JP2003057092A - 水位センサ - Google Patents

水位センサ

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JP2003057092A
JP2003057092A JP2001318623A JP2001318623A JP2003057092A JP 2003057092 A JP2003057092 A JP 2003057092A JP 2001318623 A JP2001318623 A JP 2001318623A JP 2001318623 A JP2001318623 A JP 2001318623A JP 2003057092 A JP2003057092 A JP 2003057092A
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water
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measurement
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鐘哲 孫
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Samsung Electronics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水槽に給水される水と接触する基準電極及び
測定電極で水の電気伝導度を検出して水位を感知できる
水位センサを提供する。 【解決手段】 本発明による水位センサは、複数の電極
板１０ａ、１０ｂよりなってその電極板の間に充填され
る水の電気伝導度を検出する基準電極１０と、該基準電
極１０の電極板１０ａ、１０ｂの長さより長く前記水槽
の長手方向に延びた複数の電極板２０ａ、２０ｂよりな
りその電極板間に充填される水の電気伝導度を検出し、
前記基準電極１０と離れた測定電極２０と、を備えるこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は水位センサに係り、
さらに詳しくは基準電極と測定電極で水の電気伝導度を
検出して水位を感知できる水位センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、洗濯機で使用される水位センサ
は、水槽の内部に供給される洗濯水の水位を感知するよ
うに働くもので、大体機械的な圧力スイッチを使用した
り、あるいはＬＣ発振を用いて水位を感知するようにな
っている。
【０００３】そのうち、後者の方式は、図１に示した通
り、水位センサが水槽１とその内部に設けられた脱水槽
２との間の空間３に設けられ、水槽１に給水される洗濯
水量により空気圧が変わるので、その空気圧の変化に応
ずる水位感知信号を発してマイコン(図示せず)に出力
し、よってマイコンが水位感知信号に応じて水位を感知
するようなっている。
【０００４】ところが、機械的圧力スイッチを用いた水
位センサは給水される洗濯水の水圧によって水位を測定
することから水位を精密に測定し難く、ＬＣ発振を用い
る水位センサは外部温度に影響されたり、長時間使用時
老朽するなど誤差が出ることから、水位を精密に感知で
きないという問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述した問題
点を解決するために案出されたもので、その目的は水槽
に給水される水と接触する基準電極及び測定電極で水の
電気伝導度を検出して水位を感知できる水位センサを提
供するところにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前述したような本発明の
目的は、水槽の水位を測定するための水位センサにおい
て、前記水位センサは、複数の電極板よりなされその電
極板の間に充填される水の電気伝導度を検出する基準電
極と、該基準電極の電極板の長さより長く前記水槽の長
手方向に延びた複数の電極板よりなされて、その電極板
の間に充填される水の電気伝導度を検出し、前記基準電
極と離れた測定電極と、を備えることを特徴とする。
【０００７】ここで、前記基準電極の検出値は、水位測
定のための基準値として提供され、前記測定電極の検出
値は水位により相違になる水との接触面積に応ずる測定
値として提供され、前記基準値と測定値との差異により
水位を感知することができる。
【０００８】前記水位センサは、水槽の内側に電極表面
が露出されるよう設けられ、前記電極表面に金属をメッ
キして金属コーティング層を形成することが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明に係る望ましい実施形態を詳述する。
【００１０】図２は本発明に係る水位センサの構成図で
あり、図３ａ及び図３ｂは基準電極と測定電極について
水位センサをモデリングした回路図である。
【００１１】示した通り、本発明の水位センサは、基準
電極１０と測定電極２０とを備える。前記基準電極１０
は離れた二枚の電極板１０ａ、１０ｂよりなり、前記測
定電極２０はお互い離れ、前記電極板１０ａ、１０ｂの
長さより長く延びた二枚の電極板２０ａ、２０ｂとから
なる。
【００１２】前記基準電極１０は電極板１０ａ、１０ｂ
に導線で連結された出力回路１０cを備えて閉回路を構
成し、前記測定電極２０は電極板２０ａ、２０ｂに導線
で連結された出力回路２０ｃを備えて閉回路を構成す
る。
【００１３】前記出力回路１０ｃ、２０ｃは、所定直流
電源ＤＣを電極板の両側に供給する役割と、電極板の間
に充填された水の電気伝導度による出力信号をマイコン
(図示せず)の入力端子に入力する役割を果たす。
【００１４】以下、本発明に係る水位センサの動作原理
を具体的に説明する。
【００１５】まず、水の電気伝導度(σ=Ｓ/ｌ)は電極板
の長さ(ｌ)に反比例し、水と電極板との接触面積（Ｓ）
に比例する性質を有する。従って、水槽に給水される水
の量が増加することにつれ電極板との接触面積が増加す
れば、それによる電気伝導度も比例的に大きくなるの
で、これを電圧に変化して電気的な信号としてマイコン
に出力し、該電気的な信号に応じてマイコンが水位を測
定できる。
【００１６】ところが、水の電気伝導度は水の混濁度に
よっても変わる性質を持つため、前述したように電極板
との接触面積にのみ依存して水位を感知する場合、実際
水位と相違に水位測定される誤動作を引き起こす場合が
ある。従って、水の混濁度を共に考慮することが求めら
れる。
【００１７】このため、本発明においては基準電極１０
の検出値と測定電極２０の検出値との差異により水位を
測定する方式を採択している。
【００１８】前記基準電極１０は短く形成して水槽の下
方に設ける。すなわち、前記基準電極１０は水槽の底部
に設けて水槽内に給水された水中に二枚の電極板１０
ａ、１０ｂが浸るように設け、この際離れた電極板１０
ａ、１０ｂの間に充填された水の電気伝導度に応ずる出
力信号が水位測定のための基準値として提供される。
【００１９】前記測定電極２０は、基準電極１０より長
く水槽の長手方向に水槽の下方から上方まで延設され、
低い水位から高い水位までの測定範囲を考慮して水位に
より電極板との接触面積を相違に設ける。
【００２０】前記基準電極１０は水槽の下方に置かれて
水中に浸るため、電極板１０ａ、１０ｂと水との接触面
積が水位により変わらず一定になる一方、測定電極２０
は水槽に給水される水の量によりその電極板２０ａ、２
０ｂの接触面積が相違になる。
【００２１】図３ａを参照して、前記基準電極１０は出
力回路１０ｃから所定の直流電源Ｖを印加され水の電気
伝導度を検出する動作を始める。この際、出力回路１０
ｃの固有抵抗Ｒｏ１は電極板１０ａ、１０ｂの間に充填
される水の電気伝導度により変わり、その固有抵抗Ｒｏ
１に応ずる電圧Ｖａをマイコンに出力し、マイコンは電
圧Ｖａを入力され基準電極１０による水の電気伝導度を
検出する。ここで、電極板１０ａ、１０ｂが水中に浸る
状態で水槽に給水される水の量が変わってもその接触面
積は変わらないため、一定した電圧Ｖａがマイコンに印
加される。
【００２２】図３ｂを参照して、前記測定電極２０は出
力回路２０ｃから所定の直流電源Ｖを印加され水の電気
伝導度を検出する動作を始める。この際、出力回路２０
ｃの固有抵抗Ｒｏ２は電極板２０ａ、２０ｂの間に充填
される水の電気伝導度により変わり、その固有抵抗Ｒｏ
２に応ずる電圧Ｖｂをマイコンに出力し、マイコンは電
圧Ｖｂを入力され測定電極２０による水の電気伝導度を
検出する。ここで、電極板２０ａ、２０ｂは一部が水に
浸ってその接触面積は水槽に給水される水の量により相
違になるので、それに応じて変わる電圧Ｖｂがマイコン
に印加される。
【００２３】マイコンでは基準電極１０により検出され
た電圧Ｖａと測定電極２０による電圧Ｖｂとの差により
水槽に給水される水位を感知することができる。ここ
で、基準電極１０と測定電極２０の全てが同一条件下で
水の電気伝導度を検出するため、水槽に給水される水の
混濁度が違ってきても水位測定の誤差を排除させうると
いう点において大事である。すなわち、基準電極１０と
測定電極２０とを用いて相対的な水位測定方式を適用し
て測定誤差を根本的に防止できる。
【００２４】前述した本発明の水位センサは水位測定が
求められる洗濯機、浄水器、及び加湿器などに適用で
き、 洗濯機に適用された例を中心に説明する。
【００２５】図４ａ及び図４ｂを参照して、水槽１の下
部に基準電極１０が設けられ、その基準電極と一定距離
隔離され測定電極２０が水槽１の長手方向に設けられ
る。前記測定電極２０は、水位測定範囲を考慮して低い
水位から高い水位まで測定可能に水槽の下方から上方ま
で延設される。
【００２６】そして、洗濯行程の途中、特に脱水行程時
はアンバランスが起ることにより脱水槽２が揺れるの
で、前記基準電極１０及び測定電極２０は、前記脱水槽
２との衝突が避けられるよう水槽１に埋設し、さらに、
その電極板表面が水と接触されるよう貯水空間３に露出
設置し、導線を始めとした出力回路などの基板は水槽の
外側に設けることが望ましい。
【００２７】一方、水位測定が必要な場合のみ前記電極
１０、２０に所定直流電源を供給したり、あるいは一定
周期毎に電源を供給して水位測定して省エネルギーを図
ることが望ましい。
【００２８】また、電極板が水に露出されることから、
異物との電気化学反応によって電極板が腐食されること
を防止するため、前記電極１０、２０の電極板１０ａ、
１０ｂ、２０ａ、２０ｂは金属(金、白金など)でメッキ
して表面に金属コーティング層を形成することが望まし
い。
【００２９】
【発明の効果】以上述べた通り、本発明は水槽に給水さ
れる水と接触する基準電極及び測定電極の検出値の差異
により水位を精密に感知できて、洗濯機を始めとして水
位センサの役割を要する浄水器、加湿器などの機器に有
用に適用することができる。本発明の水位センサは基準
電極と測定電極の相対水位測定方式で水位を感知するの
で、水の混濁度を問わず精密な水位測定がなされる。ま
た、本発明の水位センサは電極表面に金や白金でメッキ
したコーティング層を形成して腐食による損傷を防止で
き、特に洗濯機に適用する際水槽に電極を埋め込んで電
極表面のみ露出されるよう設けることにより脱水槽との
衝突が避けられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一般の洗濯機の縦断面図である。
【図２】 本発明に係る水位センサの構成図である。
【図３ａ】 本発明により基準電極と測定電極について
水位センサをモデリングした回路図である。
【図３ｂ】 図３ａと同様の図である。
【図４ａ】 本発明により洗濯機の水槽に電極が埋め込
まれた状態を示した縦断面図である。
【図４ｂ】 本発明により洗濯機の水槽の内側面に電極
が露出された状態を示した図である。
【符号の説明】 １ 水槽 ２ 脱水槽 ３ 貯水空間 １０ 基準電極 ２０ 測定電極 １０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂ 電極板 １０ｃ、２０ｃ 出力回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水槽の水位を測定するための水位センサ
    において、前記水位センサは、 複数の電極板よりなってその電極板の間に充填される水
    の電気伝導度を検出する基準電極と、該基準電極の電極
    板の長さより長く前記水槽の長手方向に延びた複数の電
    極板よりなりその電極板間に充填される水の電気伝導度
    を検出し、前記基準電極と離れた測定電極と、を備える
    ことを特徴とする水位センサ。
  2. 【請求項２】 前記基準電極の検出値は、水位測定のた
    めの基準値として提供され、前記測定電極の検出値は水
    位により相違になる水との接触面積に応ずる測定値とし
    て提供され、前記基準値と測定値との差異により水位を
    感知できることを特徴とする請求項１に記載の水位セン
    サ。
  3. 【請求項３】 前記水位センサは、水槽の内側に電極表
    面が露出されるよう設けることを特徴とする請求項１に
    記載の水位センサ。
  4. 【請求項４】 前記電極表面に金属をメッキして金属コ
    ーティング層を形成することを特徴とする請求項３に記
    載の水位センサ。
  5. 【請求項５】 前記水位センサは洗濯機、浄水器、及び
    加湿器に適用できることを特徴とする請求項１に記載の
    水位センサ。
JP2001318623A 2001-07-13 2001-10-16 水位センサ Pending JP2003057092A (ja)

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