JP3044776B2 - 通電方法 - Google Patents
通電方法Info
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- JP3044776B2 JP3044776B2 JP2304851A JP30485190A JP3044776B2 JP 3044776 B2 JP3044776 B2 JP 3044776B2 JP 2304851 A JP2304851 A JP 2304851A JP 30485190 A JP30485190 A JP 30485190A JP 3044776 B2 JP3044776 B2 JP 3044776B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電極の電食を防止して電極間に通電させる
方法に関する。
方法に関する。
２つの電極間に通電する場合の通電電流としては、直
流又は交流が考えられる。 ここで、上記２つの電極を、媒体である、例えば、0.
5％食塩水中に浸し、それら電極間に通電させる場合を
考察する。 先ず、２つの電極間に通電する電流を直流とする。こ
の時、食塩水は電解液として作用する。すると、側電
極の金属が溶解して側電極に吸引され早期に側電極
が電食され断線状態となってしまう。 上記電食の変移状態を示した第９図（ａ）〜（ｃ）の
写真を参照し説明する。 第９図（ａ）は新品の状態を示している。 尚、２つの電極間には感温素子であるサーミスタが白
金線を介して溶接されている。 第９図（ｂ）は10時間通電後の状態を示している。 この側電極においては、電食により、電極の表面全
体に赤錆が発生し、側電極のサーミスタの溶接部分で
は断線を生じてしまっている。 第９図（ｃ）は18時間通電後の状態を示している。 この側電極においては、電食により、電極の表面全
体に赤錆が発生しており、その電極の先端が完全に溶解
して無くなってしまっている。 次に、２つの電極間に通電する電流を交流とする。こ
の時、２つの電極は交互に側電極又は側電極とな
る。又、通電電流が直流の時と同様に、食塩水は電解液
として作用し、側電極となる金属が溶解して側電極
に吸引され、側電極が電食されることになる。ここ
で、各電極を形成する金属が側電極となる時間は、単
純に通電電流が直流の時に比べて1/2となる。従って、
電食の進行程度は、単に時間軸が２倍に延びるだけと考
えられていた。
流又は交流が考えられる。 ここで、上記２つの電極を、媒体である、例えば、0.
5％食塩水中に浸し、それら電極間に通電させる場合を
考察する。 先ず、２つの電極間に通電する電流を直流とする。こ
の時、食塩水は電解液として作用する。すると、側電
極の金属が溶解して側電極に吸引され早期に側電極
が電食され断線状態となってしまう。 上記電食の変移状態を示した第９図（ａ）〜（ｃ）の
写真を参照し説明する。 第９図（ａ）は新品の状態を示している。 尚、２つの電極間には感温素子であるサーミスタが白
金線を介して溶接されている。 第９図（ｂ）は10時間通電後の状態を示している。 この側電極においては、電食により、電極の表面全
体に赤錆が発生し、側電極のサーミスタの溶接部分で
は断線を生じてしまっている。 第９図（ｃ）は18時間通電後の状態を示している。 この側電極においては、電食により、電極の表面全
体に赤錆が発生しており、その電極の先端が完全に溶解
して無くなってしまっている。 次に、２つの電極間に通電する電流を交流とする。こ
の時、２つの電極は交互に側電極又は側電極とな
る。又、通電電流が直流の時と同様に、食塩水は電解液
として作用し、側電極となる金属が溶解して側電極
に吸引され、側電極が電食されることになる。ここ
で、各電極を形成する金属が側電極となる時間は、単
純に通電電流が直流の時に比べて1/2となる。従って、
電食の進行程度は、単に時間軸が２倍に延びるだけと考
えられていた。
媒体中に２つの電極を浸し、それら電極間に通電させ
る場合には、上述したように、通電電流としては直流又
は交流がある。 通電電流が直流であると早期に側電極が電食され、
その電極が使いものにならなくってしまっていた。 又、通電電流が交流であると両電極が電食され、寿命
は２倍となるが、両電極に対する充分な耐久時間とは言
えなかった。 上述のような通電方法により、例えば、サーミスタ等
の感温素子を用いて、容器内の媒体の液面レベルを検出
する液面センサにおいては、その感温素子自身には、熱
容量がない又は小さいことが、誤判定防止のために必要
であり、そのため露出型の感温素子（感温素子自身が媒
体中に浸る）が採用されていた。 すると、その感温素子の両端子が接合された電極で
は、通電電流が直流又は交流であろうと電食が発生して
しまうという問題があった。 本発明は、上記の課題を解決するために成されたもの
であり、その目的とするところは、媒体中に２つの電極
を浸し、それら電極間に通電させても、両電極に電食が
起こらない通電方法を提供することである。 又、感温素子を用いた液面センサを使用し容器内の媒
体の液面レベルを検出する場合等において、媒体中でも
電食の発生しない又は電食に対し充分な耐久時間を有す
る通電方法を提供することである。
る場合には、上述したように、通電電流としては直流又
は交流がある。 通電電流が直流であると早期に側電極が電食され、
その電極が使いものにならなくってしまっていた。 又、通電電流が交流であると両電極が電食され、寿命
は２倍となるが、両電極に対する充分な耐久時間とは言
えなかった。 上述のような通電方法により、例えば、サーミスタ等
の感温素子を用いて、容器内の媒体の液面レベルを検出
する液面センサにおいては、その感温素子自身には、熱
容量がない又は小さいことが、誤判定防止のために必要
であり、そのため露出型の感温素子（感温素子自身が媒
体中に浸る）が採用されていた。 すると、その感温素子の両端子が接合された電極で
は、通電電流が直流又は交流であろうと電食が発生して
しまうという問題があった。 本発明は、上記の課題を解決するために成されたもの
であり、その目的とするところは、媒体中に２つの電極
を浸し、それら電極間に通電させても、両電極に電食が
起こらない通電方法を提供することである。 又、感温素子を用いた液面センサを使用し容器内の媒
体の液面レベルを検出する場合等において、媒体中でも
電食の発生しない又は電食に対し充分な耐久時間を有す
る通電方法を提供することである。
上記課題を解決するための発明の構成における第１の
特徴は、媒体中に２つの電極を浸し、それら電極間に通
電させる方法において、通電電流を周波数200Hz以上の
交流とすることにより前記２つの電極の電食を防止する
ことである。 又、第２の特徴は、媒体中に２つの電極を浸し、それ
らの電極間に通電させる方法において、前記２つの電極
間に温度の上昇・下降に伴って電気抵抗が変化する感温
素子の各端子を接合し、該感温素子に所定の周波数以上
の交流を通電し、前記感温素子の温度が平衡となった時
の前記感温素子の抵抗値の大きさの違いにより前記媒体
と熱伝導率の異なった他の媒体との境界面の位置を検出
するようにしたことである。
特徴は、媒体中に２つの電極を浸し、それら電極間に通
電させる方法において、通電電流を周波数200Hz以上の
交流とすることにより前記２つの電極の電食を防止する
ことである。 又、第２の特徴は、媒体中に２つの電極を浸し、それ
らの電極間に通電させる方法において、前記２つの電極
間に温度の上昇・下降に伴って電気抵抗が変化する感温
素子の各端子を接合し、該感温素子に所定の周波数以上
の交流を通電し、前記感温素子の温度が平衡となった時
の前記感温素子の抵抗値の大きさの違いにより前記媒体
と熱伝導率の異なった他の媒体との境界面の位置を検出
するようにしたことである。
第１の特徴としては、通電電流を周波数200Hz以上の
交流とすることにより媒体中に浸された２つの電極の電
食が防止される。 尚、上記所定の周波数とは電極を形成する金属材質に
よっても異なるが、例えば、鉄−ニッケル−コバルト合
金（以下、コバールという）では、150Hz乃至200Hz程度
である。 即ち、２つの電極の寿命はこの周波数以上では飛躍的
に延びることになる。 第２の特徴としては、２つの電極間に温度の上昇・下
降に伴って電気抵抗が変化する感温素子の各端子が接合
され、その感温素子に所定の周波数以上の交流が通電さ
れ、感温素子の温度が平衡となった時の感温素子の抵抗
値の大きさの違いにより媒体と熱伝導率の異なった他の
媒体との境界面の位置が検出される。 本発明の通電方法を用いた感温素子の各端子が接合さ
れた２つの電極の寿命は飛躍的に延び、結果的に、その
２つの電極に各端子が接合された感温素子にて構成され
る境界面の位置を検出する液面センサなどは充分な耐久
時間が得られ、信頼性が向上する。
交流とすることにより媒体中に浸された２つの電極の電
食が防止される。 尚、上記所定の周波数とは電極を形成する金属材質に
よっても異なるが、例えば、鉄−ニッケル−コバルト合
金（以下、コバールという）では、150Hz乃至200Hz程度
である。 即ち、２つの電極の寿命はこの周波数以上では飛躍的
に延びることになる。 第２の特徴としては、２つの電極間に温度の上昇・下
降に伴って電気抵抗が変化する感温素子の各端子が接合
され、その感温素子に所定の周波数以上の交流が通電さ
れ、感温素子の温度が平衡となった時の感温素子の抵抗
値の大きさの違いにより媒体と熱伝導率の異なった他の
媒体との境界面の位置が検出される。 本発明の通電方法を用いた感温素子の各端子が接合さ
れた２つの電極の寿命は飛躍的に延び、結果的に、その
２つの電極に各端子が接合された感温素子にて構成され
る境界面の位置を検出する液面センサなどは充分な耐久
時間が得られ、信頼性が向上する。
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。 先ず、本発明に係る通電方法における、所定の周波数
を求めるための実験を行った。 第１図は、２つの電極材質をコバールとし、工業用水
又は0.5％食塩水中で、周波数〔Hz〕を変化させた時の
電極の電食による赤錆発生までの時間〔Hr〕を示した実
験データであり、その実験による電食の変移状態を示し
た写真である第２図（ａ）〜（ｈ）を参照し説明する。
尚、第２図（ａ）は新品の状態を示している。 通電電流が直流であると、５〔Hr〕程度から赤錆が発
生した（第２図（ｂ）は６〔Hr〕経過の写真）。 周波数10〔Hz〕の交流であると、10〔Hr〕程度にて赤
錆が発生した（第２図（ｃ））。 周波数100〔Hz〕の交流では、周波数10〔Hz〕の交流
と同様に、10〔Hr〕程度にて赤錆が発生した（第２図
（ｄ））。 周波数150〔Hz〕の交流では、10〔Hr〕程度では赤錆
の発生はなく（第２図（ｅ））、少なくとも20〔Hr〕程
度までは赤錆が発生しないと推定できる。 周波数200〔Hz〕の交流では、10〔Hr〕程度では赤錆
の発生はなく（第２図（ｆ））、少なくとも60〔Hr〕程
度までは赤錆が発生しないと推定できる。 周波数500〔Hz〕の交流では、30〔Hr〕程度では赤錆
の発生はなく（第２図（ｇ））、又、0.5％食塩水中で
少なくとも1400〔Hr〕程度では赤錆の発生はない（第２
図（ｈ））ので、工業用水中では3000〔Hr〕程度までは
赤錆が発生しないと推定できる。 この実験データから明らかなように、通電電流が周波
数150乃至200〔Hz〕以上の交流であると、電極の電食に
よる赤錆発生までの時間が急激に増加し、即ち、両電極
の寿命は大幅に延びることが判明した。 又、本発明に係る通電方法における、所定の周波数を
求めるため、第２図（ｃ）〜（ｆ）の写真に基づき、通
電電流である交流の周波数〔Hz〕に対する工業用水中に
それぞれ10時間浸した後の電極の電食による赤錆発生の
程度を示した第３図の実験データを得た。 周波数10〔Hz〕の時の赤錆発生の程度を１（第２図
（ｃ））とすると、周波数100〔Hz〕では赤錆発生の程
度はあまり変化なく0.9（第２図（ｄ））であった。周
波数150〔Hz〕では赤錆発生の程度は極端に少なく0.3
（第２図（ｅ））であった。周波数200〔Hz〕では赤錆
発生は無く０（第２図（ｆ））であった。 即ち、上記条件の基で、周波数200〔Hz〕以上では赤
錆発生は無いといえる。 上述のことから明らかなように、本発明の通電方法に
おける２つの電極の電食を防止するための通電電流の所
定の周波数としては、２つの電極材質をコバールとする
と、150乃至200〔Hz〕となる。 第４図は、本発明に係る通電方法を用いた液面制御装
置10を示した全体構成図である。 １は容器であり、容器１の中には半絶縁性又は導電性
媒体で電食作用を有する液体２が液面2aの位置まで供給
されている。 上記液体２としては、水、飲料液、食塩水、酸・アル
カリ等の薬液、水などを含有したフロン液、油脂等があ
る。 液面2aが制御すべき液体２の液面レベルであり、その
液面2aの位置に対応した容器１の側面には液面センサ３
が螺合され取付けられている。 又、４は気体（空気又は媒体の蒸気）であり、気体４
は容器１に供給された液体２の液面2a上に隣接し、液体
２と熱伝導率の異なった他の媒体である。 ５は制御装置であり、制御装置５には交流電圧発生回
路７を介して液面センサ３とその液面センサ３のデータ
を外気温補正するための外気温センサ６とが接続されて
いる。 制御装置５は、主として、液面センサ３及び外気温セ
ンサ６の電源51を接続した制御回路52と各センサからの
信号をA/D変換するA/D変換器53,54とCPU55とそのCPU55
に接続された発振器56とから構成されている。 そして、CPU55には制御プログラムを記憶したROM57と
各種データを記憶するRAM58とが接続されている。 上記交流電圧発生回路７は４つのフリップフロップ接
続されたスイッチング用トランジスタ71と反転用トラン
ジスタ72とから成る。 又、８は容器１内に液体２を供給する配管中に配設さ
れた給液電磁弁、９は容器１内から液体２を排出する配
管中に配設された排液電磁弁である。 第５図は液面センサ３の拡大縦断面図である。 液面センサ３の外体31はその外周の一部に容器１の側
面に直接螺合して取付けるためのネジ部31aを有してい
る。この外体31の円筒内部には端子台32が嵌合されてい
る。この端子台32は密封ガラス33を介して、又、外体31
はその内部空間に充填剤34を満たし、電極35,36を位置
決め固定している。そして、対向した電極35,36間には
液面検出用の負特性サーミスタ37がそれぞれリード線38
を介して接続されている。上記負特性サーミスタ37は、
温度上昇と共に電気抵抗が低下する特性を有している。 上記電極35,36には、密封ガラス33と熱膨張率がほぼ
等しいコバール線、又、リード線38には、白金線が用い
られている。 そして、電極35,36のサーミスタ37と反対側には液面
センサ３を交流電圧発生回路７に接続するためのリード
線39が各圧着端子39a,39bにて接続されている。 次に、その作用について説明する。 容器１内の液体２の液面2aレベルが液面センサ３のサ
ーミスタ37の位置より低い時は、液面センサ３は気体４
の中にあることになる。 制御装置５がオンとなると、サーミスタ37には、制御
回路52を介して電源51から電圧が印加される。この時、
制御回路52から液面センサ３に印加すべき電圧Ａは直流
で出力される。そして、制御装置５のCPU55から液面セ
ンサ３に印加すべき周波数がCPU55の駆動電圧Ｂで交流
電圧発生回路７の反転用トランジスタ72に出力される。
すると、反転用トランジスタ72はCPU55から出力された
周波数に従い、各スイッチングトランジスタ71に信号を
送る。結果、制御回路52から出力された直流電圧ＡがCP
U55で出力された周波数の交流矩形電圧波形（第６図参
照）Ｃとなり、液面センサ３のサーミスタ37に印加され
る。 ここで、単位時間当りに発生する発熱量をＰとする
と、 Ｐ＝I2Ｒ＝V2/R〔Ｗ〕 である。 すると、サーミスタ37は容器１内の気体４の温度より
高い温度となって平衡状態となる。即ち、サーミスタ37
が熱伝導率の低い気体中にあると、そのサーミスタ37か
ら発生するジュール熱は気体は４への伝熱量が少なく、
サーミスタ37は温度上昇し易く、低い電圧で一定温度に
達する。この時の印加電圧は気体中に相応する値とな
る。 従って、制御装置５のCPU525は液面センサ３のサーミ
スタ37が気体４の中に在ると判定する。すると、制御装
置５のCPU55はインタフェース59を介して給液電磁弁８
を開とし、液体２の容器１内への供給を開始する。 液体２が容器１内に供給され続けると、やがて、液面
センサ３位置、即ち、そのサーミスタ37位置に液体２の
液面2aが到達する。 すると、サーミスタ37から液体２への伝熱量が急増
し、サーミスタ37自身の温度が急激に低下する。即ち、
その抵抗値が増大する。 上述の場合と同様に、サーミスタ37には、制御装置５
の制御回路52から電圧が印加される。 すると、サーミスタ37は容器１内の液体２の温度より
高い温度で平衡状態となる。即ち、サーミスタ37が熱伝
導率の高い液体中にあると、そのサーミスタ37から発生
するジュール熱は気体４に比べて高い熱伝導率を有する
液体中に放散し、サーミスタ37は温度上昇し難く、一定
温度に達するには高い電圧が必要となる。この時の印加
電圧は液体中に相応する値となる。 即ち、サーミスタ37が気体中から液体中に到達する
と、伝熱量が増し、抵抗地Ｒが大きくなるので、その印
加電圧は増大する。すると、制御装置５のCPU55はこの
電圧値の増大を検出し、液面2aが液面センサ３のサーミ
スタ37位置まで到達したと判定する。そして、給液電磁
弁８を閉として液体２の容器１内への供給を停止する。 この時、上記周波数を、発明者等の実験研究で明らか
になった、150乃至200〔Hz〕以上とすると液面センサ３
のサーミスタ37が接合された電極35,36に電食が発生す
ることが防止される。 即ち、本発明の通電方法を用いた液面制御装置10にお
いては、長寿命で信頼性の高いものとすることができ
る。 更に、第７図に示されたように、複数の液面センサ3
a,3bを容器１の側面の上下に配設する。液体２の液面2a
が液面センサ3a位置となった時、上述の実施例と同様
に、給液電磁弁８を閉とし、同時に排液電磁弁９を開と
する。そして、液面センサ3b位置で排液電磁弁９を閉と
すると、液面センサ3a,3b間の液体２の液量を定量計測
することができる。 又、液面センサ3a,3bを制御したい液面レベルの上下
近傍に隣接して配設すると、制御される液面2a位置のヒ
ステリシスを確保することができる。 これらの場合にも、その液面センサ3a,3bに対応して
独立的に交流電圧発生回路7a,7bを設けることにより、
それら液面センサ3a,3bの電極に電食が発生することが
防止される。 更に、第８図に示したように、一方の電極41の長さを
容器１における液体２の液面2aの制御したい位置に予め
設定し、他方の電極42を容器１の底面近傍の長さとす
る。 そして、本発明の通電方法に係る通電電流である周波
数150乃至200〔Hz〕以上の交流を電極41と電極42との間
に流す。 液体２の液面2aが図の位置まで到達し、電極41,42の
両方に接すると、実際に電流が流れることになる。この
通電電流を検出することにより、容器１内の液体２の液
面2aを制御することができる。 この場合においても、上述の実施例と同様に、電極41
或いは電極42に電食が発生することが防止される。
を求めるための実験を行った。 第１図は、２つの電極材質をコバールとし、工業用水
又は0.5％食塩水中で、周波数〔Hz〕を変化させた時の
電極の電食による赤錆発生までの時間〔Hr〕を示した実
験データであり、その実験による電食の変移状態を示し
た写真である第２図（ａ）〜（ｈ）を参照し説明する。
尚、第２図（ａ）は新品の状態を示している。 通電電流が直流であると、５〔Hr〕程度から赤錆が発
生した（第２図（ｂ）は６〔Hr〕経過の写真）。 周波数10〔Hz〕の交流であると、10〔Hr〕程度にて赤
錆が発生した（第２図（ｃ））。 周波数100〔Hz〕の交流では、周波数10〔Hz〕の交流
と同様に、10〔Hr〕程度にて赤錆が発生した（第２図
（ｄ））。 周波数150〔Hz〕の交流では、10〔Hr〕程度では赤錆
の発生はなく（第２図（ｅ））、少なくとも20〔Hr〕程
度までは赤錆が発生しないと推定できる。 周波数200〔Hz〕の交流では、10〔Hr〕程度では赤錆
の発生はなく（第２図（ｆ））、少なくとも60〔Hr〕程
度までは赤錆が発生しないと推定できる。 周波数500〔Hz〕の交流では、30〔Hr〕程度では赤錆
の発生はなく（第２図（ｇ））、又、0.5％食塩水中で
少なくとも1400〔Hr〕程度では赤錆の発生はない（第２
図（ｈ））ので、工業用水中では3000〔Hr〕程度までは
赤錆が発生しないと推定できる。 この実験データから明らかなように、通電電流が周波
数150乃至200〔Hz〕以上の交流であると、電極の電食に
よる赤錆発生までの時間が急激に増加し、即ち、両電極
の寿命は大幅に延びることが判明した。 又、本発明に係る通電方法における、所定の周波数を
求めるため、第２図（ｃ）〜（ｆ）の写真に基づき、通
電電流である交流の周波数〔Hz〕に対する工業用水中に
それぞれ10時間浸した後の電極の電食による赤錆発生の
程度を示した第３図の実験データを得た。 周波数10〔Hz〕の時の赤錆発生の程度を１（第２図
（ｃ））とすると、周波数100〔Hz〕では赤錆発生の程
度はあまり変化なく0.9（第２図（ｄ））であった。周
波数150〔Hz〕では赤錆発生の程度は極端に少なく0.3
（第２図（ｅ））であった。周波数200〔Hz〕では赤錆
発生は無く０（第２図（ｆ））であった。 即ち、上記条件の基で、周波数200〔Hz〕以上では赤
錆発生は無いといえる。 上述のことから明らかなように、本発明の通電方法に
おける２つの電極の電食を防止するための通電電流の所
定の周波数としては、２つの電極材質をコバールとする
と、150乃至200〔Hz〕となる。 第４図は、本発明に係る通電方法を用いた液面制御装
置10を示した全体構成図である。 １は容器であり、容器１の中には半絶縁性又は導電性
媒体で電食作用を有する液体２が液面2aの位置まで供給
されている。 上記液体２としては、水、飲料液、食塩水、酸・アル
カリ等の薬液、水などを含有したフロン液、油脂等があ
る。 液面2aが制御すべき液体２の液面レベルであり、その
液面2aの位置に対応した容器１の側面には液面センサ３
が螺合され取付けられている。 又、４は気体（空気又は媒体の蒸気）であり、気体４
は容器１に供給された液体２の液面2a上に隣接し、液体
２と熱伝導率の異なった他の媒体である。 ５は制御装置であり、制御装置５には交流電圧発生回
路７を介して液面センサ３とその液面センサ３のデータ
を外気温補正するための外気温センサ６とが接続されて
いる。 制御装置５は、主として、液面センサ３及び外気温セ
ンサ６の電源51を接続した制御回路52と各センサからの
信号をA/D変換するA/D変換器53,54とCPU55とそのCPU55
に接続された発振器56とから構成されている。 そして、CPU55には制御プログラムを記憶したROM57と
各種データを記憶するRAM58とが接続されている。 上記交流電圧発生回路７は４つのフリップフロップ接
続されたスイッチング用トランジスタ71と反転用トラン
ジスタ72とから成る。 又、８は容器１内に液体２を供給する配管中に配設さ
れた給液電磁弁、９は容器１内から液体２を排出する配
管中に配設された排液電磁弁である。 第５図は液面センサ３の拡大縦断面図である。 液面センサ３の外体31はその外周の一部に容器１の側
面に直接螺合して取付けるためのネジ部31aを有してい
る。この外体31の円筒内部には端子台32が嵌合されてい
る。この端子台32は密封ガラス33を介して、又、外体31
はその内部空間に充填剤34を満たし、電極35,36を位置
決め固定している。そして、対向した電極35,36間には
液面検出用の負特性サーミスタ37がそれぞれリード線38
を介して接続されている。上記負特性サーミスタ37は、
温度上昇と共に電気抵抗が低下する特性を有している。 上記電極35,36には、密封ガラス33と熱膨張率がほぼ
等しいコバール線、又、リード線38には、白金線が用い
られている。 そして、電極35,36のサーミスタ37と反対側には液面
センサ３を交流電圧発生回路７に接続するためのリード
線39が各圧着端子39a,39bにて接続されている。 次に、その作用について説明する。 容器１内の液体２の液面2aレベルが液面センサ３のサ
ーミスタ37の位置より低い時は、液面センサ３は気体４
の中にあることになる。 制御装置５がオンとなると、サーミスタ37には、制御
回路52を介して電源51から電圧が印加される。この時、
制御回路52から液面センサ３に印加すべき電圧Ａは直流
で出力される。そして、制御装置５のCPU55から液面セ
ンサ３に印加すべき周波数がCPU55の駆動電圧Ｂで交流
電圧発生回路７の反転用トランジスタ72に出力される。
すると、反転用トランジスタ72はCPU55から出力された
周波数に従い、各スイッチングトランジスタ71に信号を
送る。結果、制御回路52から出力された直流電圧ＡがCP
U55で出力された周波数の交流矩形電圧波形（第６図参
照）Ｃとなり、液面センサ３のサーミスタ37に印加され
る。 ここで、単位時間当りに発生する発熱量をＰとする
と、 Ｐ＝I2Ｒ＝V2/R〔Ｗ〕 である。 すると、サーミスタ37は容器１内の気体４の温度より
高い温度となって平衡状態となる。即ち、サーミスタ37
が熱伝導率の低い気体中にあると、そのサーミスタ37か
ら発生するジュール熱は気体は４への伝熱量が少なく、
サーミスタ37は温度上昇し易く、低い電圧で一定温度に
達する。この時の印加電圧は気体中に相応する値とな
る。 従って、制御装置５のCPU525は液面センサ３のサーミ
スタ37が気体４の中に在ると判定する。すると、制御装
置５のCPU55はインタフェース59を介して給液電磁弁８
を開とし、液体２の容器１内への供給を開始する。 液体２が容器１内に供給され続けると、やがて、液面
センサ３位置、即ち、そのサーミスタ37位置に液体２の
液面2aが到達する。 すると、サーミスタ37から液体２への伝熱量が急増
し、サーミスタ37自身の温度が急激に低下する。即ち、
その抵抗値が増大する。 上述の場合と同様に、サーミスタ37には、制御装置５
の制御回路52から電圧が印加される。 すると、サーミスタ37は容器１内の液体２の温度より
高い温度で平衡状態となる。即ち、サーミスタ37が熱伝
導率の高い液体中にあると、そのサーミスタ37から発生
するジュール熱は気体４に比べて高い熱伝導率を有する
液体中に放散し、サーミスタ37は温度上昇し難く、一定
温度に達するには高い電圧が必要となる。この時の印加
電圧は液体中に相応する値となる。 即ち、サーミスタ37が気体中から液体中に到達する
と、伝熱量が増し、抵抗地Ｒが大きくなるので、その印
加電圧は増大する。すると、制御装置５のCPU55はこの
電圧値の増大を検出し、液面2aが液面センサ３のサーミ
スタ37位置まで到達したと判定する。そして、給液電磁
弁８を閉として液体２の容器１内への供給を停止する。 この時、上記周波数を、発明者等の実験研究で明らか
になった、150乃至200〔Hz〕以上とすると液面センサ３
のサーミスタ37が接合された電極35,36に電食が発生す
ることが防止される。 即ち、本発明の通電方法を用いた液面制御装置10にお
いては、長寿命で信頼性の高いものとすることができ
る。 更に、第７図に示されたように、複数の液面センサ3
a,3bを容器１の側面の上下に配設する。液体２の液面2a
が液面センサ3a位置となった時、上述の実施例と同様
に、給液電磁弁８を閉とし、同時に排液電磁弁９を開と
する。そして、液面センサ3b位置で排液電磁弁９を閉と
すると、液面センサ3a,3b間の液体２の液量を定量計測
することができる。 又、液面センサ3a,3bを制御したい液面レベルの上下
近傍に隣接して配設すると、制御される液面2a位置のヒ
ステリシスを確保することができる。 これらの場合にも、その液面センサ3a,3bに対応して
独立的に交流電圧発生回路7a,7bを設けることにより、
それら液面センサ3a,3bの電極に電食が発生することが
防止される。 更に、第８図に示したように、一方の電極41の長さを
容器１における液体２の液面2aの制御したい位置に予め
設定し、他方の電極42を容器１の底面近傍の長さとす
る。 そして、本発明の通電方法に係る通電電流である周波
数150乃至200〔Hz〕以上の交流を電極41と電極42との間
に流す。 液体２の液面2aが図の位置まで到達し、電極41,42の
両方に接すると、実際に電流が流れることになる。この
通電電流を検出することにより、容器１内の液体２の液
面2aを制御することができる。 この場合においても、上述の実施例と同様に、電極41
或いは電極42に電食が発生することが防止される。
第１図は本発明の通電方法における所定の周波数を求め
るため、周波数〔Hz〕を変化させた時の電極の電食によ
る赤錆発生までの時間〔Hr〕を示した実験データ。第２
図（ａ）〜（ｈ）は電食の変移状態を説明するため電極
表面の金属組織を示した写真。第３図は本発明の通電方
法における所定の周波数を求めるため、第２図（ｃ）〜
（ｆ）の写真に基づき、通電電流である交流の周波数
〔Hz〕に対する工業用水中にそれぞれ10時間浸した後の
電極の電食による赤錆発生の程度を示した実験データ。
第４図は本発明に係る通電方法を用いた液面制御装置を
示した全体構成図。第５図は第４図の液面センサの拡大
縦断面図。第６図は第４図で液面センサに印加される交
流矩形電圧波形を示した説明図。第７図は本発明に係る
通電方法を用いて構成された液面制御装置の他の実施例
を示した全体構成図。第８図は本発明に係る通電方法を
用いて構成された液面制御のほかの実施例における電極
部分を示した構成図。第９図（ａ）〜（ｃ）は通電電流
を直流とした従来の電食の変移状態を説明するため電極
表面の金属組織を示した写真である。 １…容器、２…液体（媒体）、2a…液面 ３…液面センサ、４…気体、５…制御装置 ６…外気温センサ、７…交流電圧発生回路 ８…給液電磁弁、９…排液電磁弁 10…液面制御装置、31…外体 35,36…電極、37…サーミスタ
るため、周波数〔Hz〕を変化させた時の電極の電食によ
る赤錆発生までの時間〔Hr〕を示した実験データ。第２
図（ａ）〜（ｈ）は電食の変移状態を説明するため電極
表面の金属組織を示した写真。第３図は本発明の通電方
法における所定の周波数を求めるため、第２図（ｃ）〜
（ｆ）の写真に基づき、通電電流である交流の周波数
〔Hz〕に対する工業用水中にそれぞれ10時間浸した後の
電極の電食による赤錆発生の程度を示した実験データ。
第４図は本発明に係る通電方法を用いた液面制御装置を
示した全体構成図。第５図は第４図の液面センサの拡大
縦断面図。第６図は第４図で液面センサに印加される交
流矩形電圧波形を示した説明図。第７図は本発明に係る
通電方法を用いて構成された液面制御装置の他の実施例
を示した全体構成図。第８図は本発明に係る通電方法を
用いて構成された液面制御のほかの実施例における電極
部分を示した構成図。第９図（ａ）〜（ｃ）は通電電流
を直流とした従来の電食の変移状態を説明するため電極
表面の金属組織を示した写真である。 １…容器、２…液体（媒体）、2a…液面 ３…液面センサ、４…気体、５…制御装置 ６…外気温センサ、７…交流電圧発生回路 ８…給液電磁弁、９…排液電磁弁 10…液面制御装置、31…外体 35,36…電極、37…サーミスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中嶋 宏明 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 斉藤 嘉彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 西川 隆義 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−3660（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−35221（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−139216（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−124513（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−27522（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01F 23/22
Claims (2)
- 【請求項１】媒体中に２つの電極を浸し、それら電極間
に通電させる方法において、通電電流を周波数200Hz以
上の交流とすることにより前記２つの電極の電食（金属
の腐食）を防止することを特徴とする通電方法。 - 【請求項２】媒体中に２つの電極を浸し、それら電極間
に通電させる方法において、 前記２つの電極間に温度の上昇・下降に伴って電気抵抗
が変化する感温素子の各端子を接合し、該感温素子に所
定の周波数以上の交流を通電し、前記感温素子の温度が
平衡となった時の前記感温素子の抵抗値の大きさの違い
により前記媒体と熱伝導率の異なった他と媒体との境界
面の位置を検出するようにしたことを特徴とする通電方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2304851A JP3044776B2 (ja) | 1990-11-08 | 1990-11-08 | 通電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2304851A JP3044776B2 (ja) | 1990-11-08 | 1990-11-08 | 通電方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04175614A JPH04175614A (ja) | 1992-06-23 |
| JP3044776B2 true JP3044776B2 (ja) | 2000-05-22 |
Family
ID=17938043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2304851A Expired - Fee Related JP3044776B2 (ja) | 1990-11-08 | 1990-11-08 | 通電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3044776B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010121950A (ja) * | 2008-11-17 | 2010-06-03 | Loarant Corp | 液量測定装置 |
| JP2010121962A (ja) * | 2008-11-17 | 2010-06-03 | Loarant Corp | 液量測定装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2789257B1 (fr) * | 1999-02-02 | 2002-11-15 | Schneider Electric Sa | Dispositif transducteur a circuit oscillant |
-
1990
- 1990-11-08 JP JP2304851A patent/JP3044776B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010121950A (ja) * | 2008-11-17 | 2010-06-03 | Loarant Corp | 液量測定装置 |
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|---|---|
| JPH04175614A (ja) | 1992-06-23 |
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