JPH0237967B2 - - Google Patents

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JPH0237967B2
JPH0237967B2 JP58198167A JP19816783A JPH0237967B2 JP H0237967 B2 JPH0237967 B2 JP H0237967B2 JP 58198167 A JP58198167 A JP 58198167A JP 19816783 A JP19816783 A JP 19816783A JP H0237967 B2 JPH0237967 B2 JP H0237967B2
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JP
Japan
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water level
coil
movable piece
inductance
changes
Prior art date
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JP58198167A
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JPS6089719A (ja
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Toshio Yamazaki
Takatomo Matsumi
Kazutoshi Takimoto
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/14Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measurement of pressure
    • G01F23/18Indicating, recording or alarm devices actuated electrically

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <技術分野> 本発明は、洗濯機等の水槽内の水位変化を連続
な電気信号として検出する水位検知装置に関する
ものである。
<従来技術> 従来、水位検知装置としてはフロートスイツ
チ、水電極、水の重量や水槽内の静電容器を用い
た装置が使われている。そしてダイヤフラムを使
つた水位検知装置は第1図に示す構造になつてい
る。そして、第1図において、1は水槽、2は水
槽内の水、3は連通管で、水槽1の底部開口1a
とケース5の開口5aとを連通している。4は空
気、6は外周をケース5と蓋8で挾持されたダイ
ヤフラム製可動弁、7は可動弁6に固定されこれ
と連動して動く可動片、9は圧縮形主バネで、蓋
8の筒部8aに挿入されている。10は主バネ9
を可動片7側に押えるバネ押え、11は調整ネジ
で、筒部8aの左側に螺嵌されている。12は常
閉接点、13は可動接点、14は常開接点で、こ
れらは蓋8の側部に装着され、可動接点13は可
動片7に係合されている。この構成において、水
槽1に水2を入れると連通管3内の水面2aとケ
ース5とダイヤフラム6で囲まれた室の空気4は
圧縮されて可動弁6を圧迫し、その圧力は水位す
なわち水面2aの上下変位に比例する。調節ネジ
11を回わすとバネ押え10が主バネ9を押し、
そのバネ圧力が可動片7に加えられるから、ある
所定の水位まで水が入るまでは空気4の圧力より
も主バネ9の圧力の方が大きく、可動弁6も可動
片7も動かず、従つて可動接点13は常閉接点1
2と接触している。そして所定の水位になれば空
気4の圧力が主バネ9の圧力に打ち勝つて、可動
弁6と可動片7が左方へ動き可動接点13は常開
接点14と接続する。
しかし、上記構造の水位検知装置では調節ネジ
11で機械的に設定した水位に達したか否かの固
定点検知しかできない欠点がある。
<目的> 本発明は、上記した点に鑑み、ソレノイドコイ
ルを用いて広範囲の水位を連続な電気信号として
検出できる水位検知装置の提供を目的とするもの
である。
<実施例> 以下、本発明の実施例を第2〜6図に基づいて
説明すると、1は水槽、2は水槽内の水、3は連
通管で、水槽1の底部開口1aとケース5の開口
5aとを連通している。4は空気、6は外周をケ
ース5と蓋8で挾持されたダイヤフラム製可動
弁、7は可動弁6に固定されたこれと連動して動
く可動片、9は圧縮形主バネで、蓋8の筒部8a
に挿入されている。10は主バネ9を可動片7側
に押えるバネ押え、11は調整ネジで、これは蓋
8の筒部8aに摺動自在に内嵌された非磁性材製
の筒形の固定片20の左端部に螺嵌されている。
この固定片20は、その左端部に固定された突出
片20aが調節ネジ23と調節ネジ24により左
右方向の位置を調節自在に固定される。そして、
水位変化により移動しない前記固定片20にソレ
ノイドコイル25が外嵌固着され、また前記可動
片7に、前記コイル25の内部に出入することに
よりそのインダクタンスを変化させるための磁性
材製芯材26が装着され、前記コイル25のイン
ダクタンス変化により水位変化を検出するよう構
成されている。
そして、前記主バネ9、バネ押え10、および
調節ネジ11により、初期水位からの水位の増大
により前記可動片7が移動するよう初期水位h0
での空気圧に対抗する加圧力を印加するための可
動片加圧力調整手段が構成される。
また、前記調節ネジ11、調節ネジ23、およ
び調節バネ24等により、初期水位h0でコイル
25のインダクタンスLが初期値L0となるよう
前記コイル25と芯材26との位置を移動調整す
るための位置調整手段が構成される。
ここで、初期水位h0とは、コイルのインダク
タンスLが初期値L0となる水位で、それよりも
低い水位でインダクタンスが変化しないものであ
り、任意に選択できる水位である。
なお、本例では、磁性材製芯材26は可動片7
の左端部7aと主バネ9の間に介装されている。
第2図中、27は水位検知装置の電気回路ユニツ
ト、28,29はその配線、5bはケース5に形
成されたストツパである。
上記において、調節ネジ11を回わすと、バネ
押え10が主バネ9を押し、そのバネ圧力が磁性
材製芯材26と可動片7に加えられるから、ある
水位までは空気4の圧力よりも主バネ9の圧力の
方が大きく、可動弁6も可動片7、磁性材製芯材
26も動かず、コイル25のインダクタンスは変
化しない。そしてその水位を越えると、空気4の
圧力が主バネ9の圧力に打ち勝つて可動弁6、可
動片7および磁性材製芯材26が動き、それによ
つてコイル25のインダクタンスの変化が生じ
る。
第2図では水位が上がると磁性材製芯材26が
左方へ動き、インダクタンスは大きくなる。水位
をhcm、水の密度をGg/cm3、可動弁6の受圧面
積をScm2、主バネ9のバネ係数をKg/cmとする
と、水位検知装置を水平にした状態で磁性材製芯
材26を左方へ押す空気4の力:F1は F1=H・G・S で示される。また主バネ9の縮む長さをlcmとす
ると、主バネ9に加わる力:F2は F2=K・l で示される。F1=F2の時、磁性材製芯材26に
加わる左右方向の力が平衡しているわけだから、
ある水位h0に対する調節ネジ11のストロー
ク:l0を h0・G・S=K・l0 となるように決めれば、水位H≦h0の範囲はコ
イル25のインダクタンス:L=L0(初期値)の
ままである。水位h>h0の範囲ではインダクタ
ンスの変化は L−L0∝l−l0∝h−h0 で水位変化に比例する。(第4図参照) 従つて、バネ係数と可動弁6の面積を適当に選
べば、任意の水位:h0を調節ネジ11で設定し、
それ以上の水位に対して水位変化をインダクタン
スの変化として連続的に検出することができる。
次にコイル25の位置調整方法を説明すると、
まず、水位零(連通管3内の空気圧は大気圧に等
しい。)の状態で、コイル25の位置調整ネジ2
3を回して、可動弁6がケース5のストツパー5
bに当たつてコイル25のインダクタンスL=
L0(初期値)となるように調節する。次に水位h
=h0の状態にすると磁性材製芯材26が移動し
て、インダクタンスが増大するから、主バネ9の
調節ネジ11を回して、コイル25のインダクタ
ンスL=L0となるように主バネ9で磁性材製芯
材26を押しもどす。この様にすれば、各部品寸
法のバラツキの影響を受けずにインダクタンスの
初期値調整が容易に可能となる。
第3図により水位検知装置の電気回路を説明す
ると、点線で囲んだ部分が検知回路部で、A−C
点間(D−E点間)に直流電圧を印加するIC1
〜IC5は第一ないし第五コンパレータで、コン
パレータIC1と抵抗R1〜R5とコンデンサC
1が発振回路を構成している。コンデンサC1の
充放電でコンパレータIC1の出力が高、低とレ
ベル変化をくり返す。第一コンパレータIC1の
出力波形を第5図に示す。
第3図においてコイル25のインダクタンス
L、調整用の可変コイルL1とコンデンサC2と
で振回路を組んでいる。第一コンパレータIC1
の出力電圧をV1、F点の電圧をV0とすると、 V0=1/jwC2+1/jw(L+L1)/R0+1/jwC2+1/
jw(L+L1)×V1 =1/1+jR0×(2πf)2(L+L1)C2−1/2πf(L
+L1)×V1 となり、第6図の如く (2πf)2(L+L1)C2=1 の時が共振点である。但し、fは第一コンパレー
タIC1の発振周波数、R0は抵抗R0の値、C2は
コンデンサC2の値である。
(2πf)2(L+L1)C2<1 の範囲でf,L,L1,C2の定数を設計すれ
ば、コイル25のインダクタンスLが大きくなれ
ばF点の電圧V0の振巾も大きくなるようにでき
る。その出力V0をダイオードD1とコンデンサ
C3で整流、平滑すれば、コイル25のインダク
タンスLの変化に応じた直流電圧信号をB点に取
り出せる。
第3図の点線外の部分は水位の表示と、リレー
駆動用の回路である。水位が上がり、B点の出力
電圧Vbが、D−E点間の電源電圧をVsとしかつ
抵抗R6〜R9の値をそれぞれR6〜R9とした
時、 Vb≧R9/R6+R7+R8+R9×Vs ………(イ) になると、第二コンパレータIC2の出力が低信
号となりLED1が点灯し、 Vb≧R8+R9/R6+R7+R8+R9×Vs………(ロ) になると、第三コンパレータIC3の出力が低信
号となりLED2が点灯し、 Vb≧R7+R8+R9/R6+R7+R8+R9×Vs ………(ハ) になると、第四コンパレータIC4の出力が低信
号となりLED3が点灯する。また可変抵抗と抵抗
R17との分圧よりもB点の出力電圧が大きくな
ると第五コンパレータIC5の出力は低信号にな
り、トランジスタQ1がOFFし、リレーRYが
OFFすると同時にでLED4が消灯する。すなわち
リレーRYの常開接点で給水ソレノイドや給水ポ
ンプを駆動すればLED4は給水中の表示を、そし
てLED1〜LED3は水位レベルの表示を行なうこ
とができる。第3図ではLED1〜LED3の三個の
場合を示したがLEDの数を増して、水位の表示
レベルをきめ細かくすることは容易にできる。
なお上記においてコイル25を固定片20に、
磁性材製芯材26を可動片7にそれぞれ装着させ
た例を説明したが、本発明ではコイル25と磁性
材製芯材を互に逆としてもよい。すなわち第7図
の如く、コイル25を可動片7に形成された筒形
部7bに装着し、磁性材製芯材26を調節ネジ1
1の右端に装着し、可動片7の端部7aと磁性材
製芯材26との間に主ばね9を介装しても、上記
実施例と同様の作用が得られる。
<効果> 以上の説明から明らかな通り、本発明は、水位
変化を空気圧の変化に変換して水位を検知する水
位検知装置において、前記空気圧の変化に対応し
て移動する可動片と、水位変化に伴なう空気圧の
変化により移動しない固定片とを具え、前記可動
片と固定片とのうちの一方にソレノイドコイルが
装着され、また前記可動片と固定片のうちの他方
に、前記コイルの内部に出入することによりその
インダクタンスを変化させるための磁性材製芯材
が装着され、前記コイルのインダクタンス変化に
より水位変化を検出するよう構成され、初期水位
からの水位の増大により前記可動片が移動するよ
う初期水位での空気圧に対抗する加圧力を印加す
るための可動片加圧力調整手段と、初期水位でコ
イルのインダクタンスが初期値となるよう前記コ
イルと芯材との位置を移動調整するための位置調
整手段とが設けられたものである。
したがつて、本発明によると、水位変化をコイ
ルのインダクタンスの変化として連続的に検出す
るので、水位検知装置は湿気による影響を受けず
に水位変化を検知できる。このため、本発明は、
湿気の多い環境下で使われる装置、例えば洗濯機
や風呂の水位検知装置として非常に有効であり、
上記実施例の如く多段階の水位表示等が行なえる
ことから、水位の調整も容易に行なえるといつた
優れた効果がある。
また、任意の初期水位でコイルのインダクタン
スが初期値となるよう調整するには、可動片加圧
力調整手段および位置調整手段により、可動片お
よび固定片を移動させてコイルと芯材との位置を
機械的に調整すればよく、各部品寸法のバラツキ
の影響を受けずにコイルのインダクタンスの初期
値調整が容易に可能となるといつた優れた効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置の断面図、第2図は本発明実
施例の断面図、第3図は同電気回路図、第4図は
コイルのインダクタンスと水位の関係を示す線
図、第5図は第一コンパレータの出力波形図、第
6図は第3図のF点の電圧を示す線図、第7図は
本発明の他の実施例の要部断面図である。 1:水槽、2:水槽内の水、3:連通管、4:
空気、5:ケース、6:可動弁、7:可動片、
8:蓋、9:主バネ、10:バネ押え、11:調
節ネジ、20:固定片、23:調節ネジ、24:
調節バネ、25:ソレノイドコイル、26:磁性
材製芯材。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 水位変化を空気圧の変化に変換して水位を検
    知する水位検知装置において、前記空気圧の変化
    に対応して移動する可動片と、水位変化に伴なう
    空気圧の変化により移動しない固定片とを具え、
    前記可動片と固定片とのうちの一方にソレノイド
    コイルが装着され、また前記可動片と固定片のう
    ちの他方に、前記コイルの内部に出入することに
    よりそのインダクタンスを変化させるための磁性
    材製芯材が装着され、前記コイルのインダクタン
    ス変化により水位変化を検出するよう構成され、
    初期水位からの水位の増大により前記可動片が移
    動するよう初期水位での空気圧に対抗する加圧力
    を印加するための可動片加圧力調整手段と、初期
    水位でコイルのインダクタンスが初期値となるよ
    う前記コイルと芯材との位置を移動調整するため
    の位置調整手段とが設けられたことを特徴とする
    水位検知装置。
JP19816783A 1983-10-21 1983-10-21 水位検知装置 Granted JPS6089719A (ja)

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JPS6089719A JPS6089719A (ja) 1985-05-20
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