JP2004279109A - 多電極用液位検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】液位検出用電極の検出結果に混入したノイズによってマイコンに誤動作が生じる虞がある。
【解決手段】導電性液体2を通じて基準用電極Eと複数の液位検出用電極E1〜Enとのそれぞれの導通を検出し、この検出結果に基づいて、導電性液体の液位を判断する多電極用液面制御装置であって、基準用電極と液位検出用電極との導通を、所定時間差をおいて液位検出用電極毎に順次検出するトライアック部PHTと、トライアック部の検出結果を光変換することで光信号を発光する発光ダイオード14Aと、この発光ダイオードにて発光した光信号を受光し、この光信号を電気変換することで検出結果を得る受光トランジスタ14Bと、この受光トランジスタにて得た検出結果に基づいて、導電性液体の液位を判断するマイコン10とを有するようにした。
【選択図】 図1
【解決手段】導電性液体2を通じて基準用電極Eと複数の液位検出用電極E1〜Enとのそれぞれの導通を検出し、この検出結果に基づいて、導電性液体の液位を判断する多電極用液面制御装置であって、基準用電極と液位検出用電極との導通を、所定時間差をおいて液位検出用電極毎に順次検出するトライアック部PHTと、トライアック部の検出結果を光変換することで光信号を発光する発光ダイオード14Aと、この発光ダイオードにて発光した光信号を受光し、この光信号を電気変換することで検出結果を得る受光トランジスタ14Bと、この受光トランジスタにて得た検出結果に基づいて、導電性液体の液位を判断するマイコン10とを有するようにした。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばビルディングや集合住宅等における受水槽等の水位、液槽等の液位等を、液槽内の導電性液体を通じて複数電極間の導通を検出し、この検出結果に基づいて、前記導電性液体の液位を判断する多電極用液位検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
このような従来の多電極用液位検出装置としては、本出願人が様々な提案をしている(例えば特許文献1参照)。
【0003】
この特許文献1によれば、導電性液体を通じて基準用電極と複数の液位検出用電極とのそれぞれの導通を検出し、この検出結果に基づいて、前記導電性液体の液位を判断する多電極用液位検出装置であって、前記基準用電極と前記液位検出用電極との導通を、所定時間差をおいて液位検出用電極毎に順次検出し、この検出結果を、ダイオードブリッジ型整流回路を通じてマイクロコンピュータ(以下、単にマイコンと称する)に通知するようにしている。
【0004】
従って、この特許文献1によれば、基準用電極と液位検出用電極との導通を、所定時間差をおいて液位検出用電極毎に順次検出し、この検出結果を、ダイオードブリッジ型整流回路を通じてマイコンに通知するようにしたので、必要とする電源がマイコンの駆動用電源と、ダイオードブリッジ型整流回路に用いる電源との2つで済み、液位検出用電極の数を増やしたとしても、電源の数は増えることがない。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−202176号公報(図1及び図2、段落番号「0035」〜「0050」参照)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の多電極用液位検出装置によれば、液位検出用電極及びダイオードブリッジ型整流回路間の伝送路を通じて検出結果をマイコンに通知するようにしたが、ダイオードブリッジ型整流回路及びマイコン間は電気的に接続されていることから、液位検出用電極及びダイオードブリッジ型整流回路間の伝送路で混入したノイズがダイオードブリッジ型整流回路を通じてマイコンに混入し、その結果、マイコンの誤動作が生じるおそれがある。
【0007】
本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、液位検出用電極の検出結果に混入したノイズによるマイコンの誤動作を確実に防止することができる多電極用液位検出装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の多電極用液位検出装置は、導電性液体を通じて基準用電極と複数の液位検出用電極とのそれぞれの導通を検出し、この検出結果に基づいて、前記導電性液体の液位を判断する多電極用液位検出装置であって、前記基準用電極と前記液位検出用電極との導通を、所定時間差をおいて液位検出用電極毎に順次検出する導通検出手段と、前記導通検出手段の検出結果を光変換することで光信号を発光する発光手段と、この発光手段にて発光した光信号を受光し、この光信号を電気変換することで検出結果を得る受光手段と、この受光手段にて得た検出結果に基づいて、前記導電性液体の液位を判断する制御手段とを有するようにした。
【0009】
従って、本発明の多電極用液位検出装置によれば、前記基準用電極と前記液位検出用電極との導通を、所定時間差をおいて液位検出用電極毎に順次検出し、この検出結果を光変換することで光信号を発光し、この光信号を受光して電気変換することで検出結果を得て、この検出結果に基づいて、前記導電性液体の液位を判断するようにしたので、液位検出用電極及び制御手段間を電気的ではなく、光的に接続することで、液位検出用電極からのノイズの影響を受けることがなく、その結果、ノイズ影響による制御手段の誤動作を確実に防止することができる。
【0010】
また、本発明の多電極用液位検出装置によれば、基準用電極と液位検出用電極との導通を所定時間差をおいて液位検出用電極毎に順次検出するようにしたので、これら電極に電圧印加する時間を最小限にすることで電極の電食を抑制し、さらには、液位検出用電極の数を増やしたとしても、一つの液位検出用電極毎に電圧を印加することから、その印加電圧容量も最小限に抑えることができ、ひいては装置全体の小型化を図ることができる。
【0011】
本発明の多電極用液位検出装置は、前記発光手段が発光素子、前記受光手段が受光素子で構成するようにした。
【0012】
従って、本発明の多電極用液位検出装置によれば、液位検出用電極及び制御手段間を発光素子及び受光素子で光的に接続するようにしたので、液位検出用電極からのノイズの影響を受けることなく、ノイズ影響による制御手段の誤動作を確実に防止することができる。
【0013】
本発明の多電極用液位検出装置は、前記発光手段が、高感度タイプの発光素子、前記受光手段が高感度タイプの受光素子で構成するようにした。
【0014】
従って、本発明の多電極用液位検出装置によれば、液位検出用電極及び制御手段間を高感度タイプの発光素子及び高感度タイプの受光素子で光的に接続するようにしたので、液位検出用電極からのノイズの影響を受けることなく、ノイズ影響による制御手段の誤動作を確実に防止することができることは勿論のこと、高感度タイプの発光素子は検出電流が少なくて済むことから、この検出電流を供給するトランスの二次側コイルの電圧及び電流も少なくて済み、その結果、トランスの小型化、ひいては装置全体のコストを低減することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の多電極用液位検出装置に関わる実施の形態を示す多電極用液面制御装置について説明する。図1は本発明の実施の形態を示す多電極用液面制御装置内部の概略構成を示す説明図である。
【0016】
液槽1内には導電性液体2が入れてあり、この導電性液体2の液面Fは排液により下降し、また、給液により上昇するものである。
【0017】
そして、液槽1には電極保持器3により保持された多電極が挿入してある。すなわち、電極保持器3は、コモン(CM)側の電極棒である基準用電極Eと、第1、第2、第3・・・第nの液位検出用電極E1、E2、E3・・・Enとを所定の間隔をおいて保持している。そして、基準用電極E、第1の液位検出用電極E1、第2の液位検出用電極E2、第3の液位検出用電極E3・・・第n液位検出用電極Enは、この順にその長さが順次短くしてある。
【0018】
多電極用液面制御装置は、後述する制御信号に応じて、基準用電極Eと第1、第2、第3・・・第nの液位検出用電極E1、E2、E3・・・Enとの導通を、液位検出用電極毎に夫々検出する第1、第2、第3・・・第nのフォト・トライアックPHT1、PHT2、PHT3・・・PHTnと、この液位検出用電極毎に検出した検出結果を光信号に変換して光出力する発光ダイオード14Aと、この発光ダイオード14Aにて発光した光信号を受光し、この光信号を電気変換して検出結果を得る受光トランジスタ14Bと、発光ダイオード14Aの交流入力側に交流を出力するトランス11と、所定時間差をおいて制御信号を各フォト・トライアックPHTを順次出力すると共に、各フォト・トライアックPHTを通じて順次検出した液位検出用電極毎の検出結果を取得し、この検出結果に基づいて液位を判断し、かつ外部機器を制御するマイコン10と、マイコン10が駆動するドライバー回路12と、ドライバー回路12により駆動される外部機器としての第1、第2、第3・・・第nの出力リレーX1、X2、X3、・・・Xnとを備えている。
【0019】
すなわち、トランス11は、その接続端子部でAC100Vの電源(図示せず)に接続された一次コイル11Aと、マイコン10の駆動用電源に利用される一方の二次コイル11Bと、検出用電源となる他方の二次コイル11Cとを有しており、一方の二次コイル11Bは全波整流回路13を通してマイコン10の駆動電源(例えばDC5V)を作成する電源回路24に接続してある。
【0020】
発光ダイオード14Aは、基準用電極Eと第1、第2、第3・・・第nの液位検出用電極E1、E2、E3・・・Enとの導通に関わる検出結果を、第1、第2、第3・・・第nのフォト・トライアックPHT1、PHT2、PHT3・・・PHTnを通じて取得し、この検出結果を光変換して、この光信号を受光トランジスタ14Bに光出力するものである。
【0021】
受光トランジスタ14Bは、発光ダイオード14Aからの光信号を受光し、この光信号を電気変換することで検出結果を取得し、この検出結果をマイコン10に通知するものである。尚、これら発光ダイオード14A及び受光トランジスタ14Bは、高感度タイプのフォトカプラで構成するものとする。
【0022】
第1、第2、第3・・・第nのフォト・トライアックPHT1、PHT2、PHT3・・・PHTnは、マイコン10からの制御信号に応じて起動信号を出力する起動用発光ダイオード21と、この起動用発光ダイオード21からの起動信号に応じて、基準用電極Eと第1、第2、第3・・・第nの液位検出用電極E1、E2、E3・・・Enとの導通検出を起動(ON)するトライアック部22とを有し、このトライアック部23が起動することで、基準用電極Eと第1、第2、第3・・・第nの液位検出用電極E1、E2、E3・・・Enとの導通に関わる状態を検出するものである。尚、マイコン10は、所定時間差をおいて各フォト・トライアックPHT(PHT1,PHT2,PHT3・・・PHTn)内の起動用発光ダイオード21に制御信号P(P1,P2,P3・・・Pn等)を順次出力するものである。
【0023】
また、他方の二次コイル11Cの(−)極側はコモン電極端子CM−1に接続してある。
【0024】
コモン電極端子CM−1は、基準用電極Eに接続し、第1、第2、第3・・・第nの電極接続端子E1−1、E2−1、E3−1・・・En−1は、それぞれが対応する第1、第2、第3・・・第nの液位検出用電極E1、E2、E3・・・Enに接続するものである。
【0025】
また、マイコン10の第1、第2、第3・・・第nの信号出力端子部S1、S2、S3・・・Snは、それぞれが対応する第1、第2、第3・・・第nのフォト・トライアックPHT1、PHT2、PHT3・・・PHTnの起動用発光ダイオード22に接続してある。
【0026】
また、マイコン10の出力端子部Q1、Q2、Q3・・・Qnは、ドライバー回路12を介して第1、第2、第3・・・第nの出力リレーX1、X2、X3・・・Xnに駆動信号を出力するように接続してある。また、マイコン10には発信回路19とリセット回路20とが接続してある。
【0027】
尚、請求項記載の多電極用液位検出装置は多電極用液面制御装置、導通検出手段はフォト・トライアックPHT(PHT1,PHT2,PHT3・・・PHTn)、発光手段は発光ダイオード14A、受光手段は受光トランジスタ14B、制御手段はマイコン10に相当するものである。
【0028】
では、本実施の形態を示す多電極用液面制御装置の動作について説明する。図2は同多電極用液面制御装置の動作を示すタイムチャートである。尚、タイムチャートは4電極仕様のものである。したがって、多電極用液面制御装置の作動を4電極に限定して説明する。
【0029】
液槽1内の導電性液体2の液面Fは昇降するものであり、例えば図2に示すように時間T1で第1の液位検出用電極E1まで液位が上昇し、時間T2で第2の液位検出用電極E2まで液位が上昇し、時間T3で第3の液位検出用電極E3まで液位が上昇し、時間T4で第4の液位検出用電極E4まで液位が上昇し、また、時間T5で第4の液位検出用電極E4まで液位が下降し、時間T6で第3の液位検出用電極E3まで液位が下降し、時間T7で第2の液位検出用電極E3まで液位が下降し、時間T8で第1の液位検出用電極E1まで液位が下降したものとする。
【0030】
マイコン10は、その第1、第2、第3、第4の信号出力端子部S1、S2、S3、S4から、それぞれが対応する第1、第2、第3、第4のフォト・トライアックPHT1、PHT2、PHT3、PHT4の起動用発光ダイオード22に所定時間差をおいて制御信号P1、P2、P3、P4を順次出力することで、第1、第2、第3、第4のフォト・トライアックPHT1、PHT2、PHT3、PHT4を順次起動する。
【0031】
この際、時間T1以前では、液体2の液面Fは第1の液位検出用電極E1には達していない。このために、基準用電極Eと第1の液位検出用電極E1との間、基準用電極Eと第2の液位検出用電極E2との間、基準用電極Eと第3の液位検出用電極E3との間、基準用電極Eと第4の液位検出用電極E4との間は、それぞれに導通していないことになる。
【0032】
そこで、発光ダイオード14Aでは、これら第1、第2、第3、第4のフォト・トライアックPHT1、PHT2、PHT3、PHT4の検出結果を取得すると、これら検出結果を受光トランジスタ14Bに光伝送しないため、受光トランジスタ14Bでは、発光ダイオード14Aからの光信号が得られないことから、その入力レベルINはローレベルとなる。
【0033】
マイコン10は、受光トランジスタ14Bから全てフォト・トライアックPHTの検出結果がローレベルを検出すると、液位が第1の液位検出用電極E1まで達していないものと判断する。そして、マイコン10はドライバー回路12を駆動制御し、このドライバー回路12は第1〜第4の出力リレーX1〜X4のいずれかに駆動信号を出力し、その出力リレーをオン作動して、例えばポンプを制御することになる。
【0034】
また、図2に示すように時間T1では導電性液体2の液面Fは第1の液位検出用電極E1に達している。このために、基準電極Eと第1の液位検出用電極E1との間は導電性液体2を通じて導通するが、基準用電極Eと第2の液位検出用電極E2との間、基準用電極Eと第3の液位検出用電極E3との間、基準用電極Eと第4の液位検出用電極E4との間は、それぞれに導通していないことになる。
【0035】
マイコン10は、例えば時間T1直後のタイミングで、所定時間差をおいて制御信号を順次出力することで、前述したようにフォト・トライアックPHTが順次起動することになる。
【0036】
そこで、発光ダイオード14Aでは、第1フォト・トライアックPHT1を通じて、基準用電極Eと第1液位検出用電極E1とが導電しているとの検出結果を取得し、この検出結果を光変換することで、この光信号を受光トランジスタ14Bに光伝送する。
【0037】
また、発光ダイオード14Aでは、第2、第3、第4のフォト・トライアックPHT2、PHT3、PHT4を通じて、基準用電極Eと第2、第3、第4液位検出用電極E2,E3,E4とは導電していないとの検出結果を順次取得すると、これら検出結果については受光トランジスタ14Bに光伝送しない。
【0038】
そして、受光トランジスタ14Bでは、第1フォト・トライアックPHT1の制御信号P1に対応した検出結果の光信号を受光すると、その入力レベルINをハイレベルとする。また、受光トランジスタ14Bでは、第2、第3、第4のフォト・トライアックPHT2、PHT3、PHT4の制御信号P2,P3,P4に対応した光信号が得られないことから、その入力レベルINをローレベルとする。
【0039】
そして、マイコン10は、受光トランジスタ14Bから第1フォト・トライアックPHT1の制御信号P1に対応した検出結果がハイレベル、第2、第3、第4のフォト・トライアックPHT2、PHT3、PHT4の制御信号P2,P3,P4に対応した検出結果がローレベルとなると、現在の液位が第1の液位検出用電極E1まで達しているものと判断する。そして、マイコン10はドライバー回路12を駆動制御し、このドライバー回路12は第1の出力リレーX1に駆動信号を出力し、その出力リレーX1をオン作動して、例えばポンプを制御することになる。
【0040】
また、図2に示すように時間T4では導電性液体2の液面Fは第4の液位検出用電極E4に達している。このために、基準用電極Eと第1の液位検出用電極E1との間、基準用電極Eと第2の液位検出用電極E2との間、基準用電極Eと第3の液位検出用電極E3との間、基準用電極Eと第4の液位検出用電極E4との間はそれぞれ導電性液体2を通じて導通することになる。
【0041】
マイコン10は、例えば時間T4直後のタイミングで、所定時間差をおいて制御信号を順次出力することで、前述したようにフォト・トライアックPHTが順次起動することになる。
【0042】
そこで、発光ダイオード14Aでは、第1フォト・トライアックPHT1を通じて、基準用電極Eと第1液位検出用電極E1とが導電しているとの検出結果を取得し、この検出結果を光変換することで、この光信号を受光トランジスタ14Bに光伝送する。同様に、発光ダイオード14Aでは、第2、第3、第4フォト・トライアックPHT2、PHT3、PHT4を通じて、基準用電極Eと第2液位検出用電極E2,E3、E4とが導電しているとの検出結果を順次取得し、この検出結果を順次光変換することで、各光信号を受光トランジスタ14Bに順次光伝送する。
【0043】
受光トランジスタ14Bでは、第1、第2、第3、第4のフォト・トライアックPHT1、PHT2、PHT3、PHT4の制御信号P1、P2,P3,P4に対応した検出結果の光信号を順次受光すると、各制御信号P1,P2,P3,P4の検出結果の入力レベルINがハイレベルとなる。
【0044】
そして、マイコン10は、受光トランジスタ14Bから第1、第2、第3、第4のフォト・トライアックPHT1、PHT2、PHT3、PHT4の制御信号P1、P2,P3,P4に対応した検出結果がハイレベルとなると、現在の液位が第4の液位検出用電極E4まで達しているものと判断する。そして、マイコン10はドライバー回路12を駆動制御し、このドライバー回路12は第1〜第4の出力リレーX1〜X4の何れかに駆動信号を出力し、その出力リレーX1〜X4をオン作動して、例えばポンプを制御することになる。
【0045】
また、図2に示すように時間T5で第4の液位検出用電極E4まで液位が下降し、時間T6で第3の液位検出用電極E3まで液位が下降し、時間T7で第2の液位検出用電極E3まで液位が下降し、時間T8で第1の液位検出用電極E1まで液位が下降した場合であるが、いずれの場合にも、上記した多電極用液面制御装置の動作により液位を判断することができる。
【0046】
このように本実施の形態によれば、基準用電極Eと液位検出用電極(E1,E2,E3,E4)との導通を、所定時間差をおいて液位検出用電極毎に順次検出し、この検出結果を、発光ダイオード14Aを通じて光変換することで光信号を発光し、この光信号を、受光トランジスタ14Bを通じて受光して電気変換することで検出結果を得て、この検出結果に基づいて、導電性液体2の液位を判断するようにしたので、液位検出用電極(E1、E2,E3,E4)及びマイコン10間を電気的ではなく、光的に接続することで、液位検出用電極からのノイズの影響を受けることがなく、その結果、ノイズ影響によるマイコン10の誤動作を確実に防止することができる。
【0047】
また、本実施の形態によれば、基準用電極Eと液位検出用電極(E1,E2,E3,E4)との導通を、所定時間差をおいて液位検出用電極毎に順次検出するようにしたので、これら電極に電圧印加する時間を最小限にすることで電極の電食を抑制し、さらには、液位検出用電極の数を増やしたとしても、一つの液位検出用電極毎に電圧を印加することから、その印加電圧容量も最小限に抑えることができ、ひいては装置全体の小型化を図ることができる。
【0048】
また、本実施の形態によれば、発光ダイオード14A及び受光トランジスタ14Bを高感度タイプとしたので、発光ダイオード14Aは検出電流が高感度タイプでないものに比較して約1/10程度、例えば1mA程度で済むことから、この検出電流を供給するトランス11の二次コイル11Cの巻き線が少なくて済み、その結果、トランスの小型化、ひいては装置全体のコストを低減することができる。
【0049】
【発明の効果】
上記のように構成された本発明の多電極用液位検出装置によれば、前記基準用電極と前記液位検出用電極との導通を、所定時間差をおいて液位検出用電極毎に順次検出し、この検出結果を光変換することで光信号を発光し、この光信号を受光して電気変換することで検出結果を得て、この検出結果に基づいて、前記導電性液体の液位を判断するようにしたので、液位検出用電極及び制御手段間を電気的ではなく、光的に接続することで、液位検出用電極からのノイズの影響を受けることがなく、その結果、ノイズ影響による制御手段の誤動作を確実に防止することができる。
【0050】
本発明の多電極用液位検出装置によれば、液位検出用電極及び制御手段間を高感度タイプの発光素子及び高感度タイプの受光素子で光的に接続するようにしたので、液位検出用電極からのノイズの影響を受けることなく、ノイズ影響による制御手段の誤動作を確実に防止することができることは勿論のこと、高感度タイプの発光素子は検出電流が少なくて済むことから、この検出電流を供給するトランスの二次側コイルの電圧及び電流も少なくて済み、その結果、トランスの小型化、ひいては装置全体のコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多電極用液位検出装置に関わる実施の形態を示す多電極用液面制御装置内部の概略構成を示すブロック図である。
【図2】同多電極用液面制御装置の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
2 導電性液体
10 マイコン(制御手段)
14A 発光ダイオード(発光手段:発光素子)
14B 受光トランジスタ(受光手段:受光素子)
E 基準用電極
E1〜En 液位検出用電極
PHT(PHT1〜PHTn) フォト・トライアック(導通検出手段)
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばビルディングや集合住宅等における受水槽等の水位、液槽等の液位等を、液槽内の導電性液体を通じて複数電極間の導通を検出し、この検出結果に基づいて、前記導電性液体の液位を判断する多電極用液位検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
このような従来の多電極用液位検出装置としては、本出願人が様々な提案をしている(例えば特許文献1参照)。
【0003】
この特許文献1によれば、導電性液体を通じて基準用電極と複数の液位検出用電極とのそれぞれの導通を検出し、この検出結果に基づいて、前記導電性液体の液位を判断する多電極用液位検出装置であって、前記基準用電極と前記液位検出用電極との導通を、所定時間差をおいて液位検出用電極毎に順次検出し、この検出結果を、ダイオードブリッジ型整流回路を通じてマイクロコンピュータ(以下、単にマイコンと称する)に通知するようにしている。
【0004】
従って、この特許文献1によれば、基準用電極と液位検出用電極との導通を、所定時間差をおいて液位検出用電極毎に順次検出し、この検出結果を、ダイオードブリッジ型整流回路を通じてマイコンに通知するようにしたので、必要とする電源がマイコンの駆動用電源と、ダイオードブリッジ型整流回路に用いる電源との2つで済み、液位検出用電極の数を増やしたとしても、電源の数は増えることがない。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−202176号公報(図1及び図2、段落番号「0035」〜「0050」参照)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の多電極用液位検出装置によれば、液位検出用電極及びダイオードブリッジ型整流回路間の伝送路を通じて検出結果をマイコンに通知するようにしたが、ダイオードブリッジ型整流回路及びマイコン間は電気的に接続されていることから、液位検出用電極及びダイオードブリッジ型整流回路間の伝送路で混入したノイズがダイオードブリッジ型整流回路を通じてマイコンに混入し、その結果、マイコンの誤動作が生じるおそれがある。
【0007】
本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、液位検出用電極の検出結果に混入したノイズによるマイコンの誤動作を確実に防止することができる多電極用液位検出装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の多電極用液位検出装置は、導電性液体を通じて基準用電極と複数の液位検出用電極とのそれぞれの導通を検出し、この検出結果に基づいて、前記導電性液体の液位を判断する多電極用液位検出装置であって、前記基準用電極と前記液位検出用電極との導通を、所定時間差をおいて液位検出用電極毎に順次検出する導通検出手段と、前記導通検出手段の検出結果を光変換することで光信号を発光する発光手段と、この発光手段にて発光した光信号を受光し、この光信号を電気変換することで検出結果を得る受光手段と、この受光手段にて得た検出結果に基づいて、前記導電性液体の液位を判断する制御手段とを有するようにした。
【0009】
従って、本発明の多電極用液位検出装置によれば、前記基準用電極と前記液位検出用電極との導通を、所定時間差をおいて液位検出用電極毎に順次検出し、この検出結果を光変換することで光信号を発光し、この光信号を受光して電気変換することで検出結果を得て、この検出結果に基づいて、前記導電性液体の液位を判断するようにしたので、液位検出用電極及び制御手段間を電気的ではなく、光的に接続することで、液位検出用電極からのノイズの影響を受けることがなく、その結果、ノイズ影響による制御手段の誤動作を確実に防止することができる。
【0010】
また、本発明の多電極用液位検出装置によれば、基準用電極と液位検出用電極との導通を所定時間差をおいて液位検出用電極毎に順次検出するようにしたので、これら電極に電圧印加する時間を最小限にすることで電極の電食を抑制し、さらには、液位検出用電極の数を増やしたとしても、一つの液位検出用電極毎に電圧を印加することから、その印加電圧容量も最小限に抑えることができ、ひいては装置全体の小型化を図ることができる。
【0011】
本発明の多電極用液位検出装置は、前記発光手段が発光素子、前記受光手段が受光素子で構成するようにした。
【0012】
従って、本発明の多電極用液位検出装置によれば、液位検出用電極及び制御手段間を発光素子及び受光素子で光的に接続するようにしたので、液位検出用電極からのノイズの影響を受けることなく、ノイズ影響による制御手段の誤動作を確実に防止することができる。
【0013】
本発明の多電極用液位検出装置は、前記発光手段が、高感度タイプの発光素子、前記受光手段が高感度タイプの受光素子で構成するようにした。
【0014】
従って、本発明の多電極用液位検出装置によれば、液位検出用電極及び制御手段間を高感度タイプの発光素子及び高感度タイプの受光素子で光的に接続するようにしたので、液位検出用電極からのノイズの影響を受けることなく、ノイズ影響による制御手段の誤動作を確実に防止することができることは勿論のこと、高感度タイプの発光素子は検出電流が少なくて済むことから、この検出電流を供給するトランスの二次側コイルの電圧及び電流も少なくて済み、その結果、トランスの小型化、ひいては装置全体のコストを低減することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の多電極用液位検出装置に関わる実施の形態を示す多電極用液面制御装置について説明する。図1は本発明の実施の形態を示す多電極用液面制御装置内部の概略構成を示す説明図である。
【0016】
液槽1内には導電性液体2が入れてあり、この導電性液体2の液面Fは排液により下降し、また、給液により上昇するものである。
【0017】
そして、液槽1には電極保持器3により保持された多電極が挿入してある。すなわち、電極保持器3は、コモン(CM)側の電極棒である基準用電極Eと、第1、第2、第3・・・第nの液位検出用電極E1、E2、E3・・・Enとを所定の間隔をおいて保持している。そして、基準用電極E、第1の液位検出用電極E1、第2の液位検出用電極E2、第3の液位検出用電極E3・・・第n液位検出用電極Enは、この順にその長さが順次短くしてある。
【0018】
多電極用液面制御装置は、後述する制御信号に応じて、基準用電極Eと第1、第2、第3・・・第nの液位検出用電極E1、E2、E3・・・Enとの導通を、液位検出用電極毎に夫々検出する第1、第2、第3・・・第nのフォト・トライアックPHT1、PHT2、PHT3・・・PHTnと、この液位検出用電極毎に検出した検出結果を光信号に変換して光出力する発光ダイオード14Aと、この発光ダイオード14Aにて発光した光信号を受光し、この光信号を電気変換して検出結果を得る受光トランジスタ14Bと、発光ダイオード14Aの交流入力側に交流を出力するトランス11と、所定時間差をおいて制御信号を各フォト・トライアックPHTを順次出力すると共に、各フォト・トライアックPHTを通じて順次検出した液位検出用電極毎の検出結果を取得し、この検出結果に基づいて液位を判断し、かつ外部機器を制御するマイコン10と、マイコン10が駆動するドライバー回路12と、ドライバー回路12により駆動される外部機器としての第1、第2、第3・・・第nの出力リレーX1、X2、X3、・・・Xnとを備えている。
【0019】
すなわち、トランス11は、その接続端子部でAC100Vの電源(図示せず)に接続された一次コイル11Aと、マイコン10の駆動用電源に利用される一方の二次コイル11Bと、検出用電源となる他方の二次コイル11Cとを有しており、一方の二次コイル11Bは全波整流回路13を通してマイコン10の駆動電源(例えばDC5V)を作成する電源回路24に接続してある。
【0020】
発光ダイオード14Aは、基準用電極Eと第1、第2、第3・・・第nの液位検出用電極E1、E2、E3・・・Enとの導通に関わる検出結果を、第1、第2、第3・・・第nのフォト・トライアックPHT1、PHT2、PHT3・・・PHTnを通じて取得し、この検出結果を光変換して、この光信号を受光トランジスタ14Bに光出力するものである。
【0021】
受光トランジスタ14Bは、発光ダイオード14Aからの光信号を受光し、この光信号を電気変換することで検出結果を取得し、この検出結果をマイコン10に通知するものである。尚、これら発光ダイオード14A及び受光トランジスタ14Bは、高感度タイプのフォトカプラで構成するものとする。
【0022】
第1、第2、第3・・・第nのフォト・トライアックPHT1、PHT2、PHT3・・・PHTnは、マイコン10からの制御信号に応じて起動信号を出力する起動用発光ダイオード21と、この起動用発光ダイオード21からの起動信号に応じて、基準用電極Eと第1、第2、第3・・・第nの液位検出用電極E1、E2、E3・・・Enとの導通検出を起動(ON)するトライアック部22とを有し、このトライアック部23が起動することで、基準用電極Eと第1、第2、第3・・・第nの液位検出用電極E1、E2、E3・・・Enとの導通に関わる状態を検出するものである。尚、マイコン10は、所定時間差をおいて各フォト・トライアックPHT(PHT1,PHT2,PHT3・・・PHTn)内の起動用発光ダイオード21に制御信号P(P1,P2,P3・・・Pn等)を順次出力するものである。
【0023】
また、他方の二次コイル11Cの(−)極側はコモン電極端子CM−1に接続してある。
【0024】
コモン電極端子CM−1は、基準用電極Eに接続し、第1、第2、第3・・・第nの電極接続端子E1−1、E2−1、E3−1・・・En−1は、それぞれが対応する第1、第2、第3・・・第nの液位検出用電極E1、E2、E3・・・Enに接続するものである。
【0025】
また、マイコン10の第1、第2、第3・・・第nの信号出力端子部S1、S2、S3・・・Snは、それぞれが対応する第1、第2、第3・・・第nのフォト・トライアックPHT1、PHT2、PHT3・・・PHTnの起動用発光ダイオード22に接続してある。
【0026】
また、マイコン10の出力端子部Q1、Q2、Q3・・・Qnは、ドライバー回路12を介して第1、第2、第3・・・第nの出力リレーX1、X2、X3・・・Xnに駆動信号を出力するように接続してある。また、マイコン10には発信回路19とリセット回路20とが接続してある。
【0027】
尚、請求項記載の多電極用液位検出装置は多電極用液面制御装置、導通検出手段はフォト・トライアックPHT(PHT1,PHT2,PHT3・・・PHTn)、発光手段は発光ダイオード14A、受光手段は受光トランジスタ14B、制御手段はマイコン10に相当するものである。
【0028】
では、本実施の形態を示す多電極用液面制御装置の動作について説明する。図2は同多電極用液面制御装置の動作を示すタイムチャートである。尚、タイムチャートは4電極仕様のものである。したがって、多電極用液面制御装置の作動を4電極に限定して説明する。
【0029】
液槽1内の導電性液体2の液面Fは昇降するものであり、例えば図2に示すように時間T1で第1の液位検出用電極E1まで液位が上昇し、時間T2で第2の液位検出用電極E2まで液位が上昇し、時間T3で第3の液位検出用電極E3まで液位が上昇し、時間T4で第4の液位検出用電極E4まで液位が上昇し、また、時間T5で第4の液位検出用電極E4まで液位が下降し、時間T6で第3の液位検出用電極E3まで液位が下降し、時間T7で第2の液位検出用電極E3まで液位が下降し、時間T8で第1の液位検出用電極E1まで液位が下降したものとする。
【0030】
マイコン10は、その第1、第2、第3、第4の信号出力端子部S1、S2、S3、S4から、それぞれが対応する第1、第2、第3、第4のフォト・トライアックPHT1、PHT2、PHT3、PHT4の起動用発光ダイオード22に所定時間差をおいて制御信号P1、P2、P3、P4を順次出力することで、第1、第2、第3、第4のフォト・トライアックPHT1、PHT2、PHT3、PHT4を順次起動する。
【0031】
この際、時間T1以前では、液体2の液面Fは第1の液位検出用電極E1には達していない。このために、基準用電極Eと第1の液位検出用電極E1との間、基準用電極Eと第2の液位検出用電極E2との間、基準用電極Eと第3の液位検出用電極E3との間、基準用電極Eと第4の液位検出用電極E4との間は、それぞれに導通していないことになる。
【0032】
そこで、発光ダイオード14Aでは、これら第1、第2、第3、第4のフォト・トライアックPHT1、PHT2、PHT3、PHT4の検出結果を取得すると、これら検出結果を受光トランジスタ14Bに光伝送しないため、受光トランジスタ14Bでは、発光ダイオード14Aからの光信号が得られないことから、その入力レベルINはローレベルとなる。
【0033】
マイコン10は、受光トランジスタ14Bから全てフォト・トライアックPHTの検出結果がローレベルを検出すると、液位が第1の液位検出用電極E1まで達していないものと判断する。そして、マイコン10はドライバー回路12を駆動制御し、このドライバー回路12は第1〜第4の出力リレーX1〜X4のいずれかに駆動信号を出力し、その出力リレーをオン作動して、例えばポンプを制御することになる。
【0034】
また、図2に示すように時間T1では導電性液体2の液面Fは第1の液位検出用電極E1に達している。このために、基準電極Eと第1の液位検出用電極E1との間は導電性液体2を通じて導通するが、基準用電極Eと第2の液位検出用電極E2との間、基準用電極Eと第3の液位検出用電極E3との間、基準用電極Eと第4の液位検出用電極E4との間は、それぞれに導通していないことになる。
【0035】
マイコン10は、例えば時間T1直後のタイミングで、所定時間差をおいて制御信号を順次出力することで、前述したようにフォト・トライアックPHTが順次起動することになる。
【0036】
そこで、発光ダイオード14Aでは、第1フォト・トライアックPHT1を通じて、基準用電極Eと第1液位検出用電極E1とが導電しているとの検出結果を取得し、この検出結果を光変換することで、この光信号を受光トランジスタ14Bに光伝送する。
【0037】
また、発光ダイオード14Aでは、第2、第3、第4のフォト・トライアックPHT2、PHT3、PHT4を通じて、基準用電極Eと第2、第3、第4液位検出用電極E2,E3,E4とは導電していないとの検出結果を順次取得すると、これら検出結果については受光トランジスタ14Bに光伝送しない。
【0038】
そして、受光トランジスタ14Bでは、第1フォト・トライアックPHT1の制御信号P1に対応した検出結果の光信号を受光すると、その入力レベルINをハイレベルとする。また、受光トランジスタ14Bでは、第2、第3、第4のフォト・トライアックPHT2、PHT3、PHT4の制御信号P2,P3,P4に対応した光信号が得られないことから、その入力レベルINをローレベルとする。
【0039】
そして、マイコン10は、受光トランジスタ14Bから第1フォト・トライアックPHT1の制御信号P1に対応した検出結果がハイレベル、第2、第3、第4のフォト・トライアックPHT2、PHT3、PHT4の制御信号P2,P3,P4に対応した検出結果がローレベルとなると、現在の液位が第1の液位検出用電極E1まで達しているものと判断する。そして、マイコン10はドライバー回路12を駆動制御し、このドライバー回路12は第1の出力リレーX1に駆動信号を出力し、その出力リレーX1をオン作動して、例えばポンプを制御することになる。
【0040】
また、図2に示すように時間T4では導電性液体2の液面Fは第4の液位検出用電極E4に達している。このために、基準用電極Eと第1の液位検出用電極E1との間、基準用電極Eと第2の液位検出用電極E2との間、基準用電極Eと第3の液位検出用電極E3との間、基準用電極Eと第4の液位検出用電極E4との間はそれぞれ導電性液体2を通じて導通することになる。
【0041】
マイコン10は、例えば時間T4直後のタイミングで、所定時間差をおいて制御信号を順次出力することで、前述したようにフォト・トライアックPHTが順次起動することになる。
【0042】
そこで、発光ダイオード14Aでは、第1フォト・トライアックPHT1を通じて、基準用電極Eと第1液位検出用電極E1とが導電しているとの検出結果を取得し、この検出結果を光変換することで、この光信号を受光トランジスタ14Bに光伝送する。同様に、発光ダイオード14Aでは、第2、第3、第4フォト・トライアックPHT2、PHT3、PHT4を通じて、基準用電極Eと第2液位検出用電極E2,E3、E4とが導電しているとの検出結果を順次取得し、この検出結果を順次光変換することで、各光信号を受光トランジスタ14Bに順次光伝送する。
【0043】
受光トランジスタ14Bでは、第1、第2、第3、第4のフォト・トライアックPHT1、PHT2、PHT3、PHT4の制御信号P1、P2,P3,P4に対応した検出結果の光信号を順次受光すると、各制御信号P1,P2,P3,P4の検出結果の入力レベルINがハイレベルとなる。
【0044】
そして、マイコン10は、受光トランジスタ14Bから第1、第2、第3、第4のフォト・トライアックPHT1、PHT2、PHT3、PHT4の制御信号P1、P2,P3,P4に対応した検出結果がハイレベルとなると、現在の液位が第4の液位検出用電極E4まで達しているものと判断する。そして、マイコン10はドライバー回路12を駆動制御し、このドライバー回路12は第1〜第4の出力リレーX1〜X4の何れかに駆動信号を出力し、その出力リレーX1〜X4をオン作動して、例えばポンプを制御することになる。
【0045】
また、図2に示すように時間T5で第4の液位検出用電極E4まで液位が下降し、時間T6で第3の液位検出用電極E3まで液位が下降し、時間T7で第2の液位検出用電極E3まで液位が下降し、時間T8で第1の液位検出用電極E1まで液位が下降した場合であるが、いずれの場合にも、上記した多電極用液面制御装置の動作により液位を判断することができる。
【0046】
このように本実施の形態によれば、基準用電極Eと液位検出用電極(E1,E2,E3,E4)との導通を、所定時間差をおいて液位検出用電極毎に順次検出し、この検出結果を、発光ダイオード14Aを通じて光変換することで光信号を発光し、この光信号を、受光トランジスタ14Bを通じて受光して電気変換することで検出結果を得て、この検出結果に基づいて、導電性液体2の液位を判断するようにしたので、液位検出用電極(E1、E2,E3,E4)及びマイコン10間を電気的ではなく、光的に接続することで、液位検出用電極からのノイズの影響を受けることがなく、その結果、ノイズ影響によるマイコン10の誤動作を確実に防止することができる。
【0047】
また、本実施の形態によれば、基準用電極Eと液位検出用電極(E1,E2,E3,E4)との導通を、所定時間差をおいて液位検出用電極毎に順次検出するようにしたので、これら電極に電圧印加する時間を最小限にすることで電極の電食を抑制し、さらには、液位検出用電極の数を増やしたとしても、一つの液位検出用電極毎に電圧を印加することから、その印加電圧容量も最小限に抑えることができ、ひいては装置全体の小型化を図ることができる。
【0048】
また、本実施の形態によれば、発光ダイオード14A及び受光トランジスタ14Bを高感度タイプとしたので、発光ダイオード14Aは検出電流が高感度タイプでないものに比較して約1/10程度、例えば1mA程度で済むことから、この検出電流を供給するトランス11の二次コイル11Cの巻き線が少なくて済み、その結果、トランスの小型化、ひいては装置全体のコストを低減することができる。
【0049】
【発明の効果】
上記のように構成された本発明の多電極用液位検出装置によれば、前記基準用電極と前記液位検出用電極との導通を、所定時間差をおいて液位検出用電極毎に順次検出し、この検出結果を光変換することで光信号を発光し、この光信号を受光して電気変換することで検出結果を得て、この検出結果に基づいて、前記導電性液体の液位を判断するようにしたので、液位検出用電極及び制御手段間を電気的ではなく、光的に接続することで、液位検出用電極からのノイズの影響を受けることがなく、その結果、ノイズ影響による制御手段の誤動作を確実に防止することができる。
【0050】
本発明の多電極用液位検出装置によれば、液位検出用電極及び制御手段間を高感度タイプの発光素子及び高感度タイプの受光素子で光的に接続するようにしたので、液位検出用電極からのノイズの影響を受けることなく、ノイズ影響による制御手段の誤動作を確実に防止することができることは勿論のこと、高感度タイプの発光素子は検出電流が少なくて済むことから、この検出電流を供給するトランスの二次側コイルの電圧及び電流も少なくて済み、その結果、トランスの小型化、ひいては装置全体のコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多電極用液位検出装置に関わる実施の形態を示す多電極用液面制御装置内部の概略構成を示すブロック図である。
【図2】同多電極用液面制御装置の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
2 導電性液体
10 マイコン(制御手段)
14A 発光ダイオード(発光手段:発光素子)
14B 受光トランジスタ(受光手段:受光素子)
E 基準用電極
E1〜En 液位検出用電極
PHT(PHT1〜PHTn) フォト・トライアック(導通検出手段)
Claims (3)
- 導電性液体を通じて基準用電極と複数の液位検出用電極とのそれぞれの導通を検出し、この検出結果に基づいて、前記導電性液体の液位を判断する多電極用液位検出装置であって、
前記基準用電極と前記液位検出用電極との導通を、所定時間差をおいて液位検出用電極毎に順次検出する導通検出手段と、
前記導通検出手段の検出結果を光変換することで光信号を発光する発光手段と、
この発光手段にて発光した光信号を受光し、この光信号を電気変換することで検出結果を得る受光手段と、
この受光手段にて得た検出結果に基づいて、前記導電性液体の液位を判断する制御手段とを有することを特徴とする多電極用液位検出装置。 - 前記発光手段は発光素子、前記受光手段は受光素子で構成することを特徴とする請求項1記載の多電極用液位検出装置。
- 前記発光手段は、高感度タイプの発光素子、前記受光手段は高感度タイプの受光素子で構成することを特徴とする請求項1又は2記載の多電極用液位検出装置。
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JP2014109515A (ja) * | 2012-12-03 | 2014-06-12 | Fuji Electric Co Ltd | ポンプコントローラ |
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-
2003
- 2003-03-13 JP JP2003068203A patent/JP2004279109A/ja active Pending
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