JPH0240502Y2 - - Google Patents

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JPH0240502Y2
JPH0240502Y2 JP5739085U JP5739085U JPH0240502Y2 JP H0240502 Y2 JPH0240502 Y2 JP H0240502Y2 JP 5739085 U JP5739085 U JP 5739085U JP 5739085 U JP5739085 U JP 5739085U JP H0240502 Y2 JPH0240502 Y2 JP H0240502Y2
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coil
liquid level
detection
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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6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. 6, 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
疎から密になるように前記上部コイルとは逆方向
の誘導起電力を発生するように形成された下部コ
イルとの直列体からなり、かつ液面位検出範囲全
体に亘つて設けられた全体検出用の主検出コイル
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るように前記上部コイルとは
逆方向の誘導起電力を発生するように形成された
下部コイルとの直列体からなり、かつ液面位検出
範囲の下部範囲に対して設けられた少量時検出用
の副検出コイルと、前記主検出コイル及び副検出
コイルに磁気結合され、かつ液面位の変化方向に
沿つて略均一な巻回密度に形成された励磁コイル
と、前記主検出コイル及び副検出コイルのコイル
軸又は前記励磁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、
前記励磁コイルに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 body with a lower coil formed to generate an induced electromotive force in the opposite direction to the upper coil so that the winding density increases from sparse to dense toward the upper coil, and covers the entire liquid level detection range. a main detection coil for overall detection provided over the entire area, an upper coil formed so that the winding density becomes sparse from the top toward the middle point along the direction of change in the liquid level, and the middle point. It consists of a series body with a lower coil formed to generate an induced electromotive force in the opposite direction to the upper coil so that the winding density becomes denser from sparse toward the bottom, and the liquid level detection range A sub-detection coil for detecting a small amount is provided for the lower range of the sub-detection coil, and is magnetically coupled to the main detection coil and the sub-detection coil, and is formed with a substantially uniform winding density along the direction of change of the liquid level. An induction type consisting of an excitation coil, and a shot ring that is disposed coaxially with the coil axis of the main detection coil and sub-detection coil or the coil axis of the excitation coil, and that moves up and down according to the liquid level. Equipped with a liquid level sensor,
The structure is such that an 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、主及び副検出
コイルからは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夫々発生
することになるが、そのいずれか一方の誘導起電
力を液面位に応じて選択すると共に、その誘導起
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 main and sub-detection coils each generate induced electromotive force with a waveform that corresponds to the positional relationship of the shot ring with respect to the excitation coil. The liquid level is detected by selecting the induced electromotive force according to the current level and measuring the effective value of the waveform obtained by detecting the induced electromotive force every half cycle of the AC signal source.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この考案を図面に基づいて詳細に説明す
る。
This invention will be explained in detail below 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 a circuit diagram thereof, 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は交流信号源で、誘導
型液面センサ12の励磁コイル126及び検波制
御信号発生回路13に、第3図aに示す交流信号
aを出力する。なお、この交流信号aの周波数
は、後述する増幅回路151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1KHzに設定してある。13は検波制
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。14は選択回路で、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。)12の主検出コイル122からの出力
信号c(第3図c参照)と副検出コイル124か
らの出力信号d(第3図d参照)とを入力し、後
述のレベル比較回路18からの第1の制御信号g
が供給されてないときに前者の信号cを、また、
その第1の制御信号gが供給されているときに後
者の信号dを選択的に出力する。15は検波回路
で、前記選択回路14からの出力信号e(第3図
e参照)を適宜増幅する増幅回路151と、その
信号eを前記検波制御信号発生回路13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152とからなる。16は平滑回路で、前記検
波回路15からの出力信号f(第3図f参照)を
平滑する。17は電圧検出回路で、前記平滑回路
16から出力される直流電圧信号f′又はf″(第3図
f中のf′又はf″参照)の電圧値を検出する。18
はレベル比較回路で、前記平滑回路16からの電
圧信号f′,f″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にな
つたことを比較検出して第1及び第2の制御信号
g,g′を出力し、その第1の制御信号gは前記選
択回路14にセンサ出力切換え制御用として、ま
たその第2の制御信号g′は後述のバーグラフ式表
示器19にスケール表示切換え制御用として夫々
供給される。19はパーグラフ式表示器で、前記
電圧検出回路17からの出力データ(電圧信号
f′,f″の電圧値データ)をそれに応じてバー状セ
グメントの点灯範囲を変化させることにより表示
するバーグラフ表示部191と、該バーグラフ表
示部191のバー表示長さから液面位を読み取る
ためのスケール表示部192とからなる。さら
に、該スケール表示部192は前記バーグラフ表
示部191の一側に添設された全体検出用主スケ
ール表示部1921と該バーグラフ表示部191
の他側に添設された少量時検出用副スケール表示
部1922とからなり、前記主スケール表示部1
921は前記レベル比較回路18からの第2の制
御信号g′が供給されてないときに選択的に表示さ
れ、また、前記副スケール表示部1922は前記
第2の制御信号g′が供給されているときに選択的
に表示される。
First, the configuration will be explained based on FIG. 1 and FIG. The AC signal a shown in is output. The frequency of this alternating current signal a is a value that is low enough to allow circuit elements such as an operational amplifier constituting the amplifier circuit 151, etc., which will be described later, to exhibit the desired characteristics, and that does not cause resonance due to stray capacitance. If there is, it can be set arbitrarily, and in this embodiment it is set to 1KHz. Reference numeral 13 denotes a detection control signal generation circuit which inputs the AC signal a and outputs a pulsed detection control signal b (see FIG. 3b) in synchronization with the AC signal a. Reference numeral 14 denotes a selection circuit which outputs an output signal c from the main detection coil 122 (see FIG. 3c) of the inductive liquid level sensor (this will be explained in detail later) 12 and an output from the sub-detection coil 124. A signal d (see FIG. 3 d) is input, and a first control signal g from a level comparison circuit 18, which will be described later, is input.
The former signal c when is not supplied, and
The latter signal d is selectively output when the first control signal g is supplied. 15 is a detection circuit, which includes an amplifier circuit 151 that appropriately amplifies the output signal e (see FIG. 3 e) from the selection circuit 14; and an analog switch 152 for detecting the signal. A smoothing circuit 16 smoothes the output signal f (see f in FIG. 3) from the detection circuit 15. A voltage detection circuit 17 detects the voltage value of the DC voltage signal f' or f'' (see f' or f'' in FIG. 3f) output from the smoothing circuit 16. 18
is a level comparison circuit that detects when the voltage values of the voltage signals f' and f'' from the smoothing circuit 16 have become below a predetermined value corresponding to the upper limit of the small quantity detection range (see L 0 in Fig. 4). Comparative detection is performed to output first and second control signals g and g', the first control signal g is sent to the selection circuit 14 for sensor output switching control, and the second control signal g' is These are supplied to a bar graph type display 19, which will be described later, for scale display switching control.19 is a bar graph type display, and the output data (voltage signal) from the voltage detection circuit 17 is supplied to
f', f'' voltage value data) by changing the lighting range of bar-shaped segments accordingly, and a bar graph display section 191 that displays the liquid level from the bar display length of the bar graph display section 191. The scale display section 192 includes a main scale display section 1921 for overall detection attached to one side of the bar graph display section 191, and a scale display section 192 for reading the bar graph display section 191.
It consists of a sub-scale display section 1922 for small quantity detection attached to the other side, and the main scale display section 1
921 is selectively displayed when the second control signal g' from the level comparison circuit 18 is not supplied, and the subscale display section 1922 is selectively displayed when the second control signal g' is not supplied from the level comparison circuit 18. selectively displayed when

次にここで、誘導型液面センサ12について説
明すると、この誘導型液面センサ12は、概略的
には、コア121に巻回された主検出コイル12
2と、この主検出コイル122を収納するプラス
チツク製内側ケース123の外周に巻回された副
検出コイル124と、この副検出コイル124を
収納するプラスチツク製外側ケース125の外周
に巻回された励磁コイル126と、液面位に応じ
て上下動するフロート127に設けられたコイル
からなるシヨートリング128とからなるが、さ
らに詳細に説明すると、前記主検出コイル122
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121に巻回形
成された上部コイル1221と下部コイル122
2との直列体からなり、前記上部コイル1221
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1222は前記上部コイ
ル1221とは逆方向の誘導起電力を発生するよ
うに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いる。また、前記副検
出コイル124は、前記主検出コイル122を収
納するプラスチツク製内側ケース123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1241と下部コイル1242
との直列体からなり、前記上部コイル1241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1242は前記上部コイ
ル1241とは逆方向の誘導起電力を発生するよ
うに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いる。また、前記励磁
コイル126は、前記主及び副励磁コイル12
2,124を収納するプラスチツク製外側ケース
125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125の外
周に巻回形成されることにより、前記主及び副検
出コイル122,124に磁気結合されている。
さらに、この励磁コイル126は前記交流信号源
11に接続されている。さらに、また、シヨート
リング128は、前記励磁コイル126が巻回形
成された前記外側ケース125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127の
外周に巻回形成されており、これにより、前記主
及び副検出コイル122,124並びに励磁コイ
ル126に磁気結合されている。
Next, the inductive liquid level sensor 12 will be explained. Generally speaking, the inductive liquid level sensor 12 consists of a main detection coil 12 wound around a core 121.
2, a sub-detection coil 124 wound around the outer circumference of a plastic inner case 123 that houses this main detection coil 122, and an excitation coil wound around the outer circumference of a plastic outer case 125 that houses this sub-detection coil 124. It consists of a coil 126 and a shot ring 128 which is a coil provided on a float 127 that moves up and down depending on the liquid level.To explain in more detail, the main detection coil 122
An upper coil 1221 and a lower coil 122 are wound around a core 121 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 1221
is from the top to the center (the midpoint of 1/2 of the liquid level detection range)
The lower coil 1222 is formed so that the winding density becomes from dense to sparse as the winding density decreases downward from the center so that the lower coil 1222 generates an induced electromotive force in the opposite direction to that of the upper coil 1221. are formed from sparse to dense. Further, the sub detection coil 124 extends over a small amount detection range (for example, a range from 1/3 of the liquid level detection range to the lower limit here) on the outer periphery of the plastic inner case 123 that houses the main detection coil 122. Upper coil 1241 and lower coil 1242 wound together
The upper coil 1241 is arranged in series with
The winding density decreases downward from the center so that the lower coil 1242 generates an induced electromotive force in the opposite direction to that of the upper coil 1241. are formed from sparse to dense. Further, the excitation coil 126 is connected to the main and sub excitation coils 12.
The outer case 125 made of plastic that houses the plastic outer case 125 is wound with a 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 outer case 125. By being wound around the outer periphery of the coil, it is magnetically coupled to the main and sub-detection coils 122 and 124.
Furthermore, this excitation coil 126 is connected to the AC signal source 11. Furthermore, the shot ring 128 is wound around the outer periphery of a float 127 that is loosely fitted around the outer periphery of the outer case 125 around which the excitation coil 126 is wound and moves up and down according to the liquid level, Thereby, it is magnetically coupled to the main and sub detection coils 122, 124 and the excitation coil 126.

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128
は、第1図又は第2図に示すように励磁コイル1
26を介して主検出コイル122の上部コイル1
221にのみ対向し、その下部コイル1222及
び副検出コイル124には対向してない状態にあ
る。従つて、副検出コイル124の上部及び下部
コイル1241,1242には励磁コイル126
からの磁束がシヨートリング128によつて何ら
シヨートされることなく作用することになるが、
その上部コイル1241に発生する誘導起電力と
その下部コイル1242に発生する誘導起電力と
は正負逆符号で互に打消し合う値であるため、こ
の副検出コイル124から出力されるべき誘導起
電力は零となる。一方、励磁コイル126のシヨ
ートリング128が対向している部分、すなわち
シヨートリング対向部分によつて発生する磁気エ
ネルギはシヨートリング128によつて消費さ
れ、その結果、そのシヨートリング対向部分によ
る磁束が主検出コイル122の上部コイル122
1に作用せず、その上部コイル1221による誘
導起電力が発生しなくなるため、その上部コイル
1221による誘導起電力と打消し合うべき下部
コイル1222による誘導起電力のみが打消され
ずに残り、それが主検出コイル122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、主検出コイル122からは、第3図cの左
半分に示すように、交流信号源11の交流信号a
(第3図c中の点線図示の波形参照)と同一位相
で、かつ液面位検出範囲の1/2の中間点から見た
液面位に応じた波高値の誘導起電力が出力される
が、副検出コイル124からは、第3図dの左半
分に示すように、誘導起電力は何ら出力されな
い。
First, considering the case where the liquid level is at a high level, in this case, the shot ring 128
is the excitation coil 1 as shown in Fig. 1 or Fig. 2.
26 to the upper coil 1 of the main detection coil 122
221 and not its lower coil 1222 and sub-detection coil 124. Therefore, the excitation coil 126 is connected to the upper and lower coils 1241 and 1242 of the sub-detection coil 124.
The magnetic flux from the shot ring 128 acts without being shot in any way.
Since the induced electromotive force generated in the upper coil 1241 and the induced electromotive force generated in the lower coil 1242 have opposite signs and cancel each other out, the induced electromotive force that should be output from this sub-detection coil 124 becomes zero. On the other hand, the magnetic energy generated by the part of the excitation coil 126 that is opposed to the shot ring 128, that is, the part that faces the shot ring, is consumed by the shot ring 128, and as a result, the magnetic flux due to the part that faces the shot ring is transferred to the main detection coil 122. Upper coil 122
1, and the induced electromotive force by the upper coil 1221 is no longer generated, so only the induced electromotive force by the lower coil 1222, which should cancel out the induced electromotive force by the upper coil 1221, remains without being canceled. It is output from the main detection coil 122. When the liquid level is at a high level, the main detection coil 122 outputs the AC signal a from the AC signal source 11, as shown in the left half of FIG. 3c.
(Refer to the waveform shown by the dotted line in Figure 3 c) The induced electromotive force is output in the same phase as the waveform shown by the dotted line in Figure 3c, and with a peak value corresponding to the liquid level as seen from the midpoint of 1/2 of the liquid level detection range. However, as shown in the left half of FIG. 3d, no induced electromotive force is output from the sub-detection coil 124.

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128
は、励磁コイル126を介して左検出コイル12
2の下部コイル1222と副検出コイル124の
上部又は下部コイル1241,1242とに夫々
対向している状態にある。従つて、励磁コイル1
26のシヨートリング128が対向している部
分、すなわち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はシヨートリング128によ
つて消費され、その結果、そのシヨートリング対
向部分による磁束が主検出コイル122の下部コ
イル1222及び副検出コイル124の上部又は
下部コイル1241,1242に夫々作用せず、
その主検出コイル122の下部コイル1222に
よる誘導起電力と副検出コイル124の上部又は
下部コイル1241,1242による誘導起電力
とが夫々発生しなくなるため、主検出コイル12
2からはその下部コイル1222による誘導起電
力と打消し合うべき上部コイル1221による誘
導起電力のみが打消されずに残つて出力され、ま
た副検出コイル124からはその上部又は下部コ
イル1241,1242による誘導起電力と打消
し合うべき下部又は上部コイル1242,124
1による誘導起電力のみが打消されずに残つて出
力される。しかして、液面位が低レベル状態にあ
る場合は、主検出コイル122からは、第3図c
の右半分に示すように、交流信号源11の交流信
号a(第3図c中の点線図示の波形参照)と同一
位相で、かつ液面位検出範囲の1/2の中間点から
見た液面位に応じた波高値の誘導起電力が出力さ
れ、また副検出コイル124からは、第3図dの
右半分に示すように、交流信号源11の交流信号
a(第3図d中の点線図示の波形参照)と同一位
相で、かつ少量時検出範囲の1/2の中間点から見
た液面位に応じた波高値の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 128
is the left detection coil 12 via the excitation coil 126.
2 and the upper or lower coils 1241 and 1242 of the sub-detection coil 124, respectively. Therefore, excitation coil 1
The magnetic energy generated by the opposing portions of the shot rings 128 of the 26 shot rings 128 is consumed by the shot rings 128, and as a result, the magnetic flux due to the shot ring opposing portions is transferred to the lower coil 1222 of the main detection coil 122 and the magnetic energy generated by the shot ring opposing portions. does not act on the upper or lower coils 1241 and 1242 of the sub-detection coil 124, respectively;
Since the induced electromotive force caused by the lower coil 1222 of the main detection coil 122 and the induced electromotive force caused by the upper or lower coils 1241 and 1242 of the sub-detection coil 124 are no longer generated, the main detection coil 12
2, only the induced electromotive force caused by the upper coil 1221 that should cancel out the induced electromotive force caused by the lower coil 1222 remains and is output from the sub-detection coil 124. Lower or upper coils 1242, 124 to cancel the induced electromotive force
Only the electromotive force induced by 1 remains uncancelled and is output. Therefore, when the liquid level is at a low level, the main detection coil 122 detects the
As shown in the right half of , the signal has the same phase as the AC signal a of the AC signal source 11 (see the waveform shown by the dotted line in Figure 3 c) and is viewed from the midpoint of 1/2 of the liquid level detection range. An induced electromotive force having a peak value corresponding to the liquid level is output, and the sub-detection coil 124 outputs an AC signal a from the AC signal source 11 (in Figure 3 d), as shown in the right half of Figure 3 d. An induced electromotive force is output that has the same phase as the waveform shown by the dotted line (see the waveform shown in the dotted line diagram) and has a peak value that corresponds to the liquid level as seen from the midpoint of 1/2 of the detection range when the amount is small.

しかして、誘導型液面センサ12の主検出コイ
ル122から出力される誘導起電力c(第3図c
参照)と、副検出コイル124から出力される誘
導起電力d(第3図d参照)とは、選択回路14
に夫々入力され、この選択回路14からは、レベ
ル比較回路18からの第1の制御信号gにより制
御されて、液面位が高レベル状態にあるときに
は、主検出コイル122からの誘導起電力cが選
択的に出力され、また液面位が低レベル状態にあ
るときには、副検出コイル124からの誘導起電
力dが選択的に出力される。この選択回路14か
ら出力される電圧信号e(第3図e参照)は、第
3図bに示すようなタイミングで検波制御信号発
生回路13から出力される検波制御信号bに基づ
いて検波回路15で検波されることになり、この
検波回路15からは、第3図fに示す波形の電圧
信号fが出力される。この出力信号fは平滑回路
16に供給されて平滑される(第3図f中のf′,
f″参照)。この平滑によつて得られる直流電圧f′,
f″は、主及び副検出コイル122,124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f′,f″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、電圧検出回路17によつて読み取ら
れたのち、バーグラス式表示器19によつてその
時々の液面位としてバーグラフ表示されることに
なる。
Therefore, the induced electromotive force c (FIG. 3c) output from the main detection coil 122 of the inductive liquid level sensor 12
) and the induced electromotive force d (see FIG. 3 d) output from the sub-detection coil 124.
The selection circuit 14 is controlled by the first control signal g from the level comparison circuit 18, and when the liquid level is at a high level, the induced electromotive force c from the main detection coil 122 is controlled by the first control signal g from the level comparison circuit 18. is selectively output, and when the liquid level is at a low level, the induced electromotive force d from the sub-detection coil 124 is selectively output. The voltage signal e (see FIG. 3e) output from the selection circuit 14 is sent to the detection circuit 15 based on the detection control signal b output from the detection control signal generation circuit 13 at the timing shown in FIG. 3b. The voltage signal f having the waveform shown in FIG. 3f is output from the detection circuit 15. This output signal f is supplied to the smoothing circuit 16 and smoothed (f' in Fig. 3 f,
f′).The DC voltage obtained by this smoothing is f′,
f″ is determined according to the change in the liquid level because the main and sub-detection coils 122 and 124 are wound from dense to sparse and then from sparse to dense along the direction of change in the liquid level. The DC voltage changes as shown by curves f' and f'' in FIG. The current liquid level will be displayed as a bar graph.

次に、第5図に第2実施例を示す。この実施例
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128′を用いたもの
で、このシヨートリング128′は磁気エネルギ
を渦損で消費させる働きをする。
Next, FIG. 5 shows a second embodiment. In this embodiment, a ring-shaped disk 128' made of metal such as aluminum is used as the shot ring of this invention, and this shot ring 128' functions to consume magnetic energy by eddy loss.

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f=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 principle, a coil alone can act as a short ring, but by inserting a capacitor in series and setting the input frequency to the resonant frequency f = 1/2π√LC, the short ring can be used as a combination of a coil and a capacitor. By creating a resonant circuit consisting of a series circuit, the current value flowing through the series circuit is maximized, and energy consumption within the short 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、主及び副検出コ
イル122,124と励磁コイル126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、上記各実施例では、主及び副
検出コイル122,124が夫々中央対称型とな
るように上部コイル1221,1241及び下部
コイル1222,1242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、主及び副検
出コイル122,124を構成する上下2つのコ
イル1221,1241,1222,1242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
報をバーグラフ式表示器19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 detection coils 122, 124 and the excitation coil 126 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 each of the above embodiments, the upper coils 1221, 1241 and the lower coils 1222, 1242 are wound so that the main and sub detection coils 122, 124 are centrally symmetrical, respectively.
The center may be asymmetrical so as to obtain an arbitrary output characteristic. Furthermore, in each of the above embodiments, the winding density of the upper and lower two coils 1221, 1241, 1222, 1242 constituting the main and sub detection coils 122, 124 is Although the rate of change is made uniform along the direction of liquid level change, it may be made non-uniform to match the shape of the liquid storage tank or to obtain straight or arbitrary curved output characteristics. good. Furthermore, in each of the above embodiments, the liquid level information is displayed on the bar graph display 19, 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 the drawing]

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実施例における
誘導型液面センサを示す縦断面図、第6図は従来
の液面検出装置を示す概略構成図である。 11……交流信号源、12……誘導型液面セン
サ、122……主検出コイル、124……副検出
コイル、126……励磁コイル、128,12
8′……シヨートリング、1221,1241…
…上部コイル、1222,1242……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 longitudinal sectional view showing an inductive liquid level sensor in the second embodiment, and FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a conventional liquid level detecting device. 11... AC signal source, 12... Inductive liquid level sensor, 122... Main detection coil, 124... Sub detection coil, 126... Excitation coil, 128, 12
8'...Shot ring, 1221, 1241...
...Upper coil, 1222, 1242...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1221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るように前記上部コイ
ル1221とは逆方向の誘導起電力を発生するよ
うに形成された下部コイル1222との直列体か
らなり、かつ液面位検出範囲全体に亘つて設けら
れた主検出コイル122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1241と
前記中間点から下方に向つて巻回密度が疎から密
になるように前記上部コイル1241とは逆方向
の誘導起電力を発生するように形成された下部コ
イル1242との直列体からなり、かつ液面位検
出範囲の下部範囲に対して設けられた副検出コイ
ル124と、前記主検出コイル122及び副検出
コイル124に磁気結合され、かつ液面位の変化
方向に沿つて略均一な巻回密度に形成された励磁
コイル126と、前記主検出コイル122及び副
検出コイル124のコイル軸又は前記励磁コイル
126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12
8,128′とからなる誘導型液面センサ12を
備え、前記励磁コイル126に交流信号源11を
接続することにより前記主検出コイル122又は
副検出コイル124のいずれか一方から選択的に
誘導起電力を得、該誘導起電力を前記交流信号源
11の半サイクル毎に検波することにより得られ
る波形の実効値を検出出力としてなることを特徴
とする液面検出装置。
The upper coil 1221 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 detection coil 122 consists of a series body with a lower coil 1222 formed to generate an induced electromotive force in the opposite direction to the upper coil 1221, and is provided over the entire liquid level detection range. The upper coil 1241 is formed so that the winding density becomes sparse from above toward the middle point along the direction of change in the liquid level, and the winding density becomes sparse from the middle point downward. The lower coil 1242 is formed in series with a lower coil 1242 formed to be densely arranged so as to generate an induced electromotive force in the opposite direction to the upper coil 1241, and is provided for the lower range of the liquid level detection range. A sub-detection coil 124, an excitation coil 126 magnetically coupled to the main detection coil 122 and the sub-detection coil 124 and formed with substantially uniform winding density along the direction of change in liquid level, and the main detection coil 126. 122 and a shot ring 12 that is disposed coaxially with the coil axis of the sub-detection coil 124 or the coil axis of the excitation coil 126, and that moves up and down according to the liquid level.
8 and 128', and by connecting the AC signal source 11 to the excitation coil 126, the induced voltage is selectively generated from either the main detection coil 122 or the sub-detection coil 124. A liquid level detection device characterized in that the effective value of a waveform obtained by obtaining electric power and detecting the induced electromotive force every half cycle of the AC signal source 11 is used as a detection output.
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