该第一面(10a)相反的一侧的第二面(10b),所述第一面朝向被收容于容器(1)的液体和气体中的、作为检测对象的所述液体并且所述第一面成为与液面的高度方向平行的状态;
加热机构(20),其设置于所述多个检测元件的第二面侧;
检测处理机构(30),其进行所述液体的液面高度的检测处理;
一个传感器单元,其由所述多个检测元件构成,所述多个检测元件遍及液面高度的检测范围沿液面高度方向并列;
多个第一、第二通孔(101、102),它们形成于所述多个检测元件,并分别在厚度方向上贯穿由热塑性树脂构成的绝缘基材(100);以及
第一、第二层间连接部件(130、140),它们埋入于所述多个检测元件,且由相互不同的金属形成于所述第一、第二通孔,
所述加热机构形成从所述第二面朝向所述第一面在所述多个检测元件的内部通过并朝向所述液体或气体的热流,
所述多个检测元件通过交替串联连接的所述第一、第二层间连接部件,产生与在所述检测元件的内部通过的热流对应的电动势,并将与该电动势对应的电信号向所述检测处理机构输出,
所述检测处理机构基于所述多个检测元件的总输出值、以及所述多个检测元件的总输出值与液面高度的关系计算液面高度。
10.根据权利要求9所述的液面高度检测计,其特征在于,
形成所述第一、第二层间连接部件的所述金属的至少一方是多个金属原子在维持该金属原子的结晶构造的状态下烧结而得的烧结合金。
11.根据权利要求9所述的液面高度检测计,其特征在于,
所述加热机构具有与所述检测元件相同的构造,并且是与所述检测元件一体化的珀尔帖元件。
12.根据权利要求9所述的液面高度检测计,其特征在于,
所述传感器单元设置于收纳所述液体的容器(1)的侧壁外表面。
13.根据权利要求9所述的液面高度检测计,其特征在于,
所述传感器单元设置于收纳所述液体的容器(1)的内部。
14.根据权利要求13所述的液面高度检测计,其特征在于,
所述传感器单元将所述加热机构侧作为内侧而层叠两个。
15.根据权利要求9所述的液面高度检测计,其特征在于,
所述传感器单元具备覆盖所述加热机构侧的隔热部件(13)。
16.根据权利要求9~15中任一项所述的液面高度检测计,其特征在于,
所述传感器单元在所述容器倾斜的情况下液面高度不同的位置设有多个。
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