JP2005274481A - 液面レベル検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構成が簡素であり且つタンクへの装着が容易な液面レベル検出装置を提供することを提供する。
【解決手段】タンクＴＮＫ中の液体の液面レベルに応じた静電容量を呈するセンサ部１と、センサ部１から与えられる静電容量に基づき、液体の液面レベルを検出する検出回路部２と、を有する。特に、センサ部１は、液面レベルの測定範囲に対応する長さを有し、タンクＴＮＫ中において測定範囲にわたって延設されたツイストペア線１１を含んでいる。このツイストペア線１１により、液面レベルに応じた静電容量が与えられるので、これを利用して液面レベルを検出できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、タンク中の液体の液面レベルに応じた静電容量を呈するセンサ部と、このセンサ部から与えられる静電容量に基づき、液体の液面レベルを検出する検出回路部と、を有する液面レベル検出装置に関する。

従来のこの種の液面レベル検出装置としては、下記特許文献１に記載されるものがある。この従来の液面レベル検出装置を、図３を用いて説明する。図３は、従来の液面レベル検出装置のセンサ部を示す斜視図である。

従来の液面レベル検出装置は、図３に示すような静電容量によりタンク（不図示）中の液体の液面レベルを検出するためのセンサ部９１及びこのセンサ部９１に発振器を介して接続された図示しない液位算出部により構成される。センサ部９１は、長尺筒状の絶縁体基体９１１、長尺筒状の共通アース電極９１４、並びに、絶縁体基体９１１上において互いに９０度をなす位置に設けた３つの測定電極９１２等及び１つの補正電極９１３を有する。３つの測定電極９１２等は、それらの下端が全て同等に高さ配置されており、一方、補正電極９１３はその下端が３つの測定電極９１２等の下端よりも上方に高さ配置されている。

測定電極９１２等は、タンク中において、絶縁体基体９１１の前面及び左右両側面方向に位置させ、補正電極９１３は後方に位置させる。そして、各電極位置による液面レベルの静電容量は、周波数に変換された後、液位算出部にて、その周波数をもとに３つの測定電極の液面レベルが算出されて、これが表示されるようになっている。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
特開平５−２２３６２３号公報

ところが、上記従来の液面レベル検出装置には、以下の問題があった。まず、従来の液面レベル検出装置は、長尺筒状の共通アース電極９１４及びその内部に配置された長尺筒状の絶縁体基体９１１を含んで構成される。このため、センサ部全体が大型化、複雑化するという問題があった。また、これによりタンクへの装着も容易ではないという問題があった。

更に、従来の液面レベル検出装置は、上記絶縁体基体９１１に９０度をなす３つの測定電極及び１つの補正電極を有しているため、電極部の構造が複雑となるうえに、これにともなう測定回路部も複雑化するという問題もあった。要するに、従来の液面レベル検出装置は、構成が複雑であり、タンクへの装着も容易ではなかった。

よって本発明は、上述した現状に鑑み、構成が非常に簡素であり且つタンクへの装着が容易な液面レベル検出装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の液面レベル検出装置は、タンク中の液体の液面レベルに応じた静電容量を呈するセンサ部と、前記センサ部から与えられる静電容量に基づき、前記液体の液面レベルを検出する検出回路部と、を有する液面レベル検出装置において、前記センサ部は、前記液面レベルに応じた静電容量を与えるために、前記液面レベルの測定範囲に対応する長さを有し、前記タンク中において前記測定範囲にわたって延設されたツイストペア線を含む、ことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、センサ部は、液面レベルの測定範囲に対応する長さを有し、タンク中において測定範囲にわたって延設されたツイストペア線を含んでいる。このツイストペア線により、液面レベルに応じた静電容量が与えられるので、これを利用して液面レベルを検出できる。したがって、センサ部の構成が非常に簡素になると共にタンクへの装着も容易になる。また、センサ部の構成の簡素化にともない検出回路部の構成も簡素になる。

上記課題を解決するためになされた請求項２記載の液面レベル検出装置は、請求項１記載の液面レベル検出装置において、前記ツイストペア線の下端には、タンクの傾きにも拘わらず、このツイストペア線と液面とが常に垂直に維持されるように、重りが吊設されている、ことを特徴とする。

請求項２記載の発明によれば、ツイストペア線の下端には重りが吊設されているので、タンクの傾きにも拘わらずツイストペア線と液面とが常に垂直近く維持される。

上記課題を解決するためになされた請求項３記載の液面レベル検出装置は、請求項１記載の液面レベル検出装置において、前記センサ部は、前記ツイストペア線に替えて、前記液面レベルに応じた静電容量を与えるために、前記液面レベルの測定範囲に対応する長さを有し、前記タンク中において前記測定範囲にわたって延設された平行線を含む、ことを特徴とする。

請求項３記載の発明によれば、液面レベルに応じた静電容量を与えるために、液面レベルの測定範囲に対応する長さを有し、タンク中において測定範囲にわたって延設された平行線を含んでいる。この平行線により、液面レベルに応じた静電容量が与えられるので、これを利用して液面レベルを検出できる。したがって、センサ部の構成が更に簡素になると共にタンクへの装着も容易になる。また、センサ部の構成の簡素化にともない検出回路部の構成も簡素になる。

上記課題を解決するためになされた請求項４記載の液面レベル検出装置は、請求項１記載の液面レベル検出装置において、前記ツイストペア線には、型崩れ防止加工が施されている、ことを特徴とする。

請求項４記載の発明によれば、ツイストペア線には型崩れ防止加工が施されているので、長期にわたって安定した検出性能を確保できる。

上記課題を解決するためになされた請求項５記載の液面レベル検出装置は、請求項１又は請求項４記載の液面レベル検出装置において、前記ツイストペア線は、前記タンクの側面に付設されている、ことを特徴とする。

請求項５記載の発明によれば、ツイストペア線はタンクの側面に付設されているので、ツイストペア線自体の省スペース効果に相乗的に、タンク中における省スペース効果が促進される。

請求項１記載の発明によれば、センサ部は、液面レベルの測定範囲に対応する長さを有し、タンク中において測定範囲にわたって延設されたツイストペア線を含んでいる。このツイストペア線により、液面レベルに応じた静電容量が与えられるので、これを利用して液面レベルを検出できる。したがって、センサ部の構成が非常に簡素になると共にタンクへの装着も容易になる。また、センサ部の構成の簡素化にともない検出回路部の構成も簡素になる。この結果、構成が非常に簡素であり且つタンクへの装着が容易な液面レベル検出装置が得られる。

請求項２記載の発明によれば、ツイストペア線の下端には重りが吊設されているので、タンクの傾きにも拘わらずツイストペア線と液面とが常に垂直近く維持される。したがって、液面レベルの検出精度を低下させることなく、タンクへの装着がより容易な液面レベル検出装置が得られる。

請求項３記載の発明によれば、液面レベルに応じた静電容量を与えるために、液面レベルの測定範囲に対応する長さを有し、タンク中において測定範囲にわたって延設された平行線を含んでいる。この平行線により、液面レベルに応じた静電容量が与えられるので、これを利用して液面レベルを検出できる。したがって、センサ部の構成が更に簡素になると共にタンクへの装着も容易になる。また、センサ部の構成の簡素化にともない検出回路部の構成も簡素になる。この結果、構成が非常に簡素であり且つタンクへの装着が容易な液面レベル検出装置が得られる。

請求項４記載の発明によれば、ツイストペア線には型崩れ防止加工が施されているので、長期にわたって安定した検出性能を確保できる。したがって、長期にわたって安定した検出性能が維持され、構成が簡素であり且つタンクへの装着が容易な液面レベル検出装置が得られる。

請求項５記載の発明によれば、ツイストペア線はタンクの側面に付設されているので、ツイストペア線自体の省スペース効果に相乗的に、タンク中における省スペース効果が促進される。したがって、省スペース効果が大きく、構成が簡素であり且つタンクへの装着が容易な液面レベル検出装置が得られる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の液面レベル検出装置の一実施形態の概略構成を示す図である。

図１に示すように、この液面レベル検出装置は、タンクＴＮＫ中の液体の液面レベルに応じた静電容量を呈するセンサ部１と、センサ部１から与えられる静電容量に基づき、液体の液面レベルを検出する検出回路部２と、から基本的に構成される。このタンクＴＮＫは、例えば、車両に搭載される燃料タンクである。

センサ部１は、ツイストペア線１１と、これをタンクＴＮＫの所定部位に支持するための支持部１２と、から構成される。ツイストペア線１１は、導体芯線と、これを被覆する絶縁体の被覆部と、からなる一対の電線が規則的に捻られて構成される。このツイストペア線１１は、タンクＴＮＫ中の液体（不図示）の液面レベルに応じて、２線間の静電容量が変化するようになっている。

ツイストペア線１１は、少なくとも、液面レベルの測定範囲に対応する長さを有し、タンクＴＮＫ中において測定範囲にわたって延設されている。この測定範囲は、例えば、図示するようなタンクＴＮＫの下面から開口上面にわたる必要はなく、実用的に必要な範囲（例えば、タンク容量の１０％〜９０％の範囲）であってもよい。

ツイストペア線１１の下端は、支持部１２を介して、タンクＴＮＫの底面の所定部位に固定されている。これにより、タンクＴＮＫを搭載する車両の傾斜と共にセンサ部１自体がタンクＴＮＫ中で傾斜することを防止する。一方、ツイストペア線１１の上端は、その静電容量を与えるために接続線１３を介して検出回路部２に至っている。ツイストペア線１１は、適度な剛性を有しているのでその上端を固定する必要はない。

検出回路部２は、基本的に、タンクＴＮＫ外に配置され、発振器２１、スプリッタ２２、増幅器２３、基準信号器２３Ｒ、フィルタ２４及び表示器２５を含んで構成される。検出回路部２は、まず、発振器２１にて目的の周波数を発振させ、これをスプリッタ２２にて分割する。センサ部１から与えられるツイストペア線１１間の静電容量は、液面レベルに応じて変化するので、これによる電位変化が増幅器２３及び基準信号器２３Ｒから構成される差動増幅回路により増幅されて、これがフィルタ２４を介して表示器２５に与えられる。そして、表示器２５では、例えば、液体の残量値が呈示される。

上述のような構成において、液面レベル検知素子はツイストペア線１１であることから、従来の液面レベル検出装置のセンサ部にて発生する車両傾斜による前後左右方向の液面レベル差は、微少となる。また、ツイストペア線１１は、規則的に捻られているので、いずれの液面レベルにおいても、隔たり無く静電容量が変化する。よって、車両の走行、停車中におけるタンクＴＮＫ中の液面レベル変化に対応でき、常時、正確な液面レベルを検出する。他の長所としては、基本的に、ツイストペア線１１をタンクＴＮＫ中に挿入するのみであるので、省スペース化の効果もある。更に、２電極で静電容量を検出するので、電極部及び検出回路部とも従来の液面レベル検出装置よりも大幅に簡素化できる。

続いて、図２を用いて、本発明の液面レベル検出装置の他の実施形態について説明する。図２（Ａ）〜図２（Ｄ）はそれぞれ、本発明の液面レベル検出装置の他の実施形態の概略構成を示す図である。なお、ここで示す実施形態において検出回路部２は、図１と同様となるので、図２（Ａ）〜図２（Ｄ）では省略している。また、図１と共通する部分には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図２（Ａ）に示す実施形態では、ツイストペア線１１の下端には、タンクＴＮＫの傾きにも拘わらず、このツイストペア線１１と液面とが常に垂直に維持されるように、重り１２Ｇが吊設されている。但し、ツイストペア線１１が、たるまないように、重り１２Ｇを吊設することが重要である。この実施形態の場合、液面の傾斜と共に、ツイストペア線１１の若干移動するが、ツイストペア線１１は液面に対して常時ほぼ垂直状態が維持されるので、検出精度が低下することはない。

この実施形態によれば、ツイストペア線１１の下端には重り１２Ｇが吊設されているので、タンクＴＮＫの傾きにも拘わらずツイストペア線１１と液面とが常に垂直近く維持される。したがって、液面レベルの検出精度を低下させることなく、タンクＴＮＫへの装着がより容易な液面レベル検出装置が得られる。

また、図２（Ｂ）に示す実施形態では、センサ部１Ｂは、上記ツイストペア線に替えて、液面レベルに応じた静電容量を与えるために、液面レベルの測定範囲に対応する長さを有し、タンクＴＮＫ中において測定範囲にわたって延設された平行線１１Ｂを含んでいる。平行線１１Ｂは、ケーブルに拘わらず、金属導体２線を平行にしたものであればよい。この実施形態の場合、ツイストペア線１１と比較すると、液面レベル変化に対する静電容量変化に若干のバラツキが発生することも想定されるもの、ほぼツイストペア線１１と同等の検出性能を確保可能である。

この実施形態によれば、液面レベルに応じた静電容量を与えるために、液面レベルの測定範囲に対応する長さを有し、タンクＴＮＫ中において測定範囲にわたって延設された平行線１１Ｂを含んでいる。この平行線１１Ｂにより、液面レベルに応じた静電容量が与えられるので、これを利用して液面レベルを検出できる。したがって、センサ部１Ｂの構成が更に簡素になると共にタンクＴＮＫへの装着も容易になる。また、センサ部１Ｂの構成の簡素化にともない検出回路部の構成も簡素になる。この結果、構成が非常に簡素であり且つタンクＴＮＫへの装着が容易な液面レベル検出装置が得られる。

また、図２（Ｃ）に示す実施形態では、ツイストペア線１１には、型崩れ防止加工１４が施されている。この型崩れ防止加工１４には、検出精度を低下させない材料が選定される。裸のままのツイストペア線１１は、長期にわる使用にともない撚り解きの発生が想定され、検出性能にバラツキがでてくる可能性がある。そこで、ツイストペア線１１をモールドし、撚り解き、すなわち、型崩れを防止する。センサ感度は若干低下することが予想されるが、検出回路部２の調整により、実用的な検出性能を得ることが可能である。

この実施形態によれば、ツイストペア線１１には型崩れ防止加工が施されているので、長期にわたって安定した検出性能を確保できる。したがって、長期にわたって安定した検出性能が維持され、構成が簡素であり且つタンクへの装着が容易な液面レベル検出装置が得られる。

そして、図２（Ｄ）に示す実施形態では、支持部１２Ｄが移動されて、ツイストペア線１１は、タンクＴＮＫの側面に付設されている。

この実施形態によれば、ツイストペア線１１はタンクの側面に付設されているので、ツイストペア線１１自体の省スペース効果に相乗的に、タンクＴＮＫ中における省スペース効果が促進される。したがって、省スペース効果が大きく、構成が簡素であり且つタンクへの装着が容易な液面レベル検出装置が得られる。

以上のように、本発明の実施形態によれば、ツイストペア線或いは平行線により、液面レベルに応じた静電容量が与えられるので、これを利用して液面レベルを検出できる。したがって、センサ部の構成が非常に簡素になると共にタンクへの装着も容易になる。また、センサ部の構成の簡素化にともない検出回路部の構成も簡素になる。この結果、構成が非常に簡素であり且つタンクへの装着が容易な液面レベル検出装置が得られる。

なお、本発明の液面レベル検出装置は、車両の燃料タンクへの適用のみならず、地面に固定されたバルク等の液面レベル検出装置としても適用可能である。

本発明の液面レベル検出装置の一実施形態の概略構成を示す図である。 図２（Ａ）〜図２（Ｄ）はそれぞれ、本発明の液面レベル検出装置の他の実施形態の概略構成を示す図である。 従来の液面レベル検出装置のセンサ部を示す斜視図である。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ センサ部
２ 検出回路部
１１ ツイストペア線
１１Ｂ 平行線
１２Ｇ 重り

Claims (5)

1. タンク中の液体の液面レベルに応じた静電容量を呈するセンサ部と、
   前記センサ部から与えられる静電容量に基づき、前記液体の液面レベルを検出する検出回路部と、を有する液面レベル検出装置において、
   前記センサ部は、
   前記液面レベルに応じた静電容量を与えるために、
   前記液面レベルの測定範囲に対応する長さを有し、前記タンク中において前記測定範囲にわたって延設されたツイストペア線を含む、
   ことを特徴とする液面レベル検出装置。
2. 請求項１記載の液面レベル検出装置において、
   前記ツイストペア線の下端には、
   タンクの傾きにも拘わらず、このツイストペア線と液面とが常に垂直に維持されるように、重りが吊設されている、
   ことを特徴とする液面レベル検出装置。
3. 請求項１記載の液面レベル検出装置において、
   前記センサ部は、
   前記ツイストペア線に替えて、
   前記液面レベルに応じた静電容量を与えるために、
   前記液面レベルの測定範囲に対応する長さを有し、前記タンク中において前記測定範囲にわたって延設された平行線を含む、
   ことを特徴とする液面レベル検出装置。
4. 請求項１記載の液面レベル検出装置において、
   前記ツイストペア線には、
   型崩れ防止加工が施されている、
   ことを特徴とする液面レベル検出装置。
5. 請求項１又は請求項４記載の液面レベル検出装置において、
   前記ツイストペア線は、
   前記タンクの側面に付設されている、
   ことを特徴とする液面レベル検出装置。

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