JP6558212B2 - 水分検出装置 - Google Patents

Description

本発明は，静電容量を利用して水分を検出する技術に関する。

水分を検知する水分検出センサを水漏れの発生が懸念される箇所に設置し，水漏れを検知することで重大事故を防ぐことが以前より行われている。水漏れは，建屋内に張り巡らされた配管の継ぎ目部分から発生することもあるが，建屋内に設置した機器から発生する場合もある。

建屋内に設置した機器から発生する水漏れを検知する場合，水分を検知する水分検出センサをこの機器に内蔵することが必要で，例えば，特許文献１では，水分検出センサを内蔵した洗濯機が開示されている。

特許文献１に係る水分検出センサは，絶縁板の表面上に相対向する複数の電極を備え、電極を備えた絶縁板の表面上に親水性又は吸水性の合成繊維を接着して貼り付けた形態をなしており，合成繊維に水が付くと電極間の電気抵抗が著しく低下することを利用して水分を検出する。なお，特許文献１に係る水分検出センサは，電気抵抗の変化を利用して水分を検知するが，特許文献２のように，２つの電極間の静電容量変化から水分を検知することもできる。

特開平７−２２９８６７号公報 特開２００２−３５７５８２号公報

水分検出センサが検出した水分に多くの不純物が含まれていなければ，水分検出センサが水分を検出しても，水分検出センサの電極に付いた水が乾くことで，水分を検出した後も水分検出センサを利用できる。しかし，不純物を多く含む水の場合，水分検出センサの電極にこの水が付くと，水分検出センサの電極に付いた水が乾いても，水分検出センサの電極に不純物が残るため，水分を検出した後に水分検出センサが正常動作しない場合がある。水分検出センサの電極を清掃できればよいが，従来の水分検出センサは，一対または複数の電極が一体化されて成形され，機器の制御装置と接続していることが多いため，水分検出センサが正常動作しなくなると，機器の煩雑な修理または機器の交換が必要になってしまう。

そこで，本発明は，静電容量を検出する箇所が汚れても容易に清掃できる水分検出装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決する本発明は，機器の底面をカバーするように配置した導電性部材と、内蔵している電極板の静電容量の変化を非接触で検出する静電容量センサと、水漏れによって前記導電性部材が接地することで生じる前記静電容量センサの出力の変化から，前記機器の水漏れを検出する制御部を備えたことを特徴とする水分検出装置である。なお，本発明において，導電性インキをコーティングしたフィルムを前記導電性部材に用いると，前記導電性部材を安価に製造できる。

本発明に係る水分検出装置において，導電性部材は，静電容量の変化を検出する静電容量センサと分離した状態で設置されるため，不純物を多く含む水が水漏れし，不純物が導電性部材や静電容量センサの表面に付着しても，導電性部材や静電容量センサの表面を容易に清掃できる。また，本発明に係る水分検出装置は，水漏れによって導電性部材が接地することを利用して機器の水漏れを検出するため，機器の底面をカバーするように導電性部材を配置するだけで，特定の箇所ではなく任意の箇所からの水漏れを検出できる。

本実施形態に係る水分検出装置を設置した機器を説明する図。 本実施形態に係る水分検出装置のブロック図。 本実施形態に係る水分検出装置の動作を説明する図。

ここから，本発明の好適な実施形態を記載する。なお，以下の記載は本発明の技術的範囲を束縛するものでなく，理解を助けるために記述するものである。

図１は，本実施形態に係る水分検出装置１を設置した機器２を説明する図である。本実施形態に係る水分検出装置１が設置される機器２は，給水口２ａが上面に排水口２ｂが下側面にそれぞれ設けられ，本実施形態において機器２は接地されている。

本実施形態に係る水分検出装置１は，機器２の底面からの水漏れを検出できるように機器２に設置された装置で，図１に図示したように，機器２の底面をカバーするように配置した導電性部材１０と、静電容量の変化を非接触で検出する静電容量センサ１１と、静電容量センサ１１の出力に基づいて水漏れの発生を判定する制御部１２を備え，本実施形態において，制御部１２は水漏れの発生を知らせる警報を発するスピーカ１３と接続している。

本実施形態に係る水分検出装置１の導電性部材１０は導電性を有する部材で，図１では，機器２の床面のサイズよりも大きい長方形の導電性部材１０を機器２の床面に設置している。導電性部材１０の水と接する面は導電性を有することが必要であるが，導電性部材１０は金属製でなくともよく，例えば， 1８8μｍのＰＥＴフィルムにアンカーコーティングおよび導電性インキ（カーボン）コーティングしたものを導電性部材１０に利用することができる。

図２は，本実施形態に係る水分検出装置１のブロック図である。上述したように，本実施形態に係る水分検出装置１は，導電性部材１０，静電容量センサ１１，および、スピーカ１３が接続された制御部１２を備え，静電容量センサ１１は，電極板１１０と電気回路１１１を内蔵し，静電容量センサ１１と制御部１２はケーブル１４で接続している。

静電容量センサ１１の電気回路１１１は，電極板１１０を利用して電界を発生させる回路や，導電性部材１０と電極板１１０間の静電容量の変化を電気信号に変換する回路などから構成され，静電容量センサ１１は，導電性部材１０と電極板１１０間の静電容量の変化を電気信号に変換して制御部１２へ出力する。このような静電容量センサ１１としては，例えば，容器内の液体・固体の有無の検出に用いられるような既知の静電容量形近接センサを利用でき，長距離型の静電容量センサ１１を用いると，導電性部材１０と静電容量センサ１１の電極板１１０間の長さｄを２０ｍｍ程度にすることができる。

本実施形態に係る水分検出装置１の制御部１２は，ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を利用して実現される機能で，本実施形態に係る制御部１２は，静電容量センサ１１の出力が，予め静電容量センサ１１に設定された閾値以上になると，水漏れを知られる警報をスピーカ１３に発信させるロジックが組み込まれている。

図３は，本実施形態に係る水分検出装置１の動作を説明する図である。図３（ａ）は，水漏れが発生していないケースを説明する図である。機器２内の配管２ｃから水漏れが発生していない場合，導電性部材１０と機器２は電気的に接続しておらず，導電性部材１０は接地されていないため，静電容量センサ１１の出力は低いレベル１１ａなる。図３（ｂ）は，機器２に水漏れが発生した時のケースを説明する図である。機器２内の配管２ｃから水漏れが発生すると，機器２から漏れた水によって，導電性部材１０と機器２は電気的に接続し，接地された機器２または機器２の配管２ｃ等を介して導電性部材１０は接地するため，静電容量センサ１１の出力は水漏れがない時のレベル１１ａよりも高いレベル１１ｂに変化する。よって，導電性部材１０が接地した時の静電容量センサ１１の出力を基準にして閾値を決定すれば，水分検出装置１の制御部１２は，静電容量センサ１１の出力から機器２の水漏れを判定できる。

１ 水分検出装置
１０ 導電性部材
１１ 静電容量センサ
１１０ 電極板
１１１ 電気回路
１２ 制御部
２ 機器

Claims (2)

1. 機器の底面をカバーするように配置した導電性部材と、内蔵している電極板の静電容量の変化を非接触で検出する静電容量センサと、水漏れによって前記導電性部材が接地することで生じる前記静電容量センサの出力の変化から，前記機器の水漏れを検出する制御部を備えたことを特徴とする水分検出装置。
2. 導電性インキをコーティングしたフィルムを前記導電性部材に用いたことを特徴とする，請求項１に記載した水分検出装置。
   

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