JP5336790B2 - Sensor circuit and high-pressure water injection device - Google Patents
Sensor circuit and high-pressure water injection device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5336790B2 JP5336790B2 JP2008214387A JP2008214387A JP5336790B2 JP 5336790 B2 JP5336790 B2 JP 5336790B2 JP 2008214387 A JP2008214387 A JP 2008214387A JP 2008214387 A JP2008214387 A JP 2008214387A JP 5336790 B2 JP5336790 B2 JP 5336790B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistance
- water
- pole
- sensor
- drought
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 112
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims description 26
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims description 26
- 239000008400 supply water Substances 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 19
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 8
- 239000011499 joint compound Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 5
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 5
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Description
本発明は、泥、砂、石など異物を含んだ水を使用しても確実に渇水を検知することが可能なセンサ回路、及び渇水を確実に検知して駆動を停止させることができる高圧水噴射装置に関する。 The present invention relates to a sensor circuit capable of reliably detecting drought even when using water containing foreign matter such as mud, sand and stone, and high-pressure water capable of reliably detecting drought and stopping driving. The present invention relates to an injection device.
高圧ポンプにより圧力を加えた水を噴射ノズルから噴射する高圧水噴射装置が知られている。高圧水噴射装置は、高圧ポンプが駆動装置により駆動されるが、渇水時に高圧ポンプモータを駆動すると破損や故障の原因となるため、駆動装置には、渇水状態を検知するセンサが設けられている。前記駆動装置は、センサによる渇水の検知信号に基づいて停止され、これにより、いわゆる空運転が防止される。 There is known a high-pressure water injection device that injects water, which is pressurized by a high-pressure pump, from an injection nozzle. In the high-pressure water injection device, the high-pressure pump is driven by the drive device, but if the high-pressure pump motor is driven during drought, it may cause damage or failure. Therefore, the drive device is provided with a sensor for detecting a drought state. . The driving device is stopped based on a drought detection signal from the sensor, and so-called idling is prevented.
上記渇水を検知するセンサとしては、例えば圧力センサ、パドル式センサ、水位センサ、面積流量計センサ、などの各種類が知られており、こうしたセンサを高圧ポンプの流入側、あるいは流出側に、設けるようにしていた。 As a sensor for detecting the drought, for example, a pressure sensor, a paddle type sensor, a water level sensor, an area flow meter sensor, and the like are known, and such a sensor is provided on the inflow side or the outflow side of the high-pressure pump. It was like that.
空運転防止機能を有した高圧水噴射装置のうち、高圧ポンプに水道に接続して水道水を供給するタイプと、例えば土木作業現場で用いられ、水道水のような清水ではない例えば泥、砂、石(以下、総称して異物という)を含んだ例えば泥水も使用可能なタイプとがある。なお、以下、異物を含んだ、水道水ではない水を総称して泥水ということとする。 Among the high-pressure water jetting devices that have an idling prevention function, a type that supplies tap water by connecting to a high-pressure pump and water, for example, mud and sand that are used in civil engineering work sites and are not fresh water such as tap water For example, muddy water containing stones (hereinafter collectively referred to as foreign materials) can be used. Hereinafter, water that is not tap water and contains foreign substances will be collectively referred to as muddy water.
泥水が使用される場合、上記各種センサのうち、水位センサはフロートの可動部分、パドル式センサはパドルの可動部分、に異物が詰まって可動部分が作動しなくなり、一方、圧力センサはダイヤフラムを設けた孔に異物が詰まって、また、面積流量計センサは流量計測部位に異物が詰まって、いずれも渇水の検知が不可能となる、あるいは誤検知を生じるといった問題がある。 When muddy water is used, of the above sensors, the water level sensor is a movable part of the float, the paddle type sensor is a movable part of the paddle, and the movable part becomes inoperable, while the pressure sensor is provided with a diaphragm. There is a problem that the foreign matter is clogged in the hole, and the area flow meter sensor has a foreign matter clogged in the flow rate measurement part, which makes it impossible to detect drought or cause erroneous detection.
そこで、空運転を防止する機能を有した高圧水噴射装置における渇水の検知手段として、上記の水位や流量といった計測型のセンサを用いることに代えて、渇水時の電流値や静電容量といった電気的変化を検知するセンサ回路を用いることが、以下の特許文献1〜3に提案されている。 Therefore, instead of using the above-described measurement type sensors such as water level and flow rate as a means of detecting drought in a high-pressure water injection device having a function of preventing idling, an electric current such as current value and capacitance during drought is used. The following Patent Documents 1 to 3 propose to use a sensor circuit that detects a mechanical change.
特許文献1は、高圧ポンプのモータの駆動回路に接続され、高圧ポンプの稼働電流を監視し、通常稼働時の電流値に較べて、電流値が低下したときに、渇水と判断するようにしている。 Patent Document 1 is connected to a drive circuit of a motor of a high-pressure pump, monitors the operating current of the high-pressure pump, and determines that the water is drought when the current value is lower than the current value during normal operation. Yes.
特許文献2,3は、水を介して形成される回路の水位変化に応じた静電容量を検知する静電容量判定回路を有する構成とされている。この静電容量判定回路は、検知部開閉回路を介して絶縁体で覆われた導体が電気的に接続され、この導体と電気的に接続された金属製の先端部を、水の貯蓄容器の少なくとも2箇所に設けることで形成される。
しかしながら、特許文献1は、インペラとケーシング間に泥水に含まれる異物が堆積したり噛み込むことから、渇水状態でもモータの負荷が増加して停止しないといった誤動作を生じる可能性がある。また、泥水は水道水に較べてモータの負荷が高いので、泥水から急に澄んだ水が供給されるとモータの負荷が低下して停止してしまうといった誤動作を生じる可能性がある。 However, in Patent Document 1, foreign matter contained in muddy water is accumulated or bitten between the impeller and the casing, and thus there is a possibility of causing a malfunction that the motor load increases and does not stop even in a drought state. In addition, since the muddy water has a higher load on the motor than the tap water, there is a possibility that the motor load decreases and stops when a clear water is suddenly supplied from the muddy water.
特許文献2,3は、先端部において水により導通する導体と先端部との間に異物が詰まって渇水時でも導通状態とされ、誤動作を生じることがある。また、水の貯蓄容器に堆積した異物により水質の変化が生じると比誘電率が変化するから、誤動作が生じる可能性がある。
In
本発明が解決しようとする問題点は、特許文献1では渇水とは別の要因によりモータ電流値が変動して、特許文献2,3では導体と先端部との間に異物が詰まると導通して、また、異物の混濁による水質変化で比誘電率が変化することで、各々正確な渇水を検知することができない点、である。
The problem to be solved by the present invention is that, in Patent Document 1, the motor current value fluctuates due to a factor other than drought, and in
上記問題点を解決するために、本発明のセンサ回路は、水源から水を供給するための傾斜部と垂直部を有した接続管における該傾斜部内に突出させて露出した内極から、一端が内極抵抗R1を介して電源に接続されると共に他端が接続管内の水の抵抗Raと該接続管の抵抗Rbの総和である外極抵抗R2を介して接地され、内極抵抗R1と外極抵抗R2の分圧出力を比較器に接続し、外極抵抗R2が無限大となった際に、内極抵抗R1との関係で1/{(内極抵抗R1/外極抵抗R2)+1}≒1を満たすときに渇水として検知することとした。 In order to solve the above problems, the sensor circuit of the present invention, water from the pole among exposed by projecting into the inclined portion of the connection tube having an inclined portion and a vertical portion for supplying the water source, one end Is connected to the power source via the inner pole resistance R1, and the other end is grounded via the outer pole resistance R2 which is the sum of the resistance Ra of the water in the connection pipe and the resistance Rb of the connection pipe. When the divided output of the outer electrode resistance R2 is connected to a comparator and the outer electrode resistance R2 becomes infinite, 1 / {(inner electrode resistance R1 / outer electrode resistance R2) in relation to the inner electrode resistance R1. When +1} ≈1, the drought was detected .
また、本発明の高圧水噴射装置は、高圧ポンプへ水を供給すべく、一端を該高圧ポンプ側に、他端を水の流入側に、該他端から該一端に向けて傾斜部及び垂直部による落差を設けて接続した接続管と、この接続管の水の流入側の傾斜部内に突出させて露出した内極から、一端が内極抵抗R1を介して電源に接続されると共に他端が接続管内の水の抵抗Raと該接続管の抵抗Rbの総和である外極抵抗R2を介して接地され、内極抵抗R1と外極抵抗R2の分圧出力を比較器に接続し、外極抵抗R2が無限大となった際に、内極抵抗R1との関係で1/{(内極抵抗R1/外極抵抗R2)+1}≒1を満たすときに渇水として検知し、この比較器の出力を駆動装置に与えるセンサ回路と、を備えることとした。 In addition, the high-pressure water injection device of the present invention has an inclined portion and a vertical portion so as to supply water to the high-pressure pump, one end toward the high-pressure pump, the other end toward the water inflow side, and the other end toward the one end. One end is connected to the power source through the inner pole resistor R1 and the other end from the connecting pipe connected by providing a drop by the section and the exposed inner pole protruding into the inclined portion on the water inflow side of the connecting pipe There is grounded through the outer pole resistor R2 is the sum of the resistance Rb of the resistor Ra and the connecting pipe of the water connection pipe, connecting the divided output of the internal electrode resistance R1 and the outer electrode resistor R2 to the comparator, outside When the pole resistance R2 becomes infinite, it is detected as drought when 1 / {(inner pole resistance R1 / outer pole resistance R2) +1} ≈1 in relation to the inner pole resistance R1, and this comparator And a sensor circuit for providing the output to the driving device.
本発明に係るセンサ回路は、特許文献1のようにモータの負荷、すなわち電流値を検知しないから、泥水の比重や泥水に含まれる異物の影響を受けることがなく、また、特許文献2,3のように静電容量を検知しないから、導体と先端部との間に残留する水分や異物の水質の影響を受けることがなく、よって、渇水状態を誤動作なく確実に検知できる。 Since the sensor circuit according to the present invention does not detect the load of the motor, that is, the current value as in Patent Document 1, the sensor circuit is not affected by the specific gravity of the muddy water or the foreign matter contained in the muddy water. Since the electrostatic capacity is not detected as described above, it is not affected by the moisture remaining between the conductor and the tip portion or the water quality of the foreign matter, so that the drought state can be reliably detected without malfunction.
すなわち、本発明のセンサ回路は、内極が接続管の傾斜部内に露出しており、外極を内極の近傍に有していない。したがって、異物が外極との間で詰まるという事態が存在しないから、泥水を使用しても安定した渇水検知が可能となる。 That is, the sensor circuit of the present invention, the inner electrode is exposed in the inclined portion of the connection tube, has no outer pole in the vicinity of the inner electrode. Therefore, since there is no situation where the foreign matter is clogged with the outer pole, stable drought detection is possible even when muddy water is used.
そして、本発明のセンサ回路は、外極を内極の近傍に有しない代わりに、外極抵抗R2と接地点までを回路上の外極として機能させている。このようにすることで、(泥)水が接続管内に存在する場合における分圧出力は、外極抵抗R2/(内極抵抗R1+外極抵抗R2)となる。 In the sensor circuit of the present invention, instead of having the outer pole in the vicinity of the inner pole, the outer pole resistance R2 and the ground point are made to function as the outer pole on the circuit. In this way, the (mud) divided output when water is present in the connection pipe, the outer pole resistors R2 / (inner electrode resistance R1 + outer pole resistor R2).
外極抵抗R2は、例えば水の抵抗値、接続管の抵抗値、などの総和であり、該外極抵抗R2の変動に関与するのは上記のうち水の抵抗値となる。つまり、内極抵抗R1を固定すると、変動要素は外極抵抗R2となる。ここで、内極抵抗R1は、外極抵抗R2が変動しても、この変動に大きく左右されないような抵抗値に固定しておく。 The outer electrode resistance R2 is, for example, the sum of the resistance value of water, the resistance value of the connecting pipe , and the like, and the resistance value of water among the above is involved in the fluctuation of the outer electrode resistance R2. That is, when the inner pole resistance R1 is fixed, the variable element becomes the outer pole resistance R2. Here, the inner pole resistance R1 is fixed to a resistance value that does not greatly depend on the fluctuation even if the outer pole resistance R2 fluctuates.
センサとして機能させるためには以下の条件を満たせばよい。渇水を検知するときは、外極抵抗R2が無限大となった際に、内極抵抗R1との関係で、1/{(内極抵抗R1/外極抵抗R2)+1}≒1であればよい。 In order to function as a sensor, the following conditions may be satisfied. When detecting drought, when the outer pole resistance R2 becomes infinite, 1 / {(inner pole resistance R1 / outer pole resistance R2) +1} ≈1 in relation to the inner pole resistance R1. Good.
すなわち、内極抵抗R1は、例えば少なくとも水道水のときの抵抗値(内極抵抗R1を0に近づける)とすると、外極抵抗R2の値に拘わらず接続管内に水が存在しても渇水として誤検知し、また、反対に内極抵抗R1を無限大に近づけた場合、外極抵抗R2の値に拘わらず渇水であろとなかろうと渇水を検知しないことになる。 That is, the inner electrode resistor R1, for example, at least when the resistance value when tap water (the inner electrode resistor R1 close to 0) to, even if there is water in the outer pole resistance in the connecting pipe regardless of the value of R2 drought When the inner pole resistance R1 is made close to infinity, drought is not detected regardless of the value of the outer pole resistance R2.
つまり、本発明のセンサ回路は、内極抵抗R1を適度な値に設定することで、渇水検知ポイントが、外極抵抗R2の変動範囲内で、渇水状態とそうでない状態とで適切に設定することができる。したがって、本発明のセンサ回路は、接続管内に水がある場合、水質により外極抵抗R2が変動しても、内極抵抗R1によって、外極抵抗R2の変動範囲内において渇水か否かを検知するので、誤検知が防止される。 That is, the sensor circuit of the present invention sets the inner pole resistance R1 to an appropriate value, so that the drought detection point is appropriately set between the drought state and the other state within the fluctuation range of the outer pole resistance R2. be able to. Thus, the sensor circuit of the present invention, the presence of water in the connecting pipe, be varied outer electrode resistor R2 by water, by the inner pole resistors R1, or drought or not within the variation range of the outer pole resistor R2 Since it detects, false detection is prevented.
また、本発明の高圧水噴射装置は、上記本発明のセンサ回路を用いると共に、該センサ回路における内極を、水の流入側に接続した他端から、高圧ポンプ側に接続した一端に向けて傾斜部及び垂直部による落差を設けて接続した接続管の該水の流入側の内部に設けているので、誤検知を誘発する不要な水分は、接続管の傾斜により内極近傍から速やかに流れ(除去され)、真の渇水時にのみ渇水を確実に検知することが可能となる。 The high-pressure water injection device of the present invention uses the sensor circuit of the present invention, and the inner pole of the sensor circuit is directed from the other end connected to the water inflow side to one end connected to the high-pressure pump side. Since it is provided inside the water inflow side of the connecting pipe connected with a drop by the inclined part and the vertical part , unnecessary moisture that induces false detection flows quickly from the vicinity of the inner pole due to the inclination of the connecting pipe. (Removed), it is possible to reliably detect drought only during true drought.
本発明は、以下の図1〜図3に示す形態において実施可能である。図1〜図3は、本発明のセンサ回路及び高圧水噴射装置を示す図である。図1に示すように、本発明の高圧水噴射装置1は、駆動装置2によって駆動される高圧ポンプ3により圧力を加えられた水をホースhを介して噴射ノズル4から噴射するように構成されている。
The present invention can be implemented in the forms shown in FIGS. 1-3 is a figure which shows the sensor circuit and high pressure water injection apparatus of this invention. As shown in FIG. 1, the high-pressure water injection device 1 of the present invention is configured to inject water, which is pressurized by a high-pressure pump 3 driven by a
また、高圧水噴射装置1は、高圧ポンプ3へ水を供給するための水源5を備えている。この水源5は、本例では貯水容器を設けてこれを意味することとしているが、貯水容器を省略して、取水管Pを水道や河川に接続し、この取水管Pの接続先を意味することとしても構わない。
The high-pressure water injection device 1 includes a
さらに、高圧水噴射装置1は、水源5から高圧ポンプ3へ水を供給するための接続管6が設けられ、この接続管6に、渇水を検知する本発明のセンサ回路7が電気的に接続されている。
Further, the high-pressure water injection device 1 is provided with a
接続管6は、図2に示すように構成されている。接続管6は、絶縁性のある樹脂性の管Hを採用しており、図2(a)に示すように、本例では貯水容器とされた水源5の底部に接続された接続端6aを上方、高圧ポンプ3に接続された接続端6bを下方、として高低差を25cm以上とした垂直部αが形成されている。本例では、接続端6aと接続端6bの垂直部αは、本例の場合、例えば30cmとしている。
The connecting
また、接続管6の垂直部αに至るまでの、接続端6a側には接続端6b側、すなわち高圧ポンプ3側へと下方に、高低差を1cm以上の傾斜を設けた傾斜部βが形成されている。なお、本例では、例えば2.5cmとしている。一方、接続管6の垂直部αから接続端6b(高圧ポンプ3までの)の部位は通常のエルボを設けて水平とされている。
In addition, an inclined portion β having a height difference of 1 cm or more is formed on the connecting end 6a side up to the vertical portion α of the connecting
さらに、接続管6の傾斜部βには、センサ回路7における内極7Aなどを有したセンサケースCが設けられている。センサケースCは、図2(b)に示すように、傾斜部βにおいて、その軸中心が接続管6の軸の上方直交位置から−90°〜90°の範囲で取り付けられている。本例ではセンサケースCは、−45°(水平位置からは45°)の位置としている。
Further, a sensor case C having an
センサケースCは、図3に示すように、筐体C1が絶縁性のある樹脂性とされており、この内部に同じく樹脂材料でなる絶縁部C2が充填されている。内極7Aは、この絶縁部C2の中央から接続管6の内部の液面に向けて突出させて設けている。
As shown in FIG. 3, in the sensor case C, the casing C1 is made of an insulating resin, and the inside thereof is filled with an insulating portion C2 made of a resin material. The inner pole 7A is provided so as to protrude from the center of the insulating portion C2 toward the liquid level inside the connecting
図3において、内極7Aを中心に本発明のセンサ回路7を説明する。内極7Aは、その一端が内極抵抗R1を介して電源に接続されると共に他端が外極抵抗R2を介して接地されている。内極抵抗R1は、100KΩ〜100MΩの範囲で固定されている。なお、本例では、内極抵抗R1は、1MΩとしている。また、外極抵抗R2は、水が存在するときは水の抵抗Ra、渇水時は接続管6の抵抗Rbが該当する。
With reference to FIG. 3, the
そして、内極抵抗R1と外極抵抗R2は、抵抗分割され、この分圧値が比較器7Bに出力される。比較器7Bは、前記分圧値と基準電圧値とを比較し、基準電圧以上になった場合はその旨の信号(渇水信号)を停止回路7Cに出力する。停止回路7Cは、渇水信号に基づいて停止信号を生成して駆動装置2に出力する。駆動装置2は、停止回路7Cの停止信号に基づいて駆動を停止する。
Then, the inner pole resistance R1 and the outer pole resistance R2 are resistance-divided, and this divided voltage value is output to the comparator 7B. The comparator 7B compares the divided voltage value with the reference voltage value, and outputs a signal to that effect (a drought signal) to the
本例の高圧水噴射装置1及びセンサ回路7によれば、まず、接続管6は、垂直部αと傾斜部βを設けているので、水源5からの水が内極7A近傍に滞留せず、よって、水源5が既に渇水状態にも拘わらず、渇水ではないと誤検知することが防止される。
According to the high pressure water injection device 1 and the
また、内極7Aは、傾斜部βにおいて、その軸中心が接続管6の軸の上方直交位置から−90°〜90°の範囲で、接続管6内の液面に向けて突出させているから、該内極7Aの水切れが良好で、上記のように誤検知を防止することができる。
Further, the inner pole 7A protrudes toward the liquid surface in the connecting
さらに、センサ回路7は、電源から内極抵抗R1、内極7A、外極抵抗R2を介して接地する構成としているから、外極抵抗R2は、水の存在するとき(水の抵抗Ra)か、渇水のとき(接続管6の抵抗R2)かの判断が容易な変動となるので、誤検知を低減できる。すなわち、センサ回路7は、外極抵抗R2は変動するが、この変動範囲を予め想定した内極抵抗R1を設けて、この分圧値を出力するようにしたので、誤検知を防止することができる。
Further, since the
以下、上記の本発明に係る高圧水噴射装置1と本発明に係るセンサ回路7について実験した結果について説明する。なお、各実験中においては、比較対象構成についても、上記図1〜図3で示した、本発明の高圧水噴射装置1と本発明に係るセンサ回路7に用いた各部名称と参照符合を用いることとする。よって、比較対象構成において、本発明にはない構成には参照符合が付されていない。
Hereinafter, the results of experiments on the high-pressure water injection device 1 according to the present invention and the
(実験1):センサ配置
実験1では、センサケースCの材料と接続管6の材料、及びセンサケースCの配置をA〜D、A’〜D’の状態として、ここに腐葉土を混入させた泥水を供給し、センサ作動時間を考察した。
(Experiment 1): Sensor arrangement In Experiment 1, the material of the sensor case C, the material of the connecting
実験1におけるA〜Dで用いたセンサは、従来の、すなわち内極7Aと外極とを備え、これら内極7Aと外極との間に水が存在するときは導通し、水が存在しない場合は非導通状態(渇水検知)となる、通常のいわゆるオイルセンサを用いた。以下、「通常センサ」という。 The sensor used in A to D in Experiment 1 is provided with a conventional sensor, that is, an inner pole 7A and an outer pole. When water is present between the inner pole 7A and the outer pole, the sensor is conducted and no water is present. In this case, a normal so-called oil sensor that is in a non-conductive state (drought detection) was used. Hereinafter, it is referred to as “normal sensor”.
実験1におけるA’〜D’で用いたセンサは、上記従来のオイルセンサにおける外極を省略し、これに代えて、外極をセンサケースC、接続管6を介して接地した構成(本発明のセンサ回路における内極抵抗R1を持たない構成)としたものを用いた。以下、「ボディアースセンサ」という。 The sensor used in A ′ to D ′ in Experiment 1 omits the outer pole in the conventional oil sensor, and instead has a configuration in which the outer pole is grounded via the sensor case C and the connecting pipe 6 (the present invention). The sensor circuit having a configuration without the internal resistance R1 is used. Hereinafter, it is referred to as “body earth sensor”.
(A及びA’)
接続管6は、「金属」製とし、接続を「水平」とした。センサケースCは、「金属」製のティーズとし、直交部が上方直交位置となるように直線部を接続管6に接続した。
(B及びB’)
接続管6は、「金属」製とし、接続を「水平」とした。センサケースCは、「樹脂」製のティーズとし、直交部が上方直交位置となるように直線部を接続管6に接続した。
(A and A ')
The
(B and B ')
The
(C及びC’)
接続管6は、「樹脂」製とし、接続を「水平」とした。センサケースCは、「樹脂」製のティーズとし、直交部が上方直交位置となるように直線部を接続管6に接続した。
(D及びD’)
接続管6は、「樹脂」製とし、接続を垂直部αの高低差を30cm、傾斜部βの傾斜差を2.5cmとして設けた、センサケースCは、「樹脂」製の直線状とし、接続管6の軸の上方直交位置から0°(上方直交位置)に接続した。
(C and C ′)
The
(D and D ')
The connecting
結果は、Aは約6分の(泥水の)供給で動作しなくなった、すなわち、渇水を検知しなくなった。Bは約5分の供給で動作しなくなった。Cは約4分の供給で動作しなくなった。Dは約5分の供給で動作しなくなった。 The result was that A stopped working with a supply of about 6 minutes (muddy water), i.e. no longer detected drought. B stopped working with a supply of about 5 minutes. C stopped working with a supply of about 4 minutes. D stopped working with a supply of about 5 minutes.
A’は約5時間の(泥水の)供給で動作しなくなった、すなわち、渇水を検知しなくなった。B’は約4.5時間の供給で動作しなくなった。C’は約33.5時間の供給で動作しなくなった。D’は約105時間の供給で動作しなくなった。 A 'ceased to work with a (mud) supply for about 5 hours, i.e. no longer detected drought. B 'stopped working with a supply of about 4.5 hours. C 'stopped working with a supply of about 33.5 hours. D 'did not work after approximately 105 hours of supply.
この結果から、通常センサを用いた場合は、センサケースCの材料と接続管6の材料、及びセンサケース配置をA〜Dの状態に変更しても、泥水を供給した場合、やはり内極7Aと外極に一旦、異物が詰まったり付着した(まま)で導通状態となったりして、10分を超えて適正検知を維持することができなかった。
From this result, when the normal sensor is used, even if the material of the sensor case C, the material of the
一方、ボディアースセンサを用いたA’〜D’の場合、通常センサに較べて内極7Aと外極との間に異物が詰まるといったことがないので、A〜Dに較べていずれも20時間を超えて長時間の適正検知を維持することができたが、接続管6とセンサケースC内に異物や水分が付着してこれを介して内極7Aを導通状態にすることがあった。
On the other hand, in the case of A ′ to D ′ using the body earth sensor, foreign matter is not clogged between the inner electrode 7A and the outer electrode as compared with the normal sensor, so that both are 20 hours compared to A to D. However, there is a case where foreign matter or moisture adheres to the connecting
実験1を総括すると、ボディアースセンサを用いる(A’〜D’)ことで、泥水を使用する状況においては極めて有効であることが判明した。また、A’〜D’において、特にD’は、異物や水分が内極7AやセンサケースC及び接続管6に滞留しないので、検知精度を極めて長時間安定させることができることが判明した。
Summarizing Experiment 1, it was found that using a body earth sensor (A 'to D') is extremely effective in situations where muddy water is used. In addition, in A ′ to D ′, it was found that D ′ can stabilize the detection accuracy for a very long time because foreign matter and moisture do not stay in the
(実験2):センサ回路
上記実験1で用いたボディアースセンサは、センサ回路としては本発明の構成を採用していないものであったので、上記結果からは他(A〜D)に較べて長時間の検知が可能であったが、最終的に、接続管6とセンサケースC内に異物や水分が付着してこれが内極7Aと導通状態となることで誤検知を生じた。前記を踏まえて、実験2では、上記ボディアースセンサと、本発明のセンサ回路との比較と考察を行った。
(Experiment 2): Sensor circuit Since the body earth sensor used in the experiment 1 did not employ the configuration of the present invention as a sensor circuit, from the above results, it was compared with others (A to D). Although detection for a long time was possible, finally, a foreign substance or moisture adhered to the connecting
ボディアースセンサが適正に動作する場合、泥水が存在するときは、外極抵抗R2(泥水の抵抗Raと接続管6の抵抗Rb)が2k〜10kΩ程度の抵抗となり、導通するから、渇水を検知しない、一方、泥水が存在しないときは、外極抵抗R2がこれより大きくなり、非導通状態となるから、渇水を検知する。 When the body earth sensor operates properly, when muddy water is present, the outer pole resistance R2 (muddy water resistance Ra and the resistance Rb of the connecting pipe 6) becomes a resistance of about 2k to 10kΩ and conducts, thus detecting drought. On the other hand, when no muddy water is present, the outer pole resistance R2 becomes larger than this, and a non-conductive state is detected.
ボディアースセンサを検知誤差なく適正に動作させようとすると、外極抵抗R2は、(泥)水有りの場合に2k〜10kΩを設定すべき抵抗値の範囲としておけばよい。このことから、ボディアースセンサは、すなわち、出力電圧Vout ={外極抵抗R2/(内極抵抗R1+外極抵抗R2)}×Vinが基準電圧を超えたときに渇水を検知するようにしている。 If the body earth sensor is to be operated properly without detection error, the outer pole resistance R2 may be set to a resistance value range that should be set to 2 k to 10 kΩ when (mud) water is present. Therefore, the body earth sensor detects drought when the output voltage Vout = {outer pole resistance R2 / (inner pole resistance R1 + outer pole resistance R2)} × Vin exceeds the reference voltage. .
ボディアースセンサが適正に動作しない場合とは、(泥)水が存在しないときに渇水を検知しないとき、水が存在するときに渇水を検知するとき、であるが、これらのうち前者は、上記のとおり、接続管6とセンサケースC内に異物や水分が付着してこれが内極7Aと導通状態となるからであり、後者は外極抵抗R2の抵抗値の設定が低すぎて、水質が変化すること及び接続管6の長さによる水の抵抗値Raの変動に起因している。
The case where the body earth sensor does not operate properly is when the drought is not detected when the (mud) water is not present, or when the drought is detected when the water is present. This is because foreign matter or moisture adheres to the connecting
したがって、実際の渇水状態において異物や水分の付着によって変動する抵抗誤差と、水質の変化によって変動する抵抗誤差を考慮する必要がある。しかし、この抵抗誤差を考慮して外極抵抗R2を大きくすると、水が存在するにも拘わらず水質(Ra)により渇水を検知してしまう可能性がある。一方、外極抵抗R2を上記2k〜10kΩより小さく設定すると当然に渇水を検知しなくなる。 Therefore, it is necessary to consider a resistance error that varies due to adhesion of foreign matter or moisture in an actual drought state and a resistance error that varies depending on a change in water quality. However, if the outer pole resistance R2 is increased in consideration of this resistance error, drought may be detected based on the water quality (Ra) despite the presence of water. On the other hand, when the outer electrode resistance R2 is set to be smaller than 2 k to 10 kΩ, naturally drought is not detected.
そこで、本発明のセンサ回路7のように内極抵抗R1を設けて、外極抵抗R2と抵抗分割し、この分圧を比較器7Bに出力することとした。すなわち、本発明の構成においては、出力電圧Vout が{外極抵抗R2/(内極抵抗R1+外極抵抗R2)}×Vinとなり、外極抵抗R2(水の抵抗Ra)の変動の影響を受けなくなる。
Therefore, an inner pole resistance R1 is provided as in the
以上を踏まえて、実験2では、ボディアースセンサと、本発明のセンサ回路7との動作比較を行った。実験2では、実験1のボディアースセンサを用いたD’のとき(比較例)と、実験1のD’において本発明のセンサ回路7を用いたとき(実施例)と、において、実験1のように、センサ動作時間を考察した。
Based on the above, in
実験2の結果、比較例は実験1のとおり約105時間で動作しなかったが、実施例は105時間を超えて動作した。このことから、本発明のセンサ回路7は、極めて信頼性が高いことが判明した。
As a result of
(実験3):数値設定
垂直部αの高低差を25cm以上とした理由は、次の実験3−1に基づいている。実験3−1は、本発明のセンサ回路7を用いた実験1のD’において、垂直部αの高低差が25cmより小さい場合についてセンサ回路7の動作安定性を確認した。
(Experiment 3): Numerical value setting The reason why the height difference of the vertical portion α is 25 cm or more is based on the following experiment 3-1. Experiment 3-1 confirmed the operational stability of the
垂直部αの高低差が25cmより小さいと、センサ回路7自体は正常に作動するが、水が速やかに流れないので、設定動作以上に検知に時間がかかり、その間、高圧ポンプ3が空運転した。なお、垂直部αの高低差が35cmより大きいと、必要以上の高さを要し、高圧水噴射装置1全体が大型化する。
If the height difference of the vertical part α is smaller than 25 cm, the
傾斜部βの高低差を1cm以上とした理由は、次の実験3−2に基づいている。実験3−2は、本発明のセンサ回路7を用いた実験1のD’において、傾斜部βの高低差が1cmより小さい場合についてセンサ回路7の動作安定性を確認した。
The reason why the height difference of the inclined portion β is 1 cm or more is based on the following Experiment 3-2. Experiment 3-2 confirmed the operational stability of the
傾斜部βの高低差が1cmより小さいと、センサ回路7自体は正常に作動するが、水が速やかに流れないので、設定動作以上に検知に時間がかかることがあった。検知時間が長くなると、高圧ポンプ3が空運転した。なお、傾斜部βの高低差が5cmより大きいと、必要以上の高さを要し、高圧水噴射装置1全体が大型化する。
If the height difference of the inclined portion β is smaller than 1 cm, the
センサケースCの傾斜角を接続管6の傾斜部βの上方直交位置(0°)から−90°〜90°の範囲とした理由については下記の実験3−3に基づいている。実験3−3は、本発明のセンサ回路7を用いた実験1のD’において、センサケースCの傾斜角を接続管6の傾斜部βの軸の下方直交位置(つまり上方直交位置を0°とした場合の180°の位置)から−91°〜91°の範囲で適宜配置を変更して、センサ回路7の動作安定性を確認した。
The reason why the inclination angle of the sensor case C is in the range of −90 ° to 90 ° from the upper orthogonal position (0 °) of the inclined portion β of the connecting
センサケースCの傾斜部βの傾斜が−91°〜91°の場合、傾斜部βに残留する水分bや異物がセンサケースCに流入して、また、センサケースC内の内極7A付近に水分や異物が残留して、これらにより渇水を検知しない場合があった。 When the inclination of the inclined portion β of the sensor case C is −91 ° to 91 °, moisture b and foreign matter remaining in the inclined portion β flows into the sensor case C, and near the inner pole 7A in the sensor case C. In some cases, moisture or foreign matter remains and drought is not detected.
内極抵抗R1を100KΩ〜100MΩとした理由は、次の実験3−4に基づいている。実験3−4は、内極抵抗R1を100KΩより小さい場合と、100MΩより大きい場合と、に分けて、センサ回路7の動作安定性を確認した。
The reason why the inner resistance R1 is set to 100 KΩ to 100 MΩ is based on the following Experiment 3-4. In Experiment 3-4, the operational stability of the
内極抵抗R1が、100KΩより小さいと、水の抵抗値に近くなるため、{外極抵抗R2/(内極抵抗R1+外極抵抗R2)}×Vinにおいて、満水時でも渇水を検知する場合があった。一方、内極抵抗R1が、100MΩより大きいと、空気の抵抗値に近くなるため、{外極抵抗R2/(内極抵抗R1+外極抵抗R2)}×Vinにおいて、渇水を検知しない場合があった。 If the inner pole resistance R1 is smaller than 100 KΩ, it becomes close to the resistance value of water. Therefore, in the case of {outer pole resistance R2 / (inner pole resistance R1 + outer pole resistance R2)} × Vin, drought may be detected even when the water is full. there were. On the other hand, if the inner pole resistance R1 is larger than 100 MΩ, it becomes close to the resistance value of air. Therefore, there is a case where drought is not detected in {outer pole resistance R2 / (inner pole resistance R1 + outer pole resistance R2)} × Vin. It was.
本発明のセンサ回路は、特に高圧水噴射装置に用いて好適であるが、その他に例えば泥水を揚水する土木作業現場における揚水ポンプ(装置)に用いれば、揚水が完了した際に不要な負荷をポンプに与えることが防止できる。 The sensor circuit of the present invention is particularly suitable for use in a high-pressure water injection device, but if it is used for a pumping device (device) in a civil engineering work site where, for example, muddy water is pumped, an unnecessary load is applied when pumping is completed. It can prevent giving to a pump.
1 高圧水噴射装置
2 駆動装置
3 高圧ポンプ
4 噴射ノズル
5 水源
6 接続管
7 センサ回路
7A 内極
7B 比較器
7C 停止回路
C センサケース
C1 筐体
C2 絶縁部
R1 内極抵抗
R2 外極抵抗
Ra 水の抵抗
Rb 接続管の抵抗
α 垂直部
β 傾斜部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High pressure
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008214387A JP5336790B2 (en) | 2008-08-22 | 2008-08-22 | Sensor circuit and high-pressure water injection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008214387A JP5336790B2 (en) | 2008-08-22 | 2008-08-22 | Sensor circuit and high-pressure water injection device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010048202A JP2010048202A (en) | 2010-03-04 |
JP5336790B2 true JP5336790B2 (en) | 2013-11-06 |
Family
ID=42065470
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008214387A Active JP5336790B2 (en) | 2008-08-22 | 2008-08-22 | Sensor circuit and high-pressure water injection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5336790B2 (en) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3111002B2 (en) * | 1995-12-01 | 2000-11-20 | リンナイ株式会社 | Water level detector |
JP2006266177A (en) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Kioritz Corp | Chemical liquid dilution and mixing device |
-
2008
- 2008-08-22 JP JP2008214387A patent/JP5336790B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010048202A (en) | 2010-03-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8032256B1 (en) | Liquid level control systems | |
US8610309B2 (en) | Sensor for switching a pump on and/or off | |
US5793294A (en) | Sump alarm | |
US8500412B2 (en) | Alarm system for a sump pump assembly | |
US9227279B2 (en) | Protective device and method of use for a lift station water level sensor | |
US9593977B2 (en) | Water tank notifier | |
US8678303B2 (en) | Wattmeter circuit for operating a grinder pump assembly to inhibit operating under run dry or blocked conditions | |
WO2015096671A1 (en) | Water-level detection control circuit suitable for discharge pump, and operating method therefor | |
US20130000741A1 (en) | Fluid level sensor | |
JP5336790B2 (en) | Sensor circuit and high-pressure water injection device | |
GB2052061A (en) | Detector for controlling the operation of a suction pump | |
JP2013249077A (en) | Fueling device | |
CN211176319U (en) | Pipeline system with liquid shortage detection function | |
US8601866B2 (en) | Aircraft potable water system | |
JP2700184B2 (en) | Ground permeability test equipment | |
JPH08326129A (en) | Wash water storage tank for seat with hot water washer | |
JP4827183B2 (en) | Drilling device under pressure | |
CN215222152U (en) | Circuit with reverse connection prevention and current detection functions | |
CN107992106A (en) | A kind of automatic controller for water level | |
CN220937927U (en) | Cleaning robot | |
CN202058044U (en) | Liquid level control device | |
JP3025637B2 (en) | Remaining and water detection structure in underground tank | |
CN209327268U (en) | A kind of conductivity drawing liquid detection device | |
CN212158957U (en) | Oil-water detection device for seepage-proof pool | |
JP2022136555A (en) | Liquid sensor and chemical injection system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110623 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121211 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130128 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130704 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130802 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5336790 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |