JP3579144B2 - 液面検出器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、石油ファンヒータ等の各種機器の液面検出器に係り、特に油受皿（または貯留タンク）内の灯油等の液面を検出するための液面検出器の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の石油ファンヒータは、タンク内に灯油の有無を検出する液面検出器を備え、液面検出器としてフォトカプラを用いている。
【０００３】
このフォトカプラは、図１０に示すように、電源電圧ＶＤＤ（例えば、約５Ｖ）に対して、コネクタＣと電流制限抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して、発光ダイオードＬＥＤとフォトトランジスタＰＴを接続した構造である。
【０００４】
この種の従来のフォトカプラが、マイクロコンピュータＭに与えることができる入力信号モードは、Ｈｉｇｈ入力信号モードと、Ｌｏｗ 入力信号モードのみである。
【０００５】
タンク内の灯油の油面がフォトカプラの位置に対してある基準よりも上にある場合には、フォトカプラの発光ダイオードＬＥＤの光はカバー部材の球面を通過し灯油等で拡散するため外部に出たまま戻ることなくフォトトランジスタＰＴへ入射されず、フォトトランジスタＰＴはオフ（油有り）であり、マイクロコンピュータＭには電源電圧ＶＤＤの５ＶのＨｉｇｈ入力信号が抵抗Ｒ２を介して入力される。
【０００６】
一方、タンク内の灯油の油面がフォトカプラの位置に対してある基準よりも低い場合には、フォトカプラの発光ダイオードＬＥＤの光がフォトトランジスタＰＴにカバー部材の球面での反射により到達し、フォトトランジスタＰＴはオン（油無し）となり、マイクロコンピュータＭにはＬｏｗ 入力信号が入力される。これらのマイクロコンピュータＭへの入力信号のレベルによって灯油の有無を判別することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液面検出器およびその周辺回路に故障が発生した場合には、正常な燃焼が行われなくなる可能性がある。従来、液面検出器に発生する故障として、フォトカプラ自体の故障例えば発光ダイオードＬＥＤのショート（短絡）あるいはオープン（開放）、フォトトランジスタのショート（短絡）あるいはオープン（開放）の他に、フォトトカプラとマイクロコンピュータＭを接続する配線経路に設けられたコネクタＣの接続端Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の外れ、あるいは接続不良が考えられる。コネクタ外れあるいは接続不良は、次のような問題を招来する。
【０００８】
すなわち、例えば、タンク内の灯油の油面がある基準よりも低い場合に、フォトトランジスタＰＴはＯＮとなり、マイクロコンピュータＭへの本来の入力信号はＬｏｗ レベルとなるはずである。ところが、コネクタＣ１が外れていた場合には発光ダイオードＬＥＤは発光せず、コネクタＣ２が外れていた場合にはフォトトランジスタＰＴがＯＮせず、コネクタＣ３が外れていた場合には発光ダイオードＬＥＤは発光せず、またフォトトランジスタＰＴもＯＮしない。このように、コネクタＣ１〜Ｃ３のいずれかが外れていた場合、電源電圧ＶＤＤ（５Ｖ）が抵抗Ｒ２を介してマイクロコンピュータＭの入力端に印加され、入力信号はＨｉｇｈレベルとなる。したがって、マイクロコンピュータＭは、通常のＨｉｇｈ入力信号モードを認識し、タンク内の灯油の油面がある基準よりも上にあると誤判断してしまう。
【０００９】
その結果、石油ファンヒータは、タンク内にほとんど灯油が無いにもかかわらず通常の燃焼モードで運転を行うこととなり、このときポンプはタンク内に灯油が殆んど無い状態で少量の灯油と多量の空気をバーナ側に送ることになる。そのため、バーナ内への空気の供給量が過剰となって空気の圧力が高まり、異常赤火燃焼が発生するおそれがある。
【００１０】
また、上記従来の液面検出器およびその接続回路では、上述のように、液面検出器自体の故障なのか、コネクタ外れもしくは接続不良なのかをマイクロコンピュータＭの入力信号レベルでは峻別することができない。
【００１１】
また、出荷検査時あるいは保守・点検時等において、検査員あるいはサービスマンが故障の状態を判定するに際し、その故障の状態を視覚的に確認できるような補助的な表示手段を備えることが好ましい。
【００１２】
そこで、本発明は、液面検出時の異常発生原因を明確化することができる液面検出器を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解消するために、請求項１に記載の発明は、図５に示すように、発光ダイオード１２とフォトトランジスタ１４間の光路中における液体の存在の有無に応じて前記フォトトランジスタ１４のコレクタ電極から対応する検出信号を出力させる液面検出器において、前記フォトトランジスタ１４のコレクタ電極と発光ダイオード１２のアノードとの間に信号レベルシフト用発光ダイオードＤ１を順方向に接続して構成される。
【００１４】
この発明によれば、例えば次のように作用する。いま、液面検出器の不良、例えば、発光ダイオード１２の短絡故障の場合、電源ＶＤＤ、フォトトランジスタ１４のコレクタ電極、信号レベルシフト用発光ダイオードＤ１、発光ダイオード１２の経路で電流が流れる。このとき、発光ダイオード１２は短絡してその抵抗値はゼロであるから、検出信号の電圧レベルは信号レベルシフト用発光ダイオードＤ１に生じる順方向電圧降下に等しい値となり、従来のようなグランドレベル（０Ｖ）とはならない。この検出信号レベル状態と発光ダイオード１２の短絡故障とを対応付けておくことにより、異常原因を峻別することができる。
【００１５】
一方、発光ダイオード１２の導通状態（オン／オフ）、短絡故障、開放故障等の状態に応じて、信号レベルシフト用の発光ダイオードＤ１に流れる電流の有無すなわち発光状態が決定されるので、信号レベルシフト用の発光ダイオードＤ１は状態表示器としても作用し、その発光の有無を上記各動作状態に対応付けることにより、液面検出器の正常／異常、異常内容等を検査員やサービスマン等に視覚的に告知できる。かくして、液面検出時の異常発生原因等を明確化することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、図６に示すように、発光ダイオード１２とフォトトランジスタ１４間の光路中の検出液体の存在の有無に応じて前記フォトトランジスタ１４のコレクタ電極から対応する検出信号を出力させる液面検出器であって、前記発光ダイオード１２およびフォトトランジスタ１４がコネクタ３０を介して外部回路２６に接続されるように形成された液面検出器において、前記フォトトランジスタ１４のコレクタ電極が接続されるコネクタ接続端３０ｂと前記発光ダイオード１２のアノードが接続されるコネクタ接続端３０ａとの間に信号レベルシフト用発光ダイオードＤ１を順方向に接続して構成される。
【００１７】
この発明によれば、例えば次のように作用する。液面検出器の不良、例えば、発光ダイオード１２の短絡故障の場合、電源ＶＤＤ、信号レベルシフト用発光ダイオードＤ１、コネクタ接続端３０ａ、発光ダイオード１２、コネクタ接続端３０ｃ、ＧＮＤの経路で電流が流れる。このとき、発光ダイオード１２は短絡してその抵抗値はゼロであるから、検出信号の電圧レベルは信号レベルシフト用発光ダイオードＤ１に生じる順方向電圧降下に等しい値となり、従来のようなＧＮＤレベル（０Ｖ）とはならない。この検出信号レベル状態と発光ダイオード１２の短絡故障とを対応付けておくことにより、異常原因を峻別することができる。
【００１８】
一方、発光ダイオード１２の導通状態（オン／オフ）、短絡故障、開放故障の状態、さらにはコネクタ接続端３０ａ、３０ｃの接続（あるいは接触）不良の有無に応じて、信号レベルシフト用の発光ダイオードＤ１に流れる電流の有無すなわち発光状態が決定されるので、信号レベルシフト用の発光ダイオードＤ１は状態表示器としても作用し、その発光の有無を上記各動作状態に対応付けることにより、液面検出器の正常／異常、コネクタの接続状態、あるいは異常の内容等をフォトカプラと離れた位置に設置される外部回路に付属の発行ダイオードＤ１の発行状態をもって検査員やサービスマン等に視覚的に告知できる。かくして、液面検出時の異常発生原因等を明確化することができる。
【００２１】
【実施の形態】
次に、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
（Ｉ） 概要
まず、図１に本発明に係る液面検出器の実施の形態を適用するための石油ファンヒータの一例を示し、その概要を説明する。
【００２３】
図１において、油受皿１内に貯留されている灯油５は、ポンプ２によりバーナ３に送ることができる。燃料カートリッジタンク４は油受皿１に設置されている。
【００２４】
燃料カートリッジタンク４には、バルブ４ａが配置されており、灯油５が油受皿１内に逐次供給される。なお、図１では、説明の便宜のために燃料カートリッジタンク４に比べて油受皿１を大きく描いている。
【００２５】
油受皿１には液面検出器１０が設けられており、送風機はバーナ３に対して一次空気および二次空気を送るようになっている。もし、油受皿１内の灯油５が減って油面レベルＬ１から油面レベルＬ２に下がった場合に、そのことを知らずに通常の燃焼動作を行った場合には、ポンプ２はその灯油５を吸引し続けて油受皿１内の空気も吸い込むことになる。やがてバーナ３の炎が消えるが、問題となるのはバーナ３内へ灯油と多量の空気が送り込まれて、空気と灯油のバランスが崩れ異常赤火となることである。このため、使用者に対して、油受皿１内の灯油が所定の量よりも少なくなったことを確実に告知する必要がある。
【００２６】
図２に、本発明に係る液面検出器１０の断面構造例、図３に液面検出器１０の電気回路の等価回路、図４に液面検出器１０の発光素子としての発光ダイオード１２、受光素子としてのフォトトランジスタ１４、透明樹脂のカバー部材１６を示す。
【００２７】
図２に示すように、液面検出器１０は３つの接続端子１０ａ，１０ｂ，１０ｃを備えている。図４に示すように、フォトカプラ１５を構成する発光ダイオード１２、フォトトランジスタ１４が取り付け板１８に取り付けられ、カバー部材１６により囲まれてケーシング１９内に装着されている。
【００２８】
灯油５が例えば油面レベルＬ１にあれば、発光ダイオード１２の発光する光ＬＴは、２点鎖線で示すように灯油５とカバー部材１６で拡散されてフォトトランジスタ１４には到達せず、フォトトランジスタ１４はＯＦＦである。
【００２９】
これに対して、灯油５が例えば油面レベルＬ２に下がると、発光ダイオード１２の発光する光ＬＴは、実線で示すようにカバー部材１６において反射してフォトトランジスタ１４に到達し、フォトトランジスタ１４はＯＮになる。
【００３０】
（ＩＩ）第１実施の形態
図５に、本発明の第１実施の形態に係る液面検出器１０の電気回路例を示す。
【００３１】
図５において、電源電圧ＶＤＤから電流制限抵抗Ｒ１を介してフォトカプラ１５の発光ダイオード１２のアノードに接続され、発光ダイオード１２のカソードはＧＮＤに接地されている。また、電源電圧ＶＤＤからプルアップ抵抗Ｒ２を介してフォトカプラ１５のフォトトランジスタ１４のコレクタ電極の接続され、フォトトランジスタ１４のエミッタはＧＮＤに接地されている。
【００３２】
発光ダイオード１２のアノードとフォトトランジスタ１４のコレクタの間には、発光ダイオードＤ１が順方向に接続、すなわち、発光ダイオードＤ１のカソードが発光ダイオード１２のアノードに、かつ、発光ダイオードＤ１のアノードがフォトトランジスタ１４のコレクタに接続されている。
【００３３】
発光ダイオードＤ１のアノードとフォトトランジスタ１４のコレクタとの接続点は液面検出信号の出力端であり、この信号端はマイクロコンピュータ２６のＡ／Ｄ変換部２８に接続されている。
【００３４】
電流制限抵抗Ｒ１は、電源ＶＤＤから発光ダイオード１２に対して大電流を通すための抵抗（例えば、１５０Ω）であり、プルアップ抵抗Ｒ２は、電源からフォトトランジスタ１４に小電流を通すための抵抗（例えば、１０〜２０ＫΩ）である。
【００３５】
次に、第１実施の形態の動作を図７を参照して説明する。図７は、マイクロコンピュータ２６に対する入力電圧の値を実施の形態別に、しかも状態別（正常と異常）に個々に例示している。
【００３６】
図７に示す正常時とは、発光ダイオード（ＬＥＤ）１２が短絡故障あるいは開放故障しておらず、フォトトランジスタ１４も短絡故障あるいは開放故障していない状態である。
【００３７】
この正常時に、図４の灯油が油面Ｌ１まで満たされていると、発光ダイオード１２の光は灯油の屈折率とカバー部材１６の屈折率により、カバー部材１６の外部に通過拡散しフォトトランジスタ１４には到達しない。したがって、図５においてフォトトランジスタ１４はＯＦＦであり、電源からの電流は、プルアップ抵抗Ｒ２、発光ダイオードＤ１、そして発光ダイオード１２の経路で流れる。そのため、発光ダイオードＤ１の順方向電圧ＶＦ１（例えば、１．７Ｖであるが、説明を簡単にするため２Ｖとする。）と発光ダイオード１２の順方向電圧ＶＦ２（同じく２．０Ｖとする。）が加算された出力電圧値４．０Ｖが、マイクロコンピュータ２６のＡ／Ｄ変換部２８に入力され、マイクロコンピュータ２６は『タンク内に灯油が有る』と判断する。
【００３８】
また、正常時にはフォトカプラ１５の発光ダイオード１２に電流が流れるので発光ダイオードＤ１にも電流が流れ、したがって発光ダイオードＤ１は常に発光状態にある。このことを利用して、発光ダイオードＤ１を制御基板上の目視し易い位置に配置しておくことにより、発光ダイオードＤ１は動作状態表示器として作用し、したがって、この発光ダイオードＤ１の発光状態により工場等における検査員あるいは市場におけるサービスマンが当該液面検出器が『正常』であることを容易に視認することができる。
【００３９】
これに対して、正常時に、図４に示すように灯油が油面Ｌ２まで減っていると、発光ダイオード１２の光はセンサ内部で反射してフォトトランジスタ１４に到達する。したがって、図５においてフォトトランジスタ１４はＯＮし、電源ＶＤＤからの電流は、ＧＮＤに落ちる。これにより、マイクロコンピュータ２６のＡ／Ｄ変換部２８にはフォトトランジスタ１４のコレクタ−エミッタ間電圧ＶＣＥ（約０．２Ｖ＝０Ｖとする。）が入力され、マイクロコンピュータ２６は「タンク内に灯油が無い」と判断する。
【００４０】
また、この『灯油が無い』という状態であれば発光ダイオードＤ１のアノード電位が０Ｖになるため、発行ダイオードＤ１は点灯せず、この非点灯状態により工場等における検査員あるいは市場におけるサービスマンが当該液面検出器が『正常』であることを容易に視認することができる。
【００４１】
以上説明したのは、発光ダイオード１２とフォトトランジスタ１４が共に正常の場合である。
【００４２】
次に、図２のタンク１内に灯油５が有る場合における異常時の説明をする。この異常時とは、発光ダイオード１２が短絡故障あるいは開放故障し、またはフォトトランジスタ１４が短絡故障あるいは開放故障した場合である。
【００４３】
タンク１内に灯油５が油面Ｌ１まで有り、発光ダイオード１２が短絡故障すると、電源ＶＤＤ、プルアップ抵抗Ｒ２、電圧降下発光ダイオードＤ１、発光ダイオード１２、ＧＮＤの経路で電流が流れる。このとき、発光ダイオード１２は発光せず、フォトトランジスタ１４はＯＦＦである。したがって、発光ダイオードＤ１の順方向電圧ＶＦ１（２．０Ｖ）のみがマイクロコンピュータ２６のＡ／Ｄ変換部２８に入力電圧として入力される。
【００４４】
また、タンク１内に灯油５が油面Ｌ１まで有り、発光ダイオード１２が開放故障すると発光ダイオード１２は発光せず、フォトトランジスタ１４はＯＦＦである。しかも発光ダイオードＤ１の電流の経路も絶たれるので、電源電圧ＶＤＤ（５Ｖ）がマイクロコンピュータ２６のＡ／Ｄ変換部２８に入力電圧として入力される。
【００４５】
さらに、タンク１内に灯油５が油面Ｌ１まで有り、フォトトランジスタ１４が短絡故障すると、ＧＮＤ電位レベルの信号がマイクロコンピュータ２６のＡ／Ｄ変換部２８に入力される。
【００４６】
次に、図２のタンク１内に灯油５の油面がＬ２のレベルであり、灯油５が無い場合における異常時の説明をする。
【００４７】
タンク１内に灯油５が無い場合においても、上述したタンク１内に灯油５が有る場合と同様に、発光ダイオード１２が短絡故障すると、発光ダイオードＤ１の順方向電圧ＶＦ１（２．０Ｖ）のみがマイクロコンピュータ２６のＡ／Ｄ変換部２８に入力電圧として入力される。
【００４８】
また、発光ダイオード１２が開放故障すると、電源電圧ＶＤＤ（５Ｖ）がマイクロコンピュータ２６のＡ／Ｄ変換部２８に入力電圧として入力される。
【００４９】
さらに、フォトトランジスタ１４が短絡故障すると、ゼロレベルがマイクロコンピュータ２６のＡ／Ｄ変換部２８に入力電圧として入力される。
【００５０】
このように、本実施の形態によれば、信号レベルシフト手段である発光ダイオードＤ１の存在により、灯油の有無検出時の出力信号レベルと当該液面検出器の不良時の出力信号レベルとを異ならせることができる。その結果、フォトダイオード１４の信号出力端から得られる検出信号の信号レベルが異常原因によって異なるので、液面検出時の異常発生原因を明確化することができる。
【００５１】
また、異常時には、原則として、発光ダイオード１２は発光しないので、発光ダイオードＤ１は非発光（消灯）状態にある。このことを利用して、発光ダイオードＤ１を制御基板上の目視し易い位置に配置しておくことにより、発光ダイオードＤ１の発光状態により工場等における検査員あるいは市場におけるサービスマンが当該液面検出器が『正常』であることを容易に視認することができる。
【００５２】
なお、例外的に発光する場合もあり得るが、発光ダイオードＤ１の発光状態は、検査員あるいはサービスマンに対する補助的な告知手段であり、異常か否かの最終的な判定はマイクロコンピュータ２６においてＡ／Ｄ変換器変換器２８への入力信号によって行われるので、安全性は確保される。
【００５３】
（ＩＩ）第２実施の形態
図６に、本発明に係る液面検出器１０の第２実施の形態を示す。なお、図６において、第１実施の形態（図５）構成要素と同一もしくは同等の要素には同一の符号を付して以下説明する。
【００５４】
本実施の形態は、第１実施の形態に示される液面検出器１０がコネクタ３０を介して接続される場合の本発明の適用例を示している。このような態様は、実際の組立てに際して多く用いられる。
【００５５】
コネクタ３０は、３つの接続端３０ａ，３０ｂ，３０ｃを有している。接続端３０ａは発光ダイオード１２のアノードと電流制限抵抗Ｒ１を電気的に接続し、接続端３０ｂはフォトトランジスタ１４のコレクタ電極とプルアップ抵抗Ｒ２を電気的に接続し、接続端３０ｃは発光ダイオード１２のカソードとフォトトランジスタ１４のエミッタ電極をアースに電気的に接続している。電圧降下手段としての発光ダイオードＤ１は、フォトカプラ１５の外部回路側において、接続端３０ａ，３０ｂの間に接続され、発光ダイオードＤ１のアノードはフォトトランジスタ１４のコレクタ電極に接続され、発光ダイオードＤ１のカソードは発光ダイオード１２のアノードに接続されている。
【００５６】
次に、第２実施の形態の動作を説明する。
【００５７】
図７に示すように、発光ダイオード１２とフォトトランジスタ１４が共に正常である場合には、マイクロコンピュータ２６に対する入力電圧の値は、図５の原理図の正常な場合と同じである。
【００５８】
また、タンク内の灯油の有無に拘らず、発光ダイオード（ＬＥＤ）１２が短絡故障あるいは開放故障し、またはフォトトランジスタ１４が短絡故障あるいは開放故障する異常の場合にも、マイクロコンピュータ２６に対する入力電圧の値が図５の異常な場合と同じである。
【００５９】
しかし、この実施の形態では、タンク内の灯油の有無に拘らず、図７に示すように、コネクタ３０の接続端３０ａ，３０ｂ，３０ｃのいずれかが接続不良あるいは接触不良になった場合が、異常状態として加わっている。
【００６０】
コネクタ３０の接続端（ＮＯ．１）３０ａが接続不良あるいは接触不良になると、発光ダイオード１２が開放故障になった状態と同じになり、フォトトランジスタ１４はＯＦＦである。そのため、電源電圧（５Ｖ）が、マイクロコンピュータ２６のＡ／Ｄ変換部２８に入力電圧として入力される。
【００６１】
また、コネクタ３０の接続端（ＮＯ．２）３０ｂが接続不良あるいは接触不良になると、発光ダイオードＤ１の順方向電圧ＶＦ１（２．０Ｖ）と発光ダイオード１２の順方向電圧ＶＦ２（たとえば２．０Ｖ）が加算された電圧値４点０Ｖが、マイクロコンピュータ２６のＡ／Ｄ変換部２８に入力電圧として入力される。
【００６２】
さらに、コネクタ３０の接続端（ＮＯ．３）３０ｃが接続不良あるいは接触不良になると、発光ダイオード１２が開放故障になった状態と同じになり、電源電圧（５Ｖ）が、マイクロコンピュータ２６のＡ／Ｄ変換部２８に入力電圧として入力される。
【００６３】
（ＩＩＩ） 第３の実施の形態
図８に、本発明に係る液面検出器の第３の実施の形態を示す。
【００６４】
本実施の形態は、フォトカプラ１５の発光ダイオード１２のアノードをコネクタ３０の接続端（ＮＯ．１）３０ａに接続し、フォトトランジスタ１４のコレクタ端子をコネクタ３０の接続端（ＮＯ．２）３０ｂに接続して、接続端３０ａと３０ｂに得られる検出信号電圧同士を比較することにより、フォトカプラ１５の故障検出およびコネクタ３０の接続不良または接触不良を判定するようにしたものである。検出信号の比較は、図示してないが、Ａ／Ｄ変換部２８によりディジタル信号に変換された後、マイクロコンピュータ２６内において比較プログラムによりソフトウエアで処理されるか、コンパレータを用いてハードウエアにより処理される。
【００６５】
図９に、図７と同様な本実施の形態におけるマイコン入力電圧の例を示す。
【００６６】
以上の構成によれば、極めて簡単な構成でフォトカプラ１５の故障あるいはコネクタの接続不良等を検出することができる。
【００６７】
以上の各実施の形態の説明では、石油ファンヒータに適用される液面検出器を例に説明しているが、これに限らず、強制給排気式温風暖房機、石油ボイラ、自動車の燃料計、コピー機等のシリコンオイル計等、他の領域や分野の機器に対しても本発明の適用が可能であることは言うまでもない。
【００６８】
【発明の効果】
以上の通り、請求項１記載の発明によれば、フォトトランジスタのコレクタ電極と発光ダイオードのアノードとの間に信号レベルシフト用発光ダイオードを順方向に接続して構成したので、液面検出器の不良時に、検出信号の電圧レベルは信号レベルシフト用発光ダイオードによってシフトされ、この検出信号レベル状態と発光ダイオードまたはフォトトランジスタの短絡故障とを対応付けておくことにより、異常原因を峻別することができる。また、フォトカプラの発光ダイオードまたはフォトトランジスタの導通状態、短絡故障、開放故障等の状態に応じて、信号レベルシフト用の発光ダイオードの発光状態が決定され、その発光の有無を上記各動作状態に対応付けることにより、液面検出器の正常／異常、異常内容等を検査員やサービスマン等に視覚的に告知できる。かくして、液面検出時の異常発生原因等を明確化することができる。
【００６９】
請求項２に記載の発明によれば、フォトトランジスタのコレクタ電極が接続されるコネクタ接続端と前記発光ダイオードのアノードが接続されるコネクタ接続端との間に信号レベルシフト用発光ダイオードを順方向に接続して構成したので、液面検出器の不良の場合、検出信号電圧レベルは信号レベルシフト用発光ダイオードＤ１によってレベルがシフトされ、この検出信号レベル状態と発光ダイオード、フォトトランジスタあるいはけネクタの接続状態とを対応付けておくことにより、異常原因を峻別することができる。一方、発光ダイオードの導通状態（オン／オフ）、短絡故障、開放故障の状態、さらにはコネクタ接続端の接続（あるいは接触）不良の有無に応じて、発光の有無を上記各動作状態に対応付けることにより、液面検出器の正常／異常、コネクタの接続状態、あるいは異常の内容等をフォトカプラと離れた位置に設置される外部回路に付属の発光ダイオードＤ１の発光状態をもって検査員やサービスマン等に視覚的に告知できる。かくして、液面検出時の異常発生原因等を明確化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液面検出器を備える石油ファンヒータの概略図である。
【図２】本発明に係る液面検出器の構造例を示す縦断面図である。
【図３】フォトカプラの等価回路図である。
【図４】本発明に係る液面検出器のフォトカプラ部分の拡大図である。
【図５】本発明に係る液面検出器の第１の実施の形態を示す電気回路図である。
【図６】本発明に係る液面検出器の第２の実施の形態を示す電気回路図である。
【図７】第１〜第２の実施の形態におけるマイクロコンピュータの入力電圧の例を示す説明図である。
【図８】本発明に係る液面検出器の第３の実施の形態を示す電気回路図である。
【図９】第３の実施の形態におけるマイクロコンピュータの入力電圧の例を示す説明図である。
【図１０】従来の液面検出器を示す図である。
【符号の説明】
５ 灯油（液体）
１０ フォトカプラ（センサ）
１２ 発光ダイオード（発光素子）
１４ フォトダイオード（受光素子）
２６ マイコン（検出器）
２８ Ａ／Ｄ変換部
３０ コネクタ
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ コネクタ接続端
Ｄ１ 発光ダイオード（信号レベルシフト手段）
【産業上の利用分野】
本発明は、石油ファンヒータ等の各種機器の液面検出器に係り、特に油受皿（または貯留タンク）内の灯油等の液面を検出するための液面検出器の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の石油ファンヒータは、タンク内に灯油の有無を検出する液面検出器を備え、液面検出器としてフォトカプラを用いている。
【０００３】
このフォトカプラは、図１０に示すように、電源電圧ＶＤＤ（例えば、約５Ｖ）に対して、コネクタＣと電流制限抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して、発光ダイオードＬＥＤとフォトトランジスタＰＴを接続した構造である。
【０００４】
この種の従来のフォトカプラが、マイクロコンピュータＭに与えることができる入力信号モードは、Ｈｉｇｈ入力信号モードと、Ｌｏｗ 入力信号モードのみである。
【０００５】
タンク内の灯油の油面がフォトカプラの位置に対してある基準よりも上にある場合には、フォトカプラの発光ダイオードＬＥＤの光はカバー部材の球面を通過し灯油等で拡散するため外部に出たまま戻ることなくフォトトランジスタＰＴへ入射されず、フォトトランジスタＰＴはオフ（油有り）であり、マイクロコンピュータＭには電源電圧ＶＤＤの５ＶのＨｉｇｈ入力信号が抵抗Ｒ２を介して入力される。
【０００６】
一方、タンク内の灯油の油面がフォトカプラの位置に対してある基準よりも低い場合には、フォトカプラの発光ダイオードＬＥＤの光がフォトトランジスタＰＴにカバー部材の球面での反射により到達し、フォトトランジスタＰＴはオン（油無し）となり、マイクロコンピュータＭにはＬｏｗ 入力信号が入力される。これらのマイクロコンピュータＭへの入力信号のレベルによって灯油の有無を判別することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液面検出器およびその周辺回路に故障が発生した場合には、正常な燃焼が行われなくなる可能性がある。従来、液面検出器に発生する故障として、フォトカプラ自体の故障例えば発光ダイオードＬＥＤのショート（短絡）あるいはオープン（開放）、フォトトランジスタのショート（短絡）あるいはオープン（開放）の他に、フォトトカプラとマイクロコンピュータＭを接続する配線経路に設けられたコネクタＣの接続端Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の外れ、あるいは接続不良が考えられる。コネクタ外れあるいは接続不良は、次のような問題を招来する。
【０００８】
すなわち、例えば、タンク内の灯油の油面がある基準よりも低い場合に、フォトトランジスタＰＴはＯＮとなり、マイクロコンピュータＭへの本来の入力信号はＬｏｗ レベルとなるはずである。ところが、コネクタＣ１が外れていた場合には発光ダイオードＬＥＤは発光せず、コネクタＣ２が外れていた場合にはフォトトランジスタＰＴがＯＮせず、コネクタＣ３が外れていた場合には発光ダイオードＬＥＤは発光せず、またフォトトランジスタＰＴもＯＮしない。このように、コネクタＣ１〜Ｃ３のいずれかが外れていた場合、電源電圧ＶＤＤ（５Ｖ）が抵抗Ｒ２を介してマイクロコンピュータＭの入力端に印加され、入力信号はＨｉｇｈレベルとなる。したがって、マイクロコンピュータＭは、通常のＨｉｇｈ入力信号モードを認識し、タンク内の灯油の油面がある基準よりも上にあると誤判断してしまう。
【０００９】
その結果、石油ファンヒータは、タンク内にほとんど灯油が無いにもかかわらず通常の燃焼モードで運転を行うこととなり、このときポンプはタンク内に灯油が殆んど無い状態で少量の灯油と多量の空気をバーナ側に送ることになる。そのため、バーナ内への空気の供給量が過剰となって空気の圧力が高まり、異常赤火燃焼が発生するおそれがある。
【００１０】
また、上記従来の液面検出器およびその接続回路では、上述のように、液面検出器自体の故障なのか、コネクタ外れもしくは接続不良なのかをマイクロコンピュータＭの入力信号レベルでは峻別することができない。
【００１１】
また、出荷検査時あるいは保守・点検時等において、検査員あるいはサービスマンが故障の状態を判定するに際し、その故障の状態を視覚的に確認できるような補助的な表示手段を備えることが好ましい。
【００１２】
そこで、本発明は、液面検出時の異常発生原因を明確化することができる液面検出器を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解消するために、請求項１に記載の発明は、図５に示すように、発光ダイオード１２とフォトトランジスタ１４間の光路中における液体の存在の有無に応じて前記フォトトランジスタ１４のコレクタ電極から対応する検出信号を出力させる液面検出器において、前記フォトトランジスタ１４のコレクタ電極と発光ダイオード１２のアノードとの間に信号レベルシフト用発光ダイオードＤ１を順方向に接続して構成される。
【００１４】
この発明によれば、例えば次のように作用する。いま、液面検出器の不良、例えば、発光ダイオード１２の短絡故障の場合、電源ＶＤＤ、フォトトランジスタ１４のコレクタ電極、信号レベルシフト用発光ダイオードＤ１、発光ダイオード１２の経路で電流が流れる。このとき、発光ダイオード１２は短絡してその抵抗値はゼロであるから、検出信号の電圧レベルは信号レベルシフト用発光ダイオードＤ１に生じる順方向電圧降下に等しい値となり、従来のようなグランドレベル（０Ｖ）とはならない。この検出信号レベル状態と発光ダイオード１２の短絡故障とを対応付けておくことにより、異常原因を峻別することができる。
【００１５】
一方、発光ダイオード１２の導通状態（オン／オフ）、短絡故障、開放故障等の状態に応じて、信号レベルシフト用の発光ダイオードＤ１に流れる電流の有無すなわち発光状態が決定されるので、信号レベルシフト用の発光ダイオードＤ１は状態表示器としても作用し、その発光の有無を上記各動作状態に対応付けることにより、液面検出器の正常／異常、異常内容等を検査員やサービスマン等に視覚的に告知できる。かくして、液面検出時の異常発生原因等を明確化することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、図６に示すように、発光ダイオード１２とフォトトランジスタ１４間の光路中の検出液体の存在の有無に応じて前記フォトトランジスタ１４のコレクタ電極から対応する検出信号を出力させる液面検出器であって、前記発光ダイオード１２およびフォトトランジスタ１４がコネクタ３０を介して外部回路２６に接続されるように形成された液面検出器において、前記フォトトランジスタ１４のコレクタ電極が接続されるコネクタ接続端３０ｂと前記発光ダイオード１２のアノードが接続されるコネクタ接続端３０ａとの間に信号レベルシフト用発光ダイオードＤ１を順方向に接続して構成される。
【００１７】
この発明によれば、例えば次のように作用する。液面検出器の不良、例えば、発光ダイオード１２の短絡故障の場合、電源ＶＤＤ、信号レベルシフト用発光ダイオードＤ１、コネクタ接続端３０ａ、発光ダイオード１２、コネクタ接続端３０ｃ、ＧＮＤの経路で電流が流れる。このとき、発光ダイオード１２は短絡してその抵抗値はゼロであるから、検出信号の電圧レベルは信号レベルシフト用発光ダイオードＤ１に生じる順方向電圧降下に等しい値となり、従来のようなＧＮＤレベル（０Ｖ）とはならない。この検出信号レベル状態と発光ダイオード１２の短絡故障とを対応付けておくことにより、異常原因を峻別することができる。
【００１８】
一方、発光ダイオード１２の導通状態（オン／オフ）、短絡故障、開放故障の状態、さらにはコネクタ接続端３０ａ、３０ｃの接続（あるいは接触）不良の有無に応じて、信号レベルシフト用の発光ダイオードＤ１に流れる電流の有無すなわち発光状態が決定されるので、信号レベルシフト用の発光ダイオードＤ１は状態表示器としても作用し、その発光の有無を上記各動作状態に対応付けることにより、液面検出器の正常／異常、コネクタの接続状態、あるいは異常の内容等をフォトカプラと離れた位置に設置される外部回路に付属の発行ダイオードＤ１の発行状態をもって検査員やサービスマン等に視覚的に告知できる。かくして、液面検出時の異常発生原因等を明確化することができる。
【００２１】
【実施の形態】
次に、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
（Ｉ） 概要
まず、図１に本発明に係る液面検出器の実施の形態を適用するための石油ファンヒータの一例を示し、その概要を説明する。
【００２３】
図１において、油受皿１内に貯留されている灯油５は、ポンプ２によりバーナ３に送ることができる。燃料カートリッジタンク４は油受皿１に設置されている。
【００２４】
燃料カートリッジタンク４には、バルブ４ａが配置されており、灯油５が油受皿１内に逐次供給される。なお、図１では、説明の便宜のために燃料カートリッジタンク４に比べて油受皿１を大きく描いている。
【００２５】
油受皿１には液面検出器１０が設けられており、送風機はバーナ３に対して一次空気および二次空気を送るようになっている。もし、油受皿１内の灯油５が減って油面レベルＬ１から油面レベルＬ２に下がった場合に、そのことを知らずに通常の燃焼動作を行った場合には、ポンプ２はその灯油５を吸引し続けて油受皿１内の空気も吸い込むことになる。やがてバーナ３の炎が消えるが、問題となるのはバーナ３内へ灯油と多量の空気が送り込まれて、空気と灯油のバランスが崩れ異常赤火となることである。このため、使用者に対して、油受皿１内の灯油が所定の量よりも少なくなったことを確実に告知する必要がある。
【００２６】
図２に、本発明に係る液面検出器１０の断面構造例、図３に液面検出器１０の電気回路の等価回路、図４に液面検出器１０の発光素子としての発光ダイオード１２、受光素子としてのフォトトランジスタ１４、透明樹脂のカバー部材１６を示す。
【００２７】
図２に示すように、液面検出器１０は３つの接続端子１０ａ，１０ｂ，１０ｃを備えている。図４に示すように、フォトカプラ１５を構成する発光ダイオード１２、フォトトランジスタ１４が取り付け板１８に取り付けられ、カバー部材１６により囲まれてケーシング１９内に装着されている。
【００２８】
灯油５が例えば油面レベルＬ１にあれば、発光ダイオード１２の発光する光ＬＴは、２点鎖線で示すように灯油５とカバー部材１６で拡散されてフォトトランジスタ１４には到達せず、フォトトランジスタ１４はＯＦＦである。
【００２９】
これに対して、灯油５が例えば油面レベルＬ２に下がると、発光ダイオード１２の発光する光ＬＴは、実線で示すようにカバー部材１６において反射してフォトトランジスタ１４に到達し、フォトトランジスタ１４はＯＮになる。
【００３０】
（ＩＩ）第１実施の形態
図５に、本発明の第１実施の形態に係る液面検出器１０の電気回路例を示す。
【００３１】
図５において、電源電圧ＶＤＤから電流制限抵抗Ｒ１を介してフォトカプラ１５の発光ダイオード１２のアノードに接続され、発光ダイオード１２のカソードはＧＮＤに接地されている。また、電源電圧ＶＤＤからプルアップ抵抗Ｒ２を介してフォトカプラ１５のフォトトランジスタ１４のコレクタ電極の接続され、フォトトランジスタ１４のエミッタはＧＮＤに接地されている。
【００３２】
発光ダイオード１２のアノードとフォトトランジスタ１４のコレクタの間には、発光ダイオードＤ１が順方向に接続、すなわち、発光ダイオードＤ１のカソードが発光ダイオード１２のアノードに、かつ、発光ダイオードＤ１のアノードがフォトトランジスタ１４のコレクタに接続されている。
【００３３】
発光ダイオードＤ１のアノードとフォトトランジスタ１４のコレクタとの接続点は液面検出信号の出力端であり、この信号端はマイクロコンピュータ２６のＡ／Ｄ変換部２８に接続されている。
【００３４】
電流制限抵抗Ｒ１は、電源ＶＤＤから発光ダイオード１２に対して大電流を通すための抵抗（例えば、１５０Ω）であり、プルアップ抵抗Ｒ２は、電源からフォトトランジスタ１４に小電流を通すための抵抗（例えば、１０〜２０ＫΩ）である。
【００３５】
次に、第１実施の形態の動作を図７を参照して説明する。図７は、マイクロコンピュータ２６に対する入力電圧の値を実施の形態別に、しかも状態別（正常と異常）に個々に例示している。
【００３６】
図７に示す正常時とは、発光ダイオード（ＬＥＤ）１２が短絡故障あるいは開放故障しておらず、フォトトランジスタ１４も短絡故障あるいは開放故障していない状態である。
【００３７】
この正常時に、図４の灯油が油面Ｌ１まで満たされていると、発光ダイオード１２の光は灯油の屈折率とカバー部材１６の屈折率により、カバー部材１６の外部に通過拡散しフォトトランジスタ１４には到達しない。したがって、図５においてフォトトランジスタ１４はＯＦＦであり、電源からの電流は、プルアップ抵抗Ｒ２、発光ダイオードＤ１、そして発光ダイオード１２の経路で流れる。そのため、発光ダイオードＤ１の順方向電圧ＶＦ１（例えば、１．７Ｖであるが、説明を簡単にするため２Ｖとする。）と発光ダイオード１２の順方向電圧ＶＦ２（同じく２．０Ｖとする。）が加算された出力電圧値４．０Ｖが、マイクロコンピュータ２６のＡ／Ｄ変換部２８に入力され、マイクロコンピュータ２６は『タンク内に灯油が有る』と判断する。
【００３８】
また、正常時にはフォトカプラ１５の発光ダイオード１２に電流が流れるので発光ダイオードＤ１にも電流が流れ、したがって発光ダイオードＤ１は常に発光状態にある。このことを利用して、発光ダイオードＤ１を制御基板上の目視し易い位置に配置しておくことにより、発光ダイオードＤ１は動作状態表示器として作用し、したがって、この発光ダイオードＤ１の発光状態により工場等における検査員あるいは市場におけるサービスマンが当該液面検出器が『正常』であることを容易に視認することができる。
【００３９】
これに対して、正常時に、図４に示すように灯油が油面Ｌ２まで減っていると、発光ダイオード１２の光はセンサ内部で反射してフォトトランジスタ１４に到達する。したがって、図５においてフォトトランジスタ１４はＯＮし、電源ＶＤＤからの電流は、ＧＮＤに落ちる。これにより、マイクロコンピュータ２６のＡ／Ｄ変換部２８にはフォトトランジスタ１４のコレクタ−エミッタ間電圧ＶＣＥ（約０．２Ｖ＝０Ｖとする。）が入力され、マイクロコンピュータ２６は「タンク内に灯油が無い」と判断する。
【００４０】
また、この『灯油が無い』という状態であれば発光ダイオードＤ１のアノード電位が０Ｖになるため、発行ダイオードＤ１は点灯せず、この非点灯状態により工場等における検査員あるいは市場におけるサービスマンが当該液面検出器が『正常』であることを容易に視認することができる。
【００４１】
以上説明したのは、発光ダイオード１２とフォトトランジスタ１４が共に正常の場合である。
【００４２】
次に、図２のタンク１内に灯油５が有る場合における異常時の説明をする。この異常時とは、発光ダイオード１２が短絡故障あるいは開放故障し、またはフォトトランジスタ１４が短絡故障あるいは開放故障した場合である。
【００４３】
タンク１内に灯油５が油面Ｌ１まで有り、発光ダイオード１２が短絡故障すると、電源ＶＤＤ、プルアップ抵抗Ｒ２、電圧降下発光ダイオードＤ１、発光ダイオード１２、ＧＮＤの経路で電流が流れる。このとき、発光ダイオード１２は発光せず、フォトトランジスタ１４はＯＦＦである。したがって、発光ダイオードＤ１の順方向電圧ＶＦ１（２．０Ｖ）のみがマイクロコンピュータ２６のＡ／Ｄ変換部２８に入力電圧として入力される。
【００４４】
また、タンク１内に灯油５が油面Ｌ１まで有り、発光ダイオード１２が開放故障すると発光ダイオード１２は発光せず、フォトトランジスタ１４はＯＦＦである。しかも発光ダイオードＤ１の電流の経路も絶たれるので、電源電圧ＶＤＤ（５Ｖ）がマイクロコンピュータ２６のＡ／Ｄ変換部２８に入力電圧として入力される。
【００４５】
さらに、タンク１内に灯油５が油面Ｌ１まで有り、フォトトランジスタ１４が短絡故障すると、ＧＮＤ電位レベルの信号がマイクロコンピュータ２６のＡ／Ｄ変換部２８に入力される。
【００４６】
次に、図２のタンク１内に灯油５の油面がＬ２のレベルであり、灯油５が無い場合における異常時の説明をする。
【００４７】
タンク１内に灯油５が無い場合においても、上述したタンク１内に灯油５が有る場合と同様に、発光ダイオード１２が短絡故障すると、発光ダイオードＤ１の順方向電圧ＶＦ１（２．０Ｖ）のみがマイクロコンピュータ２６のＡ／Ｄ変換部２８に入力電圧として入力される。
【００４８】
また、発光ダイオード１２が開放故障すると、電源電圧ＶＤＤ（５Ｖ）がマイクロコンピュータ２６のＡ／Ｄ変換部２８に入力電圧として入力される。
【００４９】
さらに、フォトトランジスタ１４が短絡故障すると、ゼロレベルがマイクロコンピュータ２６のＡ／Ｄ変換部２８に入力電圧として入力される。
【００５０】
このように、本実施の形態によれば、信号レベルシフト手段である発光ダイオードＤ１の存在により、灯油の有無検出時の出力信号レベルと当該液面検出器の不良時の出力信号レベルとを異ならせることができる。その結果、フォトダイオード１４の信号出力端から得られる検出信号の信号レベルが異常原因によって異なるので、液面検出時の異常発生原因を明確化することができる。
【００５１】
また、異常時には、原則として、発光ダイオード１２は発光しないので、発光ダイオードＤ１は非発光（消灯）状態にある。このことを利用して、発光ダイオードＤ１を制御基板上の目視し易い位置に配置しておくことにより、発光ダイオードＤ１の発光状態により工場等における検査員あるいは市場におけるサービスマンが当該液面検出器が『正常』であることを容易に視認することができる。
【００５２】
なお、例外的に発光する場合もあり得るが、発光ダイオードＤ１の発光状態は、検査員あるいはサービスマンに対する補助的な告知手段であり、異常か否かの最終的な判定はマイクロコンピュータ２６においてＡ／Ｄ変換器変換器２８への入力信号によって行われるので、安全性は確保される。
【００５３】
（ＩＩ）第２実施の形態
図６に、本発明に係る液面検出器１０の第２実施の形態を示す。なお、図６において、第１実施の形態（図５）構成要素と同一もしくは同等の要素には同一の符号を付して以下説明する。
【００５４】
本実施の形態は、第１実施の形態に示される液面検出器１０がコネクタ３０を介して接続される場合の本発明の適用例を示している。このような態様は、実際の組立てに際して多く用いられる。
【００５５】
コネクタ３０は、３つの接続端３０ａ，３０ｂ，３０ｃを有している。接続端３０ａは発光ダイオード１２のアノードと電流制限抵抗Ｒ１を電気的に接続し、接続端３０ｂはフォトトランジスタ１４のコレクタ電極とプルアップ抵抗Ｒ２を電気的に接続し、接続端３０ｃは発光ダイオード１２のカソードとフォトトランジスタ１４のエミッタ電極をアースに電気的に接続している。電圧降下手段としての発光ダイオードＤ１は、フォトカプラ１５の外部回路側において、接続端３０ａ，３０ｂの間に接続され、発光ダイオードＤ１のアノードはフォトトランジスタ１４のコレクタ電極に接続され、発光ダイオードＤ１のカソードは発光ダイオード１２のアノードに接続されている。
【００５６】
次に、第２実施の形態の動作を説明する。
【００５７】
図７に示すように、発光ダイオード１２とフォトトランジスタ１４が共に正常である場合には、マイクロコンピュータ２６に対する入力電圧の値は、図５の原理図の正常な場合と同じである。
【００５８】
また、タンク内の灯油の有無に拘らず、発光ダイオード（ＬＥＤ）１２が短絡故障あるいは開放故障し、またはフォトトランジスタ１４が短絡故障あるいは開放故障する異常の場合にも、マイクロコンピュータ２６に対する入力電圧の値が図５の異常な場合と同じである。
【００５９】
しかし、この実施の形態では、タンク内の灯油の有無に拘らず、図７に示すように、コネクタ３０の接続端３０ａ，３０ｂ，３０ｃのいずれかが接続不良あるいは接触不良になった場合が、異常状態として加わっている。
【００６０】
コネクタ３０の接続端（ＮＯ．１）３０ａが接続不良あるいは接触不良になると、発光ダイオード１２が開放故障になった状態と同じになり、フォトトランジスタ１４はＯＦＦである。そのため、電源電圧（５Ｖ）が、マイクロコンピュータ２６のＡ／Ｄ変換部２８に入力電圧として入力される。
【００６１】
また、コネクタ３０の接続端（ＮＯ．２）３０ｂが接続不良あるいは接触不良になると、発光ダイオードＤ１の順方向電圧ＶＦ１（２．０Ｖ）と発光ダイオード１２の順方向電圧ＶＦ２（たとえば２．０Ｖ）が加算された電圧値４点０Ｖが、マイクロコンピュータ２６のＡ／Ｄ変換部２８に入力電圧として入力される。
【００６２】
さらに、コネクタ３０の接続端（ＮＯ．３）３０ｃが接続不良あるいは接触不良になると、発光ダイオード１２が開放故障になった状態と同じになり、電源電圧（５Ｖ）が、マイクロコンピュータ２６のＡ／Ｄ変換部２８に入力電圧として入力される。
【００６３】
（ＩＩＩ） 第３の実施の形態
図８に、本発明に係る液面検出器の第３の実施の形態を示す。
【００６４】
本実施の形態は、フォトカプラ１５の発光ダイオード１２のアノードをコネクタ３０の接続端（ＮＯ．１）３０ａに接続し、フォトトランジスタ１４のコレクタ端子をコネクタ３０の接続端（ＮＯ．２）３０ｂに接続して、接続端３０ａと３０ｂに得られる検出信号電圧同士を比較することにより、フォトカプラ１５の故障検出およびコネクタ３０の接続不良または接触不良を判定するようにしたものである。検出信号の比較は、図示してないが、Ａ／Ｄ変換部２８によりディジタル信号に変換された後、マイクロコンピュータ２６内において比較プログラムによりソフトウエアで処理されるか、コンパレータを用いてハードウエアにより処理される。
【００６５】
図９に、図７と同様な本実施の形態におけるマイコン入力電圧の例を示す。
【００６６】
以上の構成によれば、極めて簡単な構成でフォトカプラ１５の故障あるいはコネクタの接続不良等を検出することができる。
【００６７】
以上の各実施の形態の説明では、石油ファンヒータに適用される液面検出器を例に説明しているが、これに限らず、強制給排気式温風暖房機、石油ボイラ、自動車の燃料計、コピー機等のシリコンオイル計等、他の領域や分野の機器に対しても本発明の適用が可能であることは言うまでもない。
【００６８】
【発明の効果】
以上の通り、請求項１記載の発明によれば、フォトトランジスタのコレクタ電極と発光ダイオードのアノードとの間に信号レベルシフト用発光ダイオードを順方向に接続して構成したので、液面検出器の不良時に、検出信号の電圧レベルは信号レベルシフト用発光ダイオードによってシフトされ、この検出信号レベル状態と発光ダイオードまたはフォトトランジスタの短絡故障とを対応付けておくことにより、異常原因を峻別することができる。また、フォトカプラの発光ダイオードまたはフォトトランジスタの導通状態、短絡故障、開放故障等の状態に応じて、信号レベルシフト用の発光ダイオードの発光状態が決定され、その発光の有無を上記各動作状態に対応付けることにより、液面検出器の正常／異常、異常内容等を検査員やサービスマン等に視覚的に告知できる。かくして、液面検出時の異常発生原因等を明確化することができる。
【００６９】
請求項２に記載の発明によれば、フォトトランジスタのコレクタ電極が接続されるコネクタ接続端と前記発光ダイオードのアノードが接続されるコネクタ接続端との間に信号レベルシフト用発光ダイオードを順方向に接続して構成したので、液面検出器の不良の場合、検出信号電圧レベルは信号レベルシフト用発光ダイオードＤ１によってレベルがシフトされ、この検出信号レベル状態と発光ダイオード、フォトトランジスタあるいはけネクタの接続状態とを対応付けておくことにより、異常原因を峻別することができる。一方、発光ダイオードの導通状態（オン／オフ）、短絡故障、開放故障の状態、さらにはコネクタ接続端の接続（あるいは接触）不良の有無に応じて、発光の有無を上記各動作状態に対応付けることにより、液面検出器の正常／異常、コネクタの接続状態、あるいは異常の内容等をフォトカプラと離れた位置に設置される外部回路に付属の発光ダイオードＤ１の発光状態をもって検査員やサービスマン等に視覚的に告知できる。かくして、液面検出時の異常発生原因等を明確化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液面検出器を備える石油ファンヒータの概略図である。
【図２】本発明に係る液面検出器の構造例を示す縦断面図である。
【図３】フォトカプラの等価回路図である。
【図４】本発明に係る液面検出器のフォトカプラ部分の拡大図である。
【図５】本発明に係る液面検出器の第１の実施の形態を示す電気回路図である。
【図６】本発明に係る液面検出器の第２の実施の形態を示す電気回路図である。
【図７】第１〜第２の実施の形態におけるマイクロコンピュータの入力電圧の例を示す説明図である。
【図８】本発明に係る液面検出器の第３の実施の形態を示す電気回路図である。
【図９】第３の実施の形態におけるマイクロコンピュータの入力電圧の例を示す説明図である。
【図１０】従来の液面検出器を示す図である。
【符号の説明】
５ 灯油（液体）
１０ フォトカプラ（センサ）
１２ 発光ダイオード（発光素子）
１４ フォトダイオード（受光素子）
２６ マイコン（検出器）
２８ Ａ／Ｄ変換部
３０ コネクタ
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ コネクタ接続端
Ｄ１ 発光ダイオード（信号レベルシフト手段）
Claims (2)
- 発光ダイオードとフォトトランジスタ間の光路中における液体の存在の有無に応じて前記フォトトランジスタのコレクタ電極から対応する検出信号を出力する液面検出器において、
前記フォトトランジスタのコレクタ電極と発光ダイオードのアノードとの間に発光ダイオードが順方向に接続されていることを特徴とする液面検出器。 - 発光ダイオードとフォトトランジスタ間の光路中の検出液体の存在の有無に応じて前記フォトトランジスタのコレクタ電極から対応する検出信号を出力する液面検出器であって、前記発光ダイオードおよびフォトトランジスタがコネクタを介して外部回路に接続された液面検出器において、
前記フォトトランジスタのコレクタ電極が接続されるコネクタ接続端と前記発光ダイオードのアノードが順方向に接続されるコネクタ接続端との間に発光ダイオードが接続されていることを特徴とする液面検出器。
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