JP3197515U - Liquid level sensor - Google Patents
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Abstract
【課題】液体の性状変化や温度変化に影響されず液面レベルを極めて正確に検出することが可能な液面レベルセンサを提供する。【解決手段】液面の変位方向に沿って一対の電極基板10、20を平行に設置する。一方の電極基板10に計測用の電極11Aをプリント配線して計測用電極層11とし、他方の電極基板20に励起信号用の電極21Aをプリント配線して励起用電極層21とする。計測用電極層と励起用電極層とが相対向してセンシング面Fを構成する。各電極11A、21Aを、夫々電極基板の長手方向に沿って分割し、分割した各電極がそれぞれ相対向するように配置して各電極基板間の静電容量変化によって液面レベルを検知する。【選択図】図4A liquid level sensor capable of detecting a liquid level extremely accurately without being affected by changes in liquid properties or temperature. A pair of electrode substrates 10 and 20 are installed in parallel along a displacement direction of a liquid surface. A measurement electrode 11A is printed on one electrode substrate 10 to form a measurement electrode layer 11, and an excitation signal electrode 21A is printed on the other electrode substrate 20 to form an excitation electrode layer 21. The measurement electrode layer and the excitation electrode layer face each other to form the sensing surface F. Each of the electrodes 11A and 21A is divided along the longitudinal direction of the electrode substrate, and the divided electrodes are arranged so as to face each other, and the liquid level is detected by a change in capacitance between the electrode substrates. [Selection] Figure 4
Description
本考案は、エンジンオイル等の液面レベルを検出する静電容量式の液面レベルセンサに関する。 The present invention relates to a capacitive liquid level sensor that detects a liquid level of engine oil or the like.
当出願人は、先に特許文献1に記載の静電容量式センサを提案している。このセンサは同軸ケーブルからなる液面センサで、特に、センサ間の静電容量が位相のずれ等によって生じる外部からの誤動作を防止するために導電層を2重構造とし、その層間に絶縁層を介在させたものである。 The present applicant has previously proposed a capacitive sensor described in Patent Document 1. This sensor is a liquid level sensor consisting of a coaxial cable. In particular, in order to prevent malfunctions from the outside where the capacitance between the sensors is caused by a phase shift or the like, the conductive layer has a double structure, and an insulating layer is provided between the layers. Intervened.
すなわち、外側電極の内側に位置する導電層に、中心導体と同相の検出信号を印加し、センサの外部に設けた検出回路にて位相のずれを検出することにより、誤動作の発生を防止するものである。 That is, a detection signal having the same phase as that of the central conductor is applied to the conductive layer located inside the outer electrode, and a phase shift is detected by a detection circuit provided outside the sensor, thereby preventing a malfunction. It is.
一方、特許文献2に記載されている静電容量式の液面レベルセンサでは、液面の変位方向に延在し且つ所定の間隔をおいて対向配置された第1電極対と、液面の変位方向に延在し且つ所定の間隔をおいて第1電極対に対向配置された第2電極対とを備えた構成が記載されている。 On the other hand, in the capacitance-type liquid level sensor described in Patent Document 2, a first electrode pair that extends in the displacement direction of the liquid surface and that is opposed to each other at a predetermined interval, A configuration including a second electrode pair extending in the displacement direction and arranged to face the first electrode pair at a predetermined interval is described.
このセンサによると、第1電極対と前記第2電極対とは、同一の構造を有し、互いの気中の静電容量及び液面の変位に対する静電容量の変化率が共に等しく、且つ、第1電極対と第2電極対とは、液面の変位方向に沿って位置ずれした状態で互いに並行に配置することで、液体の誘電率によらず液面レベルを正確に検出できるというものである。 According to this sensor, the first electrode pair and the second electrode pair have the same structure, and both the capacitance in the air and the rate of change of the capacitance with respect to the displacement of the liquid level are both equal, and The first electrode pair and the second electrode pair can be accurately detected regardless of the dielectric constant of the liquid by arranging the first electrode pair and the second electrode pair in parallel with each other while being displaced in the displacement direction of the liquid surface. Is.
特許文献1に記載のセンサによると、位相のずれ等から発生する誤動作を防止することは可能になっているが、液体の誘電率が温度等によって変化すると液位の検出誤差が大きくなる不都合があった。特に、液体内と空気層との性状によっても温度が異なるので、温度や性状の変化による誘電率の誤差を正確に補正することは困難であった。 According to the sensor described in Patent Document 1, it is possible to prevent a malfunction that occurs due to a phase shift or the like, but there is a disadvantage that a liquid level detection error increases when the dielectric constant of the liquid changes with temperature or the like. there were. In particular, since the temperature differs depending on the properties of the liquid and the air layer, it has been difficult to accurately correct the dielectric constant error due to changes in temperature and properties.
一方、特許文献2に記載されているセンサは、液面の変位方向に延在する長尺な電極を使用するので、振動や熱による電極間の間隔変化や誘電率変化の誤差の影響を受ける虞がある。すなわち、長尺な電極は温度変化によって膨張や収縮の差が大きくなる。そのため、並行に配置した電極間の距離が変化したり、長手端部に撓みが生じたりするので、この電極間の距離の変化が正確な測定を妨げる虞があった。しかも、このセンサにおいても、液体の性状変化や温度変化による誘電率を正確に補正することは困難であるから、温度変化により誤差が大きくなる不都合もある。 On the other hand, the sensor described in Patent Document 2 uses a long electrode extending in the direction of displacement of the liquid level, and therefore is affected by an error in the change in the distance between the electrodes and the change in the dielectric constant due to vibration and heat. There is a fear. That is, the difference between expansion and contraction of a long electrode increases with temperature. For this reason, the distance between the electrodes arranged in parallel changes, or the longitudinal end portion bends, so that the change in the distance between the electrodes may hinder accurate measurement. Moreover, in this sensor, it is difficult to accurately correct the dielectric constant due to a change in liquid properties or a change in temperature.
そこで本考案は上述の課題を解決すべく創出されたもので、液体の性状変化や温度変化に影響されず液面レベルを極めて正確に検出することが可能な液面レベルセンサの提供を目的とするものである。 Therefore, the present invention was created to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a liquid level sensor that can detect the liquid level extremely accurately without being affected by changes in liquid properties or temperature. To do.
上述の目的を達成すべく本考案における第1の手段は、液面の変位方向に沿って配される一対の電極基板10、20が平行に設置され、一方の電極基板10に計測用の電極11Aがプリント配線された計測用電極層11と、
他方の電極基板20に励起信号用の電極21Aがプリント配線された励起用電極層21とが相対向する一対のセンシング面Fが構成され、各電極基板10、20間の静電容量変化によって液面レベルを検知する液面レベルセンサであって、
各センシング面Fの各電極11A、21Aは、夫々電極基板10、20の長手方向に沿って分割され、液面に最も近い電極11A、21Aによって液面レベルを検知するように構成したことにある。
In order to achieve the above object, a first means in the present invention is that a pair of
A pair of sensing surfaces F are formed opposite to the
The
第2の手段において、前記各センシング面Fの各電極11A、21Aは、分割された計測用の各電極11Aと、励起信号用の各電極21Aとがセンシング面Fで相対向するように配置され、該センシング面F間の液体の静電容量にて液面レベルを検出するように構成している。
In the second means, the
第3の手段は、前記各電極基板10、20において、相対向する前記各センシング面Fの反対側に、ガード信号を発信する導電材12A、22Aを備えたガード信号層12、22を複数層重合し、ガード信号層12、22の導電材12A、22Aに、計測用の各電極11Aと同相の信号を印加し、センサの外部に設けた検出回路にて位相のずれを検出するように構成したものである。
A third means includes a plurality of
第4の手段は、前記センシング面Fにおいて、前記電極基板10、20の長手両端部近傍に夫々一対の基準用の電極11B、21Bを設置し、該基準用の電極11B、21Bにて液体内と空気層との静電容量の変化を補正するように構成している。
The fourth means is that a pair of reference electrodes 11B and 21B are installed in the vicinity of both longitudinal end portions of the
本考案の請求項1に記載のごとく、各センシング面Fの各電極11A、21Aは、夫々電極基板10、20の長手方向に沿って分割され、液面に最も近い電極によって液面レベルを検知するように構成したことで、従来の長尺な電極のように、液体内の深部まで検知することで生じる誤差はなくなり、極めて正確に液面レベルを検知することが可能になった。
As described in claim 1 of the present invention, the
請求項2のように、各センシング面Fの各電極11A、21Aは、分割された計測用の各電極11Aと、励起信号用の各電極21Aとがセンシング面Fで相対向するように配置され、該センシング面F間の液体の静電容量にて液面レベルを検出するように構成しているので、電極が熱膨張すると電極上下の長さが変化することになり、分割された計測用の各電極11A相互の間隔や、励起信号用の各電極21A相互の間隔が変化するだけで、センシング面F相互の間隔を一定に保つことができる。
As in claim 2, the electrodes 11 </ b> A and 21 </ b> A on each sensing surface F are arranged so that the divided measurement electrodes 11 </ b> A and the
しかも、電極の長さが上下に変化しても、対向する電極が同じ材質なので同様に上下に変化するため、電極間相互の誤差も少なくなる。したがって、各電極を長尺な電極で構成したセンサのように、電極全体が熱膨張して電極間の距離の変化が大きくなったり、長手端部に撓みが生じたりするといった不都合は解消し、振動等の変化にも対応した測定ができるので、常に安定した計測が可能になった。更に、各センシング面Fに付着する液体の表面張力による誤差も少なくすることができる。 Moreover, even if the length of the electrode changes up and down, since the opposing electrodes are made of the same material, it also changes up and down in the same manner, so that there is less error between the electrodes. Therefore, as in the case of a sensor in which each electrode is constituted by a long electrode, the inconvenience that the entire electrode is thermally expanded and the change in the distance between the electrodes becomes large or the longitudinal end portion is bent is eliminated. Measurements can be made in response to changes in vibration, etc., so stable measurement is always possible. Furthermore, errors due to the surface tension of the liquid adhering to each sensing surface F can be reduced.
請求項3のように、各電極基板10、20は、相対向する各センシング面Fの反対側に、ガード信号を発信する導電材12A、22Aを備えたガード信号層12、22を複数層重合し、ガード信号層12、22の導電材12A、22Aに、計測用の各電極11Aと同相の信号を印加し、センサの外部に設けた検出回路にて位相のずれを検出するように構成したことで、外部からのノイズの影響を軽減し、センサ間の誤動作を防止し、より正確な測定ができる。また、各電極をプリント配線することで、コンパクトな構成にすることができる。
As in claim 3, each
請求項4のごとく、センシング面Fにおいて、電極基板10、20の長手両端部近傍に夫々一対の基準用の電極11B、21Bを設置し、該基準用の電極11B、21Bにて液体内と空気層との静電容量の変化を補正するように構成したことによって、オイルの内部と外部との性状変化や温度変化に影響を受けずに正確な液面レベルを測定することができる。
As in claim 4, on the sensing surface F, a pair of reference electrodes 11B and 21B are provided in the vicinity of both longitudinal end portions of the
すなわち、オイル等の誘電率の変化を空気側の基準用の電極11B、21Bと、オイル内部の基準用電極11B、21Bとの差動で検出し、該電極11B、21Bから得られる計測値を誘電率の変化比率で補正することで、オイルの内部と外部との性状変化や温度変化に対応して正確な液面レベルを測定することができるものである。 That is, a change in the dielectric constant of oil or the like is detected by differential between the reference electrodes 11B and 21B on the air side and the reference electrodes 11B and 21B inside the oil, and the measurement values obtained from the electrodes 11B and 21B are obtained. By correcting with the change rate of the dielectric constant, it is possible to measure an accurate liquid level corresponding to the change in the properties and temperature between the inside and outside of the oil.
このように本考案によると、液体の性状変化や温度変化に影響されず液面レベルを極めて正確に検出することが可能になるなどといった当初の目的を達成した。 As described above, according to the present invention, the initial purpose such as being able to detect the liquid level extremely accurately without being affected by the change in the properties of the liquid and the change in temperature has been achieved.
本考案は、輸送機器、発電機などのエンジン内部等に設置されるもので、オイル等の液面レベルを検出する静電容量式の液面レベルセンサである。 The present invention is a capacitance level sensor that is installed inside an engine of a transport device, a generator or the like and detects a level of oil or the like.
本考案の基本構成は、液面の変位方向に沿って配される一対の電極基板10、20が平行に設置されたものである(図1、2参照)。そして、各電極基板10、20間の静電容量変化によって液面レベルを検知する。
The basic configuration of the present invention is that a pair of
一方の電極基板10に、計測用の電極11Aをプリント配線して計測用電極層11を構成する(図3参照)。また、他方の電極基板20に、この計測用の電極11Aに対応する励起信号を発信する電極21Aをプリント配線して励起用電極層21を構成している(図4参照)。いずれの電極基板10、20も同形状、同サイズで、各電極のサイズや位置も一致するように構成している。
A measurement electrode layer 11 is configured by printing and wiring a measurement electrode 11A on one electrode substrate 10 (see FIG. 3). Further, an
更に、これらの計測用電極層11と励起用電極層21は、電極基板10、20の相対向する面に配置されており、相対向するセンシング面Fを構成している。そして、このセンシング面F間の静電容量変化によって液面レベルを検知する。
Furthermore, the measurement electrode layer 11 and the
各センシング面Fの各電極11A、21Aは、夫々電極基板10、20の長手方向に沿って分割されている。図示例では各3個の電極11A、21Aを配置しているが、電極11A、21Aの数やサイズ、間隔等は任意に設定することができる。このように分割された計測用の各電極11Aや励起信号用の各電極21Aは、センシング面Fで相対向するように配置されている(図4参照)。
The
計測用の各電極11Aは、それぞれのサイズの範囲で液面のレベルを測定すると共に、隣接する電極11Aの測定値と連携することで、計算液位を算出する。すなわち、短尺の計測用の電極11Aの満水及び渇水と、隣接する上下の電極11Aの満水及び渇水を判断し、これらを連結することで高精度の測定をするものである。この際、分割数を増やすことにより、より高精度な測定が可能になる。 Each electrode 11A for measurement measures the liquid level in the range of each size, and calculates the calculated liquid level by cooperating with the measurement value of the adjacent electrode 11A. That is, the measurement is performed with high accuracy by determining whether the short measurement electrode 11A is full or drought and the adjacent upper and lower electrodes 11A are full or drought, and connecting them. At this time, measurement with higher accuracy is possible by increasing the number of divisions.
各電極基板10、20のセンシング面Fの裏側には、それぞれ複数層のガード信号層12、22を重合している(図4参照)。このガード信号層12、22は、絶縁層12Bにガード信号を発信する導電材12A、22Aをプリント配線したもので、この導電材12A、22Aに、計測用の各電極11Aと同相の検出信号を印加し、センサの外部に設けた検出回路にて位相のずれを検出することで、センサ間の誤動作を防止する。
A plurality of guard signal layers 12 and 22 are superposed on the back side of the sensing surface F of each
このとき、計測用電極層11を設けた電極基板10のガード信号層12の一部を励起信号用として使用することが可能である。また、励起用電極層21を設けた電極基板20のガード信号層22の一部を励起信号用又はアース電極(GND)用として使用することも可能である。導線13、23は、計測用の電極11Aや励起信号用の電極21Aの信号を送受信するもので、導電材12A、22Aに接触しないように励起用電極層21を貫通してセンシング面Fの計測用電極層11や励起用電極層21に通電している(図6参照)。
At this time, it is possible to use a part of the
一方、各センシング面Fにおいて、電極基板10、20の長手両端部近傍に夫々一対の基準用の電極11B、21Bを設置している(図4参照)。これら基準用の電極11B、21Bは、センシング面Fで相対向するように設置している。そして、電極11B、21Bの一方をオイルの内部に浸漬し、他方をオイルの外に位置するように電極基板10、20を設置する。そして、オイルの内部に浸漬した基準用の電極11B、21Bでオイル等の誘電率の変化を計測し、オイルの外に配置した基準用の電極11B、21Bで液位より上の空気層の誘電率の変化を計測する。そして、これらの計測値を変化比率で補正することにより、オイル等の性状変化や温度変化に対応した誘電率から正確な液面レベルを測定する。
On the other hand, on each sensing surface F, a pair of reference electrodes 11B and 21B are installed in the vicinity of both longitudinal ends of the
次に、本考案のセンサで測定した場合と、従来のセンサで測定した場合の試験結果を示す。この試験は、エンジンオイルの液面を0mmから70mmまで変化させ、その実液位と各センサにて測定した計算液位とを表示すると共に、その誤差を示したものである。
尚、本考案において、図示の構成に限定されるものではなく、本考案の要旨を変更しない範囲での設計変更は自由に行える。また、本考案の使用例も限定されるものではない。 It should be noted that the present invention is not limited to the illustrated configuration, and the design can be freely changed without changing the gist of the present invention. Moreover, the usage example of this invention is not limited.
10 電極基板
11 計測用電極層
11A 電極
11B 電極
12 ガード信号層
12A 導電材
12B 絶縁層
13 導線
20 電極基板
21 励起用電極層
21A 電極
21B 電極
22 ガード信号層
22A 導電材
22B 導電材
23 導線
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110036262A (en) * | 2016-12-05 | 2019-07-19 | 卓越有限公司 | Fill level position sensor |
CN112654844A (en) * | 2018-07-13 | 2021-04-13 | 帝肯贸易股份公司 | Device and method for controlling an optical recognition unit by means of capacitive filling level measurement in a liquid container |
JP7368265B2 (en) | 2020-02-19 | 2023-10-24 | 日本ピラー工業株式会社 | liquid sensor |
JP7496227B2 (en) | 2020-03-31 | 2024-06-06 | 大和ハウス工業株式会社 | Waste treatment equipment |
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2015
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110036262A (en) * | 2016-12-05 | 2019-07-19 | 卓越有限公司 | Fill level position sensor |
US11022474B2 (en) | 2016-12-05 | 2021-06-01 | Prominent Gmbh | Fill level sensor |
CN112654844A (en) * | 2018-07-13 | 2021-04-13 | 帝肯贸易股份公司 | Device and method for controlling an optical recognition unit by means of capacitive filling level measurement in a liquid container |
JP7368265B2 (en) | 2020-02-19 | 2023-10-24 | 日本ピラー工業株式会社 | liquid sensor |
JP7496227B2 (en) | 2020-03-31 | 2024-06-06 | 大和ハウス工業株式会社 | Waste treatment equipment |
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