JP2007298361A - 静電容量式液面レベルセンサ - Google Patents
静電容量式液面レベルセンサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007298361A JP2007298361A JP2006125757A JP2006125757A JP2007298361A JP 2007298361 A JP2007298361 A JP 2007298361A JP 2006125757 A JP2006125757 A JP 2006125757A JP 2006125757 A JP2006125757 A JP 2006125757A JP 2007298361 A JP2007298361 A JP 2007298361A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sensor
- liquid level
- support substrate
- capacitance type
- main
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
【課題】小型化が可能な静電容量式液面レベルセンサを提供すること。
【解決手段】静電容量式液面レベルセンサ1は、支持基板2上に、液面レベルを検出するための主センサ3および主センサ3の検出出力を補正するためのリファレンスセンサ4が配置されている。主センサ3およびリファレンスセンサ4は、それぞれ、互いに形状の異なる信号電極3c,4cと接地電極3a,4a間にいずれか一方の電極と同一形状の誘電体3b、4bを配置した積層構造を有する。リファレンスセンサ4の長さは主センサ3の長さよりも一定距離だけ短くなるように形成されている。それにより、センサを小型化することができる。
【選択図】図1
【解決手段】静電容量式液面レベルセンサ1は、支持基板2上に、液面レベルを検出するための主センサ3および主センサ3の検出出力を補正するためのリファレンスセンサ4が配置されている。主センサ3およびリファレンスセンサ4は、それぞれ、互いに形状の異なる信号電極3c,4cと接地電極3a,4a間にいずれか一方の電極と同一形状の誘電体3b、4bを配置した積層構造を有する。リファレンスセンサ4の長さは主センサ3の長さよりも一定距離だけ短くなるように形成されている。それにより、センサを小型化することができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、静電容量式液面レベルセンサに関する。
従来、静電容量式液面レベルセンサとして、円筒形状や角筒形状の電極を有するタイプのものがある(たとえば、特許文献1及び2参照)。
特開平5−223623号公報
特開平5−223624号公報
しかし、上述の円筒形状や角筒形状の電極構造を有するタイプの静電容量式液面レベルセンサは、電極が大型であるためセンサを小型化することができない。
そこで、本発明は、上記の課題に鑑み、小型化が可能な静電容量式液面レベルセンサを提供することを課題とする。
上記課題を解決するためになされた請求項1記載の発明は、静電容量により液体の液面レベルを検出する静電容量式液面レベルセンサであって、支持基板と、前記支持基板上に配置され、前記液面レベルを検出するための主センサおよび前記主センサの検出出力を補正するためのリファレンスセンサとを有し、前記主センサおよびリファレンスセンサは、それぞれ、互いに形状の異なる信号電極と接地電極間にいずれか一方の電極と同一形状の誘電体を配置した積層構造を有し、前記リファレンスセンサの長さは前記主センサの長さよりも一定距離だけ短くなるように形成されていることを特徴とする静電容量式液面レベルセンサに存する。
請求項1記載の発明においては、静電容量式液面レベルセンサは、支持基板上に、液面レベルを検出するための主センサおよび主センサの検出出力を補正するためのリファレンスセンサが配置されている。主センサおよびリファレンスセンサは、それぞれ、互いに形状の異なる信号電極と接地電極間にいずれか一方の電極と同一形状の誘電体を配置した積層構造を有する。リファレンスセンサの長さは主センサの長さよりも一定距離だけ短くなるように形成されている。それにより、センサを小型化することができる。
上記課題を解決するためになされた請求項2記載の発明は、請求項1記載の静電容量式液面レベルセンサにおいて、前記信号電極および接地電極のうちの一方の電極は平板状に形成されると共に他方の電極は梯子状に形成されていることを特徴とする静電容量式液面レベルセンサに存する。
請求項2記載の発明においては、信号電極および接地電極のうちの一方の電極は平板状に形成されると共に他方の電極は梯子状に形成されている。それにより、梯子状の各ステップ間に液体が満たされ、感度良く液面レベルを検出することができる。
上記課題を解決するためになされた請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の静電容量式液面レベルセンサにおいて、前記主センサは前記支持基板の表面に配置され、前記リファレンスセンサは前記支持基板の裏面に配置されていることを特徴とする静電容量式液面レベルセンサに存する。
請求項3記載の発明においては、主センサは支持基板の表面に配置され、リファレンスセンサは支持基板の裏面に配置されている。それにより、センサ全体の幅が小さくなり省スペースでコンパクトなセンサが実現できる。
上記課題を解決するためになされた請求項4記載の発明は、請求項1または2記載の静電容量式液面レベルセンサにおいて、前記主センサおよび前記リファレンスセンサは、前記支持基板の同一面に配置されていることを特徴とする静電容量式液面レベルセンサに存する。
請求項4記載の発明においては、主センサおよびリファレンスセンサは、支持基板の同一面に配置されている。それにより、センサ全体の厚みが薄くなり、センサの厚みが問題となる取り付け環境の場合に好適なセンサが実現できる。
上記課題を解決するためになされた請求項5記載の発明は、請求項3記載の静電容量式液面レベルセンサにおいて、前記支持基板は、両面に導電体層が配置された両面基板であり、前記主センサおよび前記リファレンスセンサは、片面に導電体層が配置された片面基板であり、前記静電容量式液面レベルセンサは、前記両面基板に前記2つの片面基板が貼り付けられた積層構造を有することを特徴とする静電容量式液面レベルセンサに存する。
請求項5記載の発明においては、支持基板は、両面に導電体層が配置された両面基板であり、主センサおよびリファレンスセンサは、片面に導電体層が配置された片面基板であり、静電容量式液面レベルセンサは、両面基板に2つの片面基板が貼り付けられた積層構造を有する。それにより、1つの両面基板と2つの片面基板を用いて、静電容量式液面レベルセンサを安価かつ容易に製作することができる。
上記課題を解決するためになされた請求項6記載の発明は、請求項4記載の静電容量式液面レベルセンサにおいて、前記支持基板、前記主センサおよび前記リファレンスセンサは、それぞれ、片面に導電体層が配置された片面基板であり、前記静電容量式液面レベルセンサは、前記支持基板の片面基板の同一面に前記主センサの片面基板と前記リファレンスセンサの片面基板が貼り付けられた積層構造を有することを特徴とする静電容量式液面レベルセンサに存する。
請求項6記載の発明においては、支持基板、主センサおよびリファレンスセンサは、それぞれ、片面に導電体層が配置された片面基板であり、静電容量式液面レベルセンサは、支持基板の片面基板の同一面に主センサの片面基板とリファレンスセンサの片面基板が貼り付けられた積層構造を有する。それにより、3つの片面基板を用いて、静電容量式液面レベルセンサを安価かつ容易に製作することができる。
上記課題を解決するためになされた請求項7記載の発明は、請求項1から6のいずれか1項に記載の静電容量式液面レベルセンサにおいて、前記支持基板の延長部分に液面検出回路の回路構成部品が実装されていることを特徴とする静電容量式液面レベルセンサに存する。
請求項7記載の発明においては、支持基板の延長部分に液面検出回路の回路構成部品が実装されている。それにより、センサと検出回路を一体化することができる。
請求項1記載の発明によれば、静電容量により液体の液面レベルを検出する静電容量式液面レベルセンサであって、支持基板と、前記支持基板上に配置され、前記液面レベルを検出するための主センサおよび前記主センサの検出出力を補正するためのリファレンスセンサとを有し、前記主センサおよびリファレンスセンサは、それぞれ、互いに形状の異なる信号電極と接地電極間にいずれか一方の電極と同一形状の誘電体を配置した積層構造を有し、前記リファレンスセンサの長さは前記主センサの長さよりも一定距離だけ短くなるように形成されているので、センサを小型化することができる。
請求項2記載の発明によれば、前記信号電極および接地電極のうちの一方の電極は平板状に形成されると共に他方の電極は梯子状に形成されているので、梯子状の各ステップ間に液体が満たされ、感度良く液面レベルを検出することができる。
請求項3記載の発明によれば、主センサは前記支持基板の表面に配置され、前記リファレンスセンサは前記支持基板の裏面に配置されているので、センサ全体の幅が小さくなり省スペースでコンパクトなセンサが実現できる。
請求項4記載の発明によれば、主センサおよび前記リファレンスセンサは、前記支持基板の同一面に配置されているので、センサ全体の厚みが薄くなり、センサの厚みが問題となる取り付け環境の場合に好適なセンサが実現できる。
請求項5記載の発明によれば、支持基板は、両面に導電体層が配置された両面基板であり、前記主センサおよび前記リファレンスセンサは、片面に導電体層が配置された片面基板であり、前記静電容量式液面レベルセンサは、前記両面基板に前記2つの片面基板が貼り付けられた積層構造を有するので、1つの両面基板と2つの片面基板を用いて、静電容量式液面レベルセンサを安価かつ容易に製作することができる。
請求項6記載の発明によれば、支持基板、前記主センサおよび前記リファレンスセンサは、それぞれ、片面に導電体層が配置された片面基板であり、前記静電容量式液面レベルセンサは、前記支持基板の片面基板の同一面に前記主センサの片面基板と前記リファレンスセンサの片面基板が貼り付けられた積層構造を有するので、3つの片面基板を用いて、静電容量式液面レベルセンサを安価かつ容易に製作することができる。
請求項7記載の発明によれば、支持基板の延長部分に液面検出回路の回路構成部品が実装されているので、センサと検出回路を一体化することができる。
以下、本発明の静電容量式液面レベルセンサについて図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)図1は、本発明に係る静電容量式液面レベルセンサの第1の実施形態を示し、(A)は表側の斜視図、(B)は裏側の斜視図、(C)は(A)におけるX−X線断面図である。
静電容量式液面レベルセンサ1は、細長い板状の絶縁体からなる支持基板2と、この支持基板2の表側に配置された主センサ3と、裏側に配置されたリファレンスセンサ4とから構成される。
主センサ3は、互いに形状の異なる信号電極と接地電極間にいずれか一方の電極と同一形状の誘電体を配置した積層構造を有する。すなわち、主センサ3は、支持基板2と同一寸法の細長い板状の導電体からなる接地電極3aと、接地電極3aの長手方向に各ステップが整列するように形成された梯子型の構造を有する誘電体3bと、この誘電体3bと同一寸法の梯子型の構造を有し、誘電体3bに重ね合わせられた導電体からなる信号電極3cとが積層された構造を有する。言い換えると、主センサ3の構造は、互いに平行に配置されかつ液面レベルに対して互いに異なる面積となる形状を有する電極間に、いずれか一方の電極と同一形状の誘電体を配置した積層構造となっている。
リファレンスセンサ4は、主センサ3と同様に、互いに形状の異なる信号電極と接地電極間にいずれか一方の電極と同一形状の誘電体を配置した積層構造を有する。すなわち、リファレンスセンサ4は、支持基板2と同一寸法の細長い板状の導電体からなる接地電極4aと、接地電極4aの長手方向に各ステップが整列するように形成された梯子型の構造を有する誘電体4bと、この誘電体4bと同一寸法の梯子型の構造を有し、誘電体4bに重ね合わせられた導電体からなる信号電極3cとが積層された構造を有する。言い換えると、リファレンスセンサ4の構造は、互いに平行に配置されかつ液面レベルに対して互いに異なる面積となる形状を有する電極間に、いずれか一方の電極と同一形状の誘電体を配置した積層構造となっている。また、主センサ3の信号電極3cおよび誘電体3bとリファレンスセンサ4の信号電極4cおよび誘電体4bは、それらの一方の端部が支持基板2の表裏で一致する位置になり、また、それらの他方の端部は、信号電極4cおよび誘電体4bの長さが信号電極3cおよび誘電体3bの長さよりも一定距離Lだけ短くなるように形成されている。
図1の静電容量式液面レベルセンサ1は、上から3c、3b、3a、2、4a、4bおよび4cの7層を有する積層構造となり、導電体および誘電体の形状を加工した、導電体3c、3a、4aおよび4cの4層を有する4層基板として作成するか、または、同様に誘電体および誘電体の形状を加工した、導電体3aおよび4aと誘電体2を有する両面プリント基板と、誘電体3bおよび導電体3cを有する片面プリント基板と、誘電体4bおよび導電体4cを有する片面プリント基板との3枚の基板を接着剤等で貼り合わせて作成することができる。
主センサ3およびリファレンスセンサ4は、上述の構造により、液面レベル検出回路に用いられた場合、たとえば、液面レベルを検出すべき液体が充填されたタンク内において静電容量式液面レベルセンサ1の一方の端部(リファレンスセンサ4の寸法が主センサ3の寸法よりも短い側の端部)がタンク底部に接して、ほぼ垂直になるように立設される。主センサ3は、梯子型の各ステップ間、つまり接地電極3aと信号電極3cにおける極板間に満たされる液体の誘電率の変化により、静電容量Cpが液面レベルによって変化するセンサとして働く。また、リファレンスセンサ4は、同様に、梯子型の各ステップ間、つまり接地電極4aと信号電極4cにおける極板間に満たされる液体の誘電率の変化により、静電容量Crが液面レベルによって変化するセンサとして働く。
また、図1では省略しているが、主センサ3およびリファレンスセンサ4は、液面レベル検出回路に用いられる場合、検出回路に接続するためのリード線を備えている。たとえば、図2は、主センサ3の部分拡大図であり、一端がそれぞれ信号電極3cおよび3aの端部に接合されたリード線5および6を備えている。図示しないが、リファレンスセンサ4のリード線も、図2の主センサ3と同様の構成とすることができる。
また、図3に示すように、支持基板2を延長し、延長部分を検出回路10(図4)用のプリント基板として利用し、チップ部品等の回路構成部品20を実装するように構成することができる。さらに、接地電極3aと4bを接続するスルーホール30を設けることもできる。
次に、図4は、図1の静電容量式液面レベルセンサ1を用いた液面レベル検出回路の構成例を示す図である。この例では、液面レベルの変化を、主センサ3およびリファレンスセンサ4の静電容量のインピーダンス変化として検出している。
図4において、液面レベル検出回路10は、発振器11と、発振器11の発振周波数出力を2つの出力端子に分岐するスプリッタ12と、スプリッタ12の一方の出力端子に接続された抵抗R1および他方の出力端子に接続された抵抗R2と、抵抗R1と接地間に接続された静電容量Cpを有する主センサ3と、抵抗R2と接地間に接続された静電容量Crを有するリファレンスセンサ4と、抵抗R1および主センサ3の接続点にアノードが接続されたダイオードD1と、抵抗R2およびリファレンスセンサ4の接続点にアノードが接続されたダイオードD2と、ダイオードD1のカソードが一方の入力端子に接続されかつダイオードD2のカソードが他方の入力端子に接続された差動増幅器13と、差動増幅器13の出力端子に接続された増幅器14と、増幅器14の出力端子に接続されたマイコン等からなる演算処理部15と、演算処理部15に接続されたメモリ16および表示部17とから構成される。
次に、図4の液面レベル検出回路の動作を図5のフローチャートを参照して説明する。まず、発振器11によりある一定周波数の信号を発生させ、スプリッタ12を介して主センサ3およびリファレンスセンサ4に供給し、静電容量測定を開始する(ステップS1)。次に、主センサ3およびリファレンスセンサ4の液面レベルの変化に基づく静電容量CpおよびCrの変化により、それぞれのインピーダンスが変化する。
一般に、静電容量CのインピーダンスZは、印加される発振器の発振出力の周波数fと、静電容量値Cに依存し、Z=1/2πfCで決定される。そこで、静電容量変化をインピーダンス変化として検出するために、周波数fのある程度高い交流信号(発振器11の発振出力)を印加する。
発振器11の発振出力が印加されると、発振出力は、抵抗R1と主センサ3のインピーダンスで分圧され、次いでダイオードD1で整流されて直流電圧となり、主センサ3の測定電位として差動増幅器13の一方の入力端子および演算処理部15に出力される(ステップS2)。また、発振出力は、抵抗R2とリファレンスセンサ4のインピーダンスで分圧され、次いでダイオードD2で整流されて直流電圧となり、リファレンスセンサ4の測定電位として差動増幅器13の他方の入力端子に出力される(ステップS3)。それにより、差動増幅器13は、主センサ3の測定電位とリファレンスセンサ4の測定電位の電位差を増幅し、増幅器14を介して演算処理部15に供給する。この電位差は、主センサ3とリファレンスセンサ4の寸法の差(一定距離L)に相当する値となる。
次に、上記電位差から、演算処理部15にて静電容量式レベルセンサ1の単位長さに対する測定電圧を計算する。その後、主センサ3の測定電位を、演算された単位長長さ当たり測定電圧で割ることにより、補正をした液面レベルを算出する(ステップS4)。次に、算出された液面レベル値を表示部17で表示する(ステップS5)。上記ステップS1〜S5を繰り返し、補正をした状態の液面レベルを常に表示する。
以上説明した本発明の第1の実施形態の特徴は以下の通りである。
(1)主センサ3は接地電極3aと信号電極3c、リファレンスセンサ4は接地電極4aと信号電極4cにおける極板間に満たされる液体の誘電率の変化により、静電容量が液面レベルによって変化するセンサとして働く。接地電極と信号電極間の誘電体の厚みが電極間隔となり、従来の櫛歯型形状の静電容量式センサに比べて、小型で感度良く液面レベルを検出できる。
(2)支持基板2の表側に主センサ3、裏側にリファレンスセンサ4を配置し、主センサ3とリファレンスセンサ4が一体化しているため、省スペースなセンサである。
(3)リファレンスセンサ4と主センサ3の測定電位の差をとり、それを用いて演算を行うことで、温度変化といった外環境による影響を補正した液面レベル検知が可能である。
(1)主センサ3は接地電極3aと信号電極3c、リファレンスセンサ4は接地電極4aと信号電極4cにおける極板間に満たされる液体の誘電率の変化により、静電容量が液面レベルによって変化するセンサとして働く。接地電極と信号電極間の誘電体の厚みが電極間隔となり、従来の櫛歯型形状の静電容量式センサに比べて、小型で感度良く液面レベルを検出できる。
(2)支持基板2の表側に主センサ3、裏側にリファレンスセンサ4を配置し、主センサ3とリファレンスセンサ4が一体化しているため、省スペースなセンサである。
(3)リファレンスセンサ4と主センサ3の測定電位の差をとり、それを用いて演算を行うことで、温度変化といった外環境による影響を補正した液面レベル検知が可能である。
(第2の実施形態)
次に図6は、本発明に係る静電容量式液面レベルセンサの第2の実施形態を示し、(A)は表側の斜視図、(B)は裏側の斜視図、(C)は(A)におけるY−Y線断面図である。
次に図6は、本発明に係る静電容量式液面レベルセンサの第2の実施形態を示し、(A)は表側の斜視図、(B)は裏側の斜視図、(C)は(A)におけるY−Y線断面図である。
静電容量式液面レベルセンサ1は、細長い板状の絶縁体からなる支持基板2と、この支持基板2の表側に配置された主センサ3と、裏側に配置されたリファレンスセンサ4とから構成される。
主センサ3は、互いに形状の異なる信号電極と接地電極間にいずれか一方の電極と同一形状の誘電体を配置した積層構造を有する。すなわち、主センサ3は、支持基板2と同一寸法の細長い板状の導電体からなる接地電極3aと、接地電極3aと同一寸法の長さと半分の幅を有する細長い板状の誘電体3bと、この誘電体3bと同一寸法の板状に形成され、誘電体3bに重ね合わせられた導電体からなる信号電極3cとが積層された構造を有する。
リファレンスセンサ4は、主センサ3と同様に、互いに形状の異なる信号電極と接地電極間にいずれか一方の電極と同一形状の誘電体を配置した積層構造を有する。すなわち、リファレンスセンサ4は、支持基板2と同一寸法の細長い板状の導電体からなる接地電極4aと、接地電極4aと同一寸法の長さと半分の幅を有する細長い板状の誘電体4bと、この誘電体4bと同一寸法の板状に形成され、誘電体4bに重ね合わせられた導電体からなる信号電極3cとが積層された構造を有する。主センサ3の信号電極3cとリファレンスセンサ4の信号電極4cは、支持基板2の表裏で対向しない位置関係に配置される。また、主センサ3の信号電極3cおよび誘電体3bとリファレンスセンサ4の信号電極4cおよび誘電体4bは、それらの一方の端部が支持基板2の表裏で一致する位置になり、また、それらの他方の端部は、信号電極4cおよび誘電体4bの長さが信号電極3cおよび誘電体3bの長さよりも一定距離Lだけ短くなるように形成されている。
主センサ3およびリファレンスセンサ4は、上述の構造により、液面レベル検出回路に用いられた場合、たとえば、液面レベルを検出すべき液体が充填されたタンク内において静電容量式液面レベルセンサ1の一方の端部(リファレンスセンサ4の寸法が主センサ3の寸法よりも短い側の端部)がタンク底部に接して、ほぼ垂直になるように立設される。主センサ3は、接地電極3aが露出している部分に満たされる液体、つまり接地電極3aと信号電極3cにおける極板間に満たされる液体の誘電率の変化により、静電容量Cpが液面レベルによって変化するセンサとして働く。また、リファレンスセンサ4は、同様に、接地電極3aが露出している部分に満たされる液体、つまり接地電極4aと信号電極4cにおける極板間に満たされる液体の誘電率の変化により、静電容量Crが液面レベルによって変化するセンサとして働く。
図6に示す第2の実施形態の静電容量式液面レベルセンサ1は、図1に示す第1の実施形態と同様に加工して、4層基板として作成するか、または1枚の両面プリント基板と2枚の片面プリント基板との3枚の基板を接着剤等で貼り合わせて作成することができる。
この第2の実施形態に係る静電容量式レベルセンサ1は、センサ部を梯子型にし液面レベルによる容量変化の感度を向上させている図1のものよりも感度は低下するが、製作が簡単であり、誘電率の高い液体などに対しては液面レベル検出が可能である。
(第3の実施形態)次に図7は、本発明に係る静電容量式液面レベルセンサの第3の実施形態を示し、(A)は斜視図、(B)は分解斜視図、(C)は(A)におけるZ−Z線断面図である。
静電容量式液面レベルセンサ1は、細長い板状の絶縁体からなる支持基板2と、この支持基板2の一方の面に配置された主センサ3およびリファレンスセンサ4とから構成される。
主センサ3は、互いに形状の異なる信号電極と接地電極間にいずれか一方の電極と同一形状の誘電体を配置した積層構造を有する。すなわち、主センサ3は、支持基板2と同一の長さと半分よりわずかに小さい幅を有する細長い板状の導電体からなる信号電極3cと、信号電極3cの長手方向に各ステップが整列するように形成された梯子型の構造を有する誘電体3bと、この誘電体3bと同一寸法の梯子型の構造を有し、誘電体3bに重ね合わせられた導電体からなる接地電極3aとが積層された構造を有する。
リファレンスセンサ4は、主センサ3と同様に、互いに形状の異なる信号電極と接地電極間にいずれか一方の電極と同一形状の誘電体を配置した積層構造を有する。すなわち、リファレンスセンサ4は、支持基板2と同一の長さと半分よりわずかに小さい幅を有する細長い板状の導電体からなる信号電極4cと、信号電極4cの長手方向に各ステップが整列するように形成された梯子型の構造を有する誘電体4bと、この誘電体4bと同一寸法の梯子型の構造を有し、誘電体4bに重ね合わせられた導電体からなる接地電極4aとが積層された構造を有する。主センサ3の信号電極3cとリファレンスセンサ4の信号電極4cは、支持基板2の面上で隙間2aを介して隣り合うように配置される。また、主センサ3の接地電極3aおよび誘電体3bとリファレンスセンサ4の接地電極4aおよび誘電体4bは、それらの一方の端部が支持基板2の表裏で一致する位置になり、また、それらの他方の端部は、信号電極4cおよび誘電体4bの長さが信号電極3cおよび誘電体3bの長さよりも一定距離Lだけ短くなるように形成されている。
主センサ3およびリファレンスセンサ4は、上述の構造により、液面レベル検出回路に用いられた場合、たとえば、液面レベルを検出すべき液体が充填されたタンク内において静電容量式液面レベルセンサ1の一方の端部(リファレンスセンサ4の寸法が主センサ3の寸法よりも短い側の端部)がタンク底部に接して、ほぼ垂直になるように立設される。主センサ3は、梯子型の各ステップ間、つまり接地電極3aと信号電極3cにおける極板間に満たされる液体の誘電率の変化により、静電容量Cpが液面レベルによって変化するセンサとして働く。また、リファレンスセンサ4は、同様に、梯子型の各ステップ間、つまり接地電極4aと信号電極4cにおける極板間に満たされる液体の誘電率の変化により、静電容量Crが液面レベルによって変化するセンサとして働く。
図7の静電容量式液面レベルセンサ1は、上から3aおよび4aと、3bおよび4bと、3cおよび4cと、2の4層を有する積層構造となり、導電体および誘電体の形状を加工した、導電体3aおよび4aと、3cおよび4cの2層を有する2層基板として作成するか、または、同様に誘電体および誘電体の形状を加工した、導電体3cおよび4cと絶縁体2を有する片面プリント基板と、誘電体3bおよび導電体3aを有する片面プリント基板と、誘電体4bおよび導電体4cを有する片面プリント基板との3枚の片面プリント基板を接着剤等で貼り合わせて作成することができる。
この第3の実施形態に係る静電容量式レベルセンサ1は、支持基板2の同一面上に主センサ3およびリファレンスセンサ4を有するので、第1および第2の実施形態のように支持基板2の裏面にリファレンスセンサ4を有する形態よりも全体の厚みが薄くなり、取り付け位置次第では支持基板2裏面を使用できない可能性がある場合に好適である。
以上説明したように、本発明によれば、その誘電体をセンシング部分は除去して極板を露出させ、信号電極と接地電極の極板間における静電容量変化を検出する。気中での静電容量変化に対し、極板間に侵入する液体による静電容量変化は大きく、誤差に影響されることなく正確な液面レベル検出が見込まれる。また、信号電極、接地電極形状を同一形状の梯子型とすることで、液面レベル部位の検出を容易にし、かつ極板間の持つ絶対的な容量を増加させている。また、主センサ3を支持基板2の表側、リファレンスセンサ4を支持基板2の裏側に配置したタイプでは、センサ外環境における影響を低減できる。
以上の通り、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。
たとえば、上述の実施の形態において、信号電極と接地電極の形状は入れ替えても良い。
また、第3の実施形態において、誘電体3bおよび4bと、導電体3aおよび4aは、それぞれ一体化して、接地電極を共通にすることにより、2枚の片面プリント基板で作成することもできる。
1 静電容量式レベルセンサ
2 支持基板
3 主センサ
3a 接地電極
3b 誘電体
3c 信号電極
4 リファレンスセンサ
4a 接地電極
4b 誘電体
4c 信号電極
2 支持基板
3 主センサ
3a 接地電極
3b 誘電体
3c 信号電極
4 リファレンスセンサ
4a 接地電極
4b 誘電体
4c 信号電極
Claims (7)
- 静電容量により液体の液面レベルを検出する静電容量式液面レベルセンサであって、
支持基板と、前記支持基板上に配置され、前記液面レベルを検出するための主センサおよび前記主センサの検出出力を補正するためのリファレンスセンサとを有し、
前記主センサおよびリファレンスセンサは、それぞれ、互いに形状の異なる信号電極と接地電極間にいずれか一方の電極と同一形状の誘電体を配置した積層構造を有し、
前記リファレンスセンサの長さは前記主センサの長さよりも一定距離だけ短くなるように形成されている
ことを特徴とする静電容量式液面レベルセンサ。 - 請求項1記載の静電容量式液面レベルセンサにおいて、
前記信号電極および接地電極のうちの一方の電極は平板状に形成されると共に他方の電極は梯子状に形成されていることを特徴とする静電容量式液面レベルセンサ。 - 請求項1または2記載の静電容量式液面レベルセンサにおいて、
前記主センサは前記支持基板の表面に配置され、前記リファレンスセンサは前記支持基板の裏面に配置されていることを特徴とする静電容量式液面レベルセンサ。 - 請求項1または2記載の静電容量式液面レベルセンサにおいて、
前記主センサおよび前記リファレンスセンサは、前記支持基板の同一面に配置されていることを特徴とする静電容量式液面レベルセンサ。 - 請求項3記載の静電容量式液面レベルセンサにおいて、
前記支持基板は、両面に導電体層が配置された両面基板であり、前記主センサおよび前記リファレンスセンサは、片面に導電体層が配置された片面基板であり、前記静電容量式液面レベルセンサは、前記両面基板に前記2つの片面基板が貼り付けられた積層構造を有することを特徴とする静電容量式液面レベルセンサ。 - 請求項4記載の静電容量式液面レベルセンサにおいて、
前記支持基板、前記主センサおよび前記リファレンスセンサは、それぞれ、片面に導電体層が配置された片面基板であり、前記静電容量式液面レベルセンサは、前記支持基板の片面基板の同一面に前記主センサの片面基板と前記リファレンスセンサの片面基板が貼り付けられた積層構造を有することを特徴とする静電容量式液面レベルセンサ。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の静電容量式液面レベルセンサにおいて、
前記支持基板の延長部分に液面検出回路の回路構成部品が実装されていることを特徴とする静電容量式液面レベルセンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006125757A JP2007298361A (ja) | 2006-04-28 | 2006-04-28 | 静電容量式液面レベルセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006125757A JP2007298361A (ja) | 2006-04-28 | 2006-04-28 | 静電容量式液面レベルセンサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007298361A true JP2007298361A (ja) | 2007-11-15 |
Family
ID=38767973
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006125757A Withdrawn JP2007298361A (ja) | 2006-04-28 | 2006-04-28 | 静電容量式液面レベルセンサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007298361A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009148233A2 (ko) * | 2008-06-03 | 2009-12-10 | 주식회사 켐트로닉스 | 레벨 감지 장치 |
JP2012002576A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Aisan Ind Co Ltd | 液位センサ |
KR101344731B1 (ko) | 2012-05-15 | 2013-12-24 | 주식회사 켐트로닉스 | 수위 레벨 센서용 pcb |
JPWO2017086214A1 (ja) * | 2015-11-16 | 2018-08-23 | ナブテスコ株式会社 | センサ装置 |
-
2006
- 2006-04-28 JP JP2006125757A patent/JP2007298361A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009148233A2 (ko) * | 2008-06-03 | 2009-12-10 | 주식회사 켐트로닉스 | 레벨 감지 장치 |
WO2009148233A3 (ko) * | 2008-06-03 | 2010-03-11 | 주식회사 켐트로닉스 | 레벨 감지 장치 |
KR100983465B1 (ko) | 2008-06-03 | 2010-09-24 | 주식회사 켐트로닉스 | 레벨 감지 장치 |
US8789414B2 (en) | 2008-06-03 | 2014-07-29 | Chemtronics Co., Ltd. | Level sensing apparatus |
JP2012002576A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Aisan Ind Co Ltd | 液位センサ |
KR101344731B1 (ko) | 2012-05-15 | 2013-12-24 | 주식회사 켐트로닉스 | 수위 레벨 센서용 pcb |
JPWO2017086214A1 (ja) * | 2015-11-16 | 2018-08-23 | ナブテスコ株式会社 | センサ装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3588276B2 (ja) | センサ信号処理回路 | |
JP4931713B2 (ja) | 力学量センサ | |
JP5366446B2 (ja) | 圧電素子および圧電素子を用いた力センサならびに力センサを用いた流量計 | |
US9194760B2 (en) | Capacitive pressure sensor with reduced parasitic capacitance | |
US20090095073A1 (en) | Impedance sensor | |
CN107145261B (zh) | 一种显示面板和显示装置 | |
US20090034154A1 (en) | Multilayer chip capacitor | |
CN108291796B (zh) | 压电挠曲传感器以及检测装置 | |
CN105784217B (zh) | 传感器模块和传感器模块的制造方法 | |
JPH11311562A (ja) | 水位センサ | |
US20190324073A1 (en) | Capacitive sensor and capacitive sensor head | |
JP2007298361A (ja) | 静電容量式液面レベルセンサ | |
US20050040833A1 (en) | Capacitance measuring circuit, capacitance measuring instrument, and microphone device | |
JP2004286742A (ja) | 形状目標物計測用形状化非接触型容量性変位センサ | |
JP5923350B2 (ja) | 液面レベル検出装置 | |
CN110779599A (zh) | 用于直接插入高介电常数流体的流体液位传感器 | |
TW201937912A (zh) | 殼體兼用開關及輸入裝置 | |
KR100794945B1 (ko) | 액면 레벨 센서 | |
JP2007298362A (ja) | 静電容量式液面レベルセンサ | |
JP5923349B2 (ja) | 静電容量式液面レベルセンサ | |
US20130162270A1 (en) | Capacitance type measuring device | |
US20120326733A1 (en) | Liquid sensor | |
KR20050046551A (ko) | 액면 레벨 센서 | |
JP2014126457A (ja) | 静電容量式検出装置 | |
JP2009222669A (ja) | 質量測定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20090707 |