JP3967768B1 - Liquid level detection display - Google Patents
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Abstract
【課題】 液面検出部と液面表示部とを一体化した液面検出表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明の液面検出表示装置は、n個のホール素子H1〜Hnによってフロート17に取り付けられた磁石18を感知し、感知結果を示す感知信号とデータ区切り信号とからなるデータ信号をシリアル出力する液面検出部100と、液面検出部100からのデータ信号に基づいて、データ区切り信号と液面表示データ信号とからなる液面表示位置データを作成するデータ処理部103と、液面表示位置データ信号を入力して、液面の位置を表示する液面位置表示部104とを備える。液面位置表示部104は、データ区切り信号と液面表示データ信号を保持するフリップフロップE、Qと、フリップフロップQから出力されるデータ信号に基づいて、発光する発光ダイオードLEDとを備える。
【選択図】 図6PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid level detection display device in which a liquid level detection unit and a liquid level display unit are integrated.
A liquid level detection display device according to the present invention senses a magnet 18 attached to a float 17 by n hall elements H 1 to H n and includes a sensing signal indicating a sensing result and a data delimiter signal. A liquid level detection unit 100 that serially outputs a data signal, and a data processing unit 103 that generates liquid level display position data composed of a data separation signal and a liquid level display data signal based on the data signal from the liquid level detection unit 100. And a liquid surface position display unit 104 that receives the liquid surface display position data signal and displays the position of the liquid surface. The liquid surface position display unit 104 includes flip-flops E and Q that hold a data separation signal and a liquid surface display data signal, and a light emitting diode LED that emits light based on the data signal output from the flip-flop Q.
[Selection] Figure 6
Description
本発明は、液面を検出して、表示する液面検出表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid level detection display device that detects and displays a liquid level.
従来、各種プラントに設置された大型タンクの液位や、ダム、用水池、河川等の水位の測定に用いる液面検出装置として、例えば、図12に示す液面検出装置が提案されている。図12において、液面検出装置は、液面の位置を感知するn個のホール素子H1〜Hnと、ホール素子H1〜Hnに接続されたn個のフリップフロップF1〜Fnが順送りに作動するように接続されて構成されるシフトレジスタとを有する液面検出部1200と、液面検出部1200を制御して、シフトレジスタからのデータ信号に基づいて、液面の位置を検出する制御部1201と、制御部1201から出力される液面の位置情報に基づいて、液面の位置を表示する表示部1202とを備える。制御部1201は、液面検出部1200を制御するコントローラー1203と、パルス信号を発振するオシレータ1204と、パルス信号をカウントするカウンタ1205とを備える。
Conventionally, for example, a liquid level detection device shown in FIG. 12 has been proposed as a liquid level detection device used for measuring the liquid level of large tanks installed in various plants and the water level of dams, irrigation ponds, rivers, and the like. 12, the liquid level detecting device includes n Hall elements H 1 to H n to sense the position of the liquid surface, the Hall element H 1 to H n connected to the n pieces of flip-flops F 1 to F n The liquid
以上のように構成される液面検出装置の動作について説明する。なお、図12において、液面検出部1200では、ホール素子H1が最下段に位置することとして、以下説明を行う。液面検出部1200は、液面に浮くフロートに取り付けられた磁石に、各ホール素子H1〜Hnが反応することで、液面の位置を検出する。
The operation of the liquid level detection device configured as described above will be described. In FIG. 12, the liquid
その検出の手順としては、まず、制御部1201のコントローラー1203から各フリップフロップF0〜Fnに対してリセット信号が出力される。これにより、各フリップフロップF0〜Fnはリセットされ非作動状態となる。ただし、フリップフロップFnについてはリセット直後に作動状態となる。
As a detection procedure, first, a reset signal is output from the
次に、オシレータ1204からパルス信号が出力され、また、カウンタ1205によりパルス信号のカウントが開始される。この際、液面が検出可能範囲になく、すべてのホール素子H1〜Hnが磁石の磁気に反応を示さない場合には、フリップフロップFnが作動状態となっているため、その他のフリップフロップFn-1〜F0が順送りに作動して、コントローラー1203にカウント終了信号が出力される。カウンタ1205は、コントローラー1203を介してカウント終了信号を受信することによってカウントを終了する。このときのカウント値は、ホール素子が接続されていないフリップフロップF0が設けられているため、n+1個となる。
Next, a pulse signal is output from the
一方、液面が検出可能範囲にあり、例えば、ホール素子H3が磁石の磁気に反応して感知信号を出力すると、ホール素子H3からの感知信号を入力したフリップフロップF3から順送りに作動する。すなわち、フリップフロップF3は感知信号の入力によりプリセットされる。このため、図13のタイミングチャートに示すように、液面検出部1200のシフトレジスタは、フリップフロップF3を起点として、その後に続くフリップフロップF2からフリップフロップF1、フロップフロップF0へと順送りに作動して、コントローラー1203に対し、カウント終了信号を出力する。カウンタ1205は、コントローラー1203を介してカウント終了信号を受信することによってカウントを終了する。このときのカウント値は3個となる。
On the other hand, when the liquid level is in the detectable range, for example, when the Hall element H 3 outputs a sensing signal in response to the magnetism, it operates in order from the flip-flop F 3 to which the sensing signal from the Hall element H 3 is input. To do. That is, the flip-flop F 3 is preset by the input of the sensing signal. For this reason, as shown in the timing chart of FIG. 13, the shift register of the liquid
コントローラー1203は、カウンタ1205によってカウントされた値に基づいて液面の位置を判定し、判定した位置情報を表示部1202に出力する。そして、表示部1202によって液面の検出結果が視覚的に表示される。
しかし、上記特許文献1に記載の液面検出装置では、各水位電極の状態を1つずつ走査することにより液面の位置を検出する構造であるため、液面感知部として機能する水位電極のほかに、走査するためのインターフェースとして、トランジスタ等のスイッチング素子が必要であり、配線形態が複雑になる。また、すべての水位電極の状態を1つずつ走査して、その都度制御部にフィードバックする方式であるため、制御部側の処理回路が複雑になる。
However, the liquid level detection device described in
また、上記特許文献1の液面検出装置では、液面検出部1200と表示部1202とが制御部1201によってそれぞれ別々に制御されていて、液面検出部1200と表示部1202とが一体化されていない。このため、液面検出位置と液面表示位置とが一致しているかを確認するために、液面検出部近傍に別途表示器を設置するなどして、液面検出位置と液面表示位置の位置合せをする必要があった。
Further, in the liquid level detection device of
また、上記特許文献1の液面検出装置では、制御部1201から表示部1202への表示データの伝送異常を検出する手段を備えていないため、液面検出部1200で検出された液面位置が表示部1202で正確に表示されているかを確認することができない。
In addition, the liquid level detection device disclosed in
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、液面検出部の回路構成及び液面検出部を制御する制御部の処理回路の構成を簡素化した液面検出表示装置を提供することを目的とする。また、液面検出部と液面表示部とを一体化できる液面検出表示装置を提供することを目的とする。また、本発明は、液面位置を表示する表示部へ表示データが正常に伝送されたかを検出することができる液面検出表示装置を提供することを目的とする。 The present invention is for solving the above-described problems, and provides a liquid level detection display device that simplifies the circuit configuration of a liquid level detection unit and the configuration of a processing circuit of a control unit that controls the liquid level detection unit. With the goal. Moreover, it aims at providing the liquid level detection display apparatus which can integrate a liquid level detection part and a liquid level display part. It is another object of the present invention to provide a liquid level detection display device that can detect whether display data is normally transmitted to a display unit that displays a liquid level position.
本発明の液面検出表示装置は、一直線上に配置され、それぞれ液面の位置変動に伴い移動する移動体を感知して感知信号を出力する複数の第1の液面感知部と、前記複数の第1の液面感知部のそれぞれに対応して一直線上に配置され、対応する前記液面感知部からの感知信号によりプリセットされる複数の第1のフリップフロップ、及び前記第1のフリップフロップの所定個数おきに挿入配置され、データ区切り信号によりプリセットされる1つ以上の第2のフリップフロップが直列に接続されてなる第1のシフトレジスタとを有し、プリセットされた前記第1,第2のフリップフロップの出力を、前記シフトレジスタよりシリアル出力する液面検出部と、前記シフトレジスタより出力されるシリアル出力に基づいて、液面位置を判定し、前記データ区切り信号と前記液面位置の表示ための液面表示データ信号とを含む液面位置表示データ信号を作成するデータ処理部と、前記データ処理部が出力する前記液面位置表示データ信号に基づいて、液面位置を表示する液面位置表示部とを備え、前記液面位置表示部が、一直線上に配置された複数の発光素子と、一直線上に配置され、前記データ処理部から出力される前記液面表示データ信号を保持する複数の第3のフリップフロップ、及び前記第3のフリップフロップの所定個数おきに挿入配置され、前記データ区切り信号を保持する1つ以上の第4のフリップフロップとが直列に接続されてなる第2のシフトレジスタと、前記複数の発光素子、及び前記複数の第3のフリップフロップのそれぞれに対応して、一直線上に配置され、対応する第3のフリップフロップからの前記液面表示データ信号を保持して、対応する発光素子に出力する複数の第5のフリップフロップが直列に接続してなる第3のシフトレジスタとを備えることを特徴とする。 The liquid level detection display device according to the present invention includes a plurality of first liquid level detection units that are arranged on a straight line, detect a moving body that moves in accordance with a change in the position of the liquid level, and output a detection signal. A plurality of first flip-flops arranged in a straight line corresponding to each of the first liquid level sensing units and preset by a sensing signal from the corresponding liquid level sensing unit, and the first flip-flops And a first shift register in which one or more second flip-flops preset by a data delimiter signal are connected in series. The liquid level detection unit for serially outputting the output of the flip-flop of No. 2 from the shift register, and determining the liquid level position based on the serial output output from the shift register, A data processing unit that creates a liquid surface position display data signal including a data separation signal and a liquid surface display data signal for displaying the liquid surface position, and based on the liquid surface position display data signal output by the data processing unit A liquid level position display unit for displaying a liquid level position, the liquid level position display unit being arranged on a straight line and a plurality of light emitting elements arranged on a straight line and outputted from the data processing unit. A plurality of third flip-flops holding the liquid level display data signal, and one or more fourth flip-flops inserted and arranged at every predetermined number of the third flip-flops and holding the data delimiter signal Corresponding to each of the second shift register connected in series, the plurality of light emitting elements, and the plurality of third flip-flops, And a third shift register in which a plurality of fifth flip-flops that hold the liquid level display data signal from the third flip-flop and output to the corresponding light emitting element are connected in series. Features.
また、本発明の液面検出表示装置は、前記データ処理部が、前記第2のシフトレジスタから出力されるデータ信号を入力し、入力したデータ信号と前記液面位置表示部に出力した前記液面位置表示データ信号とを比較し、比較結果に基づいて、前記データ処理部から前記液面位置表示部への前記液面位置表示データ信号の伝送異常を検出することを特徴とする。 Further, in the liquid level detection display device of the present invention, the data processing unit inputs the data signal output from the second shift register, and the liquid data output to the input data signal and the liquid level position display unit. The liquid surface position display data signal is compared, and based on the comparison result, transmission abnormality of the liquid surface position display data signal from the data processing unit to the liquid surface position display unit is detected.
また、本発明の液面検出表示装置は、前記液面位置表示部に前記データ処理部から前記液面位置表示部への前記液面位置表示データ信号の伝送異常を検出する異常検出回路をさらに備え、前記液面位置表示部の第3のシフトレジスタが、前記複数の第5のフリップフロップと、前記第5のフリップフロップの所定個数おきに挿入配置され、前記第4のフリップフロップが出力するデータ区切り信号を保持して、前記異常検出回路に出力する1つ以上の第6のフリップフロップとが直列に接続されてなるものであり、前記異常検出回路は、前記第6のフリップフロップから入力したデータ区切り信号と、前記液面位置表示データ信号に含まれるデータ区切り信号とが一致するかを検出することを特徴とする。 The liquid level detection display device of the present invention further includes an abnormality detection circuit for detecting an abnormality in transmission of the liquid level position display data signal from the data processing unit to the liquid level position display unit in the liquid level position display unit. A third shift register of the liquid surface position display unit is inserted and arranged every predetermined number of the plurality of fifth flip-flops and the fifth flip-flop, and the fourth flip-flop outputs One or more sixth flip-flops that hold a data delimiter signal and output to the abnormality detection circuit are connected in series, and the abnormality detection circuit receives an input from the sixth flip-flop. It is characterized in that it is detected whether the data delimiter signal matches the data delimiter signal included in the liquid surface position display data signal.
また、本発明の液面検出表示装置は、前記第1のフリップフロップ列の一端に配置される第1のフリップフロップに接続された第1の液面感知部が、前記第1のフリップフロップ列の一方向から移動してきた前記移動体の通過を検知して検知信号を出力し続け、前記方向とは逆方向から移動してきた前記移動体の通過を検出したとき、前記検知信号をオフにすることを特徴とする。 Further, in the liquid level detection display device of the present invention, the first liquid level sensing unit connected to the first flip-flop disposed at one end of the first flip-flop row includes the first flip-flop row. Detects the passage of the moving body that has moved from one direction and continues to output a detection signal, and turns off the detection signal when the passage of the moving body that has moved from the opposite direction to the direction is detected. It is characterized by that.
また、本発明の液面検出表示装置は、前記第1の液面感知部の列の一端に配置される第2の液面感知部を備え、前記第2の液面感知部が、第1の液面感知部の列の一方向から移動してきた前記移動体の通過を検知して検知信号を前記データ処理部に出力し続け、前記方向とは逆方向から移動してきた前記移動体の通過を検出したとき、前記検知信号をオフにすることを特徴とする。 In addition, the liquid level detection display device of the present invention includes a second liquid level sensing unit disposed at one end of the row of the first liquid level sensing units, and the second liquid level sensing unit includes the first liquid level sensing unit. Detects the passage of the moving body that has moved from one direction of the liquid level sensing unit row and continuously outputs a detection signal to the data processing unit, and passes the moving body that has moved from the direction opposite to the direction. When the signal is detected, the detection signal is turned off.
また、本発明の液面検出表示装置は、前記移動体が磁石であり、前記第1の液面感知部が、液面の位置変動に伴い移動する磁石に反応して感知信号を出力する磁電変換素子であることを特徴とする。 Further, in the liquid level detection display device of the present invention, the moving body is a magnet, and the first liquid level sensing unit outputs a sensing signal in response to the magnet moving in accordance with the position fluctuation of the liquid level. It is a conversion element.
また、本発明の液面検出表示装置は、前記磁石の磁力および前記各磁電変換素子の感度が、前記磁石と前記複数の各磁電変換素子との距離、および前記複数のうちの隣接する磁電変換素子間の間隔に基づいて、該磁石が前記磁電変換素子の列の両端の素子間に位置するとき、常に1つ以上の前記磁電変換素子が前記磁石の作用を受けて感知信号を出力するように選定されることを特徴とする。 Further, in the liquid level detection display device of the present invention, the magnetic force of the magnet and the sensitivity of each of the magnetoelectric conversion elements are the distance between the magnet and each of the plurality of magnetoelectric conversion elements, and the adjacent magnetoelectric conversion of the plurality. Based on the spacing between the elements, when the magnet is positioned between the elements at both ends of the column of the magnetoelectric transducers, one or more of the magnetoelectric transducers always outputs a sensing signal under the action of the magnets. It is characterized by being selected.
また、本発明の液面検出表示装置は、前記磁電変換素子がホール素子であることを特徴とする。 In the liquid level detection display device of the present invention, the magnetoelectric conversion element is a Hall element.
本発明に係る液面検出表示装置によれば、液面の位置を検出して、表示する液面検出表示装置において、一直線上に配置され、それぞれ液面の位置変動に伴い移動する移動体を感知して感知信号を出力する複数の第1の液面感知部と、前記複数の第1の液面感知部のそれぞれに対応して一直線上に配置され、対応する前記液面感知部からの感知信号によりプリセットされる複数の第1のフリップフロップ、及び前記第1のフリップフロップの所定個数おきに挿入配置され、データ区切り信号によりプリセットされる1つ以上の第2のフリップフロップが直列に接続されてなる第1のシフトレジスタとを有し、プリセットされた前記第1,第2のフリップフロップの出力を、前記シフトレジスタよりシリアル出力する液面検出部と、前記シフトレジスタより出力されるシリアル出力に基づいて、液面位置を判定し、前記データ区切り信号と前記液面位置の表示ための液面表示データ信号とを含む液面位置表示データ信号を作成するデータ処理部と、前記データ処理部が出力する前記液面位置表示データ信号に基づいて、液面位置を表示する液面位置表示部とを備え、前記液面位置表示部が、一直線上に配置された複数の発光素子と、一直線上に配置され、前記データ処理部から出力される前記液面表示データ信号を保持する複数の第3のフリップフロップ、及び前記第3のフリップフロップの所定個数おきに挿入配置され、前記データ区切り信号を保持する1つ以上の第4のフリップフロップとが直列に接続されてなる第2のシフトレジスタと、前記複数の発光素子、及び前記複数の第3のフリップフロップのそれぞれに対応して、一直線上に配置され、対応する第3のフリップフロップからの前記液面表示データ信号を保持して、対応する発光素子に出力する複数の第5のフリップフロップが直列に接続してなる第3のシフトレジスタとを備えるようにした。 According to the liquid level detection display device according to the present invention, in the liquid level detection display device that detects and displays the position of the liquid level, the movable body that is arranged on a straight line and moves according to the position variation of the liquid level is provided. A plurality of first liquid level sensing units that sense and output a sensing signal, and are arranged in a straight line corresponding to each of the plurality of first liquid level sensing units, from the corresponding liquid level sensing unit A plurality of first flip-flops preset by a sensing signal, and one or more second flip-flops inserted in a predetermined number of the first flip-flops and preset by a data delimiter signal are connected in series. A liquid level detection unit that serially outputs the preset outputs of the first and second flip-flops from the shift register, and the shift register. Data processing for determining a liquid surface position based on a serial output output from a register and creating a liquid surface position display data signal including the data separation signal and a liquid surface display data signal for displaying the liquid surface position And a liquid surface position display unit for displaying the liquid surface position based on the liquid surface position display data signal output from the data processing unit, and the liquid surface position display unit is arranged in a straight line. A plurality of light emitting elements, a plurality of third flip-flops arranged in a straight line and holding the liquid level display data signal output from the data processing unit, and inserted every predetermined number of the third flip-flops A second shift register that is arranged and connected in series with one or more fourth flip-flops that hold the data delimiter signal, the plurality of light emitting elements, and the plurality of the plurality of light emitting elements A plurality of fifth flip-flops arranged on a straight line corresponding to each of the three flip-flops, holding the liquid level display data signal from the corresponding third flip-flop and outputting it to the corresponding light emitting element And a third shift register in which the switches are connected in series.
これにより、液面感知部の状態を1つずつ走査する従来の方式に比べて、液面検出部からのデータ信号を処理するデータ処理部の回路構成を簡素化できる。さらに、液面感知部の状態を1つずつ走査しないので、そのためのスイッチング素子が不要になり、液面検出部の回路構成も簡素化できる。 Thereby, compared with the conventional system which scans the state of a liquid level detection part one by one, the circuit structure of the data processing part which processes the data signal from a liquid level detection part can be simplified. Furthermore, since the state of the liquid level sensing unit is not scanned one by one, a switching element for that is not necessary, and the circuit configuration of the liquid level detection unit can be simplified.
また、データ処理部が、同じ制御信号を用いて、液面検出部と液面位置表示部とを動作させることができるので、液面検出部と液面位置表示部を一体化することができる。よって、前記液面検出部で検出した液面位置を前記液面位置表示部で表示する際に、別途表示器を設置して、液面検出部が検出した検出位置と、液面位置表示部で表示する液面位置との位置合わせをする操作を省くことができる。 In addition, since the data processing unit can operate the liquid level detection unit and the liquid level position display unit using the same control signal, the liquid level detection unit and the liquid level position display unit can be integrated. . Therefore, when the liquid level position detected by the liquid level detection unit is displayed on the liquid level position display unit, a separate indicator is installed, and the detection position detected by the liquid level detection unit and the liquid level position display unit The operation of aligning with the liquid surface position displayed with can be omitted.
また、本発明の液面検出表示装置によれば、前記データ処理部が、前記第2のシフトレジスタから出力されるデータ信号を入力し、入力したデータ信号と前記液面位置表示部に出力した前記液面位置表示データ信号とを比較することから、前記データ処理部から前記液面位置表示部への前記液面位置表示データ信号の伝送異常を検出できる。 According to the liquid level detection display device of the present invention, the data processing unit inputs a data signal output from the second shift register, and outputs the input data signal and the liquid level position display unit. Since the liquid level position display data signal is compared, it is possible to detect an abnormal transmission of the liquid level position display data signal from the data processing unit to the liquid level position display unit.
また、本発明の液面検出表示装置によれば、前記液面位置表示部に前記データ処理部から前記液面位置表示部への前記液面位置表示データ信号の伝送異常を検出する異常検出回路をさらに備え、前記液面位置表示部の第3のシフトレジスタが、前記複数の第5のフリップフロップと、前記第5のフリップフロップの所定個数おきに挿入配置され、前記第4のフリップフロップが出力するデータ区切り信号を保持して、前記異常検出回路に出力する1つ以上の第6のフリップフロップとが直列に接続されてなるものであり、前記異常検出回路が、前記第6のフリップフロップから入力したデータ区切り信号と、前記液面位置表示データ信号に含まれるデータ区切り信号とが一致するかを検出する。これにより、液面位置の表示と同時に、前記データ処理部から前記液面位置表示部への前記液面位置表示データ信号の伝送異常を検出できる。 Further, according to the liquid level detection display device of the present invention, an abnormality detection circuit for detecting an abnormal transmission of the liquid level position display data signal from the data processing unit to the liquid level position display unit in the liquid level position display unit. A third shift register of the liquid surface position display unit is inserted and arranged at every predetermined number of the plurality of fifth flip-flops and the fifth flip-flops, and the fourth flip-flops One or more sixth flip-flops that hold a data delimiter signal to be output and output to the abnormality detection circuit are connected in series, and the abnormality detection circuit includes the sixth flip-flop. It is detected whether the data delimiter signal input from 1 matches the data delimiter signal included in the liquid surface position display data signal. Thereby, simultaneously with the display of the liquid level position, it is possible to detect an abnormal transmission of the liquid level position display data signal from the data processing unit to the liquid level position display unit.
また、本発明に係る液面検出表示装置によれば、前記第1のフリップフロップ列の一端に配置される第1のフリップフロップに接続された第1の液面感知部は、前記第1のフリップフロップ列の一方向から移動してきた前記移動体の通過を検知して検知信号を出力し続け、前記方向とは逆方向から移動してきた前記移動体の通過を検出したとき、前記検知信号をオフにする。これにより、前記移動体が、前記液面検出部が前記移動体を検知できる検出範囲外に移動したことを検出できる。 Moreover, according to the liquid level detection display device of the present invention, the first liquid level sensing unit connected to the first flip-flop disposed at one end of the first flip-flop row includes the first level detection unit. When the passage of the moving body that has moved from one direction of the flip-flop row is detected and the detection signal is continuously output, and the passage of the moving body that has moved from the opposite direction to the direction is detected, the detection signal is Turn off. Thereby, it can be detected that the moving body has moved out of a detection range in which the liquid level detection unit can detect the moving body.
また、本発明の液面検出表示装置によれば、前記第1の液面感知部の列の一端に配置される第2の液面感知部を備え、前記第2の液面感知部が、第1の液面感知部の列の一方向から移動してきた前記移動体の通過を検知して検知信号を前記データ処理部に出力し続け、前記方向とは逆方向から移動してきた前記移動体の通過を検出したとき、前記検知信号をオフにする。これにより、前記移動体が、前記液面検出部が前記移動体を検知できる検出範囲外に移動したことを検出できる。さらに、前記第1のフリップフロップ列の一端に配置される第1のフリップフロップに接続された第1の液面感知部を、前記移動体の通過の検知に利用する場合に比べて、製造が容易である。 Further, according to the liquid level detection display device of the present invention, the liquid level detection unit includes a second liquid level detection unit disposed at one end of the row of the first liquid level detection units, and the second liquid level detection unit includes: The moving body that has detected the passage of the moving body that has moved from one direction of the first liquid level sensing section and continuously outputs a detection signal to the data processing section, and has moved from the direction opposite to the direction. When the passage of is detected, the detection signal is turned off. Thereby, it can be detected that the moving body has moved out of a detection range in which the liquid level detection unit can detect the moving body. Furthermore, compared to the case where the first liquid level sensing unit connected to the first flip-flop disposed at one end of the first flip-flop row is used for detection of the passage of the moving body, the manufacturing is possible. Easy.
本発明に係る液面検出表示装置によれば、前記移動体は磁石であり、前記液面感知部は、液面の位置変動に伴い移動する磁石に反応して感知信号を出力する磁電変換素子であり、前記磁石の磁力および前記各磁電変換素子の感度が、前記磁石と前記複数の各磁電変換素子との距離、および前記複数のうちの隣接する磁電変換素子間の間隔に基づいて、該磁石が前記磁電変換素子の列の両端の素子間に位置するとき、常に1つ以上の前記磁電変換素子が前記磁石の作用を受けて感知信号を出力するように選定されている。これにより、移動体である磁石を所定数の磁電変換素子で感知できる。その結果、所定数の磁電変換素子が磁石を感知したか否かにより、各磁電変換素子の感度を検出できる。 According to the liquid level detection display device of the present invention, the moving body is a magnet, and the liquid level sensing unit outputs a sensing signal in response to a magnet that moves in accordance with the position fluctuation of the liquid level. And the magnetic force of the magnet and the sensitivity of each of the magnetoelectric conversion elements are based on the distance between the magnet and each of the plurality of magnetoelectric conversion elements, and the interval between adjacent ones of the plurality of magnetoelectric conversion elements, When the magnet is located between the elements at both ends of the row of the magnetoelectric transducers, one or more of the magnetoelectric transducers are selected to output a sensing signal under the action of the magnet. Thereby, the magnet which is a moving body can be detected with a predetermined number of magnetoelectric transducers. As a result, the sensitivity of each magnetoelectric conversion element can be detected based on whether or not a predetermined number of magnetoelectric conversion elements sense the magnet.
本発明に係る液面検出表示装置によれば、前記磁電変換素子が、機械的応力・衝撃・振動に強く、また、安価であるホール素子であることから、液面検出部の製造コストを低減できる。さらに、前記磁電変換素子として、ホール素子を用いることで、各素子の間隔を小さくして、磁石の1つの磁極からの磁束によってホール素子が作動するように構成できるので、液面の位置を高い精度で検出できる。 According to the liquid level detection display device according to the present invention, since the magnetoelectric conversion element is a Hall element that is strong against mechanical stress, shock, and vibration and is inexpensive, the manufacturing cost of the liquid level detection unit is reduced. it can. Furthermore, since the Hall element is used as the magnetoelectric conversion element, the interval between the elements can be reduced, and the Hall element can be operated by the magnetic flux from one magnetic pole of the magnet. It can be detected with accuracy.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態1に係る液面検出表示装置の一構成例を示す図である。図1に示すように、本実施の形態1に係る液面検出表示装置は、液面の位置を検出する液面検出部100と、液面検出部100を制御する制御部101と、液面の位置に関する情報を数値等によって表示する表示部102と、液面の位置を発光素子によって表示する液面位置表示部104とを備える。制御部101は、液面検出部100からデータを読み出して、液面の位置を判定し、液面の位置を表示部102及び液面位置表示部104に表示させるデータ処理部103を備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a liquid level detection display device according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the liquid level detection display device according to the first embodiment includes a liquid
データ処理部103は、液面検出部100からデータを読み出すためのパルス信号およびリセット信号を出力する機能と、読み出したデータ信号を処理して液面の位置の判定や液面検出部100の異常検出を行う機能と、液面検出部100が出力するデータから液面の位置データを生成し、表示部102及び液面位置表示部104に出力して液面の位置を表示させる機能とを備える。
The
図2は、本実施の形態1に係る液面検出表示装置が適用される液面検出器の一構成例を示す図である。本実施の形態1に係る液面検出表示装置の液面検出部100及び液面位置表示部104は、液面検出器10内に収容されるプリント基板12上に組み込まれる。プリント基板12に組み込まれた液面検出部100は、プリント基板12に接続される入出力線L1〜L3を介して制御部101に接続される。また、プリント基板12に組み込まれた液面位置表示部104は、プリント基板12に接続される入出力線L13、L17、L18、L19を介して制御部101に接続される。さらに、プリント基板12上には、発光ダイオード(LED)20が配置され、LED20が点灯することで、液面の位置が表示される。このように、本発明では、液面検出部100と液面位置表示部104とを1つのプリント基板12上に組み込み、一筐体に収容する。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a liquid level detector to which the liquid level detection display device according to the first embodiment is applied. The liquid
ここで、液面検出器10は、両端がフランジ13で閉塞され、タンク内に接続されるフランジ14が設けられたスタンドパイプ11に、取り付けバンド16を介して取り付けられる。スタンドパイプ11の両端のフランジ13はフロート17の脱着を行う。フランジ14はスタンドパイプ11のタンク接続口に設けられる。また、スタンドパイプ11内には、スタンドパイプ内を移動可能なフロート17が設けられる。フロート17には、液面検出部100内の液面感知部19によって検出される被感知部材(ここでは、磁石18)が取り付けられている。フロート17は、フランジ13間を液面の位置変動に伴いスタンドパイプ11に沿って移動する。
Here, the
以上のように構成される液面検出器10は、液面の位置変動に伴いフロート17がスタンドパイプ11に沿って移動することによって、フロート17に設けられた被感知部材も移動するため、液面検出部100によって被感知部材の位置を検出することにより、液面の位置を検出できる。さらに、液面検出部100によって検出された被感知部材の位置は液面位置表示部104上のLED20によって表示できる。
In the
次に、液面検出部100の構成について図3を用いて説明する。図3は液面検出部100の構成例を示す図である。
Next, the configuration of the liquid
液面検出部100は、液面の位置を感知するn個の液面感知部と、複数のフリップフロップが順送り作動するように接続されて構成される第1のシフトレジストとを備える。この第1のシフトレジスタは、液面感知部と接続するn個のフリップフロップと、データ区切り信号を入力する複数のフリップフロップとの合計m+1個のフリップフロップが順送りに作動するように接続されている。
The liquid
以下、まず、液面検出部100の各液面感知部について説明する。液面感知部としては、液面の位置を感知できるものであれば良く、光、磁気、超音波などを利用した公知のものを採用することができるが、デジタル処理に適した位置情報を得ることが容易で、液面検出器10にも適用可能な磁電変換素子を用いることが好ましい。
Hereinafter, first, each liquid level detection unit of the liquid
磁電変換素子は磁気に反応して感知信号を出力することから、液面感知部として磁電変換素子を用いる場合、図2に示すように、被感知部材として磁石18をフロート17に取り付ける。 Since the magnetoelectric conversion element outputs a sensing signal in response to magnetism, when the magnetoelectric conversion element is used as the liquid level sensing unit, a magnet 18 is attached to the float 17 as a sensed member as shown in FIG.
ここで、磁石18の磁力および各磁電変換素子の感度は、磁石18と各磁電変換素子との距離、及び各磁電変換素子間の間隔に基づいて、常に1つ以上の磁電変換素子が磁石18の作用を受けて感知信号を出力するように選定されることとする。これにより、磁石18を所定数の磁電変換素子によって感知できる。 Here, the magnetic force of the magnet 18 and the sensitivity of each magnetoelectric conversion element are always based on the distance between the magnet 18 and each magnetoelectric conversion element and the interval between each magnetoelectric conversion element. The sensor signal is selected so as to output a sensing signal. Thereby, the magnet 18 can be sensed by a predetermined number of magnetoelectric transducers.
磁電変換素子としては、例えば、リードスイッチや磁気抵抗素子が挙げられる。図4は、液面感知部としてリードスイッチRSを使用する場合の液面検出部100の回路構成を示す図である。この場合、リードスイッチRSはフリップフロップFのプリセット入力端子(PRバー)に接続され、磁気を感知したとき、すなわち、液面の位置を感知したときに、プリセット入力端子(PRバー)に感知信号を出力する。
Examples of the magnetoelectric conversion element include a reed switch and a magnetoresistive element. FIG. 4 is a diagram illustrating a circuit configuration of the liquid
本発明の液面感知部としては、液面の位置を感知したときに、入力端子(PRバー)に感知信号を出力するようなものであればどのようなものであっても良いが、磁電変換素子の一つであるホール素子が、特に好ましい。ホール素子は、リードスイッチとは異なり、機械的応力・衝撃・振動に弱いという欠点がなく、また、安価であるため、ホール素子を液面感知部として用いることで製造コストを低減できる。また、ホール素子を用いることで、各素子の間隔を小さくして、1つの磁石の磁極からの磁束によってホール素子が作動するように液面検出部100を構成できるので、液面の位置を高い精度で検出できる。
The liquid level detection unit of the present invention may be any unit that outputs a detection signal to the input terminal (PR bar) when the position of the liquid level is detected. A Hall element that is one of the conversion elements is particularly preferable. Unlike the reed switch, the Hall element does not have the disadvantage of being weak against mechanical stress, shock, and vibration, and is inexpensive, so that the manufacturing cost can be reduced by using the Hall element as a liquid level sensing unit. In addition, by using the Hall element, the liquid
本実施の形態1では、上記の理由から液面感知部として、ホール素子を用いることとする。以下、液面感知部として、ホール素子を用いる場合の液面検出部100の構成について、説明する。液面感知部19であるホール素子H1〜Hnは、磁石18に応答するように、液面検出器10のプリント基板12上に、その長手方向に沿って列をなすように線状に配置される。各ホール素子は後述するn個のフリップフロップFと1対1で接続する。ホール素子は、プリセット入力端子(PRバー)を介して、それぞれ対応するフリップフロップFと接続する。そして、磁石18を感知したときに、対応するフリップフロップFに感知信号を出力する。ホール素子は感知信号として、「0」又は「1」のいずれかを示す信号を出力する。
In the first embodiment, a Hall element is used as the liquid level sensing unit for the above reason. Hereinafter, the configuration of the liquid
なお、本実施の形態1では、図3に示したように、各ホール素子H1〜Hnにプルアップ抵抗Rが設けられている。これは、何らかの原因でホール素子H1〜Hnのいずれかが故障した場合、それに接続されたフリップフロップFのプリセット入力端子が不定状態になり、フリップフロップが順送りに作動しなくなるおそれがあるので、このような不具合を解消するために設けられる。すなわち、プルアップ抵抗Rを設けることによって、ホール素子H1〜Hnのいずれかが故障した場合でも、それに接続されたフリップフロップFを作動状態にして、順送りに作動させることができる。 In the first embodiment, as shown in FIG. 3, pull-up resistors R are provided in the hall elements H 1 to H n . This is because if any of the Hall elements H 1 to H n fails for some reason, the preset input terminal of the flip-flop F connected thereto becomes indefinite, and the flip-flop may not operate in a forward direction. It is provided in order to eliminate such problems. In other words, by providing the pull-up resistor R, even if any of the Hall elements H 1 to H n fails, the flip-flop F connected to the Hall elements H 1 to H n can be put into an operating state and operated in a forward manner.
また、液面感知部として、ホール素子H1〜Hnに代えてプルアップ抵抗を内蔵したものやFET出力型(電圧出力型)のものを用いることで、プルアップ抵抗Rを外付けしなくても同様の機能を果たすように構成できる。本発明の液面検出部100のホール素子としては、単に液面を検出するための磁気センサとして機能するものだけでなく、プルアップ抵抗内蔵型のものも含まれる。
Further, as the liquid level sensing unit, a pull-up resistor R is not attached externally by using a built-in pull-up resistor or a FET output type (voltage output type) instead of the Hall elements H 1 to H n. However, it can be configured to perform the same function. The Hall element of the liquid
次に、複数のフリップフロップから構成される液面検出部100の第1のシフトレジスタについて説明する。本実施の形態1では、フリップフロップF0を最下段とし、フリップフロップFmを最上段として、以下説明を行う。本実施の形態1では、図3に示すように、第1のシフトレジスタを構成するフリップフロップとして、対応するホール素子(H1〜Hn)と1対1で接続され、ホール素子の列に沿って配置されるn個の第1のフリップフロップ(F1〜F5、F9〜F13、Fm-2)と、第1のフリップフロップの所定個数おきに挿入配置され、データ区切り信号を入力する1つ以上の第2のフリップフロップ(F6〜F8、F14〜F16、Fm-1、Fm)と、第1のフリップフロップの列の一端に配置され、データ区切り信号を入力するフリップフロップF0とを備える。
Next, the first shift register of the liquid
第1のフリップフロップの構成例について、フリップフロップF1〜F4を例に挙げ、図3、5を用いて説明する。フリッププロップはそれぞれ順送りに作動できるように接続されている。例えば、フリップフロップF3の入力端子Dが入出力線L9を介して前段のフリップフロップF4の出力端子Qと接続し、フリップフロップF3の出力端子Qが入出力線L8を介して後段のフリップフロップF2の入力端子Dに接続され、さらに、フリップフロップF2はその出力端子Qが入出力線L7を介して後段のフリップフロップF1の入力端子Dに接続される。さらに、各フリップフロップは、クロック入力端子CKが入出力線L6を介してパルス信号出力端子T3に接続され、クリア端子(CLRバー)が入出力線L5を介してリセット信号出力端子T2に接続されている。 A configuration example of the first flip-flop will be described with reference to FIGS. 3 and 5 by taking the flip-flops F 1 to F 4 as an example. Each flip-prop is connected so that it can be operated forward. For example, connected to an output terminal Q of the preceding flip-flop F 4 input terminal D of the flip-flop F 3 via the output line L 9, an output terminal Q of the flip-flop F 3 via the output line L 8 is connected to the input terminal D of the subsequent flip-flop F 2, further flip-flop F 2 is its output terminal Q is connected to an input terminal D of the subsequent flip-flop F 1 through the input-output line L 7. Further, in each flip-flop, the clock input terminal CK is connected to the pulse signal output terminal T 3 via the input / output line L 6 , and the clear terminal (CLR bar) is connected to the reset signal output terminal T via the input / output line L 5. Connected to 2 .
第2のフリップフロップF6〜F8、F14〜F16は、そのプリセット入力端子(PRバー)が接地又は電源と接続し、接地と接続するフリップフロップはデータ区切り信号「0」を入力し、電源と接続するフリップフロップはデータ区切り信号「1」を入力する。さらに、クロック入力端子CKが入出力線L6を介してパルス信号出力端子T3に接続され、クリア端子(CLRバー)が入出力線L5を介してリセット信号出力端子T2に接続されている。 The second flip-flops F 6 to F 8 and F 14 to F 16 have preset input terminals (PR bars) connected to the ground or the power supply, and the flip-flops connected to the ground input the data delimiter signal “0”. The flip-flop connected to the power supply receives the data delimiter signal “1”. Further, the clock input terminal CK is connected to the pulse signal output terminal T 3 via the input / output line L 6 , and the clear terminal (CLR bar) is connected to the reset signal output terminal T 2 via the input / output line L 5. Yes.
また、第2のフリップフロップFm-1は、そのプリセット入力端子(PRバー)が電源と接続して、データ区切り信号「1」を入力する。さらに、クロック入力端子CKが入出力線L6を介してパルス信号出力端子T3に接続され、クリア端子(CLRバー)が入出力線L5を介してリセット信号出力端子T2に接続されている。 In addition, the second flip-flop F m-1 has its preset input terminal (PR bar) connected to the power supply and inputs the data delimiter signal “1”. Further, the clock input terminal CK is connected to the pulse signal output terminal T 3 via the input / output line L 6 , and the clear terminal (CLR bar) is connected to the reset signal output terminal T 2 via the input / output line L 5. Yes.
また、第2のフリップフロップFmは、そのプリセット入力端子(PRバー)と入力端子Dとが接地又は電源と接続して、データ区切り信号を入力する。図3においては、プリセット入力端子(PRバー)が接地と接続してデータ区切り信号「0」を入力し、入力端子Dが入出力線L10を介して電源と接続して、データ区切り信号「1」を入力する。さらに、第2のフリップフロップFmは、その出力端子Qが入出力線L11を介してフリップフロップFm-1の入力端子Dに接続され、クロック入力端子CKが入出力線L6を介してパルス信号出力端子T3に接続され、クリア端子(CLRバー)が入出力線L5を介してリセット信号出力端子T2に接続されている。 Further, the second flip-flop F m has a preset input terminal (PR bar) and an input terminal D connected to the ground or a power source, and inputs a data delimiter signal. In FIG. 3, the preset input terminal (PR bar) is connected to the ground and the data delimiter signal “0” is input, and the input terminal D is connected to the power supply via the input / output line L 10 and the data delimiter signal “0” is input. Enter “1”. Further, the second flip-flop F m is connected to an input terminal D of the flip-flop F m-1 and the output terminal Q via the output line L 11, the clock input terminal CK is through the input-output line L 6 Te is connected to the pulse signal output terminal T 3, a clear terminal (CLR bar) is connected to the reset signal output terminal T 2 via the output line L 5.
このように、本実施の形態1では、第1のフリップフロップの列内に所定個数(ここでは5個)おきに3個の第2のフリップフロップ(F6〜F8、F14〜F16)が配置され、最上段側に2個の第2のフリップフロップ(Fm-1、Fm)が配置される場合について示したが、1つ以上の第2のフリップフロップが、第1のフリップフロップの所定個数おきに挿入配置されれば良い。図3においては、5つのホール素子ごとにデータ区切り信号「1」「0」「1」が挿入される。よって、液面検出部100では、ホール素子から出力される感知信号がどのような状態であっても、シフトレジスタから出力されるデータ信号のデータ列は「0」が連続するホール素子の数、「1」が連続するホール素子の数+2、以上続かない。すなわち、シフトレジスタから出力されるデータ信号は、0が6以上、1が8以上連続することはない。このように、データ区切り信号を入力する第2のフリップフロップを備えることで、同じ値が連続するデータ数の上限が決まる。このため、この上限より多い同じ値が連続するデータ信号が読み出された場合、ホール素子が接続されていない部分のデータの読み出しが行われているか、又は、液面検出部100が正常な状態でないことがデータ処理部103で検出できる。
As described above, in the first embodiment, three second flip-flops (F 6 to F 8 , F 14 to F 16 ) are provided every predetermined number (here, 5) in the first flip-flop column. ) Is arranged, and two second flip-flops (F m−1 , F m ) are arranged on the uppermost side, but one or more second flip-flops are arranged in the first stage. What is necessary is just to insert and arrange every predetermined number of flip-flops. In FIG. 3, data delimiter signals “1”, “0”, and “1” are inserted for every five Hall elements. Therefore, in the liquid
また、フリップフロップF0は、そのプリセット入力端子(PRバー)が接地又は電源と接続し、データ区切り信号を入力する。図1においては、プリセット入力端子(PRバー)が電源と接続して、データ区切り信号「1」を入力する場合について示しているが、プリセット入力端子(PRバー)が接地と接続して、データ区切り信号「0」を入力しても良い。また、最下段のフリップフロップF0は、出力端子Qが入出力線L4を介してデータ信号入力端子T1に接続され、クロック入力端子CKが入出力線L6を介してパルス信号出力端子T3に接続され、クリア端子(CLRバー)が入出力線L5を介してリセット信号出力端子T2に接続されている。 Further, the preset input terminal (PR bar) of the flip-flop F 0 is connected to the ground or the power source, and receives a data delimiter signal. Although FIG. 1 shows the case where the preset input terminal (PR bar) is connected to the power source and the data delimiter signal “1” is input, the preset input terminal (PR bar) is connected to the ground and the data is input. A delimiter signal “0” may be input. In the lowest flip-flop F 0 , the output terminal Q is connected to the data signal input terminal T 1 via the input / output line L 4 , and the clock input terminal CK is connected to the pulse signal output terminal via the input / output line L 6. The clear terminal (CLR bar) is connected to T 3 and is connected to the reset signal output terminal T 2 via the input / output line L 5 .
なお、図3に示すように、フリップフロップの列の最下段に、データ区切り信号を入力するフリップフロップF0を配置しても良いが、本発明の液面検出部100において、フリップフロップF0は必ずしも必要ない。フリップフロップF0を設けない場合には、最下段のデータ区切り信号が無いため、正常データの読み出し範囲の連続同一データ数が最下段のみ1つ少なくなる。
As shown in FIG. 3, the bottom row of the flip-flop, may be arranged flip-flops F 0 for inputting data delimiting signals, but in the liquid
ここで、フリップフロップの列の一端に配置されるフリップフロップ、すなわち、最下段又は最上段のいずれかに配置されるフリップフロップは、リセット直後に作動状態となるように設定されていることが好ましい。 Here, the flip-flops arranged at one end of the row of flip-flops, that is, the flip-flops arranged at either the lowermost stage or the uppermost stage are preferably set so as to be activated immediately after reset. .
例えば、最上段のフリップフロップFmが、リセットした直後に作動状態になるように設定される場合、全てのホール素子H1〜Hnが液面の位置を感知してない状態でも、フリップフロップFmが作動状態となるため、フリップフロップFmの出力端子QからフリップフロップFm-1の入力端子Dにデータ信号が出力され、フリップフロップFm-1が作動状態になる。そして、フリップフロップF0〜Fmが順送りに作動した後も、データを読み出すと入出力線L10から入力された値が読み出され続けることになる。 For example, when the uppermost flip-flop F m is set so as to be activated immediately after resetting, the flip-flop even when all the Hall elements H 1 to H n do not sense the position of the liquid level. since F m is actuated state, data is output signal from the output terminal Q of the flip-flop F m to the input terminal D of the flip-flop F m-1, flip-flop F m-1 is in operation. Even after the flip-flops F 0 to F m are operated in order, when data is read, the value input from the input / output line L 10 is continuously read.
以上のように構成される液面検出部100は、データ処理部103から入出力線L6を介して出力されるパルス信号S3に従って、第1のシフトレジスタからデータ信号S1を出力する。このデータ信号S1のデータ列は、データ区切り信号をDx(Xは1又は0)、ホール素子が出力するデータ信号をHnとすると、図1の場合、最下段のフリップフロップF0から順に、D1、H1、H2、H3、H4、H5、D1、D0、D1、H6、H7、H8、H9、H10、D1、D0、D1、・・・Hn、D1、D0、D1となる。このように、液面検出部100は、パルス信号S3に従って、ホール素子からの信号とデータ区切り信号とを1つのデータ列のデータ信号S1として、シリアル出力する。
Or constructed liquid
次に、液面検出部100から出力されるデータ信号S1をデータ信号入力端子T1から入力して処理するデータ処理部103について詳細に説明する。データ処理部103は、データ信号に挿入されるデータ区切り信号の位置と間隔を予め記憶している。このため、入力したデータ信号からデータ区切り信号を取り除き、データ列を再配列できると共に、液面検出部100の異常検出を行うことができる。そして、再配列したデータ列から、感知信号を出力したホール素子の位置を判定し、位置データを表示部102に出力する。これにより、表示部102で、ホール素子によって感知された液面の位置情報を数値などで表示できる。また、データ処理部103は、液面の位置表示だけでなく、その液面の位置から液体の残量を求めて、表示部102に表示させることもできる。
Next, the
ここで、磁石18の磁力および前記各ホール素子の感度が、磁石18と各ホール素子との距離、及び各ホール素子間の間隔に基づいて、常に複数のホール素子が磁石18の作用を受けて感知信号を出力するように選定される場合、データ処理部103は、磁石18を感知した複数のホール素子の位置から、予め設定した条件に従って値を求めて、該値を位置データとして、表示部102に出力する。
Here, the magnetic force of the magnet 18 and the sensitivity of each Hall element are determined based on the distance between the magnet 18 and each Hall element and the interval between the Hall elements. When selected to output the sensing signal, the
また、データ処理部103は、液面を測定する液体の比重を予め記憶しておき、液体の比重によるフロートの位置ずれを補正し、補正した値を位置データとして表示部102に出力しても良い。
Further, the
さらに、データ処理部103は、再配列したデータ列から、感知信号を出力したホール素子の位置を判定する。その後、予め設定された表示形式に基づいて、液面位置表示部104のLEDを点灯させるための液面表示データ信号に、データ区切り信号を加えた液面位置表示データ信号を作成して、該データ信号を液面位置表示データ信号出力端子T4から順送りに液面位置表示部104に出力する。予め設定された表示形式としては、例えば、磁気が検出された複数のホール素子の中心から下側に配置されたLEDを点灯させ、上側に配置されたLEDを消灯させる形式が挙げられる。
Further, the
次に、液面位置表示部104の詳細な構成について図6を用いて説明する。液面位置表示部104は、液面位置を表示する発光素子として用いられるn個のLED(LED1〜LEDn)と、フリップフロップE0〜Eqからなる第2のシフトレジスタと、フリップフロップG0〜Gpからなる第3のシフトレジスタとを備える。本実施の形態1では、フリップフロップE0、G0を最下段側、フリップフロップEq、Gpを最上段側として、以下説明を行う。
Next, a detailed configuration of the liquid surface
第2のシフトレジスタは、LEDの数(n個)に、液面位置表示データ信号に含まれるデータ区切り信号の数を加えたq個のフリップフロップE0〜Eqが、データ処理部103から順送りに出力される液面位置表示データ信号S4を受け取り、順送りに作動できるように接続されている。第2のシフトレジスタは、液面表示データ信号を保持して出力する第3のフリップフロップE1〜E5、E9〜E13、Eq-2と、第3のフリップフロップの所定個数おきに挿入配置され、データ区切り信号を保持して出力する第4のフリップフロップE6〜E8、E14〜E16、Eq-1〜Eqと、データ区切り信号を入力するフリップフロップE0とを備える。なお、フリップフロップE0は省略可能である。
The second shift register includes q flip-flops E 0 to E q obtained by adding the number of LEDs (n) to the number of data delimiter signals included in the liquid surface position display data signal from the
本実施の形態1では、液面検出部100においてデータ区切り信号を保持する第2のフリップフロップ(F6〜F8、F14〜F16、Fm-1、Fm)に対応するように、第3のフリップフロップの列内に、第3のフリップフロップ5個おきに、3個の第4のフリップフロップ(E6〜E8、E14〜E16)を配置し、最上段側に、2個の第4のフリップフロップ(Eq-1、Eq)を配置することとする。なお、本発明では、フリップフロップE0〜Eqの配置はこれに限るものではなく、液面検出部100のフリップフロップF0〜Fmの配置に応じて、任意に変更可能である。
In the first embodiment, the liquid
第3のシフトレジスタは、液面位置表示のための発光素子として用いられるLEDの数(n個)に、液面位置表示データ信号に含まれるデータ区切り信号の数を加えたp個のフリップフロップが順送りに動作するように接続されている。第3のシフトレジスタは、液面表示データ信号を保持してLEDに出力する第5のフリップフロップG1〜G5、G9〜G13、Gq-2と、第5のフリップフロップの所定個数おきに挿入配置され、データ区切り信号を保持して出力する第6のフリップフロップG6〜G8、G14〜G16、Gq-1〜Gqと、データ区切り信号を入力するフリップフロップG0とを備える。なお、フリップフロップG0は省略可能である。 The third shift register includes p flip-flops obtained by adding the number of data delimiter signals included in the liquid surface position display data signal to the number (n) of LEDs used as light emitting elements for liquid surface position display. Are connected to work forward. The third shift register holds fifth level flip-flops G 1 to G 5 , G 9 to G 13 , and G q-2 that holds the liquid level display data signal and outputs it to the LED, and predetermined fifth flip-flops. Sixth flip-flops G 6 to G 8 , G 14 to G 16 , G q-1 to G q that are inserted and arranged every number, and that hold and output data delimiter signals, and flip-flops that input data delimiter signals G 0 . Note that the flip-flop G 0 can be omitted.
本実施の形態1では、液面検出部100においてデータ区切り信号を保持する第2のフリップフロップ(F6〜F8、F14〜F16、Fm-1、Fm)に対応するように、第5のフリップフロップの列内に、第5のフリップフロップ5個おきに、3個の第6のフリップフロップ(G6〜G8、G14〜G16)を配置し、最上段側に、2個の第6のフリップフロップ(Gp-1、Ep)を配置することとする。なお、本発明では、フリップフロップG0〜Gpの配置はこれに限るものではなく、液面検出部100のフリップフロップF0〜Fmの配置に応じて、任意に変更可能である。
In the first embodiment, the liquid
LED1〜LEDnは、フリップフロップG1〜G5、G9〜G13、GP-2から出力される液面表示データ信号に基づいて、点灯する。本実施の形態1では、LEDは、液面表示データ信号「1」を入力すると点灯し、液面表示データ信号「0」を入力すると消灯する。 The LEDs 1 to LED n are lit based on the liquid level display data signals output from the flip-flops G 1 to G 5 , G 9 to G 13 , and GP-2 . In the first embodiment, the LED is turned on when the liquid level display data signal “1” is input, and is turned off when the liquid level display data signal “0” is input.
以下、フリップフロップE、フリップフロップGの詳細について説明する。図7は、液面位置表示部104のフリップフロップE、Gの一構成例を示す図である。
Details of the flip-flop E and the flip-flop G will be described below. FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of the flip-flops E and G of the liquid surface
フリップフロップE0は、その入力端子Dが入出力線L20を介して液面表示位置データ信号出力端子T4と接続し、クロック入力端子CKが入出力線L13を介してパルス信号出力端子T3と接続する。また、フリップフロップE1〜Eq-1は、その入力端子Dが入出力線L14を介して前段のフリップフロップEの出力端子Qと接続し、その出力端子Qが入出力線L15を介して後段のフリップフロップEの入力端子Dと接続する。フリップフロップEの出力端子Qは、対応するフリップフロップGの入力端子Dと接続する。また、クロック入力端子CKが入出力線L13を介してパルス信号出力端子T3と接続する。また、フリップフロップEqは、その出力端子Qが異常検出信号入力端子T5と接続される。また、フリップフロップE0〜Eqは、入出力線L13を介してクロック入力端子CKから入力したパルス信号S3に基づいて、入力端子Dから入力したデータ信号を後段のフリップフロップへ出力する。これにより、データ処理部103からの液面位置表示データ信号S4がフリップフロップE0からフリップフロップEqへと順送りされる。
The flip-flop E 0 has an input terminal D connected to the liquid level display position data signal output terminal T 4 via the input / output line L 20 , and a clock input terminal CK connected to the pulse signal output terminal via the input / output line L 13. It is connected to the T 3. Further, the flip-flops E 1 to E q-1 have their input terminals D connected to the output terminal Q of the preceding flip-flop E via the input / output line L 14, and the output terminal Q connects the input / output line L 15 . To the input terminal D of the subsequent flip-flop E. The output terminal Q of the flip-flop E is connected to the input terminal D of the corresponding flip-flop G. The clock input terminal CK is connected to the pulse signal output terminal T 3 via the input / output line L 13 . Further, the output terminal Q of the flip-flop E q is connected to the abnormality detection signal input terminal T 5 . The flip-flops E 0 to E q output the data signal input from the input terminal D to the subsequent flip-flop based on the pulse signal S3 input from the clock input terminal CK via the input / output line L 13 . Thus, the liquid level position display data signal S4 from the
フリップフロップG1〜G5、G9〜G13、Gq-2は、その出力端子Qが入出力線L16を介してLEDと接続する。また、クロック入力端子CKが入出力線L17を介してからリセット信号出力端子T2と接続する。そして、入出力線L17を介してクロック入力端子CKからデータセット信号を入力し、データセット信号に従って、入出力線L15を介して、対応するフリップフロップEからデータ信号を取り込んで保持し、対応するLEDに入出力線L16を介して、出力する。ここで、データセット信号は、液面検出部100の各フリップフロップFに出力されるリセット信号S2と同じである。
The output terminals Q of the flip-flops G 1 to G 5 , G 9 to G 13 , and G q-2 are connected to the LED through the input / output line L 16 . Further, the clock input terminal CK is connected to the reset signal output terminal T 2 through the input / output line L 17 . Then, a data set signal is input from the clock input terminal CK via the input / output line L 17, and the data signal is fetched and held from the corresponding flip-flop E via the input / output line L 15 according to the data set signal, Output to the corresponding LED through the input / output line L 16 . Here, the data set signal is the same as the reset signal S <b> 2 output to each flip-flop F of the liquid
また、フリップフロップE、Qのプリセット入力端子(PRバー)は電源「1」に接続される。また、クリア端子は入出力線L12を介して電源「1」に接続される。これにより、クリア端子(CLRバー)を使用しない、すなわち、クリアをしないようにする。 The preset input terminals (PR bars) of the flip-flops E and Q are connected to the power source “1”. The clear terminal is connected to the power source “1” via the input / output line L 12 . Thereby, the clear terminal (CLR bar) is not used, that is, clearing is not performed.
以上のように構成される本実施の形態1に係る液面検出表示装置の動作について図8を用いて説明する。例えば、給液、排液設備を備えたタンク内に、液面感知部としてのホール素子H1が最下段に位置するように液面検出器10を設置する。そのタンクに液体が供給され、液位が上昇すると、それに伴って、液面に浮くフロート17がスタンドパイプ11に沿って上昇する。一方、タンクから液体が排出され、液位が下降すると、それに伴いフロート17がスタンドパイプ11に沿って下降する。液面検出部100は、こうした液面の上下動に伴いスタンドパイプ11内を移動するフロート17に設けられた磁石18の磁気にホール素子H1〜Hnが反応することで、液面の位置を検出できる。
The operation of the liquid level detection display device according to the first embodiment configured as described above will be described with reference to FIG. For example, the
検出手順としては、まず、データ処理部103から各フリップフロップF0〜Fmに対してリセット信号S2が出力される。これにより、各フリップフロップF0〜Fmはリセットされ非作動状態になる。ただし、フリップフロップFmについては、リセット直後に作動状態になる。
As detection procedure, first, a reset signal S2 from the
次に、データ処理部103からパルス信号S3が出力され、そのパルス信号S3に従って、第1のシフトレジスタから入出力線L1を介して、データ信号S1として、最下段のフリップフロップF0の保持データFD0から順に、最上段のフリップフロップFmの保持データFDmまで出力される。これにより、リセット時のホール素子の出力信号とデータ区切り信号からなるデータ信号S1がデータ処理部103に入力される。
Then, the output pulse signal S3 from the
データ区切り信号をDx(Xは1又は0)、ホール素子が出力するデータ信号をHnとすると、図1の場合、データ列は、フリップフロップF0側から順に、D1、H1、H2、H3、H4、H5、D1、D0、D1、H6、H7、H8、H9、H10、D1、D0、D1、・・・Hn、D1、D0、D1となる。例えば、図1において、ホール素子H2〜H4が磁石18に反応して、液面を感知し、感知信号「0」を出力する場合、データ信号のデータ列は、フリップフロップF0側から順に、1、1、0、0、0、1、1、0、1、1、1、1、1、1、1、0、1・・・1、1、0、1となる。
Data separator signals D x (X is 1 or 0), the data signal which the Hall element outputs a H n, the case of FIG. 1, data sequence, in order from the flip-flop F 0 side, D 1, H 1, H 2, H 3, H 4 , H 5,
以上のようなデータを入力するデータ処理部103は、入力データ列においてデータ区切り信号が挿入される位置と間隔を予め記憶していることから、読み出したデータ信号内のデータ区切り信号の位置が予め記憶した位置と同じか、また、同じ値が連続しているデータ数が正常範囲個数を超えているか、すなわち、0が6以上、1が8以上連続しているかを判定することで、異常検出を行う。さらに、磁石を所定数(ここでは3つ)のホール素子が感知したかによって、ホール素子の感度を検出する。異常が検出された場合、データ処理部103は、表示部102に、異常を表示させるための異常検出データを出力する。
Since the
次に、データ処理部103は、データ区切り信号が挿入される位置が予め決まっているため、読み取ったデータ信号からデータ区切り信号の値を取り除くことで、フリップフロップF1側から順に、H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8、H9、H10・・・Hnというデータ列のデータ信号を得る。例えば、ホール素子H2〜H4が磁石18に反応して液面を感知し、感知信号として「0」を出力する場合、得られるデータ列は、フリップフロップF1側から順に、1、0、0、0、1、1、1、1、1、1・・・1となる。データ信号は第1のシフトレジスタからパルス信号に従って、フリップフロップF1側から順番に出力されるため、そのデータ列によって、磁石18の磁気を感知したホール素子の位置を検出して、フロート17の位置を判定できる。ここでは、ホール素子H2〜H4が液面を感知していることから、データ処理部103は、それらのホール素子の位置から予め設定された条件に従い値を求めて、該値を位置データとして、表示部102に出力する。
Next, the
表示部102は、データ処理部103からの位置データや異常検出データに基づいて、表示を行う。例えば、位置データに基づいて液面の検出結果を数値などで表示したり、異常データに基づいて、液面検出部100の異常を数値や文字などで表示する。
The
また、データ処理部103は、液面検出部100から入力したデータ信号に基づいて、液面位置表示データ信号を作成し、液面位置表示部104に出力する。データ処理部103は、液面検出部100の各フリップフロップF0〜Fmをリセットする時に、フリップフロップE0〜Eqに、液面表示データ信号とデータ区切り信号とが保持されるように液面位置表示部104の最上段、すなわちフリップフロップEqで保持されるデータ区切り信号(EDq)から順に、フリップフロップE0で保持されるデータ区切り信号(ED0)までを液面表示位置データ信号出力端子T4から出力する。
Further, the
液面位置表示部104のシフトレジスタE0〜Eqは、データ処理部103が出力するパルス信号S3に従って、順次、データ区切り信号と液面表示データ信号を含む液面位置表示データ信号S4を最下段側のフリップフロップE0から最上段側のフリップフロップEqの方へデータを移しながら受け取る。
The shift registers E 0 to E q of the liquid surface
すべてのフリップフロップE、すなわち、フリップフロップE0〜Eqまでデータが保持されると、フリップフロップGは、リセット信号出力端子T2から入力するデータセット信号S5(リセット信号S2)の立ち上がりエッジのタイミングで、フリップフロップEからのデータを取り込んで保持して、対応するLEDに出力する。液面検出部100の各フリップフロップF0〜Fmに入力されるリセット信号と液面位置表示部104に入力されるデータセット信号S5は、データ処理部103から出力される同じ信号を用いていることから、各フリップフロップF0〜Fmのリセット直後にホール素子H1〜Hnのデータ信号が各フリップフロップF0〜Fmにセットされ動作状態になるとともに、フリップフロップG1〜G5、G8〜G13、Gp-2が液面表示データを保持して、対応するLEDに出力する。
All the flip-flops E, i.e., when the data is held until the flip-flop E 0 to E q, the flip-flop G is a data set signal S5 inputted from the reset signal output terminal T 2 of the rising edge of the (reset signal S2) At the timing, the data from the flip-flop E is fetched and held and output to the corresponding LED. The reset signal input to each of the flip-flops F 0 to F m of the liquid
例えば、液面検出部100のホール素子H2〜H4で磁石18の磁気が検出され、磁気を検出した複数のホール素子の位置データから下側のLEDを点灯させる表示方法がデータ処理部103に設定されている場合、データ処理部103は、LED1〜LED3が点灯するような液面位置表示データ信号を作成して、液面位置表示部104に出力する。本実施の形態1では、データ信号「1」によってLEDが点灯することから、データ処理部103は、フリップフロップE0〜Eqに液面位置データ信号として、0、1、0、・・・1、0、1、0、0、0、0、0、1、0、1、0、0、1、1、1、1を液面位置表示部104に出力する。これにより、フリップフロップG1〜G3が液面表示データ信号「1」を保持して、LED1〜LED3に出力し、フリップフロップG4、G5、G9〜G13は液面表示データ信号「0」を保持して、LED4〜LED13に出力することになる。LED1〜LED3は、液面表示データ信号「1」を受けて点灯し、LED4〜LED13は液面表示データ信号「0」を受けて消灯する。
For example, the
このようにしてデータ処理部103が液面検出部100からのデータ信号を読み取りながら、すでに求めた液面位置から作成した液面位置表示データ信号を液面位置表示部104に出力して、液面位置表示部104のLEDが液面の位置を表示することを繰り返して行うことにより、使用者は連続的に液面の位置変動を高い精度で目視により認識できる。
In this way, while the
また、データ処理部103は、最上段のシフトレジスタEqからシリアル出力されるデータ信号S1を、入出力線L19を介して異常検出信号入力端子T5から入力する。すなわち、フリップフロップE0〜Eqで保持するデータ信号、つまり、液面位置表示部104に出力した液面位置表示データ信号S4をシフトレジスタEq経由で、再度、入力する。そして、液面位置表示部104に出力したデータ信号と、異常検出信号入力端子T5から入力したデータ信号が同じかを比較して、比較した2つのデータ信号が一致しない場合、データ処理部103から液面位置表示部104へのデータ伝送に異常が発生したと判定する。データ処理部103は、異常を検出した場合、例えば、液面位置表示部104のすべてのLEDを消灯、点灯、または点滅させて、液面位置表示部104の使用を中止させたり、外部装置に異常の発生を通知したりする。
The
以上のように本実施の形態1に係る液面検出表示装置によれば、液面の位置を感知する液面検出部100と、液面検出部100から出力されるデータ信号を処理して、液面位置表示データ信号を作成するデータ処理部と、データ処理部103からの液面位置表示データ信号に基づいて液面の位置を表示する液面位置表示部104とを備えることから、データ処理部103は、液面検出部100にパルス信号を出力することによって、液面の位置を感知する全ての液面感知部の情報を1つのデータ列として、読み出すことができるので、液面感知部の状態を1つずつ走査する従来の方式に比べて、データ処理部103の回路構成を簡素化できる。さらに、液面感知部の状態を1つずつ走査しないので、そのためのスイッチング素子が不要になり、液面検出部100の回路構成も簡素化できる。
As described above, according to the liquid level detection display device according to the first embodiment, the liquid
また、本実施の形態1に係る液面検出表示装置によれば、液面検出部100及び液面位置表示部104はデータ処理部103から出力される同一のリセット信号S2とパルス信号S3に基づいて動作することから、液面検出部100と液面位置表示部104とを一体化することができる。よって、液面検出部100で検出した液面位置を液面位置表示部104で表示する際に、別途表示器を設置して、液面検出部100が検出した液面検出位置と、液面位置表示部104で表示する液面表示位置の位置合わせをする必要がない。
Further, according to the liquid level detection display device according to the first embodiment, the liquid
また、本実施の形態1に係る液面位置表示装置によれば、データ処理部103が液面位置表示装置104に出力した液面位置表示データ信号を液面位置表示装置104から再度入力して、出力データ信号と入力データ信号と比較することから、比較した2つのデータ信号が一致するか否かによって、データ処理部103から液面位置表示部104へのデータの伝送異常を検出することができる。
Further, according to the liquid level position display device according to the first embodiment, the liquid level position display data signal output from the
また、本実施の形態1に係る液面検出表示装置によれば、データ処理部103が、液面検出部100から入力したデータ信号S1に基づいて、液面位置表示データ信号S4を作成することから、液面位置表示部104による液面の表示位置を、データ処理部103によって任意に変えることができるので、液体の比重が変化して、喫水位置と磁石の位置にずれが生じても、データ処理部103で液面検出位置と液面表示位置とのずれを補正できる。その結果、比重の異なる液体ごとに、磁石の位置を調整したフロートを作成したり、別途表示器を設置して液面検出位置と液面表示位置の位置合わせをしたりする必要がなく、1個のフロートで比重が異なる複数種の液体に対応できる。
Further, according to the liquid level detection display device according to the first embodiment, the
なお、本実施の形態1では、液面感知部として磁電変換素子(ホール素子)を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、液面感知部は、光又は超音波を感知して感知信号を出力する素子であっても良い。この場合、被感知部材として、光又は超音波を発生する部材をフロート17に取り付ける。 In the first embodiment, the case where a magnetoelectric conversion element (Hall element) is used as the liquid level sensing unit has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the liquid level sensing unit may be an element that senses light or ultrasonic waves and outputs a sensing signal. In this case, a member that generates light or ultrasonic waves is attached to the float 17 as a sensed member.
また、本実施の形態1では、データ処理部103がフリップフロップE0〜Eqで保持されたデータを入力して異常検出を行う場合について説明したが、この異常検出は必ずしも行う必要はない。異常検出を行わない場合は、液面位置表示部104から、第6のフリップフロップG6〜G8、G14〜G16、Gp-1、Gpを省略することができる。
In the first embodiment, the case where the
また、異常検出を行わない場合、第6のフリップフロップG6〜G8、G14〜G16、Gp-1、Gpだけでなく、第4のフリップフロップE6〜E8、E14〜E16、Eq-1、Eqを省略しても良い。この場合、データ処理部103は、液面位置表示データ信号からデータ区切り信号のデータ分を除き、除いたデータ分のクロック数だけ出力タイミングを遅らせて、液面位置表示データ信号を出力する。
In the case where abnormality detection is not performed, not only the sixth flip-flops G 6 to G 8 , G 14 to G 16 , G p−1 and G p but also the fourth flip-flops E 6 to E 8 and E 14 are used. ˜E 16 , E q-1 , E q may be omitted. In this case, the
また、本実施の形態1では、フリップフロップEqからシリアル出力されるデータ信号を、入出力線L19を介して異常検出信号入力端子T5からデータ処理部103に入力させる場合について説明したが、図14に示すように、フリップフロップEqのデータ信号出力端子を、入出力線L23を介して液面検出部100のフリップフロップFm の入力端子に接続しても良い。この場合のデータ処理部103によるデータの伝送異常検出動作について、図15を用いて説明する。データ処理部103は、フリップフロップEへデータが正常に伝送されているかを確認するために、データ伝送異常検出用の液面位置表示データ信号S4を液面位置表示部104に出力しながら、液面検出部100からデータ信号S1を、液面位置表示データを作成するためのデータ信号としてフリップフロップFの個数(m)分読み出す。その後、データリセット信号S5を出力せず、液面位置表示用の液面位置表示データ信号S4を液面位置表示部104に出力しながら、液面検出部100からデータ信号S1として出力される前記データ伝送異常検出用の液面位置表示データ信号S4を正常に読み出せているかを確認することで、データの伝送異常を検出する。
In the first embodiment, the data signal is serially outputted from the flip-flop E q, it has been described to be input from the abnormality detection signal input terminal T 5 via the output line L 19 to the
また、本実施の形態1では、表示部102により液面位置情報を表示する場合について説明したが、本発明において、表示部102は必ずしも必要ではない。
In the first embodiment, the liquid level position information is displayed on the
(実施の形態2)
図9は、本実施の形態2に液面検出表示装置の液面位置表示部104の構成例を示す図である。本実施の形態2に係る液面検出表示装置は、液面位置表示部104内に異常検出回路105を備えることを特徴とする。以下、図9を用いて液面位置表示部104の異常検出回路105について説明する。その他の構成要素については、実施の形態1と同様であることからそれらの説明は省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of the liquid level
液面位置表示部104は、フリップフロップG6〜G8、G14〜G16、Gp-1、及びGpからデータ区切り信号を入力して、データ処理部103から液面位置表示部104へのデータ信号の伝送異常を検出する異常検出回路105を備える。異常検出回路105は、e個のOR回路U1〜Ueと、発光ダイオードLED0とを備える。
The liquid level
ここでOR回路U1〜Ue及び異常検出信号入力端子T5の入力に接続されているプルアップ抵抗は入出力線が断線した場合、異常検出回路105の出力が「1」となる断線による異常を検出するためのもので、必要に応じて省略可能である。
Here, the pull-up resistor connected to the inputs of the OR circuits U 1 to U e and the abnormality detection signal input terminal T 5 is caused by a disconnection in which the output of the
データ処理部103が液面位置表示データ信号のデータ列に挿入するデータ区切り信号の個数と配列は予め決まっていることから、それに応じて、異常検出回路105のOR回路の個数及び配置を決定する。図9に示す異常検出回路105は、液面表示位置データ信号に含まれるデータ区切り信号の数と等しいe個のOR回路を備え、データ処理部103が、データ区切り信号として、フリップフロップGpに「0」を、フリップフロップGp-1に「1」を、フリップフロップG6〜G8に「1」「0」「1」を、フリップフロップG14〜G16に「1」「0」「1」、フリップフロップG0に「1」を保持させる場合の構成である。OR回路U1〜Ueは、対応するフリップフロップGから、データ処理部103が液面位置表示データ信号のデータ列に挿入した通りのデータ区切り信号を入力すると、「0」を出力するように、構成されている。
Since the number and arrangement of data delimiter signals inserted into the data sequence of the liquid surface position display data signal by the
以上のように構成される異常検出回路105の動作について説明する。
データ処理部103が、液面位置表示データ信号に挿入した通りのデータ区切り信号がフリップフロップGp、Gp-1、G14〜G16、G6〜G8、G0に入力されると、OR回路U1〜Ueの出力は「0」となり、LED0は、点灯しない。一方、データ処理部103に液面表示データ信号のデータ列に挿入したデータ区切り信号とは異なる信号が一つでも、フリップフロップGp、Gp-1、G14〜G16、G6〜G8、G0のいずれかに入力されると、OR回路U1の出力が「1」となり、LED0が点灯する。
The operation of the
The
また、OR回路U1の出力は入出力線L21を介して、異常検出信号入力端子T5に入力され、入出力線L19を介してデータ処理部103に入力される。
The output of the OR circuit U 1 is input to the abnormality detection signal input terminal T 5 via the input / output line L 21 and input to the
データ処理部103は、OR回路U1の出力に基づいて、データ伝送異常を検出し、異常を検出した場合、例えば、すべてのLEDを消灯、点灯、または点滅させて、液面位置表示部104の使用を中止させたり、外部装置に異常の発生を通知したりする。
Based on the output of the OR circuit U 1 , the
以上のように本実施の形態2に係る液面位置検出装置によれば、フリップフロップGp、Gp-1、G14〜G16、G6〜G8、G0に保持されたデータ区切り信号に基づいて、データ処理部103から液面位置表示部104への液面位置表示データ信号S4の伝送異常を検出する異常検出回路105を備えたことから、液面位置の表示と同時に、液面位置表示データ信号S4の伝送異常を検出できる。
According to the liquid surface position detecting apparatus according to the second embodiment as described above, the flip-flop G p, G p-1, G 14 ~G 16, G 6 ~
また、異常検出回路105は、異常が発生した場合、LED0が点灯させることから、異常の発生を使用者に通知できる。
Further, the
なお、本実施の形態2では、異常検出回路105を複数のOR回路によって構成する場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、その他の論理回路(AND回路、NOR回路など)や、OR回路とその他の論理回路との組み合わせによって、異常検出回路105を構成しても良い。
In the second embodiment, the case where the
(実施の形態3)
図10は、本実施の形態3に係る液面検出表示装置の一構成例を示す図である。
本実施の形態3に係る液面検出表示装置は、液面検出部100の第1のフリップフロップの列の一端に配置されるフリップフロップに、ホール素子Hに代えて接続され、磁石18の通過を検知して検知信号を出力する検知センサを備える点で、前記実施の形態1または2に係る液面検出表示装置とは異なる。
(Embodiment 3)
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of the liquid level detection display device according to the third embodiment.
The liquid level detection display device according to the third embodiment is connected to a flip-flop disposed at one end of the first flip-flop row of the liquid
液面検出部100は、例えば、前記検知センサとして、ホール素子H1に代えてフリップフロップF1に接続する記憶スイッチM1を備える。
The liquid
記憶スイッチM1は、ホール素子の列に沿って移動する磁石18の通過を検知して、検知信号をフリップフロップF1に出力する。記憶スイッチM1は、図2に示すように、液面検出器10のプリント基板12に配置される(記憶スイッチ15)。 The memory switch M 1 detects the passage of the magnet 18 that moves along the array of Hall elements, and outputs a detection signal to the flip-flop F 1 . As shown in FIG. 2, the memory switch M 1 is disposed on the printed circuit board 12 of the liquid level detector 10 (memory switch 15).
記憶スイッチM1は、例えば、下段側から上段側に移動する磁石18の通過を検知したとき、検知信号「0」を出力する場合、上段側から下段側に移動する磁石18の通過を検知するまで、検知信号「0」を出力し続ける。一方、上段側から下段側に移動する磁石が通過すると、検知信号「1」を出力する。これにより、記憶スイッチM1によって、フロート17に取り付けられた磁石18が、ホール素子H1〜Hnが磁気検出できる下限範囲外に移動したか否かを判定できる。 For example, when the memory switch M 1 detects the passage of the magnet 18 moving from the lower stage side to the upper stage side and outputs the detection signal “0”, the memory switch M 1 detects the passage of the magnet 18 moving from the upper stage side to the lower stage side. Until then, the detection signal “0” is continuously output. On the other hand, when the magnet moving from the upper stage side to the lower stage side passes, the detection signal “1” is output. Thereby, it can be determined by the memory switch M 1 whether or not the magnet 18 attached to the float 17 has moved out of the lower limit range where the Hall elements H 1 to H n can be magnetically detected.
なお、記憶スイッチM1は下段側から上段側に移動する磁石の通過を検知して、検知信号「1」を出力し、上段側から下段側に移動する磁石の通過を検知して、検知信号「0」を出力することでも良い。 The memory switch M 1 detects the passage of the magnet moving from the lower stage side to the upper stage side, outputs the detection signal “1”, detects the passage of the magnet moving from the upper stage side to the lower stage side, and detects the detection signal. “0” may be output.
以上のような動作をする記憶スイッチM1としては、例えば、リードスイッチが挙げられる(株式会社エヌエーのウェブサイト、http://www.na-web.co.jp/products/rs/pr-01-16-htmlを参照,2006年3月検索)。このリードスイッチは磁気に反応して開閉するものであり、開状態のときに「0」の信号を、閉状態のときに「1」の信号を出力する。 As the memory switch M 1 that operates as described above, for example, a reed switch can be cited (NA Corporation website, http://www.na-web.co.jp/products/rs/pr-01 - 16 - see the html, search March 2006). This reed switch opens and closes in response to magnetism, and outputs a “0” signal when opened and a “1” signal when closed.
以上のように、本実施の形態3に係る液面検出表示装置によれば、フロート17に取り付けられた磁石18が、ホール素子が磁気検出できる下限範囲外に移動したことを検出できるように、ホール素子H1に代えてフリップフロップF1に接続される記憶スイッチM1を備えるようにした。これにより、スタンドパイプ11に磁石18が磁気検出の下限範囲外に移動しないようする手段を設ける必要がなくなる。
As described above, according to the liquid level detection display device according to the third embodiment, the magnet 18 attached to the float 17 can detect that the Hall element has moved out of the lower limit range where magnetic detection is possible. and to a storage switch M 1 to be connected to the flip-flop F 1 in place of the Hall element H 1. Thereby, it is not necessary to provide the
なお、本実施の形態3に係る液面検出表示装置の液面検出部100は、フロート17に取り付けられた磁石18が、ホール素子が磁気検出できる上限範囲外に移動したことを検出できるように、ホール素子Hnに代えてフリップフロップFm-2に接続される記憶スイッチM2を備えることでも良い。記憶スイッチM2は、例えば、下段側から上段側に移動する磁石18の通過を検知したとき、検知信号「0」を出力する場合、上段側から下段側に移動する磁石18の通過を検知するまで、検知信号「0」を出力し続ける。そして、上段側から下段側に移動する磁石18が通過すると、検知信号「1」を出力する。これにより、記憶スイッチM2によって、フロート17に取り付けられた磁石18が、ホール素子H1〜Hnが磁気検出できる上限範囲外に移動したことを検出できる。よって、スタンドパイプ11に磁石18が磁気検出の上限範囲外に移動しないようする手段を設ける必要がなくなる。
The liquid
また、フロート17に取り付けられた磁石18が、ホール素子が磁気検出できる上限及び下限範囲外に移動したことを検出できるように、ホール素子H1に代えてフリップフロップF1に記憶スイッチM1を、ホール素子Hnに代えてフリップフロップFm-2に記憶スイッチM2を接続しても良い。 Further, in order to detect that the magnet 18 attached to the float 17 has moved out of the upper and lower limits where the Hall element can be magnetically detected, a memory switch M 1 is provided in the flip-flop F 1 instead of the Hall element H 1. The memory switch M 2 may be connected to the flip-flop F m-2 instead of the Hall element H n .
また、本実施の形態3では、液面感知部として磁電変換素子(ホール素子)を用い、記憶スイッチとして磁石に反応して信号を出力する素子を用いることとして、説明を行ったが、本発明はこれに限るものではない。例えば、液面感知部は、光又は超音波を感知して感知信号を出力する素子であっても良い。この場合、被感知部材として、光又は超音波を発生する部材をフロート17に取り付け、記憶スイッチとして、光又は超音波を発生する部材の通過を検知する素子を用いる。 In the third embodiment, a magnetoelectric conversion element (Hall element) is used as the liquid level sensing unit, and an element that outputs a signal in response to a magnet is used as the memory switch. Is not limited to this. For example, the liquid level sensing unit may be an element that senses light or ultrasonic waves and outputs a sensing signal. In this case, a member that generates light or ultrasonic waves is attached to the float 17 as the member to be sensed, and an element that detects passage of the member that generates light or ultrasonic waves is used as the memory switch.
(実施の形態4)
図11は、本実施の形態4に係る液面検出表示装置の構成例を示す図である。
本実施の形態4に係る液面検出表示装置は、ホール素子の列の一端に、データ処理部103に接続され、磁石18の通過を検知して検知信号を出力する検知センサを備える点で、前記実施の形態1または2に係る液面検出表示装置と異なる。
(Embodiment 4)
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of the liquid level detection display device according to the fourth embodiment.
The liquid level detection display device according to the fourth embodiment is provided with a detection sensor that is connected to the
液面検出部100は、例えば、前記検知センサとして記憶スイッチM3を備える。記憶スイッチM3は、実施の形態3で説明した記憶スイッチM1と同じものであるが、その接続方法が異なる。記憶スイッチM3は、ホール素子H1より下段側に配置され、データ処理部103に入出力線L22を介して、接続される。記憶スイッチM3が出力する検知信号は記憶スイッチ信号入力端子T6からデータ処理部103に入力される。
Liquid
記憶スイッチM3は、ホール素子の列に沿って移動する磁石18の通過を検知して、検知信号をデータ処理部103に出力する。記憶スイッチM3は、図2に示すように、液面検出器10のプリント基板12に配置される(記憶スイッチ15)。
The memory switch M 3 detects the passage of the magnet 18 that moves along the row of Hall elements, and outputs a detection signal to the
記憶スイッチM3は、例えば、下段側から上段側に移動する磁石18の通過を検知したとき、検知信号「0」を出力する場合、上段側から下段側に移動する磁石18の通過を検知するまで、検知信号「0」をデータ処理部103に出力し続ける。一方、上段側から下段側に移動する磁石が通過すると、検知信号「1」をデータ処理部103に出力する。
For example, when the memory switch M 3 detects the passage of the magnet 18 moving from the lower stage side to the upper stage side and outputs the detection signal “0”, the memory switch M 3 detects the passage of the magnet 18 moving from the upper stage side to the lower stage side. Until then, the detection signal “0” is continuously output to the
データ処理部103は、記憶スイッチM3の位置を予め記憶していることから、記憶スイッチM3からの検知信号に基づいて、フロート17に取り付けられた磁石18が、ホール素子H1〜Hnが磁気検出できる下限範囲外に移動したか否かを検出できる。
Since the
なお、記憶スイッチM3は下段側から上段側に移動する磁石の通過を検知して、検知信号「1」を出力し、上段側から下段側に移動する磁石の通過を検知して、検知信号「0」を出力しても良い。 The memory switch M 3 detects the passage of the magnet moving from the lower stage side to the upper stage side, outputs a detection signal “1”, detects the passage of the magnet moving from the upper stage side to the lower stage side, and detects the detection signal. “0” may be output.
以上のように、本実施の形態4に係る液面検出表示装置によれば、フロート17に取り付けられた磁石18が、ホール素子が磁気検出できる下限範囲外に移動したことを検出できるように、データ処理部103に接続される記憶スイッチM3を備えるようにした。これにより、スタンドパイプ11に磁石18が磁気検出の下限範囲外に移動しないようする手段を設ける必要がなくなる。さらに、ホール素子の一端を記憶スイッチMに替える場合に比べて、製造が容易である。
As described above, according to the liquid level detection display device according to the fourth embodiment, the magnet 18 attached to the float 17 can detect that the Hall element has moved out of the lower limit range where magnetic detection is possible. A storage switch M 3 connected to the
なお、本実施の形態4に係る液面検出表示装置の液面検出部100は、フロート17に取り付けられた磁石18が、ホール素子が磁気検出できる上限範囲外に移動したことを検出できるように、ホール素子Hnより上段側に配置され、データ処理部103に接続される記憶スイッチM4を備えることでも良い。記憶スイッチM4は、例えば、下段側から上段側に移動する磁石18の通過を検知したとき、検知信号「0」を出力する場合、上段側から下段側に移動する磁石18の通過を検知するまで、検知信号「0」を出力し続ける。そして、上段側から下段側に移動する磁石18が通過すると、検知信号「1」を出力する。これにより、記憶スイッチM4によって、フロート17に取り付けられた磁石18が、ホール素子H1〜Hnが磁気検出できる上限範囲外に移動したことを検出できる。よって、スタンドパイプ11に磁石18が磁気検出の上限範囲外に移動しないようする手段を設ける必要がなくなる。
In addition, the liquid
また、フロート17に取り付けられた磁石18が、ホール素子が磁気検出できる上限及び下限範囲外に移動したことを検出できるように、記憶スイッチM3と記憶スイッチM4の両方を備えても良い。 Further, both the storage switch M 3 and the storage switch M 4 may be provided so that the magnet 18 attached to the float 17 can detect that the Hall element has moved out of the upper and lower limits where magnetic detection is possible.
本発明は、例えば、タンク内の液位や水位、ダム、用水池、河川等の水位の検出して、液位又は水位を表示する装置として有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful, for example, as a device for detecting a liquid level or a water level in a tank and detecting a water level such as a dam, a reservoir, a river or the like and displaying the liquid level or the water level.
10 液面検出器
11 スタンドパイプ
12 プリント基板
13 フランジ
14 フランジ
15 記憶スイッチ
16 取付バンド
17 フロート
18 磁石
19 液面感知部
20 発光ダイオード
100、1200 液面検出部
101、1201 制御部
102、1202 表示部
103 データ処理部
104 液面位置表示部
105 異常検出回路
1203 コントローラー
1204 オシレータ
1205 カウンタ
LED 発光ダイオード
E0〜Eq フリップフロップ
F0〜Fm フリップフロップ
G0〜Gp フリップフロップ
H1〜Hn ホール素子
L1〜L23 入出力線
M1〜M4 記憶スイッチ
T1 データ信号入力端子
T2 リセット信号出力端子
T3 パルス信号出力端子
T4 液面位置表示データ信号出力端子
T5 異常検出信号入力端子
T6 記憶スイッチ信号入力端子
DESCRIPTION OF
Claims (8)
一直線上に配置され、それぞれ液面の位置変動に伴い移動する移動体を感知して感知信号を出力する複数の第1の液面感知部と、前記複数の第1の液面感知部のそれぞれに対応して一直線上に配置され、対応する前記液面感知部からの感知信号によりプリセットされる複数の第1のフリップフロップ、及び前記第1のフリップフロップの所定個数おきに挿入配置され、データ区切り信号によりプリセットされる1つ以上の第2のフリップフロップが直列に接続されてなる第1のシフトレジスタとを有し、プリセットされた前記第1,第2のフリップフロップの出力を、前記シフトレジスタよりシリアル出力する液面検出部と、
前記シフトレジスタより出力されるシリアル出力に基づいて、液面位置を判定し、前記データ区切り信号と前記液面位置の表示ための液面表示データ信号とを含む液面位置表示データ信号を作成するデータ処理部と、
前記データ処理部が出力する前記液面位置表示データ信号に基づいて、液面位置を表示する液面位置表示部とを備え、
前記液面位置表示部は、
一直線上に配置された複数の発光素子と、
一直線上に配置され、前記データ処理部から出力される前記液面表示データ信号を保持する複数の第3のフリップフロップ、及び前記第3のフリップフロップの所定個数おきに挿入配置され、前記データ区切り信号を保持する1つ以上の第4のフリップフロップとが直列に接続されてなる第2のシフトレジスタと、
前記複数の発光素子、及び前記複数の第3のフリップフロップのそれぞれに対応して、一直線上に配置され、対応する第3のフリップフロップからの前記液面表示データ信号を保持して、対応する発光素子に出力する複数の第5のフリップフロップが直列に接続してなる第3のシフトレジスタとを備える、
ことを特徴とする液面検出表示装置。 In the liquid level detection display device that detects and displays the position of the liquid level,
Each of the plurality of first liquid level sensing units arranged on a straight line and sensing a moving body that moves as the liquid level changes and outputs a sensing signal, and each of the plurality of first liquid level sensing units Are arranged on a straight line corresponding to the plurality of first flip-flops preset by the corresponding sensing signal from the liquid level sensing unit, and inserted every predetermined number of the first flip-flops, and data A first shift register in which one or more second flip-flops preset by a delimiter signal are connected in series, and outputs the preset outputs of the first and second flip-flops to the shift A liquid level detector that outputs serial data from a register;
Based on the serial output output from the shift register, the liquid level position is determined, and a liquid level position display data signal including the data separation signal and a liquid level display data signal for displaying the liquid level position is created. A data processing unit;
A liquid level position display unit for displaying the liquid level position based on the liquid level position display data signal output by the data processing unit;
The liquid surface position display unit
A plurality of light emitting elements arranged in a straight line;
A plurality of third flip-flops arranged on a straight line and holding the liquid level display data signal output from the data processor, and inserted every predetermined number of the third flip-flops, the data delimiters A second shift register in which one or more fourth flip-flops holding a signal are connected in series;
Corresponding to each of the plurality of light emitting elements and the plurality of third flip-flops, the liquid level display data signals from the corresponding third flip-flops are held and correspond to each other. A third shift register in which a plurality of fifth flip-flops output to the light emitting element are connected in series;
A liquid level detection display device.
前記データ処理部は、前記第2のシフトレジスタから出力されるデータ信号を入力し、入力したデータ信号と前記液面位置表示部に出力した前記液面位置表示データ信号とを比較して、比較結果に基づいて、前記データ処理部から前記液面位置表示部への前記液面位置表示データ信号の伝送異常を検出する、
ことを特徴とする液面検出表示装置。 In the liquid level detection display device according to claim 1,
The data processing unit inputs a data signal output from the second shift register, compares the input data signal with the liquid surface position display data signal output to the liquid surface position display unit, and compares Based on the result, the transmission abnormality of the liquid surface position display data signal from the data processing unit to the liquid surface position display unit is detected.
A liquid level detection display device.
前記液面位置表示部は、前記データ処理部から前記液面位置表示部への前記液面位置表示データ信号の伝送異常を検出する異常検出回路をさらに備え、
前記液面位置表示部の第3のシフトレジスタは、前記複数の第5のフリップフロップと、前記第5のフリップフロップの所定個数おきに挿入配置され、前記第4のフリップフロップが出力するデータ区切り信号を保持して、前記異常検出回路に出力する1つ以上の第6のフリップフロップとが直列に接続されてなるものであり、
前記異常検出回路は、前記第6のフリップフロップから入力したデータ区切り信号と、前記液面位置表示データ信号に含まれるデータ区切り信号とが一致するか否かを検出する、
ことを特徴とする液面検出表示装置。 In the liquid level detection display device according to claim 1,
The liquid surface position display unit further includes an abnormality detection circuit that detects a transmission abnormality of the liquid surface position display data signal from the data processing unit to the liquid surface position display unit,
A third shift register of the liquid surface position display unit is arranged to be inserted every predetermined number of the plurality of fifth flip-flops and the fifth flip-flops, and the data delimiter output by the fourth flip-flops One or more sixth flip-flops that hold a signal and output to the abnormality detection circuit are connected in series,
The abnormality detection circuit detects whether or not a data break signal input from the sixth flip-flop matches a data break signal included in the liquid surface position display data signal;
A liquid level detection display device.
前記第1のフリップフロップ列の一端に配置される第1のフリップフロップに接続された第1の液面感知部は、前記第1のフリップフロップ列の一方向から移動してきた前記移動体の通過を検知して検知信号を出力し続け、前記方向とは逆方向から移動してきた前記移動体の通過を検出したとき、前記検知信号をオフにする、
ことを特徴とする液面検出表示装置。 In the liquid level detection display apparatus in any one of Claims 1-3,
The first liquid level sensing unit connected to the first flip-flop arranged at one end of the first flip-flop row passes through the moving body that has moved from one direction of the first flip-flop row. , And continues to output the detection signal, and when the passage of the moving body that has moved from the direction opposite to the direction is detected, the detection signal is turned off.
A liquid level detection display device.
前記第1の液面感知部の列の一端に配置される第2の液面感知部を備え、
前記第2の液面感知部は、第1の液面感知部の列の一方向から移動してきた前記移動体の通過を検知して検知信号を前記データ処理部に出力し続け、前記方向とは逆方向から移動してきた前記移動体の通過を検出したとき、前記検知信号をオフにする、
ことを特徴とする液面検出表示装置。 In the liquid level detection display apparatus in any one of Claims 1-3,
A second liquid level sensor disposed at one end of the row of the first liquid level sensors;
The second liquid level sensing unit detects the passage of the moving body that has moved from one direction of the first liquid level sensing unit row and continues to output a detection signal to the data processing unit. Turns off the detection signal when it detects the passage of the moving body moving from the opposite direction,
A liquid level detection display device.
前記移動体は磁石であり、
前記第1の液面感知部は、液面の位置変動に伴い移動する磁石に反応して感知信号を出力する磁電変換素子である、
ことを特徴とする液面検出表示装置。 In the liquid level detection display apparatus in any one of Claims 1-5,
The moving body is a magnet;
The first liquid level sensing unit is a magnetoelectric conversion element that outputs a sensing signal in response to a magnet that moves as the liquid level changes.
A liquid level detection display device.
前記磁石の磁力および前記各磁電変換素子の感度は、前記磁石と前記複数の各磁電変換素子との距離、および前記複数のうちの隣接する磁電変換素子間の間隔に基づいて、該磁石が前記磁電変換素子の列の両端の素子間に位置するとき、常に1つ以上の前記磁電変換素子が前記磁石の作用を受けて感知信号を出力するように選定される、
ことを特徴とする液面検出表示装置。 In the liquid level detection display device according to claim 6,
The magnetic force of the magnet and the sensitivity of each of the magnetoelectric conversion elements are determined based on the distance between the magnet and each of the plurality of magnetoelectric conversion elements and the spacing between adjacent ones of the plurality of magnetoelectric conversion elements. When positioned between the elements at both ends of the row of magnetoelectric transducers, one or more of the magnetoelectric transducers are selected to output a sensing signal under the action of the magnet.
A liquid level detection display device.
前記磁電変換素子は、ホール素子である、
ことを特徴とする液面検出表示装置。 In the liquid level detection display device according to claim 6,
The magnetoelectric conversion element is a Hall element.
A liquid level detection display device.
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