JPH02290516A - Water level sensor - Google Patents
Water level sensorInfo
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- JPH02290516A JPH02290516A JP1111617A JP11161789A JPH02290516A JP H02290516 A JPH02290516 A JP H02290516A JP 1111617 A JP1111617 A JP 1111617A JP 11161789 A JP11161789 A JP 11161789A JP H02290516 A JPH02290516 A JP H02290516A
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
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、例えばポット等のような容器の水位を検出す
るために使用される水位センサに関す(従来の技術)
この種の水位センサは、ポット内に入っているお湯の水
位に応じて所定址の湯を出すために使用されている,従
来の水位センサの1つとして、ポット内の貯水槽の底部
を介して貯水槽と連通し、貯水槽の底部からijLL部
に向かって廷出したガラスパイプ等からなる耐水性管体
の外周面に一対の導電膜を対向させて収り付け、この管
体内にポット内の液体がその水位まで進入した場合、こ
の水位に応じて一対の導電膜間の静電容量が変化するこ
とを利用した静電容址式水位センサがある,このような
静電容址式水位センサは発振回路に組み込まれ、発振回
路は水位センサが検出した容量に応じた発振周波数で発
振するので、この発振周波数を測定することにより水位
を検出することができる.
第6図はこのような水位センサを利用した発振回路にお
ける水位に対する発振周波数の変化を示すグラフである
.同図に示す発振周波数は、複数の曲線で示すように、
同じ水位に対して変動しているが、これは水位センサを
祷成する管体の外周面に設けられた導電膜が露出してい
るため、この導電膜と貯水槽、ポットのケース、大地の
電位等との間に浮遊容量が発生したり、また特にインピ
ーダンスが高い側に接続されている導電膜に外部から雑
音が混入しやすく、このため上述したように水位センサ
を利用した発振回路の発振周波数が変化するのである.
(発明が解決しようとする課題)
従来の水位センサにおいて、上述したように、導tMと
貯水槽、ポットのケース、大地の電位等との間に浮遊容
量が発生したり、またインピーダンスの高い側に接続さ
れている導電膜に雑音が混入し、これにより水位センサ
を利用した発振回路の発振周波数が変動し、水位を適確
に検出することができないという問題がある.
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とす
るところは、雑音の影響を防止し、高い精度をもって水
位を検出することができる水位センサを提供することに
ある.
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段)
上記目的を達成するため、本発明の水位センサは、貯水
槽内の液体の水位を検出する水位センサであって、前記
貯水槽の底部を介して該貯水槽と連通し、貯水槽の底部
から最上部とほぼ同じ高さまで延出する絶縁性管体と、
該絶縁性管体内に貯水槽から進入する液体の水位に応じ
て電気的特性を変化するように前記絶縁性管体の外周面
に対向して設けられている一対の導電膜と、固定電位に
接続され、前記一対の導電膜のうちの少なくとも一方の
導電膜と前記貯水槽との間に配股されたH音防止用導電
j摸とを有することを要旨とする.(作用)
本発明の水位センサでは、一対の導KHのうちの少なく
とも一方の導電膜と貯水槽との間に配設された雑音防止
用導電膜を設け、この雑音防止用導電膜を固定電位に接
続している,
(実施例)
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する.
第1図は本発明の一実施例に係わる水位センサを適用し
たポットの要部の内部横遣を示す断面図である,同図に
示すポットは、内部にお湯等の液体を貯蔵する貯水槽1
を有し、この貯水槽1の下方には保温用ヒータ3および
沸IlK過熱用ヒータ5が設けられている.
第1図に示すポットは、お湯を出すために、上部等に設
けられている操作部を操作すると、貯水槽1に貯蔵され
ている液体の水位に応じて一定址の液体を出すものであ
り、この水位を検出するために、絶縁性管体であるパイ
プ7が設けられている.このバイプ7は、貯水槽1の底
部から貯水槽1に連通ずるとともに、貯水槽1の底部か
ら最−E部に向かって延出している4この結果、該バイ
ブ7内には貯水槽l内の液体が該貯水槽1の底部から貯
水4l!1内の水位と同じ高さまで進入することになる
.
このバイプ7は、第2図に拡大して示しているが、この
パイプ7の外周面上には一対の導i[1la,llbが
対向して設けられている.この一対の導電j摸11a,
flbは、バイブ7内に貯水槽1内の液体が進入した場
合、この対向する一対の導電M11の間には、絶縁性バ
イプ7の他に空気または進入した液体が存在することに
なるが、空気と液体、具体的には水とでは誘電率が異な
るため、パイブ7に液体が入って一対の導tJJl11
間の水位が変化すると、この対向する一対の導電膜11
の間の#j電容量が変化するようになっている.そして
、この静電容量の変化を後述する信号処理回路により例
えば電圧または周波数に変換し、これにより水位を検出
するようになっている.対向する一対の導電1模11a
,llbのうち一方の導電M 1 1 aは、貯水槽1
に近い側に配股され、他方の導@ H I l bはポ
ットの外ケースに近い側に配設されるが、貯水槽1に近
い側に配設される一方の導電膜11aの近傍、具体的に
は導電71 .1 1 aと貯水槽1との間には、第2
図に示すように雑音防止用導電M13が導電JBI11
aを覆うように配設され、これにより導電膜11aをシ
ールドし、導電M 1 1 aへの雑音の誘導を防止す
るとともに、導電膜と胛水槽、ポットのケース、大地の
電位等との間に発生する浮遊容量の影響を軽減している
.なお、次に示す第3図の信号処理回n″′c′説明す
るように一方の導電[11aは回路の高インピーダンス
側に接続され、他方の導電gl1bは低インピーダンス
側に接続されるようになっている.
第3図は、貯水槽1内の液体が前記パイプ7内に進入し
た結果、パイプ7の外周面に取り付けられている一対の
導電膜11a,llb間で変化する静電容量に応じた周
波数の信号を発生する信号処理回路を示している.第3
図の信号処理回路においては、前述した第2図で示した
ように導電膜11a,llbおよび雑音防止用導電膜1
3を取り付けられたパイプ7が使用され、雑音防止用導
電膜13は回路の最低電位のアースに接続され、一方の
導電膜11aは直列接続されたインバータ15.17を
介して出力端子18に接続され、他方の導電Mllbは
インバータ17の出力、すなわち出力端子18に接続さ
れ、これにより発振ループが形成されている.また、イ
ンバータ15には並列に抵抗19が接続され、他方の出
力端子20はアースに接続されている.このように構成
された信号処理回路においては、水位によって変化する
一対の導電JP!I11a.1lb間の静電容量に応じ
た周波数の信号が出力端子18.20がら出力され、こ
の出力周波数を検出することにより胛水槽1内の液体の
水位を検出することができる.第4図は、このような水
位と周波数との関係を示すグラフであり、同図に示すよ
うに水位が低い場合には、周波数は高く、水位が高い場
合には、周波数は低くなっているとともに、同図に示す
本実施例の水位センサを使用した場合の水位に対する発
振周波数は従来のように変動することなく、水位に正確
に対応している.従って、このような特性を有する本水
位センサを使用することにより貯水槽1の水位を適確に
検出することができる.これは前述したように雑音防止
用導電813の作用によるものである.
第5図は、周波数の代わりにレベルが変化する電圧を出
力する第3図と類似の信号処理回路を示している.第5
図に示す信号処理回路においても、誰音防止用導t M
1 3は最低電位のアースに接続され、一方の導電[
111 1 aは演算増幅器25の一方の入力と容量C
oの基準コンデンサ27の一端との接続点に接続され、
他方の導″C膜1lbは抵抗23を介して前記演算増幅
器25の一方の入力に接続されている.また、演算増f
MA器25の他方の入力は出力に接続され、基準コンデ
ンサ27の曲端はアースに接続され、更に前記抵抗23
と一方の導t膜11aとの間は電圧信号源29を介して
直流電圧源31に接続されている.このように構成され
たものにおいては、電圧信号源29がらの電圧は、貯水
槽1内の水位によって変化する一対の導tg11 a,
l l b間の静電容量と基準コンデンサ27の容量C
oとによって分圧され、この分圧された電圧が演算増幅
器25を介して出力端子33.35が出力される.この
出力電圧は胛水槽1内の水位によって変化する一対の*
’rXM Ila,llb間の容量によって変化するの
で、この電圧を検出することにより貯水槽1内の水位を
検出することができる.なお、この分圧電圧Vは、導′
js膜11a,Ilb間の静電容量をCsとし、電圧信
号源の電圧を■とすると、V=Cov/(Co−t−C
s)となる.
〔発明の効果〕
以1説明したように、本発明によれば、一対の導電膜の
うちの少なくとも一方の導電膜と貯水槽との間に配設さ
れた雑音防止用8l;膜を設け、この雑音防止用導電膜
を固定電位に接続しているので、水位センサを槓成する
導電膜と貯水槽、ポットのケース、大地の電位等との間
に発生する浮遊容量の影響および外部からの雑音の影響
を軽減でき、高い精度で水位を検出することができる,[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a water level sensor used for detecting the water level of a container such as a pot (prior art). The type of water level sensor is used to dispense hot water at a predetermined location according to the water level of the hot water contained in the pot. A pair of conductive films are placed facing each other on the outer circumferential surface of a water-resistant tube made of a glass pipe or the like that communicates with the water tank and extends from the bottom of the tank toward the ijLL section, and the inside of the pot is placed inside this tube. There is a capacitive type water level sensor that utilizes the fact that the capacitance between a pair of conductive films changes depending on the water level when a liquid enters the water level. It is incorporated into the oscillation circuit, and the oscillation circuit oscillates at an oscillation frequency that corresponds to the capacitance detected by the water level sensor, so the water level can be detected by measuring this oscillation frequency. Figure 6 is a graph showing changes in oscillation frequency with respect to water level in an oscillation circuit using such a water level sensor. The oscillation frequency shown in the figure is as shown by multiple curves,
The water level fluctuates for the same water level, but this is because the conductive film provided on the outer circumferential surface of the pipe that makes up the water level sensor is exposed. Stray capacitance occurs between the electric potential, etc., and external noise tends to enter the conductive film that is connected to the high impedance side. Therefore, as mentioned above, the oscillation of the oscillation circuit using the water level sensor The frequency changes. (Problems to be Solved by the Invention) In conventional water level sensors, as mentioned above, stray capacitance occurs between the conductor tM and the water tank, pot case, ground potential, etc. There is a problem in that noise enters the conductive film connected to the water level sensor, which causes the oscillation frequency of the oscillation circuit that uses the water level sensor to fluctuate, making it impossible to accurately detect the water level. The present invention has been made in view of the above, and its purpose is to provide a water level sensor that can prevent the influence of noise and detect water level with high accuracy. [Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the water level sensor of the present invention is a water level sensor that detects the water level of liquid in a water tank, and includes a water level sensor that detects the water level of a liquid in a water tank. an insulating pipe communicating with the water tank through the water tank and extending from the bottom of the water tank to approximately the same height as the top;
a pair of conductive films provided oppositely on the outer circumferential surface of the insulating tube body so as to change electrical characteristics according to the level of liquid entering the insulating tube body from the water storage tank; The present invention further comprises a conductive pipe for preventing H sound, which is connected to the conductive film and arranged between at least one of the pair of conductive films and the water tank. (Function) In the water level sensor of the present invention, a noise prevention conductive film is provided between at least one conductive film of a pair of conductive KHs and a water tank, and this noise prevention conductive film is held at a fixed potential. (Embodiment) Below, an embodiment of the present invention will be explained using the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing the interior layout of the main parts of a pot to which a water level sensor according to an embodiment of the present invention is applied. 1
Below this water storage tank 1, a heat retention heater 3 and a boiling ILK overheating heater 5 are provided. In order to dispense hot water, the pot shown in Fig. 1 dispenses a fixed amount of liquid in accordance with the level of the liquid stored in the water tank 1 when the operator operates the operating section provided on the top. In order to detect this water level, a pipe 7, which is an insulating pipe body, is provided. This vibrator 7 communicates with the water tank 1 from the bottom of the water tank 1, and also extends from the bottom of the water tank 1 toward the -E part. 4 liters of liquid is stored from the bottom of the water tank 1! It will enter to the same height as the water level inside 1. This pipe 7 is shown enlarged in FIG. 2, and a pair of conductors i[1la, llb are provided on the outer peripheral surface of the pipe 7 to face each other. This pair of conductive jig 11a,
flb, when the liquid in the water storage tank 1 enters the vibrator 7, air or the entered liquid will exist in addition to the insulating pipe 7 between the pair of opposing conductive M11. Air and liquid, specifically water, have different dielectric constants, so when liquid enters pipe 7, a pair of conductors tJJl11
When the water level between these two opposing conductive films 11 changes,
The #j capacitance between is changed. This change in capacitance is then converted into, for example, voltage or frequency by a signal processing circuit, which will be described later, and the water level is thereby detected. A pair of opposing conductive patterns 11a
, llb, one conductive M 1 1 a is connected to the water tank 1
The other conductive film 11a is arranged on the side near the outer case of the pot. Specifically, conductivity 71. Between 1 1 a and water tank 1, there is a second
As shown in the figure, the conductive M13 for noise prevention is connected to the conductive JBI11.
a, thereby shielding the conductive film 11a and preventing the induction of noise to the conductive M 1 1 a, as well as preventing interference between the conductive film and the water tank, pot case, earth potential, etc. This reduces the effects of stray capacitance that occurs in Furthermore, as explained in the signal processing circuit n'''c' of FIG. FIG. 3 shows the change in capacitance between the pair of conductive films 11a and llb attached to the outer peripheral surface of the pipe 7 as a result of the liquid in the water storage tank 1 entering the pipe 7. This shows a signal processing circuit that generates a signal with a corresponding frequency.
In the signal processing circuit shown in the figure, as shown in FIG.
3 is used, the conductive film 13 for noise prevention is connected to the lowest potential ground of the circuit, and one conductive film 11a is connected to the output terminal 18 via an inverter 15.17 connected in series. The other conductive Mllb is connected to the output of the inverter 17, that is, the output terminal 18, thereby forming an oscillation loop. Further, a resistor 19 is connected in parallel to the inverter 15, and the other output terminal 20 is connected to ground. In the signal processing circuit configured in this way, a pair of conductive JP! I11a. A signal with a frequency corresponding to the capacitance of 1 lb is output from the output terminal 18.20, and by detecting this output frequency, the water level of the liquid in the water tank 1 can be detected. Figure 4 is a graph showing the relationship between water level and frequency. As shown in the figure, when the water level is low, the frequency is high, and when the water level is high, the frequency is low. In addition, when the water level sensor of this embodiment shown in the figure is used, the oscillation frequency corresponding to the water level does not fluctuate as in the conventional case and corresponds accurately to the water level. Therefore, by using this water level sensor having such characteristics, the water level in the water tank 1 can be accurately detected. This is due to the effect of the noise-prevention conductor 813, as described above. FIG. 5 shows a signal processing circuit similar to FIG. 3 that outputs a voltage that varies in level instead of frequency. Fifth
Also in the signal processing circuit shown in the figure, the noise prevention conductor tM
1 3 are connected to the lowest potential ground, and one conductor [
111 1 a is one input of the operational amplifier 25 and the capacitance C
o is connected to the connection point with one end of the reference capacitor 27,
The other conductive C film 1lb is connected to one input of the operational amplifier 25 via a resistor 23.
The other input of the MA device 25 is connected to the output, the curved end of the reference capacitor 27 is connected to ground, and the resistor 23
and one conductive t-film 11a are connected to a DC voltage source 31 via a voltage signal source 29. In this configuration, the voltage of the voltage signal source 29 is connected to a pair of conductors tg11a, tg11a, which changes depending on the water level in the water tank 1.
The capacitance between l l b and the capacitance C of the reference capacitor 27
o, and this divided voltage is output via the operational amplifier 25 to the output terminals 33 and 35. This output voltage varies depending on the water level in the water tank 1.
'rXM Since it changes depending on the capacitance between Ila and Ilb, the water level in the water tank 1 can be detected by detecting this voltage. Note that this divided voltage V is
If the capacitance between the js film 11a and Ilb is Cs, and the voltage of the voltage signal source is ■, then V=Cov/(Co-t-C
s). [Effects of the Invention] As explained in 1 below, according to the present invention, a noise prevention film is provided between at least one of the pair of conductive films and the water tank, This noise-prevention conductive film is connected to a fixed potential, so it is free from the effects of stray capacitance that occurs between the conductive film that forms the water level sensor and the water tank, pot case, earth potential, etc., and from external sources. It can reduce the influence of noise and detect water level with high accuracy.
第1図は本発明の一実施例に係わる水位センサを適用し
たポットの内部槓遣を示す断面図、第2図は第1図の水
位センサに使用されるパイプお上び導電膜の#J遣を示
す図、第3図は第1図の水位センサに使用される信号処
理回路の一例を示す回路図、第4図は第3図の信号処理
回路における水位と発振周波数との関係を示すグラフ、
第5図は信号処理回路の他の例を示す回路図、第6図は
従来の水位センサによって検出される水位と発振周波数
の関係を示すグラフである.
1・・・胛水槽、
7・・・パイプ、
11a,Ilb− − −¥P零藤、
13・・・雑音防止用導電膜.Fig. 1 is a sectional view showing the internal structure of a pot to which a water level sensor according to an embodiment of the present invention is applied, and Fig. 2 is a #J of the pipe top and conductive film used in the water level sensor of Fig. 1. Fig. 3 is a circuit diagram showing an example of a signal processing circuit used in the water level sensor shown in Fig. 1, and Fig. 4 shows the relationship between water level and oscillation frequency in the signal processing circuit shown in Fig. 3. graph,
FIG. 5 is a circuit diagram showing another example of the signal processing circuit, and FIG. 6 is a graph showing the relationship between the water level detected by a conventional water level sensor and the oscillation frequency. 1... Water tank, 7... Pipe, 11a, Ilb- - -\P Reito, 13... Conductive film for noise prevention.
Claims (1)
前記貯水槽の底部を介して該貯水槽と連通し、貯水槽の
底部から最上部とほぼ同じ高さまで延出する絶縁性管体
と、該絶縁性管体内に貯水槽から進入する液体の水位に
応じて電気的特性を変化するように前記絶縁性管体の外
周面に対向して設けられている一対の導電膜と、固定電
位に接続され、前記一対の導電膜のうちの少なくとも一
方の導電膜と前記貯水槽との間に配設された雑音防止用
導電膜とを有することを特徴とする水位センサ。A water level sensor that detects the water level of liquid in a water storage tank,
an insulating pipe communicating with the water tank through the bottom of the water tank and extending from the bottom of the water tank to approximately the same height as the top; and a water level of liquid entering the insulating pipe from the water tank. a pair of conductive films provided opposite to the outer circumferential surface of the insulating tube so as to change electrical characteristics according to A water level sensor comprising: a conductive film for noise prevention disposed between a conductive film and the water tank.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1111617A JPH02290516A (en) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | Water level sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1111617A JPH02290516A (en) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | Water level sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02290516A true JPH02290516A (en) | 1990-11-30 |
Family
ID=14565867
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1111617A Pending JPH02290516A (en) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | Water level sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02290516A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003302300A (en) * | 2001-11-20 | 2003-10-24 | Saginomiya Seisakusho Inc | Pressure sensor |
JP2004012406A (en) * | 2002-06-11 | 2004-01-15 | Saginomiya Seisakusho Inc | Pressure sensor |
-
1989
- 1989-04-28 JP JP1111617A patent/JPH02290516A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003302300A (en) * | 2001-11-20 | 2003-10-24 | Saginomiya Seisakusho Inc | Pressure sensor |
JP2004012406A (en) * | 2002-06-11 | 2004-01-15 | Saginomiya Seisakusho Inc | Pressure sensor |
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