JP2011508236A - 液面検出装置及びその検出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
さらに、明細書及び特許請求の範囲における用語「前の」「後の」「頂部」「底部」「上の」「下の」等は、位置を説明する目的で使用され、必ずしも恒久的な相対位置を説明するために使用されていない。これらの用語は、本明細書に記載される本発明の実施形態が、例えば、本明細書に説明又は他に記載される向き以外の他の向きで動作可能であるように、適切な状況の下で互換性を有して使用されることを理解されたい。
さらに、本明細書中で使用される用語「一つの(“a”又は“an”)」は一つ以上として規定される。さらに、同一の特許請求の範囲内において、「一つ以上」又は「少なくとも一つ」の導入句、及び「一つの」等の不明確な用語を含む場合に、特許請求の範囲における「少なくとも一つの」及び「一つ以上の」等の導入句の使用は、不明確な用語「一つの」によって別の特許請求の要素の導入句が、上述の「一つ以上」又は「少なくとも一つ」の要素のみを含む発明へ上述の「一つの」が導入された特許請求の範囲の要素を含む特定の特許請求の範囲を制限することを暗示するように解釈されるべきではない。同様のことが、明確な用語の使用のために当てはまる。
Claims (20)
- 液面検出素子であって、該液面検出素子が(i)互いに平行に配列されたN個の導電性電極を少なくとも2組含み、Nは導電性電極の個々の組における導電性電極の数を表し、前記液面検出素子はさらに、(ii)M個の検出ラインを含み、Mは導電性電極の数Nより大きい又は等しい検出ラインの数を表し、前記M個の検出ラインの各々は、L組の平行な結合導電性電極を形成するように、少なくとも2組の導電性電極の各組におけるN個の導電性電極から選択された一つにさらに結合され、LはMに等しい、前記液面検出素子と、
前記L組の平行な結合導電性電極の静電容量を周期的に測定するために、前記液面検出素子の前記M個の検出ラインに結合された静電容量−電圧コンバータと、
前記静電容量−電圧コンバータに結合されたコントローラであって、該コントローラは、(a)(i)前記L組の平行な結合導電性電極の各組についての初期測定基準静電容量値と、(a)(ii)初期液面高さ値とを(a)規定するように構成され、前記コントローラは、(b)前記L組の平行な結合導電性電極の測定された静電容量の遷移を検出するようにさらに構成される、前記コントローラと、
を備える、液面検出装置。 - 前記検出された遷移は、
(b)(i)前記液面検出素子に対する液位の物理的変化に応じた、前記少なくとも2組の導電性電極における前記L組の平行な結合導電性電極のうちの一組以上の静電容量の漸次的変化と、
(b)(ii)前記少なくとも2組の導電性電極における前記L組の平行な結合導電性電極のうちの一組以上の静電容量の非漸次的変化と、
からなるグループから選択された少なくとも一つに対応し、
前記非漸次的変化は、
(b)(ii)(1)液面の検出対象となる液体の誘電率の変化と、
(b)(ii)(2)前記少なくとも2組の導電性電極における前記L組の平行な結合導電性電極のうちの一組以上の測定された静電容量値のドリフトと、
から選択された一つに応じて生じる、請求項1に記載の装置。 - 測定された静電容量値の漸次的変化に対応する前記検出された遷移に応答して、前記コントローラは、測定された静電容量値の複数の漸次的変化の関数として前記液面高さ値を更新するようにさらに構成される、請求項2に記載の装置。
- さらに、漸次的変化に対応する立ち上がり遷移の検出に応答して、前記コントローラは、前記液面高さ値を増加させることによって該液面高さ値を更新し、
漸次的変化に対応する立ち下がり遷移の検出に応答して、前記コントローラは、前記液面高さ値を減少させることによって前記液面高さ値を更新する、請求項3に記載の装置。 - 液体の誘電率の変化に相当する、測定された静電容量値の非漸次的変化に対応する前記検出された遷移に応答して、前記コントローラは、液体の誘電率の変化の関数として静電容量測定補償を実行するようにさらに構成され、
測定された静電容量値のドリフトに相当する、測定された静電容量値の非漸次的変化に対応する前記検出された遷移に応答して、前記コントローラは、ドリフトの関数として前記L組の平行な結合導電性電極についての初期測定基準静電容量値を調整することによって静電容量測定補償を実行するようにさらに構成される、請求項2に記載の装置。 - 前記静電容量−電圧コンバータは、既定の順番で、前記少なくとも2組の導電性電極の前記L組の平行な結合導電性電極の静電容量を測定するために動作する、請求項1に記載の装置。
- 前記既定の順番は、前記L組の平行な結合導電性電極のうちの最も低い導電性電極の検出ラインから最も高い導電性電極の検出ラインへの順番となる、請求項6に記載の装置。
- 前記導電性電極は、既定の間隔Rによって互いに離間され、Rは液面検出素子の分解能を表す、請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも2組のN個の導電性電極の隣接する各対は、測定された静電容量の遷移を検出するために用いられる対応する電極の間の可変静電容量を、液面の検出対象となる液体の関数として表す、請求項8に記載の装置。
- 前記対応する電極間の可変静電容量は、ピコファラド(pF)の範囲内の値を含む、請求項9に記載の装置。
- 前記分解能は、プラス又はマイナス(+/−)1−2mmのオーダの液面高さの変化を検出することを含む、請求項8に記載の装置。
- 前記導電性電極と検出ラインとは、(i)基板の一つの面上に配置される導電性電極と検出ライン、(ii)基板の二つ以上の面上に配置される導電性電極と検出ライン、及び(iii)基板内に形成された導電性電極と検出ライン、からなるグループから選択された一つを備える、請求項1に記載の装置。
- 液面の検出対象となる液体から導電性電極と検出ラインとを電気的に絶縁させるための誘電性層をさらに備える、請求項12に記載の装置。
- 液面検出装置は、液面高さ検出を採用するシステムと液面高さ検出を採用するシステム装置とからなるグループから選択された一つにより実施される、請求項1に記載の装置。
- 前記システムは燃料システムを含み、前記システム装置は洗濯機と食器洗浄機とからなるグループから選択された一つの民生用電化製品を含む、請求項14に記載の装置。
- 液面検出素子であって、該液面検出素子が、(i)互いに平行に配列されたN個の導電性電極を少なくとも2組含み、Nは導電性電極の個々の組における導電性電極の数を表し、前記液面検出素子はさらに、(ii)M個の検出ラインを含み、Mは導電性電極の数Nより大きい又は等しい検出ラインの数を表し、M個の検出ラインの各々は、L組の平行な結合導電性電極を形成するように、前記少なくとも2組の導電性電極の各組における前記N個の導電性電極から選択された一つにさらに結合され、LはMに等しく、さらに導電性電極と検出ラインとは、(a)基板の一つの面上に配置された導電性電極と検出ライン、(b)基板の二つ以上の面上に配置された導電性電極と検出ライン、及び(c)基板内に形成された導電性電極と検出ライン、からなるグループから選択された一つを備える、前記液面検出素子と、
前記L組の平行な結合導電性電極の静電容量を周期的に測定するために、前記液面検出素子の前記M個の検出ラインに結合された静電容量−電圧コンバータと、
前記静電容量−電圧コンバータに結合されたコントローラと、を備え、
該コントローラは、(a)(i)前記L組の平行な結合導電性電極の各組についての初期測定基準静電容量値と、(a)(ii)初期液面高さ値とを(a)規定するように構成され、前記コントローラは、(b)前記L組の平行な結合導電性電極の測定された静電容量の遷移を検出するようにさらに構成され、
前記検出された遷移は、
(b)(i)液面検出素子に対する液位の物理的変化に応じた、前記少なくとも2組の導電性電極における前記L組の平行な結合導電性電極のうちの一組以上の静電容量の漸次的変化であって、測定された静電容量値の漸次的変化に対応する検出された遷移に応答して、前記コントローラは、測定された静電容量値の複数の漸次的変化の関数として液面高さ値を更新するようにさらに構成される、前記漸次的変化と、
(b)(ii)前記少なくとも2組の導電性電極における前記L組の平行な結合導電性電極の一組以上の静電容量の非漸次的変化と、
からなるグループから選択された少なくとも一つに対応し、
前記非漸次的変化は、
(b)(ii)(1)液面の検出対象となる液体の誘電率の変化であって、液体の誘電率の変化に相当する、測定された静電容量値の非漸次的変化に対応する検出されたエッジ遷移に応答して、前記コントローラは、液体の誘電率の変化の関数として静電容量測定補償を実行するようにさらに構成される、前記誘電率の変化と、
(b)(ii)(2)前記少なくとも2組の導電性電極の前記L組の平行な結合導電性電極のうちの一組以上の測定された静電容量値のドリフトであって、測定された静電容量値のドリフトに相当する、測定された静電容量値の非漸次的変化に対応する検出された遷移に応答して、前記コントローラは、ドリフトの関数として前記L組の平行な結合導電性電極についての初期測定基準静電容量値を調整することによって静電容量測定補償を実行するようにさらに構成される、前記ドリフトと、
から選択された一つに応じて生じる、液面検出装置。 - 液面検出を実施するための方法であって、
液面検出素子を提供するステップであって、前記液面検出素子は、(i)互いに平行に配列されたN個の導電性電極を少なくとも2組含み、Nは導電性電極の個々の組における導電性電極の数を表し、前記液面検出素子はさらに、(ii)M個の検出ラインを含み、Mは導電性電極の数Nより大きい又は等しい検出ラインの数を表し、M個の検出ラインの各々は、L組の平行な結合導電性電極を形成するように、前記少なくとも2組の一致する導電性電極の各組における前記N個の導電性電極から選択された一つにさらに結合され、LはMに等しい、前記液面検出素子を提供するステップと、
前記液面検出素子の前記M個の検出ラインに結合された静電容量−電圧コンバータを介して前記L組の平行な結合導電性電極の静電容量を周期的に測定するステップと、
コントローラを前記静電容量−電圧コンバータに結合するステップであって、前記コントローラは、(a)(i)前記L組の平行な結合導電性電極の各組についての初期測定基準静電容量値と、(a)(ii)初期液面高さ値とを(a)規定するように構成され、前記コントローラは、(b)前記L組の平行な結合導電性電極の測定された静電容量の遷移を検出するようにさらに構成される、前記結合するステップと、
を備える、液面検出を実施する方法。 - 前記検出された遷移は、
(b)(i)前記液面検出素子に対する液位の物理的変化に応じた、前記少なくとも2組の導電性電極における前記L組の平行な結合導電性電極のうちの一組以上の静電容量の漸次的変化と、
(b)(ii)前記少なくとも2組の導電性電極における前記L組の平行な結合導電性電極のうちの一組以上の静電容量の非漸次的変化と、
からなるグループから選択された少なくとも一つに対応し、
前記非漸次的変化は、
(b)(ii)(1)液面の検出対象となる液体の誘電率の変化と、
(b)(ii)(2)前記少なくとも2組の導電性電極における前記L組の平行な結合導電性電極のうちの一組以上の測定された静電容量値のドリフトと、
から選択された一つに応じて生じる、請求項17に記載の方法。 - さらに、測定された静電容量値の漸次的変化に対応する前記検出された遷移に応答して、前記コントローラは、測定された静電容量値の複数の漸次的変化の関数として液面高さ値を更新するようにさらに構成され、
液体の誘電率の変化に相当する、測定された静電容量値の非漸次的変化に対応する前記検出された遷移に応答して、前記コントローラは、液体の誘電率の変化の関数として静電容量測定補償を実行するようにさらに構成され、
測定された静電容量値のドリフトに相当する、測定された静電容量値の非漸次的変化に対応する検出された遷移に応答して、前記コントローラは、ドリフトの関数として前記L組の平行な結合導電性電極についての初期測定基準静電容量値を調整するステップによって静電容量測定補償を実行するようにさらに構成される、請求項18に記載の方法。 - 静電容量−電圧コンバータは、既定の順番で、前記少なくとも2組の導電性電極における前記L組の平行な結合導電性電極の静電容量を測定するように動作し、前記既定の順番は、前記少なくとも2組の導電性電極における前記L組の平行な結合導電性電極のうちの最も低い対応する導電性電極の検出ラインから最も高い対応する導電性電極の検出ラインへの順番になる、請求項17に記載の方法。
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