JP2005274158A - Electrostatic capacity type liquid sensor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrostatic capacity type liquid sensor prevented from erroneous operation by widening a detection range of a semiconductive substance. <P>SOLUTION: An insulating film 31 is formed to the inner peripheral surface becoming a contact surface coming into contact with a coating solution is formed to a ring-shaped detection electrode 30 by PFA coating. The inner peripheral surface is exposed to the inside of a pipe part 22 through which the coating solution 12 passes. Therefore, the resistance value between the detection electrode 30 and the pipe part 22 being an earth electrode increases to become almost infinite and the detection circuit in a circuit part 25 detects the coating solution 12 only by a change in electrostatic capacity between the detection electrode 30 and the pipe part 22 being the earth electrode in spite of the resistance value. Further, since the detection circuit becomes almost infinite in resistance value, even if the change in electrostatic capacity is small, the semiconductive substance can be detected. Accordingly, a range capable of detecting the semiconductive substance is widened and the arroneous operation of an electrostatic capacity type liquid sensor is prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、被検出液の比誘電率による検出電極と接地電極との間の静電容量の変化に基づいて被検出液を検出して、検出信号を出力する静電容量式液センサに関する。   The present invention relates to a capacitive liquid sensor that detects a liquid to be detected based on a change in capacitance between a detection electrode and a ground electrode due to a relative dielectric constant of the liquid to be detected and outputs a detection signal.

工場やプラント等においては、物質の検知・計測が重要であり、様々な検知センサが用いられている。例えば、タンク内や配管内の液体を検出するために、静電容量式レベルセンサが用いられている。   In factories and plants, it is important to detect and measure substances, and various detection sensors are used. For example, a capacitance type level sensor is used to detect liquid in a tank or piping.

このような静電容量式レベルセンサは、被検出物としての液体が検出電極に接触した時に、液体の比誘電率により検出電極と接地電極との間の静電容量が変化することを利用して、液体の検出を行なっている(例えば、特許文献1参照)。このような静電容量式レベルセンサでは、共振回路等で構成される検出回路を検出電極に接続し、被検出物が検出電極に接触した時に、被検出物の比誘電率により検出電極と接地電極との間の静電容量が変化して、共振回路が共振動作することを利用して検出を行なっている。つまり、被検出物のレベルが増加して検出電極との接触面が大きくなると、静電容量が増大して共振回路が動作点に到達して、共振を起こして応答電流が急激に増加することを利用して、被検出物が所定のレベルに達したことを検出している。   Such a capacitance type level sensor utilizes the fact that the capacitance between the detection electrode and the ground electrode changes due to the relative dielectric constant of the liquid when the liquid as the detection object contacts the detection electrode. The liquid is detected (see, for example, Patent Document 1). In such a capacitance type level sensor, a detection circuit constituted by a resonance circuit or the like is connected to the detection electrode, and when the detected object comes into contact with the detection electrode, the detection electrode is grounded by the relative permittivity of the detected object. Detection is performed by utilizing the fact that the capacitance between the electrodes changes and the resonance circuit resonates. In other words, when the level of the object to be detected increases and the contact surface with the detection electrode increases, the capacitance increases and the resonance circuit reaches the operating point, causing resonance and a rapid increase in response current. Is used to detect that the detected object has reached a predetermined level.

前述の静電容量式レベルセンサでは、被検出物の比誘電率による検出電極と接地電極との間の静電容量値の変化のみで被検出物を検出するものである。しかし、静電容量値の変化のみでなく、被検出物の導電性の影響を考慮して検出を行なう方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。以下に、特許文献2に記載の静電容量式レベルセンサにおける被検出物の検出方法を説明する。   In the above-described capacitance type level sensor, the detected object is detected only by a change in the capacitance value between the detection electrode and the ground electrode due to the relative dielectric constant of the detected object. However, there is a known method for performing detection in consideration of not only the change in capacitance value but also the influence of the conductivity of the object to be detected (see, for example, Patent Document 2). Below, the detection method of the to-be-detected object in the electrostatic capacitance type level sensor of patent document 2 is demonstrated.

図5は、静電容量式レベルセンサにおける検出回路の抵抗値(電導度の逆数)と静電容量との関係を示すグラフであり、G−C特性と呼ばれている。横軸は、抵抗値、縦軸は静電容量値を示している。被検出物が理想的な絶縁性を有する場合、被検出物が電極に接触しても抵抗値の変化は殆どなく、被検出物の比誘電率による静電容量のみが変化する。その静電容量の変化が所定の閾値以上であれば、共振回路の共振動作がON領域に入り、検出回路は、被検出物が所定レベルに達したことを示す検出信号を出力する。   FIG. 5 is a graph showing the relationship between the resistance value of the detection circuit (reciprocal of conductivity) and the capacitance in the capacitance type level sensor, and is called a GC characteristic. The horizontal axis indicates the resistance value, and the vertical axis indicates the capacitance value. When the object to be detected has an ideal insulating property, even if the object to be detected contacts the electrode, there is almost no change in the resistance value, and only the capacitance due to the relative dielectric constant of the object to be detected changes. If the change in the capacitance is greater than or equal to a predetermined threshold, the resonance operation of the resonance circuit enters the ON region, and the detection circuit outputs a detection signal indicating that the detected object has reached a predetermined level.

また、導電性を有する被検出物が検出電極に付着した場合、電導度が増加(抵抗値が減少)して、誤動作の要因となる。しかし、この場合でも、G−C特性が働き、検出電極と接地電極との間の抵抗値が、例えば10kΩで、付着容量が2pFであれば、共振動作のON領域に入らず、OFF領域のままであり、誤動作は生じない。一方、被検出物が検出電極に達した場合、静電容量の増加は付着容量2pFより遙かに大きいので、正しくON領域に入り、検出信号を出力する。   Further, when a conductive object to be detected adheres to the detection electrode, the electrical conductivity increases (resistance value decreases), causing a malfunction. However, even in this case, if the GC characteristic works, the resistance value between the detection electrode and the ground electrode is, for example, 10 kΩ, and the adhesion capacitance is 2 pF, the resonance operation does not enter the ON region, and the OFF region And no malfunction occurs. On the other hand, when the object to be detected reaches the detection electrode, the increase in electrostatic capacity is much larger than the adhesion capacity 2 pF, so that it correctly enters the ON region and outputs a detection signal.

さらに、被検出物が検出電極に付着することによる要因の他に、被検出物が半導電性の物質の場合は、G−C特性にマッチングしないために誤動作の要因となる。つまり、半導電性の被検出物が検出電極に接触しても、検出電極と接地電極間の抵抗値の低下の割に静電容量の増加が小さすぎることが要因で、ON領域には入らずにOFF領域のままとなって誤動作が発生する。このような物質性状に起因する不都合を回避するため、検出電極と接地電極との間に抵抗(例えば、4.8kΩ)を挿入して、G−C特性を強制的に作用させる。ここで、抵抗を挿入したことが原因となって被検出物による抵抗値の変化を受けなくなるが、感度もかなり低下しているので、コンデンサ(例えば、15pF)を挿入抵抗に対して並列に接続して、被検出物が検出電極に達したときに静電容量の増加量として不足する分を並列のコンデンサによって補う。つまり、被検出物が検出電極に達した時の比較的小さい静電容量の増加であっても、正しくON領域に入り、検出信号を出力する。すなわち、抵抗やコンデンサを追加して別回路(Z型アンプと呼ばれる。)を作成してG−C特性の機能を弱めれば、導電性の被検出物に対しては、検出電極への付着によって検出精度が低下するが、通常(標準アンプ)のG−C特性にマッチングしない半導電性物質の検出を可能にしている。   Furthermore, in addition to the factor due to the detected object adhering to the detection electrode, when the detected object is a semiconductive substance, it does not match the GC characteristic, which causes a malfunction. In other words, even if a semiconductive object to be detected comes into contact with the detection electrode, it does not enter the ON region because the increase in capacitance is too small for the decrease in the resistance value between the detection electrode and the ground electrode. Instead, the malfunction remains in the OFF region. In order to avoid such inconvenience due to the material properties, a resistance (for example, 4.8 kΩ) is inserted between the detection electrode and the ground electrode to force the GC characteristic to act. Here, the resistance value is not changed by the object to be detected due to the insertion of the resistor, but the sensitivity is considerably lowered, so a capacitor (for example, 15 pF) is connected in parallel to the insertion resistor. Then, when the object to be detected reaches the detection electrode, the shortage of the increase in the capacitance is compensated by the parallel capacitor. In other words, even when the detected object reaches the detection electrode, even when the capacitance is relatively small, the ON region is correctly entered and the detection signal is output. That is, if a resistor or capacitor is added to create another circuit (called a Z-type amplifier) to weaken the function of the GC characteristic, the conductive object is attached to the detection electrode. Although the detection accuracy is reduced by this, it is possible to detect a semiconductive substance that does not match the normal (standard amplifier) GC characteristic.

特開平7−190838号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-190838 特開2002−195867号公報JP 2002-195867 A

しかしながら、Z型アンプによりG−C特性の機能を弱めることにより、半導電性物質の検出に対応させているが、Z型アンプを用いても安定領域が少なく、全ての半導電性物質に対応できないという問題があった。このため、半導電性物質に対する検出可能範囲を広げて、誤動作を防止する必要があった。   However, although the function of the GC characteristic is weakened by the Z-type amplifier, it corresponds to the detection of the semiconductive material, but even if the Z-type amplifier is used, the stable region is small and it corresponds to all the semiconductive materials. There was a problem that I could not. For this reason, it has been necessary to widen the detectable range for the semiconductive material to prevent malfunction.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、半導電性物質に対して検出可能な範囲を広げて、誤動作を防止した静電容量式液センサを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a capacitive liquid sensor in which a detectable range for a semiconductive substance is expanded to prevent malfunction.

上記課題を解決するために、本発明の静電容量式液センサは、被検出液の比誘電率による検出電極と接地電極との間の静電容量の変化に基づいて、被検出液を検出して検出信号を出力する静電容量式液センサにおいて、前記検出電極の前記被検出液と接触する接触面に絶縁体を設けたことを特徴とするものである。   In order to solve the above problems, the capacitive liquid sensor of the present invention detects a liquid to be detected based on a change in capacitance between the detection electrode and the ground electrode due to the relative dielectric constant of the liquid to be detected. In the capacitive liquid sensor that outputs a detection signal, an insulator is provided on the contact surface of the detection electrode that contacts the liquid to be detected.

また、前記絶縁体を、前記接触面にPFAコーティングして設けることを特徴とするものである。   Further, the insulator is provided by coating the contact surface with PFA.

本発明の静電容量式液センサは、被検出液と接触する検出電極の接触面に絶縁体を設けたので、検出電極と接地電極との間の抵抗値が増加する。このため、半導電性液体を検出可能な範囲が広がり、誤動作が防止されて半導電性物質を確実に検出することができる。このため、半導電性から絶縁性の液体を確実に検出することができるので、半導電性から絶縁性の液体であれば、全ての液体に対して1台の静電容量式液センサで対応することができる。   In the capacitance type liquid sensor of the present invention, since the insulator is provided on the contact surface of the detection electrode that contacts the liquid to be detected, the resistance value between the detection electrode and the ground electrode increases. For this reason, the range which can detect a semiconductive liquid spreads, a malfunction is prevented, and a semiconductive substance can be detected reliably. For this reason, it is possible to reliably detect semi-conductive to insulating liquid, so if it is semi-conductive to insulating liquid, all liquids can be handled with one capacitive liquid sensor. can do.

また、絶縁体を、接触面にPFAコーティングして設けたので、被検出液によって腐食されにくい。このため、検出電極の抵抗値が変化しないので、静電容量式液センサの誤動作を防止することができる。   In addition, since the insulator is provided with PFA coating on the contact surface, it is not easily corroded by the liquid to be detected. For this reason, since the resistance value of the detection electrode does not change, malfunction of the capacitive liquid sensor can be prevented.

図1は、塗布設備の概略図である。塗布設備10は、塗布装置11と、この塗布装置11に供給される塗布液12を貯蔵するタンク13と、塗布装置11とタンク13とを接続し、タンク13内の塗布液12を塗布装置11に供給する配管14と、配管14内の塗布液12を検出する静電容量式液センサ15と、静電容量式液センサ15から出力される検出信号を取得して、この検出信号に基づいて塗布装置11を制御するコントローラ16とを備えている。なお、配管14には、ポンプ17が設けられており、このポンプ17によって、塗布液12が、タンク13から塗布装置11へ送られる。また、静電容量式液センサ15は、配管14のフランジ部14a,14b間に接続されている。なお、本実施形態においては、塗布装置11に塗布液12を供給する配管14に本発明の静電容量式液センサ15を設けた場合について説明するが、被検出物を供給する配管であれば何でも良い。   FIG. 1 is a schematic view of a coating facility. The coating facility 10 connects the coating device 11, a tank 13 for storing the coating solution 12 supplied to the coating device 11, the coating device 11 and the tank 13, and the coating solution 12 in the tank 13 is applied to the coating device 11. The pipe 14 to be supplied to the pipe 14, the electrostatic capacity type liquid sensor 15 for detecting the coating liquid 12 in the pipe 14, and the detection signal output from the electrostatic capacity type liquid sensor 15 are acquired, and based on this detection signal And a controller 16 for controlling the coating apparatus 11. The pipe 14 is provided with a pump 17, and the pump 17 sends the coating solution 12 from the tank 13 to the coating device 11. Further, the capacitive liquid sensor 15 is connected between the flange portions 14 a and 14 b of the pipe 14. In this embodiment, the case where the capacitance type liquid sensor 15 of the present invention is provided in the pipe 14 for supplying the coating liquid 12 to the coating apparatus 11 will be described. anything is fine.

次に、静電容量式液センサ15の構成について説明する。この静電容量式液センサ15は、静電容量式レベルセンサの機能を簡略化したものであり、液体のレベル検出ではなく、配管14内の液体の有無のみを検出する。図2は、静電容量式液センサ15の構成を示す縦断面図である。静電容量式液センサ15は、両端に設けられた2つのフランジ部20a,20bと、このフランジ部20a,20b間に設けられたパイプ部22と、パイプ部22の中央に設けられた検出部23と、接続部24を介して検出部23に接続されている回路部25とを備えている。フランジ部20a,20bは、フランジ部14a,14bに取り付けられて、配管14に接続される。このため、配管14内を流れる塗布液12が、図中左側からパイプ部22内に流入して、右側から流出する。このパイプ部22は、導電性を有する金属で形成され、接地されており、接地電極として作用する。   Next, the configuration of the capacitive liquid sensor 15 will be described. This capacitive liquid sensor 15 is a simplified function of the capacitive level sensor, and detects only the presence or absence of liquid in the pipe 14, not the liquid level detection. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the capacitive liquid sensor 15. The capacitive liquid sensor 15 includes two flange portions 20a and 20b provided at both ends, a pipe portion 22 provided between the flange portions 20a and 20b, and a detection portion provided at the center of the pipe portion 22. 23 and a circuit unit 25 connected to the detection unit 23 via the connection unit 24. The flange portions 20 a and 20 b are attached to the flange portions 14 a and 14 b and connected to the pipe 14. For this reason, the coating liquid 12 flowing in the pipe 14 flows into the pipe portion 22 from the left side in the drawing and flows out from the right side. The pipe portion 22 is made of a conductive metal, is grounded, and functions as a ground electrode.

検出部23には、ステンレス(SUS304)製のリング状の検出電極30が設けられており、パイプ部22内に内周面を露呈するように配置されている。この内周面が、被検出液である塗布液12と接触する接触面である。この検出電極30の接触面(内周面)には、図3に示すように、PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)コーティングにより、絶縁体である絶縁皮膜31が設けられている。この絶縁皮膜31の厚さは、均一にされており、その厚さは、被検出液の種別によって異なるが、500μm程度が好ましい。なお、絶縁皮膜31の厚さは、これに限るものではなく、被検出液の種別によって、適宜設計変更すれば良い。なお、検出電極30は、ステンレス(SUS304)製としたが、これに限るものではなく、導電性を有する金属であれば良い。   The detection unit 23 is provided with a ring-shaped detection electrode 30 made of stainless steel (SUS304), and is arranged in the pipe portion 22 so as to expose the inner peripheral surface. This inner peripheral surface is a contact surface that comes into contact with the coating liquid 12 that is the liquid to be detected. As shown in FIG. 3, the contact surface (inner peripheral surface) of the detection electrode 30 is provided with an insulating film 31 that is an insulator by a PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer) coating. Yes. The thickness of the insulating film 31 is uniform, and the thickness is preferably about 500 μm, although it varies depending on the type of the liquid to be detected. The thickness of the insulating film 31 is not limited to this, and the design may be changed as appropriate depending on the type of the liquid to be detected. The detection electrode 30 is made of stainless steel (SUS304). However, the detection electrode 30 is not limited to this and may be any metal having conductivity.

また、検出部23には、検出電極30の両側面を覆うように、2つの絶縁リング32,33が配置されている。絶縁リング32,33は、PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)等のフッ素樹脂で形成された絶縁体であり、この絶縁リング32,33により、検出電極30とパイプ部22とが電気的に絶縁されている。また、絶縁リング32,33は、検出電極30側の内側面と、パイプ部22側の外側面とにOリング溝32a,32b,33a,33bが形成されており、Oリング34が入れられている。このOリング34によって、パイプ部22内の塗布液12がパイプ部22の外部に漏れるのを防止している。   In addition, two insulating rings 32 and 33 are arranged in the detection unit 23 so as to cover both side surfaces of the detection electrode 30. The insulating rings 32 and 33 are insulators formed of a fluororesin such as PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer). The insulating rings 32 and 33 allow the detection electrode 30 and the pipe portion 22 to be connected to each other. Are electrically isolated. The insulating rings 32 and 33 are formed with O-ring grooves 32a, 32b, 33a and 33b on the inner surface on the detection electrode 30 side and the outer surface on the pipe portion 22 side, and the O-ring 34 is inserted. Yes. The O-ring 34 prevents the coating liquid 12 in the pipe part 22 from leaking outside the pipe part 22.

また、絶縁皮膜31や絶縁リング32,33は、PFA等のフッ素樹脂に限らず、耐熱性、耐薬品性、絶縁性を有するものであれば良い。絶縁皮膜31は、耐熱性、耐薬品性を有する素材で形成されているので、被検出液である塗布液12によって腐食されにくい。このため、検出電極30の抵抗値が変化せず、静電容量式液センサ15の誤動作を防止することができる。   Further, the insulating film 31 and the insulating rings 32 and 33 are not limited to fluororesins such as PFA, but may have any heat resistance, chemical resistance, and insulation. Since the insulating film 31 is formed of a material having heat resistance and chemical resistance, it is difficult to be corroded by the coating liquid 12 that is a liquid to be detected. For this reason, the resistance value of the detection electrode 30 does not change, and the malfunction of the capacitive liquid sensor 15 can be prevented.

また、検出電極30は、導電性を有する金属で形成された導体棒35の接続部35aに接続されている。この導体棒35は、接続部24内を挿通され、回路部25に接続されている。この導体棒35は、検出電極30と同様に、パイプ部22とは絶縁されている。   Moreover, the detection electrode 30 is connected to the connection part 35a of the conductor rod 35 formed with the metal which has electroconductivity. The conductor bar 35 is inserted through the connection portion 24 and connected to the circuit portion 25. Similar to the detection electrode 30, the conductor bar 35 is insulated from the pipe portion 22.

また、回路部25は、内部に検出回路を備えており、この検出回路が前述の導体棒35、及び接地電極であるパイプ部22に接続されている。検出回路は、共振回路を備えており、検出電極30と接地電極であるパイプ部22との間の静電容量の変化による共振回路の動作に基づいて、検出信号を出力する。すなわち、検出回路は、共振回路が動作点に到達して共振動作している場合は、ON信号を出力し、共振回路が動作点に到達せずに共振していない場合、OFF信号を出力する。このため、静電容量式液センサ15は、パイプ部22内の塗布液12の有無を検出して、塗布液12が検出電極30に接触している場合は、ON信号をコントローラ16に出力し、塗布液12が検出電極30に接触していない場合は、OFF信号をコントローラ16に出力する。   The circuit unit 25 includes a detection circuit therein, and the detection circuit is connected to the above-described conductor rod 35 and the pipe unit 22 that is a ground electrode. The detection circuit includes a resonance circuit, and outputs a detection signal based on the operation of the resonance circuit due to a change in capacitance between the detection electrode 30 and the pipe portion 22 that is the ground electrode. That is, the detection circuit outputs an ON signal when the resonance circuit reaches the operating point and performs a resonance operation, and outputs an OFF signal when the resonance circuit does not reach the operating point and does not resonate. . For this reason, the electrostatic capacitance type liquid sensor 15 detects the presence or absence of the coating liquid 12 in the pipe portion 22, and outputs an ON signal to the controller 16 when the coating liquid 12 is in contact with the detection electrode 30. When the coating liquid 12 is not in contact with the detection electrode 30, an OFF signal is output to the controller 16.

次に、上記構成の静電容量式液センサ15の作用を説明する。なお、本作用の説明では、塗布液12として、PS版製造ラインにおいて使用される3種類の半導電性の塗布液、つまり、図4の表に記載の塗布液A,B,Cを用いた場合について、従来の静電容量式レベルセンサ(検出電極の接触面に絶縁皮膜を形成していない裸電極を備えた静電容量式液センサ)を用いた時の作用と比較して説明する。なお、従来の静電容量式液センサとして、市販の山本電機工業株式会社製DS−P2パイプライン型レベルセンサを用いた。図5は、標準アンプとZ型アンプのG−C特性を示すグラフである。   Next, the operation of the capacitive liquid sensor 15 having the above configuration will be described. In the description of this operation, three kinds of semiconductive coating liquids used in the PS plate production line, that is, the coating liquids A, B, and C shown in the table of FIG. 4 are used as the coating liquid 12. The case will be described in comparison with the operation when a conventional capacitance type level sensor (capacitance type liquid sensor having a bare electrode in which an insulating film is not formed on the contact surface of the detection electrode) is used. In addition, as a conventional capacitance type liquid sensor, a commercially available DS-P2 pipeline type level sensor manufactured by Yamamoto Electric Industry Co., Ltd. was used. FIG. 5 is a graph showing GC characteristics of the standard amplifier and the Z-type amplifier.

タンク13に塗布液Aを貯蔵した場合、タンク13から塗布装置11に塗布液Aが供給され、パイプ部22内の塗布液Aが検出電極30に接触する。検出電極30が裸電極の時は、静電容量27.4pF、抵抗値23.4kΩとなり、ON領域となるので、従来の静電容量式液センサからコントローラ16にON信号が出力される。このため、従来の静電容量式液センサでも、誤動作することなく、塗布液Aを検出することができる。   When the coating liquid A is stored in the tank 13, the coating liquid A is supplied from the tank 13 to the coating apparatus 11, and the coating liquid A in the pipe portion 22 contacts the detection electrode 30. When the detection electrode 30 is a bare electrode, the capacitance is 27.4 pF, the resistance value is 23.4 kΩ, and the ON region is output. Therefore, an ON signal is output from the conventional capacitance type liquid sensor to the controller 16. For this reason, the coating liquid A can be detected without malfunction even with a conventional capacitive liquid sensor.

また、検出電極30の接触面に絶縁皮膜31が形成されている本発明の静電容量式液センサ15を用いた時は、静電容量17.3pF、抵抗値1000kΩとなり、ON領域となるので、静電容量式液センサ15からコントローラ16にON信号が出力される。このため、静電容量式液センサ15によって、誤動作することなく、塗布液Aを検出することができる。   Further, when the capacitance type liquid sensor 15 of the present invention having the insulating film 31 formed on the contact surface of the detection electrode 30 is used, the capacitance is 17.3 pF and the resistance value is 1000 kΩ, which becomes the ON region. Then, an ON signal is output from the capacitive liquid sensor 15 to the controller 16. For this reason, the coating liquid A can be detected by the capacitive liquid sensor 15 without malfunction.

次に、タンク13に塗布液Bを貯蔵した場合、タンク13から塗布装置11に塗布液Bが供給されて、パイプ部22内の塗布液Bが検出電極30に接触する。検出電極30が裸電極の時は、静電容量22.84pF、抵抗値3.1kΩとなり、標準アンプとZ型アンプのいずれにおいてもOFF領域となるので、従来の静電容量式レベルセンサからコントローラ16にOFF信号が出力されてしまう。このため、塗布液Bが検出電極30に接触しても、従来の静電容量式液センサによって塗布液Bを検出することができない。   Next, when the coating liquid B is stored in the tank 13, the coating liquid B is supplied from the tank 13 to the coating apparatus 11, and the coating liquid B in the pipe portion 22 contacts the detection electrode 30. When the detection electrode 30 is a bare electrode, the capacitance is 22.84 pF, the resistance value is 3.1 kΩ, and both the standard amplifier and the Z-type amplifier are in the OFF region. 16, an OFF signal is output. For this reason, even if the coating liquid B contacts the detection electrode 30, the coating liquid B cannot be detected by the conventional capacitive liquid sensor.

これに対して、検出電極30の接触面に絶縁皮膜31が形成されている本発明の静電容量式液センサ15を用いた時は、静電容量18.9pF、抵抗値は無限大となり、ON領域となるので、静電容量式液センサ15からコントローラ16にON信号が出力される。このため、静電容量式液センサ15によって塗布液Bを確実に検出することができる。   On the other hand, when the capacitance type liquid sensor 15 of the present invention in which the insulating film 31 is formed on the contact surface of the detection electrode 30 is used, the capacitance is 18.9 pF and the resistance value is infinite. Since the ON region is entered, an ON signal is output from the capacitive liquid sensor 15 to the controller 16. For this reason, the coating liquid B can be reliably detected by the capacitive liquid sensor 15.

次に、タンク13に塗布液Cを貯蔵した場合、タンク13から塗布装置11に塗布液Cが供給されて、パイプ部22内の塗布液Cが検出電極30に接触する。この塗布液Cは、図5に示すように、センサの測定エリア外に物性があるため、検出電極30が裸電極の時は、静電容量及び抵抗値ともに測定不可となる。このため、従来の静電容量式液センサにより塗布液Cを検出することができない。   Next, when the coating liquid C is stored in the tank 13, the coating liquid C is supplied from the tank 13 to the coating device 11, and the coating liquid C in the pipe portion 22 contacts the detection electrode 30. As shown in FIG. 5, since the coating liquid C has physical properties outside the sensor measurement area, when the detection electrode 30 is a bare electrode, both the capacitance and the resistance value cannot be measured. For this reason, the coating liquid C cannot be detected by the conventional capacitive liquid sensor.

これに対して、検出電極30の接触面に絶縁皮膜31が形成されている本発明の静電容量式液センサ15を用いた時は、静電容量19.0pF、抵抗値は無限大となり、ON領域となるので、静電容量式液センサ15からコントローラ16にON信号が出力される。このため、静電容量式検出液センサ15によって確実に塗布液Cを検出することができる。   On the other hand, when the capacitance type liquid sensor 15 of the present invention in which the insulating film 31 is formed on the contact surface of the detection electrode 30 is used, the capacitance is 19.0 pF and the resistance value is infinite. Since the ON region is entered, an ON signal is output from the capacitive liquid sensor 15 to the controller 16. For this reason, the coating liquid C can be reliably detected by the capacitance type detection liquid sensor 15.

前述のように、検出電極30の内周面、つまり被検出液と接触する接触面に絶縁皮膜31を形成したことにより、検出電極30と接地電極であるパイプ部22との間の抵抗値が増加して、略無限大となる。このため、回路部25内の検出回路は、抵抗値に拘わらず、検出電極30と接地電極であるパイプ部22との間の静電容量の変化のみにより被検出物の検出を行なう。また、検出回路は、抵抗値が略無限大となるので、図4のG−C特性のグラフに示すように、静電容量の変化が小さくても半導電性液体を検出することが可能であり、半導電性物質を検出可能な範囲が広がり、静電容量式液センサ15によって、半導電性物質を確実に検出することができる。   As described above, since the insulating film 31 is formed on the inner peripheral surface of the detection electrode 30, that is, the contact surface in contact with the liquid to be detected, the resistance value between the detection electrode 30 and the pipe portion 22 that is the ground electrode is reduced. It increases and becomes almost infinite. Therefore, the detection circuit in the circuit unit 25 detects an object to be detected only by a change in capacitance between the detection electrode 30 and the pipe unit 22 that is the ground electrode, regardless of the resistance value. Further, since the resistance value of the detection circuit is almost infinite, it is possible to detect the semiconductive liquid even if the change in the capacitance is small as shown in the graph of the GC characteristic in FIG. In addition, the range in which the semiconductive substance can be detected is expanded, and the semiconductive substance can be reliably detected by the capacitive liquid sensor 15.

また、検出電極30の接触面に絶縁皮膜31を形成したことにより、導電性の被検出物に対しては、検出電極への付着によって検出精度が低下するが、半導電性から絶縁性の液体を確実に検出することができる。このため、半導電性から絶縁性の液体であれば、全ての液体に対して、1台の静電容量式液センサで対応することができる。   In addition, since the insulating film 31 is formed on the contact surface of the detection electrode 30, the detection accuracy of the conductive object to be detected decreases due to adhesion to the detection electrode. Can be reliably detected. For this reason, if it is a semiconductive to insulating liquid, it can respond to all the liquids with one capacitive liquid sensor.

なお、本実施形態において、静電容量式液センサが、配管内の液体を検出するように説明したが、これに限るものではなく、例えば、タンク内に貯蔵されている液体を検出するようにしても良い。   In the present embodiment, the capacitive liquid sensor has been described so as to detect the liquid in the pipe. However, the present invention is not limited to this. For example, the liquid stored in the tank is detected. May be.

また、本実施形態において、静電容量式液センサが、被検出液の有無を検出するように説明したが、これに限るものではなく、被検出液のレベルを連続的に検出する静電容量式レベルセンサに本発明を適用することができる。   In the present embodiment, the capacitive liquid sensor has been described so as to detect the presence or absence of the liquid to be detected. However, the present invention is not limited to this, and the capacitance that continuously detects the level of the liquid to be detected. The present invention can be applied to a type level sensor.

塗布設備を示す概略図である。It is the schematic which shows a coating equipment. 静電容量式液センサの構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of an electrostatic capacitance type liquid sensor. 検出電極及び絶縁リングの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a detection electrode and an insulating ring. 各液に対する検出電極と接地電極間の静電容量と抵抗値を示す表である。It is a table | surface which shows the electrostatic capacitance between a detection electrode and a ground electrode with respect to each liquid, and resistance value. 静電容量式液センサの検出回路のG−C特性を示すグラフである。It is a graph which shows the GC characteristic of the detection circuit of an electrostatic capacitance type liquid sensor.

符号の説明Explanation of symbols

10 塗布設備
12 塗布液
15 静電容量式液センサ
22 パイプ部
23 検出部
25 回路部
30 検出電極
31 絶縁皮膜
32,33 絶縁リング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Application equipment 12 Application liquid 15 Capacitance type liquid sensor 22 Pipe part 23 Detection part 25 Circuit part 30 Detection electrode 31 Insulation film 32, 33 Insulation ring

Claims (2)

被検出液の比誘電率による検出電極と接地電極との間の静電容量の変化に基づいて、被検出液を検出して、検出信号を出力する静電容量式液センサにおいて、
前記検出電極の前記被検出液と接触する接触面に絶縁体を設けたことを特徴とする静電容量式液センサ。
In a capacitive liquid sensor that detects a liquid to be detected and outputs a detection signal based on a change in capacitance between the detection electrode and the ground electrode due to the relative permittivity of the liquid to be detected.
An electrostatic capacity type liquid sensor, wherein an insulator is provided on a contact surface of the detection electrode that contacts the liquid to be detected.
前記絶縁体を、前記接触面にPFAコーティングして設けることを特徴とする請求項1記載の静電容量式液センサ。   2. The capacitive liquid sensor according to claim 1, wherein the insulator is provided by coating the contact surface with PFA.
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