JP3128930B2 - Liquid level detector - Google Patents

Liquid level detector

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JP3128930B2
JP3128930B2 JP04057150A JP5715092A JP3128930B2 JP 3128930 B2 JP3128930 B2 JP 3128930B2 JP 04057150 A JP04057150 A JP 04057150A JP 5715092 A JP5715092 A JP 5715092A JP 3128930 B2 JP3128930 B2 JP 3128930B2
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  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は,燃料タンク等における
液面レベルを検出するための液面レベル検出装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid level detector for detecting a liquid level in a fuel tank or the like.

【0002】[0002]

【従来技術】従来,タンク内の液面レベルを検出するた
めの検出装置としては,静電容量式のものがある。この
静電容量式の液面レベル検出装置は,高精度で液面レベ
ルを検出することができるため,例えば燃料タンクに装
備されている。この種の検出装置は,タンクの底面と液
面とが互いに平行(水平)であることを前提として測定
電極が配置されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a detecting device for detecting a liquid level in a tank, there is a capacitance type detecting device. This capacitance type liquid level detector can detect the liquid level with high accuracy, and is therefore installed in a fuel tank, for example. In this type of detection device, measurement electrodes are arranged on the assumption that the bottom surface of the tank and the liquid surface are parallel (horizontal) to each other.

【0003】しかし,この液面レベル検出装置を,例え
ば自動車の燃料タンクに装着した場合には,車両はその
走行中,停車中において,前後方向,左右方向に傾斜す
ることが多い。そして,この場合,測定電極も車両と共
に傾斜する。そのため,液面レベルに対して相対的に測
定電極が傾斜する。その結果,静電容量の測定に誤差を
生じ,正確な液面レベルを検出することができない。そ
こで,上記誤差を防止するため,従来は,例えばタンク
内における前方位置と左右両側位置の3点の液面レベル
を測定し,正確な液面レベルを検出するよう構成した液
面レベル検出装置が用いられている。また,この静電容
量式検出装置は,そのものの持つ欠点を補うために,液
体の誘電率を補正するための補正電極を必要とする。
However, when this liquid level detecting device is mounted on a fuel tank of an automobile, for example, the vehicle often leans in the front-rear direction and the left-right direction while the vehicle is running or stopped. Then, in this case, the measurement electrode is also inclined with the vehicle. Therefore, the measurement electrode is inclined relatively to the liquid level. As a result, an error occurs in the measurement of the capacitance, and an accurate liquid level cannot be detected. Therefore, in order to prevent the above error, conventionally, for example, a liquid surface level detecting device configured to measure three liquid surface levels at a front position and at both left and right positions in a tank and detect an accurate liquid surface level is provided. Used. In addition, this capacitance type detection device requires a correction electrode for correcting the dielectric constant of the liquid in order to compensate for its own disadvantage.

【0004】また,この静電容量式の液面レベル検出装
置は,上記3本の測定電極と1本の補正電極からなるセ
ンサー部と,該センサー部に発振器を介して接続した液
位算出部とよりなる。発振器は,上記3つの測定電極と
1つの補正電極についてそれぞれ設けられ,各電極にお
いて検出された静電容量に応じて発振周波数を発振す
る。液位算出部は,発振器の発振周期に基づいて液面レ
ベルを算出する。
[0004] Further, this capacitance type liquid level detecting device comprises a sensor section comprising the three measuring electrodes and one correction electrode, and a liquid level calculating section connected to the sensor section via an oscillator. And The oscillator is provided for each of the three measurement electrodes and one correction electrode, and oscillates at an oscillating frequency according to the capacitance detected at each electrode. The liquid level calculator calculates a liquid level based on the oscillation cycle of the oscillator.

【0005】[0005]

【解決しようとする課題】しかしながら,従来の検出装
置においては,そのセンサー部は3本の測定電極棒と1
本の補正電極棒とを有している。また,各電極は,それ
ぞれアース電極と対向して併設されているため,4本の
電極はそれぞれ直径約3cmの大きさをする。そのた
め,センサー部全体の体格が大きく,燃料タンク内に装
着するためには,その装着窓を大きくしなければならな
い。
However, in the conventional detecting device, the sensor portion is composed of three measuring electrode rods and one measuring electrode.
And two correction electrode rods. Further, since each electrode is provided so as to face the ground electrode, each of the four electrodes has a size of about 3 cm in diameter. Therefore, the size of the entire sensor unit is large, and the mounting window must be enlarged in order to mount the sensor unit in the fuel tank.

【0006】また,その体格に伴って,重量も大きいた
め,センサー部が燃料タンク内で揺動しないように固定
するためには,強度の高い固定具を必要とする。そのた
め,センサー部の固定具も大型化してしまう。本発明は
かかる問題点に鑑み,小型,軽量で装着容易な,静電容
量式の液面レベル検出装置を提供しようとするものであ
る。
[0006] Further, since the weight is large in accordance with the physique, a high-strength fixture is required to fix the sensor portion so as not to swing in the fuel tank. Therefore, the fixture of the sensor part also becomes large. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a small-sized, light-weight, and easy-to-install electrostatic capacitance type liquid level detecting device.

【0007】[0007]

【課題の解決手段】本発明は,静電容量によりタンク中
の液体の液面レベルを検出するためのセンサー部と,該
センサー部に発振器を介して接続した液位算出部とより
なる静電容量式液面レベル検出装置において,上記セン
サー部は,長尺筒状の共通アース電極と,該共通アース
電極の内部に配設した長尺状の絶縁基体と,該絶縁基体
上において互いに90度をなす位置に設けた3つの測定
電極及び補正電極とを有し,上記3つの測定電極は,そ
の下端が全て同じ高さに配置されており,一方補正電極
はその下端が上記測定電極の下端よりも上方に位置して
いることを特徴とする液面レベル検出装置にある。
According to the present invention, there is provided an electrostatic sensor comprising: a sensor unit for detecting a liquid level of a liquid in a tank based on a capacitance; and a liquid level calculating unit connected to the sensor unit via an oscillator. In the capacitive type liquid level detecting device, the sensor section includes a long cylindrical common ground electrode, a long insulating base provided inside the common ground electrode, and a 90-degree angle with respect to each other on the insulating base. The three measurement electrodes and the correction electrode are provided at the positions which form the following three lines, and the lower ends of the three measurement electrodes are all arranged at the same height, while the lower end of the correction electrode has the lower end of the measurement electrode. Liquid level detecting device, which is located above the liquid level detecting device.

【0008】本発明において最も注目すべきことは,上
記3つの測定電極と補正電極とを互いに90度の位置に
設けた絶縁基体を,筒状の共通アース電極内に挿置した
こと,及び3つの測定電極はその下端が同じ高さにあり
一方補正電極の下端は測定電極の下端よりも上方に位置
していることである。
The most remarkable point of the present invention is that the insulating base having the three measurement electrodes and the correction electrode provided at 90 degrees from each other is inserted into a cylindrical common ground electrode. The two measuring electrodes have their lower ends at the same height, while the lower ends of the correction electrodes are located above the lower ends of the measuring electrodes.

【0009】上記共通アース電極は,角筒,円筒等の長
尺状の筒体であり,例えばアルミニウム合金,ステンレ
ス鋼等の導電材料により作製する。上記絶縁基体は,そ
の長さ方向に沿って,3つの測定電極及び補正電極を互
いに角度90度をなして位置させる長尺体である。該絶
縁基体は角状,円状等の筒状体,柱状体で構成する。筒
状体の場合には,より軽量化できる。該絶縁基体は,ポ
リアセタール,PBT等のプラスチック,或いはガラス
エポキシ,セラミック等の電気絶縁材料により作製す
る。
The common ground electrode is a long tubular body such as a square tube or a cylinder, and is made of a conductive material such as an aluminum alloy or stainless steel. The insulating base is a long body in which three measuring electrodes and correction electrodes are positioned at an angle of 90 degrees along the length direction. The insulating base is formed of a cylindrical or columnar body such as a square or a circle. In the case of a cylindrical body, the weight can be further reduced. The insulating base is made of a plastic such as polyacetal or PBT, or an electrically insulating material such as glass epoxy or ceramic.

【0010】上記測定電極及び補正電極は,銅,ニッケ
ル等静電容量を検出できる導電材料により形成する。両
電極は絶縁基体の表面に貼着,スパッタリング,蒸着な
どにより形成する。或いは,絶縁基体の表面に化学メッ
キ等により,上記導電材料をメッキし,その後任意の電
極パターン形状にエッチングすることにより形成する。
測定電極は3つあり,これらは同じ長さで,かつその下
端が同じ高さにあり,他の1つの補正電極よりも下方へ
伸びている。
The measurement electrode and the correction electrode are formed of a conductive material such as copper, nickel or the like which can detect the capacitance. Both electrodes are formed on the surface of the insulating substrate by sticking, sputtering, vapor deposition and the like. Alternatively, it is formed by plating the above conductive material on the surface of the insulating base by chemical plating or the like, and then etching it into an arbitrary electrode pattern shape.
There are three measuring electrodes, which are of the same length and whose lower ends are at the same height and extend below one other correction electrode.

【0011】上記のように測定電極及び補正電極を形成
した絶縁基体は,共通アース電極中に挿入配置される。
そして,各電極は,共通アース電極と対面する。液体タ
ンク内においては,両者の間に液体が位置し,その静電
容量が検出される。また,測定電極,補正電極は,それ
ぞれ共通アース電極と電気的に対をなして,発振器に接
続される(図4参照)。
The insulating substrate on which the measurement electrode and the correction electrode are formed as described above is inserted and arranged in the common ground electrode.
Each electrode faces the common ground electrode. In the liquid tank, the liquid is located between the two, and the capacitance is detected. The measurement electrode and the correction electrode are electrically paired with a common ground electrode, respectively, and connected to an oscillator (see FIG. 4).

【0012】上記3つの測定電極は,例えば自動車の燃
料タンク内において,その前方及び左右両側方向に位置
させ,補正電極は後方に位置させる。本発明の液面レベ
ル検出装置は,上記電極に対して液面レベルが傾斜す
る,自動車,産業車両,船などにおける燃料等の液体の
液面レベル検出装置として特にその効果が大きい。
The above three measuring electrodes are located in the front and both left and right directions, for example, in a fuel tank of an automobile, and the correction electrodes are located behind. The liquid level detecting device of the present invention is particularly effective as a liquid level detecting device for liquids such as fuel in automobiles, industrial vehicles, ships, and the like in which the liquid level is inclined with respect to the electrodes.

【0013】[0013]

【作用及び効果】本発明の液面レベル検出装置において
は,上記3つの測定電極及び補正電極によって,各電極
位置における液面レベルの静電容量を検出し,各発振器
に送信する。そして,各発振器においては,各液面レベ
ルの静電容量を周波数に変換し,液位算出部に送信す
る。
In the liquid level detecting device according to the present invention, the capacitance of the liquid level at each electrode position is detected by the three measurement electrodes and the correction electrode and transmitted to each oscillator. Then, in each oscillator, the capacitance at each liquid level is converted into a frequency and transmitted to the liquid level calculation unit.

【0014】液位算出部においては,上記各周波数の発
振周期信号に基づき,誘電率を計算し,また3つの測定
電極位置の液面レベルを計算し,更に傾斜の補正を行な
い真の液面レベルを算出し,これらを表示する。上記の
誘電率は,測定電極と補正電極との各下端に上記高さの
差を設けておくことにより測定できる。また,補正電極
の下端は,測定電極の下端より上方にあるため,補正電
極の位置の液面レベルは直接検出できないが,3つの測
定電極の液面レベルより算出できる。これらの詳細は実
施例に示した。
The liquid level calculator calculates the dielectric constant based on the oscillation period signal of each frequency, calculates the liquid level at the three measurement electrode positions, and further corrects the inclination to calculate the true liquid level. Calculate the levels and display them. The above-mentioned permittivity can be measured by providing the height difference at each lower end of the measurement electrode and the correction electrode. Further, since the lower end of the correction electrode is above the lower end of the measurement electrode, the liquid level at the position of the correction electrode cannot be directly detected, but can be calculated from the liquid level of the three measurement electrodes. These details are given in the examples.

【0015】また,本発明の液面レベル検出装置のセン
サー部においては,上記3つの測定電極及び補正電極を
長尺状の絶縁基体に設け,これらを筒状の共通アース電
極の中に挿置してある。各電極と共通アース電極との間
の間隙には液体が介在する。そのため,液面レベルの上
下変動に伴う静電容量を検出することにより,上記のご
とく真の液面レベルを検出することができる。
In the sensor section of the liquid level detecting device according to the present invention, the three measuring electrodes and the correction electrode are provided on a long insulating base, and these are inserted into a cylindrical common ground electrode. I have. Liquid is interposed in the gap between each electrode and the common ground electrode. Therefore, the true liquid level can be detected as described above by detecting the capacitance accompanying the vertical fluctuation of the liquid level.

【0016】そして,センサー部は上記構造を有するの
で,共通アース電極と絶縁基体とは1つの筒状組付体と
して構成でき,極めて小型化することができる。即ち,
3本の測定電極と1本の補正電極からなる独立した4本
の電極体によって構成される従来のセンサー部に比較し
て,著しく小型となる。そのため,センサー部の小型化
と軽量化が達成できる。また,それ故に,センサー部を
液体タンク内に容易に装着できる。したがって,本発明
によれば,小型,軽量で装着容易な,静電容量式の液面
レベル検出装置を提供することができる。
Since the sensor section has the above-described structure, the common ground electrode and the insulating base can be formed as a single cylindrical assembly, and the size can be extremely reduced. That is,
Compared to a conventional sensor unit composed of four independent electrode bodies consisting of three measurement electrodes and one correction electrode, the size is significantly reduced. Therefore, the size and weight of the sensor can be reduced. Therefore, the sensor unit can be easily mounted in the liquid tank. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a capacitance-type liquid level detecting device that is small, lightweight, and easy to mount.

【0017】[0017]

【実施例】【Example】

実施例1 本発明の実施例にかかる液面レベル検出装置につき,図
1〜図5を用いて説明する。本例は,自動車の燃料タン
クに上記検出装置を装着したものである。本例の検出装
置は,図1及び図4に示すごとく,静電容量により燃料
タンク(図示略)中の液体(燃料)の液面レベルを検出
するためのセンサー部10と,該センサー部10に発振
器531〜533,540を介して接続した液位算出部
500とよりなる。
Embodiment 1 A liquid level detecting device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this example, the detection device is mounted on a fuel tank of an automobile. As shown in FIGS. 1 and 4, the detection device of this embodiment includes a sensor unit 10 for detecting a liquid level of a liquid (fuel) in a fuel tank (not shown) by capacitance, and a sensor unit 10 for detecting the liquid level. And a liquid level calculating section 500 connected to the liquid crystal panel via oscillators 531 to 533 and 540.

【0018】上記センサー部10は,長尺筒状の共通ア
ース電極1と,該共通アース電極1の内部に配置した長
尺状の絶縁基体2と,該絶縁基体2上において互いに9
0度をなす位置に設けた3つの測定電極31〜33及び
補正電極4とよりなる。上記3つの測定電極31〜33
は,同じ長さであり,またその下端316,326,3
36が全て同じ高さに配置されている。また,補正電極
4の下端46は,測定電極31〜33の下端316,3
26,336よりも,高さΔLだけ,上方に位置させて
ある。上記共通アース電極1は,図1に示すごとく,底
を有しない,四角筒であり,アルミニウム合金製であ
る。一方,絶縁基体2は,共通アース電極1とほぼ同じ
長さを有する,空洞21を有する四角筒であり,ガラス
エポキシ製である。絶縁基体2の4つの表面には,前
側,左側及び右側に,測定電極31,32及び33が設
けてある。また,後側には補正電極4が設けてある。更
に,共通アース電極1と絶縁基体2とは,その上方にお
いて支持板に固定されている(図示略)。
The sensor section 10 includes a long cylindrical common ground electrode 1, a long insulating base 2 disposed inside the common ground electrode 1, and 9
It comprises three measurement electrodes 31 to 33 and a correction electrode 4 provided at a position forming 0 degree. The above three measurement electrodes 31 to 33
Are the same length, and their lower ends 316, 326, 3
36 are all arranged at the same height. The lower end 46 of the correction electrode 4 is connected to the lower ends 316, 3 of the measurement electrodes 31 to 33.
26, 336, the height ΔL. As shown in FIG. 1, the common ground electrode 1 is a square tube having no bottom and made of an aluminum alloy. On the other hand, the insulating base 2 is a rectangular tube having a cavity 21 having substantially the same length as the common ground electrode 1 and made of glass epoxy. On four surfaces of the insulating base 2, measurement electrodes 31, 32 and 33 are provided on the front side, left side and right side. A correction electrode 4 is provided on the rear side. Further, the common ground electrode 1 and the insulating base 2 are fixed to a support plate above them (not shown).

【0019】これら4つの電極は,蒸着法により形成し
た銅膜である。各電極の上端には,ターミナルを有する
(例えば,測定電極32のターミナル325,補正電極
4のターミナル45)。測定電極31〜33及び補正電
極4は,図4の回路図に示すごとく,リード線37を介
して,それぞれ各対応する発振器531,532,53
3及び540に接続されている。共通アース電極1も,
各発振器に接続されている。各発振器は液位算出部50
0に接続されている。
These four electrodes are copper films formed by a vapor deposition method. The upper end of each electrode has a terminal (for example, the terminal 325 of the measurement electrode 32 and the terminal 45 of the correction electrode 4). As shown in the circuit diagram of FIG. 4, the measurement electrodes 31 to 33 and the correction electrode 4 are connected to the respective oscillators 531, 532, 53 via lead wires 37, respectively.
3 and 540. The common ground electrode 1
It is connected to each oscillator. Each oscillator is a liquid level calculation unit 50
Connected to 0.

【0020】上記絶縁基体2は,共通アース電極1の内
部に,懸垂された状態にあり,両者の間には,間隙11
が設けてある。間隙11内には,共通アース電極1の底
部より,燃料タンク内にある燃料65が自由に出入りす
る。そのため燃料タンク内の燃料量の変動に伴って液面
レベルが変動する。また,共通アース電極1及び絶縁基
体2はタンクの底面61に対して垂直に配置してある
(図3)。この配置は,必ずしも垂直である必要はな
く,共通アース電極1及び絶縁基体2が,タンクの底面
に対して一定の位置関係にあれば良く,傾斜して装着さ
れていても良い。
The insulating base 2 is suspended inside the common ground electrode 1, and a gap 11 is provided between the two.
Is provided. The fuel 65 in the fuel tank freely enters and leaves the gap 11 from the bottom of the common ground electrode 1. For this reason, the liquid level changes with the change in the amount of fuel in the fuel tank. Further, the common ground electrode 1 and the insulating base 2 are arranged perpendicular to the bottom surface 61 of the tank (FIG. 3). This arrangement is not necessarily required to be vertical, and it is sufficient that the common ground electrode 1 and the insulating base 2 have a fixed positional relationship with respect to the bottom surface of the tank, and may be inclined.

【0021】次に作用,効果につき説明する。まず,図
4において,測定電極31,32,33及び補正電極4
による,燃料65の液面レベルに応じた検出結果は,発
振器531〜533及び540の発振回路に入力され
る。そして,ここで,それぞれ液面レベル対応する周波
数が発振され,液位算出部500に入力される。液位算
出部500においては,上記各周波数に応じた発振周期
に基づき,真の液面レベルを算出し,これを表示する
(後述の図5)。
Next, the operation and effect will be described. First, in FIG. 4, the measurement electrodes 31, 32, 33 and the correction electrode 4
The detection result according to the liquid level of the fuel 65 is input to the oscillation circuits of the oscillators 531 to 533 and 540. Then, here, the frequencies corresponding to the liquid level are oscillated and input to the liquid level calculating section 500. The liquid level calculator 500 calculates a true liquid level based on the oscillation cycle corresponding to each of the above frequencies, and displays this (FIG. 5 described later).

【0022】次に,図4に示すごとく,自動車が水平位
置にあって,燃料タンク内の燃料65の液面60が燃料
タンクの底面61と平行(水平)にあるときには,測定
電極31,32,33,補正電極46と液面60とは垂
直関係にある。そのため,燃料65の液面レベルに基づ
く静電容量の検出値は測定電極31,32,33におい
て全て同じである。それ故,後述の傾斜時に関する説明
からも知られるように,液位算出部500においては,
燃料の種類に応じた誘電率に関して,補正電極4からの
信号による補正を行なえば,真の液面レベルを測定でき
る。
Next, as shown in FIG. 4, when the vehicle is in a horizontal position and the liquid surface 60 of the fuel 65 in the fuel tank is parallel (horizontal) to the bottom surface 61 of the fuel tank, the measuring electrodes 31 and 32 are used. , 33, the correction electrode 46 and the liquid level 60 are in a vertical relationship. Therefore, the detection values of the capacitance based on the liquid level of the fuel 65 are all the same in the measurement electrodes 31, 32, and 33. Therefore, as will be understood from the description regarding the tilting time described below, the liquid level calculating section 500 includes:
If the dielectric constant according to the type of fuel is corrected by a signal from the correction electrode 4, the true liquid level can be measured.

【0023】次に,自動車が傾斜して燃料タンクが傾斜
した場合における,真の液面レベルの測定につき図3〜
5により説明する。燃料タンクが傾斜した場合には,図
3に示すごとく,その底面61に対して,燃料の液面6
0が相対的に傾斜する。そのため,各測定電極31〜3
3,補正電極4における各位置の液面レベルが異なるこ
ととなる。
Next, the measurement of the true liquid level when the vehicle tilts and the fuel tank tilts will be described with reference to FIGS.
5 will be described. When the fuel tank is tilted, as shown in FIG.
0 is relatively inclined. Therefore, each of the measurement electrodes 31 to 3
3. The liquid level at each position in the correction electrode 4 is different.

【0024】ここでは,前後方向(測定電極31と補正
電極4)と共に,左右方向(測定電極32と33)にも
傾斜していることとする。また,前後方向の傾斜角度を
α,左右方向の傾斜角度をβとする。そして,各電極3
1〜33及び4は,図1,図2に示すごとく,互いに9
0度に位置し,センサー部の中心より全て同じ距離d’
にあるとする。また,前方,後方,左方,右方の実際に
検出できる各液面レベルは,各電極31〜33及び4と
共通アース電極1との各中間点である。そして,電極間
ギャップをGとすると,センサー部の中心より全て同じ
距離d=d’+(G/2)の位置において検出できる。
これらを図3に示すごとく,それぞれF,B,HL,H
Rとする。
In this case, it is assumed that the inclination is made in the left-right direction (measuring electrodes 32 and 33) as well as in the front-back direction (measuring electrode 31 and correction electrode 4). The angle of inclination in the front-rear direction is α, and the angle of inclination in the left-right direction is β. And each electrode 3
As shown in FIGS. 1 and 2, 9 to 33 and 4
It is located at 0 degree, and the same distance d 'from the center of the sensor part
Let's say The liquid levels that can be actually detected in the front, rear, left, and right directions are intermediate points between the electrodes 31 to 33 and 4 and the common ground electrode 1. When the gap between the electrodes is G, detection can be performed at the same distance d = d ′ + (G / 2) from the center of the sensor unit.
These are shown in FIG. 3 as F, B, HL, and H, respectively.
Let it be R.

【0025】ここに,前方及び左右両側の液面レベル
F,HL,HRは各測定電極31〜33により測定でき
るが,後方の液面レベルは補正電極の下端が測定電極よ
りも上方に位置させてあるため,直接に測定できない。
しかし,この後方位置の液面レベルは次のようにして求
めることができる。
Here, the liquid levels F, HL, and HR on the front and both left and right sides can be measured by the measuring electrodes 31 to 33, but the liquid level on the rear is such that the lower end of the correction electrode is located above the measuring electrode. Cannot be measured directly.
However, the liquid level at this rear position can be obtained as follows.

【0026】即ち,図3に示すごとく,まず,センサー
部の中心点における中心液面レベルCは,C=(HL+
HR)/2となり,一方補正電極位置における後部液面
レベルBは,B=C+〔C−F〕となる。そこでこの式
を展開すると,B=(HL+HR)/2+〔(HL+H
R)/2−F〕=HL+HR−Fとなる。このようにし
て,補正電極の液面レベルBが算出できる。
That is, as shown in FIG. 3, first, the center liquid level C at the center point of the sensor section is C = (HL +
HR) / 2, while the rear liquid level B at the correction electrode position is B = C + [CF]. Therefore, when this equation is expanded, B = (HL + HR) / 2 + [(HL + H
R) / 2-F] = HL + HR-F. Thus, the liquid level B of the correction electrode can be calculated.

【0027】次に,真の液面レベルの測定につき,図5
のフローチャートを用いて説明する。まずステップ(以
下略)101においては,上記のごとく,前側,左側及
び右側における測定電極31〜33,及び後側の補正電
極4により液面レベルに応じた静電容量が検出される。
そして,その検出結果が発振器531〜533,540
に入力され,各発振周期T1 〜T4 が測定され,液位算
出部500に入力される。これらは液面レベル及び液体
である燃料の誘電率に応じて変化する。
Next, the measurement of the true liquid level will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in step (hereinafter abbreviated) 101, as described above, the capacitance according to the liquid level is detected by the measurement electrodes 31 to 33 and 33 on the front side, the left side and the right side, and the correction electrode 4 on the rear side.
Then, the detection results are output to the oscillators 531 to 533 and 540.
The oscillation periods T 1 to T 4 are measured and input to the liquid level calculator 500. These vary depending on the liquid level and the dielectric constant of the liquid fuel.

【0028】次に,102においては,誘電率εが上記
発振周期T1 〜T4 に基づき,ε=〔(T2 +T3 −T
1 )−T4 〕/AΔLにより測定される。ここに,Aは
発振回路定数,ΔLは前記測定電極31〜34と補正電
極4における両者の下端の高さの差(図1,4)であ
る。次に,103においては,各液面レベルの推定を行
なう。即ち,各推定液面レベルL1 3 =〔(T1 3
−AL0 )/A(ε−1)〕+hにより算出する。ここ
に,L0 は測定電極の下端から上部ターミナルまでの全
長,hは測定電極の下端と燃料タンク底面61との間の
距離(図3)である。なお,このhの距離については,
測定電極の信号は変化しない。
Next, at 102, the dielectric constant ε is determined based on the oscillation periods T 1 to T 4 by ε = [(T 2 + T 3 −T
1 ) -T 4 ] / AΔL. Here, A is the oscillation circuit constant, and ΔL is the difference in height between the lower ends of the measurement electrodes 31 to 34 and the correction electrode 4 (FIGS. 1 and 4). Next, in step 103, each liquid level is estimated. That is, each estimated liquid level L 1 ~ 3 = [(T 1 ~ 3
−AL 0 ) / A (ε−1)] + h. Here, L 0 is the total length from the lower end of the measuring electrode to the upper terminal, the distance between the lower end and the fuel tank bottom 61 for h measuring electrode (FIG. 3). In addition, about this distance of h,
The signal of the measuring electrode does not change.

【0029】次に,104においては,燃料タンク傾斜
に対する液面レベルの補正を行ない,真の液面レベルを
算出する。即ち,まずセンサー部10の中心位置におけ
る液面レベルを上記のごとく算出する。次に,前後方向
の傾斜角度α,左右方向の傾斜角度βを次式により求め
る。各記号は,前記した。 α=tan-1{〔F−(HL+HR)/2〕/d} β=tan-1〔(HL−HR)/2d〕
Next, at 104, the liquid level is corrected for the fuel tank inclination to calculate the true liquid level. That is, first, the liquid level at the center position of the sensor unit 10 is calculated as described above. Next, the inclination angle α in the front-rear direction and the inclination angle β in the left-right direction are obtained by the following equations. Each symbol is as described above. α = tan −1 {[F− (HL + HR) / 2] / d} β = tan −1 [(HL−HR) / 2d]

【0030】その後,中心高さ及び各傾斜角度毎に,予
め準備した,マイコン内部のテーブルから補正値を求め
る。この補正値は,燃料タンクの形状,燃料タンク内に
おけるセンサー部の配置位置から定められたものであ
る。そして,上記中心高さから補正値を差し引き,水平
時における液面レベル,即ち真の液面レベルLを推定す
る。次に,105においては,自動車走行中における液
面の揺動による誤差を低減するため,例えば30秒間の
平均値を求め,真の液面レベルの平均化を行なう。10
6においては,真の液面レベルの表示を行なう。上記の
ステップ101〜106は繰り返される。
After that, a correction value is obtained from a table in the microcomputer prepared in advance for each of the center height and each inclination angle. This correction value is determined based on the shape of the fuel tank and the position of the sensor unit in the fuel tank. Then, the correction value is subtracted from the center height to estimate the liquid level in the horizontal state, that is, the true liquid level L. Next, at 105, in order to reduce the error due to the fluctuation of the liquid level while the vehicle is running, for example, an average value for 30 seconds is obtained, and the true liquid level is averaged. 10
In step 6, the display of the true liquid level is performed. The above steps 101 to 106 are repeated.

【0031】なお,上記誘電率の測定に当たっては,液
面レベルが同じであって,かつ下端の高さが異なる(前
記ΔL)2種類の電極を用いる必要がある。しかし,単
に2つの電極を横に並べたのみでは,燃料タンクの傾斜
により各電極における液面レベルが異なってしまい,正
確な誘電率が測定できない。本例は,上記のごとく,3
つの測定電極31〜33と補正電極4とからの信号によ
り,この点を解決しているのである。
In measuring the dielectric constant, it is necessary to use two types of electrodes having the same liquid level and different heights at the lower end (ΔL). However, if two electrodes are simply arranged side by side, the liquid level of each electrode differs due to the inclination of the fuel tank, and an accurate dielectric constant cannot be measured. In this example, as described above,
This point is solved by signals from the two measurement electrodes 31 to 33 and the correction electrode 4.

【0032】本例の液面レベル検出装置においては,セ
ンサー部10が長尺筒状の共通アース電極1とその中に
配置した絶縁基体2と,該絶縁基体2の四面に設けた測
定電極31〜33及び補正電極4とよりなる。そのた
め,センサー部10は1つの筒状組付体として構成で
き,前記従来例に比して,極めて小型化,軽量化でき
る。特に本例では,絶縁基体2も筒状体としたので一層
軽量化できる。
In the liquid level detecting device of this embodiment, the sensor unit 10 includes a long cylindrical common ground electrode 1, an insulating base 2 disposed therein, and measurement electrodes 31 provided on four surfaces of the insulating base 2. 33 and the correction electrode 4. Therefore, the sensor unit 10 can be configured as a single cylindrical assembly, and can be extremely reduced in size and weight as compared with the conventional example. In particular, in this embodiment, the insulating base 2 is also a cylindrical body, so that the weight can be further reduced.

【0033】また,小型,軽量のため,センサー部10
を燃料タンク内に容易に装着できる。また,3つの測定
電極31〜33により液面レベルを測定し,補正電極4
により誘電率補正をすることより,燃料タンクの傾斜時
においても,正確な液面レベルを測定することができ
る。
The sensor unit 10 is small and lightweight.
Can be easily installed in the fuel tank. The liquid level is measured by three measurement electrodes 31 to 33, and the correction electrode 4 is measured.
As a result, the liquid level can be accurately measured even when the fuel tank is tilted.

【0034】実施例2 本例は,図6に示すごとく,センサー部100を円筒状
の共通アース電極1と円筒状の絶縁基体20とにより構
成したものである。絶縁基体20には,90度の間隔を
置いて,実施例1と同様に,測定電極31,32,33
及び補正電極4が設けてある。その他は実施例1と同様
である。本例においても,実施例1と同様の効果を得る
ことができる。
Embodiment 2 In this embodiment, as shown in FIG. 6, the sensor section 100 is constituted by a cylindrical common ground electrode 1 and a cylindrical insulating base 20. As in the first embodiment, the measurement electrodes 31, 32, and 33 are provided on the insulating base 20 at intervals of 90 degrees.
And a correction electrode 4 are provided. Others are the same as the first embodiment. In this embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

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

【図1】実施例1におけるセンサー部の斜視図。FIG. 1 is a perspective view of a sensor unit according to a first embodiment.

【図2】図1のA−A矢視断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1;

【図3】実施例1における,燃料タンク傾斜時の液面レ
ベルの説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a liquid level when the fuel tank is tilted in the first embodiment.

【図4】実施例1における液面レベル検出装置の回路
図。
FIG. 4 is a circuit diagram of a liquid level detection device according to the first embodiment.

【図5】実施例1における液面レベル測定のフローチャ
ート。
FIG. 5 is a flowchart of liquid level measurement in the first embodiment.

【図6】実施例2におけるセンサー部の断面図。FIG. 6 is a sectional view of a sensor unit according to the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1...共通アース電極, 10,100...センサー部, 2,20...絶縁基体, 21...空洞, 31〜33...測定電極, 316,326,336,46...下端, 4...補正電極, 500...液位算出部, 531〜533,540...発振器, 61...燃料タンクの底面, 65...燃料, 1. . . Common earth electrode, 10,100. . . Sensor part, 2, 20. . . Insulating base, 21. . . Hollow, 31-33. . . Measuring electrode, 316, 326, 336, 46. . . Lower end, 4. . . Correction electrode, 500. . . Liquid level calculator, 531 to 533, 540. . . Oscillator, 61. . . Bottom of fuel tank, 65. . . fuel,

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01F 23/26 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01F 23/26

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 静電容量によりタンク中の液体の液面レ
ベルを検出するためのセンサー部と,該センサー部に発
振器を介して接続した液位算出部とよりなる静電容量式
液面レベル検出装置において,上記センサー部は,長尺
筒状の共通アース電極と,該共通アース電極の内部に配
設した長尺状の絶縁基体と,該絶縁基体上において互い
に90度をなす位置に設けた3つの測定電極及び補正電
極とを有し,上記3つの測定電極は,その下端が全て同
じ高さに配置されており,一方補正電極はその下端が上
記測定電極の下端よりも上方に位置していることを特徴
とする液面レベル検出装置。
1. An electrostatic capacitance type liquid level comprising a sensor unit for detecting the liquid level of a liquid in a tank based on capacitance and a liquid level calculating unit connected to the sensor unit via an oscillator. In the detection device, the sensor section is provided with a long cylindrical common ground electrode, a long insulating base provided inside the common ground electrode, and a position at 90 degrees to each other on the insulating base. Three measurement electrodes and a correction electrode, the three measurement electrodes having their lower ends all arranged at the same height, while the correction electrode has its lower end positioned above the lower end of the measurement electrode. A liquid level detection device, comprising:
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