JP6320655B1 - Sensor - Google Patents
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Abstract
センサは、配置時の静電容量の検出値よりも大きい値を第1閾値として設定し、検出値が第1閾値を超えた場合に、当該検出値よりも小さい値を第2閾値として設定する。第2閾値の設定後、検出値が第1閾値を超えた場合には、第2閾値は当該検出値よりも小さい値に更新され、検出値が第2閾値以下となった場合には、第1閾値は当該検出値よりも大きい値に更新される。出力部は、第1閾値及び第2閾値に基づいて物質が存在しているか否かを示す検出結果を出力する。The sensor sets a value larger than the detected value of the capacitance at the time of arrangement as the first threshold value, and when the detected value exceeds the first threshold value, sets a value smaller than the detected value as the second threshold value. . After the setting of the second threshold, when the detected value exceeds the first threshold, the second threshold is updated to a value smaller than the detected value, and when the detected value is equal to or lower than the second threshold, One threshold is updated to a value larger than the detected value. The output unit outputs a detection result indicating whether or not a substance is present based on the first threshold value and the second threshold value.
Description
本発明は、静電容量に基づいて物質の有無を検出するセンサに関する。 The present invention relates to a sensor that detects the presence or absence of a substance based on capacitance.
従来、容器に貯留された液体や粉粒体等の物質の貯留レベルの検出や、配管を流通する物質の検出を行う静電容量式のセンサが利用されてきた。このような静電容量式のセンサとして、例えば下記のものがある。 Conventionally, a capacitance type sensor that detects a storage level of a substance such as a liquid or a granular material stored in a container or detects a substance flowing through a pipe has been used. Examples of such capacitance type sensors include the following.
従来の静電容量式のセンサは、測定用電極間(互いに絶縁された検出電極と接地電極の間)の静電容量を回路に取り込み、この静電容量の変化を捉えることで測定用電極間に存在する物質の有無を検知する。すなわち、センサを容器や配管等に取り付け、空の状態である静電容量値と物質が満たされた状態である静電容量値の差を検出することにより、物質が所定量に達したか否か(測定用電極間に有るか無いか)を検知している。但し、物質が所定量に達したか否かを判断するために、静電容量式センサでは、予め静電容量の閾値を手動で設定する必要がある。 The conventional capacitance type sensor takes in the capacitance between the measurement electrodes (between the detection electrode and the ground electrode insulated from each other) into the circuit, and captures the change in the capacitance between the measurement electrodes. Detects the presence or absence of substances present in That is, whether a substance has reached a predetermined amount by attaching a sensor to a container, piping, etc., and detecting the difference between the empty capacitance value and the capacitance value of the substance. (Whether or not there is between measurement electrodes). However, in order to determine whether or not the substance has reached a predetermined amount, it is necessary to manually set a capacitance threshold value beforehand in the capacitance type sensor.
ここで、一般的に、静電容量式のセンサでは予め容器や配管等に物質が存在しない、所謂空の状態である時の静電容量の値と物質が満たされた状態である時の静電容量の値の間(例えば中間値)を基準として閾値が設定される。なお、以下では測定したい液体や粉粒体等の物質を単に「被測定物」と称して説明する。この閾値に対して、測定した静電容量の値が大きい場合には被測定物が存在している(所定量に達している)と判定し、測定した静電容量の値が小さい場合には被測定物が存在していない(所定量に達していない)と判定する。このような閾値は、可変抵抗器等を用いて手動で設定調整される。 Here, in general, in a capacitance type sensor, there is no substance in the container or piping in advance, so-called empty value and the capacitance value when the substance is filled. The threshold value is set with reference to a value between the capacitance values (for example, an intermediate value). In the following description, a substance such as a liquid or a granular material to be measured will be simply referred to as a “measurement object”. When the measured capacitance value is large with respect to this threshold, it is determined that the object to be measured exists (has reached a predetermined amount), and when the measured capacitance value is small It is determined that the object to be measured does not exist (has not reached the predetermined amount). Such a threshold value is manually set and adjusted using a variable resistor or the like.
上記記載の従来技術においては、被測定物に応じた閾値を予め設定する必要があり、このような閾値の設定は、ユーザにとって手間となっていた。これは、誘電率の低い被測定物と高い被測定物とでは設定幅(空の場合の静電容量値と満の場合の静電容量値の差)が異なる為、誘電率が異なる場合は、被測定物に応じた閾値の設定が必要になるからである。
また、計測中に被測定物の種類が変わったり、被測定物の誘電率が変化する場合には、従来の静電容量式センサでは、正しい判定ができず、その都度、閾値を再設定する必要があった。
また、被測定物が所定量に達した時に、測定用電極に被測定物が付着する場合には、その後、当該所定量から被測定物が減った状態になっていても、測定用電極に付着残留物が残るために、所定量に達していると誤判定してしまうことがあった。この場合も、付着物を考慮して、閾値を再設定する必要があった。In the prior art described above, it is necessary to set a threshold value corresponding to the object to be measured in advance, and setting such a threshold value is troublesome for the user. This is because the setting width (difference between the capacitance value when empty and the capacitance value when full) is different between the low and high measured objects, and the dielectric constants are different. This is because it is necessary to set a threshold according to the object to be measured.
Also, if the type of object to be measured changes during measurement, or the dielectric constant of the object to be measured changes, the conventional capacitive sensor cannot make a correct determination, and resets the threshold each time. There was a need.
In addition, when the object to be measured adheres to the measurement electrode when the object to be measured reaches a predetermined amount, even if the object to be measured has been reduced from the predetermined amount, the measurement electrode Since the adhesion residue remains, it may be erroneously determined that the predetermined amount has been reached. Also in this case, it was necessary to reset the threshold value in consideration of the attached matter.
そこで、従来の課題であった上記の閾値の設定を自動化するセンサが求められる。 Therefore, there is a need for a sensor that automates the above-described threshold setting, which has been a conventional problem.
本発明に係るセンサの特徴構成は、静電容量に基づいて物質の有無を検出するセンサであって、互いに絶縁された検出電極及び接地部を有し、前記検出電極と前記接地部とに亘って存在する前記物質の誘電率に応じた前記静電容量を検出する検出部と、前記検出部が所定の検出位置に配置された時に、前記検出部により検出された静電容量の値よりも大きい値を第1閾値として設定する第1閾値設定部と、前記検出部により検出された静電容量の値が前記第1閾値を超えた場合に、前記検出部により検出された静電容量の値よりも小さい値を第2閾値として設定する第2閾値設定部と、前記第2閾値の設定後、前記検出部により検出された静電容量の値が前記第1閾値を超えた場合に、当該検出部により検出された静電容量の値よりも小さい値に前記第2閾値を更新する第2閾値更新部と、前記検出部により検出された静電容量の値が前記第2閾値以下となった場合に、当該検出部により検出された静電容量の値よりも大きい値に前記第1閾値を更新する第1閾値更新部と、前記検出部により検出された静電容量の値が、前記第1閾値を超えた場合は前記検出位置において前記物質が存在する状態であることを示し、前記検出部により検出された静電容量の値が前記第2閾値以下である場合は前記検出位置において前記物質が存在していない状態であることを示す検出結果を出力する出力部と、を備えている点にある。 A characteristic configuration of the sensor according to the present invention is a sensor that detects the presence or absence of a substance based on capacitance, and has a detection electrode and a grounding part that are insulated from each other, and extends between the detection electrode and the grounding part. A detection unit that detects the electrostatic capacitance according to the dielectric constant of the substance present, and a capacitance value detected by the detection unit when the detection unit is disposed at a predetermined detection position. A first threshold value setting unit that sets a large value as a first threshold value; and a capacitance value detected by the detection unit when a capacitance value detected by the detection unit exceeds the first threshold value. A second threshold value setting unit that sets a value smaller than the second threshold value as a second threshold value, and a capacitance value detected by the detection unit after the setting of the second threshold value exceeds the first threshold value, Smaller than the capacitance value detected by the detection unit A second threshold value updating unit that updates the second threshold value and a capacitance value detected by the detection unit when the capacitance value detected by the detection unit is equal to or less than the second threshold value. A first threshold value updating unit that updates the first threshold value to a value greater than the value; and a capacitance value detected by the detection unit exceeds the first threshold value, the substance is detected at the detection position. A detection result indicating that the substance is not present at the detection position when the capacitance value detected by the detection unit is equal to or less than the second threshold value. And an output unit for outputting.
このような特徴構成とすれば、検出位置において、検出対象の物質が存在すると判定する際に用いる第1閾値と、検出対象の物質が存在していないと判定する際に用いる第2閾値とを被測定物に応じて自動的に設定することができる。したがって、閾値をユーザに取って手動で調整することなく、自動で設定することが可能となる。 With such a characteristic configuration, the first threshold value used when determining that the substance to be detected exists at the detection position and the second threshold value used when determining that the substance to be detected does not exist are provided. It can be automatically set according to the object to be measured. Therefore, it is possible to automatically set the threshold value without manually adjusting the threshold value.
また、前記センサは、前記検出部により検出された静電容量の値のうち、ピーク値を記憶するピーク値記憶部を備え、前記第2閾値更新部は、前記ピーク値が更新された場合に前記第2閾値を更新すると好適である。 In addition, the sensor includes a peak value storage unit that stores a peak value among capacitance values detected by the detection unit, and the second threshold update unit is configured to update the peak value when the peak value is updated. It is preferable to update the second threshold value.
このような構成とすれば、検出対象の物質が存在していないと判定する際のマージンを大きくすることができる。したがって、例えば検出対象の物質のレベルが、検出部が配置された検出位置よりも低下した際に、検出部に当該物質が付着して残留していた場合や外乱や経年変化等によって、検出対象の物質が存在していないにも拘らず、検出対象の物質が存在していると判定するような誤判定を防止できる。 With such a configuration, it is possible to increase a margin when determining that the substance to be detected does not exist. Therefore, for example, when the level of the substance to be detected is lower than the detection position where the detection unit is arranged, if the substance remains attached to the detection unit or due to disturbance or secular change, the detection target It is possible to prevent erroneous determination such that it is determined that the substance to be detected is present even though the substance is not present.
また、前記第2閾値更新部は、前記ピーク値記憶部に記憶されているピーク値が更新された場合における前記検出部により検出された静電容量の値よりも予め設定された第2幅だけ小さい値と、前記検出部により検出された静電容量の値の予め設定された割合の値とのうちの小さい値に前記第2閾値を更新すると好適である。 In addition, the second threshold value updating unit has a second width that is set in advance from the capacitance value detected by the detection unit when the peak value stored in the peak value storage unit is updated. It is preferable to update the second threshold value to a smaller value between a small value and a value of a preset ratio of the capacitance value detected by the detection unit.
このような構成とすれば、検出対象の物質が存在していないと判定する際のマージンを大きくすることができる。したがって、検出対象の物質が存在しているにも拘らず、誘電率変化等による容量変化に起因して検出対象の物質が存在していないと判定するような誤判定を防止できる。 With such a configuration, it is possible to increase a margin when determining that the substance to be detected does not exist. Therefore, it is possible to prevent an erroneous determination such that it is determined that the substance to be detected does not exist due to the capacitance change due to the change in dielectric constant or the like, even though the substance to be detected exists.
本発明に係るセンサは、静電容量に基づいて所定の検出対象の物質の有無を検出する際に用いる閾値を自動で設定することができるように構成される。すなわち、本センサによれば、従来、閾値の再設定が必要であった状況においても、閾値の自動設定と測定した静電容量に基づいて検出対象の物質が存在するか否かを容易に判別することが可能である。以下、本実施形態のセンサ1について説明する。また、以下では、理解を容易にするために、検出対象の物質(被測定物)が所定の誘電率を有する「油」であるとして説明する。
The sensor according to the present invention is configured such that a threshold value used when detecting the presence or absence of a predetermined substance to be detected can be automatically set based on the capacitance. In other words, according to this sensor, even in a situation where it has been necessary to reset the threshold value in the past, it is easily determined whether or not a substance to be detected exists based on the automatic setting of the threshold value and the measured capacitance. Is possible. Hereinafter, the
図1には、センサ1を用いて容器2に油が貯留されているか否かを判別する場合の例が示される。本実施形態では、センサ1は容器2の側面5に設けられる。もちろん、底部3側又は頂部4側に設けても良いし、更には、検知したい場所に適宜設けても良い。
FIG. 1 shows an example in which it is determined whether or not oil is stored in the
ここで、センサ1は所謂静電容量式レベルスイッチである。この種の静電容量式レベルスイッチは公知であるので、詳細な説明は省略するが、後述する検出電極11Aと「接地部」の一例である接地電極11C(容器2が金属容器である場合には、接地電極11Cと接続されている容器2の壁面や底面等)との間の静電容量の値は、容器2におけるセンサ1が設けられた位置まで油が貯留されている時と、空の時(容器2が「空気」で満たされている時に相当)とで変化する。センサ1は、このような静電容量の値の変化に基づき、検出対象の物質がセンサ1の位置まで達しているか否かを検出する。
Here, the
図2は、センサ1の構成を模式的に示したブロック図である。図2に示されるように、センサ1は、検出部11、第1閾値設定部12、閾値記憶部13、ピーク値記憶部14、判定部15、第2閾値設定部16、第2閾値更新部17、第1閾値更新部18、出力部19の各機能部を備えて構成される。これらの機能部は、適宜、ハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築することが可能である。
FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of the
検出部11は、図1に示されるように容器2内に挿入され、挿入された位置における物質を検出する。本実施形態では、検出部11は、図1に示されるようにロッド状に構成され、互いに絶縁された検出電極11A及び接地電極11Cを有する。検出電極11Aと接地電極11Cとは、絶縁部11Bにより絶縁される。本実施形態では、検出部11は、上記ロッド状の先端側から検出電極11A、絶縁部11B、接地電極11Cの順に配置される。容器2の内壁部が金属で構成される場合には、接地電極11Cは、当該内壁部と接続して構成しても良い。
The
検出部11は、検出電極11Aと接地電極11Cとに亘って存在する物質の誘電率に応じた静電容量を検出する。センサ1は、このような検出電極11Aと接地電極11Cとの間の物質の誘電率の変化に基づき、容器2における検出部11の位置まで油の貯留レベルが達しているか否かを検出する。
The
ここで、図3の上段には、検出部11により検出された静電容量の値(図3では実線で記載)と、後述する第1閾値及び第2閾値とが示され、図3の下段には、センサ1による検出結果が示される。以下では、図2と共に、図3も参照しながら説明する。
Here, the upper part of FIG. 3 shows the value of the capacitance detected by the detection unit 11 (shown by a solid line in FIG. 3), and a first threshold value and a second threshold value which will be described later. Shows a detection result by the
第1閾値設定部12は、検出部11が所定の検出位置に配置された時に、検出部11により検出された静電容量の値よりも大きい値を第1閾値として設定する。「検出部11が所定の検出位置に配置された時」とは、容器2に検出部11が配置された時である。ここで、一般的には検出部11は容器2が空の状態において配置される。このため、検出部11が所定の検出位置に配置された時には、検出部11の検出結果として、検出位置において検出対象である物質が存在していない状態での検出電極11Aと接地電極11Cとの間の静電容量の値が取得される。図3では、この時(t=t0)の静電容量の値がC0として示される。
The first threshold
第1閾値設定部12は、この時の静電容量の値C0よりも大きい値を第1閾値として設定する(#01)。「静電容量の値C0よりも大きい値」とは、例えば静電容量の値C0よりも、予め設定された第1幅だけ大きい値とすると好適である。「予め設定された第1幅」は、例えば被測定物の中で一番誘電率が低い物質でも後述する判定部15が被測定物が存在していると判定することができる静電容量の増加幅に基づいて設定すると好適である。本実施形態では、第1幅が「0.1pF」であるとして説明する。したがって、第1閾値設定部12は、検出部11が所定の検出位置に配置された時には、この時の静電容量の値よりも0.1pF大きい値を第1閾値として設定する。なお、この「0.1pF」は例示であり、他の値とすることも可能である。
The first threshold
閾値記憶部13は、センサ1により使用される各閾値を記憶する。「センサ1により使用される各閾値」とは、センサ1が検出対象の物質が存在しているか否かの判別を行うにあたり用いられる閾値である。具体的には、上述した第1閾値と、後述する第2閾値とが相当する。
The
ピーク値記憶部14は、検出部11により検出された静電容量の値のうち、ピーク値を記憶する。上述したように、閾値記憶部13に第1閾値が記憶された後に、容器2に検出対象である物質(油)が投入されて残量レベルが上昇する。この物質(油)の残量レベルの上昇に伴い、図3に示されるように、検出電極11Aと接地電極11Cとの間の静電容量の値が増加する。ピーク値記憶部14は、検出部11から順次、検出結果が伝達され、ピーク値をホールドする。このピーク値記憶部14によるピーク値の記憶は、センサ1により検出対象の物質の存在の有無を判別する間、継続して行われ、現在、記憶しているピーク値より大きい静電容量の値が検出された場合には、当該静電容量の値でこれまでに記憶していたピーク値を更新する。
The peak
判定部15は、検出部11により検出された静電容量の値が第1閾値を超えたか否かを判定する。具体的には、判定部15には検出部11から順次、検出結果が伝達され、判定部15は検出結果が伝達されると、閾値記憶部13に現在、記憶されている第1閾値を参照して、伝達された検出結果に係る静電容量の値が第1閾値よりも大きいか否かを判定する。
The
第2閾値設定部16は、検出部11により検出された静電容量の値が第1閾値を超えた場合に、検出部11により検出された静電容量の値よりも小さい値を第2閾値として設定する。検出部11により検出された静電容量の値が第1閾値を超えたか否かは、判定部15により判定され、その判定結果が伝達される。第2閾値設定部16は、判定部15からこのような判定結果が伝達されると(t=t1)、検出部11により検出された静電容量の値よりも小さい値を第2閾値として設定する(#02)。このため、判定部15から第2閾値設定部16には、上述した判定結果と共に、当該判定結果に起因する検出部11により検出された静電容量の値も伝達すると好適である。もちろん、検出部11から直接、第2閾値設定部16に伝達するように構成することも可能である。第2閾値設定部16により設定された第2閾値は、上述した閾値記憶部13に記憶される。
The second threshold
なお、「検出部11により検出された静電容量の値よりも小さい値」とは、例えば静電容量の値よりも、予め設定された第2幅だけ小さい値とすると好適である。「予め設定された第2幅」は第1幅と同様の値でも良いし、異なる値を設定しても良い。また、第2幅は、例えば被測定物の中で一番誘電率が低い物質でも後述する判定部15が被測定物が存在していないと判定することができる静電容量の減少幅に基づいて設定すると好適である。本実施形態では、第2閾値設定部16は、検出部11により検出された静電容量の値が第1閾値を超えた時には、この時の静電容量の値よりも0.1pF小さい値を第2閾値として設定する。なお、この「0.1pF」は例示であり、他の値とすることも可能である。
The “value smaller than the value of the capacitance detected by the
第2閾値更新部17は、第2閾値設定部16による第2閾値の設定後、検出部11により検出された静電容量の値が第1閾値を超えた場合に、当該検出部11により検出された静電容量の値よりも小さい値に第2閾値を更新する。特に本実施形態では、第2閾値更新部17は、検出部11により検出された静電容量の値が第1閾値を超えてピーク値が更新された場合に当該検出部11により検出された静電容量の値よりも小さい値に第2閾値を更新する。上述したように、第2閾値は第2閾値設定部16により設定される。また、判定部15は、検出部11により検出された静電容量の値が閾値記憶部13に記憶されている第1閾値を超えたか否かを判定する。更に、ピーク値記憶部14に現在、記憶されているピーク値より大きい静電容量の値が伝達された場合には、当該静電容量の値でこれまでに記憶していたピーク値が更新される。第2閾値更新部17は、第2閾値の設定後、検出された静電容量の値が第1閾値を超え、且つ、ピーク値記憶部14に記憶されているピーク値が更新された場合には(t=t2)、閾値記憶部13に記憶されている第2閾値を、更新されたピーク値に相当する静電容量の値よりも小さい値に更新する(#03)。なお、このような第2閾値更新部17による第2閾値の更新は、当該静電容量の値が改めて第2閾値より小さくなるまでの間において(t=t3)、前回取り込まれた値よりも大きくなった場合に継続して行われる(#03〜#05)。
The second
第1閾値更新部18は、検出部11により検出された静電容量の値が第2閾値以下となった場合に、当該検出部11により検出された静電容量の値よりも大きい値に第1閾値を更新する。検出部11により検出された静電容量の値が第2閾値以下となったか否かは、判定部15が検出部11から検出結果が伝達された場合に、閾値記憶部13に記憶されている第2閾値を参照して判定する。第1閾値更新部18は、判定部15により検出部11により検出された静電容量の値が第2閾値以下となったと判定された場合に(t=t3)、閾値記憶部13に記憶されている第1閾値を、この時の静電容量の値よりも大きい値に更新する。この時、上述したように、静電容量の値よりも第1幅だけ大きい値、すなわち、この時の静電容量の値よりも0.1pF大きい値に更新すると好適である(#06)。このような第1閾値更新部18による第1閾値の更新は、検出部11により検出された静電容量の値が、一旦、第2閾値以下となると(t=t3)、当該静電容量の値が改めて第1閾値より大きくなるまでの間において(t=t4)、前回取り込まれた値よりも小さくなった場合に継続して行われる(#07)。なお、第1閾値更新部18により第1閾値が更新される時には、ピーク値記憶部14に記憶されているピーク値は一旦、リセットされ、例えばゼロ値をピーク値記憶部14に記憶するように構成しても良いし、あるいは、ピーク値記憶部14に記憶されているピーク値がリセットされずに、ピーク値記憶部14に検出部11により検出された静電容量の値を上書きするように構成しても良い。
When the capacitance value detected by the
出力部19は、検出部11により検出された静電容量の値が、第1閾値より大きい場合は検出位置において物質が存在する状態であることを示し、検出部11により検出された静電容量の値が第2閾値以下である場合は検出位置において物質が存在していない状態であることを示す検出結果を出力する。判定部15は、検出部11から検出結果が伝達されると、検出部11により検出された静電容量の値が閾値記憶部13に記憶されている第1閾値よりも大きいか否かが判定され、更に、検出部11により検出された静電容量の値が閾値記憶部13に記憶されている第2閾値以下であるか否かが判定される。出力部19には、このような判定部15の判定結果が伝達される。
The
本実施形態では、出力部19は、判定部15により検出部11により検出された静電容量の値が閾値記憶部13に記憶されている第1閾値よりも大きいと判定された場合には図3(t=t1からt=t3までの間、t=t4以降)に示されるように検出オン信号を出力し、判定部15により検出部11により検出された静電容量の値が閾値記憶部13に記憶されている第2閾値以下であると判定された場合には図3(t=t3からt=t4までの間)に示されるように検出オン信号の出力を停止する、もしくは検出オフ信号を出力する。これにより、「被測定物」が存在しているか否かを特定することが可能となる。もちろん、判定部15により検出部11により検出された静電容量の値が第1閾値よりも大きいと判定された場合に検出オフ信号を出力し、判定部15により検出部11により検出された静電容量の値が第2閾値以下であると判定された場合には検出オフ信号の出力を停止する、もしくは検出オン信号を出力する等のように異なる判定方法を用いて構成することも可能である。
In the present embodiment, when the
本センサ1では、このように第1閾値及び第2閾値を自動的に設定することができ、このように設定された第1閾値及び第2閾値に基づき検出対象の物質の存在の有無を適切に判別することが可能となる。
また、従来の課題であった、被測定物に応じた閾値の設定や計測中に被測定物の種類が変わったり、被測定物の誘電率が変化する場合の閾値の再設定、測定用電極に付着残留物が残る場合の閾値の再設定も不要になる。In the
In addition, setting thresholds according to the object to be measured, resetting the threshold when the type of object to be measured changes during measurement, or the dielectric constant of the object changes, measurement electrodes It is not necessary to reset the threshold value when the adhering residue remains.
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、検出対象の物質(被測定物)が「油」であり、空の時は容器2が「空気」で満たされている時であるとして説明したが、検出対象の物質は「油」以外の液体、粉粒体、固体、気体等の物質であっても良いし、検出対象の物質が存在していない時は「空気」以外であっても良い。[Other Embodiments]
In the above embodiment, the substance to be detected (measurement object) is “oil”, and when empty, the
上記実施形態では、センサ1が容器2に貯留される油の貯留レベルを検出する場合の例を挙げて説明したが、センサ1で配管等の容器以外のものを流通若しくは貯留する物質が検出対象の物質であるか否かの判別に用いることも可能である。また、センサ1を容器や配管等とは異なる任意の場所に設け、センサ1の周囲(センサ1から予め設定された範囲内)に検出対象の物質が存在しているか否かの判別に用いることも可能である。
In the above embodiment, an example in which the
上記実施形態では、検出部11はロッド状に構成されているとして説明したが、検出部11は円形状に構成しても良いし、平型状に構成しても良い。もちろん、他の形状で構成することも可能である。また、検出部11全体又は一部が樹脂等で被覆されていても良い。いずれの場合であっても、検出電極11Aと接地電極11Cとは、絶縁されるように構成すると良い。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、センサ1では第1閾値及び第2閾値が設定されるとして説明したが、第1閾値及び第2閾値は夫々個別に設定しても良いし、共通の1つの閾値として設定しても良い。特に、1つの閾値として設定する場合には、閾値記憶部13に記憶される閾値が1つとなり、判定部15は静電容量の値が閾値記憶部13に記憶されている閾値を超えたか否かの判定、及び静電容量の値が閾値記憶部13に記憶されている閾値以下であるか否かの判定を行うように構成すると良い。なお、このように1つの閾値とする場合には、「第1閾値設定部」及び「第2閾値設定部」は1つの「閾値設定部」とし、「第1閾値更新部」及び「第2閾値更新部」は1つの「閾値更新部」としても良い。また、1つの閾値とする場合には、閾値記憶部13の記憶容量を低減することが可能となる。
In the above embodiment, the first threshold value and the second threshold value are set in the
上記実施形態では、第2閾値更新部17が検出部11により検出された静電容量の値よりも小さい値に第2閾値を更新する、具体的には第2閾値更新部17は、検出部11により検出された静電容量の値が第1閾値を超えてピーク値が更新された場合に当該検出部11により検出された静電容量の値よりも小さい値に第2閾値を更新するとして説明した。しかしながら、第2閾値更新部17は、ピーク値記憶部14に記憶されているピーク値が更新されたか否かに拘らず、検出部11により検出された静電容量の値よりも小さい値に第2閾値を更新するように構成することも可能である。
In the above embodiment, the second
また、第2閾値更新部17は、ピーク値記憶部14に記憶されているピーク値が更新された場合における検出部11により検出された静電容量の値よりも予め設定された第2幅だけ小さい値と、検出部11により検出された静電容量の値の予め設定された割合の値とのうちの小さい値に第2閾値を更新するように構成することも可能である。すなわち、第2閾値更新部17は、ピーク値記憶部14に記憶されているピーク値が更新された場合、現在の静電容量の値よりも第2幅(例えば0.1pF)小さい値と、現在の静電容量の値の所定の割合の値(例えば95%の値)とのうち、小さい値に第2閾値を更新するように構成することが可能である。また、計測の状況に応じて、第1幅及び第2幅の少なくともいずれか一方を自由に変更することができる機能を付加することも可能である。
In addition, the second
更には、第2閾値更新部17は、ピーク値記憶部14に記憶されているピーク値が更新されたか否かに拘らず、検出部11により検出された静電容量の値の予め設定された割合の値(例えば95%の値)に第2閾値を更新するように構成することも可能であるし、第2閾値更新部17は、ピーク値記憶部14に記憶されているピーク値が更新された場合に、検出部11により検出された静電容量の値の予め設定された割合の値(例えば95%の値)に第2閾値を更新するように構成することも可能である。
Furthermore, the second
上記実施形態では、センサ1は、検出部11により検出された静電容量の値のうち、ピーク値を記憶するピーク値記憶部14を備え、第2閾値更新部17は、ピーク値が更新された場合に第2閾値を更新するとして説明したが、測定や環境の状況により、センサ1はピーク値記憶部14を備えなくても良い。この場合、第2閾値更新部17は、検出部11により検出された静電容量の値が、現在の第1閾値(現在設定されている第1閾値)を超えた場合に、第2閾値を更新するように構成することが可能である。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、第1閾値設定部12は検出された静電容量の値よりも第1幅だけ大きい値を第1閾値として設定し、第1閾値更新部18は検出された静電容量の値よりも第1幅だけ大きい値に第1閾値を更新するとして説明したが、第1幅は適宜変更することも可能であるし、第1幅自体を設けなくても良い。
In the above embodiment, the first threshold
上記実施形態では、第2閾値設定部16は検出された静電容量の値よりも第2幅だけ小さい値を第2閾値として設定し、第2閾値更新部17は検出された静電容量の値よりも第2幅だけ小さい値に第2閾値を更新するとして説明したが、第2幅は適宜変更することも可能であるし、第2幅自体を設けなくても良い。
In the above embodiment, the second threshold
本発明は、静電容量に基づいて物質の有無を検出するセンサに用いることが可能である。 The present invention can be used for a sensor that detects the presence or absence of a substance based on capacitance.
1:センサ
11:検出部
11A:検出電極
11C:接地電極
12:第1閾値設定部
14:ピーク値記憶部
16:第2閾値設定部
17:第2閾値更新部
18:第1閾値更新部
19:出力部1: sensor 11:
Claims (3)
互いに絶縁された検出電極及び接地部を有し、前記検出電極と前記接地部とに亘って存在する前記物質の誘電率に応じた前記静電容量を検出する検出部と、
前記検出部が所定の検出位置に配置された時に、前記検出部により検出された静電容量の値よりも大きい値を第1閾値として設定する第1閾値設定部と、
前記検出部により検出された静電容量の値が前記第1閾値を超えた場合に、前記検出部により検出された静電容量の値よりも小さい値を第2閾値として設定する第2閾値設定部と、
前記第2閾値の設定後、前記検出部により検出された静電容量の値が前記第1閾値を超えた場合に、当該検出部により検出された静電容量の値よりも小さい値に前記第2閾値を更新する第2閾値更新部と、
前記検出部により検出された静電容量の値が前記第2閾値以下となった場合に、当該検出部により検出された静電容量の値よりも大きい値に前記第1閾値を更新する第1閾値更新部と、
前記検出部により検出された静電容量の値が、前記第1閾値を超えた場合は前記検出位置において前記物質が存在する状態であることを示し、前記検出部により検出された静電容量の値が前記第2閾値以下である場合は前記検出位置において前記物質が存在していない状態であることを示す検出結果を出力する出力部と、
を備えるセンサ。A sensor that detects the presence or absence of a substance based on capacitance,
A detection unit that includes a detection electrode and a grounding part that are insulated from each other, and that detects the capacitance according to a dielectric constant of the substance existing between the detection electrode and the grounding part;
A first threshold setting unit configured to set a value larger than the value of the capacitance detected by the detection unit as the first threshold when the detection unit is disposed at a predetermined detection position;
A second threshold value setting that sets a value smaller than the capacitance value detected by the detection unit as the second threshold value when the capacitance value detected by the detection unit exceeds the first threshold value. And
After the setting of the second threshold value, when the capacitance value detected by the detection unit exceeds the first threshold value, the first value is smaller than the capacitance value detected by the detection unit. A second threshold update unit that updates two thresholds;
When the value of the capacitance detected by the detection unit becomes equal to or less than the second threshold value, the first threshold value is updated to a value larger than the value of the capacitance detected by the detection unit. A threshold update unit;
If the value of the capacitance detected by the detection unit exceeds the first threshold, it indicates that the substance is present at the detection position, and the capacitance detected by the detection unit An output unit that outputs a detection result indicating that the substance is not present at the detection position when the value is equal to or less than the second threshold;
Comprising a sensor.
前記第2閾値更新部は、前記ピーク値が更新された場合に前記第2閾値を更新する請求項1に記載のセンサ。Among the capacitance values detected by the detection unit, a peak value storage unit that stores a peak value,
The sensor according to claim 1, wherein the second threshold update unit updates the second threshold when the peak value is updated.
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