JPH02120634A - Pressure sensor and water level detector - Google Patents

Pressure sensor and water level detector

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Publication number
JPH02120634A
JPH02120634A JP27295288A JP27295288A JPH02120634A JP H02120634 A JPH02120634 A JP H02120634A JP 27295288 A JP27295288 A JP 27295288A JP 27295288 A JP27295288 A JP 27295288A JP H02120634 A JPH02120634 A JP H02120634A
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JP
Japan
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pressure
pressure sensor
water
water level
receiving hole
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Pending
Application number
JP27295288A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuji Yamashita
哲司 山下
Norisuke Fukuda
福田 典介
Yukinobu Takahashi
幸伸 高橋
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP27295288A priority Critical patent/JPH02120634A/en
Publication of JPH02120634A publication Critical patent/JPH02120634A/en
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Abstract

PURPOSE:To enhance the humidity resistance and insulating resistance of a pressure sensor element by sealing the pressure receiving hole of a pressure- sensitive element by an insulating liquid. CONSTITUTION:An insulating liquid 15 is enclosed in the pressure receiving hole in contact with the pressure introducing port 2 under the diaphragm 6 of a pressure sensor 1 and seals the pressure receiving hole by surface tension because the diameter of the pressure introducing port 2 is about 1mmphi. By this method, even when steam or a conductive liquid enters the pressure introducing port 2, the dew condensation in the pressure receiving hole or the destruction of a pressure sensor element 5 is prevented and pressure can be measured.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、圧力センサおよび圧力センサを用いた水位検
出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a pressure sensor and a water level detection device using the pressure sensor.

(従来の技術) 従来、水位を測定するための圧力センサは、機械式のも
のが多く使用されている。この機械式圧力センサは内部
構造を工夫することで、水圧に対してリニアな特性が得
られるものが開発、実用化されている。
(Prior Art) Conventionally, mechanical pressure sensors have often been used to measure water levels. This mechanical pressure sensor has been developed and put into practical use by improving its internal structure to provide linear characteristics with respect to water pressure.

上記機械式圧力センサについて、第10図を用いて説明
する。機緘式圧力センサー■用は、大型のダイアフラム
101.ダイアフラム板102.鉄心103゜コイル1
04等で構成されている。前記ダイアフラム101には
ゴム製のラバーが、前記ダイアフラム板102にはプラ
スチイック等が使用されている。
The above mechanical pressure sensor will be explained using FIG. 10. For mechanical pressure sensor ■, large diaphragm 101. Diaphragm plate 102. Iron core 103° coil 1
04 etc. The diaphragm 101 is made of rubber, and the diaphragm plate 102 is made of plastic.

このように構成された圧力センサ」度は、圧力Pが圧力
センサ100内のダイアフラム101にかかることによ
りダイアフラム101が変形し、ダイアフラム板102
を押し上げて、鉄心103の変位によりコイル104の
インダクタンスの変化を出力し、水位を測定するもので
ある。
In the pressure sensor configured in this way, when pressure P is applied to the diaphragm 101 in the pressure sensor 100, the diaphragm 101 is deformed, and the diaphragm plate 102 is deformed.
is pushed up, and the change in inductance of the coil 104 is output due to the displacement of the iron core 103 to measure the water level.

この圧力センサ100は、ダイアフラム101(こゴム
製のラバーが、さらiこダイアフラム板102にはプラ
スチイック材が使用されているため、絶縁性が良い。し
かし、この圧力センサー100−は、構造が機械式であ
ることからセンナ自体が大型になってし5まうという欠
点がある。そこで、上述の機械式圧力センサ1狙に代わ
るものとして、半導体式圧力センサを用いて水位検出装
置を構成するものが開発、実用化されている。
This pressure sensor 100 has good insulation because the diaphragm 101 is made of rubber and the diaphragm plate 102 is made of plastic material.However, this pressure sensor 100- has a structure that is Since it is a mechanical type, there is a disadvantage that the sensor itself becomes large. Therefore, as an alternative to the above-mentioned mechanical pressure sensor 1, a water level detection device is constructed using a semiconductor pressure sensor. has been developed and put into practical use.

この半導体式圧力センサについて、第11図を用いて説
リド」する。図において半導体式圧力センサ110は、
外囲器111中にシリコン台座112を設け、このシリ
コン台座112上にSt圧カセンサ素子113であるシ
リコン半導体結晶基板が設けられており、このシリコン
半導体結晶基板の一部が薄い8i圧カセンサダイアフラ
ム114となっている。
This semiconductor pressure sensor will be explained using FIG. In the figure, the semiconductor pressure sensor 110 is
A silicon pedestal 112 is provided in the envelope 111, and a silicon semiconductor crystal substrate which is the St pressure sensor element 113 is provided on the silicon pedestal 112. A part of this silicon semiconductor crystal substrate is a thin 8i pressure sensor diaphragm 114. It becomes.

この8i圧カセンサダイアフラム114上には感圧素子
として拡散抵抗体が形成されている。また、半導体式圧
力センサ110には圧力導入口115と空気孔116が
設けられている。117は外囲器ふた、118はピンで
ある。
A diffused resistor is formed on this 8i pressure sensor diaphragm 114 as a pressure sensitive element. Further, the semiconductor pressure sensor 110 is provided with a pressure introduction port 115 and an air hole 116. 117 is an envelope lid, and 118 is a pin.

このように構成された半導体式圧力センサ110は、圧
力導入口115に圧力がかかり、この圧力導入口115
を通して、Si圧力センサダイアフラム114に圧力が
かかる。この圧力をSi圧力センサダイアフラム114
上の拡散抵抗体のピエゾ効果を利用して、圧力を測定す
るものである。この半導体式圧力センサ110は、半導
体を使用しているため非常に小型で、しかもピエゾ効果
を利用しているため感度が良い。
In the semiconductor pressure sensor 110 configured in this way, pressure is applied to the pressure introduction port 115, and the pressure is applied to the pressure introduction port 115.
Through this, pressure is applied to the Si pressure sensor diaphragm 114. This pressure is transferred to the Si pressure sensor diaphragm 114.
Pressure is measured using the piezo effect of the diffusion resistor above. This semiconductor pressure sensor 110 is very small because it uses a semiconductor, and has good sensitivity because it uses a piezo effect.

しかし、この半導体式圧力センサ里を水位検出装置に利
用する場合などの、圧力媒体中に水蒸気が含まれていた
り、また媒体自体が導電性のものであるときは、圧力セ
ンサ」旦の受圧部(Si圧力センサダイアフラム114
)が結露したり、もしくは、導電性物質にさらされるこ
とでSi圧カセンサネ子113自体を破壊してしまうこ
とがあり、また、人体的には感電を引き起こすことが考
えられる。
However, when this semiconductor pressure sensor is used in a water level detection device, when the pressure medium contains water vapor or the medium itself is conductive, the pressure receiving part of the pressure sensor (Si pressure sensor diaphragm 114
) may condense or be exposed to a conductive substance, which may destroy the Si pressure sensitive element 113 itself, and may also cause electric shock to the human body.

(発明が解決しようとする課題) このように従来の圧力センサおよび圧力センサを用いた
水位検出装置は、圧力媒体中に水蒸気が含まれていたり
、また媒体自体が導電性のものであるときは、圧力セン
サの受圧部が結露したり、もしくは、導電性物質にさら
されることで圧力センサ素子自体を破壊してしまうこと
があり、また、人体的には感電を引き起こす危険性があ
る。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, conventional pressure sensors and water level detection devices using pressure sensors cannot be used when the pressure medium contains water vapor or when the medium itself is conductive. If the pressure receiving part of the pressure sensor is exposed to dew condensation or conductive substances, the pressure sensor element itself may be destroyed, and there is also a risk of electric shock to the human body.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、小型で、シ
、かも、センサ素子の耐湿性および耐絶縁性を向上させ
る圧力センサおよび圧力センサを用いた水位検出装置を
提供することを目的とする。
The present invention was made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a pressure sensor and a water level detection device using the pressure sensor that are small and improve the moisture resistance and insulation resistance of the sensor element. do.

また、本発明の他の目的は、圧力センサの耐湿性および
耐絶縁性をセンサの製造工程とは無関係にセンサの応用
装置の製造過程の中で〒1単に付与可能な構成を備えた
圧力センサおよび圧力センサを用いた水位検出装置を提
供することにある。
Another object of the present invention is to provide a pressure sensor having a structure that allows moisture resistance and insulation resistance of the pressure sensor to be simply imparted during the manufacturing process of the sensor application device, independently of the sensor manufacturing process. Another object of the present invention is to provide a water level detection device using a pressure sensor.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課4♂1を解決するための手段) 上記目的を達成するために本発明の圧力センサは、感圧
素子の受圧孔から絶縁性の液体を封入し、この液体で上
記圧力センサのダイヤフラムを封止してセンシング雰囲
気とダイヤフラム部を分離したものである。また、圧力
センサを用いた水位検出装置は、圧力センサの受圧孔と
水槽とを樹脂性で可使性の細管により接続し、前記水槽
に供給された水によりできた、前記細管中の空間に絶縁
性の液体が封入することにより、ダイヤフラム部と水槽
とを分離したことを特徴とする。
(Means for solving Section 4♂1) In order to achieve the above object, the pressure sensor of the present invention seals insulating liquid from the pressure receiving hole of the pressure sensing element, and the diaphragm of the pressure sensor is filled with this liquid. The sensing atmosphere is separated from the diaphragm by sealing. In addition, a water level detection device using a pressure sensor connects the pressure receiving hole of the pressure sensor and a water tank through a resin-made, usable thin tube, and connects the space in the thin tube created by the water supplied to the water tank. It is characterized by separating the diaphragm part and the water tank by sealing in an insulating liquid.

(作用) このように構成された圧力センサにおいては、圧力セン
サのI”5圧素子の受圧孔から絶縁性の液体を封入する
こさにより、液体の表面張力で、圧力センサの受圧空間
から液体が落ちることなく、圧力センサのダイヤフラム
部を封止できる。そのため圧力媒体中に水蒸気が含まれ
ていたり、また媒体自体が導電性のものであるときでも
、圧力センサの受圧孔を結露させたり、圧力センサ素子
自体を破壊させることなく、圧力を測定することができ
る。また、圧力センサを用いた水位検出装置においては
、圧力センサの感圧素子の受圧孔と連結された細管中の
空間に、絶縁性の液体を封入したことで、圧力媒体中に
水蒸気が含まれていたり、また媒体自体が導電性のもの
であるときでも、圧力センサの受圧孔を結露させたり、
圧力センサ素子自体を破壊させることなく、水位を測定
することができる。また、圧力センサの製造工程には、
無関係に応用装置の製造の途中で9易に封入作業ができ
るので、耐湿性、耐絶縁性の経時的な劣化を防止できる
(Function) In the pressure sensor configured as described above, by filling the insulating liquid from the pressure receiving hole of the I"5 pressure element of the pressure sensor, the surface tension of the liquid causes the liquid to flow out from the pressure receiving space of the pressure sensor. The diaphragm part of the pressure sensor can be sealed without falling. Therefore, even if the pressure medium contains water vapor or the medium itself is conductive, there will be no condensation in the pressure receiving hole of the pressure sensor. Pressure can be measured without destroying the sensor element itself.In addition, in a water level detection device using a pressure sensor, an insulating Even if the pressure medium contains water vapor or the medium itself is conductive, it will prevent condensation from forming in the pressure receiving hole of the pressure sensor.
Water level can be measured without destroying the pressure sensor element itself. In addition, in the manufacturing process of pressure sensors,
Since the encapsulation work can be easily carried out during the manufacturing of the application device, it is possible to prevent moisture resistance and insulation resistance from deteriorating over time.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第1
図は本発明の圧力センサの一実施例を示す断面図である
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. 1st
The figure is a sectional view showing an embodiment of the pressure sensor of the present invention.

図において、圧力センサlは、圧力導入口2を有する外
囲器3#こシリコン台座4を設け、このシリコン台座4
上に圧力センサ素子5であるシリコン半導体結晶基板が
設けられており、このシリコン半導体結晶基板の一部(
圧力導入口2上)がダイアフラム6となっている。この
ダイアフラム6の厚さは約30μ風で、この下部が受圧
孔となる。
In the figure, a pressure sensor 1 includes an envelope 3 having a pressure inlet 2 and a silicon pedestal 4.
A silicon semiconductor crystal substrate, which is the pressure sensor element 5, is provided above, and a part of this silicon semiconductor crystal substrate (
The pressure inlet 2 (above) is a diaphragm 6. The thickness of this diaphragm 6 is approximately 30 μm, and the lower part thereof serves as a pressure receiving hole.

また、ダイアフラム6上には感圧素子として拡散抵抗体
7が形成されている。この拡散抵抗体7は、第2図の本
発明の一実施例に係る圧力センサ素子の構成を示す断面
図からもわかるように、圧力センサ素子5のダイアフラ
ム6上に拡散抵抗体7が形成されてあり、この拡散抵抗
体7が形成された圧力センサ素子5上に810□膜8が
拡散抵抗体7上に開放部を設けるように形成されている
。前記拡散抵抗体7上の開放部には人1コンタクト9が
形成されており、この人1コンタクト9とパッド10は
アルミ配線によって接続されている。このパッド10は
ボンディングワイヤ11でピン12に接続されている。
Further, a diffused resistor 7 is formed on the diaphragm 6 as a pressure sensitive element. This diffused resistor 7 is formed on the diaphragm 6 of the pressure sensor element 5, as can be seen from the cross-sectional view of FIG. An 810□ film 8 is formed on the pressure sensor element 5 on which the diffused resistor 7 is formed so as to provide an open portion on the diffused resistor 7. A person 1 contact 9 is formed in the open portion on the diffused resistor 7, and the person 1 contact 9 and the pad 10 are connected by aluminum wiring. This pad 10 is connected to a pin 12 with a bonding wire 11.

また、半導体式圧力センサ1の外囲器3には、測定圧と
大気圧の差をとるために圧力センサ素子5の上部にでき
た空間の空気を抜くための空気孔13が設けられている
。14は圧力センサ素子5を外部と遮断するための外囲
器ふたである。また、前記空気孔13は外囲器3でなく
外囲器ふた14に設けてもよい。
Further, the envelope 3 of the semiconductor pressure sensor 1 is provided with an air hole 13 for removing air from the space created above the pressure sensor element 5 in order to take the difference between the measured pressure and the atmospheric pressure. . 14 is an envelope lid for isolating the pressure sensor element 5 from the outside. Further, the air hole 13 may be provided not in the envelope 3 but in the envelope lid 14.

ダイアフラム6の下部の圧力導入口2と接している受圧
孔には絶縁性の液体15が封入されている。この絶縁性
の液体15は圧力導入口2の径が約1畷グであるため、
表面張力によりダイアフラム6の下部の圧力導入口2と
接している受圧孔を封止している。
An insulating liquid 15 is sealed in a pressure receiving hole in the lower part of the diaphragm 6 that is in contact with the pressure introduction port 2 . Since the diameter of the pressure inlet 2 of this insulating liquid 15 is approximately 1 mm,
The pressure receiving hole in contact with the pressure introduction port 2 at the bottom of the diaphragm 6 is sealed by surface tension.

前記絶縁性の液体15は、第3図の本発明の一実施例の
変形例に係る圧力センサの断面図に示すように、ダイア
フラム6の下部の圧力導入口2と接している受圧孔から
圧力導入口2までを覆うように、封入してもよい。この
場合も圧力導入口2の径が約1■Xであるため、表面張
力により絶縁性の液体15が受圧孔を封止している。こ
のように構成された半導体式圧力センサlは、圧力導入
口2に圧力がかかり、この圧力導入口2を通して、圧力
センサ素子5のダイアフラム6に圧力がかかる。この圧
力をダイアフラム6上に形成した拡散抵抗7のピエゾ効
果を利用して、圧力を測定するものである。
The insulating liquid 15 is supplied with pressure from a pressure receiving hole in contact with the pressure inlet 2 at the lower part of the diaphragm 6, as shown in the cross-sectional view of a pressure sensor according to a modification of the embodiment of the present invention in FIG. It may be enclosed so as to cover up to the introduction port 2. In this case as well, since the diameter of the pressure introduction port 2 is approximately 1×, the insulating liquid 15 seals the pressure receiving hole due to surface tension. In the semiconductor pressure sensor 1 configured in this manner, pressure is applied to the pressure introduction port 2, and pressure is applied to the diaphragm 6 of the pressure sensor element 5 through the pressure introduction port 2. This pressure is measured using the piezo effect of the diffusion resistor 7 formed on the diaphragm 6.

この圧力導入口2に水蒸気や導電性の液体が入りできて
も、圧力センサ素子5のダイアフラム6の受圧孔と圧力
導入口2の間の空間に絶縁性の液体15が封入されてい
るため、水蒸気や導電性の液体による圧力センサ素子5
の受圧孔を結露や破壊を防ぐことができる。また、感電
等の人体への影響を防ぐことができる。
Even if water vapor or conductive liquid can enter the pressure introduction port 2, the insulating liquid 15 is sealed in the space between the pressure receiving hole of the diaphragm 6 of the pressure sensor element 5 and the pressure introduction port 2. Pressure sensor element 5 using water vapor or conductive liquid
The pressure receiving hole can be prevented from condensation and destruction. In addition, effects on the human body such as electric shock can be prevented.

よって、圧力センサ素子5のダイアフラム6の受圧孔に
受ける圧力をダイアフラム6上に形成した拡散抵抗7の
ピエゾ効果を利用し、電気抵抗の変化を計−III L
、この計測した信号をパッド10からボンディングワイ
ヤ11を通してピン12に送り、このピン12から制御
装置(図示せず)に送リ、制御を行うことにより、セン
サ素子5の耐湿性および耐絶縁性を向上させるとともに
、感度のよい制御を行うことができる。
Therefore, the pressure received by the pressure receiving hole of the diaphragm 6 of the pressure sensor element 5 can be measured by using the piezo effect of the diffusion resistor 7 formed on the diaphragm 6 to measure the change in electrical resistance.
The measured signal is sent from the pad 10 through the bonding wire 11 to the pin 12, and from this pin 12 is sent to a control device (not shown) for control, thereby controlling the moisture resistance and insulation resistance of the sensor element 5. In addition, it is possible to perform control with high sensitivity.

次に、本発明の圧力センサを用いた水位検出装置につい
て説明する。
Next, a water level detection device using the pressure sensor of the present invention will be explained.

第4図は本発明の圧力センサを用いた水位検出装置の一
実施例を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing an embodiment of a water level detection device using the pressure sensor of the present invention.

図中の圧カセンサ旦の圧力導入口21と水槽22とを絶
縁性で樹脂製可撓性の細管23により接続して受圧孔3
5と水槽22内の空間を連通させている。この細管23
中の空間の空気24は、水槽22に水が供給されること
により大気中の空気と遮断され、前記水槽22に供給さ
れる水25の水位の変化で前記細管23中の空間に残っ
た空気24が圧縮される。また、前記細管23中に絶縁
性の液体26が封入されている。M管23中に絶縁性の
液体26により、水槽22に供給された水25と圧力セ
ンサ20の受圧孔35己を電気的に遮断し、また水25
から発生する水蒸気27が圧力センサ1且の受圧孔30
に供給されることを遮断する。
The pressure inlet 21 of the pressure sensor shown in the figure and the water tank 22 are connected by an insulating and flexible thin tube 23 made of resin.
5 and the space inside the water tank 22 are communicated with each other. This thin tube 23
The air 24 in the space inside is cut off from the air in the atmosphere by water being supplied to the water tank 22, and the air remaining in the space in the thin tube 23 due to changes in the water level of the water 25 supplied to the water tank 22. 24 is compressed. Further, an insulating liquid 26 is sealed in the thin tube 23. An insulating liquid 26 in the M pipe 23 electrically isolates the water 25 supplied to the water tank 22 and the pressure receiving hole 35 of the pressure sensor 20, and also
The water vapor 27 generated from the pressure sensor 1 and the pressure receiving hole 30
Cut off the supply to the

前記細管23中の空間に残った空気24は前述の水槽2
2に供給された水25の水位の変化で圧縮され、圧力セ
ンサ20の受圧孔35の受ける圧力の変化を電気信号に
変換し、この電気信号を圧力センサ20と同一の回路基
板28上に設けられた制御回路29に送り、この制御回
路29により水位を検出するように構成されている。
The air 24 remaining in the space inside the thin tube 23 is removed from the water tank 2 described above.
The water 25 supplied to the pressure sensor 20 is compressed by a change in the water level, and the pressure change received by the pressure receiving hole 35 of the pressure sensor 20 is converted into an electric signal, and this electric signal is provided on the same circuit board 28 as the pressure sensor 20. The control circuit 29 detects the water level.

また、樹脂性で可撓性の#!It管23中23中性の液
体26は、圧カセンサ且の圧力導入口21吉細管23と
が密着接続されていれば、表向張力により水槽22方向
へ絶縁性の液体26が落下することはない。
In addition, it is resinous and flexible! If the neutral liquid 26 in the It pipe 23 is closely connected to the pressure sensor and the pressure inlet 21 and the narrow tube 23, the insulating liquid 26 will not fall toward the water tank 22 due to surface tension. do not have.

次に、上記構成(こおける本発明の水位検出装置の動作
について説明する。水槽22内に水25が供給されると
水槽22に接続された細管23中に水25が流入する。
Next, the operation of the water level detection device of the present invention having the above configuration will be described. When water 25 is supplied into the water tank 22, the water 25 flows into the thin tube 23 connected to the water tank 22.

水25の流入により、細管23中の絶縁性の液体26ゐ
水25の間の空気が、水25から発生する水蒸気27を
含んだ空気となる。
As the water 25 flows in, the air between the insulating liquid 26 and the water 25 in the thin tube 23 becomes air containing water vapor 27 generated from the water 25.

しかし、前述の水25および水蒸気27を含んだ空気は
細管23中に設けた絶縁性の液体2Gにより圧力センサ
20の圧力導入口21への水25および水蒸気27の流
入を封止する。また、水槽22内の水位が変化しでも、
前述のごとく細管23中に設けた絶縁性の液体261こ
より圧力センサ匹の受圧孔35への水25および水蒸気
27の流入を封止する。そして、水25の水位の変化で
前記細管23中の空間に残った空気24を圧縮したとき
に、圧カセンサ旦の受圧孔35の受ける圧力の変化を電
気信号に変換し、この電気信号を圧力センサー20と同
一の回路基板28上lこ設けられた制御回路29に送り
、この制御回路29により水位を検出する。よって、圧
力媒体中に水蒸気27が含まれていたり、また媒体自体
が導電性のものであるときでも、圧力センサBの受圧孔
35を結露させたり、圧力センサ索子を破壊させること
なく、水位を測定することができる。
However, the insulating liquid 2G provided in the thin tube 23 seals the air containing the water 25 and water vapor 27 from flowing into the pressure introduction port 21 of the pressure sensor 20. Moreover, even if the water level in the water tank 22 changes,
As described above, the insulating liquid 261 provided in the thin tube 23 seals off the water 25 and water vapor 27 from flowing into the pressure receiving holes 35 of the pressure sensors. When the air 24 remaining in the space in the thin tube 23 is compressed by a change in the water level of the water 25, the pressure sensor converts the change in pressure received by the pressure receiving hole 35 into an electrical signal, and converts this electrical signal into a pressure sensor. The water is sent to a control circuit 29 provided on the same circuit board 28 as the sensor 20, and this control circuit 29 detects the water level. Therefore, even when the pressure medium contains water vapor 27 or the medium itself is conductive, the water level can be adjusted without condensing the pressure receiving hole 35 of the pressure sensor B or destroying the pressure sensor cord. can be measured.

また、本実施例は笥5図および第6図の本発明の圧力セ
ンサを用いた水位検出装置の変形例の断面図に示すよう
に、樹脂性で可撓性の細管23の一部にσ字部30を設
けたり、同様に樹脂性で可撓性の細管23の一部をルー
プ状31ζこわん曲させ、この0字部30およびループ
部31に絶縁性の液体26を封入することにより、水位
検出装置本体の運搬、振動番こより絶縁性の液体26の
表面張力がガまりても、絶縁性の液体26は、水槽22
方向へ落下することはない。さらに、第7図1の本発明
の圧力センサを用いた水位検出装置の変形例の断面図に
示すようlこ、樹脂性で可撓性の細管23の一部に0字
部30を設け、この0字部30に1■線部32を設け、
この直線部32の長さが封入する絶縁性の液体26の圧
力に伴う移動距離より長くすることにより、圧力により
絶縁性の液体26が移動したときの絶縁性の液体26の
液体自体の重さによる、圧力センサ旦への印加圧力lこ
損失が生じるのを防ぐことができ1.より正確に水位を
検出することができる。
In addition, in this embodiment, as shown in the cross-sectional views of the modified examples of the water level detection device using the pressure sensor of the present invention in FIG. 5 and FIG. By providing the 0-shaped portion 30 or bending a part of the thin tube 23, which is similarly made of resin and flexible, into a loop shape 31ζ, and filling the 0-shaped portion 30 and the loop portion 31 with the insulating liquid 26. Even if the surface tension of the insulating liquid 26 becomes tight due to transportation and vibration of the main body of the water level detecting device, the insulating liquid 26 will not reach the water tank 22.
It will not fall in any direction. Furthermore, as shown in the cross-sectional view of a modified example of the water level detection device using the pressure sensor of the present invention in FIG. A 1■ line part 32 is provided in this 0 character part 30,
By making the length of this straight portion 32 longer than the moving distance due to the pressure of the insulating liquid 26 enclosed, the weight of the insulating liquid 26 itself when the insulating liquid 26 moves due to pressure can be reduced. It is possible to prevent loss of pressure applied to the pressure sensor due to 1. Water level can be detected more accurately.

次に、本発明の圧力センサを用いた水位検出装置を洗濯
機に使用した場合について説明する。
Next, a case will be described in which the water level detection device using the pressure sensor of the present invention is used in a washing machine.

第8図は本発明の圧力センサを用いた水位検出装置を洗
濯機に使用した実施例を示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing an embodiment in which a water level detection device using a pressure sensor of the present invention is used in a washing machine.

図において、洗a機本体40は洗濯物の洗い、すすぎ、
脱水をする水槽41、この水槽41内に設けられた回転
槽42、この回転槽42を回転させるためのモータ43
、前記水槽41の底部に接続された樹脂性で可撓性の細
管44、この細管44の他端に配置された圧力センサ4
5、給水弁(図示せず)、排水弁46等から構成されて
いる。前記樹脂性で可撓性の細W44中に絶縁性の液体
47が封入されている。前記細管44の他端は圧力セン
サ45の受圧孔(図示せず)と密接に接続されており、
この細管44中の空間の空気48と大気中の空気とを遮
断し、前記水槽41に供給される水49の水位の変化で
前記細管44中の空間に残った空気48を圧縮する。ま
た、前記細管44中の絶縁性の液体47により、水槽4
1こと供給された水49と圧力センサ45の受圧孔とを
遮断し、また水49から発生する水蒸気50と圧力セン
サ45の受圧孔とを遮断する。
In the figure, the washing machine main body 40 washes and rinses laundry.
A water tank 41 for dehydration, a rotating tank 42 provided in this water tank 41, and a motor 43 for rotating this rotating tank 42.
, a flexible resin thin tube 44 connected to the bottom of the water tank 41, and a pressure sensor 4 disposed at the other end of this thin tube 44.
5, a water supply valve (not shown), a drain valve 46, etc. An insulating liquid 47 is sealed in the resinous and flexible thin W 44 . The other end of the thin tube 44 is closely connected to a pressure receiving hole (not shown) of a pressure sensor 45,
The air 48 in the space inside the thin tube 44 is shut off from the air in the atmosphere, and the air 48 remaining in the space inside the thin tube 44 is compressed by changes in the water level of the water 49 supplied to the water tank 41. In addition, the insulating liquid 47 in the thin tube 44 causes the water tank 4 to
1. The supplied water 49 and the pressure receiving hole of the pressure sensor 45 are cut off, and the water vapor 50 generated from the water 49 and the pressure receiving hole of the pressure sensor 45 are cut off.

前述の水槽41に供給された水49の水位の変化で前記
細管44中の空間に残った空気48を圧縮したときに、
圧力センサ45の受圧孔の受ける圧力の変化を電気信号
に変換し、この電気信号を圧力センサ45から制御回路
(図示せず)に送り、この制御回路により水槽41の水
49の水位を検出するように構成されている。
When the air 48 remaining in the space in the thin tube 44 is compressed due to a change in the water level of the water 49 supplied to the water tank 41,
Changes in the pressure received by the pressure receiving hole of the pressure sensor 45 are converted into an electrical signal, this electrical signal is sent from the pressure sensor 45 to a control circuit (not shown), and the water level of the water 49 in the water tank 41 is detected by this control circuit. It is configured as follows.

次に、上記構成における本発明の洗濯機の動作について
第9図の本発明の圧力センサを用いた水位検出装置を洗
濯機に使用した場合の動作特性図を用いて説明する。こ
の洗濯機1旦を使用すべく、電源スィッチを投入し、操
作パネル(図示せず)で洗濯物の竜に応じた水位(例え
ば高水位)を選択し、洗濯物および洗剤を入れスタート
スイッチを投入する。この動作により、制御回路が排水
弁46および給水弁に信号を送り、閉じられていた給水
弁を開き、排水弁46を閉じ、給水を行う。
Next, the operation of the washing machine of the present invention with the above configuration will be explained using the operating characteristic diagram shown in FIG. 9 when the water level detection device using the pressure sensor of the present invention is used in the washing machine. To use this washing machine for the first time, turn on the power switch, select the water level (for example, high water level) according to the laundry load on the operation panel (not shown), put the laundry and detergent, and turn on the start switch. throw into. This action causes the control circuit to send a signal to the drain valve 46 and the water supply valve, open the closed water supply valve, close the drain valve 46, and supply water.

この給水により水槽41内に水49が供給され、同時に
水槽41の底部に接続された樹脂性で可撓性の細管44
中にも水49が入ってくる。そして、この水49の水位
の変化で前記細管44中の空間に残った空気48を圧縮
したときに、圧力センサ45の受圧孔の受ける圧力の変
化を電気信号に変換し、この電気信号を圧力センサ45
から制御回路(図示せず)に送り、制御回路が、あらか
じめ設定した水位(ここでは高水位)に達したときには
、給水弁を閉じると同時にモータ43を回転させ、回転
槽42を回転させ、洗い工程を行う。この洗い工程は所
定時間性われ、この洗い工程が終了するとモータ43を
停止し、排水弁46を開き、水槽41内の水49を排水
する。この排水工程も所定時間性われ、排水工程が終了
すると再び閉じられていた給水弁を開き、排水弁46を
閉じ、給水を行う。この給水により水槽41内に水49
が供給され、同時に水槽41の底部に接続された樹脂性
で可撓性の細管44中にも水49が入ってくる。そして
、この水49の水位の変化で前記細管44中の空間に残
った空気48を圧縮したときに、圧力センサ45の受圧
孔の受ける圧力の変化を電気信号に変換し、この電気信
号を圧力センサ45から制御回路(図示せず)に送り、
制御回路が、あらかじめ設定した水位(ここでは高水位
)に達したときに、給水弁を閉じると同時にモータ43
を回転させ、回転槽42を回転させ、すすぎ工程を行う
。このすすぎ工程は所定時間性われ、このすすぎ工程が
終了するとモータ43を停止し、排水弁46を開き、水
槽41内の水49を排水する。
Water 49 is supplied into the water tank 41 by this water supply, and at the same time, a thin tube 44 made of resin and flexible is connected to the bottom of the water tank 41.
Water 49 also comes inside. When the air 48 remaining in the space in the thin tube 44 is compressed by the change in the water level of the water 49, the change in pressure received by the pressure receiving hole of the pressure sensor 45 is converted into an electric signal, and this electric signal is converted into an electric signal. sensor 45
When the control circuit reaches a preset water level (high water level in this case), it closes the water supply valve and at the same time rotates the motor 43 to rotate the rotary tank 42 and wash the water. Perform the process. This washing process lasts for a predetermined period of time, and when this washing process is completed, the motor 43 is stopped, the drain valve 46 is opened, and the water 49 in the water tank 41 is drained. This draining step is also continued for a predetermined period of time, and when the draining step is completed, the water supply valve that had been closed is opened again, the drain valve 46 is closed, and water is supplied. This water supply fills water 49 in the water tank 41.
is supplied, and at the same time, water 49 also enters a resinous and flexible thin tube 44 connected to the bottom of the water tank 41. When the air 48 remaining in the space in the thin tube 44 is compressed by the change in the water level of the water 49, the change in pressure received by the pressure receiving hole of the pressure sensor 45 is converted into an electric signal, and this electric signal is converted into an electric signal. from the sensor 45 to a control circuit (not shown);
When the control circuit reaches a preset water level (high water level in this case), the water supply valve is closed and the motor 43 is simultaneously activated.
The rinsing process is performed by rotating the rotary tank 42 and rotating the rotary tank 42. This rinsing process lasts for a predetermined period of time, and when the rinsing process is completed, the motor 43 is stopped, the drain valve 46 is opened, and the water 49 in the water tank 41 is drained.

この排水工程も所定時間性われ、排水工程が終了すると
前述のすすぎ工程の動作を2〜3回縁り返し、脱水工程
を行う。
This draining step is also continued for a predetermined period of time, and when the draining step is completed, the above-mentioned rinsing step is repeated two or three times to perform the dewatering step.

このように動作することにより、水49中に水蒸気50
が含まれていても、細管44中に絶縁性の液体47が封
入されているため、圧力センサ45の受圧孔を結露させ
たり、圧力センサ素子を破壊させることなく、″洗潅機
土旦の水槽41の水位を正確に測定することができる。
By operating in this way, water vapor 50 is added to the water 49.
Even if there is an insulating liquid 47 sealed in the thin tube 44, the pressure sensor 45 can be used without condensing the pressure receiving hole of the pressure sensor 45 or destroying the pressure sensor element. The water level of the water tank 41 can be measured accurately.

本実施例はこれに限られることなく、細管44を前実施
例のごとく、樹脂性で可撓性の細管44の一部にU字部
を設けたり、同様に樹脂性で可続性の細管44の一部を
ループ状1こわん曲させ、このU字部およびループ部に
絶縁性の液体47を封入することにより、洗濯機本体■
の運搬、振動により絶縁性の液体47の表面張力が弱ま
っても、絶縁性の液体47は、水槽41方向へ落下を防
ぐ事ができる。また、樹脂性で可撓性の細144の一部
にU字部を設け、このU字部に直線部を設け、この直線
部の長さが封入する絶縁性の液体47の圧力に伴う移動
距離より長くすることにより、圧力により絶縁性の液体
47が移動したときの絶縁性の液体47の液体自体の重
さによる、圧力センサ45への印加圧力に損失が生じる
のを防ぐことができ、より正確に水位を検出することが
できる。
The present embodiment is not limited to this, and the thin tube 44 may be made of resin and flexible thin tube 44 with a U-shaped portion provided in a part thereof as in the previous embodiment, or similarly resinous and flexible thin tube 44. By bending a part of 44 into a loop shape and filling insulating liquid 47 in this U-shaped part and the loop part, the main body of the washing machine ■
Even if the surface tension of the insulating liquid 47 weakens due to transportation and vibration, the insulating liquid 47 can be prevented from falling toward the water tank 41. In addition, a U-shaped part is provided in a part of the resinous and flexible thin 144, and a straight part is provided in this U-shaped part, and the length of this straight part moves with the pressure of the insulating liquid 47 enclosed. By making it longer than the distance, it is possible to prevent loss in the pressure applied to the pressure sensor 45 due to the weight of the insulating liquid 47 itself when the insulating liquid 47 moves due to pressure, Water level can be detected more accurately.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、圧力センサの感圧素子の受圧孔を絶縁
性の液体で封止したことで、圧力媒体中に水蒸気が含ま
れていたり、また媒体自体が導電性のものであるときで
も、圧力センサの受圧孔を結露させたり、圧力センサ素
子自体を破壊させることなく、圧力を測定することがで
きる。また、圧力センサを用いた水位検出装置において
は、圧力センサの感圧素子の受圧孔と連結された細管中
の空間に、絶縁性の液体を封入したことで、圧力媒体中
に水蒸気が含まれていたり、また媒体自体が導電性のも
のであるときでも、圧力センサの受圧孔を結露させたり
、圧力センサ素子自体を破壊させることなく、水位を測
定することができる。
According to the present invention, by sealing the pressure receiving hole of the pressure sensing element of the pressure sensor with an insulating liquid, even when the pressure medium contains water vapor or the medium itself is conductive, , pressure can be measured without condensing the pressure receiving hole of the pressure sensor or destroying the pressure sensor element itself. In addition, in a water level detection device using a pressure sensor, an insulating liquid is filled in the space in the thin tube connected to the pressure receiving hole of the pressure sensing element of the pressure sensor, so that water vapor is not contained in the pressure medium. Even when the medium itself is conductive, the water level can be measured without condensing the pressure receiving hole of the pressure sensor or destroying the pressure sensor element itself.

また受圧孔を液体で封止しているため、圧力の変化に対
して液体が空間内での移動が自由であり、圧力の変化途
中で損失することなく確実(こ受圧孔に供給で、信頼性
の高い圧力検出が可能になる等の効果がある。
In addition, since the pressure receiving hole is sealed with liquid, the liquid can move freely within the space in response to pressure changes, and is reliable without being lost during pressure changes. This has the effect of enabling highly accurate pressure detection.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の圧力センサの一実施例を示す断面図、
第2図は本発明の一実施例に係る圧力センサ素子の構成
を示す断面図、第3図は本発明の一実施例の変形例に係
る圧力センサの断面図、第4図は本発明の圧力センサを
用いた水位検出装置の一実施例を示す断面図、第5図、
第6図および第7図は本発明の圧力センサを用いた水位
検出装置の変形例の断面図、第8図は本発明の圧力セン
サを用いた水位検出装置を洗濯機に使用した実施例を示
す断面図、第9図は本発明の圧力センサを用いた水位検
出装置を洗濯機に使用した場合の動作特性図、第10図
は従来の機械式圧力センサの断面図、第11図は従来の
半導体式圧力センサの断面図である。 1、20.45・・・圧力センサ 2.21・・・受圧孔 5・・・センサ素子 6・・・ダイアフラム 7・・・拡散抵抗体 15、26.47・・・絶縁性の液体 22、41・・・水槽 23、44・・・細管 24、48・・・空気 旦・・・洗濯機本体 第 l  図 代理人 弁理士 則 近 意 佑 同  宇治 弘 第 2 図 竿 図 第 図 26+ε刀τシブ 第 子 図 第 図 40  シ4 J11停
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the pressure sensor of the present invention;
FIG. 2 is a sectional view showing the configuration of a pressure sensor element according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a sectional view of a pressure sensor according to a modification of the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a sectional view showing the configuration of a pressure sensor element according to an embodiment of the present invention. A sectional view showing an example of a water level detection device using a pressure sensor, FIG.
6 and 7 are cross-sectional views of modified examples of the water level detection device using the pressure sensor of the present invention, and FIG. 8 shows an embodiment in which the water level detection device using the pressure sensor of the present invention is used in a washing machine. FIG. 9 is an operational characteristic diagram when the water level detection device using the pressure sensor of the present invention is used in a washing machine, FIG. 10 is a cross-sectional view of a conventional mechanical pressure sensor, and FIG. 11 is a diagram of the conventional mechanical pressure sensor. FIG. 2 is a cross-sectional view of a semiconductor pressure sensor. 1, 20.45... Pressure sensor 2.21... Pressure receiving hole 5... Sensor element 6... Diaphragm 7... Diffusion resistor 15, 26.47... Insulating liquid 22, 41... Water tanks 23, 44... Thin tubes 24, 48... Air tank... Washing machine body No. l Figure Agent Patent attorney Noriyuki Chika Yudo Hirodai Uji 2 Figure rod Figure 26 + ε sword τ Shibu No. 40 Shi4 J11 stop

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)感圧素子を有し、この感圧素子の表面あるいは裏
面からの印加圧力の変化を電気信号に変換する圧力セン
サにおいて、前記感圧素子の受圧孔を絶縁性の液体で封
止したことを特徴とする圧力センサ。
(1) In a pressure sensor that has a pressure-sensitive element and converts changes in applied pressure from the front or back surface of the pressure-sensitive element into an electrical signal, the pressure-receiving hole of the pressure-sensitive element is sealed with an insulating liquid. A pressure sensor characterized by:
(2)感圧素子を有し、この感圧素子の表面あるいは裏
面からの印加圧力の変化を電気信号に変換する圧力セン
サにおいて、前記感圧素子の圧力導入口から絶縁性の液
体を封入して前記圧力センサの受圧孔を封止したことを
特徴とする圧力センサ。
(2) In a pressure sensor that has a pressure-sensitive element and converts changes in applied pressure from the front or back surface of the pressure-sensitive element into an electrical signal, an insulating liquid is filled from the pressure inlet of the pressure-sensitive element. A pressure sensor, characterized in that a pressure receiving hole of the pressure sensor is sealed.
(3)圧力センサの受圧孔と水槽とを細管により接続し
、前記水槽に供給された水により、前記細管中の空間の
空気と大気中の空気とを遮断し、前記水槽に供給される
水位の変化で前記細管中の空間に残った空気を圧縮し、
このときの圧力の変化を電気信号に変換する圧力センサ
を用いた水位検出装置において、前記細管として樹脂製
で可撓性の細管を使用するとともに、前記細管中の空間
に絶縁性の液体が封入されたことを特徴とする水位検出
装置。
(3) The pressure receiving hole of the pressure sensor and a water tank are connected by a thin tube, and the water supplied to the water tank blocks the air in the space inside the thin tube from the air in the atmosphere, and the water level supplied to the water tank is Compressing the air remaining in the space in the capillary by a change in
In a water level detection device using a pressure sensor that converts pressure changes at this time into electrical signals, a flexible thin tube made of resin is used as the thin tube, and an insulating liquid is sealed in the space inside the thin tube. A water level detection device characterized by:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150362394A1 (en) * 2012-12-28 2015-12-17 The University Of Tokyo Pressure-sensitive sensor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150362394A1 (en) * 2012-12-28 2015-12-17 The University Of Tokyo Pressure-sensitive sensor
US9645032B2 (en) * 2012-12-28 2017-05-09 The University Of Tokyo Pressure-sensitive sensor

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