JP7461164B2 - Liquid Detection Sensor - Google Patents

Liquid Detection Sensor Download PDF

Info

Publication number
JP7461164B2
JP7461164B2 JP2020029667A JP2020029667A JP7461164B2 JP 7461164 B2 JP7461164 B2 JP 7461164B2 JP 2020029667 A JP2020029667 A JP 2020029667A JP 2020029667 A JP2020029667 A JP 2020029667A JP 7461164 B2 JP7461164 B2 JP 7461164B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water level
liquid
air
metal
electrode
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
Application number
JP2020029667A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021135097A (en
Inventor
昌樹 高橋
真弘 瀬下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Composites Inc
Original Assignee
Fujikura Composites Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikura Composites Inc filed Critical Fujikura Composites Inc
Priority to JP2020029667A priority Critical patent/JP7461164B2/en
Publication of JP2021135097A publication Critical patent/JP2021135097A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7461164B2 publication Critical patent/JP7461164B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Description

本発明は、金属空気電池を備えた液体検知センサに関する。 The present invention relates to a liquid detection sensor equipped with a metal-air battery.

例えば、下記特許文献には、河川などの水位を検知可能な水位センサが開示されている。 For example, the following patent document discloses a water level sensor that can detect the water level of a river or the like.

特許文献1に記載の発明には、本体パイプ内にリードスイッチ基板が設けられ、フロートの水位に応じて、フロートの高さ位置に対応するリードスイッチを導通させる。リードスイッチ基板への電力供給は、ソーラーパネル及び無線機基板で行われる。無線機基板は、マイクロコンピュータ、無線機、及び充電池を備えて構成される。ソーラーパネルからの電力は充電池に供給され蓄積される。ソーラーパネル及び充電池が、水位センサの電源部を構成している。 In the invention described in Patent Document 1, a reed switch board is provided inside the main pipe, and a reed switch corresponding to the height position of the float is turned on according to the water level of the float. Power to the reed switch board is supplied by a solar panel and a radio board. The radio board is configured with a microcomputer, a radio, and a rechargeable battery. Power from the solar panel is supplied to and stored in the rechargeable battery. The solar panel and the rechargeable battery make up the power supply unit of the water level sensor.

また、特許文献2に記載の発明には、支柱に、水に浮かぶフロート部が挿通されており、水に浮かんだフロート部の高さを、センサ部で検出することで、水位を計測する。また電源部は、電池からなる電源Vccと、リードスイッチからなる電源スイッチSWで構成されている。 In the invention described in Patent Document 2, a float that floats on water is inserted into a support, and the height of the float floating on the water is detected by a sensor unit to measure the water level. The power supply unit is composed of a power supply Vcc consisting of a battery and a power switch SW consisting of a reed switch.

特開2018-194363号公報JP 2018-194363 A 特開2018-189505号公報JP 2018-189505 A

しかしながら、これら特許文献に記載の発明における水位センサは、外部電源として充電池を必要とし、水位測定の際に十分に充電されていることを要する。このため、例えば、特許文献1のように、ソーラーパネルにより、充電池を充電する方式では、使用状況によっては、充電池が十分に充電されていないことがあり、適切に水位測定を行うことができない。また、これら特許文献では、水位測定の有無に係らず、常に電池への充電がされていなければならず長寿命化を図りにくく、またメンテナンス等も必要と考えられる。 However, the water level sensors in the inventions described in these patent documents require a rechargeable battery as an external power source, and the battery must be fully charged when measuring the water level. For this reason, in a method in which the rechargeable battery is charged by a solar panel, as in Patent Document 1, depending on the conditions of use, the rechargeable battery may not be fully charged, making it impossible to measure the water level properly. Furthermore, in these patent documents, the battery must be constantly charged regardless of whether or not the water level is being measured, making it difficult to extend its lifespan, and maintenance, etc., is also considered to be necessary.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、水位測定の際に、水位センサに発電電力を供給でき、適切に水位を検知することが可能な水を含有する液体を検知するセンサを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of this point, and provides a sensor that detects liquid containing water, which can supply generated power to the water level sensor and appropriately detect the water level when measuring the water level. The purpose is to provide.

本発明の液体検知センサは、空気極と、金属極と、を有する金属空気電池と、水位センサと、を具備し、液体の浸漬にて前記金属空気電池に生じる発電電力により、前記水位センサが作動し、前記水位センサは、水位の増減方向に、前記液体の水位の測定範囲に応じた長さを有しており、前記水位センサは、前記液体と接触可能に位置しており、電源としての前記金属空気電池が、前記水位センサが浸漬される前記液体に接触することで発電し、前記水位センサは前記金属空気電池の発電電力で作動するとともに、前記液体に接触して、前記金属空気電池が浸漬した水位を測定開始水位として、前記液体の水位が計測されることを特徴とする。
The liquid detection sensor of the present invention comprises a metal-air battery having an air electrode and a metal electrode, and a water level sensor, wherein the water level sensor is operated by the generated power generated in the metal-air battery when immersed in liquid, the water level sensor has a length in the direction of increase or decrease of the water level corresponding to the measurement range of the water level of the liquid, the water level sensor is positioned so as to be able to come into contact with the liquid, the metal-air battery as a power source generates power by coming into contact with the liquid in which the water level sensor is immersed , the water level sensor is operated by the generated power of the metal-air battery, and is characterized in that the water level of the liquid is measured by coming into contact with the liquid and the water level in which the metal-air battery is immersed is used as the starting water level for measurement .

本発明では、更に、空気室を有し、前記金属空気電池を保持する筐体を備え、前記空気極の一方の面は、前記空気室に露出しており、前記空気極の他方の面に、前記金属極が対向している構成とすることができる。 The present invention further includes a casing having an air chamber and holding the metal air battery, one surface of the air electrode is exposed to the air chamber, and the other surface of the air electrode is exposed to the air chamber. , the metal electrodes may face each other.

本発明では、前記水位センサは、前記筐体に支持されている構成とすることができる。 In the present invention, the water level sensor can be configured to be supported by the housing.

本発明では、前記筐体は、前記液体の給水口を有する液室を備え、前記金属極は、前記液室に配置されている構成とすることができる。 In the present invention, the housing can be configured to include a liquid chamber having a water supply port for the liquid, and the metal electrode can be disposed in the liquid chamber.

本発明では、前記空気極と前記金属極は、空間を介して対向している構成とすることができる。 In the present invention, the air electrode and the metal electrode can be configured to face each other with a space between them.

本発明では、前記空気極と前記金属極は、セパレータを介して対向している構成とすることができる。 In the present invention, the air electrode and the metal electrode may be configured to face each other with a separator interposed therebetween.

本発明の液体検知センサによれば、液体に浸漬した金属空気電池の発電電力により、水位センサを作動させることができ、水位測定の際に、適切に水位センサに発電電力を供給でき、水位を高精度に検知することができる。 According to the liquid detection sensor of the present invention, the water level sensor can be operated by the power generated by the metal air battery immersed in the liquid, and when measuring the water level, the generated power can be appropriately supplied to the water level sensor. It can be detected with high precision.

図1は、第1の実施の形態における液体検知センサの縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a liquid detection sensor according to a first embodiment. 図2は、第2の実施の形態における液体検知センサの縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of a liquid detection sensor in a second embodiment. 図3は、第3の実施の形態における液体検知センサの縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view of a liquid detection sensor in a third embodiment.

以下、本発明の一実施の形態(以下、「実施の形態」と略記する。)について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。 Hereinafter, one embodiment of the present invention (hereinafter abbreviated as "embodiment") will be described in detail. Note that the present invention is not limited to the following embodiments, and can be implemented with various modifications within the scope of the gist.

図1に示す液体検知センサ1は、空気極(正極)2と、空気極2とX方向に空間を介して対向する金属極(負極)3と、を有する金属空気電池4と、水位センサ5と、を具備する。なお、各金属空気電池4に配置される空気極2及び金属極3は、特に限定されるものではないが、ほぼ同じ大きさ(対向面積)であることが好ましい。 The liquid detection sensor 1 shown in FIG. and. Note that the air electrode 2 and the metal electrode 3 disposed in each metal-air battery 4 are preferably approximately the same size (facing area), although not particularly limited.

図1に示すように、金属空気電池4は、筐体6内に保持されている。筐体6には、空気室6aと液室6bとが設けられている。図1に示すように、空気室6aは上端が開放されている。空気室6aと液室6bとを隔てる内壁部6cの下方には、空気室6aと液室6bとの間を貫通する窓が設けられており、該窓は、空気極2により塞がれている。空気極2は、窓の外枠に接着剤等を介して接合されている。そして、空気極2が、空気室6a内にて、内壁部6cにより保持持された状態では、空気極2の一方の面2aは、空気室6a側に露出している。また、空気極2の他方の面2bは、金属極3と対向している。このように、空気室6aは、筐体6と空気極2の組立により、上端を除いて閉塞空間とされている。したがって、空気は、空気室6a内を満たし、空気極2と接触している。 As shown in FIG. 1, the metal-air battery 4 is held within a housing 6. The housing 6 is provided with an air chamber 6a and a liquid chamber 6b. As shown in FIG. 1, the upper end of the air chamber 6a is open. A window that penetrates between the air chamber 6a and the liquid chamber 6b is provided below the inner wall 6c that separates the air chamber 6a and the liquid chamber 6b, and the window is closed by the air electrode 2. There is. The air electrode 2 is bonded to the outer frame of the window with an adhesive or the like. When the air electrode 2 is held in the air chamber 6a by the inner wall 6c, one surface 2a of the air electrode 2 is exposed to the air chamber 6a side. Further, the other surface 2b of the air electrode 2 faces the metal electrode 3. In this way, the air chamber 6a is a closed space except for the upper end due to the assembly of the casing 6 and the air electrode 2. Therefore, air fills the air chamber 6a and is in contact with the air electrode 2.

図1に示すように、金属極3は、液室6b内に配置されている。金属極3と空気極2との間には、X方向に空間が設けられており、金属極3と空気極2との間に、液室6b内に流入した液体を介在させることができる。図1に示すように、金属極3の下部は、自由端であることが好ましい。このように自由端とすることで、金属極3の下部を揺動させることができる。このため、空気極2と金属極3との間に生成物が堆積したときに、金属極3を撓らせることができ、生成物による押圧力を緩和でき、金属極3及び空気極2の破損を抑制することが出来る。 As shown in FIG. 1, the metal electrode 3 is arranged within the liquid chamber 6b. A space is provided in the X direction between the metal electrode 3 and the air electrode 2, and the liquid that has flowed into the liquid chamber 6b can be interposed between the metal electrode 3 and the air electrode 2. As shown in FIG. 1, the lower part of the metal electrode 3 is preferably a free end. By forming the free end in this way, the lower part of the metal electrode 3 can be swung. Therefore, when products are deposited between the air electrode 2 and the metal electrode 3, the metal electrode 3 can be bent, the pressing force caused by the products can be alleviated, and the metal electrode 3 and the air electrode 2 can be Damage can be suppressed.

図1に示すように、筐体6には、液室6bに通じる給水口7が設けられている。液体は、この給水口7を通じて、液室6b内に供給される。 As shown in FIG. 1, the housing 6 is provided with a water supply port 7 that communicates with the liquid chamber 6b. Liquid is supplied into the liquid chamber 6b through this water supply port 7.

限定されるものではないが、空気極2は、集電体と触媒層(反応部)とを有して構成される。集電体に求められる特性は、金属極3から放出される電子を、触媒層へ伝える導電性と、酸素を透過させる通気性である。集電体の構成を限定するものでないが、例えば、金網や発泡金属等、既存のものを用いることができる。また、触媒層に求められる特性は、液体を外部に放出しない疎水性及び、酸素を透過させる通気性である。触媒層には既存の材質を用いることができる。 Although not limited to this, the air electrode 2 is configured to include a current collector and a catalyst layer (reaction part). The properties required of the current collector are conductivity to transfer electrons emitted from the metal electrode 3 to the catalyst layer, and air permeability to allow oxygen to pass through. Although the structure of the current collector is not limited, for example, existing ones such as wire mesh or foam metal can be used. Further, the characteristics required of the catalyst layer are hydrophobicity that does not release liquid to the outside, and air permeability that allows oxygen to pass through. Existing materials can be used for the catalyst layer.

金属極3は、マグネシウム(Mg)、Mg合金、亜鉛(Zn)、Zn合金、アルミニウム(Al)、或いは、Al合金のうちいずれかであることが好ましい。このうち、金属極3を構成する金属は、Mg、或いは、Mg合金であることがより好ましい。 The metal electrode 3 is preferably made of magnesium (Mg), Mg alloy, zinc (Zn), Zn alloy, aluminum (Al), or Al alloy. Among these, the metal constituting the metal electrode 3 is more preferably Mg or an Mg alloy.

図1に示す液体検知センサ1では、水を含有する液体が、液室6b内に供給されると、例えば、金属極3を構成する金属が、Mgであるとき、金属極3側では、下記(1)で示す酸化反応が生じる。また、空気極2においては、下記(2)で示す還元反応が生じる。したがって、全体としては、下記(3)に示す反応が起こり、放電が行われる。
(1)2Mg →2Mg2++4e
(2)O+2HO+4e →4OH
(3)2Mg+O+2HO →2Mg(OH)
In the liquid detection sensor 1 shown in FIG. 1, when a liquid containing water is supplied into the liquid chamber 6b, for example, when the metal constituting the metal electrode 3 is Mg, the following occurs on the metal electrode 3 side. The oxidation reaction shown in (1) occurs. Further, in the air electrode 2, a reduction reaction shown in (2) below occurs. Therefore, as a whole, the reaction shown in (3) below occurs and discharge occurs.
(1) 2Mg → 2Mg 2+ +4e -
(2) O 2 +2H 2 O+4e - →4OH -
(3) 2Mg+O 2 +2H 2 O → 2Mg(OH) 2

上記の電池反応により、金属空気電池4が発電を開始する。そして、金属空気電池4による発電電力が水位センサ5に供給ライン9を介して供給される。これにより、水位測定の際に、適切に水位センサ5に発電電力を供給でき、水位を高精度に検知することができる。換言すれば、水位測定以外の環境下(液室6b内に液体が流入しない状況)では、金属空気電池4は発電せず、水位測定しない状況下でも常に充電されていなければいけない充電池を用いた従来とは構成が異なっている。このように、本実施の形態では、水位測定の必要なときだけ、金属空気電池4による発電電力が水位センサ5に供給される構成になっており、長寿命化を図ることができ、また、定期的なメンテナンス等も必要としない。本実施の形態では、水位測定を行いたい場所に液体検知センサ1を設置しておくことで、液体検知センサ1への液体の流入により、水位測定を開始させることができ、使用環境に左右されにくく、適切な水位測定を行うことが可能である。 Due to the above battery reaction, the metal-air battery 4 starts generating electricity. The power generated by the metal-air battery 4 is then supplied to the water level sensor 5 via a supply line 9. Thereby, when measuring the water level, generated power can be appropriately supplied to the water level sensor 5, and the water level can be detected with high accuracy. In other words, the metal-air battery 4 does not generate electricity in environments other than water level measurement (in which liquid does not flow into the liquid chamber 6b), and a rechargeable battery that must be constantly charged even when water level is not being measured is used. The configuration is different from the previous version. In this way, in this embodiment, the power generated by the metal-air battery 4 is supplied to the water level sensor 5 only when water level measurement is necessary, so that a longer life can be achieved, and No regular maintenance is required. In this embodiment, by installing the liquid detection sensor 1 at the place where you want to measure the water level, water level measurement can be started by the inflow of liquid into the liquid detection sensor 1, and it is not affected by the usage environment. This makes it possible to perform appropriate water level measurements.

ここで、限定するものではないが、「液体の水位」とは、例えば、河川、海水、ダム、貯水槽、浴槽、汚水槽、屋内や自動車内への浸水による水位を例示することができる。雨や上方から液体が降り注ぐ使用環境下では、空気室6a内に雨や液体が入らないように、空気室6a内への空気の供給を確保しつつ、空気室6aの上方を塞ぐことが好ましい。 Here, the "liquid level" includes, but is not limited to, the water level caused by flooding into rivers, seawater, dams, water tanks, bathtubs, sewage tanks, indoors, and cars. In a usage environment where rain or liquid falls from above, it is preferable to close the upper part of the air chamber 6a while ensuring the supply of air to the air chamber 6a so that rain or liquid does not enter the air chamber 6a. .

水位センサ5は、既存方式のものを適用することができる。限定されるものでないが、例えば、静電容量式、フロート式、電極式、圧力検知式、光学式、振動式、超音波式、或いは、レーザ式の水位センサを使用することができる。 The water level sensor 5 can be of any existing type. For example, but not limited to, a capacitance type, float type, electrode type, pressure detection type, optical type, vibration type, ultrasonic type, or laser type water level sensor can be used.

図1に示すように、液体8が筐体6の液室6bに流入すると、金属空気電池4は発電し、その発電電力が水位センサ5に供給される。水位センサ5は、水位の増減方向(Y方向)に、水位の測定範囲に応じた長さを有しており、水位センサ5により、液体8の水位を測定することができる。金属空気電池4は、水位センサ5の下方部に配置されており、低い水位から高い水位まで幅広い測定範囲を確保することができる。また、低い水位の測定が不要であれば、金属空気電池4を、水位センサ5の下方部でなく、測定を開始したい水位に金属空気電池4を配置することで、任意の水位からの測定を可能とする。水位は、水位センサ5から得られた水位信号を金属空気電池4の発電によって動作する無線送信部から無線報知で認識することで水位を遠隔の位置で報知することができる。無線方式を限定するものでなく、無線LAN、Bluetooth(登録商標)、Wi-Fi等、既存の方式を用いることができる。 As shown in FIG. 1, when the liquid 8 flows into the liquid chamber 6b of the housing 6, the metal-air battery 4 generates power, and the generated power is supplied to the water level sensor 5. The water level sensor 5 has a length in the water level increase/decrease direction (Y direction) according to the water level measurement range, and the water level sensor 5 can measure the water level of the liquid 8. The metal air battery 4 is arranged below the water level sensor 5, and can ensure a wide measurement range from low water level to high water level. Furthermore, if low water level measurement is not required, measurements can be made from any water level by placing the metal air battery 4 at the water level where you want to start measurement, instead of below the water level sensor 5. possible. The water level can be reported at a remote location by recognizing the water level signal obtained from the water level sensor 5 by wireless notification from a wireless transmitter operated by the power generation of the metal-air battery 4. The wireless method is not limited, and existing methods such as wireless LAN, Bluetooth (registered trademark), Wi-Fi, etc. can be used.

図1に示すように、水位センサ5を、金属空気電池4を保持する筐体6の側部6dに配置することができる。これにより、共通の筐体6にて金属空気電池4と水位センサ5の双方を保持でき、部品点数を減らすことができ、簡易な構造とすることができる。なお、本実施の形態では、筐体6の側部6dが、Y方向に、水位センサ5と同等の長さを有しているが、筐体6の長さを限定するものではなく、側部6dの長さは水位の測定範囲より短くてもよい。このとき、空気室6aに液体が入らないような構成とすることが必要である。ただし、筐体6の側部6dにて水位センサ5を確実に支持するには、側部6dは、水位センサ5と同等以上の長さ寸法を有していることが好ましい。 As shown in FIG. 1, the water level sensor 5 can be placed on the side 6d of the housing 6 that holds the metal-air battery 4. Thereby, both the metal air battery 4 and the water level sensor 5 can be held in the common housing 6, the number of parts can be reduced, and the structure can be simplified. Note that in this embodiment, the side portion 6d of the housing 6 has the same length as the water level sensor 5 in the Y direction, but the length of the housing 6 is not limited; The length of the portion 6d may be shorter than the water level measurement range. At this time, it is necessary to configure the air chamber 6a so that no liquid enters it. However, in order to reliably support the water level sensor 5 on the side part 6d of the housing 6, it is preferable that the side part 6d has a length dimension equal to or greater than that of the water level sensor 5.

また、給水口7の位置は、図1に示す位置に限定されるものではない。例えば、給水口7を、筐体6の側部に設けることができる。或いは、給水口7を図1よりも高い位置に設けることで、液体8の水位が、給水口7と同程度以上の位置にまで上がって初めて水位測定を開始することができる。したがって、低い水位測定を意図的に排除することができる。また、筐体6の液室6bの上部近傍に空気口を有していることが好ましい。例えば、液室6bの開口部が給水口7のみの場合、河川増水により、空気交換が出来ずに、液体8が液室内に入りにくくなるため、液室に空気口を設けることが好適である。 Moreover, the position of the water supply port 7 is not limited to the position shown in FIG. For example, the water supply port 7 can be provided on the side of the housing 6. Alternatively, by providing the water supply port 7 at a higher position than in FIG. 1, water level measurement can be started only when the water level of the liquid 8 rises to a position comparable to or higher than the water supply port 7. Therefore, low water level measurements can be intentionally excluded. Further, it is preferable that the housing 6 has an air port near the top of the liquid chamber 6b. For example, if the only opening of the liquid chamber 6b is the water supply port 7, it is preferable to provide an air port in the liquid chamber because air exchange will not be possible due to rising water in the river, making it difficult for the liquid 8 to enter the liquid chamber. .

図1に示す筐体6は、空気室6aと液室6bの双方を有していたが、少なくとも空気室6aのみ設けられる構造であってもよい。図2に示す第2の実施の形態では、上端が開放された空気室6aを備えた筐体6を有している。一方、図2に示す筐体6には、壁で囲まれた液室6bは設けられておらず、空気室6aに配置された空気極2と対向する外側に、金属極3が外部に露出した状態で配置される。図2に示す液体検知センサ10では、液体8が、外部に露出する金属極3にダイレクトに接触するため、金属空気電池4の発電が即座に開始され、検知時間ずれが生じるのを防止することができる。 The housing 6 shown in FIG. 1 has both an air chamber 6a and a liquid chamber 6b, but may have a structure in which at least the air chamber 6a is provided. In the second embodiment shown in FIG. 2, the housing 6 has an air chamber 6a with an open upper end. On the other hand, the housing 6 shown in FIG. 2 does not have a liquid chamber 6b surrounded by a wall, and the metal electrode 3 is placed on the outside facing the air electrode 2 placed in the air chamber 6a, with the metal electrode 3 exposed to the outside. In the liquid detection sensor 10 shown in FIG. 2, the liquid 8 comes into direct contact with the metal electrode 3 exposed to the outside, so that power generation of the metal-air battery 4 begins immediately, and it is possible to prevent the occurrence of a detection time lag.

また、図3に示す第3の実施の形態では、図2に示す第2の実施の形態を構成する空気極2と金属極3との間に、セパレータ11を介在させた。 In the third embodiment shown in FIG. 3, a separator 11 is interposed between the air electrode 2 and the metal electrode 3 constituting the second embodiment shown in FIG. 2.

なお、限定するものではないが、空気極2とセパレータ11間、及び金属極3とセパレータ11間を、粘着層を介して固定することができる。粘着層は、空気極2及び金属極3の縁部に部分的に設けられることが好ましい。 Note that, although not limited to this, the air electrode 2 and the separator 11 and the metal electrode 3 and the separator 11 can be fixed via an adhesive layer. The adhesive layer is preferably provided partially on the edges of the air electrode 2 and the metal electrode 3.

セパレータ11は、電気的に絶縁性且つイオン透過性を有する材質で形成される。例えば、不織布、織布、多孔性薄膜等である。 The separator 11 is made of a material that is electrically insulating and ion-permeable. For example, it may be a nonwoven fabric, a woven fabric, a porous thin film, etc.

図3では、セパレータ11を、空気極2と金属極3の間にのみ介在させたが、例えば、セパレータ11を、図3の状態から金属極3の外面3a側にまで延出させることも可能である。 In FIG. 3, the separator 11 is only interposed between the air electrode 2 and the metal electrode 3, but it is also possible to extend the separator 11 from the state shown in FIG. 3 to the outer surface 3a side of the metal electrode 3.

また、空気極2と金属極3との間に、セパレータ11を介在させたラミネート構造の支持体は、図3に示す筐体6でなくてもよい。ただし、空気極2の金属極3と対向する側と反対側の面は、常に空気が接触する構造を備えることが必要である。 Further, the support of the laminate structure in which the separator 11 is interposed between the air electrode 2 and the metal electrode 3 may not be the housing 6 shown in FIG. 3. However, the surface of the air electrode 2 opposite to the side facing the metal electrode 3 needs to have a structure in which air is always in contact with the surface.

本実施の形態の液体検知センサ1、10、20に配置される金属空気電池4では、液体8の接触により、自己発電するが、このように、自己発電させるには、必ずしも必要ではないが、液体8内に塩が存在している方が望ましい。塩を限定するものではないが、例えば、塩化ナトリウムを挙げることができる。したがって、液体8が塩を含まない成分である場合、液体8が金属空気電池に接触した際に、液体8内に塩を供給可能な塩供給手段を備えることが好ましい。例えば、図3に示すように、空気極2と金属極3との間にセパレータ11を介在させた構成では、セパレータ11内に塩を含ませておくことが可能である。 The metal-air batteries 4 disposed in the liquid detection sensors 1, 10, and 20 of this embodiment self-generate power by contact with the liquid 8, but in order to self-generate power in this way, although it is not necessarily necessary, Preferably, salt is present in the liquid 8. Examples of salts include, but are not limited to, sodium chloride. Therefore, when the liquid 8 is a component that does not contain salt, it is preferable to provide a salt supply means capable of supplying salt into the liquid 8 when the liquid 8 comes into contact with the metal-air battery. For example, as shown in FIG. 3, in a configuration in which a separator 11 is interposed between the air electrode 2 and the metal electrode 3, it is possible to contain salt in the separator 11.

以上のように、本実施の形態の液体検知センサ1、10、20を用いることで、液体の水位を検知することができる。特に本実施の形態では、水位を、既存方式の水位センサ5を用いて測定することができ、使用用途に合わせて適切な水位センサ5を選択することで、高精度に水位の検知が可能である。 As described above, the liquid level can be detected by using the liquid detection sensors 1, 10, and 20 of this embodiment. In particular, in this embodiment, the water level can be measured using the existing water level sensor 5, and by selecting an appropriate water level sensor 5 according to the intended use, the water level can be detected with high accuracy. be.

また、本実施の形態では、空気極2と金属極3を1組備えた電池セルを構成するが、このような電池セルを複数具備した電池ユニットにて金属空気電池4を構成することもできる。 Further, in this embodiment, a battery cell is configured with one set of an air electrode 2 and a metal electrode 3, but the metal-air battery 4 can also be configured with a battery unit including a plurality of such battery cells. .

本発明の液体検知センサによれば、水位測定タイミングにて、電源としての金属空気電池が発電して、水位センサを作動させることができ、屋内、屋外問わず、適切に水位測定を行うことができる。本発明では、液体検知センサを作動させるにあたり、下準備や定期的なメンテナンス等が必要なく、使い勝手に優れ、また、外部環境の影響も受けにくく、簡単な構造にて水位測定を精度良く行うことができる。 According to the liquid detection sensor of the present invention, when the water level is to be measured, the metal-air battery as a power source generates electricity to operate the water level sensor, allowing appropriate water level measurement to be performed both indoors and outdoors. In the present invention, no preparation or regular maintenance is required to operate the liquid detection sensor, making it easy to use and less susceptible to the effects of the external environment, and allowing accurate water level measurement with a simple structure.

1、10、20 :液体検知センサ
2 :空気極
2a :面
2b :面
3 :金属極
3a :外面
4 :金属空気電池
5 :水位センサ
6 :筐体
6a :空気室
6b :液室
6c :内壁部
6d :側部
7 :給水口
8 :液体
9 :供給ライン
11 :セパレータ
1, 10, 20: Liquid detection sensor 2: Air electrode 2a: Surface 2b: Surface 3: Metal electrode 3a: Outer surface 4: Metal air battery 5: Water level sensor 6: Housing 6a: Air chamber 6b: Liquid chamber 6c: Inner wall Part 6d: Side part 7: Water supply port 8: Liquid 9: Supply line 11: Separator

Claims (6)

空気極と、金属極と、を有する金属空気電池と、
水位センサと、を具備し、
液体の浸漬にて前記金属空気電池に生じる発電電力により、前記水位センサが作動し、
前記水位センサは、水位の増減方向に、前記液体の水位の測定範囲に応じた長さを有しており、前記水位センサは、前記液体と接触可能に位置しており、
電源としての前記金属空気電池が、前記水位センサが浸漬される前記液体に接触することで発電し、
前記水位センサは前記金属空気電池の発電電力で作動するとともに、前記液体に接触して、前記金属空気電池が浸漬した水位を測定開始水位として、前記液体の水位が計測されることを特徴とする液体検知センサ。
A metal-air battery having an air electrode and a metal electrode;
A water level sensor,
The water level sensor is activated by the power generated in the metal-air battery when immersed in liquid,
the water level sensor has a length in a direction in which the water level increases or decreases according to a measurement range of the water level of the liquid, and the water level sensor is positioned so as to be able to come into contact with the liquid;
the metal-air battery as a power source generates electricity by contacting the liquid in which the water level sensor is immersed ;
The water level sensor is powered by the power generated by the metal-air battery, and is in contact with the liquid, measuring the level of the liquid using the water level in which the metal-air battery is immersed as the starting water level for measurement.
更に、空気室を有し、前記金属空気電池を保持する筐体を備え、前記空気極の一方の面は、前記空気室に露出しており、前記空気極の他方の面に、前記金属極が対向していることを特徴とする請求項1に記載の液体検知センサ。 The liquid detection sensor according to claim 1, further comprising a housing having an air chamber and holding the metal-air battery, one surface of the air electrode being exposed to the air chamber, and the other surface of the air electrode being opposed to the metal electrode. 前記水位センサは、前記筐体に支持されていることを特徴とする請求項2に記載の液体検知センサ。 The liquid detection sensor according to claim 2, characterized in that the water level sensor is supported by the housing. 前記筐体は、前記液体の給水口を有する液室を備え、前記金属極は、前記液室に配置されていることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の液体検知センサ。 4. The liquid detection sensor according to claim 2, wherein the housing includes a liquid chamber having a water supply port for the liquid, and the metal electrode is disposed in the liquid chamber. 前記空気極と前記金属極は、空間を介して対向していることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の液体検知センサ。 The liquid detection sensor according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the air electrode and the metal electrode face each other via a space. 前記空気極と前記金属極は、セパレータを介して対向していることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の液体検知センサ。 5. The liquid detection sensor according to claim 1, wherein the air electrode and the metal electrode face each other with a separator interposed therebetween.
JP2020029667A 2020-02-25 2020-02-25 Liquid Detection Sensor Active JP7461164B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020029667A JP7461164B2 (en) 2020-02-25 2020-02-25 Liquid Detection Sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020029667A JP7461164B2 (en) 2020-02-25 2020-02-25 Liquid Detection Sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021135097A JP2021135097A (en) 2021-09-13
JP7461164B2 true JP7461164B2 (en) 2024-04-03

Family

ID=77660937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020029667A Active JP7461164B2 (en) 2020-02-25 2020-02-25 Liquid Detection Sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7461164B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015197392A (en) 2014-04-02 2015-11-09 ホシデン株式会社 Liquid presence detector with power source and air improving apparatus provided with the liquid presence detector
JP2018124163A (en) 2017-01-31 2018-08-09 日本アンテナ株式会社 Water gauge
JP2018132307A (en) 2017-02-13 2018-08-23 九州男 古川 Water level determination device and water level determination system
JP2018189506A (en) 2017-05-08 2018-11-29 日本アンテナ株式会社 Display terminal and underpass warning display system
JP6605096B1 (en) 2018-08-03 2019-11-13 株式会社ライトショー・テクノロジー Optical liquid level measuring device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5846535Y2 (en) * 1978-03-09 1983-10-22 古河電池株式会社 Metal ↓−Air battery
JPS5928609Y2 (en) * 1978-10-24 1984-08-17 古河電池株式会社 metal air seawater battery

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015197392A (en) 2014-04-02 2015-11-09 ホシデン株式会社 Liquid presence detector with power source and air improving apparatus provided with the liquid presence detector
JP2018124163A (en) 2017-01-31 2018-08-09 日本アンテナ株式会社 Water gauge
JP2018132307A (en) 2017-02-13 2018-08-23 九州男 古川 Water level determination device and water level determination system
JP2018189506A (en) 2017-05-08 2018-11-29 日本アンテナ株式会社 Display terminal and underpass warning display system
JP6605096B1 (en) 2018-08-03 2019-11-13 株式会社ライトショー・テクノロジー Optical liquid level measuring device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021135097A (en) 2021-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106461597B (en) Electrochemical cell
JP6855114B2 (en) Water level gauge
JP7062028B2 (en) Stand-alone buoy with seawater cell
US6789421B2 (en) Density-based fuel indicator system for fuel cells
JP2022038410A (en) Water detection sensor, water battery used for the same, and flooding detection method
JP7461164B2 (en) Liquid Detection Sensor
US20100119919A1 (en) Electrochemical Air Breathing Voltage Supply and Power Source Having in-situ Neutral-pH Electrolyte
CN110114665A (en) The method and apparatus of electrolyte concentration measurement
CN100423339C (en) Liquid fuel cartridge having bistable structure
JP7427471B2 (en) liquid detection sensor
JP5932016B2 (en) Fuel cell device and method of operating the same
JP7461163B2 (en) liquid detection sensor
US3391028A (en) Fuel cell and method of producing electricity
KR101849090B1 (en) Metal air battery units
US20080032171A1 (en) Fuel Cell System
JP2005293894A (en) Fuel container for fuel cell, fuel cell for pocket electrical equipment using it, and pocket electrical equipment
CN220455210U (en) Electrochemical sensor
JP7430557B2 (en) liquid detection sensor
CN210294145U (en) Pump suction type electrochemical sensor
JPS5924503B2 (en) electrochemical cell
CN216221322U (en) Water tank for floor cleaning equipment
RU92952U1 (en) ELECTROCHEMICAL UNIVERSAL WATER DRAINAGE SENSOR
CN210015210U (en) On-off detection device for hydrogen fuel cell
KR20060107153A (en) Apparatus for warning the lower level of fuel and fuel reservoir and fuel cell system having the warning apparatus
KR20240102014A (en) Metal-air battery charging monitoring system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221013

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230727

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230905

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231026

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20231026

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240123

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240308

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: 20240319

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240322

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7461164

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150