JP2001099692A - Converter for detecting liquid level and liquid level detector - Google Patents
Converter for detecting liquid level and liquid level detectorInfo
- Publication number
- JP2001099692A JP2001099692A JP27590099A JP27590099A JP2001099692A JP 2001099692 A JP2001099692 A JP 2001099692A JP 27590099 A JP27590099 A JP 27590099A JP 27590099 A JP27590099 A JP 27590099A JP 2001099692 A JP2001099692 A JP 2001099692A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid level
- temperature
- voltage
- resistor
- detector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、加熱された測温抵
抗体を用いる熱式液面センサ（レベルセンサ）を用いる
液面検出用変換器および液面検出器に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid level detecting converter using a thermal liquid level sensor (level sensor) using a heated resistance bulb and a liquid level detector.
【０００２】[0002]
【従来の技術】熱式液面センサは、液相と気相とで熱放
散定数が異なることを利用して液面を検出するもので、
液面の検出器として測温抵抗体を用いている。この測温
抵抗体を加熱させると、測温抵抗体が周囲の温度よりも
高温になり、放熱が加熱を相殺するような温度になって
平衡する。平衡する温度は、測温抵抗体がおかれている
周囲環境により支配され、液相中では熱放散定数が大き
いから測温抵抗体の温度が低くなり、気相中では熱放散
定数が小さいから測温抵抗体の温度が高くなる。したが
って、測温抵抗体の抵抗値により、液面が測温抵抗体の
上方にあるか、下方にあるかがわかる。2. Description of the Related Art A thermal liquid level sensor detects a liquid level by utilizing a difference in heat dissipation constant between a liquid phase and a gas phase.
A resistance temperature detector is used as a liquid level detector. When the resistance thermometer is heated, the temperature of the resistance thermometer becomes higher than the surrounding temperature, and the temperature becomes equilibrium by the heat radiation offsetting the heating. The equilibrium temperature is governed by the surrounding environment in which the RTD is placed.In the liquid phase, the heat dissipation constant is large, so the temperature of the RTD is low, and in the gas phase, the heat dissipation constant is small. The temperature of the resistance bulb increases. Therefore, whether the liquid level is above or below the resistance bulb can be determined from the resistance value of the resistance bulb.
【０００３】熱式液面センサを用いた液面検出器は、機
械的な可動部分がなく、取付部の密閉構造が完全で、液
体タンクへの不純物の侵入がない、検出感度が高いなど
の特長がある。例えば、半導体製造装置において、化学
蒸着装置に反応ガスを供給する液体原料気化供給装置の
容器や、冷却用冷媒供給装置の容器内の液面レベルを検
出するのに用いられている。A liquid level detector using a thermal liquid level sensor has no mechanically movable parts, has a completely sealed structure at the mounting portion, has no intrusion of impurities into the liquid tank, has a high detection sensitivity, and so on. There are features. For example, in a semiconductor manufacturing apparatus, it is used for detecting a liquid level in a container of a liquid raw material vaporization supply device for supplying a reaction gas to a chemical vapor deposition device and a container of a cooling refrigerant supply device.
【０００４】図９は、熱式液面センサを用いた従来の液
面検出器の説明図である。図９（ａ）はセンサ部の平面
図、図９（ｂ）はセンサ部のＸＸ矢印方向の断面図であ
る。この従来例は、特開平７−６３５９２号公報等で知
られたものである。測温抵抗体として、ホット側センサ
１およびクール側センサ２を有し、それぞれ、保護管７
２，７３内に挿入されて使用される。センサとして、例
えば、薄膜白金測温抵抗体を用いる。FIG. 9 is an explanatory diagram of a conventional liquid level detector using a thermal liquid level sensor. FIG. 9A is a plan view of the sensor unit, and FIG. 9B is a cross-sectional view of the sensor unit in a direction indicated by an arrow XX. This conventional example is known from Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-63592. A hot-side sensor 1 and a cool-side sensor 2 are provided as temperature measuring resistors.
2, 73 and used. As the sensor, for example, a thin-film platinum resistance temperature detector is used.
【０００５】８１は液体を収容する容器であり、そのフ
ランジ８１ａには、先端が閉じた２個の保護管７２，７
３を備えた取付板７１が、パッキング８３を介して気密
に取り付けられる。保護管７２，７３の先端に挿入ある
いは封入された、ホット側センサ１およびクール側セン
サ２は、液面の検出したい高さとなる基準位置に設置さ
れている。液体やガスの供給あるいは、これらの排出等
の機構については、図示および説明を省略する。ホット
側センサ１、クール側センサ２は、ケーブル８４，８５
により外部に設けられた変換器に接続され、図１０を参
照して後述するように、それぞれに定電流（ＩH，ＩC）
が供給される。ホット側センサ１には、これを高温に加
熱するために、比較的大きな定電流（ＩH）を流すのに
対し、クール側センサ２には、周囲の温度を測定できる
程度で発熱が無視できる大きさの定電流（ＩC）を流
す。Reference numeral 81 denotes a container for storing a liquid, and two protective tubes 72, 7 having closed ends are provided on the flange 81a.
The mounting plate 71 provided with the mounting member 3 is hermetically mounted via the packing 83. The hot-side sensor 1 and the cool-side sensor 2 inserted or sealed at the tips of the protection tubes 72 and 73 are installed at reference positions at which the liquid level is to be detected. The illustration and description of the mechanism for supplying or discharging the liquid or gas are omitted. The hot side sensor 1 and the cool side sensor 2 include cables 84 and 85
Are connected to externally provided converters, and as will be described later with reference to FIG. 10, each has a constant current (I H , I C ).
Is supplied. A relatively large constant current (I H ) is applied to the hot-side sensor 1 to heat it to a high temperature, while the cool-side sensor 2 can ignore the heat generation to the extent that the ambient temperature can be measured. flow magnitude of the constant current (I C).
【０００６】ホット側センサ１およびクール側センサ２
は、液面８２が基準の高さ以上であれば、図示のように
液相中にあるが、液面８２が基準の高さ以下であれば気
相中にある。高温に加熱されているホット側センサ１の
温度は、液相中にあるときよりも気相中にあるときの方
が高くなる。一方、クール側センサ２は加熱されていな
いため、その温度は、ホット側センサ１の温度よりも低
くなるだけでなく、液相中にあるときも気相中にあると
きも、その温度はほとんど変わらない。したがって、両
センサの端子電圧の差は、ホット側センサ１およびクー
ル側センサ２が、気相中にあるときと液相中にあるとき
とで相違することになり、液面８２の高さ（レベル）が
基準よりも高いか低いかを弁別することができる。[0006] Hot side sensor 1 and cool side sensor 2
Is in the liquid phase as shown if the liquid level 82 is above the reference height, but is in the gas phase if the liquid level 82 is below the reference height. The temperature of the hot-side sensor 1 heated to a high temperature is higher in the gas phase than in the liquid phase. On the other hand, since the cool-side sensor 2 is not heated, its temperature is not only lower than the temperature of the hot-side sensor 1, but also when it is in the liquid phase or in the gas phase, does not change. Therefore, the difference between the terminal voltages of the two sensors differs between when the hot side sensor 1 and the cool side sensor 2 are in the gas phase and when they are in the liquid phase, and the height of the liquid level 82 ( Level) is higher or lower than the standard.
【０００７】図１０は、熱式液面センサを用いた従来の
液面検出用変換器の説明図である。図中、１，２は、図
９に示したホット側センサ１およびクール側センサ２を
回路記号で示したものである。４，５は定電流回路、９
１は差動増幅回路、９２はコンパレータ、９３は第１の
分圧抵抗器、９４は第２の分圧抵抗器である。ホット側
センサ１にはクール側センサ２よりも大きな電流を流す
ために、定電流回路４の電流値は定電流回路５の電流値
よりも大きくなるように設定されている。差動増幅回路
９１は、ホット側センサ１の端子電圧（ＶH、以後、ホ
ット側電圧という。特に、気相中にあるときをＶHG，液
相中にあるときをＶHLとする）とクール側センサ２の端
子電圧（以後、クール側電圧ＶCという）とを入力し、
両者の差電圧を出力する。コンパレータ９２は、第１の
分圧抵抗器９３，第２の分圧抵抗器９４により設定され
た動作点電圧（ＶS）と、上述した差電圧とを比較す
る。FIG. 10 is an explanatory diagram of a conventional liquid level detecting converter using a thermal liquid level sensor. In the drawing, reference numerals 1 and 2 denote the hot side sensor 1 and the cool side sensor 2 shown in FIG. 9 by circuit symbols. 4 and 5 are constant current circuits, 9
1 is a differential amplifier circuit, 92 is a comparator, 93 is a first voltage dividing resistor, and 94 is a second voltage dividing resistor. The current value of the constant current circuit 4 is set to be larger than the current value of the constant current circuit 5 so that a larger current flows through the hot sensor 1 than the cool sensor 2. The differential amplifier circuit 91 calculates the terminal voltage of the hot-side sensor 1 (V H , hereinafter referred to as the hot-side voltage. In particular, V HG when in the gas phase and V HL when in the liquid phase). The terminal voltage of the cool side sensor 2 (hereinafter referred to as cool side voltage V C ) is input,
The difference voltage between the two is output. The comparator 92 includes a first voltage dividing resistors 93, a second dividing resistor 94 by the set operating point voltage (V S), compares the difference voltage described above.
【０００８】図１１は、図１０に示した従来の液面検出
用変換器の動作を説明するための模式的な線図である。
横軸はセンサ部の周囲温度であり、縦軸は各部の電圧値
であるが、動作点電圧（ＶS）は、比較動作をわかりや
すくするために、クール側電圧（ＶC）に上乗せして図
示している。図では、白金測温抵抗体の抵抗値と温度と
の関係を液面検出器（レベルセンサ）としての実用温度
範囲において、１次式で近似している。周囲温度が図示
の使用温度範囲にあるとき、ホット側センサ１が気相中
にあるときは、そのホット側電圧（ＶHG）が、クール側
電圧（ＶC）＋動作点電圧（ＶS）よりも大きくなり、比
較回路９２はハイレベルの電圧を出力する。一方、ホッ
ト側センサ１が液相中にあるときには、ホット側電圧
（ＶHL）が、クール側電圧（ＶC）＋動作点電圧（ＶS）
よりも小さくなり、コンパレータ９２はローレベルの電
圧を出力する。その結果、ホット側センサ１およびクー
ル側センサ２が気相中にあるか液相中にあるかを弁別す
ることができる。FIG. 11 is a schematic diagram for explaining the operation of the conventional liquid level detecting converter shown in FIG.
The horizontal axis is the ambient temperature of the sensor unit, and the vertical axis is the voltage value of each unit. The operating point voltage (V S ) is added to the cool side voltage (V C ) to make the comparison operation easier to understand. Is shown. In the figure, the relationship between the resistance value of the platinum resistance temperature detector and the temperature is approximated by a linear equation in a practical temperature range as a liquid level detector (level sensor). When the ambient temperature is within the illustrated operating temperature range and the hot side sensor 1 is in the gas phase, its hot side voltage (V HG ) is equal to the cool side voltage (V C ) + operating point voltage (V S ). And the comparison circuit 92 outputs a high-level voltage. On the other hand, when the hot side sensor 1 is in the liquid phase, the hot side voltage (V HL ) is equal to the cool side voltage (V C ) + the operating point voltage (V S ).
And the comparator 92 outputs a low-level voltage. As a result, it is possible to discriminate whether the hot side sensor 1 and the cool side sensor 2 are in the gas phase or the liquid phase.
【０００９】しかし、ホット側センサ１の端子電圧（Ｖ
HG，ＶHL）とクール側センサ２の端子電圧（ＶC）と
は、周囲温度に対して同じ正の温度係数を有するが、一
致はしないため、図１０に示した変換器では、使用温度
範囲を大幅に広くすることができない。特に、液体の性
質等により、液相中と気相中とで熱放散定数の差が小さ
い場合や、ホット側センサ１の加熱温度を抑えた場合に
は、ホット側センサ１が気相中にあるときの端子電圧
（ＶHG）と液相中にあるときの端子電圧（ＶHL）の差が
少なくなるため使用温度範囲が狭くなるとともに、安定
した液面検出がむずかしくなる。また、測温抵抗体には
ばらつきがあるため、これに合わせて、液面検出用変換
器の動作点電圧（ＶS）などを調整する必要がある。そ
の結果、センサ部と変換器とを別個に供給することがむ
ずかしい場合がある。また半導体製造装置では、センサ
部と変換器の組み合わせを変える場合があるため、セン
サのばらつきは特に問題が大きい。However, the terminal voltage (V
HG , V HL ) and the terminal voltage (V C ) of the cool-side sensor 2 have the same positive temperature coefficient with respect to the ambient temperature, but do not match. Therefore, in the converter shown in FIG. The range cannot be increased significantly. In particular, when the difference in heat dissipation constant between the liquid phase and the gas phase is small or the heating temperature of the hot side sensor 1 is suppressed due to the properties of the liquid, the hot side sensor 1 Since the difference between the terminal voltage (V HG ) at a certain time and the terminal voltage (V HL ) at the time of being in the liquid phase is reduced, the operating temperature range is narrowed and stable liquid level detection becomes difficult. Further, the resistance temperature detector because of the variation, in accordance with this, it is necessary to adjust and operating point voltage of the liquid level detection transducer (V S). As a result, it may be difficult to separately supply the sensor unit and the converter. Further, in a semiconductor manufacturing apparatus, since the combination of the sensor unit and the converter may be changed, the variation in the sensor is particularly problematic.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決するためになされたもので、広い温度範囲に
わたって安定に液面検出を行うことができる液面検出用
変換器を提供することを目的とするものである。また、
測温抵抗体のばらつきを吸収することが可能な液面検出
器を提供することを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a liquid level detecting converter capable of performing liquid level detection stably over a wide temperature range. The purpose is to do so. Also,
It is an object of the present invention to provide a liquid level detector capable of absorbing variations in a resistance temperature detector.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１に記
載の発明においては、加熱された第１の測温抵抗体と周
囲温度計測用の第２の測温抵抗体の温度差に基づいて液
面レベルを検出する液面検出装置用変換器において、前
記第２の測温抵抗体側の出力電圧を入力し、前記第１の
測温抵抗体側の出力電圧の温度係数にほぼ一致する温度
係数の電圧を出力する増幅手段と、前記第１の測温抵抗
体側の出力電圧と前記増幅手段の出力電圧との差が所定
電圧を超えるか否かを比較して前記液面レベルを検出す
るする比較手段を有するものである。したがって、周囲
温度測定用の測温抵抗体の出力電圧の周囲温度に対する
温度係数を、増幅手段により、加熱された測温抵抗体の
それにほぼ一致させることができるため、周囲温度の広
い範囲にわたって安定して液面レベルの検出ができる。According to the first aspect of the present invention, a temperature difference between a heated first temperature measuring resistor and a second temperature measuring resistor for measuring an ambient temperature is provided. In the converter for a liquid level detection device that detects a liquid level based on the output voltage of the second resistance temperature detector, the output voltage is substantially equal to the temperature coefficient of the output voltage of the first resistance temperature detector. Amplifying means for outputting a voltage of a temperature coefficient; and detecting whether the difference between the output voltage of the first resistance temperature detector and the output voltage of the amplifying means exceeds a predetermined voltage to detect the liquid level. It has a comparison means to perform the comparison. Therefore, the temperature coefficient of the output voltage of the RTD for measuring the ambient temperature with respect to the ambient temperature can be made to substantially match that of the heated RTD by the amplifying means, so that the temperature coefficient is stable over a wide range of the ambient temperature. To detect the liquid level.
【００１２】請求項２に記載の発明においては、請求項
１に記載の液面検出用変換器において、前記第１の測温
抵抗体に前記第２の測温抵抗体に流す電流よりも大きい
電流を流す電流供給手段を有し、前記第１の測温抵抗体
を自己発熱させて周囲温度よりも高い温度にするもので
ある。したがって、加熱用の発熱体を特に設けなくても
よいので、センサ部の構造が簡単になる。According to a second aspect of the present invention, in the liquid level detecting converter according to the first aspect, a current flowing through the first temperature measuring resistor is larger than a current flowing through the second temperature measuring resistor. It has a current supply means for flowing a current, and causes the first temperature measuring resistor to generate heat by itself to a temperature higher than an ambient temperature. Therefore, since the heating element for heating does not need to be particularly provided, the structure of the sensor unit is simplified.
【００１３】請求項３に記載の発明においては、加熱さ
れた第１の測温抵抗体と周囲温度計測用の第２の測温抵
抗体の温度差に基づいて液面レベルを検出する液面検出
器において、前記第１の測温抵抗体に直列に第１の調整
用抵抗器を接続したものである。したがって、前記第１
の測温抵抗体の出力電圧の出力レベルのばらつきを吸収
することができる。請求項１または２に記載の液面検出
用変換器とともに用いれば、比較手段の所定電圧のレベ
ル設定を規格値から変更調整しなくてもすむ。According to a third aspect of the present invention, a liquid surface level is detected based on a temperature difference between a heated first temperature measuring resistor and a second temperature measuring resistor for measuring an ambient temperature. In the detector, a first adjusting resistor is connected in series to the first resistance bulb. Therefore, the first
The variation in the output level of the output voltage of the temperature measuring resistor can be absorbed. When used together with the liquid level detecting converter according to claim 1 or 2, the level setting of the predetermined voltage of the comparing means does not need to be changed and adjusted from the standard value.
【００１４】請求項４に記載の発明においては、加熱さ
れた第１の測温抵抗体と周囲温度計測用の第２の測温抵
抗体の温度差に基づいて液面レベルを検出する液面検出
器において、前記第２の測温抵抗体に並列に第２の調整
用抵抗器を接続したものである。したがって、第２の測
温抵抗体の温度係数のばらつきを吸収することができ
る。請求項１または２に記載の液面検出用変換器ととも
に用いれば、増幅手段の利得を規格値から変更調整しな
くてもすむ。According to a fourth aspect of the present invention, a liquid surface level is detected based on a temperature difference between a heated first temperature measuring resistor and a second temperature measuring resistor for measuring ambient temperature. In the detector, a second adjusting resistor is connected in parallel with the second resistance bulb. Therefore, the variation of the temperature coefficient of the second resistance temperature detector can be absorbed. When used together with the liquid level detecting converter according to claim 1 or 2, it is not necessary to change and adjust the gain of the amplifying means from the standard value.
【００１５】請求項５に記載の発明においては、加熱さ
れた第１の測温抵抗体と周囲温度計測用の第２の測温抵
抗体の温度差に基づいて液面レベルを検出する液面検出
器において、前記第１の測温抵抗体に直列に第１の調整
用抵抗器を接続し、前記第２の測温抵抗体に並列に第２
の調整用抵抗器を接続したものである。したがって、請
求項３、４に記載の発明の作用を併せ持つことができ
る。According to a fifth aspect of the present invention, a liquid surface level is detected based on a temperature difference between a heated first resistance temperature detector and a second resistance temperature detector for measuring ambient temperature. In the detector, a first adjusting resistor is connected in series to the first resistance temperature detector, and a second adjustment resistor is connected in parallel to the second resistance temperature detector.
Are connected. Therefore, the effects of the inventions described in claims 3 and 4 can be obtained.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】図１は、本発明の液面検出用変換
器の第１の実施の形態の回路構成図である。センサ部側
の回路構成もあわせて図示している。図中、図９，図１
０と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。
３は第１のばらつき調整用トリマ抵抗器、６はバッフ
ァ、７はコンパレータ、８はアンプ、９は定電流回路、
１０は抵抗器、１１はスイッチング部、１２はリレーで
ある。FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of a liquid level detecting converter according to the present invention. The circuit configuration on the sensor unit side is also shown. 9 and 1 in FIG.
The same parts as those of 0 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
3 is a first variation adjusting trimmer resistor, 6 is a buffer, 7 is a comparator, 8 is an amplifier, 9 is a constant current circuit,
Reference numeral 10 denotes a resistor, 11 denotes a switching unit, and 12 denotes a relay.
【００１７】ホット側センサ１は、第１のばらつき調整
用トリマ抵抗器３と直列に接続されて定電流回路４に接
続される。第１のばらつき調整用トリマ抵抗器３と定電
流回路４との接続点の電圧（ＶH）は、利得１のバッフ
ァ６を介し、コンパレータ７の負側入力に出力される。
なお、第１のばらつき調整用トリマ抵抗器３について
は、図７を参照して説明する。一方、クール側センサ２
と定電流回路５との接続点の電圧（ＶC）は、利得（ゲ
イン）ｇのアンプ８に入力され、アンプ８の出力端子
（出力電圧ｇＶC）には、抵抗器１０を介し、定電流回
路９が接続され、定電流（ＩR）が流し込まれる。抵抗
器１０は、出力電圧（ｇＶC）をシフト電圧（ＶR＝ＩR
Ｒ）だけレベルシフトさせるためのもので、抵抗器１０
（抵抗値Ｒ）と定電流回路９との接続点の電圧が、動作
点電圧（ＶOP＝ｇＶC＋ＩRＲ）として、コンパレータ７
の正側入力端子に供給される。コンパレータ７の比較出
力はスイッチング部１１に出力され、リレー１２を駆動
する。したがって、ホット側センサ１およびクール側セ
ンサ２が液相中にあるときには、コンパレータ７の出力
が正電圧となり、スイッチング部１１がＯＮし、リレー
１２が動作して、そのスイッチが閉成する。The hot side sensor 1 is connected in series with the first variation adjusting trimmer resistor 3 and connected to the constant current circuit 4. The voltage (V H ) at the connection point between the first variation adjusting trimmer resistor 3 and the constant current circuit 4 is output to the negative input of the comparator 7 via the gain 6 buffer 6.
The first variation adjusting trimmer resistor 3 will be described with reference to FIG. On the other hand, the cool side sensor 2
The voltage (V C ) at the connection point between the power supply and the constant current circuit 5 is input to an amplifier 8 having a gain (gain) g, and the output terminal (output voltage gV C ) of the amplifier 8 is connected via a resistor 10 via a resistor 10. current circuit 9 is connected, a constant current (I R) is poured. The resistor 10 shifts the output voltage (gV C ) to the shift voltage (V R = I R).
R) to shift the level by the resistor 10
Voltage at the connection point between the (resistance value R) and the constant current circuit 9, as an operating point voltage (V OP = gV C + I R R), the comparator 7
Is supplied to the positive side input terminal. The comparison output of the comparator 7 is output to the switching unit 11 and drives the relay 12. Therefore, when the hot side sensor 1 and the cool side sensor 2 are in the liquid phase, the output of the comparator 7 becomes a positive voltage, the switching unit 11 is turned on, the relay 12 is operated, and the switch is closed.
【００１８】図２は、図１に示した液面検出用変換器の
動作を説明するための模式的な線図である。横軸はセン
サ部の周囲温度であり、縦軸は各部の電圧値である。ホ
ット側電圧（ＶH）は、第１のばらつき調整用トリマ抵
抗器３を無視すれば、ホット側センサ１の抵抗値
（ＲH）と定電流値（ＩH）の積であり、気相中において
ＶHG、液相中においてＶHLと表される。一方、クール側
電圧（ＶC）は、クール側センサ２の抵抗値（ＲC）と定
電流値（ＩC）の積で表される。両電圧は、周囲温度に
対し、図示のような変化をする。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the operation of the liquid level detecting converter shown in FIG. The horizontal axis is the ambient temperature of the sensor unit, and the vertical axis is the voltage value of each unit. The hot side voltage (V H ) is the product of the resistance value (R H ) of the hot side sensor 1 and the constant current value (I H ), if the first variation adjustment trimmer resistor 3 is ignored. V HG in the liquid phase and V HL in the liquid phase. On the other hand, the cool side voltage (V C) is represented by the product of the resistance value of the cool side sensor 2 (R C) and the constant current (I C). Both voltages change as shown with respect to the ambient temperature.
【００１９】図１に示した動作点電圧（ＶOP＝ｇＶC＋
ＩRＲ）は、ホット側センサ１が液相中にあるときのホ
ット側電圧（ＶHL）と平行になるようにする。すなわ
ち、動作点電圧（ＶOP）の周囲温度に対する傾きを、ホ
ット側電圧（ＶHL）の周囲温度に対する傾きに合わせ
る。具体的には、アンプ８の出力電圧（ｇＶC）の傾き
が、ホット側電圧（ＶHL）の傾きに一致するように、ア
ンプ８の利得ｇを調整する。そのために、ホット側電圧
（ＶHL）の周囲温度特性をあらかじめ測定しておく必要
がある。動作点電圧（ＶOP）は、ホット側センサ１が、
気相と液相の中間のどのような状態にあるときに、コン
パレータ７を反転させ、リレー１２を動作させるかを決
める電圧である。この動作点電圧（ＶOP）の周囲温度に
依存しないレベルシフト電圧値は、抵抗器１０の抵抗値
（Ｒ）または定電流源９の定電流値（ＩR）を変えるこ
とによって調整することができる。The operating point voltage (V OP = gV C +) shown in FIG.
I RR ) is set to be parallel to the hot side voltage (V HL ) when the hot side sensor 1 is in the liquid phase. That is, the slope of the operating point voltage (V OP ) with respect to the ambient temperature is adjusted to the slope of the hot side voltage (V HL ) with respect to the ambient temperature. Specifically, the gain g of the amplifier 8 is adjusted such that the slope of the output voltage (gV C ) of the amplifier 8 matches the slope of the hot side voltage (V HL ). Therefore, it is necessary to measure the ambient temperature characteristics of the hot side voltage (V HL ) in advance. The operating point voltage (V OP ) is
This voltage determines the state of the intermediate state between the gas phase and the liquid phase when the comparator 7 is inverted and the relay 12 is operated. The level shift voltage value independent of the ambient temperature of the operating point voltage (V OP ) can be adjusted by changing the resistance value (R) of the resistor 10 or the constant current value (I R ) of the constant current source 9. it can.
【００２０】上述したように、動作点電圧（ＶOP）の周
囲温度に対する温度係数を、ホット側電圧（ＶHL）の周
囲温度に対する温度係数に合わせることにより、使用温
度範囲が大幅に広がることになる。したがって、液相中
と気相中とで熱放散定数の差が小さい場合や、ホット側
センサ１の発熱量を抑えた場合に、ホット側センサ１が
気相中にあるときのホット側電圧（ＶHG）と液相中にあ
るときのホット側電圧（ＶHL）の差が少なくなっても、
使用温度範囲が狭くならず、安定した液面検出を行うこ
とができる。As described above, by adjusting the temperature coefficient of the operating point voltage (V OP ) with respect to the ambient temperature to the temperature coefficient of the hot side voltage (V HL ) with respect to the ambient temperature, the operating temperature range can be greatly expanded. Become. Therefore, when the difference in the heat dissipation constant between the liquid phase and the gas phase is small, or when the amount of heat generated by the hot side sensor 1 is suppressed, the hot side voltage when the hot side sensor 1 is in the gas phase ( V HG ) and the difference between the hot side voltage (V HL ) when in the liquid phase,
The operating temperature range is not narrowed, and stable liquid level detection can be performed.
【００２１】ホット側センサ１が液相中にあるときのホ
ット側電圧（ＶHL）の特性の方が、気相中にあるときの
ホット側電圧（ＶHG）よりも、比較的安定している。そ
のため、上述した説明のように、動作点電圧（ＶOP）の
周囲温度に対する温度係数を、ホット側センサ１が液相
中にあるときのホット側電圧（ＶHL）の周囲温度に対す
る傾きに合わせると好適である。しかし、気相中にある
ときのホット側電圧（ＶHG）の周囲温度に対する傾きに
合わせてもよいし、両者の平均値に合わせてもよい。The characteristics of the hot side voltage (V HL ) when the hot side sensor 1 is in the liquid phase are relatively more stable than the hot side voltage (V HG ) when the hot side sensor 1 is in the gas phase. I have. Therefore, as described above, the temperature coefficient of the operating point voltage (V OP ) with respect to the ambient temperature is adjusted to the gradient of the hot side voltage (V HL ) with respect to the ambient temperature when the hot side sensor 1 is in the liquid phase. It is suitable. However, it may be adjusted to the gradient of the hot side voltage (V HG ) with respect to the ambient temperature when in the gas phase, or to the average value of both.
【００２２】ホット側電圧（ＶHL，ＶHG）の傾きは、液
体（媒質）の特性によって異なるため、動作点電圧（Ｖ
OP）の周囲温度に対する傾きも、液体の特性によって調
整する。また、ホット側センサ１が液相中にあるときの
ホット側電圧（ＶHL）と気相中にあるときのホット側電
圧（ＶHG）の電位差も、液体の特性によって異なるた
め、動作点電圧（ＶOP）のシフト量も、液体（媒質）の
特性によって調整する。Since the slope of the hot side voltage (V HL , V HG ) differs depending on the characteristics of the liquid (medium), the operating point voltage (V
The gradient of OP ) with respect to the ambient temperature is also adjusted according to the characteristics of the liquid. The potential difference between the hot side voltage (V HL ) when the hot side sensor 1 is in the liquid phase and the hot side voltage (V HG ) when the hot side sensor 1 is in the gas phase also depends on the characteristics of the liquid. The shift amount of (V OP ) is also adjusted according to the characteristics of the liquid (medium).
【００２３】図３は、本発明の液面検出用変換器の第２
の実施の形態の回路構成図である。図１に示した液面検
出用変換器を具体化したものである。図中、図９，図１
０，図１と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略
する。ばらつき調整用トリマ３は省略した。２１はセン
サ部、２２は液面検出用変換器である。センサ部２１と
液面検出用変換器２２との間は、ケーブルで接続されて
いる。２３はボルテージホロワ、２４はコンパレータ、
２５は非反転増幅器、２６は利得調整用トリマ抵抗器、
２７は帰還抵抗器、２８は入力抵抗器、２９はシフト調
整用トリマ抵抗器、３０は抵抗器、３１はボルテージホ
ロワ、３２は入力抵抗器、３３は帰還抵抗器である。FIG. 3 shows a second embodiment of the liquid level detecting converter according to the present invention.
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of the embodiment. FIG. 2 is a diagram that embodies the converter for liquid level detection shown in FIG. 1. 9 and 1 in FIG.
1 and the same parts as those in FIG. The variation adjusting trimmer 3 is omitted. Reference numeral 21 denotes a sensor unit, and reference numeral 22 denotes a liquid level detecting converter. A cable is connected between the sensor section 21 and the liquid level detecting converter 22. 23 is a voltage follower, 24 is a comparator,
25 is a non-inverting amplifier, 26 is a trimmer resistor for gain adjustment,
27 is a feedback resistor, 28 is an input resistor, 29 is a trimmer resistor for shift adjustment, 30 is a resistor, 31 is a voltage follower, 32 is an input resistor, and 33 is a feedback resistor.
【００２４】ボルテージホロワ２３は、図１のバッファ
６に対応するものであり、コンパレータ２４は、図１の
コンパレータに対応するものであり、非反転増幅器２５
は、図１のアンプ８に対応するものである。ボルテージ
ホロワ３１は、レベルシフト部の出力バッファとして挿
入されている。いずれも、オペアンプ（演算増幅器）を
用いて実現され、周辺に接続される回路構成によって上
述したように異なる機能を奏する。利得調整用トリマ抵
抗器２６と抵抗器２７との直列回路は、非反転増幅器２
５の帰還抵抗をなし、利得調整用トリマ抵抗器２６の抵
抗値を調整することにより、利得ｇを調整することがで
きる。シフト調整用トリマ抵抗器２９と抵抗器３０との
直列回路は、非反転増幅器２５の出力のレベルシフトを
行うもので、シフト調整用トリマ抵抗器２９の抵抗値を
調整することにより、動作点電圧（ＶOP）の周囲温度に
依存しないレベルシフト電圧（ＶR）を調整する。帰還
抵抗器３３は、コンパレータ２４の正帰還用抵抗であっ
て、正側入力抵抗器３２とともに、コンパレータ２４に
ヒステリシス特性を与え、コンパレータ２４に必要なデ
ィファレンシャルを付加する。The voltage follower 23 corresponds to the buffer 6 in FIG. 1, and the comparator 24 corresponds to the comparator in FIG.
Corresponds to the amplifier 8 in FIG. The voltage follower 31 is inserted as an output buffer of the level shift unit. Each of them is realized using an operational amplifier (operational amplifier), and has different functions as described above depending on the circuit configuration connected to the periphery. The series circuit of the gain adjusting trimmer resistor 26 and the resistor 27 is a non-inverting amplifier 2
The gain g can be adjusted by forming a feedback resistor of No. 5 and adjusting the resistance value of the gain adjusting trimmer resistor 26. The series circuit of the shift adjusting trimmer resistor 29 and the resistor 30 shifts the level of the output of the non-inverting amplifier 25. By adjusting the resistance value of the shift adjusting trimmer resistor 29, the operating point voltage is adjusted. Adjust the level shift voltage (V R ) independent of the ambient temperature of (V OP ). The feedback resistor 33 is a resistor for positive feedback of the comparator 24, and provides a hysteresis characteristic to the comparator 24 together with the positive input resistor 32, and adds a necessary differential to the comparator 24.
【００２５】図４は、本発明の液面検出用変換器の第３
の実施の形態の回路構成図である。この実施の形態は、
図１に示した液面検出用変換器を、差動アンプ４３を用
いて具体化したものである。図中、図９，図１０，図１
と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。セ
ンサ部側は、図３と同様であり図示を省略している。４
１はボルテージホロワ、４２は入力抵抗器、４３は差動
アンプ、４４は帰還抵抗器、４５は非反転増幅器、４６
は入力抵抗器、４７は帰還抵抗器、４８は利得調整用抵
抗器、４９，５０は入力分圧抵抗器、５１は入力抵抗
器、５３は帰還抵抗器、５４は分圧抵抗器、５５は動作
点電圧用分圧抵抗器、５６は分圧抵抗器である。FIG. 4 shows a third embodiment of the liquid level detecting converter according to the present invention.
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of the embodiment. In this embodiment,
The liquid level detecting converter shown in FIG. 1 is embodied using a differential amplifier 43. 9, FIG. 10, and FIG.
The same reference numerals are given to the same parts as those described above, and the description is omitted. The sensor unit side is the same as in FIG. 3 and is not shown. 4
1 is a voltage follower, 42 is an input resistor, 43 is a differential amplifier, 44 is a feedback resistor, 45 is a non-inverting amplifier, 46
Is an input resistor, 47 is a feedback resistor, 48 is a gain adjusting resistor, 49 and 50 are input voltage dividing resistors, 51 is an input resistor, 53 is a feedback resistor, 54 is a voltage dividing resistor, and 55 is a voltage dividing resistor. An operating point voltage dividing resistor 56 is a voltage dividing resistor.
【００２６】ボルテージホロワ４１は図１のバッファ６
に対応し、非反転増幅器４５は図１の利得ｇのアンプ８
に対応し、差動アンプ４３，５２は図１のコンパレータ
７に対応し、いずれも、オペアンプにより実現され、周
辺に接続される回路構成によって上述したようにそれぞ
れ異なる機能を奏する。差動増幅器４３の利得を１とす
れば、差動増幅器４３の出力する差動電圧（ΔＶ）は、
図１ないし図３の差動電圧ΔＶ＝ＶH−ｇＶC（ＶHは、
ＶHGまたはＶHL）に相当する。非反転増幅器４５の利得
ｇは、利得調整用抵抗器４８により調整することができ
る。また、差動アンプ５２の負側入力の動作点電圧（Ｖ
R）は、図１ないし図３の、レベルシフト電圧（ＶR）に
対応する。動作点電圧は、動作点電圧用分圧抵抗器５５
により調整することができる。帰還抵抗器５３は、コン
パレータの正帰還用抵抗であって、正側入力抵抗器５１
とともに、コンパレータ５２にヒステリシス特性を与
え、コンパレータに必要なディファレンシャルを付加す
る。The voltage follower 41 corresponds to the buffer 6 shown in FIG.
, And the non-inverting amplifier 45 is the amplifier 8 having the gain g in FIG.
The differential amplifiers 43 and 52 correspond to the comparator 7 in FIG. 1. Both are realized by an operational amplifier, and have different functions as described above depending on the circuit configuration connected to the periphery. Assuming that the gain of the differential amplifier 43 is 1, the differential voltage (ΔV) output from the differential amplifier 43 is
1 to 3, the differential voltage ΔV = V H −gV C (V H is
V HG or V HL ). The gain g of the non-inverting amplifier 45 can be adjusted by the gain adjusting resistor 48. Further, the operating point voltage (V
R) corresponds to the FIG. 1 to FIG. 3, the level shift voltage (V R). The operating point voltage is determined by the operating point voltage dividing resistor 55.
Can be adjusted. The feedback resistor 53 is a positive feedback resistor of the comparator, and is a positive input resistor 51.
At the same time, a hysteresis characteristic is given to the comparator 52, and a necessary differential is added to the comparator.
【００２７】図５は、図３，図４に示した液面検出用変
換器の使用状態の第１の説明図である。横軸は容器内の
液体の液排出量、縦軸は差動電圧値ΔＶ＝ＶH−ｇＶCで
ある。ホット側センサ１が容器内の液相中に没している
ときには、差動電圧ΔＶは動作点電圧（ＶR）よりも低
い。液体が排出されて行き、ホット側センサ１が容器内
の気相中に現れると、差動電圧ΔＶは動作点電圧
（ＶR）よりも高くなる。図３のコンパレータ２４，図
４のコンパレータ５２は、差動電圧（ΔＶ）が動作点電
圧（ＶR）よりも低いときにハイレベル（ＯＮ）とな
り、これよりも高くなるときにローレベル（ＯＦＦ）と
なる。FIG. 5 is a first explanatory view of the state of use of the liquid level detecting converter shown in FIGS. The horizontal axis represents the liquid discharge amount of the liquid in the container, and the vertical axis represents the differential voltage value ΔV = V H −gV C. When the hot side sensor 1 is submerged in the liquid phase in the container, the differential voltage ΔV is lower than the operating point voltage (V R ). When the liquid is discharged and the hot side sensor 1 appears in the gas phase in the container, the differential voltage ΔV becomes higher than the operating point voltage (V R ). The comparator 24 shown in FIG. 3 and the comparator 52 shown in FIG. 4 go to the high level (ON) when the differential voltage (ΔV) is lower than the operating point voltage (V R ), and go to the low level (OFF) when it becomes higher than this. ).
【００２８】コンパレータ２４，コンパレータ５２は、
ヒステリシス特性を有するため、厳密に言えば、液体が
排出される方向の変化においては、差動電圧（ΔＶ）が
動作点電圧（ＶR）よりも僅かに高い電圧で出力がロー
レベル（ＯＦＦ）になる。一方、液体が供給される方向
の変化においては、差動電圧（ΔＶ）が動作点電圧（Ｖ
R）よりも僅かに低い電圧で出力がハイレベル（ＯＮ）
になる。このようにヒステリシス特性を持たせることに
より、ホット側センサ１の高さ位置で液面が上下に微小
変動する際の出力のばたつきを防止する。The comparator 24 and the comparator 52 are
Strictly speaking, because of the hysteresis characteristic, in a change in the direction in which the liquid is discharged, the output is at a low level (OFF) when the differential voltage (ΔV) is slightly higher than the operating point voltage (V R ). become. On the other hand, in the change in the direction in which the liquid is supplied, the differential voltage (ΔV) changes to the operating point voltage (V
R ) Output is high level (ON) at a voltage slightly lower than
become. By providing the hysteresis characteristic in this way, it is possible to prevent the output from fluttering when the liquid level slightly changes up and down at the height position of the hot side sensor 1.
【００２９】図６は、図３，図４に示した液面検出用変
換器の使用状態の第２の説明図である。横軸は容器内の
液体の液排出量、縦軸は差動電圧値ΔＶ＝ＶH−ｇＶCで
あり、種類が異なる液体Ａ，液体Ｂについての差動電圧
値を示すものである。ホット側センサ１が液相中にある
ときのホット側電圧ＶHLは、液体の特性によって変わる
ため、図３中の非反転増幅器２５，図４中の非反転増幅
器４５のゲインを調整する。この段階では、まだ、図示
のように、液体の種類によって差動電圧値ΔＶが異なる
ので、動作点電圧（ＶR）も液体の種類に合わせて調整
する必要がある。FIG. 6 is a second explanatory diagram of the use state of the liquid level detecting converter shown in FIGS. The horizontal axis indicates the liquid discharge amount of the liquid in the container, and the vertical axis indicates the differential voltage value ΔV = V H −gV C , and indicates the differential voltage values for the different types of liquid A and liquid B. Since the hot side voltage V HL when the hot side sensor 1 is in the liquid phase changes depending on the characteristics of the liquid, the gains of the non-inverting amplifier 25 in FIG. 3 and the non-inverting amplifier 45 in FIG. 4 are adjusted. At this stage, still, as shown, since the type of the liquid differential voltage ΔV different operating point voltage (V R) should also be tailored to the type of liquid.
【００３０】図７は、本発明の液面検出器の実施の一形
態の第１の説明図である。図中、図１と同様な部分には
同じ符号を付して説明を省略する。６１は第２のばらつ
き調整用トリマ抵抗器、６２は抵抗器である。第２のば
らつき調整用トリマ抵抗器６１と抵抗器６２とは直列接
続（合成抵抗値をＲ1とする）され、クール側センサ２
と並列接続（合成抵抗値Ｒ' C）されている。FIG. 7 is a first explanatory view of one embodiment of the liquid level detector of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 61 is a second variation adjusting trimmer resistor, and 62 is a resistor. The second variation adjusting trimmer resistor 61 and the resistor 62 are connected in series (the combined resistance value is R 1 ), and
Are connected in parallel (combined resistance value R ′ C ).
【００３１】液面検出用変換器側において、差動電圧値
ΔＶ＝ＶH−ｇＶCを所定の動作点電圧（ＶR）と比較す
る動作を行っているため、差動電圧値ΔＶの周囲温度に
対する温度係数がほぼ０であり、かつ、差動電圧値ΔＶ
のレベルがほぼ一定値であることが理想的である。セン
サ部２１と液面検出用変換器２２とをペアにして市場に
供給する場合には、センサ部２１内のホット側センサ
１，クール側センサ２の特性にばらつきがあっても、セ
ンサ部２１の１台ごとに、液面検出用変換器２２の特性
を合わせ込んで理想状態に近付けることが可能である。
しかし、センサ部２１と液面検出用変換器２２を個別に
供給する場合などには、液面検出用変換器２２側のばら
つきをなくすことは容易であっても、センサ部２１側
は、ホット側センサ１，クール側センサ２の特性のばら
つきをなくすことがむずかしい。その結果、差動電圧値
ΔＶは、理想状態からばらつくことになる。On the liquid level detecting converter side, the operation of comparing the differential voltage value ΔV = V H −gV C with a predetermined operating point voltage (V R ) is performed. The temperature coefficient with respect to the temperature is almost 0, and the differential voltage value ΔV
Is ideally a substantially constant value. When the sensor unit 21 and the liquid level detection converter 22 are supplied to the market in pairs, even if the characteristics of the hot side sensor 1 and the cool side sensor 2 in the sensor unit 21 vary, the sensor unit 21 It is possible to approach the ideal state by adjusting the characteristics of the liquid level detecting converter 22 for each of the units.
However, when the sensor unit 21 and the liquid level detecting converter 22 are individually supplied, for example, it is easy to eliminate the variation on the liquid level detecting converter 22 side, but the sensor unit 21 side is hot. It is difficult to eliminate variations in the characteristics of the side sensor 1 and the cool side sensor 2. As a result, the differential voltage value ΔV varies from the ideal state.
【００３２】これを解決する第１の方法は、液面検出用
変換器２２をセンサ部２１の側に設けることによってセ
ンサ部と液面検出用変換器とを一体にすることである。
しかし、この場合、液面検出用変換器を動作させるため
の電源を供給する電源線が新たに必要となり、また、セ
ンサ部２１に液面検出用変換器を収容するスペースが必
要である。第２の方法は、センサ部２１の特性をそろ
え、その特性を一定公差内に収めることである。この実
施の形態においては、第２の方法を採用するものであっ
て、センサ部２１側に、以下のような調整機能を付加し
て調整を行うことができるようにした。 （ａ）クール側センサ２の側の第２の調整用トリマ抵抗
器６１を用いてクール側電圧（ＶC）の温度係数を調整
することにより、差動電圧値ΔＶの周囲温度に対する温
度係数のばらつきを吸収する。 （ｂ）ホット側センサ１の側の第１のばらつき調整用ト
リマ抵抗器３を用いてホット側電圧（ＶH）の電圧シフ
ト量を調整することにより、差動電圧値ΔＶのレベルの
ばらつきを吸収する。A first method for solving this problem is to integrate the sensor unit and the liquid level detecting converter by providing the liquid level detecting converter 22 on the sensor unit 21 side.
However, in this case, a power supply line for supplying power for operating the liquid level detecting converter is newly required, and a space for accommodating the liquid level detecting converter in the sensor unit 21 is required. The second method is to make the characteristics of the sensor unit 21 uniform and to keep the characteristics within a certain tolerance. In this embodiment, the second method is adopted, and the adjustment can be performed by adding the following adjustment function to the sensor unit 21 side. (A) By adjusting the temperature coefficient of the cool side voltage (V C ) using the second adjusting trimmer resistor 61 on the side of the cool side sensor 2, the temperature coefficient of the differential voltage value ΔV with respect to the ambient temperature is adjusted. Absorb variations. (B) The level variation of the differential voltage value ΔV can be reduced by adjusting the voltage shift amount of the hot side voltage (V H ) using the first variation adjusting trimmer resistor 3 on the side of the hot side sensor 1. Absorb.
【００３３】以下具体的に説明する。図２に示したよう
に、ホット側電圧（ＶH）およびクール側電圧（ＶC）
が、近似的に周囲温度に対する一次式で表されるとす
る。クール側センサ（抵抗値ＲC）、第２のばらつき調
整用トリマ抵抗器６１、および、抵抗器６２の合成抵抗
（抵抗値ＲC’）は、次式で表される。 ＲC’＝Ｒ1ＲC／（Ｒ1＋ＲC） （１） 一方、クール側センサ２の抵抗値を次式で表す。 ＲC＝ＲC0＋α（ｔ−ｔ0） （２） ここで、ｔは温度、ｔ0は基準温度、ＲC0は基準温度に
おけるＲCの値、αは、ＲCの温度係数であり、この場
合、αは一定としている。基準温度ｔ0を、例えば、ｔ
＝０℃とすると、次式で表される。 ＲC＝ＲC0＋αｔ （３）The details will be described below. As shown in FIG. 2, the hot side voltage (V H ) and the cool side voltage (V C )
Is approximately expressed by a linear expression with respect to the ambient temperature. The combined resistance (resistance value R C ′) of the cool-side sensor (resistance value R C ), the second variation adjusting trimmer resistor 61, and the resistor 62 is represented by the following equation. R C ′ = R 1 R C / (R 1 + R C ) (1) On the other hand, the resistance value of the cool-side sensor 2 is represented by the following equation. R C = R C0 + α (t−t 0 ) (2) where t is temperature, t 0 is a reference temperature, R C0 is a value of R C at the reference temperature, α is a temperature coefficient of R C , In this case, α is constant. The reference temperature t 0 is, for example, t
If = 0 ° C., it is expressed by the following equation. R C = R C0 + αt (3)
【００３４】上述した式（１）に式（３）を代入すると
次式となる。 ＲC’＝Ｒ1（ＲC0＋αｔ）／（Ｒ1＋ＲC0＋αｔ） （４） ここで、クール側センサ２の抵抗値が（Ｒ1＋ＲC0）に
比べて十分小さい周囲温度の範囲において、言い換えれ
ば、 ｔ≪（Ｒ1＋ＲC0）／α （５） が満足される周囲温度の範囲において、（４）式は、次
式のように近似される。 ＲC’≒｛Ｒ1／（Ｒ1＋ＲC0）｝ＲC0＋｛Ｒ1／(Ｒ1＋ＲC0）｝2αｔ （６ ） 一方、ホット側電圧（ＶH）は次式で表される。 ＶH＝（ＲH＋Ｒ2）ＩH （７） したがって、差動電圧値ΔＶは、次式で表される。 ΔＶ＝（ＲH＋Ｒ2）ＩH−ｇＲC'ＩC （８）By substituting equation (3) into equation (1), the following equation is obtained. R C ′ = R 1 (R C0 + αt) / (R 1 + R C0 + αt) (4) Here, in the range of the ambient temperature where the resistance value of the cool-side sensor 2 is sufficiently smaller than (R 1 + R C0 ), In other words, in the range of the ambient temperature where t≪ (R 1 + R C0 ) / α (5) is satisfied, the expression (4) is approximated as the following expression. R C '≒ ｛R 1 / (R 1 + R C0 )｝ R C0 + ｛R 1 / (R 1 + R C0 )｝ 2 αt (6) On the other hand, the hot side voltage (V H ) is expressed by the following equation. . V H = (R H + R 2 ) I H (7) Accordingly, the differential voltage value ΔV is represented by the following equation. ΔV = (R H + R 2 ) I H -gR C 'I C (8)
【００３５】その結果、第２のばらつき調整用トリマ抵
抗器６１により、式（６）に示した合成抵抗値ＲC’内
の合成抵抗値Ｒ1を調整することにより、式（８）に示
した差動電圧値ΔＶの周囲温度に対する温度係数のばら
つきを吸収することができる。ここで、差動電圧値ΔＶ
のレベルも変更されるが、次に、調整用トリマ抵抗器３
の抵抗値Ｒ2を調整することにより、式（８）に示した
差動電圧値ΔＶのレベルのばらつきを吸収することがで
きる。As a result, the second variation adjusting trimmer resistor 61 adjusts the combined resistance value R 1 in the combined resistance value R C ′ shown in the equation (6), thereby obtaining the equation (8). Variations in the temperature coefficient of the differential voltage value ΔV with respect to the ambient temperature can be absorbed. Here, the differential voltage value ΔV
Is also changed, but then the adjustment trimmer resistor 3
By adjusting the resistance value R 2, it is possible to absorb variations in the level of the differential voltage value ΔV shown in Formula (8).
【００３６】上述したような簡単な調整機能をセンサ部
２１に付加することで、ばらつきの小さい特性のそろっ
たセンサ部２１を製造することができ、センサ部２１と
液面検出用変換器とを別々に調節して供給することが可
能になる。ホット側センサ１，クール側センサ２のばら
つきの程度によっては、調整用トリマ３、第２の調整用
トリマ６１と抵抗器６２の直列回路、のいずれか一方の
回路素子を省略することが可能である。図１において
は、調整用トリマ３のみを用いたものを例示している。By adding the simple adjustment function as described above to the sensor unit 21, it is possible to manufacture the sensor unit 21 having uniform characteristics with small variations, and to combine the sensor unit 21 with the liquid level detecting converter. It will be possible to adjust and supply separately. Depending on the degree of variation between the hot side sensor 1 and the cool side sensor 2, one of the circuit elements of the adjusting trimmer 3, the series circuit of the second adjusting trimmer 61 and the resistor 62 can be omitted. is there. FIG. 1 illustrates an example using only the adjusting trimmer 3.
【００３７】図８は、本発明の液面検出器の実施の一形
態の第２の説明図である。図中、図９と同様な部分には
同じ符号を付して説明を省略する。センサ部２１の取付
板７１には、取付板蓋側コネクタ７４が取り付けられ、
ここに接続ケーブル７６側のケーブル側コネクタ７５を
取り付け、接続ケーブルのもう一方のケーブル側コネク
タ７７をコントローラ側コネクタ４８に取り付けること
により、保護管７２，７３内のホット側センサ１，クー
ル側センサ２を、コントローラ９に内蔵された液面検出
用変換器に接続する。図７を参照して説明した第１のば
らつき調整用トリマ抵抗器３，第２のばらつき調整用ト
リマ抵抗器６１、および、抵抗器６２を取付板側コネク
タ７４内に設けることにより、調整機能付きのセンサ部
２１を構成することができる。受動部品を用いた調整機
構であるため、特別な電源ラインを必要とせず、また、
わずかな部品だけであるので、上述したように取付板側
コネクタ７４内に設けることができる。FIG. 8 is a second explanatory view of one embodiment of the liquid level detector of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and the description is omitted. A mounting plate lid side connector 74 is mounted on the mounting plate 71 of the sensor unit 21.
The cable side connector 75 of the connection cable 76 is attached here, and the other cable side connector 77 of the connection cable is attached to the controller side connector 48, so that the hot side sensor 1 and the cool side sensor 2 in the protection tubes 72 and 73 are provided. Is connected to a liquid level detecting converter built in the controller 9. By providing the first variation adjusting trimmer resistor 3, the second variation adjusting trimmer resistor 61, and the resistor 62 described with reference to FIG. Of the sensor unit 21 can be configured. Because it is an adjustment mechanism using passive components, it does not require a special power line,
Since there are only a few components, they can be provided in the mounting plate side connector 74 as described above.
【００３８】図７，図８を参照して説明した液面検出器
は、図１，図３，図４に示された液面検出用変換器に用
いるものであった。しかし、図１０に示した従来の液面
検出用変換器とともに用いても、センサ部２１のばらつ
きが吸収されるので、図１１に示したように、狭い使用
温度範囲であれば、一定品質の液面レベル弁別が可能と
なる。The liquid level detector described with reference to FIGS. 7 and 8 is used for the converter for liquid level detection shown in FIGS. However, even when used in conjunction with the conventional liquid level detecting converter shown in FIG. 10, the variation in the sensor section 21 is absorbed, so that a constant quality range is obtained in a narrow operating temperature range as shown in FIG. Liquid level discrimination becomes possible.
【００３９】上述した説明では、ホット側センサ１とし
て、これに流す電流の大きさを、クール側センサに比べ
て大きく設定することにより自己発熱をさせていた。し
かし、ホット側センサ１を別に近接して設けられた発熱
体によって加熱するようにしてもよい。この場合、ホッ
ト側センサ１とクール側センサに流す電流の大きさを同
じにすることもできる。図９に示したように、ホット側
センサ１とクール側センサ２の高さ位置を同じにしたセ
ンサ部２１を用いたが、クール側センサ２は、周囲温度
検出を目的とするものであるので、容器内の温度分布が
小さい場合には、ホット側センサ１と全く同じ高さに配
置する必要はない。演算増幅器を用いて液面検出用変換
器を実現したが、センサ部の出力をＡ／Ｄ変換した後、
ディジタル信号処理をすることにより同等の機能を有す
る液面検出用変換器を実現することもできる。In the above description, the hot-side sensor 1 generates heat by setting the magnitude of the current flowing through the hot-side sensor 1 larger than that of the cool-side sensor. However, the hot-side sensor 1 may be heated by a heating element separately provided in the vicinity. In this case, the magnitudes of the currents flowing through the hot side sensor 1 and the cool side sensor can be made equal. As shown in FIG. 9, the sensor unit 21 in which the height positions of the hot side sensor 1 and the cool side sensor 2 are the same was used. However, since the cool side sensor 2 is for detecting the ambient temperature, If the temperature distribution in the container is small, it is not necessary to arrange the sensor at the same height as the hot side sensor 1. The converter for liquid level detection was realized using the operational amplifier, but after the output of the sensor unit was A / D converted,
By performing digital signal processing, a liquid level detection converter having the same function can be realized.
【００４０】[0040]
【発明の効果】上述した説明から明らかなように、本発
明の液面検出用変換器によれば、周囲温度測定用の測温
抵抗体の出力を有効に用いているため、周囲の広い温度
範囲にわたり安定な動作が可能になるという効果があ
る。また、本発明の液面検出器によれば、センサのばら
つきに対する独自の調機能を備えているため、品質のそ
ろった製品を供給することが可能になり、その結果、液
面検出用変換器と別個に供給することが可能になる。As is apparent from the above description, according to the liquid level detecting converter of the present invention, since the output of the temperature measuring resistor for measuring the ambient temperature is effectively used, the temperature of the surrounding area can be increased. There is an effect that stable operation can be performed over the range. Further, according to the liquid level detector of the present invention, since it has a unique adjustment function for sensor variations, it is possible to supply a product of uniform quality. And can be supplied separately.
【図１】本発明の液面検出用変換器の第１の実施の形態
の回路構成図である。FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a liquid level detection converter according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１に示した液面検出用変換器の動作を説明す
るための模式的な線図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the operation of the liquid level detecting converter shown in FIG.
【図３】本発明の液面検出用変換器の第２の実施の形態
の回路構成図である。FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a liquid level detecting converter according to a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の液面検出用変換器の第３の実施の形態
の回路構成図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a third embodiment of a liquid level detecting converter according to the present invention.
【図５】図３，図４に示した液面検出用変換器の使用状
態の第１の説明図である。FIG. 5 is a first explanatory diagram of a use state of the liquid level detecting converter shown in FIGS. 3 and 4;
【図６】図３，図４に示した液面検出用変換器の使用状
態の第２の説明図である。FIG. 6 is a second explanatory view of a state of use of the liquid level detecting converter shown in FIGS. 3 and 4;
【図７】本発明の液面検出器の実施の一形態の第１の説
明図である。FIG. 7 is a first explanatory view of an embodiment of the liquid level detector of the present invention.
【図８】本発明の液面検出器の実施の一形態の第２の説
明図である。FIG. 8 is a second explanatory diagram of one embodiment of the liquid level detector of the present invention.
【図９】熱式液面センサを用いた従来の液面検出器の説
明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a conventional liquid level detector using a thermal liquid level sensor.
【図１０】熱式液面センサを用いた従来の液面検出用変
換器の説明図である。FIG. 10 is an explanatory view of a conventional liquid level detection converter using a thermal liquid level sensor.
【図１１】熱式液面センサを用いた従来の液面検出用変
換器の動作を説明するための模式的な線図である。FIG. 11 is a schematic diagram for explaining the operation of a conventional liquid level detection converter using a thermal liquid level sensor.
１ ホット側センサ、２ クール側センサ、３ 第１の
ばらつき調整用トリマ抵抗器、４，５ 定電流回路、６
バッファ、７ コンパレータ、８ アンプ、９ 定電
流回路、１０ 抵抗器、１１ スイッチング部、１２
リレー、２１センサ部、２２ 液面検出用変換器DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hot side sensor, 2 Cool side sensor, 3 First trimmer resistor for variation adjustment, 4, 5 Constant current circuit, 6
Buffer, 7 comparator, 8 amplifier, 9 constant current circuit, 10 resistor, 11 switching unit, 12
Relay, 21 sensor unit, 22 Liquid level detecting converter
Claims (5)
計測用の第２の測温抵抗体の温度差に基づいて液面レベ
ルを検出する液面検出装置用変換器において、 前記第２の測温抵抗体側の出力電圧を入力し、前記第１
の測温抵抗体側の出力電圧の温度係数にほぼ一致する温
度係数の電圧を出力する増幅手段と、前記第１の測温抵
抗体側の出力電圧と前記増幅手段の出力電圧との差が所
定電圧を超えるか否かを比較して前記液面レベルを検出
するする比較手段、 を有することを特徴とする液面検出用変換器。1. A converter for a liquid level detecting device for detecting a liquid level based on a temperature difference between a heated first temperature measuring resistor and a second temperature measuring resistor for measuring ambient temperature, wherein: The output voltage of the second resistance bulb is input, and the first
Amplifying means for outputting a voltage having a temperature coefficient substantially equal to the temperature coefficient of the output voltage of the resistance temperature detector, and a difference between the output voltage of the first resistance temperature detector and the output voltage of the amplification means being a predetermined voltage. And a comparing means for detecting the liquid level by comparing whether or not the pressure level exceeds the threshold value.
抵抗体に流す電流よりも大きい電流を流す電流供給手段
を有し、前記第１の測温抵抗体を自己発熱させて周囲温
度よりも高い温度にすることを特徴とする請求項１に記
載の液面検出用変換器。2. A current supply means for supplying a current larger than a current flowing through the second resistance temperature detector to the first resistance temperature detector, and causing the first resistance temperature sensor to generate heat. The liquid level detecting converter according to claim 1, wherein the temperature is higher than the ambient temperature.
計測用の第２の測温抵抗体の温度差に基づいて液面レベ
ルを検出する液面検出器において、 前記第１の測温抵抗体に直列に第１の調整用抵抗器を接
続した、 ことを特徴とする液面検出器。3. A liquid level detector for detecting a liquid level based on a temperature difference between a heated first temperature measuring resistor and a second temperature measuring resistor for measuring an ambient temperature, wherein: A liquid level detector, wherein a first adjusting resistor is connected in series with the resistance temperature detector.
計測用の第２の測温抵抗体の温度差に基づいて液面レベ
ルを検出する液面検出器において、 前記第２の測温抵抗体に並列に第２の調整用抵抗器を接
続した、 ことを特徴とする液面検出器。4. A liquid level detector for detecting a liquid level based on a temperature difference between a heated first temperature measuring resistor and a second temperature measuring resistor for measuring ambient temperature, wherein: A liquid level detector, wherein a second adjusting resistor is connected in parallel with the resistance temperature detector.
計測用の第２の測温抵抗体の温度差に基づいて液面レベ
ルを検出する液面検出器において、 前記第１の測温抵抗体に直列に第１の調整用抵抗器を接
続し、 前記第２の測温抵抗体に並列に第２の調整用抵抗器を接
続した、 ことを特徴とする液面検出器。5. A liquid level detector for detecting a liquid level based on a temperature difference between a heated first resistance temperature detector and an ambient temperature measurement second resistance temperature detector, A liquid level detector, wherein a first adjusting resistor is connected in series to the temperature measuring resistor, and a second adjusting resistor is connected in parallel to the second temperature measuring resistor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27590099A JP3869169B2 (en) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | Liquid level detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27590099A JP3869169B2 (en) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | Liquid level detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001099692A true JP2001099692A (en) | 2001-04-13 |
| JP3869169B2 JP3869169B2 (en) | 2007-01-17 |
Family
ID=17562011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27590099A Expired - Fee Related JP3869169B2 (en) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | Liquid level detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3869169B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013255056A (en) * | 2012-06-06 | 2013-12-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical signal detection circuit |
| KR20170026607A (en) | 2014-11-13 | 2017-03-08 | 가부시키가이샤 후지킨 | Liquid level gauge and liquid raw material vaporization device |
| KR20170044680A (en) | 2014-12-02 | 2017-04-25 | 가부시키가이샤 후지킨 | Liquid level detection circuit, liquid level meter, container provided with liquid level meter, and vaporizer using container |
| KR20190085987A (en) | 2016-12-27 | 2019-07-19 | 가부시키가이샤 후지킨 | A liquid level meter, a vaporizer equipped with the liquid level meter, and a liquid level detecting method |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5847647B2 (en) * | 1975-08-15 | 1983-10-24 | 松下電器産業株式会社 | Ekimen Kenchiki |
| JPS59104515A (en) * | 1982-12-06 | 1984-06-16 | Mitsubishi Electric Corp | Detector for liquid level |
| JPS6131925A (en) * | 1984-07-24 | 1986-02-14 | Kobe Steel Ltd | Level gauge for liquid helium |
| JPH01117728U (en) * | 1988-01-27 | 1989-08-09 | ||
| JPH0763592A (en) * | 1993-08-26 | 1995-03-10 | Saginomiya Seisakusho Inc | Liquid level detecting device |
| JPH0989618A (en) * | 1995-09-25 | 1997-04-04 | Smc Corp | Flow-rate detection switch |
| US5685194A (en) * | 1995-07-27 | 1997-11-11 | Delta M Corporation | Differential twin sensor system |
| JPH11237356A (en) * | 1998-02-19 | 1999-08-31 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | Method and device for identifying fluid |
-
1999
- 1999-09-29 JP JP27590099A patent/JP3869169B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5847647B2 (en) * | 1975-08-15 | 1983-10-24 | 松下電器産業株式会社 | Ekimen Kenchiki |
| JPS59104515A (en) * | 1982-12-06 | 1984-06-16 | Mitsubishi Electric Corp | Detector for liquid level |
| JPS6131925A (en) * | 1984-07-24 | 1986-02-14 | Kobe Steel Ltd | Level gauge for liquid helium |
| JPH01117728U (en) * | 1988-01-27 | 1989-08-09 | ||
| JPH0763592A (en) * | 1993-08-26 | 1995-03-10 | Saginomiya Seisakusho Inc | Liquid level detecting device |
| US5685194A (en) * | 1995-07-27 | 1997-11-11 | Delta M Corporation | Differential twin sensor system |
| JPH0989618A (en) * | 1995-09-25 | 1997-04-04 | Smc Corp | Flow-rate detection switch |
| JPH11237356A (en) * | 1998-02-19 | 1999-08-31 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | Method and device for identifying fluid |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013255056A (en) * | 2012-06-06 | 2013-12-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical signal detection circuit |
| KR20170026607A (en) | 2014-11-13 | 2017-03-08 | 가부시키가이샤 후지킨 | Liquid level gauge and liquid raw material vaporization device |
| US10604840B2 (en) | 2014-11-13 | 2020-03-31 | Fujikin Incorporated | Liquid level indicator and liquid raw material vaporization feeder |
| KR20170044680A (en) | 2014-12-02 | 2017-04-25 | 가부시키가이샤 후지킨 | Liquid level detection circuit, liquid level meter, container provided with liquid level meter, and vaporizer using container |
| US10274356B2 (en) | 2014-12-02 | 2019-04-30 | Fujikin Incorporated | Liquid level detection circuit, liquid level meter, container provided with liquid level meter, and vaporizer using container |
| KR20190085987A (en) | 2016-12-27 | 2019-07-19 | 가부시키가이샤 후지킨 | A liquid level meter, a vaporizer equipped with the liquid level meter, and a liquid level detecting method |
| US11402250B2 (en) | 2016-12-27 | 2022-08-02 | Fujikin Incorporated | Liquid level meter, vaporizer equipped with the same, and liquid level detection method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3869169B2 (en) | 2007-01-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5557972A (en) | Miniature silicon based thermal vacuum sensor and method of measuring vacuum pressures | |
| US6730909B2 (en) | Methods and apparatus for compensating a radiation sensor for temperature variations of the sensor | |
| KR100308439B1 (en) | Method and device for effecting temperature compensation in load detector | |
| US10274356B2 (en) | Liquid level detection circuit, liquid level meter, container provided with liquid level meter, and vaporizer using container | |
| JP6344101B2 (en) | Gas detector | |
| JP3150510B2 (en) | Heating resistance type air flow meter | |
| JP2001099692A (en) | Converter for detecting liquid level and liquid level detector | |
| CN111417913B (en) | Mass flow control system, semiconductor manufacturing apparatus including the same, and vaporizer | |
| JP4332296B2 (en) | Method for measuring the pressure of a gas in a container and apparatus for carrying it out | |
| WO2003093838A1 (en) | Flow velocity sensor | |
| JPH07113777A (en) | Atmosphere detecting device | |
| JP2007285849A (en) | Gas concentration detector | |
| US11808643B2 (en) | Thermal conductivity pressure gauge with heated chamber wall | |
| JP5178261B2 (en) | Thermal flow meter | |
| JP3363983B2 (en) | Heat wire type acceleration detector | |
| JP4068475B2 (en) | Measurement method of gas property values | |
| JP3486511B2 (en) | Flow sensor | |
| CA2746335C (en) | Method for sensing gas composition and pressure | |
| JP2000074750A (en) | Measuring apparatus using bridge circuit | |
| JP3490467B2 (en) | Infrared detector | |
| JP2000098043A (en) | Nuclear fusion radiation-measuring device | |
| JPS6221024A (en) | Signal correction circuit for infrared camera | |
| JPH11287685A (en) | Flow sensor | |
| JPS62193188A (en) | Apparatus for stabilizing oscillation frequency and oscillation output of semiconductor laser | |
| JPH07218253A (en) | Inclination detector |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040902 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060323 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060613 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060814 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061010 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061012 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101020 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111020 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111020 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121020 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |