JP2508139B2 - Liquid level detector - Google Patents

Liquid level detector

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JP2508139B2
JP2508139B2 JP25119587A JP25119587A JP2508139B2 JP 2508139 B2 JP2508139 B2 JP 2508139B2 JP 25119587 A JP25119587 A JP 25119587A JP 25119587 A JP25119587 A JP 25119587A JP 2508139 B2 JP2508139 B2 JP 2508139B2
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晋治 難波
益資 戸田
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 [産業上の利用分野] 本発明は、容器内部に貯蔵された液体の液面位置の目
視による検出に有効な液面検出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of use] The present invention relates to a liquid level detection device effective for visually detecting the liquid level position of a liquid stored in a container.

[従来の技術] 従来より、容器内部に貯蔵された液体の液面を検出す
る各種の技術が知られている。このようなものとして、
例えば、以下のような技術が提案されている。すなわ
ち、 (1)液体を収容する容器内の液位の変動方向に向けて
延設された略山形のプリズム部を備えた透光体と、この
透光体に対して水平方向に離間対向配置させた反射板
と、この反射板と前記透光体とにより前記容器内の液位
を表示する表示装置とを具備した「液位表示装置」(実
開昭62-7031号公報)。
[Prior Art] Various techniques for detecting the liquid level of a liquid stored in a container have been conventionally known. As such,
For example, the following technologies have been proposed. That is, (1) a light-transmitting body including a substantially mountain-shaped prism portion extending in a direction in which the liquid level in a container that stores the liquid is varied, and a light-transmitting body is disposed so as to be spaced apart from and facing the light-transmitting body in a horizontal direction "Liquid level display device" comprising the reflected plate and a display device for displaying the liquid level in the container by the reflective plate and the translucent body (Japanese Utility Model Publication No. 62-7031).

(2)液面に浮くフロートに接続されたフロートアーム
を回動自在に支承する支持体に設けられた抵抗体と、上
記フロートアームの回動に応じて上記抵抗体を摺動する
主摺動子とを備え、液面位置を電気抵抗の変化により検
出する「液面検出器」(実開昭62-28127号公報)。
(2) A resistor provided on a support body that rotatably supports a float arm connected to a float floating on the liquid surface, and a main slide that slides the resistor according to the rotation of the float arm. A "liquid level detector" that includes a child and detects the liquid level position by a change in electric resistance (Japanese Utility Model Publication No. 62-28127).

(3)上下方向に配設された電気抵抗基板と、液面変化
に追随して前記電気抵抗基板に沿って上下移動するフロ
ートとを備え、液面変化に追随移動する前記フロートの
直線的変化を電気抵抗値の変位として取出すようにした
「液量検出装置」(実開昭62-28129号公報)。
(3) A linear change of the float that includes an electric resistance substrate arranged in the vertical direction and a float that moves up and down along the electric resistance substrate in accordance with a change in the liquid level, "Liquid amount detecting device" (Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-28129) that takes out as a displacement of electric resistance.

[発明が解決しようとする問題点] しかし、上記従来技術には、以下のような問題点があ
り、未だ不充分なものであった。すなわち、 (1)液面と共に上下動するフロートの動きを電気抵抗
値の変化等に変換して検出する構成は、該フロートの動
きを伝達、あるいは、変換する機械的可動部分を有する
ので、容器内部に比較的広い実装空間が必要になる。し
たがって、二輪車の燃料タンク、家庭用ストーブの灯油
タンク等、比較的小型の容器への適用は困難であり、装
置の小型化に伴って、汎用性が低下するという問題点が
あった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the above-mentioned conventional techniques have the following problems, which are still insufficient. That is, (1) the configuration in which the movement of the float that moves up and down together with the liquid level is detected by converting it into a change in electrical resistance or the like has a mechanically movable portion that transmits or converts the movement of the float. A relatively large mounting space is required inside. Therefore, it is difficult to apply to a relatively small container such as a fuel tank of a motorcycle or a kerosene tank of a household stove, and there is a problem that versatility is deteriorated as the device is downsized.

(2)また、液面位置を電気信号に変換して検出した場
合は、該検出結果を表示するメータ等の電気信号に応じ
て作動する表示器が必要になり、装置構成が複雑化する
と共に、該表示器の実装スペースも必要になり、実装性
の低下を招くという問題もあった。このことは、例え
ば、二輪車の燃料タンク等、移動体に配設される容器に
適用する場合に、特に大きな障害となっていた。
(2) Further, when the liquid surface position is converted into an electric signal for detection, an indicator that operates in response to the electric signal such as a meter for displaying the detection result is required, and the device configuration becomes complicated. However, there is also a problem in that a mounting space for the display device is required and the mountability is deteriorated. This has been a particularly serious obstacle when applied to a container arranged in a moving body such as a fuel tank of a motorcycle.

(3)さらに、機械的可動部分を有する構成は、精密な
位置決めや所定の部品精度が要求されるので、装置の部
品点数や製造工数の増加を招き、作業能率が低下すると
いう問題点もあった。
(3) Furthermore, since the structure having mechanically movable parts requires precise positioning and predetermined part accuracy, there is a problem in that the number of parts and manufacturing man-hours of the device increase, and the work efficiency decreases. It was

(4)また、容器が、例えば、車両等移動するものに搭
載されているときは、外部からの熱・振動・加速度等が
加わるので、装置の信頼性・耐久性が低下するという問
題点もあった。
(4) In addition, when the container is mounted on a moving object such as a vehicle, heat, vibration, acceleration, etc. from the outside are applied, so that the reliability and durability of the device deteriorate. there were.

(5)さらに、プリズム等の光学素子を使用する構成
は、容器の側面方向からしか観測できず、特に上面から
は観測できないため、液面検出の作業性が低下し、しか
も、目視により計測するときは所定以上の明るさを必要
とするので、例えば、夜間等に、照明無しで液面位置を
計測することは極めて困難であり、液面表示視認性が悪
化するという問題もあった。
(5) Further, in a configuration using an optical element such as a prism, it can be observed only from the side surface direction of the container, and not particularly from the upper surface, so the workability of liquid level detection is lowered, and moreover, it is measured visually. In this case, the brightness needs to be higher than a predetermined level, so that it is extremely difficult to measure the liquid surface position without illumination, for example, at night, and there is also a problem that the visibility of the liquid surface is deteriorated.

本発明は、小型の装置により、容器に貯蔵された液体
の液面位置を優れた視認性で好適に表示する液面検出装
置の提供を目的とする。
It is an object of the present invention to provide a liquid level detection device that suitably displays the liquid level position of a liquid stored in a container with excellent visibility using a small device.

発明の構成 [問題点を解決するための手段] 上記問題を解決するためになされた本発明は、容器に
貯蔵された液体の液面を検出する液面検出装置におい
て、 上記容器内部に、上記液面と交差する方向に配設さ
れ、予め定められた発光位置から直接照射される光の進
行方向を、予め定められた所定方向に変更する光学素子
と、 上記発光位置に配設され、上記容器内部を照光する光
源と、 上記容器外周部の上記所定方向に配設され、上記光学
素子により進行方向を変更された光を受光して散乱する
拡散部材と、 を備えたことを特徴とする液面検出装置を要旨とする
ものである。
Configuration of the Invention [Means for Solving the Problems] The present invention made to solve the above problems is a liquid level detection device for detecting the liquid level of a liquid stored in a container, wherein: An optical element which is arranged in a direction intersecting with the liquid surface and which changes a traveling direction of light directly irradiated from a predetermined light emitting position to a predetermined predetermined direction, and the optical element which is arranged at the light emitting position, A light source that illuminates the inside of the container; and a diffusion member that is arranged in the predetermined direction on the outer peripheral portion of the container and that receives and scatters light whose traveling direction is changed by the optical element. The gist of the invention is a liquid level detection device.

光学素子とは、容器内部に、液面と交差する方向に配
設され、予め定められた発光位置から直接照射される光
の進行方向を、予め定められた所定方向に変更するもの
である。例えば、発光位置から発光される参照光である
球面波と、所定方向に向かう物体光である平行な平面波
とを、記録材料に逆の面から照射して作製した反射型ホ
ログラムにより実現できる。また、例えば、記録材料の
同一面側から物体光と参照光とを入射させて作製した透
過型ホログラムにより構成しても良い。さらに、例え
ば、周知の回折格子と光学フィルタとの組合せにより構
成しても良い。
The optical element is arranged inside the container in a direction intersecting with the liquid surface, and changes the traveling direction of light directly irradiated from a predetermined light emitting position to a predetermined direction. For example, it can be realized by a reflection hologram produced by irradiating a recording material with a spherical wave that is a reference light emitted from the light emitting position and a parallel plane wave that is an object light traveling in a predetermined direction from the opposite surface. Alternatively, for example, a transmission hologram may be formed by making the object light and the reference light incident from the same surface of the recording material. Furthermore, for example, a known diffraction grating and an optical filter may be combined.

光源とは、発光位置に配設されて容器内部を照光する
ものである。例えば、所定波長の光を出力する発光ダイ
オード等の単色光源により実現できる。また、例えば、
ハロゲン化金属ランプ、ナトリウムランプ等の放電ラン
プ、あるいは、蛍光灯等の可視光線を発生するものであ
っても良い。さらに、例えば、赤外線、あるいは、紫外
線を発生するものにより構成しても良い。
The light source is arranged at a light emitting position to illuminate the inside of the container. For example, it can be realized by a monochromatic light source such as a light emitting diode that outputs light of a predetermined wavelength. Also, for example,
A discharge lamp such as a metal halide lamp or a sodium lamp, or a visible light such as a fluorescent lamp may be used. Further, for example, it may be configured by one that emits infrared rays or ultraviolet rays.

拡散部材とは、容器外周部の所定方向に配設され、光
学素子により進行方向を変更された光を受光して散乱す
るものである。例えば、すりガラス板等により実現でき
る。また、例えば、散乱スクリーンであっても良い。さ
らに、例えば、光源から可視光線以外の光線、紫外線等
が照射されている場合には、蛍光物質を塗布したすりガ
ラスにより構成できる。また、例えば、光線の方向を規
制するガイド部材を備えたガラス板であっても良い。
The diffusing member is arranged in a predetermined direction on the outer peripheral portion of the container and receives and scatters the light whose traveling direction is changed by the optical element. For example, it can be realized by a frosted glass plate or the like. Further, for example, it may be a scattering screen. Furthermore, for example, when a light beam other than visible light, ultraviolet light, or the like is emitted from the light source, it can be made of frosted glass coated with a fluorescent substance. Further, for example, it may be a glass plate provided with a guide member that regulates the direction of light rays.

[作用] 本発明の液面検出装置は、液体を貯蔵する容器内部の
予め定められた発光位置に設置した光源の直接照射する
光の進行方向を、上記容器内部の液面と交差する方向に
配設された光学素子が予め定められた所定方向に変更
し、該進行方向を変更された光を、上記容器外周部の上
記所定方向に配設された拡散部材は、受光して散乱する
よう働く。
[Operation] In the liquid level detection device of the present invention, the traveling direction of the light emitted directly from the light source installed at the predetermined light emitting position inside the container for storing the liquid is changed to the direction intersecting the liquid level inside the container. The arranged optical element changes to a predetermined direction, and the diffusing member arranged in the predetermined direction on the outer peripheral portion of the container receives and scatters the light whose traveling direction is changed. work.

すなわち、液体を貯蔵する容器内部の予め定められた
位置から照射される光の内、角度選択性を有する光学素
子により、液体内部を通過せず直接照射される光、もし
くは、液体内部を通過した光の何れか一方を選択し、進
行方向を変更して容器外周部に導いて散乱させるのであ
る。
That is, of the light radiated from a predetermined position inside the container that stores the liquid, the light directly radiated without passing through the liquid by the optical element having an angle selectivity or the light radiated through the liquid inside. One of the lights is selected, the traveling direction is changed, and the light is guided to the outer peripheral portion of the container and scattered.

従って、本発明の液面検出装置は、簡単な装置構成
で、容器に貯蔵された液体の液面を明瞭に表示するよう
働く。
Therefore, the liquid level detection device of the present invention has a simple device configuration and serves to clearly display the liquid level of the liquid stored in the container.

以上のように本発明の各構成要素が作用することによ
り、本発明の技術的課題が解決される。
As described above, the technical problems of the present invention are solved by the operation of each component of the present invention.

[実施例] 次に本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。本発明の一実施例である液面検出装置の概略構
成を第1図に示す。
[Embodiment] Next, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a liquid level detection device which is an embodiment of the present invention.

同図に示すように、液面検出装置1は、液体2を貯蔵
する容器3内部に配設されて該容器3内部を照光する発
光部4、上記容器3内部に、上記液面と略直交する方向
であって上記発光部4に対向する位置である上記容器3
の側面に設けられて上記発光部4からの照射光を反射す
るホログラム乾板5および上記容器3の上面に設けられ
て上記ホログラム乾板5から反射される光を散乱させる
表示部6から構成されている。
As shown in the figure, a liquid level detection device 1 includes a light emitting unit 4 which is disposed inside a container 3 that stores a liquid 2 and illuminates the inside of the container 3, and inside the container 3 is substantially orthogonal to the liquid level. The container 3 in a direction that is opposite to the light emitting unit 4.
The hologram dry plate 5 is provided on the side surface of the hologram reflection plate 5 and reflects the light emitted from the light emitting unit 4, and the display unit 6 is provided on the upper surface of the container 3 to scatter the light reflected from the hologram dry plate 5. .

上記発光部4は、図示しない電源が投入されているか
否かを判定するON/OFF確認窓10aを有する発光室10、該
発光室10内部に配設されて所定波長の単色光を照射する
発光ダイオード11および該発光ダイオード11からの光
を、同図の紙面に垂直方向に拡散させることなく上記ホ
ログラム乾板5に向かう方向に集光して該ホログラム乾
板5に導くシリンドリカルレンズ12を備えている。
The light emitting unit 4 has a light emitting chamber 10 having an ON / OFF confirmation window 10a for judging whether or not a power source (not shown) is turned on, and a light emitting unit which is disposed inside the light emitting chamber 10 and emits monochromatic light of a predetermined wavelength. The diode 11 and the light emitting diode 11 are provided with a cylindrical lens 12 which collects light from the diode 11 and diffuses it in a direction toward the hologram dry plate 5 in a direction perpendicular to the plane of the drawing and guides it to the hologram dry plate 5.

上記ホログラム乾板5は、基板であるガラス板13、該
ガラス板13の片面に塗布された感光材料である乳材14か
ら成り、さらに、上記乳材14が塗布された側は、水分等
から悪影響を受けないように、カバーガラス15により、
真空加熱後乾燥ガス中で完全にシールされている。
The hologram dry plate 5 is composed of a glass plate 13 as a substrate and a dairy material 14 as a photosensitive material applied on one side of the glass plate 13, and the side to which the dairy material 14 is applied is adversely affected by moisture or the like. By the cover glass 15,
After heating in vacuum, it is completely sealed in dry gas.

上記表示部6は、外乱光防止のために配設されたガイ
ドルーバ16、上記ホログラム乾板5からの反射光を拡散
するすりガイド板17から構成されている。
The display section 6 is composed of a guide louver 16 arranged to prevent ambient light and a slide guide plate 17 for diffusing the reflected light from the hologram dry plate 5.

上記ホログラム乾板5は、第2図に示す、リップマン
・ホログラム用光学系21により露光して作製される。該
光学系21では、まず、レーザ22の出力するコヒーレント
なレーザ光をビームスプリッタ23で分割して二つの可干
渉性の光波を作る。一方の光ビームは、ミラー24,25、
で方向変換され、対物レンズ26、ピンホール27で集光さ
れ、同図に矢印Eで示す方向に進み、乾板28および該乾
板28の裏面に塗布された乳剤29を参照光として照射す
る。他方の光は、ミラー30,31で方向変換され、対物レ
ンズ32、ピンホール33で集光され、レンズ34で拡大され
て平行光線になった後、同図に矢印Fで示す方向に進ん
で上記乾板28および乳剤29を物体光として照射する。こ
こで、上記参照光と物体光とが干渉し、これを現像定着
するとホログラムができる。このように作製されたホロ
グラムは、矢印E方向からの入射光のみを矢印F方向に
反射する特性、所謂角度選択性を持つ。なお、第1図に
示す、発光ダイオード11のホログラム乾板5に対する位
置は、第2図のピンホール27の位置と同じであり、ホロ
グラムは、レーザ22の波長と同一の波長(特定波長)の
光、すなわち、特定の方向に対しては、特定の色の光だ
けを反射する、所謂波長選択性を有する。従って、第1
図に示す発光ダイオード11が出力する光は、第2図に示
すレーザの波長とほぼ等しい波長を有する光、もしく
は、該レーザの波長とほぼ等しい波長を含む光でなけれ
ばならない。
The hologram dry plate 5 is produced by exposure with the Lippmann hologram optical system 21 shown in FIG. In the optical system 21, first, the coherent laser light output from the laser 22 is split by the beam splitter 23 to create two coherent light waves. One light beam consists of mirrors 24, 25,
The direction is changed by, the light is condensed by the objective lens 26 and the pinhole 27, and the light travels in the direction indicated by the arrow E in the figure, and the dry plate 28 and the emulsion 29 coated on the back surface of the dry plate 28 are irradiated as reference light. The other light is converted in direction by the mirrors 30 and 31, is condensed by the objective lens 32 and the pinhole 33, is expanded by the lens 34 to be a parallel light beam, and then proceeds in the direction indicated by the arrow F in FIG. The dry plate 28 and emulsion 29 are irradiated as object light. Here, the reference light and the object light interfere with each other, and a hologram is formed by developing and fixing the interference. The hologram thus produced has a characteristic of reflecting only the incident light from the arrow E direction in the arrow F direction, that is, so-called angle selectivity. The position of the light emitting diode 11 with respect to the hologram dry plate 5 shown in FIG. 1 is the same as the position of the pinhole 27 in FIG. That is, it has so-called wavelength selectivity that reflects only light of a specific color in a specific direction. Therefore, the first
The light output from the light emitting diode 11 shown in the figure must be light having a wavelength substantially equal to the wavelength of the laser shown in FIG. 2 or light containing a wavelength substantially equal to the wavelength of the laser.

なお、作成時のレーザ光と異なった波長の表示を行な
う時は、その波長の光が表示部6に反射される様に、あ
らかじめ、作成時の角度をずらしておくか、あるいは、
露光後の現像・乾燥行程で乳剤を膨潤あるいは収縮させ
てホログラム乾板5の厚さを変化させる必要がある。
When displaying a wavelength different from that of the laser light at the time of making, the angle at the time of making is shifted in advance so that the light of the wavelength is reflected by the display unit 6, or
It is necessary to change the thickness of the hologram dry plate 5 by swelling or shrinking the emulsion in the developing / drying process after exposure.

上記構成の液面検出装置1は、以下のように作動す
る。すなわち、第1図に示すように、発光ダイオード11
から照射された光の内、液体2内部に入射した光は、容
器3内部の空気と液体2との屈折率の相違により進行方
向が変化し、同図に矢印A,Bで示すように、ホログラム
乾板5への入射角が変わるので、反射しない。一方、上
記発光ダイオード11から照射された光の内、容器3内部
の空気中を進行する光は、同図に矢印C,Dで示すよう
に、ホログラム乾板5へ、予め定められた所定の入射角
で入射するので反射して表示部6に到達する。したがっ
て、同図に白抜き矢印Xで示す方向、すなわち、容器3
の上方から表示部6を観測すると、容器3の底面から液
体2の液面位置までの範囲に入射する光はホログラム乾
板5で反射しないので、表示部6では黒色に表示され、
一方、液体2の液面位置から容器3の上面までの範囲に
入射する光は、ホログラム乾板5の角度選択性および波
長選択性により反射するので、表示部6では上記波長選
択性に合致した波長に応じた所定の色で表示される。こ
のように、容器3内部の液体2の液面位置の変化を、表
示部6の光が照射されない黒色部分と所定の色の光で照
射されている部分との境界線の位置の変化により検知で
きる。
The liquid level detection device 1 having the above configuration operates as follows. That is, as shown in FIG.
Of the light emitted from the inside, the light incident on the inside of the liquid 2 changes its traveling direction due to the difference in refractive index between the air inside the container 3 and the liquid 2, and as shown by arrows A and B in the figure, Since the incident angle on the hologram dry plate 5 changes, it does not reflect. On the other hand, of the light emitted from the light emitting diode 11, the light traveling in the air inside the container 3 is incident on the hologram dry plate 5 at a predetermined predetermined incidence, as indicated by arrows C and D in FIG. Since the light enters at an angle, it is reflected and reaches the display unit 6. Therefore, the direction indicated by the white arrow X in FIG.
When observing the display unit 6 from above, the light incident on the range from the bottom surface of the container 3 to the liquid surface position of the liquid 2 is not reflected by the hologram dry plate 5, so that the display unit 6 displays black.
On the other hand, light incident on the range from the liquid surface position of the liquid 2 to the upper surface of the container 3 is reflected by the angle selectivity and the wavelength selectivity of the hologram dry plate 5, so that the display unit 6 has a wavelength matching the wavelength selectivity. It is displayed in a predetermined color according to. In this way, the change in the liquid surface position of the liquid 2 in the container 3 is detected by the change in the position of the boundary line between the black portion of the display unit 6 not illuminated with light and the portion illuminated with light of a predetermined color. it can.

なお本実施例において、ホログラム乾板5が光学素子
に、発光ダイオード11が光源に、すりガラス板17が拡散
部材に、各々該当する。
In this embodiment, the hologram dry plate 5 corresponds to an optical element, the light emitting diode 11 corresponds to a light source, and the frosted glass plate 17 corresponds to a diffusing member.

以上説明したように本実施例によれば、液面検出装置
1を小型化できると共に、液面表示視認性も向上でき
る。
As described above, according to this embodiment, the liquid level detection device 1 can be downsized, and the liquid level display visibility can be improved.

このことは、例えば、液面検出装置1の充分な実装ス
ペースがタンク内部、あるいは、タンク周辺に確保し難
く、しかも、液面検出装置1の表示部6の目視による確
認が比較的困難な環境、例えば、夜間、暗い室内等で液
面の位置を検出する必要のある、二輪車の燃料タンク、
もしくは、石油ストーブの灯油タンク等に適用すると、
好適である。
This means that, for example, it is difficult to secure a sufficient mounting space for the liquid level detection device 1 inside or around the tank, and it is relatively difficult to visually confirm the display unit 6 of the liquid level detection device 1. , For example, a motorcycle fuel tank that needs to detect the position of the liquid level at night, in a dark room, etc.
Or, when applied to kerosene tanks of oil stoves,
It is suitable.

また、表示部6をガイドルーバ16およびすりガラス板
17により構成し、ホログラム乾板5からの反射光をすり
ガラス板17で散乱させるので、何れの角度から観察して
も、表示された検出結果は同一であり、観測位置の相違
に起因する測定誤差を生じない。したがって、観測者は
液面検出装置1の上方の比較的広い角度範囲から液面位
置の表示を、視点の違いに起因する視差を伴うことな
く、常時正確に観察できる。
Further, the display unit 6 is provided with a guide louver 16 and a ground glass plate.
Since the reflected light from the hologram dry plate 5 is scattered by the frosted glass plate 17, the detection result displayed is the same no matter which angle the observation is performed, and the measurement error caused by the difference in the observation position is Does not happen. Therefore, the observer can always accurately observe the display of the liquid surface position from a relatively wide angle range above the liquid surface detection device 1 without causing parallax due to the difference in viewpoint.

さらに、液面検出装置1が発光部4に特定波長の光を
照射する発光ダイオード11を内蔵し、しかも、ホログラ
ム乾板5が角度選択性と波長選択性とを併せ持つので、
液面検出に必要な明るさを確保できない環境、例えば、
夜間でも、暗視装置等を使用することなく、上記特定波
長に対応する特定の色により明瞭に表示される液面位置
を目視で正確に検出することが可能になる。
Further, since the liquid level detection device 1 has a light emitting diode 11 for irradiating the light emitting section 4 with light of a specific wavelength, and the hologram dry plate 5 has both angle selectivity and wavelength selectivity,
An environment where the brightness required for liquid level detection cannot be secured, for example,
Even at night, the liquid surface position clearly displayed by the specific color corresponding to the specific wavelength can be visually and accurately detected without using a night-vision device or the like.

また、発光ダイオード11、ホログラム乾板5および表
示部6を、容器内部の予め定められた位置関係に配設す
ると必ず液面を検出できるため、容器の最も観測し易い
位置、例えば、上面に表示部6を配置できるので、容易
に液面を検出できる。
Further, when the light emitting diode 11, the hologram dry plate 5 and the display unit 6 are arranged in a predetermined positional relationship inside the container, the liquid level can be detected without fail, so that the display unit is located at the most observable position of the container, for example, on the upper surface. Since 6 can be arranged, the liquid level can be easily detected.

さらに、発光ダイオード11、ホログラム乾板5および
表示部6から成る簡単な装置構成で済み、正確な位置決
めを必要とする部分や機械的可動部分等がないため、摩
耗・劣化による損傷を生じないので、液面検出装置1の
信頼性・耐久性が向上すると共に、部品点数の削減によ
り液面検出装置1の組立工数も少なくできる。
Furthermore, a simple device configuration consisting of the light emitting diode 11, the hologram dry plate 5 and the display unit 6 is sufficient, and since there is no part that requires accurate positioning, mechanically moving parts, etc., damage due to wear and deterioration does not occur. The reliability and durability of the liquid level detecting device 1 are improved, and the number of assembly steps of the liquid level detecting device 1 can be reduced by reducing the number of parts.

また、発光ダイオード11から照射される光が屈折する
液体を貯蔵している容器であれば、液体が、透明か着色
されているかに依らず全てに適用可能であるため、汎用
性の高い液面検出装置1を提供できる。
Further, as long as it is a container that stores a liquid in which the light emitted from the light emitting diode 11 is refracted, the liquid can be applied to all regardless of whether it is transparent or colored, and thus has a highly versatile liquid level. The detection device 1 can be provided.

さらに、発光ダイオード11は、例えば、ハロゲンラン
プ等に比較して、消費電力が少なくて済み、しかも、発
熱も少ないので、実装に好適である。
Further, the light emitting diode 11 consumes less power and generates less heat than, for example, a halogen lamp or the like, and thus is suitable for mounting.

なお、本実施例では、容器3の上面に表示部6を設け
た。しかし、例えば、容器3の側面に表示部を配設する
こともできる。すなわち、発光部4、ホログラム乾板5
は既述した実施例と同様に構成し、該ホログラム乾板5
の裏面の容器3の側壁を既述した表示部6と同様の構成
にする。この場合、容器3の底面から液面までは、光が
ホログラム乾板5およびカバーガラス板15を透過してく
るため表示部は明るくなり、液面から容器3の上面まで
は、光がホログラム乾板5で反射して透過しないので表
示部は暗くなる。このように構成しても、上述した実施
例と同様な効果が得られる。
In this example, the display unit 6 was provided on the upper surface of the container 3. However, for example, the display unit may be provided on the side surface of the container 3. That is, the light emitting unit 4 and the hologram dry plate 5
Is constructed in the same manner as in the previously described embodiment, and the hologram dry plate 5
The side wall of the container 3 on the back side of the above is configured similarly to the display unit 6 described above. In this case, since the light is transmitted from the hologram dry plate 5 and the cover glass plate 15 from the bottom surface of the container 3 to the liquid surface, the display portion becomes bright, and from the liquid surface to the upper surface of the container 3, the light is emitted from the hologram dry plate 5. Since it is reflected and not transmitted, the display becomes dark. Even with this structure, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained.

また、本実施例では、表示部6を容器3の上面に配設
した。しかし、例えば、第3図に示すように、容器43の
側面に配置するよう構成しても良い。すなわち、同図に
示すように、液面検出装置41を、液体42を貯蔵する容器
43内部に配設されて該容器43内部を照光する発光部44、
上記容器43内部に、上記液面と略直交する方向であって
上記発光部44に対向する位置に設置され、上記容器43の
側面に設けられて上記発光部44からの照射光を透過する
ホログラム乾板45および該ホログラム乾板45の裏面側で
ある上記容器43の側壁に設けられたガラス板から成る表
示部46から構成することもできる。
Further, in this embodiment, the display unit 6 is arranged on the upper surface of the container 3. However, for example, as shown in FIG. 3, it may be arranged on the side surface of the container 43. That is, as shown in the figure, the liquid level detection device 41 is a container for storing the liquid 42.
A light-emitting unit 44 disposed inside 43 to illuminate the inside of the container 43,
A hologram that is installed inside the container 43 at a position that is substantially orthogonal to the liquid surface and that faces the light emitting unit 44, and that is provided on a side surface of the container 43 and that transmits irradiation light from the light emitting unit 44. It is also possible to configure the display unit 46 made of a glass plate provided on the side wall of the container 43 on the back surface side of the dry plate 45 and the hologram dry plate 45.

上記発光部44は既述した実施例と同様な構成であり、
ホログラム乾板45は透過型ホログラムであり、特定の角
度から入射する光のみを所定方向に光路変更する。ま
た、上記表示部46は、上記ホログラム乾板45からの透過
光を通過させると共に、上記ホログラム乾板45を保護す
る。
The light emitting unit 44 has the same configuration as that of the above-described embodiment,
The hologram dry plate 45 is a transmissive hologram and changes the optical path of only light incident from a specific angle in a predetermined direction. Further, the display unit 46 allows the transmitted light from the hologram dry plate 45 to pass through and protects the hologram dry plate 45.

上記のように構成すると、液面検出装置41は次のよう
に作動する。すなわち、発光ダイオード51から照射され
てシリンドリカルレンズ52で集光された光の内、液体42
内部に入射した光は、容器43内部の空気と液体42との屈
折率の相違により進行方向が変化し、同図に矢印G,Hで
示すように、ホログラム乾板45へ所定の入射角と異なる
入射角で入射するので透過し、進行方向をほとんど変更
されないで表示部46を介して容器43の斜め下方向に出
る。一方、上記発光ダイオード51から照射されてシリン
ドリカルレンズ52で集光された光の内、容器43内部の空
気中を進行する光は、同図に矢印I,Jで示すように、ホ
ログラム乾板45へ所定の入射角で入射するので、光の進
行方向がホログラム乾板45と略直交方向に変更されて容
器43の底面と平行方向に出る。したがって、同図に白抜
き矢印Yで示す方向、すなわち、容器43の側方から表示
部46を観測すると、容器43の底面から液体42の液面位置
までの範囲に入射する光はホログラム乾板45の角度選択
性および波長選択性により透過時に進路を変えられない
ので、表示部46が暗く表示され、一方、液体42の液面位
置から容器43の上面までの範囲に入射する光は、ホログ
ラム乾板45透過時に角度選択性および波長選択性により
進路を該ホログラム乾板45と略直交方向に変更されるの
で、表示部46が明るく表示される。このように、透過型
ホログラム乾板45を使用しても液面の位置を検出でき
る。
With the above configuration, the liquid level detection device 41 operates as follows. That is, of the light emitted from the light emitting diode 51 and condensed by the cylindrical lens 52, the liquid 42
The light incident on the inside changes its traveling direction due to the difference in the refractive index between the air inside the container 43 and the liquid 42, and as shown by arrows G and H in the figure, differs from the predetermined incident angle on the hologram dry plate 45. Since the light is incident at an incident angle, it is transmitted, and the traveling direction is hardly changed and the light exits obliquely downward from the container 43 via the display unit 46. On the other hand, of the light emitted from the light emitting diode 51 and condensed by the cylindrical lens 52, the light traveling in the air inside the container 43 is directed to the hologram dry plate 45 as shown by arrows I and J in the figure. Since the light enters at a predetermined angle of incidence, the traveling direction of the light is changed to a direction substantially orthogonal to the hologram dry plate 45 and the light exits in a direction parallel to the bottom surface of the container 43. Therefore, when observing the display unit 46 from the direction shown by the white arrow Y in the figure, that is, from the side of the container 43, the light incident on the range from the bottom surface of the container 43 to the liquid surface position of the liquid 42 is the hologram dry plate 45. Since the course cannot be changed at the time of transmission due to the angle selectivity and wavelength selectivity of the display unit 46, the display unit 46 is displayed dark, while the light incident on the range from the liquid surface position of the liquid 42 to the upper surface of the container 43 is a hologram dry plate. Since the course is changed to a direction substantially orthogonal to the hologram dry plate 45 by the angle selectivity and the wavelength selectivity when transmitting 45, the display section 46 is displayed brightly. Thus, the position of the liquid surface can be detected even by using the transmission hologram dry plate 45.

さらに、本実施例では、発光ダイオード11は単色の可
視光を照射するよう構成したので、液面位置は表示部6
に該単色で表示され、目視による視認性が向上できた。
しかし、例えば、赤外光や紫外光を照射する発光ダイオ
ードを使用するよう構成しても良い。このように構成し
た場合は、表示部6に蛍光物質を塗布したり、光の波長
を延長、もしくは、短縮する光学素子を設ければ、既述
した実施例と同様な効果が得られると共に、太陽光線等
の外乱光の影響を受けにくくなるという効果を奏する。
Further, in the present embodiment, the light emitting diode 11 is configured to irradiate monochromatic visible light, so that the liquid surface position is determined by the display unit 6.
It was displayed in the single color, and the visual visibility was improved.
However, for example, a light emitting diode that emits infrared light or ultraviolet light may be used. In the case of such a configuration, if a fluorescent substance is applied to the display unit 6 or an optical element for extending or shortening the wavelength of light is provided, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained, The effect of being less likely to be affected by ambient light such as sun rays is exerted.

以上本発明のいくつかの実施例について説明したが、
本発明はこのような実施例に何等限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる
態様で実施し得ることは勿論である。
Although several embodiments of the present invention have been described above,
It is needless to say that the present invention is not limited to such embodiments and can be implemented in various modes without departing from the scope of the present invention.

発明の効果 以上詳記したように本発明の液面検出装置は、液体を
貯蔵する容器内部の予め定められた位置から照射される
光の内、角度選択性を有する光学素子により、液体内部
を通過せず直接照射される光、もしくは、液体内部を通
過した光の内何れか一方を選択し、進行方向を変更して
容器外周部に導いて散乱させるよう構成されている。こ
のため、装置の小型化の実現と液面表示視認性向上とを
両立できるという優れた効果を奏する。
EFFECTS OF THE INVENTION As described in detail above, the liquid level detection device of the present invention detects the inside of the liquid by the optical element having an angle selectivity among the light emitted from the predetermined position inside the container that stores the liquid. It is configured to select either the light that does not pass through and is directly irradiated or the light that passes through the inside of the liquid, changes the traveling direction, and guides the light to the outer peripheral portion of the container for scattering. Therefore, it is possible to achieve the excellent effect that both the miniaturization of the device and the improved visibility of the liquid level display can be achieved.

このことは、例えば、二輪車の燃料タンク、もしく
は、石油ストーブの灯油タンク等、液面検出装置の充分
な実装空間が確保できず、しかも、液面表示の目視によ
る確認が比較的困難な環境、例えば、夜間、暗い室内等
で使用される液体貯蔵容器に適用すると、特に顕著な効
果を示す。
This means that, for example, in an environment where it is not possible to secure a sufficient mounting space for the liquid level detection device, such as a fuel tank of a motorcycle or a kerosene tank of an oil stove, and it is relatively difficult to visually confirm the liquid level display, For example, when it is applied to a liquid storage container used at night, in a dark room, etc., a particularly remarkable effect is exhibited.

また、装置が光源を内蔵しているので、液面検出に必
要な明るさを確保できない環境下でも、暗視装置等を使
用することなく正確に液面位置を検出できる。
Further, since the device has a built-in light source, it is possible to accurately detect the liquid surface position without using a night-vision device or the like even in an environment in which the brightness required for liquid surface detection cannot be ensured.

さらに、光を拡散部材で散乱させるため、観測可能範
囲が拡大されるので、観測者の視点の差に起因する測定
誤差を生じない。従って、何れの角度から見ても、常時
正確な液面位置を計測できる。
Further, since the light is scattered by the diffusing member, the observable range is expanded, so that a measurement error due to the difference in the viewpoint of the observer does not occur. Therefore, the liquid level position can be measured accurately at any angle.

また、光源、光学素子および表示部を、予め定められ
た位置関係に配設すると必ず液面を検出できるため、容
器の最も観測し易い位置に表示部を配置できるので、液
面検出の作業性が向上する。
In addition, if the light source, the optical element, and the display unit are arranged in a predetermined positional relationship, the liquid surface can be detected without fail, so that the display unit can be arranged at the position where it is most observable in the container. Is improved.

さらに、光源、光学素子および表示部から成る簡単な
構成で済み、微調整が必要になる位置決め部分や機械的
可動部分等がないので、装置の信頼性・耐久性が高まる
と共に、部品点数の削減により装置の組立工数も低減で
きる。
Furthermore, the simple structure consisting of the light source, the optical element, and the display section is sufficient, and since there are no positioning parts or mechanically movable parts that require fine adjustment, the reliability and durability of the device are improved and the number of parts is reduced. As a result, the number of assembly steps of the device can be reduced.

また、光源から照射される光を屈折させられる液体を
貯蔵している容器であれば、液体の特性、例えば、着色
の有無等に依らず全てに適用可能であるため、装置の汎
用性が高まる。
Further, as long as it is a container that stores a liquid that refracts the light emitted from the light source, it can be applied to all of the properties of the liquid, for example, regardless of the presence or absence of coloring, thus increasing the versatility of the device. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明一実施例を示す概略構成図、第2図は同
じくそのホログラム作成配置図、第3図はその他の実施
例を示す概略構成図である。 1……液面検出装置、4……発光部、5……ホログラム
乾板、6……表示部、11……発光ダイオード、13……ガ
ラス板、14……乳剤、17……すりガラス板
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a hologram making layout diagram thereof, and FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing another embodiment. 1 ... Liquid level detector, 4 ... Light emitting part, 5 ... Hologram dry plate, 6 ... Display part, 11 ... Light emitting diode, 13 ... Glass plate, 14 ... Emulsion, 17 ... Ground glass plate

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】容器に貯蔵された液体の液面を検出する液
面検出装置において、 上記容器内部に、上記液面と交差する方向に配設され、
予め定められた発光位置から直接照射される光の進行方
向を、予め定められた所定方向に変更する光学素子と、 上記発光位置に配設され、上記容器内部を照光する光源
と、 上記容器外周部の上記所定方向に配設され、上記光学素
子により進行方向を変更された光を受光して散乱する拡
散部材と、 を備えたことを特徴とする液面検出装置。
1. A liquid level detecting device for detecting a liquid level of a liquid stored in a container, wherein the liquid level detecting device is disposed inside the container in a direction intersecting with the liquid level.
An optical element that changes the traveling direction of light directly irradiated from a predetermined light emitting position to a predetermined predetermined direction, a light source that is disposed at the light emitting position and illuminates the inside of the container, and the outer periphery of the container And a diffusing member which is disposed in the predetermined direction of the section and which receives and scatters the light whose traveling direction is changed by the optical element, and a liquid level detecting device.
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