JP6916181B2 - フロートを介しての流体の液面の検出 - Google Patents
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Description
[0025] 永久磁石1235の長さ及び磁気角度センサ1240の位置は、磁気角度センサ1240を通じて永久磁石1235により発生された磁界の角度がフロート1215の位置と共に、ほぼ直線状に変化するように、選ぶことができる。かかる関係は、次の場合に生ずる。すなわち、例えば、a)フロート1215が移動できる最大の距離を規定する、頂点と底部点との間の中間となるように磁気角度センサ1240が配置され、b)永久磁石1235の長さがフロート1215が移動可能な距離の2倍である場合である。このようにして、流体の液位センサ1110の形態を設定するため、ばね1220の所望のばね定数kは、次のように計算することができる。「k=浮力/ペンシル型フロートの所望の移動距離:(等式13)」ここで、浮力は、リザーバ1105内の流体がフロート12151の上方にあり、また、所望の移動距離が永久磁石1235の長さの半分であるとき、フロート1215に加わる全浮力である。次に、磁気角度センサ1240は、リザーバ1105が満杯であることを示すフロート1215の位置と、リザーバ1105が空であることを示すフロート1215の位置との間の中間となるように配置することができる。
「水に対する感度=(B1水−B2水)/(液位1−液位2):(等式16)」
「液位0=液位1−(B1水−B0水)/(水に対する感度):(等式17)」
[0034] 流体の液位センサ1110の水に対する感度は、1つの実施の形態において、水がリザーバ11105内の流体であるとき、流体の高さの変化単位当たりの測定値の変化である。流体の液位センサ1110の感度は、流体の密度が相違するため、水及びDEFに対して相違する。一例において、液中の物体に対する流体の浮力は、次のようにして計算することができる。「浮力=流体の密度*液中の体積*重力:(等式18)」。従って、ブロック1522において、流体の液位センサ1110のDEFに対する感度は、次のように計算する。「DEFに対する感度=ρDEF/ρ水*水に対する感度、ここにて、ρDEFは、DEFの密度、ρ水は、水の密度である:(等式19)」。
(形態1) 流体センサにおいて、垂直軸線に沿って動くように拘束されたフロートと、該フロートと機械的に結合された永久磁石と、該永久磁石により発生された磁界の角度を測定する形態とされた磁気角度センサであって、前記フロートが垂直軸線に沿って動くことにより、該磁気角度センサを通って永久磁石により発生された磁界の角度が変化するように配置された前記磁気角度センサと、を備える、流体センサ。
(形態2) 形態1記載の流体センサにおいて、案内部を更に備え、前記フロートは、少なくとも部分的に該案内部により拘束される、流体センサ。
(形態3) 形態2に記載の流体センサにおいて、前記案内部は、円筒状の形状であり、かつ垂直方向に向き決めされる、流体センサ。
(形態4) 形態3に記載の流体センサにおいて、第1の端部と、第2の端部とを有するばねを更に備え、前記フロートは、該ばねの第1の端部に結合される、流体センサ。
(形態5) 形態1に記載の流体センサにおいて、前記磁気角度センサは、アナログ出力を有するセンサである、流体センサ。
(形態6) 形態1に記載の流体センサにおいて、前記磁気角度センサは、デジタル出力を有するセンサである、流体センサ。
(形態7) 流体センサにおいて、垂直軸線を有し、かつ流体を保持する形態とされたタンク内に配置された管であって、流体が該管内に入るのを許容する少なくとも1つの開口を有する前記管と、少なくとも部分的に前記管により拘束され、かつ垂直軸線に沿って動く形態とされたフロートと、該フロートに機械的に結合された永久磁石と、管に結合された第1の端部と、フロートに結合された第2の端部とを有するばねと、該永久磁石により発生された磁界の角度を測定する形態とされた磁気角度センサであって、前記フロートが垂直軸線に沿って動くことにより、該磁気角度センサを通って永久磁石により発生された磁界の角度が変化するように配置された前記磁気角度センサと、を備える、流体センサ。
(形態8) 形態7に記載の流体センサにおいて、前記フロートが垂直軸線に沿って移動することのできる最大距離は、垂直軸線に沿った永久磁石の長さの約2分の1である、流体センサ。
(形態9) 形態8に記載の流体センサにおいて、前記磁気角度センサは、前記フロートが移動することのできる最大距離を規定する、頂部点と底部点との間の中間位置に配置される、流体センサ。
(形態10) 形態7に記載の流体センサにおいて、前記磁気角度センサは、アナログ出力を有するセンサである、流体センサ。
(形態11) 形態7に記載の流体センサにおいて、前記磁気角度センサは、デジタル出力を有するセンサである、流体センサ。
(形態12) 流体センサにおいて、垂直軸線を有し、かつ流体を保持する形態とされたタンク内に配置した管であって、流体が該管内に入るのを許容する少なくとも1つの開口を有する前記管と、少なくとも部分的に前記管により拘束され、かつ垂直軸線に沿って動く形態とされたフロートと、該フロートに機械的に結合された検知対象物と、垂直軸線に沿って拡張し、かつ収縮する形態とされたばねであって、該ばねの第1の端部が前記管に結合され、該ばねの第2の端部が前記フロートに結合された前記ばねと、検知対象物の位置に関係した特性を測定する形態とされたセンサであって、前記フロートが垂直軸線に沿って動くことにより測定した特性が変化するように配置された前記センサとを備え、前記フロートの位置は、流体の表面より下方の液中のフロートの体積によって影響を受ける、流体センサ。
(形態13) 形態12に記載の流体センサにおいて、前記ばねは、垂直軸線に沿った前記フロートの動きが流体の液位の変化よりも小さいことを許容する、流体センサ。
(形態14) 形態11に記載の流体センサにおいて、前記磁気角度センサは、アナログ出力を有するセンサである、流体センサ。
(形態15) 形態11に記載の流体センサにおいて、前記磁気角度センサは、デジタル出力を有するセンサである、流体センサ。
Claims (18)
- 流体の特性を検知する形態とされた流体センサにおいて、
垂直軸線(1210)に沿って動くように拘束されたフロート(1215)と、
該フロート(1215)を少なくとも部分的に拘束する案内部(1205)と、
第1端部及び第2端部を有し、前記フロート(1215)の外周に所定長さにわたって嵌装されたばね(1220)であって、前記第1端部は前記案内部(1205)に結合され且つ前記第2端部は前記フロート(1215)に結合される前記ばね(1220)と、
該フロートと機械的に結合された永久磁石(1235)と、
流体の温度を測定する温度センサ(1010)と、
該永久磁石により発生された磁界の角度を測定する形態とされた磁気角度センサ(1240)であって、前記フロート(1215)が垂直軸線に沿って動くことにより、該磁気角度センサを通って永久磁石(1235)により発生された磁界の角度が変化するように配置された前記磁気角度センサ(1240)と、
電子プロセッサ(1005)を有する制御装置であって、前記磁気角度センサ(1240)から磁気角度情報を受け取り、且つ前記温度センサ(1010)から流体温度情報を受取り、当該磁気角度情報及び流体温度情報に基づいて流体の液位を測定する制御装置と、を備える、流体センサ。 - 請求項1に記載の流体センサにおいて、前記案内部(1205)は、円筒状の形状であり、かつ垂直方向に向き決めされる、流体センサ。
- 請求項1に記載の流体センサにおいて、前記磁気角度センサ(1240)は、アナログ出力を有するセンサである、流体センサ。
- 請求項1に記載の流体センサにおいて、前記磁気角度センサ(1240)は、デジタル出力を有するセンサである、流体センサ。
- 流体センサにおいて、垂直軸線(1210)を有し、かつ流体を保持する形態とされたタンク(1105)内に配置された管(1205)であって、流体が該管内に入るのを許容する少なくとも1つの開口を有する前記管(1205)と、
少なくとも部分的に前記管(1205)により拘束され、かつ垂直軸線に沿って動く形態とされたフロート(1215)と、
該フロート(1215)に機械的に結合された永久磁石(1235)と、
前記フロート(1215)の外周に所定長さにわたって嵌装され、管に結合された第1の端部と、フロートに結合された第2の端部とを有するばね(1220)と、
流体の温度を測定する温度センサ(1010)と、
該永久磁石(1235)により発生された磁界の角度を測定する形態とされた磁気角度センサ(1240)であって、前記フロート(1215)が垂直軸線に沿って動くことにより、該磁気角度センサを通って永久磁石により発生された磁界の角度が変化するように配置された前記磁気角度センサ(1240)と、
電子プロセッサ(1005)を有する制御装置であって、前記磁気角度センサ(1240)から磁気角度情報を受け取り、且つ前記温度センサ(1010)から流体温度情報を受取り、当該磁気角度情報及び流体温度情報に基づいて流体の液位を測定する制御装置と、を備える、流体センサ。 - 請求項5に記載の流体センサにおいて、前記フロート(1215)が垂直軸線に沿って移動することのできる最大距離は、垂直軸線に沿った永久磁石(1235)の長さの2分の1である、流体センサ。
- 請求項6に記載の流体センサにおいて、前記磁気角度センサ(1240)は、前記フロート(1215)が移動することのできる最大距離を規定する、頂部点と底部点との間の中間位置に配置される、流体センサ。
- 請求項5に記載の流体センサにおいて、前記磁気角度センサ(1240)は、アナログ出力を有するセンサである、流体センサ。
- 請求項5に記載の流体センサにおいて、前記磁気角度センサ(1240)は、デジタル出力を有するセンサである、流体センサ。
- 流体センサにおいて、垂直軸線(1210)を有し、かつ流体を保持する形態とされたタンク(1105)内に配置した管(1205)であって、流体が該管内に入るのを許容する少なくとも1つの開口を有する前記管(1205)と、
少なくとも部分的に前記管により拘束され、かつ垂直軸線に沿って動く形態とされたフロート(1215)と、
該フロートに機械的に結合された検知対象物と、
垂直軸線に沿って拡張し、かつ収縮する形態とされたばね(1220)であって、前記フロート(1215)の外周に所定長さにわたって嵌装されて、該ばねの第1の端部が前記管(1205)に結合され、該ばねの第2の端部が前記フロート(1215)に結合された前記ばね(1220)と、
流体の温度を測定する温度センサ(1010)と、
検知対象物の位置に関係したインピーダンスを有するコイルであって、前記フロート(1215)が垂直軸線に沿って動くことによりコイルのインピーダンスが変化され、前記フロート(1215)の位置は、流体の表面より下方の液中のフロートの体積によって影響を受ける前記コイルと、
電子プロセッサ(1005)を有する制御装置であって、前記温度センサ(1010)から流体温度情報を受取り、且つ前記コイルのインピーダンスを測定し、当該流体温度情報及びコイルのインピーダンス情報に基づいて流体の液位を測定する制御装置と、を備える、流体センサ。 - 請求項10に記載の流体センサにおいて、前記ばね(1220)は、垂直軸線に沿った前記フロート(1215)の動きが流体の液位の変化よりも小さいことを許容する、流体センサ。
- 請求項10に記載の流体センサにおいて、前記コイルは高周波信号にて駆動されるトランスミッタコイルである、流体センサ。
- 請求項12に記載の流体センサにおいて、前記トランスミッタコイルから別個のレシーバコイルに結合された信号を測定してインピーダンスを測定する、流体センサ。
- 請求項1に記載の流体センサにおいて、前記フロートは凸型の接触表面(1405)を含む、流体センサ。
- 請求項5に記載の流体センサにおいて、前記フロートは凸型の接触表面(1405)を含む、流体センサ。
- 請求項10に記載の流体センサにおいて、前記フロートは凸型の接触表面(1405)を含む、流体センサ。
- 請求項5に記載の流体センサにおいて、前記管は前記フロートの下方に位置するポケットを更に含む、流体センサ。
- 請求項10に記載の流体センサにおいて、前記管は前記フロートの下方に位置するポケットを更に含む、流体センサ。
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