JP2007064933A

JP2007064933A - 液体レベル検出装置の補正方法および液体レベル検出装置

Info

Publication number: JP2007064933A
Application number: JP2005254949A
Authority: JP
Inventors: Yoshikuni Sato; 美邦佐藤; Takeo Sasanuma; 威夫笹沼; Yukifumi Yamamoto; 享史山本
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2005-09-02
Filing date: 2005-09-02
Publication date: 2007-03-15

Abstract

【課題】測定した静電容量を補正して対応する検出値を取得することで、精度の高い液体レベルの検出を行うことができる液体レベル検出装置の補正方法および液体レベル検出装置を提供する。
【解決手段】
基準センサ部を用い、尿素水溶液のレベルと静電容量との変位関係である基準変位直線Ａを算出しておく。液体レベルセンサの製造過程では、尿素水溶液のレベルをｌ１としたときのセンサ部の静電容量Ｃ_１（ｌ１）を測定する。次に静電容量のゼロ値（０，０）と、測定値（ｌ１，Ｃ_０（ｌ１））とをパラメータとし、最小二乗法を用いてそのセンサ部の変位直線Ｂを算出する。そして変位直線Ｂを基準変位直線Ａに一致させるための補正値を算出する。完成した液体レベルセンサでは、この補正値を用い、測定される静電容量を補正することで、精度の高いレベル検出を行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、電極間の静電容量を測定することで液体収容容器内に収容される液体のレベルを検出する液体レベル検出装置の補正方法および液体レベル検出装置に関するものである。

従来、液体のレベル（液位）を検出するセンサ部を備えた液体レベル検出装置の一例として、自動車の燃料などの残量の測定に用いられる静電容量型の液量計が知られている（例えば特許文献１参照）。この静電容量型液量計は、導体からなる細長い筒状の電極（外筒電極）と、その筒内にて軸線方向に沿って設けられた筒状の電極（内部電極）とからなるセンサ部を備え、外筒電極と内部電極との間（以下、「ギャップ間」という。）の静電容量を測定するものである。外筒電極の軸線方向が液位の上下方向となるように、静電容量型液量計は液体を収容する収容容器に設けられる。液体に浸漬していない部分の静電容量はギャップ間の空気の誘電率に依存し、液体に浸漬した部分の静電容量がギャップ間に満たされた液体の誘電率に依存することから、液位が高くなるに従って測定される静電容量が大きくなる。このため、液体に浸漬している部分が増えるほど測定される静電容量が大きくなることとなり、液位として検出することができる。

近年、例えばディーゼル自動車から排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）を無害なガスに還元するためにＮＯｘ選択還元（ＳＣＲ）触媒を用いる場合があるが、その還元剤として尿素水が用いられる。この尿素水のように導電性を示す液体の液位を測定する場合、上記センサ部の外筒電極（筒状体）と内部電極（電極棒）との間でのショートの防止のために、内部電極の外表面上に誘電体からなる絶縁被膜（絶縁部材）をコーティングしたものが用いられる（例えば特許文献２参照）。

このような液体レベル検出装置において、センサ部の液体に浸漬していない部分の静電容量は、ギャップ間の空気層の静電容量と内部電極の絶縁被膜の静電容量との合成容量となる。一方、液体に浸漬している部分の静電容量は、導電性の液体が外筒電極と略同電位となるため、絶縁被膜の静電容量となる。そして両者の静電容量の合計が、センサ部全体の静電容量として測定される。空気層の厚みにくらべ絶縁被膜の厚みは十分に小さいので、液体に浸漬していない部分の減少に伴う静電容量の変化量は、浸漬している部分の増加に伴う静電容量の変化量と比べ十分に小さい。このため、センサ部全体の静電容量は液体に浸漬している部分の静電容量の増減にほぼ正比例することとなり、測定される静電容量の大小から液位を検出することができる。
特開平９−１５２３６８号公報特開平８−２９６９３２号公報

しかしながら、ディーゼル自動車に搭載される尿素水タンクは大きく、尿素水の液位の上下方向を軸線方向とする内部電極の全長も、尿素水タンクの大きさに合わせ長く構成する必要がある。内部電極への絶縁被膜のコーティングはディッピング法や静電粉体塗装法により行われるため、全長の長くなった内部電極では、作製される個体ごとに形成される絶縁被膜の厚みに差が生じたり、１つの個体においても部位によって絶縁被膜の厚みにムラが生じる虞があった。このように内部電極の個体ごと、あるいは部位ごとに絶縁被膜の厚みにバラツキやムラが生ずると、測定される静電容量が製造される液体レベル検出装置の個体ごとに異なったり、尿素水溶液のレベルに対する静電容量の変化量が一定とならなくなってしまうため、液体レベルを検出するにあたり所望する精度が得られないという問題があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、測定した静電容量を補正して対応する検出値を取得することで、精度の高い液体レベルの検出を行うことができる液体レベル検出装置の補正方法および液体レベル検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明の液体レベル検出装置の補正方法は、筒状の外筒電極と、前記外筒電極内で前記外筒電極の軸線方向に沿って設けられ、誘電体からなる絶縁被膜が被覆された筒状または柱状の内部電極とを含むセンサ部を備え、前記センサ部を液体収容容器内に挿入し、その液体収容容器内に収容される液体の界面の高さに応じて変化する前記外筒電極と前記内部電極との間の静電容量を測定し、前記静電容量に対応した検出値を取得する液体レベル検出装置の補正方法であって、あらかじめ、前記液体自身からなる基準試料、または前記液体と同じ組成の基準試料を収容する基準試料収容容器内に前記センサ部を挿入し、前記基準試料収容容器内に界面の高さが前記外筒電極の外表面上の所定位置に位置するように前記基準試料を収容した状態で前記静電容量を測定して第１静電容量を得る第１ステップ、前記基準試料の界面の高さの変位に対する前記静電容量の大きさの変位関係を、静電容量のゼロ値と前記第１静電容量とを用いて最小二乗法により算出する第２ステップ、前記第２ステップにより算出された前記変位関係を、基準となる基準センサ部を用いて算出した前記基準試料の界面の高さの変位に対する静電容量の大きさの変位関係を示す基準変位関係と一致させるように、補正するための補正値を算出する第３ステップを実施し、前記センサ部にて測定した前記静電容量を、前記補正値に基づいて補正し、補正後の静電容量に対応した前記検出値を取得することを特徴とする。

また、請求項２に係る発明の液体レベル検出装置の補正方法は、筒状の外筒電極と、前記外筒電極内で前記外筒電極の軸線方向に沿って設けられ、誘電体からなる絶縁被膜が被覆された筒状または柱状の内部電極とを含むセンサ部を備え、前記センサ部を液体収容容器内に挿入し、その液体収容容器内に収容される液体の界面の高さに応じて変化する前記外筒電極と前記内部電極との間の静電容量を測定し、前記静電容量に対応した検出値を取得する液体レベル検出装置の補正方法であって、あらかじめ、前記液体自身からなる基準試料または前記液体と同じ組成の基準試料を収容する基準試料収容容器内に前記センサ部を挿入し、前記基準試料収容容器内に界面の高さが前記外筒電極の外表面上の所定位置に対応した第１の高さとなるように前記基準試料を収容した状態で、前記静電容量を測定して第１静電容量を得る第１ステップ、前記基準試料収容容器内に界面の高さが前記第１の高さよりも高い第２の高さとなるように前記基準試料を収容した状態で、前記静電容量を測定して第２静電容量を得る第２ステップ、前記基準試料の界面の高さの変位に対する前記静電容量の大きさの変位関係を、前記第１静電容量と前記第２静電容量とを用いて最小二乗法により算出する第３ステップ、前記第３ステップにより算出された前記変位関係を、基準となる基準センサ部を用いて算出した前記基準試料の界面の高さの変位に対する静電容量の大きさの変位関係を示す基準変位関係と一致させるように、補正するための補正値を算出する第４ステップを実施し、前記センサ部にて測定した前記静電容量を、前記補正値に基づいて補正し、補正後の静電容量に対応した前記検出値を取得することを特徴とする。

また、請求項３に係る発明の液体レベル検出装置の補正方法は、請求項２に記載の発明の構成に加え、あらかじめ、前記液体の界面の高さが前記第１の高さ以上前記第２の高さ未満であって互いに重ならず連続する複数の高さの区間それぞれについて、前記第１ステップ、前記第２ステップ、前記第３ステップおよび前記第４ステップを実行することで、各高さの区間に対応する前記補正値、前記第１静電容量および前記第２静電容量を得る第５ステップを実施し、前記センサ部にて測定した前記静電容量が、いずれの高さの区間に対応する前記第１静電容量と前記第２静電容量との間に含まれるかを判定し、判定された高さの区間に対応する前記補正値に基づいて前記静電容量を補正し、補正後の静電容量に対応した前記検出値を取得することを特徴とする。

また、請求項４に係る発明の液体レベル検出装置は、筒状の外筒電極と、前記外筒電極内で前記外筒電極の軸線方向に沿って設けられ、誘電体からなる絶縁被膜が被覆された筒状または柱状の内部電極とを含むセンサ部を備え、前記センサ部を液体収容容器内に挿入し、その液体収容容器内に収容される液体の界面の高さに応じて変化する前記外筒電極と前記内部電極との間の静電容量を測定し、前記静電容量に対応した検出値を取得する液体レベル検出装置であって、前記液体自身からなる基準試料、または前記液体と同じ組成の基準試料を収容する基準試料収容容器内に前記センサ部を挿入し、前記基準試料収容容器内に界面の高さが前記外筒電極の外表面上の所定位置に位置するように前記基準試料を収容した状態で前記静電容量を測定して第１静電容量を得る第１ステップ、前記基準試料の界面の高さの変位に対する前記静電容量の大きさの変位関係を、静電容量のゼロ値と前記第１静電容量とを用いて最小二乗法により算出する第２ステップ、前記第２ステップにより算出された前記変位関係を、基準となる基準センサ部を用いて算出した前記基準試料の界面の高さの変位に対する静電容量の大きさの変位関係を示す基準変位関係と一致させるように、補正するための補正値を算出する第３ステップをあらかじめ実施することで得た前記補正値を記憶する記憶手段と、前記センサ部にて測定された前記静電容量を、前記補正値に基づいて補正し、補正後の静電容量に対応した前記検出値を取得する補正手段とを備えている。

また、請求項５に係る発明の液体レベル検出装置は、筒状の外筒電極と、前記外筒電極内で前記外筒電極の軸線方向に沿って設けられ、誘電体からなる絶縁被膜が被覆された筒状または柱状の内部電極とを含むセンサ部を備え、前記センサ部を液体収容容器内に挿入し、その液体収容容器内に収容される液体の界面の高さに応じて変化する前記外筒電極と前記内部電極との間の静電容量を測定し、前記静電容量に対応した検出値を取得する液体レベル検出装置であって、前記液体自身からなる基準試料または前記液体と同じ組成の基準試料を収容する基準試料収容容器内に前記センサ部を挿入し、前記基準試料収容容器内に界面の高さが前記外筒電極の外表面上の所定位置に対応した第１の高さとなるように前記基準試料を収容した状態で、前記静電容量を測定して第１静電容量を得る第１ステップ、前記基準試料収容容器内に界面の高さが前記第１の高さよりも高い第２の高さとなるように前記基準試料を収容した状態で、前記静電容量を測定して第２静電容量を得る第２ステップ、前記基準試料の界面の高さの変位に対する前記静電容量の大きさの変位関係を、前記第１静電容量と前記第２静電容量とを用いて最小二乗法により算出する第３ステップ、前記第３ステップにより算出された前記変位関係を、基準となる基準センサ部を用いて算出した前記基準試料の界面の高さの変位に対する静電容量の大きさの変位関係を示す基準変位関係と一致させるように、補正するための補正値を算出する第４ステップをあらかじめ実施することで得た前記補正値を記憶する記憶手段と、前記センサ部にて測定された前記静電容量を、前記補正値に基づいて補正し、補正後の静電容量に対応した前記検出値を取得する補正手段とを備えている。

また、請求項６に係る発明の液体レベル検出装置は、請求項５に記載の発明の構成に加え、前記記憶手段には、あらかじめ、前記液体の界面の高さが前記第１の高さ以上前記第２の高さ未満であって互いに重ならず連続する複数の高さの区間それぞれについて、前記第１ステップ、前記第２ステップ、前記第３ステップおよび前記第４ステップを実行する第５ステップを実施することで得られた各高さの区間に対応する前記補正値、前記第１静電容量および前記第２静電容量が記憶されており、前記センサ部にて測定された前記静電容量が、いずれの高さの区間に対応する前記第１静電容量と前記第２静電容量との間に含まれるかを判定する判定手段を備え、前記補正手段は、前記センサ部にて測定された前記静電容量を、前記判定手段によって判定された高さの区間に対応する前記補正値に基づいて補正し、補正後の静電容量に対応した前記検出値を取得することを特徴とする。

請求項１に係る発明の液体レベル検出装置の補正方法は、あらかじめ基準試料や基準センサ部を用いて算出した補正値を用い、液体レベル検出装置で測定した、液体の界面の高さに応じて変化する静電容量を補正値に基づいて補正することで、補正後の静電容量に対応した検出値を取得することができる方法である。このような補正方法を用いて液体の界面の高さに対応した静電容量を補正したうえで検出値を取得すれば、液体レベル検出装置の製造過程において、製造される個体によって内部電極に被覆される絶縁被膜の厚みに差（バラツキ）が生じた場合でも、検出値と、液体の界面の高さとの関係を製造される個体に関係なく一定にすることができる。こうした補正を行うにあたり、あらかじめ、製造される個体ごとに補正値を得る必要があるが、本発明では、所定の界面の高さに対する第１静電容量と静電容量のゼロ値とから最小二乗法を用いて変位関係を求め、これを基準変位関係と一致させるようにした補正値を算出している。すなわち、その個体の変位関係を求めるために行う静電容量の測定を一度で済ませることができ、製造過程における手間を軽減することができる。なお、ここでいう「基準センサ部」とは、補正の対象となるセンサ部と同様な構造、寸法関係を有するものを指す。

また、請求項２に係る発明の液体レベル検出装置の補正方法では、上記同様、液体レベル検出装置で測定した静電容量を補正値に基づいて補正することができる方法である。本発明では、あらかじめ製造される個体ごとに、液体の界面の高さが第１の高さに対応した第１静電容量と、それより高い第２の界面の高さに対応した第２静電容量とから最小二乗法を用いて変位関係を求め、これを基準変位関係と一致させるようにした補正値を算出している。つまり、その個体の変位関係を求めるにあたって、界面の高さと静電容量との関係を示す２点から最小二乗法により変位関係を求めることができるので、より正確な、その個体の変位関係および補正値を得ることができる。

そして、請求項３に係る発明のように、上記した第１の界面の高さ以上第２の界面の高さ未満の区間について、互いに重ならず連続する複数の高さ区間を設定し、それぞれの区間について変位関係を求めれば、液体の界面の高さの取りうる範囲内で、液体の界面の高さに対する静電容量の変位関係を細分化することができる。そして、それぞれの区間ごとに求めた補正値を用い、液体の界面の高さに対応した静電容量を補正したうえで検出値を取得すれば、液体レベル検出装置の製造過程において、内部電極に被覆される絶縁被膜が部位によって厚みに差（ムラ）が生じた場合でも、検出値と、液体の界面の高さとの関係を製造される個体に関係なく一定にすることができる。

また、請求項４に係る発明の液体レベル検出装置では、請求項１に係る発明と同様の補正方法に基づいて、あらかじめ算出した補正値を記憶手段に記憶させておき、補正手段によって、測定した静電容量の補正を行うことで検出値を取得している。このようにして測定される静電容量に補正を行うことで、基準となる基準センサ部を用いて測定した、基準試料の界面の高さに応じた静電容量と一致させることができる。液体レベル検出装置の製造過程において、製造される個体によって内部電極に被覆される絶縁被膜の厚みに差（バラツキ）が生じた場合でも、上記のように補正後の静電容量に基づいて検出値を取得すれば、製造されるいずれの個体を用いて液体の界面の高さを測定しても、取得される検出値を同じ値にすることができる。

また、請求項５に係る発明の液体レベル検出装置においても、請求項２に係る発明と同様の補正方法に基づいて、あらかじめ算出した補正値を記憶手段に記憶させておき、補正手段によって、測定した静電容量の補正を行うことで検出値を取得している。従って、上記同様、製造されるいずれの個体を用いて液体の界面の高さを測定しても、取得される検出値を同じ値にすることができる。

さらに、請求項６に係る発明の液体レベル検出装置では、請求項３に係る発明と同様の補正方法に基づいて、液体の界面の高さを細分化した区間に分け、測定された静電容量がいずれの高さの区間に対応するか判定手段で判定したうえで、判定された区間に対応する補正値を用いて測定した静電容量の補正を行って検出値を取得している。液体レベル検出装置の製造過程において、内部電極に被覆される絶縁被膜が部位によって厚みに差（ムラ）が生じた場合でも、上記のように液体の高さの区間ごとに対応した補正値を用い補正した静電容量に基づいて検出値を取得すれば、製造されるいずれの個体を用いて液体の界面の高さを測定しても、取得される検出値を同じ値にすることができる。

以下、本発明を具体化した液体レベル検出装置の補正方法および液体レベル検出装置の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず図１を参照し、一例としての液体レベルセンサ１００の構造について説明する。図１は、液体レベルセンサ１００の一部切欠縦断面図である。なお、液体レベルセンサ１００においてセンサ部７０（外筒電極１０および内部電極２０から構成されるコンデンサ）の長手方向を軸線Ｏ方向とし、基部４０が設けられる側を後端側とし、それとは反対側を先端側として説明する。

本実施の形態の液体レベルセンサ１００は、ディーゼル自動車の排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元に使用される尿素水溶液の界面の高さ、すなわちレベル（液位）を検出するためのセンサである。図１に示すように、液体レベルセンサ１００は、円筒形状を有する外筒電極１０、およびその外筒電極１０の内部にて外筒電極１０の軸線Ｏ方向に沿って設けられた円柱状の内部電極２０から構成されるセンサ部７０と、液体レベルセンサ１００を尿素水タンク９８（図２参照）に取り付けるための基部４０とを備えて構成される。

外筒電極１０は金属材料からなり、軸線Ｏ方向に延びる長細い円筒形状を有する。外筒電極１０の外周上にて周方向に等間隔となる３本の母線上には、各母線に沿ってそれぞれ複数の細幅のスリット１５が断続的に開口されている。また、それら母線上で外筒電極１０の先端部１１には、開口１３が形成されている。一方、外筒電極１０の後端側の基端部１２に近い位置で、スリット１５が形成された各母線とは異なる母線上には、１つの空気抜孔１９が形成されている。また、外筒電極１０の先端部１１は開放され、ゴム製のブッシュ３０が係合し、後述する内部電極２０の先端部２１を外筒電極１０内で弾性的に支持している。

ブッシュ３０は円筒形状の胴部３２を有し、その一端側に、外筒電極１０に係合された際に外筒電極１０の内部への入り込みを防止する鍔部３４が形成されている。また胴部３２外周面上には突起部３５が突設されており、外筒電極１０の先端部１１の開口１３に係合してブッシュ３０の抜け防止と位置決めを行う。また、ブッシュ３０の内周面上には軸線Ｏ方向に延びる複数のリブ３６が断続的に列設されており、内部電極２０の先端部２１がこのリブ３６によって位置決め保持されることで、内部電極２０と外筒電極１０との接触が防止される。そして、ブッシュ３０の鍔部３４側の端面には胴部３２の内周面に接続する孔３３が開口されており、リブ３６により内部電極２０が保持された状態でも、リブ３６の隙間を介してブッシュ３０の内側と外側とが連通するように構成されている。液体レベルセンサ１００が尿素水タンク９８に取り付けられた際には、この孔３３や外筒電極１０のスリット１５を介し、外筒電極１０および内部電極２０のギャップ間への尿素水溶液の流入出が可能となり、液交換や気泡抜きが行われる。

次に、外筒電極１０は、基端部１２が金属製の基部４０の電極支持部４１の外周に係合した状態で溶接されている。基部４０は尿素水タンク９８に液体レベルセンサ１００を固定するための台座として機能し、取り付けボルトを挿通するための取り付け孔（図示外）が鍔部４２に形成されている。また、基部４０の鍔部４２を挟んで電極支持部４１の反対側には、後述する尿素水溶液のレベルを検出するための回路や、図示外の外部回路（例えば自動車のエンジン制御装置（ＥＣＵ））との電気的な接続を行うための入出力回路等が搭載された回路基板６０などを収容する収容部４３が形成されている。なお、この基部４０を介し、外筒電極１０はグランドに接地されている。

回路基板６０は、収容部４３の内壁面の四隅より突出する基板載置部（図示外）上に載置されている。収容部４３はカバー４５に覆われ保護されており、そのカバー４５は、鍔部４２に固定されている。また、カバー４５の側面にはコネクタ６２が固定されており、コネクタ６２の接続端子（図示外）と回路基板６０上のパターン（後述する入出力回路部２４０）とが配線ケーブル６１によって接続されている。このコネクタ６２を介し、回路基板６０とＥＣＵとの接続が行われる。

基部４０の電極支持部４１には収容部４３内に貫通する孔４６が開口されており、この孔４６内に、内部電極２０の基端部２２が挿通されている。本実施の形態の内部電極２０は軸線Ｏ方向に延びる長細い中実で円柱状をした金属材料からなる。この内部電極２０の外周面上には、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ等のフッ素系樹脂やエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などからなる絶縁被膜２３が形成されている。絶縁被膜２３は、このような樹脂をディッピングもしくは静電粉体塗装により内部電極２０の外表面上に塗布し、熱処理することにより、樹脂コーティング層の形態で形成される。この内部電極２０と外筒電極１０との間で、尿素水溶液のレベルに応じて静電容量が変化するコンデンサを形成してなるセンサ部７０が構成されている。

内部電極２０の軸線Ｏ方向後端側の基端部２２には、内部電極２０を基部４０に固定するためのパイプガイド５５とインナーケース５０が係合されている。パイプガイド５５は、内部電極２０の基端部２２の端縁寄りに接合された環状のガイド部材である。インナーケース５０は内部電極２０と外筒電極１０とが確実に絶縁されるように内部電極２０を位置決め支持する鍔付き筒状の樹脂製部材であり、先端側が基部４０の電極支持部４１の孔４６に係合する。インナーケース５０には径方向外側に向かって突出する鍔部５１が形成されており、インナーケース５０が電極支持部４１に係合される際には、収容部４３側から電極支持部４１の孔４６に挿通される。そして、鍔部５１が収容部４３内の底面に当接することで、インナーケース５０が孔４６内を通り抜けることが防止される。また、内部電極２０は、収容部４３側からインナーケース５０の内側に挿通されるが、パイプガイド５５が鍔部５１に当接することで、インナーケース５０からの脱落が防止される。

さらに、インナーケース５０の外周と内周とには、それぞれ、Ｏリング５３とＯリング５４とが設けられている。Ｏリング５３は、インナーケース５０の外周と基部４０の孔４６との間の隙間を密閉し、Ｏリング５４は、インナーケース５０の内周と内部電極２０の基端部２２の外周との間の隙間を密閉している。これにより、液体レベルセンサ１００が尿素水タンク９８（図２参照）に取り付けられた際に、尿素水タンク９８の内部と外部とが収容部４３を介して連通しないように、その水密性および気密性が保たれる。なお、基部４０の鍔部４２の先端側の面には図示外の板状のシール部材が装着され、液体レベルセンサ１００を尿素水タンク９８に取り付けた際に、鍔部４２と尿素水タンクとの間の水密性および気密性が保たれるようになっている。

そして、内部電極２０の基部４０への組み付けの際には、２枚の押さえ板５６，５７によって、パイプガイド５５がインナーケース５０の鍔部５１に対して押圧される。押さえ板５６は、パイプガイド５５との間に押さえ板５７を挟み、パイプガイド５５を押圧した状態で、ネジ５８によって収容部４３内に固定される。これにより、パイプガイド５５に接合された内部電極２０が電極支持部４１に固定されることとなる。押さえ板５６，５７には中央に孔５９が開口されており、内部電極２０の電極引出線５２が挿通され、回路基板６０上のパターンに電気的に接続されている。回路基板６０のグランド側の電極（図示外）は基部４０に接続されており、これにより、基部４０に溶接された外筒電極１０がグランド側に電気的に接続される。

次に、図２を参照して、液体レベルセンサ１００の電気的な構成について説明する。図２は、液体レベルセンサ１００の電気的な構成を示すブロック図である。

図２に示すように、液体レベルセンサ１００は液体収容容器としての尿素水タンク９８に取り付けられ、一対の電極（外筒電極１０および内部電極２０）を備えたセンサ部７０が、尿素水タンク９８に収容された液体としての尿素水溶液に浸漬される。液体レベルセンサ１００は回路基板６０上に、電圧出力部２２０、電流電圧変換部２３０および入出力回路部２４０に接続されたマイクロコンピュータ２１０を搭載し、センサ部７０により測定した静電容量に対応する尿素水溶液のレベルの検出を行っている。

マイクロコンピュータ２１０は公知の構成からなるＣＰＵ２１１，ＲＯＭ２１２，ＲＡＭ２１３を備える。ＣＰＵ２１１は液体レベルセンサ１００の制御を司り、ＲＯＭ２１２には図示外の各種記憶エリアが設けられ、後述するレベル検出プログラムや補正値、基準変位関係式、各種変数の初期値、閾値等が所定の記憶エリアに記憶されている。同様に、ＲＡＭ２１３にも各種記憶エリアが設けられており、レベル検出プログラムの実行時には、プログラムの一部や、各種変数などが一時的に所定の記憶エリアに記憶される。

入出力回路部２４０はマイクロコンピュータ２１０に接続され、液体レベルセンサ１００とＥＣＵとの間での信号の入出力を行うため、通信プロトコルの制御を行う。また電圧出力部２２０は、マイクロコンピュータ２１０の指令に基づき、センサ部７０の外筒電極１０と内部電極２０との間に交流電圧を印加する。そして電流電圧変換部２３０は、センサ部７０をなすコンデンサに流れた電流を電圧変換して、その電圧信号をマイクロコンピュータ２１０に出力する。

次に、本実施の形態の液体レベルセンサ１００により尿素水溶液のレベルを検出する原理について、図３を参照して説明する。図３は、外筒電極１０と内部電極２０とのギャップ間に満たされた尿素水溶液の水面近傍の拡大断面図である。

液体レベルセンサ１００（図１参照）は、尿素水溶液を収容した尿素水タンク９８（図２参照）に、その底壁側に外筒電極１０および内部電極２０の先端側を向けた状態で組み付けられる。つまりセンサ部７０は、尿素水タンク９８内で容量の変化する尿素水溶液の変位方向（尿素水溶液のレベルの高低方向）を軸線Ｏ方向とし、外筒電極１０および内部電極２０の先端部１１，２１側が尿素水溶液の容量の少ない側（低レベル側）となるように、尿素水タンク９８に組み付けられる。そして、外筒電極１０と内部電極２０とのギャップ間の静電容量を測定し、両者間に存在する尿素水溶液が軸線Ｏ方向においてどれだけのレベルまで存在しているか検出している。これは周知のように、径方向の電位の異なる２点間において、その経の差が小さくなるほど静電容量の大きさが大きくなることに基づく。

すなわち、図３に示すように、尿素水溶液で満たされていない部分においては、ギャップ間で電位差の生じる部位の距離は、外筒電極１０の内周面と絶縁被膜２３との間に介在する空気層の厚みに相当する距離（距離Ｙで示す）と、絶縁被膜２３の厚みに相当する距離（距離Ｚで示す）との合計の距離（距離Ｘで示す）となる。一方、尿素水溶液が満たされた部分において、ギャップ間で電位差の生じる部位の距離は、尿素水溶液が導電性を示すため外筒電極１０と尿素水溶液との電位がほぼ等しくなることから、絶縁被膜２３の厚みに相当する距離Ｚとなる。

換言すれば、尿素水溶液で満たされていない部分におけるギャップ間の静電容量は、電極間の距離がＹで空気を誘電体（不導体）とするコンデンサの静電容量と、電極間の距離がＺで絶縁被膜２３を誘電体とするコンデンサとを直列に接続したコンデンサの合成の静電容量といえる。また、尿素水溶液で満たされた部分におけるギャップ間の静電容量は、電極間の距離がＺで絶縁被膜２３を誘電体とするコンデンサの静電容量といえる。そして両者を並列に接続したコンデンサの静電容量が、センサ部７０全体の静電容量として測定されることとなる。

ここで、２重管構造のコンデンサの静電容量Ｃは、以下の式により求められる。
Ｃ＝２πεＬ／ｌｎ（ｒ１／ｒ２）・・・（１）
なお、εはギャップ間に介在する誘電体の誘電率（真空中の誘電率ε_０に誘電体の比誘電率を乗算した値）、Ｌは２重管の軸線方向の長さ、ｒ１は誘電体を挟む外側の電極の内径半径、ｒ２は誘電体を挟む内側の電極の外径半径を示す。

尿素水溶液で満たされていない部分において、空気を誘電体とするコンデンサの容量は、外筒電極１０の内径半径をｒ１、絶縁被膜２３を含む内部電極２０の外径半径をｒ２、空気の誘電率をε、外筒電極１０および内部電極２０の全長から尿素水溶液で満たされた部位の長さを引いた長さをＬとして求められる。同様に、絶縁被膜２３を誘電体とするコンデンサの容量は、絶縁被膜２３を含む内部電極２０の外径半径をｒ１、絶縁被膜２３を除く内部電極２０の外径半径をｒ２、絶縁被膜２３の誘電率をε、外筒電極１０および内部電極２０の尿素水溶液で満たされていない部分の長さをＬとして求められる。一方、導電性を示す尿素水溶液で満たされた部分では、絶縁被膜２３を含む内部電極２０の外径半径をｒ１、絶縁被膜２３を除く内部電極２０の外径半径をｒ２、絶縁被膜２３の誘電率をε、外筒電極１０および内部電極２０の尿素水溶液に満たされた部分の長さをＬとして静電容量を求めることができる。

そして、これらの各部位におけるコンデンサの静電容量の合成容量が、外筒電極１０および内部電極２０からなるコンデンサ全体としての静電容量として測定される。従って、センサ部７０で測定される静電容量が、尿素水溶液のレベルと比例関係にあることがわかる。なお、距離Ｚと比べ距離Ｙは大きく構成されているため、空気を誘電体とする電極間の単位当たりの静電容量は、絶縁被膜２３を誘電体とする電極間の単位当たりの静電容量よりも小さい。このため、尿素水溶液で満たされていない部分の静電容量の変化よりも尿素水溶液で満たされた部分の静電容量の変化の方が大きく、センサ部７０により測定される静電容量の変化に対する影響が大きい。つまり、尿素水溶液に満たされた部分の絶縁被膜２３の誘電率、すなわち厚みが、センサ部７０で測定される静電容量の変化に大きな影響を及ぼすと言える。

そこで本実施の形態では、液体レベルセンサ１００の製造過程において、作製される内部電極２０の個体ごとに絶縁被膜の厚みの差（バラツキ）が生じたり、１つの個体において部位によって絶縁被膜の厚みの差（ムラ）が生じても、検出値として出力される尿素水溶液のレベルの精度が高くなるように、測定される静電容量に補正を行っている。その補正値を設定するため、液体レベルセンサ１００の製造過程において、以下の第１〜第３のステップが行われる。以下、図４を参照して、測定される静電容量を補正するための補正値を算出するための各ステップについて説明する。図４は、静電容量とレベルとの変位関係を示すグラフである。

第１〜第３ステップは、液体レベルセンサ１００の製造過程において、個々の製品の補正値を決定するために行われる。製造過程においてこの補正値を求めるのに先立って、液体レベルセンサ１００と同構造、同寸法を有し、且つ絶縁被膜の厚みにムラがなく設計通りの厚みに仕上げた内部電極を組み付け作製した基準センサ部を用い、静電容量とレベルとの変位関係の基準となる基準変位関係が求められる。

まず、その基準センサ部を、基準となる基準尿素水溶液（基準試料）を収容した基準となる基準尿素水タンク（基準試料収容容器）に基準センサ部を挿入する。なお、基準尿素水溶液や基準尿素水タンクは、液体レベルセンサ１００が製品として出荷された後に実際に取り付けられる尿素水タンクや、その尿素水タンクに実際に収容される尿素水溶液を基準試料として用いてもよいし、あるいは模擬的に作成した尿素水タンクに、尿素水溶液と組成を同じくする基準試料を作成して収容してもよい。

そして、図４に示すように、基準尿素水溶液のレベルがｌ１のときの基準静電容量Ｃ_０（ｌ１）を測定する。さらに、静電容量のゼロ値（０，０）と、測定値（ｌ１，Ｃ_０（ｌ１））とをパラメータとし、最小二乗法を用いて基準尿素水溶液のレベルと測定した静電容量との変位関係、すなわち図４に示す基準変位直線Ａ（変位関係式をＣ_０（Ｌ）＝ａＬで表す。ただし比例係数をａとする。）を算出して、これを基準変位関係として定める。

液体レベルセンサ１００の製造過程において、個々の液体レベルセンサ１００を作製するにあたり、第１〜第３ステップがそれぞれ実施される。まず、第１ステップとして、所定のレベルの基準尿素水溶液を収容した基準尿素水タンクにセンサ部７０を挿入する。そして、基準尿素水溶液の界面の高さが外筒電極１０の外表面上の所定の位置（本実施の形態では、上記同様に界面の高さをｌ１とする。）となるようにした状態で、第１静電容量Ｃ_１（ｌ１）の測定を行う。

次に、第２ステップとして、界面の高さが０、静電容量が０である静電容量のゼロ値（０，０）と、測定値（ｌ１，Ｃ_１（ｌ１））とをパラメータとし、上記同様、最小二乗法を用いて変位関係（図４に示す変位直線Ｂ（変位関係式をＣ_１（Ｌ）＝ｂＬで表す。ただし比例係数をｂとする。））を算出する。

次いで第３ステップとして、変位直線Ｂを基準変位直線Ａに一致させるための補正値を算出する。具体的には、基準尿素水溶液のレベルがＬであるとき、センサ部７０で測定される静電容量Ｃ_１（Ｌ）を、基準センサで得られる静電容量Ｃ_０（Ｌ）に一致させるための関係式、Ｃ_０（Ｌ）＝（ａ／ｂ）×Ｃ_１（Ｌ）を求め、補正値として得る。

このようにして、あらかじめ個々の液体レベルセンサ１００ごとに算出した補正値や上記した基準変位関係式は、図２に示す、マイクロコンピュータ２１０のＲＯＭ２１２の所定の記憶エリアに記憶される。このＲＯＭ２１２が、本発明における「記憶手段」に相当する。

そして完成した液体レベルセンサ１００において、レベル検出プログラムの実行時に、測定された静電容量を補正値で補正し、基準関係式を用いて補正された静電容量に対応したレベルを求め、液体レベルセンサ１００の検出値として取得する。以下、図２，図５を参照して、レベル検出プログラムについて説明する。図５は、レベル検出プログラムのフローチャートである。なお、フローチャートの各ステップを「Ｓ」と略記する。

ＥＣＵからの指示に基づき尿素水溶液のレベル検出が行われる際には、ＲＯＭ２１２に記憶されたレベル検出プログラムがＲＡＭ２１３の所定の記憶エリアに読みこまれ、実行される。図５に示す、レベル検出プログラムが実行されると初期化処理が実行され、ＲＡＭ２１３や２４０などのリセット処理が行われる（Ｓ１）。

次に、マイクロコンピュータ２１０から指令に基づき電圧出力部２２０にて、センサ部７０に対して出力する交流電圧（本実施の形態では周波数１００ｋＨｚとする。）の波形が作成され、センサ部７０の外筒電極１０および内部電極２０間に印加される（Ｓ２）。

また、電流電圧変換部２３０では、センサ部７０の一対の電極（外筒電極１０および内部電極２０）を通過した電流値が電圧値に変換され、その出力電圧がマイクロコンピュータ２１０に入力される（Ｓ３）。そして、その出力電圧の波形を解析する処理が行われ、出力電圧波形の振幅が算出される（Ｓ４）。

次のＳ６では、一対の電極（外筒電極１０および内部電極２０）における静電容量を演算する処理が実行される。具体的には、算出されたセンサ部７０の出力電圧波形の振幅に基づいて、一対の電極（外筒電極１０および内部電極２０）における静電容量の演算が行われる。なお、この静電容量の算出は公知の交流インピーダンス法によるものである。

そして、得られた静電容量に対し、補正が行われる。前述したように、あらかじめ求められＲＯＭ２１２に記憶されている補正値が読み出され、得られた静電容量に掛け合わせられる。これにより、測定されたセンサ部７０の静電容量は、基準センサ部により測定された場合に得られるべき静電容量と一致するように補正される（Ｓ８）。次に、ＲＯＭ２１２に記憶された基準変位関係を示す式（Ｃ_０（Ｌ）＝ａＬ）に補正された静電容量が代入され、尿素水溶液のレベルが算出される（Ｓ９）。なお、Ｓ８にて、補正値を用い測定された静電容量を補正し、Ｓ９にて、補正された静電容量に対応する尿素水溶液のレベルを算出するＣＰＵ２１１が、本発明における「補正手段」に相当する。

算出された尿素水溶液のレベルは、検出値として、入出力回路部２４０を介して図示外のＥＣＵに対して出力（送信）される（Ｓ１１）。そしてＳ２に戻り、尿素水溶液のレベル検出が繰り返し実行される。

なお、本発明は各種の変形が可能なことはいうまでもない。例えば、本実施の形態では、あらかじめ、静電容量の補正値を算出するにあたってゼロ値と測定値とをパラメータとして変位関係を求めたが、以下に示す第１〜第４ステップを行って、レベルの異なる２点にてそれぞれ測定した測定値をパラメータとして変位関係を求め、補正値を得てもよい。まず、製造過程において補正値を求めるのに先立って、本実施の形態と同様に基準センサ部を用い、図６に示すように基準尿素水溶液のレベルがｌ１，ｌ２の２点において、それぞれ基準静電容量Ｃ_０（ｌ１），Ｃ_０（ｌ２）を測定する。次に測定値（ｌ１，Ｃ_０（ｌ１）），（ｌ２，Ｃ_０（ｌ２））をパラメータとして最小二乗法を用い、基準変位直線Ｍ（変位関係式をＣ_０（Ｌ）＝ｍＬ＋ｎで表す。ただし比例係数をｍ、切片をｎとする。）を算出し、基準変位関係として定める。

そして液体レベルセンサ１００の製造過程において、個々の液体レベルセンサ１００を作製するにあたり、第１〜第４ステップがそれぞれ実施される。まず第１ステップで、補正を行うセンサ部７０に対し、基準尿素水溶液のレベルがｌ１のときの第１静電容量Ｃ_２（ｌ１）を測定する。次に第２ステップで、基準尿素水溶液のレベルがｌ２のときの第２静電容量Ｃ_２（ｌ２）を測定する。そして第３ステップで、測定値（ｌ１，Ｃ_２（ｌ１）），（ｌ２，Ｃ_２（ｌ２））をパラメータとして最小二乗法を用い、変位直線Ｅ（変位関係式をＣ_２（Ｌ）＝ｅＬ＋ｉで表す。ただし比例係数をｅ、切片をｉとする。）を算出し、変位関係を求める。

さらに第４ステップで、変位直線Ｅを基準変位直線Ｍに一致させるための補正値を算出する。具体的には、基準尿素水溶液のレベルがＬであるとき、センサ部７０で測定される静電容量Ｃ_２（Ｌ）を、基準センサで得られる静電容量Ｃ_０（Ｌ）に一致させるための関係式、Ｃ_０（Ｌ）＝（ｍ／ｅ）×Ｃ_２（Ｌ）＋（ｎ−（ｍｉ／ｅ））を求め、補正値として得る。このようにして求めた補正値を本実施の形態のレベル検出プログラムにおいて利用してもよい。

また、第５ステップとして、上記第１〜第４ステップを互いに重ならず連続する複数のレベルの区間についてそれぞれ実施して、各区間に対応した補正値をそれぞれ求めてもよい。この場合、図６に示すように、上記のように尿素水溶液のレベルがｌ１≦Ｌ＜ｌ２である区間の補正値を求め、さらに、第５ステップとして尿素水溶液のレベルの区間を変更し、第１〜第４ステップを繰り返す。つまり、第１，第２ステップにて尿素水溶液のレベルをｌ２，ｌ３として静電容量をそれぞれ求める。次に、第３ステップにて測定値（ｌ２，Ｃ_２（ｌ２）），（ｌ３，Ｃ_２（ｌ３））をパラメータとして最小二乗法を用い、変位直線Ｆ（変位関係式をＣ_２（Ｌ）＝ｆＬ＋ｊで表す。ただし比例係数をｆ、切片をｊとする。）を算出し、変位関係を求める。そして第４ステップで変位直線Ｅを基準変位直線Ｍに一致させるための関係式、Ｃ_０（Ｌ）＝（ｍ／ｆ）×Ｃ_２（Ｌ）＋（ｎ−（ｍｊ／ｆ））を求め、尿素水溶液のレベルがｌ２≦Ｌ＜ｌ３である区間の補正値として得る。

なお、第５ステップを複数回実行して、尿素水溶液のレベルが０≦Ｌ＜ｌ１である区間（この場合も同様に、測定値（０，Ｃ_２（０）），（ｌ１，Ｃ_２（ｌ１））をパラメータとして変位関係式、Ｃ_２（Ｌ）＝ｄＬ＋ｈ（ただし比例係数をｄ、切片をｈとする。）で表される変位直線Ｄを算出し、さらにこの変位直線Ｄを基準変位直線Ｍに一致させるための関係式、Ｃ_０（Ｌ）＝（ｍ／ｄ）×Ｃ_２（Ｌ）＋（ｎ−（ｍｈ／ｄ））を求めて補正値を得る。）や、それ以外の区間について同様に補正値を求めてもよい。区間を細かく設定するほど、精度の高いレベル検出を行うことが可能となる。

このようにして求めた補正値を本実施の形態のレベル検出プログラムにおいて利用する場合、図７に示すフローチャートのように、本実施の形態と同様のＳ１〜Ｓ６のステップを実行後、Ｓ７として補正値を決定する処理を行うとよい。すなわち、測定された静電容量がＣ_２（ｌ１）以上Ｃ_２（ｌ２）未満であれば、尿素水溶液のレベルがｌ１≦Ｌ＜ｌ２の区間にあると判定し、その区間の変位関係から求めた補正値を用い、Ｃ_２（ｌ２）以上Ｃ_２（ｌ３）未満であれば同様に、ｌ２≦Ｌ＜ｌ３の区間の変位関係から求めた補正値を用いて、Ｓ８において、静電容量の補正を行うとよい。また、上記区間を求めるための各静電容量の値や、各区間に対応する補正値は、ＲＯＭ２１２の所定の記憶エリアに記憶させ、Ｓ７のステップが行われた際に読み出されるようにすればよい。なお、フローチャートのその他のステップについては、本実施の形態と同様である。また、上記Ｓ７のステップで、Ｓ８のステップで用いる補正値を決定するため、尿素水溶液のレベルの区間がいずれの区間であるか判定を行うＣＰＵ２１１が、本発明における「判定手段」に相当する。

また、液体レベルセンサ１００のセンサ部７０において、内部電極２０の先端部２１に、発熱体への通電抵抗値の変化に基づき尿素水溶液の尿素濃度を測定可能な濃度センサを組み付け、レベル検出と濃度検出とを行えるようにしてもよい。さらに、その濃度センサへの通電開始時の抵抗値に基づき、尿素水溶液の温度検出を行えるようにしてもよい。

電位の異なる２部材間の静電容量を測定することで液体のレベルを検出することができる液体レベル検出装置に適用できる。

液体レベルセンサ１００の一部切欠縦断面図である。液体レベルセンサ１００の電気的な構成を示すブロック図である。外筒電極１０と内部電極２０とのギャップ間に満たされた尿素水溶液の水面近傍の拡大断面図である。静電容量とレベルとの変位関係を示すグラフである。レベル検出プログラムのフローチャートである。静電容量とレベルとの変位関係を示すグラフである。レベル検出プログラムの変形例のフローチャートである。

符号の説明

１０外筒電極
２０内部電極
２３絶縁被膜
７０センサ部
９８尿素水タンク
１００液体レベルセンサ
２１１ＣＰＵ

Claims

筒状の外筒電極と、前記外筒電極内で前記外筒電極の軸線方向に沿って設けられ、誘電体からなる絶縁被膜が被覆された筒状または柱状の内部電極とを含むセンサ部を備え、
前記センサ部を液体収容容器内に挿入し、その液体収容容器内に収容される液体の界面の高さに応じて変化する前記外筒電極と前記内部電極との間の静電容量を測定し、前記静電容量に対応した検出値を取得する液体レベル検出装置の補正方法であって、
あらかじめ、
前記液体自身からなる基準試料、または前記液体と同じ組成の基準試料を収容する基準試料収容容器内に前記センサ部を挿入し、前記基準試料収容容器内に界面の高さが前記外筒電極の外表面上の所定位置に位置するように前記基準試料を収容した状態で前記静電容量を測定して第１静電容量を得る第１ステップ、
前記基準試料の界面の高さの変位に対する前記静電容量の大きさの変位関係を、静電容量のゼロ値と前記第１静電容量とを用いて最小二乗法により算出する第２ステップ、
前記第２ステップにより算出された前記変位関係を、基準となる基準センサ部を用いて算出した前記基準試料の界面の高さの変位に対する静電容量の大きさの変位関係を示す基準変位関係と一致させるように、補正するための補正値を算出する第３ステップ
を実施し、
前記センサ部にて測定した前記静電容量を、前記補正値に基づいて補正し、補正後の静電容量に対応した前記検出値を取得することを特徴とする液体レベル検出装置の補正方法。
筒状の外筒電極と、前記外筒電極内で前記外筒電極の軸線方向に沿って設けられ、誘電体からなる絶縁被膜が被覆された筒状または柱状の内部電極とを含むセンサ部を備え、
前記センサ部を液体収容容器内に挿入し、その液体収容容器内に収容される液体の界面の高さに応じて変化する前記外筒電極と前記内部電極との間の静電容量を測定し、前記静電容量に対応した検出値を取得する液体レベル検出装置の補正方法であって、
あらかじめ、
前記液体自身からなる基準試料または前記液体と同じ組成の基準試料を収容する基準試料収容容器内に前記センサ部を挿入し、前記基準試料収容容器内に界面の高さが前記外筒電極の外表面上の所定位置に対応した第１の高さとなるように前記基準試料を収容した状態で、前記静電容量を測定して第１静電容量を得る第１ステップ、
前記基準試料収容容器内に界面の高さが前記第１の高さよりも高い第２の高さとなるように前記基準試料を収容した状態で、前記静電容量を測定して第２静電容量を得る第２ステップ、
前記基準試料の界面の高さの変位に対する前記静電容量の大きさの変位関係を、前記第１静電容量と前記第２静電容量とを用いて最小二乗法により算出する第３ステップ、
前記第３ステップにより算出された前記変位関係を、基準となる基準センサ部を用いて算出した前記基準試料の界面の高さの変位に対する静電容量の大きさの変位関係を示す基準変位関係と一致させるように、補正するための補正値を算出する第４ステップ
を実施し、
前記センサ部にて測定した前記静電容量を、前記補正値に基づいて補正し、補正後の静電容量に対応した前記検出値を取得することを特徴とする液体レベル検出装置の補正方法。
あらかじめ、
前記液体の界面の高さが前記第１の高さ以上前記第２の高さ未満であって互いに重ならず連続する複数の高さの区間それぞれについて、前記第１ステップ、前記第２ステップ、前記第３ステップおよび前記第４ステップを実行することで、各高さの区間に対応する前記補正値、前記第１静電容量および前記第２静電容量を得る第５ステップ
を実施し、
前記センサ部にて測定した前記静電容量が、いずれの高さの区間に対応する前記第１静電容量と前記第２静電容量との間に含まれるかを判定し、判定された高さの区間に対応する前記補正値に基づいて前記静電容量を補正し、補正後の静電容量に対応した前記検出値を取得することを特徴とする請求項２に記載の液体レベル検出装置の補正方法。
筒状の外筒電極と、前記外筒電極内で前記外筒電極の軸線方向に沿って設けられ、誘電体からなる絶縁被膜が被覆された筒状または柱状の内部電極とを含むセンサ部を備え、
前記センサ部を液体収容容器内に挿入し、その液体収容容器内に収容される液体の界面の高さに応じて変化する前記外筒電極と前記内部電極との間の静電容量を測定し、前記静電容量に対応した検出値を取得する液体レベル検出装置であって、
前記液体自身からなる基準試料、または前記液体と同じ組成の基準試料を収容する基準試料収容容器内に前記センサ部を挿入し、前記基準試料収容容器内に界面の高さが前記外筒電極の外表面上の所定位置に位置するように前記基準試料を収容した状態で前記静電容量を測定して第１静電容量を得る第１ステップ、
前記基準試料の界面の高さの変位に対する前記静電容量の大きさの変位関係を、静電容量のゼロ値と前記第１静電容量とを用いて最小二乗法により算出する第２ステップ、
前記第２ステップにより算出された前記変位関係を、基準となる基準センサ部を用いて算出した前記基準試料の界面の高さの変位に対する静電容量の大きさの変位関係を示す基準変位関係と一致させるように、補正するための補正値を算出する第３ステップ
をあらかじめ実施することで得た前記補正値を記憶する記憶手段と、
前記センサ部にて測定された前記静電容量を、前記補正値に基づいて補正し、補正後の静電容量に対応した前記検出値を取得する補正手段と
を備えたことを特徴とする液体レベル検出装置。
筒状の外筒電極と、前記外筒電極内で前記外筒電極の軸線方向に沿って設けられ、誘電体からなる絶縁被膜が被覆された筒状または柱状の内部電極とを含むセンサ部を備え、
前記センサ部を液体収容容器内に挿入し、その液体収容容器内に収容される液体の界面の高さに応じて変化する前記外筒電極と前記内部電極との間の静電容量を測定し、前記静電容量に対応した検出値を取得する液体レベル検出装置であって、
前記液体自身からなる基準試料または前記液体と同じ組成の基準試料を収容する基準試料収容容器内に前記センサ部を挿入し、前記基準試料収容容器内に界面の高さが前記外筒電極の外表面上の所定位置に対応した第１の高さとなるように前記基準試料を収容した状態で、前記静電容量を測定して第１静電容量を得る第１ステップ、
前記基準試料収容容器内に界面の高さが前記第１の高さよりも高い第２の高さとなるように前記基準試料を収容した状態で、前記静電容量を測定して第２静電容量を得る第２ステップ、
前記基準試料の界面の高さの変位に対する前記静電容量の大きさの変位関係を、前記第１静電容量と前記第２静電容量とを用いて最小二乗法により算出する第３ステップ、
前記第３ステップにより算出された前記変位関係を、基準となる基準センサ部を用いて算出した前記基準試料の界面の高さの変位に対する静電容量の大きさの変位関係を示す基準変位関係と一致させるように、補正するための補正値を算出する第４ステップ
をあらかじめ実施することで得た前記補正値を記憶する記憶手段と、
前記センサ部にて測定された前記静電容量を、前記補正値に基づいて補正し、補正後の静電容量に対応した前記検出値を取得する補正手段と
を備えたことを特徴とする液体レベル検出装置。
前記記憶手段には、あらかじめ、前記液体の界面の高さが前記第１の高さ以上前記第２の高さ未満であって互いに重ならず連続する複数の高さの区間それぞれについて、前記第１ステップ、前記第２ステップ、前記第３ステップおよび前記第４ステップを実行する第５ステップを実施することで得られた各高さの区間に対応する前記補正値、前記第１静電容量および前記第２静電容量が記憶されており、
前記センサ部にて測定された前記静電容量が、いずれの高さの区間に対応する前記第１静電容量と前記第２静電容量との間に含まれるかを判定する判定手段を備え、
前記補正手段は、前記センサ部にて測定された前記静電容量を、前記判定手段によって判定された高さの区間に対応する前記補正値に基づいて補正し、補正後の静電容量に対応した前記検出値を取得することを特徴とする請求項５に記載の液体レベル検出装置。