JP3420635B2 - Liquid detector - Google Patents

Liquid detector

Info

Publication number
JP3420635B2
JP3420635B2 JP07697094A JP7697094A JP3420635B2 JP 3420635 B2 JP3420635 B2 JP 3420635B2 JP 07697094 A JP07697094 A JP 07697094A JP 7697094 A JP7697094 A JP 7697094A JP 3420635 B2 JP3420635 B2 JP 3420635B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
pipe
probe
conductor
capacitance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP07697094A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH07280624A (en
Inventor
俊彦 丸尾
Original Assignee
レイク電子株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by レイク電子株式会社 filed Critical レイク電子株式会社
Priority to JP07697094A priority Critical patent/JP3420635B2/en
Publication of JPH07280624A publication Critical patent/JPH07280624A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3420635B2 publication Critical patent/JP3420635B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (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】この発明は、各種液体の貯蔵、運
搬、供給を行う制御装置等に用いられる、パイプやチュ
ーブ内の液体の存在あるいは通過を検出する液体検出装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid detection device for detecting the presence or passage of a liquid in a pipe or tube, which is used in a control device for storing, transporting and supplying various liquids.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の液体検出装置の1つとして、パイ
プの1部分に「窓」を設けたり、パイプを透明な材質と
し、外部からパイプ内の液体の有無を直接視認できる構
造としたもの、あるいはパイプ内部にフロートを挿入
し、液面に浮かぶフロートを視認するものがある。
2. Description of the Related Art As one of conventional liquid detecting devices, a "window" is provided in one part of the pipe, or the pipe is made of a transparent material so that the presence or absence of liquid in the pipe can be directly visually recognized from the outside. Alternatively, there is one in which a float is inserted inside a pipe to visually recognize the float floating on the liquid surface.

【0003】また、第2の例として、パイプ中に電極を
挿入し、液体が電極に接触することによって、導通の有
無を知るものがある。また、第3の例として、パイプの
外側に発光素子と受光素子を配置し、両素子間に形成さ
れる光ビーム軸をパイプ中に通過させ、液体の有無によ
る受光エネルギーの差異を検出するようにしたものがあ
る。
As a second example, there is a method in which an electrode is inserted into a pipe and liquid is brought into contact with the electrode to detect the presence or absence of conduction. Further, as a third example, a light emitting element and a light receiving element are arranged outside the pipe, and a light beam axis formed between the two elements is passed through the pipe to detect a difference in received light energy depending on the presence or absence of liquid. There is something I did.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の液体検
出装置の第1の例では、いずれも視認するための専任の
管理者や保守担当者を必要とし、装置やシステムの自動
化に適合しない。また、第2の例では、検出対象となる
液体が導電性の良好な物質に限定されること、またわず
かであるが電流が導通するための発火性の物質(エネル
ギー・化学薬品)には適用できなかったり、さらに電極
が被検出対象物と接触するため電極の材質が限定された
り、被検出対象物の物性上での影響に対する不安(食品
・薬品・化学)があり、適用できる範囲が限定された。
The above-described first example of the conventional liquid detecting device requires a dedicated manager or maintenance person for visual recognition, and is not suitable for automation of the device or system. In addition, in the second example, the liquid to be detected is limited to a substance having good conductivity, and is applied to a ignitable substance (energy / chemical agent) for conducting an electric current, though it is small. It is not possible, and because the electrode comes into contact with the object to be detected, the material of the electrode is limited, and there is concern about the influence on the physical properties of the object to be detected (food, chemicals, chemistry), so the applicable range is limited. Was done.

【0005】第3の例のものには、光透過方式、光反射
方式の2種類がある。前者では、液体によって光ビーム
が遮断されることによって受光エネルギーが低下するこ
と、また後者では、液体による反射、屈折現象による光
エネルギーを受光することによって液体の有無を検出す
る。この例のものでは、光の透過性、直進性や反射、屈
折効果を利用しているため、パイプの材質が透明である
こと(透過性の良好な材質)や液体の種類による透過、
反射、屈折効果が異なるため、光ビーム軸の構成や設定
をシビアに行う(最適設定条件)ことが要求される。
The third example is of two types, a light transmission system and a light reflection system. In the former case, the light beam is blocked by the liquid to reduce the received light energy, and in the latter case, the presence or absence of the liquid is detected by receiving the light energy due to the reflection and refraction phenomenon of the liquid. In this example, since the transparency, straightness, reflection, and refraction effect of light are used, the material of the pipe is transparent (material with good transparency) and the transmission depending on the type of liquid,
Since the reflection and refraction effects are different, it is required to strictly configure and set the light beam axis (optimum setting condition).

【0006】この発明は、上記問題点に着目してなされ
たものであり、次の点を目的としている。 従来方式の欠点や不都合を解決し、省力化、自動化シ
ステムに最適な液体検出装置を実現することにある。 従来の液体検出装置が比較的大型のパイプ(φ20以
上)であり、小径のパイプ(φ10以下)やチューブに
適用が困難であるのに対し、本発明では、より小径のパ
イプ、チューブ(φ3〜φ6)の液体検出(洗浄機・自
販機・医療機器)にも適用できる液体検出装置を提供す
ることにある。
The present invention has been made in view of the above problems and has the following objects. It is to solve the drawbacks and inconveniences of the conventional method, and to realize a labor-saving and optimal liquid detection device for an automated system. While the conventional liquid detection device is a relatively large pipe (φ20 or more) and is difficult to apply to a small diameter pipe (φ10 or less) or a tube, in the present invention, a smaller diameter pipe or tube (φ3 to It is to provide a liquid detection device that can be applied to liquid detection of φ6) (washing machine, vending machine, medical device).

【0007】従来方式では検出対象物となる液体の種
類が限定されたり、検出器の設定条件に制約があった。
本発明は、全ての液体において適用可能とすること、ま
た検出器の設定において、シビアな調整を必要とせず、
取付け、保守が容易な液体検出装置を実現することにあ
る。 他の目的は、液体検出装置において、センサヘッド部
とアンプ部(コントローラ)を1〜2m以上分離延長で
きる性能を実現することにある。
In the conventional method, the type of liquid to be detected is limited, and the setting conditions of the detector are limited.
The present invention is applicable to all liquids, and does not require severe adjustment in the setting of the detector,
It is to realize a liquid detection device that is easy to install and maintain. Another object of the present invention is to realize a performance of separating and extending the sensor head part and the amplifier part (controller) by 1 to 2 m or more in the liquid detection device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段及び作用】この発明の液体
検出装置は、被検出パイプに、外径の異なる同心状の円
筒形導体を2個配置し、内側の円筒形導体を検出プロー
ブとし、外側の円筒形導体をシールドプローブとし、前
記検出プローブの静電容量変化検出により、被検出パイ
プ内の液体を検出するようにしている。
According to the liquid detecting device of the present invention, two concentric cylindrical conductors having different outer diameters are arranged in a pipe to be detected, and the inner cylindrical conductor is used as a detection probe. The outer cylindrical conductor is used as a shield probe, and the liquid in the pipe to be detected is detected by detecting the capacitance change of the detection probe.

【0009】[0009]

【実施例】以下、実施例により、この発明をさらに詳細
に説明する。図1は実施例液体検出装置の適用例を、図
2は同装置のブロック図を、図3、図4はセンサヘッド
の構成を示している。この実施例装置は、検出対象物
(液体)の通過するパイプまたはチューブ1に付設する
センサヘッド部10、信号処理回路からなるアンプ部2
0の両者で構成し、その間は専用の延長コード(同軸コ
ード)30によって接続される。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. FIG. 1 shows an application example of the liquid detection apparatus of the embodiment, FIG. 2 is a block diagram of the apparatus, and FIGS. 3 and 4 show the structure of a sensor head. The apparatus of this embodiment includes a sensor head unit 10 attached to a pipe or tube 1 through which an object to be detected (liquid) passes, and an amplifier unit 2 including a signal processing circuit.
0, both of which are connected by a dedicated extension cord (coaxial cord) 30 between them.

【0010】センサヘッド部10は検出プローブ11、
及びシールドプローブ12の両者で構成され、検出プロ
ーブ11は同軸コードの中心導体と、またシールドプロ
ーブ12は同軸コードの外周シールド導体と接続され
る。アンプ部20は、センサヘッド部をドライブするオ
シレータ21、及びオシレータからの出力信号を処理す
るT/Vコンバータ22、コンパレータ23、出力回路
24から構成される。
The sensor head 10 includes a detection probe 11,
The detection probe 11 is connected to the central conductor of the coaxial cord, and the shield probe 12 is connected to the outer peripheral shield conductor of the coaxial cord. The amplifier unit 20 includes an oscillator 21 that drives the sensor head unit, a T / V converter 22 that processes an output signal from the oscillator, a comparator 23, and an output circuit 24.

【0011】センサヘッド部10は同心円状の外径の異
なる円筒導体2ケ11、12から構成し、内側の外径の
小さい円筒導体を検出プローブ11、外側の外径の大き
い円筒導体をシールドプローブ12として機能させる。
この両円筒導体11、12は同心状に配置し、検出プロ
ーブ11の内部に検出対象物となる液体の通るパイプ1
やチューブが貫通する構成とし、各プローブの外径は適
用するパイプに対応して設定される。
The sensor head portion 10 is composed of two concentric cylindrical conductors 11 and 12 having different outer diameters. The inner cylindrical conductor having a small outer diameter is a detection probe 11, and the outer cylindrical conductor having a large outer diameter is a shield probe. Function as 12.
The two cylindrical conductors 11 and 12 are arranged concentrically, and the pipe 1 through which the liquid to be detected passes through inside the detection probe 11.
And the tube penetrates, and the outer diameter of each probe is set according to the pipe to which it is applied.

【0012】シールドプローブ12の円筒長さL1 は、
検出プローブ11の円筒長さL2 に対し大きく設定し、
検出プローブ11と大地間で電位結合が生じないよう、
その遮蔽効果を実現している(L1 /L2 ≧1.5)。
オシレータ21の構成及びその動作説明図を図5に示
す。本回路は、広帯域アンプ211、フィルタ212及
びバッファアンプ213から構成し、広帯域アンプ21
1には帰還抵抗Rf 及び位相補償容量Cp を配したCR
発振回路としている。 バッファアンプ213は、その
利得を1とし、同軸コード30の外周シールド導体31
に対し平衡電圧を供給する励振アンプとしている。この
平衡電圧によって外周シールド導体31と中心導体32
とは同位相、同振幅にてドライブされることになり、両
導体間の電位差を理想上においてゼロとしている(平衡
状態)。 また、外周シールド導体31と0V間にはツ
ェナダイオードZDが接続され(検出プローブ−シール
ドプローブ)を介して侵入するパルス性ノイズに対し、
オシレータ回路側の保護効果を持たせている。検出プロ
ーブ11とシールドプローブ12間に形成される浮遊容
量Ck は同軸コード30の中心導体32及び、外周シー
ルド導体31と共通しているため、同軸コード30と同
様に電位が平衡状態にあるため、その容量Ck は形成さ
れない(Ck =CL ≒0)また、検出プローブ11と大
地間(グランド)とは、シールドプローブ12によっ
て、ほぼ完全な遮蔽がされているため、その容量成分は
形成されない。従って、CR発振回路の発振周期T
x は、ほぼ次式で示すことができる。
The cylindrical length L 1 of the shield probe 12 is
It is set to be large with respect to the cylindrical length L 2 of the detection probe 11,
To prevent potential coupling between the detection probe 11 and the ground,
The shielding effect is realized (L 1 / L 2 ≧ 1.5).
FIG. 5 shows the configuration of the oscillator 21 and its operation explanatory diagram. This circuit is composed of a wide band amplifier 211, a filter 212 and a buffer amplifier 213.
1 is a CR in which a feedback resistor R f and a phase compensation capacitance C p are arranged.
It is used as an oscillator circuit. The buffer amplifier 213 sets the gain to 1 and sets the outer circumference shield conductor 31 of the coaxial cord 30.
Is an excitation amplifier that supplies a balanced voltage to Due to this balanced voltage, the outer peripheral shield conductor 31 and the central conductor 32
And are driven with the same phase and the same amplitude, and the potential difference between both conductors is ideally zero (equilibrium state). Further, a Zener diode ZD is connected between the outer peripheral shield conductor 31 and 0V, and with respect to pulse noise that enters through (detection probe-shield probe),
It has a protective effect on the oscillator circuit side. Since the stray capacitance C k formed between the detection probe 11 and the shield probe 12 is common to the central conductor 32 and the outer peripheral shield conductor 31 of the coaxial cord 30, the potential is in a balanced state like the coaxial cord 30. , Its capacitance C k is not formed (C k = C L ≈0). Further, the detection probe 11 and the ground (ground) are almost completely shielded by the shield probe 12, so that the capacitance component is Not formed. Therefore, the oscillation cycle T of the CR oscillator circuit
x can be expressed by the following equation.

【0013】Tx ≒Rf (Cx //Cp ) ここで、Cx =Cs1//(Cs2+Ck ) ≒Cs1//Cs2 (CG1,2≫Cs1, s2) Cs1:プローブ11−パイプ1間で形成される容量。 Cs2:パイプ1中に液体2がある場合のパイプ1−液体
2間で形成される容量。
[0013] T x ≒ R f (C x // C p) where, C x = C s1 // ( C s2 + C k) ≒ C s1 // C s2 (C G1,2 »C s1, C s2 ) C s1 : capacitance formed between the probe 11 and the pipe 1. C s2 : Capacity formed between the pipe 1 and the liquid 2 when the liquid 2 is in the pipe 1.

【0014】CG1:(液体−大地)間で形成される容
量。 ここで、パイプ1内の液体の有無による周期は(検出プ
ローブ−パイプ−液体)で形成される各容量成分Cs1
s2、CG1の合成によって定まるCx によって変化す
る。今、液体の有無による容量変化分をΔCx とすれ
ば、周期変化ΔTxは ΔTx =Tx −Tx ’ =K・Rf {(Cx //Cp )−(Cx ’//Cp )} =K・Rf (Cx −Cx ’) =K・Rf ・ΔCx (K:比例
定数) 即ち、液体の有無による容量変化ΔCx に比例した周期
変化が得られる。
C G1 : The capacity formed between (liquid-ground). Here, the cycle depending on the presence / absence of liquid in the pipe 1 is each capacitive component C s1 formed by (detection probe-pipe-liquid),
It varies depending on C x determined by the combination of C s2 and C G1 . Assuming that the capacitance change due to the presence or absence of liquid is ΔC x , the periodic change ΔT x is ΔT x = T x −T x '= K · R f {(C x // C p ) − (C x ' / / C p)} = K · R f (C x -C x ') = K · R f · ΔC x (K: proportional constant) that is, the cycle changes in proportion to the capacitance change [Delta] C x due to the presence or absence of liquid is obtained .

【0015】検出プローブ11で検出される容量C
x は、パイプ1によって形成される容量成分Cs1、及び
液体の存在によって形成される容量成分Cs2が支配す
る。液体−大地間で形成されるCG1は、Cs2に対し直列
に加算され、その容量値も大きくC G1≫Cs2となること
から、検出プローブ11からみた時近似的にCs2+CG1
≒C s2となる。
The capacitance C detected by the detection probe 11
xIs the capacitive component C formed by the pipe 1.s1,as well as
Capacitance component C formed by the presence of liquids2Is dominated by
It C formed between liquid and groundG1Is Cs2To serial
And the capacitance value is also large C G1≫ Cs2To be
Therefore, when viewed from the detection probe 11, C is approximatelys2+ CG1
≈ C s2Becomes

【0016】一方、検出プローブ11とパイプ1間の容
量Cs1と、パイプ1と液体2間の容量Cs2は、並列に加
算され、検出プローブ11からみた付加容量Cx は、C
x =Cs1//Cs2となる。ここで、液体2によって形成さ
れる容量Cs2は液体の種類によって差異があるが、その
ほとんどは液体固有の比誘電率εs の大きさによって定
まる。一般の産業界において、広く利用されている液体
の種類と比誘電率を図6に示す。比誘電率はεs とは真
空(空気)における容量値C0 に対し、ある物質の容量
値Cs とした時、その比率Cs /C0 で表される。 εs =Cs /C0 ∴Cs =C0 εs ここで、真空(空気)の比誘電率εs =1.0であるこ
とから、パイプ中の液体の有無による容量変化分ΔCx
は、 ΔCx =Cs2−Cs2’=εs s2’−Cs2’ =Cs2’(εs −1) Cs2 :液体のある場合に形成される容量。
On the other hand, the capacitance C s1 between the detection probe 11 and the pipe 1 and the capacitance C s2 between the pipe 1 and the liquid 2 are added in parallel, and the additional capacitance C x viewed from the detection probe 11 is C
x = C s1 // C s2 Here, the capacitance C s2 formed by the liquid 2 varies depending on the type of liquid, but most of it is determined by the magnitude of the relative dielectric constant ε s inherent to the liquid. FIG. 6 shows the types of liquids and the relative dielectric constants that are widely used in the general industry. The relative dielectric constant epsilon s relative capacitance value C 0 in a vacuum (air), when the capacitance value C s of a substance is represented by the ratio C s / C 0. ε s = C s / C 0 ∴C s = C 0 ε s Here, since the relative permittivity of vacuum (air) ε s = 1.0, the capacitance change ΔC x depending on the presence or absence of liquid in the pipe.
Is ΔC x = C s2 −C s2 ′ = ε s C s2 ′ −C s2 ′ = C s2 ′ (ε s −1) C s2 : the capacity formed in the presence of a liquid.

【0017】Cs2’:液体のない場合に形成される容
量。 即ち、被検出対象物となる液体の比誘電率εs の大きさ
によって支配され、ほとんどの液体が真空(空気)に対
し、数倍から数10倍の大きさを持つことから、ほとん
どの液体においてパイプ中の有無を検出することができ
る。広帯域アンプ211と同軸コード30間に配置した
フィルタ212は低域フィルタ、あるいは帯域フィルタ
を構成し、発振周波数領域のみ通過させるよう考慮して
いる。これは、同軸コード30の外周シールド導体31
と0V間に接続したツェナダイオードZDがノイズによ
り回路部品の破損から保護しているのに対し、発振回路
の出力Tx に不要ノイズが重畳することを阻止する効果
を有し、これにより良好な信号状態を維持することがで
きる。
C s2 ': Capacity formed in the absence of liquid. In other words, it is governed by the size of the relative permittivity ε s of the liquid to be detected, and most liquids are several times to several tens times the size of vacuum (air). In, it is possible to detect the presence or absence in the pipe. The filter 212 disposed between the wide band amplifier 211 and the coaxial cord 30 constitutes a low pass filter or a band pass filter, and is considered to pass only the oscillation frequency region. This is the outer peripheral shield conductor 31 of the coaxial cord 30.
While the Zener diode ZD connected between 0 V and 0 V protects the circuit components from damage due to noise, it has an effect of preventing unnecessary noise from being superimposed on the output T x of the oscillation circuit, which is favorable. The signal state can be maintained.

【0018】ここで、位相補償容量Cp の作用と効果に
ついて説明する。発振周期Tx は帰還抵抗Rf 及び検出
プローブ11で得られる容量Cx と、アンプ側に挿入さ
れるCp によって定まる。検出容量成分ΔCx によって
得られる周期変化ΔTx を高利得で確保するには、オシ
レータ21と検出プローブ11間に構成される付加容量
を小さく(理想的にはゼロ)押さえる必要がある。ま
た、設置条件において、そのアプリケーションを考えた
時、被検出対象物である液体2を含むパイプ1に、検出
プローブ11を付設する上で、同軸コード30の延長長
さの確保は重要となる。一般に、同軸コードの中心導体
/外周シールド導体間では約100PF/mの容量成分を
持っており、検出プローブ11をアンプから1m〜2m
延長した場合、その付加容量は約100〜200PFとな
る。
Here, the function and effect of the phase compensation capacitance C p will be described. The oscillation cycle T x is determined by the feedback resistance R f, the capacitance C x obtained by the detection probe 11, and C p inserted on the amplifier side. In order to secure the periodic change ΔT x obtained by the detection capacitance component ΔC x with a high gain, it is necessary to suppress the added capacitance formed between the oscillator 21 and the detection probe 11 to be small (ideally zero). Further, in consideration of the application under the installation conditions, it is important to secure the extension length of the coaxial cord 30 in order to attach the detection probe 11 to the pipe 1 containing the liquid 2 which is the object to be detected. Generally, there is a capacitance component of about 100 PF / m between the center conductor and the outer circumference shield conductor of the coaxial cord, and the detection probe 11 is 1 m to 2 m from the amplifier.
When extended, the additional capacity is about 100-200 PF .

【0019】一方、検出プローブ11で得られる検出容
量ΔCx は0.2〜0.5PF以下であり、上述のコード
の影響を考えれば充分な検出感度(ΔCx /Cx )が確
保できないことが理解できる。本実施例では、同軸コー
ドを平衡状態とし、その付加容量分をキャンセルする構
成とし、高い検出感度を確保している。即ち、検出プロ
ーブ11を延長するめたの同軸コード30と良好な平衡
状態で動作させることが重要であり、そのため本実施例
では、広帯域アンプ212の周波数特性を良好(高周波
特性)とし、更に位相補償容量Cp を最適値に選定する
ことで実現している。
On the other hand, the detection capacitance ΔC x obtained by the detection probe 11 is 0.2 to 0.5 PF or less, and sufficient detection sensitivity (ΔC x / C x ) cannot be secured considering the influence of the above code. I understand. In this embodiment, the coaxial code is in a balanced state and the additional capacitance is canceled to ensure high detection sensitivity. That is, it is important to operate the detection probe 11 in a good balanced state with the extended coaxial cord 30. Therefore, in this embodiment, the frequency characteristic of the wide band amplifier 212 is made good (high frequency characteristic), and the phase compensation is further performed. This is realized by selecting the capacitance C p as an optimum value.

【0020】このCp は、検出プローブ11の付加容量
x に、並列に構成されるため周期変化ΔTx の高利得
とする上では、一般に挿入しない方が良いと判断され
る。同軸コードの平衡状態とは、中心導体と外周シール
ド導体間の電位が、振幅、位相のいずれかにおいても同
一となることが理想であるが、機器を構成する部材や、
回路素子の管理不可能な諸要因によって影響されること
から完全な平衡化は期待できない。
Since this C p is arranged in parallel with the additional capacitance C x of the detection probe 11, it is generally judged that it is better not to insert it in order to obtain a high gain of the periodic change ΔT x . The equilibrium state of the coaxial cord is ideally that the potential between the center conductor and the outer shield conductor is the same in either amplitude or phase, but the components that make up the device,
Complete equilibration cannot be expected as it is affected by uncontrollable factors of the circuit elements.

【0021】本実施例では、最適値のCp を付加するこ
とによって、位相成分において電位の平衡状態の改善が
実現できることを見出した。これにより、同軸コードの
延長による検出感度(ΔCx /Cx =ΔTx /Tx )の
劣化を最小限とし、コード延長長さ2m以上を実現し
た。発明者は実験によって、Cp の最適値=1〜2PF
得た。実測データを図7に示す。
In the present embodiment, it was found that the addition of the optimum value of C p can improve the equilibrium state of the potential in the phase component. As a result, the deterioration of the detection sensitivity (ΔC x / C x = ΔT x / T x ) due to the extension of the coaxial cord is minimized, and the cord extension length of 2 m or more is realized. By the inventors experiments, to obtain the optimum value = 1 to 2 PF of C p. The measured data are shown in FIG. 7.

【0022】周期/電圧変換回路22は、オシレータ2
1からの発振出力を入力とし、その周期Tx に比例した
DC電圧に変換するT/Vコンバータ回路を構成する。
回路構成例を図8、動作チャートを図9に示す。オシレ
ータ21から得られるTx Aは、微分回路C1 、R1
経て、アナログスイッチSを駆動する。Tx の立上がり
部分Ts 間においてスイッチSがONし、これによって
コンデンサC2 の電荷が急速に放電する。Ts 以後スイ
ッチSがOFFし、抵抗R2 を通してコンデンサC2
充電され、時定数R2 2 に比例して、その端子電圧が
上昇する(波形C)。この信号は積分回路R3 、C3
びアンプAによって平滑、増幅され、所定のレベル値の
0 が出力される(波形D)。ここでR2 は、可変抵抗
器とし、R2 2 の時定数可変によって出力電圧V0
調整する。
The period / voltage conversion circuit 22 includes an oscillator 2
A T / V converter circuit that receives the oscillation output from the unit 1 and converts it into a DC voltage proportional to its cycle T x is configured.
A circuit configuration example is shown in FIG. 8 and an operation chart is shown in FIG. T x A obtained from the oscillator 21 drives the analog switch S via the differentiating circuits C 1 and R 1 . During the rising portion T s of T x , the switch S is turned on, which causes the charge of the capacitor C 2 to be rapidly discharged. After T s, the switch S is turned off, the capacitor C 2 is charged through the resistor R 2 , and its terminal voltage rises in proportion to the time constant R 2 C 2 (waveform C). This signal is smoothed and amplified by the integrating circuits R 3 , C 3 and the amplifier A, and V 0 having a predetermined level value is output (waveform D). Here, R 2 is a variable resistor, and the output voltage V 0 is adjusted by changing the time constant of R 2 C 2 .

【0023】コンパレータ/出力回路23は、T/V変
換回路22の出力V0 を入力とし、基準電圧Es と比較
することによってV0 >Es になった時、検出信号を出
力する。ここでは、検出信号を出力するレベルの調整
は、T/V変換回路における抵抗R2 を可変することに
よって行っているが、アンプAのゲインを可変する方
法、またコンパレータの基準値Es の可変による方法の
いずれによっても、実現できることは言うまでもない。
The comparator / output circuit 23 receives the output V 0 of the T / V conversion circuit 22 and outputs a detection signal when V 0 > E s by comparing with the reference voltage E s . Here, the level of outputting the detection signal is adjusted by changing the resistance R 2 in the T / V conversion circuit, but the method of changing the gain of the amplifier A and the change of the reference value E s of the comparator. It goes without saying that any of the above methods can be used.

【0024】[0024]

【発明の効果】この発明によれば、被検出パイプに、外
径の異なる同心状の円筒形導体を2個配置し、内側の円
筒形導体を検出プローブとし、外側の円筒形導体をシー
ルドプローブとし、前記検出プローブの静電容量変化検
出により、被検出パイプ内の液体を検出するようにして
いるので、 パイプの材質が非導電性(金属以外の全ての絶縁体)
であればよく、また透明性や色に何ら制約されない。
According to the present invention, two concentric cylindrical conductors having different outer diameters are arranged in a pipe to be detected, the inner cylindrical conductor is used as a detection probe, and the outer cylindrical conductor is used as a shield probe. Since the liquid inside the pipe to be detected is detected by detecting the change in capacitance of the detection probe, the pipe material is non-conductive (all insulators other than metal).
As long as it is transparent, and there is no restriction on transparency or color.

【0025】ほとんどの液体の検出が可能である。 パイプ内の液体が大地に対し、接地、非接地に関係な
く適用でき、完全に大地から絶縁されたパイプや容器内
の液体の検出をも可能である。 検出プローブの内径に収納できるパイプまたはチュー
ブであればよく、パイプ外径の大小による適用の制約が
ない。
Most liquids can be detected. The liquid in the pipe can be applied to the ground regardless of whether it is grounded or ungrounded, and it is also possible to detect the liquid in the pipe or container completely insulated from the ground. Any pipe or tube that can be stored in the inner diameter of the detection probe may be used, and there is no restriction on application depending on the size of the pipe outer diameter.

【0026】検出プローブの内部の物質にのみ反応
し、シールドプローブ外側の物質には影響されない。こ
のため、周囲の構造物に影響されず、安定した検出動作
が得られる。 センサヘッド部がアンプ部から分離延長(1〜2m以
上)でき、小型化できるため、取付場所に制約されな
い。また、パイプとチューブとの装着機構(クランプ)
を具備させれば、ワンタッチ取付が容易に実現できる。
等の効果がある。
It reacts only with the substance inside the detection probe and is not affected by the substance outside the shield probe. Therefore, a stable detection operation can be obtained without being affected by surrounding structures. Since the sensor head part can be separated and extended (1 to 2 m or more) from the amplifier part and can be downsized, there is no restriction on the mounting location. Also, a mounting mechanism (clamp) for pipes and tubes
If it is provided, one-touch mounting can be easily realized.
And so on.

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

【図1】この発明の液体検出装置が適用される例を示す
概略斜視図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example to which a liquid detection device of the present invention is applied.

【図2】この発明の一実施例液体検出装置のブロック図
である。
FIG. 2 is a block diagram of a liquid detection device according to an embodiment of the present invention.

【図3】同実施例液体検出装置のセンサヘッド部の縦断
面図である。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a sensor head portion of the liquid detection device according to the embodiment.

【図4】同実施例液体検出装置のセンサヘッド部の横断
面図である。
FIG. 4 is a transverse cross-sectional view of a sensor head portion of the liquid detection device according to the embodiment.

【図5】同実施例装置のオシレータの構成及び動作説明
をなすための回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram for explaining the configuration and operation of the oscillator of the device of the embodiment.

【図6】液体の種類と比誘電率を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing types of liquids and relative dielectric constants.

【図7】同実施例装置の検出特性を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a detection characteristic of the apparatus of the embodiment.

【図8】同実施例装置の周期/電圧変換回路の具体例を
示す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a specific example of a cycle / voltage conversion circuit of the device of the embodiment.

【図9】同周期/電圧変換回路の動作を説明するための
波形図である。
FIG. 9 is a waveform diagram for explaining the operation of the same period / voltage conversion circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 被検出パイプ 11 内側の円筒形導体(検出プローブ) 12 外側の円筒形導体(シールドプローブ) 21 オシレータ 30 同軸コード 31 外周シールド導体 32 中心導体 1 Detected pipe 11 Inner cylindrical conductor (detection probe) 12 Outer cylindrical conductor (shield probe) 21 oscillators 30 coaxial cord 31 Peripheral shield conductor 32 center conductor

───────────────────────────────────────────────────── 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 G01V 3/08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01F 23/26 G01V 3/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】被検出パイプに、外径の異なる同心状の円
筒形導体を2個配置し、内側の円筒形導体を検出プロー
ブとし、外側の円筒形導体をシールドプローブとし、前
記検出プローブの静電容量変化検出により、被検出パイ
プ内の液体を検出するようにした液体検出装置。
1. A pipe to be detected is provided with two concentric cylindrical conductors having different outer diameters, the inner cylindrical conductor is used as a detection probe, and the outer cylindrical conductor is used as a shield probe. A liquid detection device configured to detect a liquid in a pipe to be detected by detecting a change in capacitance.
【請求項2】前記静電容量変化検出は、前記2個の円筒
形導体と本体回路部とを接続して、発振回路を構成し、
発振回路の信号周期の変化を検出するものである請求項
1記載の液体検出装置。
2. The electrostatic capacitance change detection comprises an oscillation circuit by connecting the two cylindrical conductors and a main body circuit section,
The liquid detection device according to claim 1, which detects a change in a signal period of the oscillation circuit.
【請求項3】前記2個の円筒形導体と発振回路の本体回
路部を同軸コードで接続し、検出プローブを同軸コード
の中心導体に、シールドプローブを同軸コードの外周シ
ールド導体にそれぞれ接続し、外周シールド導体を平衡
電圧によって励振し、同軸コードを平衡状態とした請求
項2記載の液体検出装置。
3. The two cylindrical conductors and the main body circuit portion of the oscillation circuit are connected by a coaxial cord, the detection probe is connected to the central conductor of the coaxial cord, and the shield probe is connected to the outer peripheral shield conductor of the coaxial cord. The liquid detection device according to claim 2, wherein the outer peripheral shield conductor is excited by a balanced voltage to bring the coaxial cord into a balanced state.
JP07697094A 1994-04-15 1994-04-15 Liquid detector Expired - Fee Related JP3420635B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP07697094A JP3420635B2 (en) 1994-04-15 1994-04-15 Liquid detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP07697094A JP3420635B2 (en) 1994-04-15 1994-04-15 Liquid detector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07280624A JPH07280624A (en) 1995-10-27
JP3420635B2 true JP3420635B2 (en) 2003-06-30

Family

ID=13620650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP07697094A Expired - Fee Related JP3420635B2 (en) 1994-04-15 1994-04-15 Liquid detector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3420635B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3375378A1 (en) 2017-03-17 2018-09-19 Koninklijke Philips N.V. Intravascular ultrasound imaging

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07280624A (en) 1995-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5304347A (en) Liquid transfer device for an analysis unit
US6472887B1 (en) Capacitive sensor for sensing the amount of material in a container
US4099167A (en) Capacitive means for measuring the level of a liquid
US5760688A (en) Body sensing device
US5017909A (en) Capacitive liquid level sensor
US4987776A (en) Level indicator
US5489888A (en) Sensor system for contactless distance measuring
US7442935B2 (en) Device for analyzing the composition of the contents of a container
US4992741A (en) Capacitive sensor and metal detector with a display for quantitatively displaying signals resulting from concealed objects
US6356097B1 (en) Capacitive probe for in situ measurement of wafer DC bias voltage
US5187444A (en) Sensor for sensing the presence of electrolyte solution
EP0716731A1 (en) Magnetic flowmeter with empty pipe detector
US3918306A (en) System for measuring fluid levels in a vehicle transmission
WO1999010713A1 (en) Capacitance level sensor
CN1166708A (en) Electromagnetic-noise protection circuit
US6486681B1 (en) Measuring circuit for a capacitive sensor for distance measurement and/or space monitoring
WO1984003355A1 (en) Rf admittance apparatus and method for monitoring the contents of a pipe
JP2006220542A (en) Capacitive coupling sensor device
JP3420635B2 (en) Liquid detector
US8030948B2 (en) Device for analyzing the composition of the contents of a container comprising means for obtaining at least one additional physical datum relating to the container
US9182265B1 (en) Liquid level detection device
WO1998012513A1 (en) Device for detection of when a test probe gets into contact with a liquid surface
US5942889A (en) Capacitive probe for in situ measurement of wafer DC bias voltage
EP0291508B1 (en) Capacitive sensor circuit
US20080252305A1 (en) Device for analysing the composition of the contents of a receptacle including an analysis receptacle

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees