JPH0240501Y2 - - Google Patents

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JPH0240501Y2
JPH0240501Y2 JP5738985U JP5738985U JPH0240501Y2 JP H0240501 Y2 JPH0240501 Y2 JP H0240501Y2 JP 5738985 U JP5738985 U JP 5738985U JP 5738985 U JP5738985 U JP 5738985U JP H0240501 Y2 JPH0240501 Y2 JP H0240501Y2
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coil
liquid level
detection
excitation coil
sub
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、電磁誘導を利用して液面位を検出
する液面検出装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention relates to a liquid level detection device that detects a liquid level using electromagnetic induction.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の液面検出装置としては、例えば第7図に
示すようなものがある。これは、いわゆるバーチ
カルタイプのもので、図に示すように、抵抗基板
1の表面に印刷成形された抵抗パターン2とアー
スパターン3に、液面位に応じて上下動するフロ
ート4に取付けられた接片5が摺接する構成の可
変抵抗型液面センサ6を備え、液面位の変化をフ
ロート4を介して液面センサ6の抵抗値の変化と
してとらえ、その液面センサ6からなる可変抵抗
器と固定抵抗器7とで電源8の出力電圧を分圧す
ることにより、液面センサ6の抵抗値を電圧値に
変換し、その値を電圧検出回路9により検出する
と共に、表示回路10により適宜モードで表示す
る構成のものである。
As a conventional liquid level detection device, there is one shown in FIG. 7, for example. This is a so-called vertical type, and as shown in the figure, a resistor pattern 2 and a ground pattern 3 printed on the surface of a resistor board 1 are attached to a float 4 that moves up and down depending on the liquid level. A variable resistance type liquid level sensor 6 is provided with a configuration in which a contact piece 5 is in sliding contact, and a change in the liquid level is detected as a change in the resistance value of the liquid level sensor 6 via the float 4. By dividing the output voltage of the power supply 8 between the capacitor and the fixed resistor 7, the resistance value of the liquid level sensor 6 is converted into a voltage value, and this value is detected by the voltage detection circuit 9 and displayed as appropriate by the display circuit 10. It is configured to be displayed in mode.

〔考案が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention attempts to solve]

しかしながら、このような従来の液面検出装置
にあつては、フロート4の位置が変動するのに伴
つて、接片5が抵抗パターン2及びアースパター
ン3上を摺動するようになつているため、印刷パ
ターン2,3又は接片5の摺動摩耗によつて液面
センサ6の抵抗値が経時的に変化したり、その印
刷パターンが断線したりする問題点があり、さら
に、抵抗パターン2のパターン形状上液面センサ
6の出力特性、すなわち液面位に対する抵抗値変
化が階段状になるため、液面位の検出精度を高く
することができないという問題点があつた。
However, in such a conventional liquid level detection device, the contact piece 5 slides on the resistance pattern 2 and the ground pattern 3 as the position of the float 4 changes. , there is a problem that the resistance value of the liquid level sensor 6 changes over time due to sliding wear of the printed patterns 2 and 3 or the contact piece 5, and that the printed pattern is broken. Since the output characteristic of the pattern-shaped upper liquid level sensor 6, that is, the change in resistance value with respect to the liquid level is step-like, there is a problem in that the detection accuracy of the liquid level cannot be increased.

この考案は、このような従来の問題点に着目し
てなされたもので、液面位を電磁誘導を利用して
非接触で検出でき、しかも低液面位をより高い精
度で検出できる構造とすることにより、上記問題
点を解消することを目的としている。
This idea was created by focusing on these conventional problems, and it has a structure that can detect the liquid level without contact using electromagnetic induction, and can detect low liquid levels with higher accuracy. The aim is to solve the above problems by doing so.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

そこで、この考案にかかる液面検出装置は、液
面位の変化方向に沿つて上方から中間点に向つて
巻回密度が密から疎になるように形成された上部
コイルと前記中間点から下方に向つて巻回密度が
疎から密になりかつ前記上部コイルとは逆方向の
磁束を発生するように形成された下部コイルとの
直列体又は並列体からなり、液面検出範囲全体に
亘つて設けられた全体検出用の主励磁コイルと、
液面位の変化方向に沿つて上方から中間点に沿つ
て巻回密度が密から疎になるように形成された上
部コイルと前記中間点から下方に向つて巻回密度
が疎から密になりかつ前記上部コイルとは逆方向
の磁束を発生するように形成された下部コイルと
の直列体又は並列体からなり、液面位検出範囲の
下部範囲に対して設けられた少量時検出用の副励
磁コイルと、前記主励磁コイル及び副励磁コイル
に磁気結合され、かつ略均一な巻回密度に形成さ
れた検出コイルと、前記主励磁コイル及び副励磁
コイルのコイル軸又は前記検出コイルのコイル軸
に対して同軸的に配設され、かつ液面位に応じて
上下動するシヨートリングとからなる誘導型液面
センサを備え、前記主励磁コイルに第1の交流信
号源を接続すると共に、前記副励磁コイルに前記
第1の交流信号源と周波数の異なる第2の交流信
号源を接続する構成としたものである。
Therefore, the liquid level detection device according to this invention has an upper coil formed so that the winding density becomes thinner to sparser from the upper side toward the middle point along the direction of change in the liquid level, and It consists of a series or parallel body with a lower coil whose winding density increases from sparse to dense as the winding density increases, and which is formed to generate magnetic flux in the opposite direction to the upper coil. A main excitation coil for overall detection is provided,
An upper coil is formed so that the winding density becomes denser to sparser from above to an intermediate point along the direction of change in liquid level, and the winding density becomes denser from sparser to lower from the intermediate point. and a sub-column in series or parallel with a lower coil formed to generate magnetic flux in the opposite direction to the upper coil, and provided for the lower range of the liquid level detection range for detecting a small amount. an excitation coil, a detection coil magnetically coupled to the main excitation coil and the sub-excitation coil and formed with substantially uniform winding density, and coil axes of the main excitation coil and sub-excitation coil or a coil axis of the detection coil. An inductive liquid level sensor is provided with an inductive liquid level sensor consisting of a shot ring disposed coaxially with the liquid level and moves up and down according to the liquid level, a first AC signal source is connected to the main excitation coil, and a first alternating current signal source is connected to the main excitation coil. A second AC signal source having a different frequency from the first AC signal source is connected to the excitation coil.

〔作用〕[Effect]

このように構成することにより、検出コイルか
らは主及び副励磁コイルに対するシヨートリング
の位置関係に応じた波形の誘導起電力が発生する
ことになり、この誘導起電力を交流信号源の半サ
イクル毎に検波して得られる波形の実効値を測定
することにより、液面位を検出するものである。
With this configuration, the detection coil generates an induced electromotive force with a waveform that corresponds to the positional relationship of the short ring with respect to the main and sub-excitation coils, and this induced electromotive force is generated every half cycle of the AC signal source. The liquid level is detected by measuring the effective value of the waveform obtained by detection.

〔実施例〕 以下、この考案を図面に基づいて詳細に説明す
る。
[Example] Hereinafter, this invention will be explained in detail based on the drawings.

第1図乃至第4図は、この考案の第1実施例を
示すもので、第1図はその回路図、第2図はその
誘導型液面センサの概略構造を示す縦断面図、第
3図は第1図回路中の各点の波形図、第4図はそ
の誘導型液面センサの出力特性図である。
1 to 4 show a first embodiment of this invention, in which FIG. 1 is its circuit diagram, FIG. 2 is a vertical sectional view showing the schematic structure of the inductive liquid level sensor, and FIG. The figure is a waveform diagram at each point in the circuit of Figure 1, and Figure 4 is an output characteristic diagram of the inductive liquid level sensor.

まず、第1図及び第2図に基づいて構成を説明
すると、図において、11は第1の交流信号源、
12は第2の交流信号源で、第1の交流信号源1
1は、第3図aに示す交流信号aを出力し、それ
を後述の誘導型液面センサ13の主励磁コイル1
32及び第1の検波制御信号発生回路14の夫々
に供給する。また、第2の交流信号源12は、第
3図cに示す交流信号cを出力し、それを後述の
誘導型液面センサ13の副励磁コイル134及び
第2の検波制御信号発生回路15の夫々に供給す
る。なお、第1及び第2の交流信号源11,12
からの交流信号a及びcの周波数は、後述する増
幅回路181,191等を構成するオペアンプの
如き回路素子が所期の特性を発揮できる程度であ
り、しかも浮遊容量による共振現象が生じない程
度の低い値であれば任意に設定でき、この実施例
では交流信号aが1KHzに、また交流信号cが6K
Hzに設定してある。14は第1の検波制御信号発
生回路で、前記交流信号aを入力し、それと同期
したパルス状の検波制御信号b(第3図b参照)
を出力する。15は第2の検波制御信号発生回路
で、前記交流信号cを入力し、それと同期したパ
ルス状の検波制御信号d(第3図d参照)を出力
する。16はローパスフイルタで、前記誘導型液
面センサ(これについては、後で詳しく説明す
る。)13からの出力信号e(第3図e参照)を入
力し、その信号eから前記第2の交流信号源12
の交流信号cに対応する高周波成分を除去した信
号f(第3図f参照)を出力する。17はハイパ
スフイルタで、前記誘導型液面センサ13からの
出力信号eを入力し、その信号eから前記第1の
交流信号源11の交流信号aに対応する低周波成
分を除去した信号g(第3図g参照)を出力する。
18は第1の検波回路で、前記ローパスフイルタ
16からの出力信号fを適宜増幅する増幅回路1
81と、その信号fを前記第1の検波制御信号発
生回路14からの検波制御信号bに基づいて検波
するアナログスイツチ182とからなる。19は
第2の検波回路で、前記ハイパスフイルタ17か
らの出力信号gを適宜増幅する増幅回路191
と、その信号gを前記第2の検波制御信号発生回
路15からの検波制御信号dに基づいて検波する
アナログスイツチ192とからなる。20及び2
1は第1及び第2の平滑回路で、第1の平滑回路
20は前記第1の検波回路18からの出力信号h
(第3図h参照)を、また第2の平滑回路21は
前記第2の検波回路19からの出力信号i(第3
図i参照)を夫々平滑する。22及び23は第1
及び第2の電圧検出回路で、第1の電圧検出回路
22は前記第1の平滑回路20から出力される直
流電圧信号h′(第3図h中のh′参照)の電圧値を、
また第2の電圧検出回路23は前記第2の平滑回
路21から出力される直流電圧信号i′(第3図i
中のi′参照)の電圧値を夫々検出する。24は表
示制御回路で、前記第1の平滑回路20からの電
圧信号h′の電圧値が少量時検出範囲の上限(第4
図中のL0参照)に対応する所定値以下のときの
み、前記第2の電圧検出回路23からの出力デー
タ、すなわち該第2の電圧検出回路23によつて
検出された前記第2の平滑回路21からの電圧信
号i′の電圧値が後述の子表示器252に出力され
るように制御する。25は親子式表示器で、前記
第1の電圧検出回路22からの出力データ(電圧
信号h′の電圧値データ)をバーグラフ表示する親
表示器251と、前記表示制御回路24を介して
供給される前記第2の電圧検出回路23からの出
力データ(電圧信号i′の電圧値データ)をデジタ
ル表示する子表示器252とからなる。
First, the configuration will be explained based on FIGS. 1 and 2. In the figures, 11 is a first AC signal source;
12 is a second AC signal source, and the first AC signal source 1
1 outputs an alternating current signal a shown in FIG.
32 and the first detection control signal generation circuit 14, respectively. Further, the second AC signal source 12 outputs an AC signal c shown in FIG. supply to each. Note that the first and second AC signal sources 11 and 12
The frequencies of the alternating current signals a and c are such that circuit elements such as operational amplifiers constituting the amplifier circuits 181, 191, etc., which will be described later, can exhibit the desired characteristics, and the frequencies are such that the resonance phenomenon due to stray capacitance does not occur. Any low value can be set, and in this example, the AC signal a is set to 1KHz, and the AC signal c is set to 6KHz.
It is set to Hz. 14 is a first detection control signal generation circuit which inputs the AC signal a and generates a pulsed detection control signal b in synchronization therewith (see Fig. 3b).
Output. Reference numeral 15 denotes a second detection control signal generation circuit which inputs the AC signal c and outputs a pulsed detection control signal d (see FIG. 3d) synchronized therewith. Reference numeral 16 denotes a low-pass filter, which inputs the output signal e (see FIG. 3 e) from the inductive liquid level sensor (this will be explained in detail later) 13, and uses the signal e to filter the second alternating current. Signal source 12
A signal f (see FIG. 3 f) from which high frequency components have been removed is output, which corresponds to the AC signal c. Reference numeral 17 denotes a high-pass filter, which inputs the output signal e from the inductive liquid level sensor 13 and removes a low frequency component corresponding to the AC signal a from the first AC signal source 11 from the signal e. (see Figure 3g).
18 is a first detection circuit, and an amplifier circuit 1 that appropriately amplifies the output signal f from the low-pass filter 16.
81, and an analog switch 182 that detects the signal f based on the detection control signal b from the first detection control signal generation circuit 14. 19 is a second detection circuit, and an amplifier circuit 191 that appropriately amplifies the output signal g from the high-pass filter 17.
and an analog switch 192 that detects the signal g based on the detection control signal d from the second detection control signal generation circuit 15. 20 and 2
1 are first and second smoothing circuits, and the first smoothing circuit 20 receives the output signal h from the first detection circuit 18.
(see FIG. 3h), and the second smoothing circuit 21 outputs the output signal i from the second detection circuit 19 (the third
(see Figure i) respectively. 22 and 23 are the first
and a second voltage detection circuit, the first voltage detection circuit 22 detects the voltage value of the DC voltage signal h' (see h' in Fig. 3 h) output from the first smoothing circuit 20,
Further, the second voltage detection circuit 23 receives the DC voltage signal i' (FIG. 3 i) output from the second smoothing circuit 21.
Detect the voltage values of (see i' in the figure). 24 is a display control circuit in which the voltage value of the voltage signal h' from the first smoothing circuit 20 is at the upper limit of the detection range (fourth
Only when the output data from the second voltage detection circuit 23, that is, the second smoothed voltage detected by the second voltage detection circuit 23 , is equal to or less than a predetermined value corresponding to Control is performed so that the voltage value of the voltage signal i' from the circuit 21 is output to a child display 252, which will be described later. Reference numeral 25 denotes a parent-child display, which supplies output data from the first voltage detection circuit 22 (voltage value data of voltage signal h') via a parent display 251 that displays a bar graph and the display control circuit 24. and a slave display 252 for digitally displaying output data (voltage value data of voltage signal i') from the second voltage detection circuit 23.

次にここで、誘導型液面センサ13について説
明すると、この誘導型液面センサ13は、概略的
には、コア131に巻回された主励磁コイル13
2と、この主励磁コイル132を収納するプラス
チツク製内側ケース133の外周に巻回された副
励磁コイル134と、この副励磁コイル134を
収納するプラスチツク製外側ケース135の外周
に巻回された検出コイル136と、液面位に応じ
て上下動するフロート137に設けられたコイル
からなるシヨートリング138とからなるが、さ
らに詳細に説明すると、前記主励磁コイル132
は、液面位検出範囲全体に亘る長さを有しかつ液
面位の変化方向に垂設されたコア131に巻回形
成された上部コイル1321と下部コイル132
2との直列体からなり、前記上部コイル1321
は上方から中央(液面位検出範囲の1/2の中間点)
に向つて巻回密度が密から疎になるように形成さ
れ、かつ前記下部コイル1322は前記中央から
下方に向つて巻回密度が疎から密になるように形
成されており、さらに、この主励磁コイル132
は前記第1の交流信号源11に接続されている。
また、前記副励磁コイル134は、前記主励磁コ
イル132を収納するプラスチツク製内側ケース
133の外周における少量時検出範囲(例えば、
ここでは液面位検出範囲の1/3〜下限の範囲)に
亘つて巻回形成された上部コイル1341と下部
コイル1342との直列体からなり、前記上部コ
イル1341は上方から中央(少量時検出範囲の
1/2の中間点)に向つて巻回密度が密から疎にな
るように形成され、かつ前記下部コイル1342
は前記中央から下方に向つて巻回密度が疎から密
になるように形成されており、さらに、この副励
磁コイル134は前記第2の交流信号源12に接
続されている。また、前記検出コイル136は、
前記主及び副励磁コイル132,134を収納す
るプラスチツク製外側ケース135の外周におけ
る液面位検出範囲全体に亘つて液面位の変化方向
に沿つて略均一な巻回密度に巻回形成されてお
り、前記外側ケース135の外周に巻回形成され
ることにより、前記主及び副励磁コイル132,
134に磁気結合されている。さらにシヨートリ
ング138は、前記検出コイル136が巻回形成
された前記外側ケース135の外周に遊嵌されか
つ液面位に応じて上下動するフロート137の外
周に巻回形成されており、これにより、前記主及
び副励磁コイル132,134並びに検出コイル
136に磁気結合されている。
Next, the inductive liquid level sensor 13 will be explained. Generally speaking, the inductive liquid level sensor 13 consists of a main excitation coil 13 wound around a core 131.
2, a sub-excitation coil 134 wound around the outer circumference of a plastic inner case 133 that houses the main excitation coil 132, and a detection coil wound around the outer circumference of a plastic outer case 135 that houses this sub-excitation coil 134. It consists of a coil 136 and a short ring 138 which is a coil provided on a float 137 that moves up and down depending on the liquid level.To explain in more detail, the main excitation coil 132
An upper coil 1321 and a lower coil 132 are wound around a core 131 that has a length covering the entire liquid level detection range and is vertically installed in the direction of change in the liquid level.
2, the upper coil 1321
is from the top to the center (the midpoint of 1/2 of the liquid level detection range)
The lower coil 1322 is formed such that the winding density becomes denser from denser toward the center, and the lower coil 1322 is formed so that the winding density becomes denser from sparser toward the center downward. Excitation coil 132
is connected to the first AC signal source 11.
Further, the sub-excitation coil 134 has a small amount detection range (for example,
Here, it consists of a series body of an upper coil 1341 and a lower coil 1342, which are wound over the range from 1/3 to the lower limit of the liquid level detection range. the lower coil 1342
is formed so that the winding density becomes denser from sparse toward the bottom from the center, and furthermore, this sub-excitation coil 134 is connected to the second AC signal source 12 . Further, the detection coil 136 is
The main and sub-excitation coils 132 and 134 are housed in a plastic outer case 135, which is wound with substantially uniform winding density along the direction of change in the liquid level over the entire liquid level detection range on the outer periphery of the plastic outer case 135 that houses the main and sub-excitation coils 132, 134. The main and sub-excitation coils 132 are wound around the outer periphery of the outer case 135.
134. Furthermore, the shot ring 138 is wound around the outer periphery of a float 137 that is loosely fitted around the outer periphery of the outer case 135 around which the detection coil 136 is wound and moves up and down according to the liquid level. It is magnetically coupled to the main and sub excitation coils 132, 134 and the detection coil 136.

このように構成した液面検出装置の作用につい
て説明する。
The operation of the liquid level detection device configured in this way will be explained.

まず、液面位が高レベル状態にある場合につい
て考えると、この場合は、シヨートリング138
は、第1図又は第2図に示すように主励磁コイル
132の上部コイル1321にのみ対向し、その
下部コイル1322及び副励磁コイル134には
対向してない状態にある。従つて、副励磁コイル
134の上部及び下部コイル1341,1342
による磁束はいずれもシヨートリング138によ
つて何らシヨートされておらず、その上部コイル
1341の磁束によつて検出コイル136に誘導
される起電力とその下部コイル1342の磁束に
よつて検出コイル136に誘導される起電力とは
正負逆符号で互に打消し合う値であるため、副励
磁コイル134により検出コイル136から出力
されるべき誘導起電力は零となる。一方、主励磁
コイル132の上部コイル1321の一部にシヨ
ートリング138が対向しているので、その上部
コイル1321のシヨートリング対向部分によつ
て発生する磁気エネルギがシヨートリング138
によつて消費され、その結果、この上部コイル1
321のシヨートリング対向部分による磁束が発
生しないため、その上部コイル1321のシヨー
トリング対向部分による磁束を打消す磁束を発生
する下部コイル1322の一部分による磁束のみ
が検出コイル136に作用し、これにより、この
下部コイル1322の一部分が発生する磁束によ
る誘導起電力のみが相殺されずに検出コイル13
6から出力される。しかして、液面位が高レベル
状態にある場合は、第3図eの左半分に示すよう
に、第1の交流信号源11の交流信号aと同一位
相で、かつ液面位検出範囲の1/2の中間点からみ
た液面位に応じた波高値の誘導起電力が出力され
る。
First, considering the case where the liquid level is at a high level, in this case, the shot ring 138
As shown in FIG. 1 or 2, the coil 132 faces only the upper coil 1321 of the main excitation coil 132, and does not face its lower coil 1322 and the sub-excitation coil 134. Therefore, the upper and lower coils 1341 and 1342 of the sub-excitation coil 134
None of the magnetic flux is shot by the shot ring 138, and the electromotive force induced in the detection coil 136 by the magnetic flux of its upper coil 1341 and the magnetic flux of its lower coil 1342 are induced in the detection coil 136. The induced electromotive force to be outputted from the detection coil 136 by the sub-excitation coil 134 becomes zero because the electromotive force generated by the sub-excitation coil 134 cancels each other out with opposite signs. On the other hand, since the shot ring 138 faces a portion of the upper coil 1321 of the main excitation coil 132, the magnetic energy generated by the portion of the upper coil 1321 facing the shot ring is transferred to the shot ring 138.
As a result, this upper coil 1
Since no magnetic flux is generated by the part of the upper coil 1321 facing the shot ring, only the magnetic flux by the part of the lower coil 1322 that generates the magnetic flux by the part of the upper coil 1321 facing the shot ring acts on the detection coil 136. Only the induced electromotive force due to the magnetic flux generated by a portion of the coil 1322 is not canceled out and the detection coil 13
Output from 6. When the liquid level is at a high level, as shown in the left half of FIG. An induced electromotive force with a peak value corresponding to the liquid level seen from the midpoint of 1/2 is output.

次に、液面位が低レベル状態にある場合につい
て考えると、この場合は、シヨートリング138
は主励磁コイル132の下部コイル1322と副
励磁コイル134の上部又は下部コイル134
1,1342とに夫々対向している状態にある。
従つて、主励磁コイル132の下部コイル132
2及び副励磁コイル134の上部又は下部コイル
1341,1342におけるシヨートリング対向
部分によつて発生する磁気エネルギが夫々シヨー
トリング138によつて消費され、その結果、
夫々のシヨートリング対向部分による磁束が発生
しないため、主励磁コイル132からはその下部
コイル1322のシヨートリング対向部分による
磁束を打消す磁束を発生する上部コイル1321
の一部分による磁束のみが、また副励磁コイル1
34からはその上部又は下部コイル1341,1
342のシヨートリング対向部分による磁束を打
消す磁束を発生する下部又は上部コイル134
2,1341の一部分による磁束のみが夫々検出
コイル136に作用し、これにより、主励磁コイ
ル132の上部コイル1321の一部が発生する
磁束による誘導起電力のみと、副励磁コイル13
4の下部又は上部コイル1342,1341の一
部分が発生する磁束による誘導起電力のみとが検
出コイル136から出力される。しかして、液面
位が低レベル状態にある場合は、第3図cの右半
分に示すように、第1の交流信号源11の交流信
号aと同一位相で、かつ液面位検出範囲の1/2の
中間点からみた液面位に応じた波高値の誘導起電
力と、第2の交流信号源12の交流信号cと同一
位相で、かつ少量時検出範囲の1/2の中間点から
みた液面位に応じた波高値の誘導起電力とが重畳
した誘導起電力が出力される。
Next, considering the case where the liquid level is at a low level, in this case, the shot ring 138
is the lower coil 1322 of the main excitation coil 132 and the upper or lower coil 134 of the sub-excitation coil 134.
1 and 1342, respectively.
Therefore, the lower coil 132 of the main excitation coil 132
The magnetic energy generated by the shot ring opposing portions of the upper or lower coils 1341 and 1342 of the second and sub-excitation coils 134 is consumed by the shot ring 138, respectively, and as a result,
Since no magnetic flux is generated by the opposing portions of the shot rings, the main excitation coil 132 generates magnetic flux from the upper coil 1321 that cancels the magnetic flux caused by the portions of the lower coil 1322 facing the shot rings.
Only the magnetic flux due to a part of the auxiliary excitation coil 1
34 to its upper or lower coil 1341,1
A lower or upper coil 134 that generates a magnetic flux that cancels the magnetic flux due to the opposing portion of shot ring 342.
Only the magnetic flux generated by a portion of the upper coil 1321 of the main excitation coil 132 and the induced electromotive force due to the magnetic flux generated by a portion of the upper coil 1321 of the main excitation coil 132 act on the detection coil 136, respectively.
Only the induced electromotive force due to the magnetic flux generated by a portion of the lower or upper coils 1342, 1341 of 4 is output from the detection coil 136. When the liquid level is at a low level, as shown in the right half of FIG. The induced electromotive force of the peak value according to the liquid level as seen from the midpoint of 1/2, and the same phase as the AC signal c of the second AC signal source 12, and the midpoint of 1/2 of the detection range at the time of small amount. An induced electromotive force that is superimposed with an induced electromotive force having a wave height corresponding to the liquid level seen from the tank is output.

しかして、誘導型液面センサ13の検出コイル
136から出力される誘導起電力e(第3図e参
照)は、ローパスフイルタ16及びハイパスフイ
ルタ17に夫々入力され、ローパスフイルタ16
からは、第3図fに示すように第1の交流信号源
11の交流信号aに同期しかつ該交流信号aに対
してその時々の液面位に応じた位相関係及び波高
値の電圧信号fが常時出力され、またハイパスフ
イルタ17からは、第3図gに示すように第2の
交流信号源12の交流信号cに同期しかつ該交流
信号cに対してその時々の液面位に応じた位相関
係及び波高値の電圧信号gが、液面位が少量時検
出範囲にあるときのみ出力される。
Therefore, the induced electromotive force e (see FIG. 3 e) output from the detection coil 136 of the induction type liquid level sensor 13 is input to the low-pass filter 16 and the high-pass filter 17, respectively.
As shown in FIG. 3f, a voltage signal is synchronized with the AC signal a of the first AC signal source 11 and has a phase relationship and a peak value with respect to the AC signal a according to the liquid level at that time. f is constantly outputted, and the high-pass filter 17 synchronizes with the AC signal c from the second AC signal source 12 as shown in FIG. The voltage signal g with the corresponding phase relationship and peak value is output only when the liquid level is within the small amount detection range.

このローパスフイルタ16から出力される電圧
信号fは、第3図bに示すようなタイミングで第
1の検波制御信号発生回路14から出力される検
波制御信号bに基づいて第1の検波回路18で検
波されることになり、この第1の検波回路18か
らは、第3図hに示す波形の電圧信号hが出力さ
れる。この出力信号hは第1の平滑回路20に供
給されて平滑される(第3図h中のh′参照)。こ
の平滑によつて得られる直流電圧h′は、主励磁コ
イル132が液面位の変化方向に沿つた密から疎
にさらに疎から密になるように巻回されているこ
とにより、液面位の変化に応じて第4図中の曲線
h′に示すように変化することになるが、その時々
のかかる直流電圧の値は、第1の電圧検出回路2
2によつて読み取られたのち、親子式表示器25
の親表示器251によつてその時々の液面位とし
てパーグラフ表示されることになる。
The voltage signal f output from this low-pass filter 16 is processed by the first detection circuit 18 based on the detection control signal b output from the first detection control signal generation circuit 14 at the timing shown in FIG. 3b. The first detection circuit 18 outputs a voltage signal h having a waveform shown in FIG. 3h. This output signal h is supplied to the first smoothing circuit 20 and smoothed (see h' in FIG. 3h). The DC voltage h' obtained by this smoothing is due to the fact that the main excitation coil 132 is wound in the direction of change in the liquid level from dense to sparse and then from sparse to dense. The curve in Figure 4 changes depending on the change in
Although the value of the DC voltage changes as shown in h', the value of the DC voltage at each time is determined by the first voltage detection circuit 2
2, the parent-child display 25
The parent display 251 displays a par graph as the current liquid level.

一方、ハイパスフイルタ17から出力される電
圧信号gは、第3図dに示すようなタイミングで
第2の検波制御信号発生回路15から出力される
検波制御信号dに基づいて第2の検波回路19で
検波されることになり、この第2の検波回路19
からは、第3図iに示す波形の電圧信号iが出力
される。この出力信号iは第2の平滑回路21に
供給されて平滑される(第3図i中のi′参照)。
この平滑によつて得られる直流電圧i′は、副励磁
コイル134が液面位の変化方向に沿つて密から
疎にさらに疎から密になるように巻回されている
ことにより、液面位の変化に応じて第4図中の曲
線i′に示すように変化することになるが、その
時々のかかる直流電圧の値は、第2の電圧検出回
路23によつて読み取られたのち、表示制御回路
24を介して親子式表示器25の子表示器252
によつてその時々の液面位としてデジタル表示さ
れることになる。
On the other hand, the voltage signal g outputted from the high-pass filter 17 is transmitted to the second detection circuit 19 based on the detection control signal d outputted from the second detection control signal generation circuit 15 at the timing shown in FIG. This second detection circuit 19
A voltage signal i having a waveform shown in FIG. 3i is output from the circuit. This output signal i is supplied to the second smoothing circuit 21 and smoothed (see i' in FIG. 3).
The DC voltage i' obtained by this smoothing is determined by the fact that the sub-excitation coil 134 is wound in the direction of change in the liquid level from dense to sparse and then from sparse to dense. The DC voltage will change as shown by curve i' in FIG. The child display device 252 of the parent-child type display device 25 via the control circuit 24
This will digitally display the current liquid level.

次に、第5図に第2実施例を示す。この実施例
は、主励磁コイル132を上部コイル1321と
下部コイル1322との並列体で構成すると共
に、副励磁コイル134を上部コイル1341と
下部コイル1342との並列体で構成したもの
で、図中前述の第1実施例と同一構成部分には同
一符号を付してその説明を省略する。
Next, FIG. 5 shows a second embodiment. In this embodiment, the main excitation coil 132 is composed of an upper coil 1321 and a lower coil 1322 in parallel, and the sub-excitation coil 134 is composed of an upper coil 1341 and a lower coil 1342 in parallel. Components that are the same as those of the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and their explanations will be omitted.

また、第6図に示す第3実施例は、この考案の
シヨートリングとしてアルミ等の金属からなるリ
ング状円板138′を用いたもので、このシヨー
トリング138′は磁気エネルギを渦損で消費さ
せる働きをする。
The third embodiment shown in FIG. 6 uses a ring-shaped disc 138' made of metal such as aluminum as the shot ring of this invention. do.

なお、シヨートリングとしては、フロート形成
用合成樹脂内に磁性粉末を混入せしめて成形した
ものも考えられる。また、シヨートリングとして
は、コイルのみでも原理的に作用するが、さらに
コンデンサを直列に介挿し、入力周波数を共振周
波数=1/2π√LCとすることにより、すなわち、 シヨートリングをコイルとコンデンサとの直列回
路からなる共振回路とすることにより、その直列
回路に流れる電流値が最大となり、シヨートリン
グ内でのエネルギ消費が最大となるため、その結
果出力電圧がコンデンサのない場合に比べて大き
くなる。
The shot ring may also be formed by mixing magnetic powder into a synthetic resin for forming a float. In addition, as a short ring, a coil alone can work in principle, but by inserting a capacitor in series and setting the input frequency to the resonance frequency = 1/2π√LC, the short ring can be connected in series with a coil and a capacitor. By creating a resonant circuit consisting of a circuit, the current value flowing through the series circuit is maximized, and energy consumption within the shot ring is maximized, resulting in an output voltage that is higher than that without a capacitor.

ところで、上記各実施例では、主及び副励磁コ
イル132,134と検出コイル136との磁気
結合をコア(鉄心)型としたが、この考案はこれ
にのみ限定されるものではなく、エアコアード
(空心)型の磁気結合を用いてもよいことは言う
までもない。また、上記実施例では、主及び副励
磁コイル132,134が夫々中央対称型となる
ように上部コイル1321,1341及び下部コ
イル1322,1342の夫々を巻回したが、任
意の出力特性が得られるように中央非対称にして
もよく、さらに上記各実施例では、主及び副励磁
コイル132,134を構成する上下2つのコイ
ル1321,1341,1322,1342の巻
回密度の変化割合を液面位変化方向に沿つて均一
になるようにしたが、液体収納タンクの形状に合
わすため、又は直線若しくは任意の曲線の出力特
性を得るために、不均一にするようにしてもよ
い。さらにまた、上記各実施例では、液面位情報
を親子式表示器25で表示するようにしたが、他
の情報と共にある物理量を算出する基礎データと
して利用してもよいことは言うまでもない。
Incidentally, in each of the above embodiments, the magnetic coupling between the main and sub-excitation coils 132, 134 and the detection coil 136 is of the core (iron core) type, but this invention is not limited to this only; ) type magnetic coupling may also be used. Further, in the above embodiment, the upper coils 1321, 1341 and the lower coils 1322, 1342 are wound so that the main and sub excitation coils 132, 134 are respectively centrally symmetrical, but arbitrary output characteristics can be obtained. Furthermore, in each of the above embodiments, the rate of change in the winding density of the two upper and lower coils 1321, 1341, 1322, 1342 constituting the main and sub excitation coils 132, 134 is determined by the change in the liquid level. Although it is made to be uniform along the direction, it may be made non-uniform in order to match the shape of the liquid storage tank or to obtain straight or arbitrary curved output characteristics. Furthermore, in each of the above embodiments, the liquid level information is displayed on the parent-child display 25, but it goes without saying that it may be used along with other information as basic data for calculating a certain physical quantity.

〔考案の効果〕[Effect of idea]

以上説明してきたように、この考案によれば、
液面位を非接触で検出できるため、耐久性に優れ
た液面検出装置が提供できる。また、この考案に
よれば、そのセンサ出力が液面位に対して連続的
に変化するため、液体の満量時又は少量時の分解
能が上がり、液面位の検出精度を高くできる。し
かも、この考案によれば、液面位変化範囲の全体
検出用の主検出部の他に少量時専用の副検出部を
も設けた構成であるので、低液面位をさらに高い
精度で検出でき、車両用燃料計等に好適な液面検
出装置が提供できる等の効果が得られる。
As explained above, according to this idea,
Since the liquid level can be detected without contact, a highly durable liquid level detection device can be provided. Further, according to this invention, since the sensor output changes continuously with respect to the liquid level, the resolution when the liquid is full or small is increased, and the accuracy of detecting the liquid level can be increased. Moreover, according to this invention, in addition to the main detection part for detecting the entire liquid level change range, there is also a sub-detection part exclusively for small quantity, so low liquid level can be detected with even higher accuracy. It is possible to obtain effects such as being able to provide a liquid level detection device suitable for vehicle fuel gauges and the like.

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

第1図はこの考案にかかる液面検出装置の第1
実施例を示す回路図、第2図は同じくその誘導型
液面センサの縦断面図、第3図は第1図回路中の
各点の波形図、第4図は同じくその誘導型液面セ
ンサの出力特性図、第5図は第2実施例を示す要
部回路図、第6図は第3実施例における誘導型液
面センサを示す縦断面図、第7図は従来の液面検
出装置を示す概略構成図である。 11……第1の交流信号源、12……第2の交
流信号源、13……誘導型液面センサ、132…
…主励磁コイル、134……副励磁コイル、13
6……検出コイル、138,138′……シヨー
トリング、1321,1341……上部コイル、
1322,1342……下部コイル。
Figure 1 shows the first part of the liquid level detection device according to this invention.
A circuit diagram showing an embodiment, FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the same inductive type liquid level sensor, FIG. 3 is a waveform diagram at each point in the circuit of FIG. 1, and FIG. 4 is also the same inductive type liquid level sensor. Fig. 5 is a main circuit diagram showing the second embodiment, Fig. 6 is a vertical cross-sectional view showing the inductive liquid level sensor in the third embodiment, and Fig. 7 is a conventional liquid level detection device. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11...First AC signal source, 12...Second AC signal source, 13...Inductive liquid level sensor, 132...
...Main excitation coil, 134...Subexcitation coil, 13
6...Detection coil, 138, 138'...Shot ring, 1321, 1341...Upper coil,
1322, 1342...lower coil.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 液面位の変化方向に沿つて上方から中間点に向
つて巻回密度が密から疎になるように形成された
上部コイル1321と前記中間点から下方に向つ
て巻回密度が疎から密になりかつ前記上部コイル
1321とは逆方向の磁束を発生するように形成
された下部コイル1322との直列体又は並列体
からなり、液面位検出範囲全体に亘つて設けられ
た主励磁コイル132と、液面位の変化方向に沿
つて上方から中間点に向つて巻回密度が密から疎
になるように形成された上部コイル1341と前
記中間点から下方に向つて巻回密度が疎から密に
なりかつ前記上部コイル1341とは逆方向の磁
束を発生するように形成された下部コイル134
2との直列体又は並列体からなり、液面位検出範
囲の下部範囲に対して設けられた副励磁コイル1
34と、前記主励磁コイル132及び副励磁コイ
ル134に磁気結合され、かつ略均一な巻回密度
に形成された検出コイル136と、前記主励磁コ
イル132及び副励磁コイル134のコイル軸又
は前記検出コイル136のコイル軸に対して同軸
的に配設され、かつ液面位に応じて上下動するシ
ヨートリング138,138′とからなる誘導型
液面センサ13を備え、前記主励磁コイル132
に第1の交流信号源11を接続すると共に、前記
副励磁コイル134に前記第1の交流信号源11
と周波数の異なる第2の交流信号源12を接続す
ることにより、前記検出コイル136から得られ
る誘導起電力に基づいて液面位を検出してなるこ
とを特徴とする液面検出装置。
The upper coil 1321 is formed so that the winding density becomes thinner to sparser from above toward the middle point along the direction of change in the liquid level, and the winding density becomes thinner from sparse toward the bottom from the middle point. The main excitation coil 132 is formed in series or in parallel with a lower coil 1322 formed to generate magnetic flux in the opposite direction to the upper coil 1321, and is provided over the entire liquid level detection range. , an upper coil 1341 formed such that the winding density becomes sparse from above toward the middle point along the direction of change in the liquid level, and a winding density from sparse to dense from the middle point downward. and a lower coil 134 formed to generate magnetic flux in a direction opposite to that of the upper coil 1341.
A sub-excitation coil 1 is formed in series or in parallel with 2 and is provided for the lower range of the liquid level detection range.
34, a detection coil 136 magnetically coupled to the main excitation coil 132 and the sub-excitation coil 134 and formed with substantially uniform winding density, and a coil axis of the main excitation coil 132 and the sub-excitation coil 134 or the detection coil 136. The main excitation coil 132 includes an inductive liquid level sensor 13 consisting of shot rings 138 and 138' that are disposed coaxially with the coil axis of the coil 136 and move up and down according to the liquid level.
The first AC signal source 11 is connected to the auxiliary excitation coil 134, and the first AC signal source 11 is connected to the
A liquid level detection device characterized in that the liquid level is detected based on the induced electromotive force obtained from the detection coil 136 by connecting a second alternating current signal source 12 having a different frequency.
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