JP2007198737A - Liquid level sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体に浸漬されて該液体の液面のレベルを測定する液面レベルセンサに関する。 The present invention relates to a liquid level sensor that is immersed in a liquid and measures the level of the liquid level.
液面レベルを測定する装置としては、液体にフロートを浮かせ、液面の変位に伴うフロートの変位に基づいて液面レベルを測定するフロート式の液面レベルセンサがある。しかしながら、このようなフロート式の液面レベルセンサは、フロートに連動する機構の精度などで液面レベルの測定精度に限界がある。 As an apparatus for measuring the liquid level, there is a float type liquid level sensor that floats a float on the liquid and measures the liquid level based on the displacement of the float accompanying the displacement of the liquid level. However, such a float-type liquid level sensor has a limit in the measurement accuracy of the liquid level due to the accuracy of a mechanism linked to the float.
そこで従来、一対の電極を用い、液体に浸漬された際の該一対の電極の静電容量の変化に基づいて液面レベルを測定する静電容量式の液面レベルセンサが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, conventionally, a capacitive liquid level sensor has been proposed that uses a pair of electrodes and measures the liquid level based on a change in capacitance of the pair of electrodes when immersed in a liquid ( For example, see Patent Document 1).
特許文献1に開示された液面レベルセンサは、一対の電極が絶縁基板上に形成されているものである。液面の変位に伴い、一対の電極において液体に浸漬されて電極間に液体が介在している部分の長さが変化し、それにより、一対の電極の静電容量が変化する。そして、一対の電極は、その静電容量の変化量を高めるべく、櫛歯状に複数の電極指がそれぞれ形成され、これらの電極指が互い違いに配置された、いわゆる交差指電極とされている。
The liquid level sensor disclosed in
このような静電容量式の液面レベルセンサにあって、自動車等の燃料タンクに用いられるものは、一対の電極が燃料により硫化又は酸化することがないよう、一般に、電極の表面に絶縁性の防食層が設けられている。 In such a capacitive liquid level sensor, which is used for a fuel tank of an automobile or the like, in general, the surface of the electrodes is insulative so that the pair of electrodes are not sulfided or oxidized by the fuel. An anticorrosive layer is provided.
ところで、静電容量式の液面レベルセンサにあって、一対の電極の静電容量は、電極間及びその近傍に介在する物質(誘電体)の比誘電率に影響される。従って、上記特許文献1に開示された液面レベルセンサのように、一対の電極が絶縁基板上に形成されているもの、換言すれば、一対の電極がその表面及び/又は裏面を絶縁基板により全面的に保持されているものは、一対の電極の静電容量における絶縁基板の比誘電率の影響が顕著であり、例えば絶縁基板の厚みの不均一などで液面レベルの測定精度が低下する虞がある。
By the way, in the capacitance type liquid level sensor, the capacitance of the pair of electrodes is influenced by the relative dielectric constant of a substance (dielectric) interposed between the electrodes and in the vicinity thereof. Therefore, as in the liquid level sensor disclosed in
さらに、上記特許文献1に開示された液面レベルセンサのように、一対の電極がその表面及び/又は裏面を絶縁基板により全面的に保持されているものは、電極間の近傍を絶縁基板が占め、その領域には液体が存在することができないから、液面の変位に対する静電容量の変化量が低下し、よって、液面レベルの測定感度が低下する虞がある。
Further, as in the liquid level sensor disclosed in the above-mentioned
また、電極の表面に絶縁性の防食層が設けられているものについても、一対の電極の静電容量に防食層の比誘電率が影響し、例えば防食層の厚みの不均一などで液面レベルの測定精度が低下する虞がある。 In addition, in the case where an insulating anticorrosion layer is provided on the surface of the electrode, the relative dielectric constant of the anticorrosion layer affects the capacitance of the pair of electrodes. For example, the thickness of the anticorrosion layer is not uniform. There is a possibility that the measurement accuracy of the level is lowered.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液面レベルの測定精度及び測定感度に優れる液面レベルセンサを提供することにある。 This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, The objective is to provide the liquid level sensor which is excellent in the measurement precision and measurement sensitivity of a liquid level.
上記目的は、本発明に係る下記(1)〜(8)の液面レベルセンサにより達成される。 The above object is achieved by the following liquid level sensors (1) to (8) according to the present invention.
(1)棒状の基部及び該基部より放射状に伸びる絶縁性の複数のリブを含む保持部材と、
前記複数のリブの外縁に互いに平行に且つ螺旋状に巻きつけられた一対の電極と、
を備え、
液体に浸漬された際の前記一対の電極間の静電容量の変化に基づいて該液体の液面レベルを測定することを特徴とする液面レベルセンサ。
(1) a holding member including a rod-shaped base and a plurality of insulating ribs extending radially from the base;
A pair of electrodes wound around the outer edges of the plurality of ribs in parallel and spirally;
With
A liquid level sensor that measures the liquid level of the liquid based on a change in capacitance between the pair of electrodes when immersed in the liquid.
上記(1)の構成の液面レベルセンサによれば、一対の電極間において誘電体が介在する部分を極力抑えることができ、液面レベルの測定精度及び測定感度を向上させることができる。 According to the liquid level sensor having the configuration (1), the portion where the dielectric is interposed between the pair of electrodes can be suppressed as much as possible, and the measurement accuracy and measurement sensitivity of the liquid level can be improved.
(2)前記複数のリブの外縁に、前記電極の螺旋ピッチに対応して設けられて該電極を収容するガイド溝が設けられていることを特徴とする上記(1)に記載の液面レベルセンサ。 (2) The liquid level according to (1) above, wherein a guide groove is provided on an outer edge of the plurality of ribs so as to correspond to the spiral pitch of the electrode and accommodate the electrode. Sensor.
上記(2)の構成の液面レベルセンサによれば、一対の電極の位置ずれを防止することができ、液面レベルの測定精度を確保することができる。 According to the liquid level sensor having the configuration (2), it is possible to prevent the positional deviation of the pair of electrodes, and to ensure the measurement accuracy of the liquid level.
(3)前記複数のリブの外縁に、前記電極が巻きつけられることで該電極により押し潰される突起が設けられていることを特徴とする上記(1)に記載の液面レベルセンサ。 (3) The liquid level sensor according to (1), wherein a protrusion that is crushed by the electrode when the electrode is wound is provided on an outer edge of the plurality of ribs.
上記(3)の構成の液面レベルセンサによれば、電極が巻きつけられた状態で電極は突起に食い込んでおり、よって電極の位置ずれを防止することができ、液面レベルの測定精度を確保することができるる。さらに、電極の巻きつけの仕様を変更する場合にも保持部材を共用することができ、汎用性に優れる。 According to the liquid level sensor having the configuration (3), the electrode bites into the protrusion in a state where the electrode is wound, so that the displacement of the electrode can be prevented, and the measurement accuracy of the liquid level can be improved. Can be secured. Further, the holding member can be shared even when the electrode winding specifications are changed, and the versatility is excellent.
(4)前記保持部材が、前記複数の突起を形成する材料を前記基部及び前記複数のリブを形成する合成樹脂よりも塑性変形を起こしやすい合成樹脂とした2色成形により形成されていることを特徴とする上記(3)に記載の液面レベルセンサ。 (4) The holding member is formed by two-color molding in which a material for forming the plurality of protrusions is a synthetic resin that is more easily plastically deformed than a synthetic resin for forming the base and the plurality of ribs. The liquid level sensor according to (3), which is characterized in that
上記(4)の構成の液面レベルセンサによれば、突起への電極の食い込みを容易としつつ、中心の基部及びリブについては強度を確保してその変形等を防止することができ、それにより、液面レベルの測定精度等の特性変化を防止することができる。 According to the liquid level sensor having the configuration of (4) above, it is possible to prevent the deformation of the center base portion and the ribs by ensuring the strength while facilitating the biting of the electrode into the protrusion, thereby preventing the deformation. It is possible to prevent changes in characteristics such as the measurement accuracy of the liquid level.
(5)前記複数のリブの外縁に、前記電極の通電による発熱で溶融して該電極に融着する突起が設けられていることを特徴とする上記(1)に記載の液面レベルセンサ。 (5) The liquid level sensor according to (1) above, wherein a protrusion that is melted by heat generated by energization of the electrode and fused to the electrode is provided on an outer edge of the plurality of ribs.
上記(5)の構成の液面レベルセンサによれば、電極が巻きつけられた状態で突起が電極に融着しており、よって電極の位置ずれを防止することができ、液面レベルの測定精度を確保することができる。さらに、電極の巻きつけの仕様を変更する場合にも保持部材を共用することができ、汎用性に優れる。 According to the liquid level sensor having the configuration of (5) above, the protrusion is fused to the electrode in a state where the electrode is wound, so that the displacement of the electrode can be prevented, and the liquid level is measured. Accuracy can be ensured. Further, the holding member can be shared even when the electrode winding specifications are changed, and the versatility is excellent.
(6)前記保持部材が、前記複数の突起を形成する材料を前記基部及び前記複数のリブを形成する合成樹脂よりも融点の低い合成樹脂とした2色成形により形成されていることを特徴とする上記(5)に記載の液面レベルセンサ。 (6) The holding member is formed by two-color molding in which a material for forming the plurality of protrusions is a synthetic resin having a melting point lower than that of the synthetic resin for forming the base and the plurality of ribs. The liquid level sensor according to (5) above.
上記(6)の構成の液面レベルセンサによれば、電極の発熱による突起の溶融を容易としつつ、中心の基部及びリブについては耐熱性を確保してその変形等を防止することができ、それにより、液面レベルの測定精度等の特性変化を防止することができる。 According to the liquid level sensor having the above configuration (6), it is possible to ensure the heat resistance of the central base and the rib and prevent the deformation thereof while facilitating the melting of the protrusion due to the heat generated by the electrode, Thereby, it is possible to prevent changes in characteristics such as the measurement accuracy of the liquid level.
(7)前記保持部材が、4つの前記リブを含み、断面略十字状に形成されていることを特徴とする上記(1)〜(6)のいずれかに記載の液面レベルセンサ。 (7) The liquid level sensor according to any one of (1) to (6), wherein the holding member includes the four ribs and has a substantially cross-shaped cross section.
上記(7)の構成の液面レベルセンサによれば、設計及び製造が容易である。 According to the liquid level sensor having the configuration (7), design and manufacture are easy.
(8)前記電極の螺旋ピッチが、一定又は徐々に増加若しくは減少していることを特徴とする上記(1)〜(7)のいずれかに記載の液面レベルセンサ。 (8) The liquid level sensor according to any one of (1) to (7) above, wherein the spiral pitch of the electrodes is constant or gradually increases or decreases.
本発明によれば、液面レベルの測定精度及び測定感度に優れる液面レベルセンサを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the liquid level sensor excellent in the measurement precision and measurement sensitivity of a liquid level can be provided.
以下、本発明に係る液面レベルセンサの好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Preferred embodiments of the liquid level sensor according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は本発明に係る液面レベルセンサの第1実施形態の正面図、図2は図1の液面レベルセンサの拡大正面図、図3は図1の液面レベルセンサの底面図である。
(First embodiment)
1 is a front view of a liquid level sensor according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged front view of the liquid level sensor of FIG. 1, and FIG. 3 is a bottom view of the liquid level sensor of FIG. .
図1〜図3に示すように、本実施形態の液面レベルセンサ10は、容器1内の液体Lに浸漬されて液体Lの液面Sのレベルを測定する。液面レベルセンサ10は、液面Sの変位方向、即ち上下方向に延在する保持部材11と、この保持部材11に保持された一対の電極12,13とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
保持部材11は、棒状の基部21と、基部21の略全長にわたって該基部21から放射状に伸びる4つのリブ22とを含み、長手方向に垂直な断面において略十字状に形成されている。基部21の材料は特に限定されず、強度や液体に対する耐性などを考慮して、合成樹脂や金属などの種々の材料が用いられ得る。リブ22の材料には、絶縁性を有する材料が用いられ、強度や液体(例えば車両燃料)に対する耐性などを考慮して、例えばポリアセタール樹脂等の合成樹脂を用いることが好ましい。
The
一対の電極12,13は、保持部材11の4つのリブ22の外縁に互いに平行に且つ等ピッチで螺旋状に巻きつけられている。各リブ22の外縁には、電極12,13の螺旋ピッチに対応して複数のガイド溝23がそれぞれ刻設されており、電極12,13は、ガイド溝23に差し込まれながら4つのリブ22の外縁に巻きつけられている。尚、電極12,13の材料には、液体(例えば車両燃料)に対する耐性を考慮して、SUSや洋白などを用いることが好ましい。
The pair of
液面Sの変位に伴い、一対の電極12,13において、両者の間に液体が介在している部分の長さが変化する。それにより、一対の電極12,13間の静電容量が変化する。そして、液面Sの変位に応じて変化する一対の電極12,13間の静電容量は、各電極12,13の上端の端子14,15に接続している駆動回路16にて測定される。
With the displacement of the liquid level S, the length of the portion of the pair of
そして、駆動回路16において、測定された一対の電極12,13間の静電容量と、予め測定されている液体Lの比誘電率及び気中における一対の電極12,13間の静電容量とに基づいて液面Sのレベルが算出される。
Then, in the
本実施形態の液面レベルセンサ10によれば、一対の電極12,13は、保持部材11の複数のリブ22の外縁に巻きつけられており、リブ22の両側面との間に隙間をおいて配置されている。よって、一対の電極12,13間において誘電体が介在する部分を極力抑えることができ、液面Sのレベルの測定精度及び測定感度を向上させることができる。
According to the
また、本実施形態の液面レベルセンサ10によれば、一対の電極12,13は、電極12,13の螺旋ピッチに対応して保持部材11の複数のリブ22の外縁に設けられたガイド溝23に収容されているので、一対の電極の12,13の位置ずれを防止することができ、液面Sのレベルの測定精度を確保することができる。
Further, according to the
また、本実施形態の液面レベルセンサ10によれば、保持部材11が、4つのリブ22を含み、長手方向に垂直な断面において略十字状に形成されており、その設計及び製造が容易である。
Further, according to the
(第2実施形態)
次に、図4及び図5を参照して、本発明に係る液面レベルセンサの第2実施形態を説明する。
図4は本発明に係る液面レベルセンサの第2実施形態の保持部材の要部斜視図、図5は図4の保持部材に一対の電極が保持された状態を示す要部斜視図である。
(Second Embodiment)
Next, with reference to FIG.4 and FIG.5, 2nd Embodiment of the liquid level sensor which concerns on this invention is described.
FIG. 4 is a perspective view of the main part of the holding member of the second embodiment of the liquid level sensor according to the present invention, and FIG. .
本実施形態の液面レベルセンサ30は、上述した第1実施形態の液面レベルセンサ10と同様、容器1内の液体Lに浸漬されて液体Lの液面Sのレベルを測定する。液面レベルセンサ30は、液面Sの変位方向に延在する保持部材31と、この保持部材31に保持された一対の電極12,13とを備えている。
The
保持部材31は、棒状の基部41と、基部41の略全長にわたって該基部41から放射状に伸びる4つのリブ42とを含み、各リブ42の外縁には、その全長にわたって、断面略三角形の突起43が設けられており、長手方向に垂直な断面において略十字状に形成されている。
The holding
本実施形態の保持部材31は、基部41と4つのリブ42とが例えば上記したポリアセタール樹脂により一体に成形されており、さらに、各リブ42に設けられた突起43を形成する材料を基部41及び4つのリブ42を形成する合成樹脂よりも塑性変形を起こしやすい例えばポリエチレン樹脂などの合成樹脂とした2色成形により形成されている。
In the holding
一対の電極12,13は、保持部材31の4つのリブ42の外縁に互いに平行に且つ等ピッチで螺旋状に巻きつけられている。ここで、電極12,13は、各リブ42の外縁に突設された突起43の頂角部分を押し潰すようにして、該突起43に食い込みながら4つのリブ42の外縁に巻きつけられている。
The pair of
このように構成された液面レベルセンサ30による液面Sのレベルの測定は、上述した第1実施形態の液面レベルセンサ10と同様であるので、説明を省略する。
The measurement of the level of the liquid level S by the
本実施形態の液面レベルセンサ30によれば、保持部材31の複数のリブ42の外縁に、電極12,13が巻きつけられることで該電極12,13により押し潰される突起43が設けられおり、電極12,13が巻きつけられた状態で電極12,13は突起43に食い込んでおり、よって、電極12,13の位置ずれを防止して液面Sのレベルの測定精度を確保することができるる。さらに、電極12,13の巻きつけの仕様(例えば螺旋ピッチ)を変更する場合にも保持部材31を共用することができ、汎用性に優れる。
According to the
また、本実施形態の液面レベルセンサ30によれば、保持部材31が、複数の突起43を形成する材料を基部41及び複数のリブ42を形成する合成樹脂よりも塑性変形を起こしやすい合成樹脂とした2色成形により形成されており、突起43への電極12,13の食い込みを容易としつつ、中心の基部41及びリブ42については強度を確保してその変形等を防止することができ、それにより、液面Sのレベルの測定精度等の特性変化を防止することができる。
Further, according to the
その他の作用効果は、上述した第1実施形態の液面レベルセンサ10が奏する作用効果と同様であるので、説明を省略する。
Other functions and effects are the same as the functions and effects exhibited by the
(第3実施形態)
次に、図6を参照して、本発明に係る液面レベルセンサの第3実施形態を説明する。
図6は本発明に係る液面レベルセンサの第3実施形態の要部斜視図である。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the liquid level sensor according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a perspective view of a main part of a third embodiment of the liquid level sensor according to the present invention.
本実施形態の液面レベルセンサ50は、上述した第1実施形態の液面レベルセンサ10と同様、容器1内の液体Lに浸漬されて液体Lの液面Sのレベルを測定する。液面レベルセンサ50は、液面Sの変位方向に延在する保持部材51と、この保持部材51に保持された一対の電極12,13とを備えている。
The
保持部材51は、棒状の基部61と、基部61の略全長にわたって該基部61から放射状に伸びる4つのリブ62とを含み、各リブ62の外縁には、その全長にわたって、断面略三角形の突起63が設けられており、長手方向に垂直な断面において略十字状に形成されている。
The holding
本実施形態の保持部材51は、基部61と4つのリブ62とが例えば上記したポリアセタール樹脂により一体に成形されており、さらに、各リブ62に設けられた突起63を形成する材料を基部61及び4つのリブ62を形成する合成樹脂よりも融点の低い例えばポリエチレン樹脂などの合成樹脂とした2色成形により形成されている。
In the holding
一対の電極12,13は、保持部材51の4つのリブ62の外縁に互いに平行に且つ等ピッチで螺旋状に巻きつけられている。そして、電極12,13の末端部12a,13aが電気的に接続され、電極12,13の上端の端子14,15間に所定の直流電圧が印加されることにより、各リブ62の外縁に設けられた突起63は、通電による電極12,13の発熱によって溶融し、該電極12,13に融着している。
The pair of
このように構成された液面レベルセンサ50による液面Sのレベルの測定は、上述した第1実施形態の液面レベルセンサ10と同様であるので、説明を省略する。
The measurement of the level of the liquid level S by the
本実施形態の液面レベルセンサ50によれば、保持部材51の複数のリブ62の外縁に、電極12,13の通電による発熱で溶融し該電極12,13に融着する突起63が設けられており、電極12,13の位置ずれを防止して液面Sのレベルの測定精度を確保することができる。さらに、電極12,13の巻きつけの仕様(例えば螺旋ピッチ)を変更する場合にも保持部材51を共用することができ、汎用性に優れる。
According to the
また、本実施形態の液面レベルセンサ50によれば、保持部材51が、複数の突起63を形成する材料を基部61及び複数のリブ62を形成する合成樹脂よりも融点の低い合成樹脂とした2色成形により形成されており、電極12,13の発熱による突起63の溶融を容易としつつ、中心の基部61及びリブ62については耐熱性を確保してその変形等を防止することができ、それにより、液面Sのレベルの測定精度等の特性変化を防止することができる。
Further, according to the
その他の作用効果は、上述した第1実施形態の液面レベルセンサ10が奏する作用効果と同様であるので、説明を省略する。
Other functions and effects are the same as the functions and effects exhibited by the
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably. In addition, the material, shape, dimension, numerical value, form, number, arrangement location, and the like of each component in the above-described embodiment are arbitrary and are not limited as long as the present invention can be achieved.
例えば、図7に示すように、上述した第3実施形態の液面レベルセンサ50の保持部材51において、一体に形成されている基部61及び4つのリブ62に、その長手方向に適宜な間隔をおいて複数の肉抜き部64を形成するようにしてもよい。これによれば、一対の電極12,13の近傍に配置される誘電体を一層削減し、液面Sのレベルの測定感度をさらに向上させることができる。尚、上述した第1及び第2実施形態の液面レベルセンサ10,30についても、その保持部材11,31に同様に肉抜き部を設けることができるのは言うまでもない。
For example, as shown in FIG. 7, in the holding
また、上述した第1実施形態の液面レベルセンサ10において、一対の電極12,13は保持部材11の4つのリブ22の外縁に螺旋状に巻きつけられているが、その螺旋ピッチは等ピッチに限らず、図8に示すように上端から下端に向かうに従って徐々に密となる徐変ピッチとしてもよい。この場合、液面レベルセンサ10の下端部における測定感度が高くなり、容器1内の液体Lが残量が僅かとなって液面Sが容器1の底面に近づいた際に、その液面Sのレベルを高精度に測定することができる。尚、上述した第2及び第3実施形態の液面レベルセンサ30,50についても同様に一対の電極12,13の螺旋ピッチを徐変ピッチとすることができるのは言うまでもない。
In the
10 液面レベルセンサ
11 保持部材
12 電極
13 電極
21 基部
22 リブ
23 ガイド溝
S 液面
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記複数のリブの外縁に互いに平行に且つ螺旋状に巻きつけられた一対の電極と、
を備え、
液体に浸漬された際の前記一対の電極間の静電容量の変化に基づいて該液体の液面レベルを測定することを特徴とする液面レベルセンサ。 A holding member including a rod-shaped base and a plurality of insulating ribs extending radially from the base;
A pair of electrodes wound around the outer edges of the plurality of ribs in parallel and spirally;
With
A liquid level sensor that measures the liquid level of the liquid based on a change in capacitance between the pair of electrodes when immersed in the liquid.
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JPWO2020059866A1 (en) * | 2018-09-20 | 2021-10-21 | 株式会社潤工社 | Liquid detection system |
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JP4795029B2 (en) | 2011-10-19 |
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