【特許請求の範囲】
【請求項１】 液体の液面の上昇下降に応じて上下に変位するフロート部材と、
前記フロート部材の上下動に連動して、一方が他方に対して相対的に変位するように近接して配置された磁気応答部材及び検出部と
を具備し、
前記検出部は、前記磁気応答部材を取り囲むように、該磁気応答部材の相対的変位の方向に沿って所定範囲にわたって配置された巻線部を含み、該巻線部は、所定の交流信号で励磁され、該巻線部に対する前記磁気応答部材の相対的位置に応じた出力を生じるものであり、
前記フロート部材の上昇下降に応じて前記磁気応答部材と前記検出部の相対的位置が変化することにより、それに応じた出力信号を前記巻線部より得ることによって液面の位置検出をなすことを特徴とする液面検出装置。
【請求項２】 前記巻線部は、前記相対的変位方向に関して異なる位置に配置された複数のコイルを含み、
前記磁気応答部材の相対的位置に応じて振幅変調された出力交流信号が、各巻線の配置のずれに応じて異なる振幅関数特性で、各巻線から出力されることによって液面の位置検出をなすことを特徴とする請求項１に記載の液面検出装置。
【請求項３】 前記各巻線から出力される前記相対的位置に応じて振幅変調された前記出力交流信号として、サイン関数の振幅関数を持つ第１の出力交流信号とコサイン関数の振幅関数を持つ第２の出力交流信号とを出力し、前記第１の出力交流信号と第２の出力交流信号を入力し、前記相対的位置を示す前記サイン関数とコサイン関数の位相値を検出する位相検出回路を更に具備した請求項１又は２に記載の液面検出装置。
【請求項４】 前記磁気応答部材は磁石を含み、前記検出部は、前記磁石の相対的変位の方向に沿って所定範囲にわたって延びた磁性体コアを含み、前記磁石からの磁束を強く受ける該磁性体コアの所定箇所において磁気飽和を生じるものであり、
前記フロート部材の上昇下降に応じて前記磁石と前記検出部の相対的位置が変化し、これに応じて前記磁性体コアにおいて磁気飽和を生じる前記所定箇所が変位し、この磁気飽和箇所の変位に応じた出力信号を前記巻線部より得ることによって液面の位置検出をなすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液面検出装置。
【請求項５】 前記磁気応答部材は、磁性体又は導電体の少なくとも一方を含む請求項１乃至３のいずれかに記載の液面検出装置。
【請求項６】 前記巻線部は同相の交流信号によって励磁される複数のコイルであって、前記相対的変位の方向に沿って順次配列されてなるものとを含み、前記フロート部材の上昇下降に応じて前記磁気応答部材と前記コイルとの相対的位置が変化し、この相対的位置に応じて各コイルのインダクタンスを変化させるようにしたものであるを特徴とする請求項１に記載の液面検出装置。
【請求項７】 液体の液面の上昇下降に応じて上下に変位するフロート部材と、
前記フロート部材の上下動に連動して、一方が他方に対して相対的に変位するように配置された磁気応答部材及び検出部と
を具備し、
前記検出部は同相の交流信号によって励磁される複数のコイルであって、前記相対的変位の方向に沿って順次配列されてなるものとを含み、前記フロート部材の上昇下降に応じて前記磁気応答部材と前記コイルとの相対的位置が変化し、この相対的位置に応じて各コイルのインダクタンスを変化させ、前記磁気応答部材の端部が１つのコイルの一端から他端まで変位する間で該コイルの両端間電圧が漸増又は漸減するようにしたものであり、
更に、前記各コイルの電圧をそれぞれ取り出し、それらを加算及び／又は減算することにより、前記検出対象位置に応じて所定の周期関数特性に従う振幅をそれぞれ示す複数の交流出力信号を生成するアナログ演算回路であって、該複数の各交流出力信号の振幅を規定する前記周期関数特性は所定位相だけ異なる同一特性の周期関数からなるものと
を具え、前記交流出力信号の振幅に基づき液面位置データを得ることを特徴とする液面検出装置。
【請求項８】 前記アナログ演算回路で生成された複数の交流出力信号を入力し、該交流出力信号における振幅値の相関関係から該振幅値を規定する前記所定の周期関数における特定の位相値を検出し、検出した位相値に基づき位置検出データを生成する振幅位相変換部を更に具え、前記位置検出データを液面位置データとして用いることを特徴とする請求項７に記載の液面検出装置。
[Claims]
1. A float member that is displaced up and down as the liquid level rises and falls.
With the magnetic response member and the detection unit arranged in close proximity so that one is displaced relative to the other in conjunction with the vertical movement of the float member.
Equipped with
The detector,Surrounding the magnetic response member, TheOver a predetermined range along the direction of relative displacement of the magnetic response memberPlacedWindingDepartmentIncludingThe winding portion is excited by a predetermined AC signal with respect to the winding portion.Of the magnetic response memberRelativepositionProduces output according toIs a thing
By changing the relative positions of the magnetic response member and the detection unit according to the ascent and descent of the float member.,Output signal corresponding to itThe winding partA liquid level detection device characterized in that the position of the liquid level is detected by obtaining the liquid level.
2. The above.The winding part isA plurality of positions arranged at different positions with respect to the relative displacement direction.coilIncluding
The magnetic response memberRelativeAmplitude modulated according to positionoutputThe AC signal iseachWith different amplitude function characteristics depending on the misalignment of the windings,Output from each windingThe liquid level detecting apparatus according to claim 1, wherein the position of the liquid level is detected by the movement of the liquid level.
3. The above.eachThe output from the windingRelativeAmplitude modulated according to positionoutputAs the AC signal, a first output AC signal having an amplitude function of a sine function and a second output AC signal having an amplitude function of a cosine function are output, and the first output AC signal and the second output AC signal are output. And the aboveRelativeThe liquid level detection device according to claim 1 or 2, further comprising a phase detection circuit for detecting a phase value of the sine function indicating a position and a cosine function.
4. The magnetic response member includes a magnet, and the detection unit includes a magnetic core extending over a predetermined range along the direction of relative displacement of the magnet.,Magnetic saturation occurs at a predetermined position in the magnetic core that strongly receives the magnetic flux from the magnet.Is a thing,
The relative positions of the magnet and the detection unit change according to the ascent and descent of the float member, and the predetermined portion that causes magnetic saturation in the magnetic core is displaced accordingly, and the displacement of the magnetic saturation portion is changed. RespondTaOutput signalThe winding partThe liquid level detecting apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the position of the liquid level is detected by obtaining the liquid level.
5. The liquid level detection device according to claim 1, wherein the magnetic response member includes at least one of a magnetic material and a conductor.
[Claim 6] The winding portion includes a plurality of coils excited by AC signals of the same phase, which are sequentially arranged along the direction of the relative displacement, and the magnetism according to the ascent and descent of the float member. The liquid level detection device according to claim 1, wherein the relative position of the response member and the coil is changed, and the inductance of each coil is changed according to the relative position.
Claim7] A float member that displaces up and down as the liquid level rises and falls,
With the magnetic response member and the detection unit arranged so that one is displaced relative to the other in conjunction with the vertical movement of the float member.
Equipped with
The detection unit includes a plurality of coils excited by AC signals of the same phase, which are sequentially arranged along the direction of the relative displacement, and the magnetic response according to the ascent and descent of the float member. The relative position of the member and the coil changes, the inductance of each coil changes according to this relative position, and the end portion of the magnetic response member is displaced from one end to the other end of one coil. The voltage between both ends of the coil is gradually increased or decreased.
Further, an analog arithmetic circuit that takes out the voltage of each coil and adds and / or subtracts them to generate a plurality of AC output signals indicating amplitudes according to predetermined periodic function characteristics according to the detection target position. The periodic function characteristic that defines the amplitude of each of the plurality of AC output signals is a periodic function having the same characteristic that differs by a predetermined phase.When
WithBased on the amplitude of the AC output signalLiquid level position dataGetA liquid level detection device characterized by this.
[Claim 8] A plurality of AC output signals generated by the analog arithmetic circuit are input, and a specific phase value in the predetermined periodic function that defines the amplitude value is detected and detected from the correlation of the amplitude values in the AC output signal. The liquid level detection device according to claim 7, further comprising an amplitude phase conversion unit that generates position detection data based on a phase value, and using the position detection data as liquid level position data.
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液面検出装置は、液体の液面の上昇下降に応じて上下に変位するフロート部材と、前記フロート部材の上下動に連動して、一方が他方に対して相対的に変位するように近接して配置された磁気応答部材及び検出部とを具備し、前記検出部は、前記磁気応答部材を取り囲むように、該磁気応答部材の相対的変位の方向に沿って所定範囲にわたって配置された巻線部を含み、該巻線部は、所定の交流信号で励磁され、該巻線部に対する前記磁気応答部材の相対的位置に応じた出力を生じるものであり、前記フロート部材の上昇下降に応じて前記磁気応答部材と前記検出部の相対的位置が変化することにより、それに応じた出力信号を前記巻線部より得ることによって液面の位置検出をなすことを特徴とするものである。
0005
[Means for solving problems]
In the liquid level detection device according to the present invention, a float member that is displaced up and down according to the rise and fall of the liquid level of the liquid and one is displaced relative to the other in conjunction with the vertical movement of the float member. close manner; and a deployed magnetism-responsive member and the detection unit, the detection unit, so as to surround the magnetic response members, disposed over a predetermined range along the direction of the relative displacement of said magnetic response member The winding portion includes the wound winding portion, and the winding portion is excited by a predetermined AC signal to generate an output according to the relative position of the magnetic response member with respect to the winding portion, and the float member rises. The feature is that the position of the liquid level is detected by obtaining an output signal corresponding to the change in the relative positions of the magnetic response member and the detection unit in response to the descent from the winding unit. is there.
この発明における好ましい実施例としては、前記磁気応答部材は磁石を含み、前記検出部は、前記磁石の相対的変位の方向に沿って所定範囲にわたって延びた磁性体コアを含み、前記磁石からの磁束を強く受ける該磁性体コアの所定箇所において磁気飽和を生じるものであり、前記フロート部材の上昇下降に応じて前記磁石と前記検出部の相対的位置が変化し、これに応じて前記磁性体コアにおいて磁気飽和を生じる前記所定箇所が変位し、この磁気飽和箇所の変位に応じた出力信号を前記巻線部より得ることによって液面の位置検出をなすようにしたものがある。
Preferred embodiments of this invention, the magnetism-responsive member includes a magnet, wherein the detection section includes a magnetic core extending over a predetermined range along the direction of the relative displacement of the magnet, magnetic flux from the magnet Magnetic saturation is generated at a predetermined position of the magnetic core that is strongly subjected to the above, and the relative positions of the magnet and the detection unit change according to the rise and fall of the float member , and the magnetic core responds accordingly. In some cases, the predetermined portion where magnetic saturation occurs is displaced, and the position of the liquid surface is detected by obtaining an output signal corresponding to the displacement of the magnetic saturation portion from the winding portion.
磁石に近接して配置された検出部においては、磁性体コアの所定箇所において、フロート部材に連動して相対的に変位する前記磁石からの磁束を強く受け、その部分で磁気飽和が生じるように構成されている。磁性体コアにおける磁気飽和状態となった箇所では、あたかもその箇所に磁性体コアが存在しないかのような状態となり、磁気結合度が著しく低下する。従って、このような磁気結合度の低下に応じた出力信号が巻線部から得られ、フロート部材の位置検出、つまり液面の高さの検出を行うことができる。すなわち、磁石の相対的変位の方向に沿って所定範囲にわたって延びた磁性体コアにおけるどの位置が磁気飽和状態となっているかを検出できるように巻線部を適切に配置するようにすれば、該所定範囲にわたる磁石の位置検出を連続的に検出することが可能である。なお、そのような巻線部の配置それ自体は、既に誘導型位置検出装置で公知の配置を適宜用いればよい。
In the detection unit arranged close to the magnet, the magnetic flux from the magnet, which is relatively displaced in conjunction with the float member, is strongly received at a predetermined portion of the magnetic core so that magnetic saturation occurs at that portion. It is configured. At a portion of the magnetic core that has become magnetically saturated, it is as if the magnetic core does not exist at that location, and the degree of magnetic coupling is significantly reduced. Therefore, an output signal corresponding to such a decrease in the degree of magnetic coupling can be obtained from the winding portion, and the position of the float member, that is, the height of the liquid level can be detected. That is, if the winding portion is appropriately arranged so that it can detect which position in the magnetic core extending over a predetermined range along the direction of the relative displacement of the magnet is in the magnetic saturation state, the winding portion can be arranged. It is possible to continuously detect the position detection of the magnet over a predetermined range. As for the arrangement of the winding portion itself, an arrangement already known in the induction type position detecting device may be appropriately used.
更に、本発明に係る液面検出装置は、液体の液面の上昇下降に応じて上下に変位するフロート部材と、前記フロート部材の上下動に連動して、一方が他方に対して相対的に変位するように配置された磁気応答部材及び検出部とを具備し、前記検出部は同相の交流信号によって励磁される複数のコイルであって、前記相対的変位の方向に沿って順次配列されてなるものとを含み、前記フロート部材の上昇下降に応じて前記磁気応答部材と前記コイルとの相対的位置が変化し、この相対的位置に応じて各コイルのインダクタンスを変化させ、前記磁気応答部材の端部が１つのコイルの一端から他端まで変位する間で該コイルの両端間電圧が漸増又は漸減するようにしたものであり、更に、前記各コイルの電圧をそれぞれ取り出し、それらを加算及び／又は減算することにより、前記検出対象位置に応じて所定の周期関数特性に従う振幅をそれぞれ示す複数の交流出力信号を生成するアナログ演算回路であって、該複数の各交流出力信号の振幅を規定する前記周期関数特性は所定位相だけ異なる同一特性の周期関数からなるものものとを具え、前記交流出力信号の振幅に基づき液面位置データを得ることを特徴とする。更に、前記アナログ演算回路で生成された複数の交流出力信号を入力し、該交流出力信号における振幅値の相関関係から該振幅値を規定する前記所定の周期関数における特定の位相値を検出し、検出した位相値に基づき位置検出データを生成する振幅位相変換部を具え、前記位置検出データを液面位置データとして用いるようにしてもよい。
これによれば、１次巻線のみを設ければよく２次巻線は不要であり、かつ、２次巻線を省略化しても上述した検出を行うことができることから、当該装置を簡潔に構成できる。すなわち、小型かつシンプルな構造の液面検出装置を提供することができる。
Further, in the liquid level detection device according to the present invention, a float member that is displaced up and down according to the rise and fall of the liquid level of the liquid and one of the float members relative to the other in conjunction with the vertical movement of the float member. It includes a magnetic response member and a detection unit arranged so as to be displaced, and the detection unit is a plurality of coils excited by AC signals of the same phase, and are sequentially arranged along the direction of the relative displacement. The relative position of the magnetic response member and the coil changes according to the ascent and descent of the float member, and the inductance of each coil is changed according to the relative position. The voltage between both ends of the coil is gradually increased or decreased while the end of the coil is displaced from one end to the other end of one coil. Further, the voltage of each coil is taken out and added and added to each other. It is an analog arithmetic circuit that generates a plurality of AC output signals each indicating an amplitude according to a predetermined periodic function characteristic according to the detection target position by / or subtracting, and defines the amplitude of each of the plurality of AC output signals. the periodic function characteristic comprises also capital consist periodic function of different identical characteristics by a predetermined phase, and wherein the obtaining based liquid surface position data to the amplitude of the AC output signal. Further, a plurality of AC output signals generated by the analog arithmetic circuit are input, and a specific phase value in the predetermined periodic function that defines the amplitude value is detected from the correlation of the amplitude values in the AC output signals. An amplitude phase conversion unit that generates position detection data based on the detected phase value may be provided, and the position detection data may be used as the liquid level position data.
According to this, only the primary winding needs to be provided, the secondary winding is unnecessary, and the above-mentioned detection can be performed even if the secondary winding is omitted. Therefore, the device can be simplified. Can be configured. That is, it is possible to provide a liquid level detection device having a small size and a simple structure.