JPH0345223A - 電気湯沸し器 - Google Patents
電気湯沸し器Info
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- JPH0345223A JPH0345223A JP17957889A JP17957889A JPH0345223A JP H0345223 A JPH0345223 A JP H0345223A JP 17957889 A JP17957889 A JP 17957889A JP 17957889 A JP17957889 A JP 17957889A JP H0345223 A JPH0345223 A JP H0345223A
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- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims 1
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は一般家庭で使用される電気湯沸し器に関し、特
に水量検出に関するものである。
に水量検出に関するものである。
従来の技術
従来のこの種の電気湯沸し器は、第６図に示すように容
器１９の底部と上部に連通する水量管２０の途中に適所
に複数のフォトインタラプタ２１を配し、これらフォト
インクラブタ２１の設置間隔よりも長い浮子２２を水量
管２０内に位置３へ−７ させ、必ずいずれかのフォトインクラブタ２１により浮
子２２の位置を検出していた。そしてどのフォトインタ
ラプタ２１が浮子２２を検出したかにより水位を判別し
て段階的に表示していた。また、２３は容器１９を加熱
する加熱手段である。
器１９の底部と上部に連通する水量管２０の途中に適所
に複数のフォトインタラプタ２１を配し、これらフォト
インクラブタ２１の設置間隔よりも長い浮子２２を水量
管２０内に位置３へ−７ させ、必ずいずれかのフォトインクラブタ２１により浮
子２２の位置を検出していた。そしてどのフォトインタ
ラプタ２１が浮子２２を検出したかにより水位を判別し
て段階的に表示していた。また、２３は容器１９を加熱
する加熱手段である。
また、電気湯沸し器にかける他の水量（水位）検出とし
て第７図会よび第８図に示すものがある。
て第７図会よび第８図に示すものがある。
すなわち、水量管２０の外周面に設けた電極６と、水量
管２０内の水そのものとを２つの電極とする静電容量２
４によう周波数が決筐る発振回路を構成し、この発振周
波数から水量を演算して表示するものもあった。この発
振回路は第８図に示すように、インバータ２７．２Ｂ
、抵抗２９，３０゜静電容量２４（抵抗２６成分を含む
）から構成されていた。
管２０内の水そのものとを２つの電極とする静電容量２
４によう周波数が決筐る発振回路を構成し、この発振周
波数から水量を演算して表示するものもあった。この発
振回路は第８図に示すように、インバータ２７．２Ｂ
、抵抗２９，３０゜静電容量２４（抵抗２６成分を含む
）から構成されていた。
発明が解決しようとする課題
しかし、前者の電気湯沸し器における水量検出の分解能
を高めるためには、フォトインクラマ°り２１の数を増
やさねばならず、高価になるうえ、部品点数が増えて構
成が複雑になるという課題を有していた。
を高めるためには、フォトインクラマ°り２１の数を増
やさねばならず、高価になるうえ、部品点数が増えて構
成が複雑になるという課題を有していた。
瞥た、後者の電気湯沸し器に釦ける水量検出では、水量
管２０内の水を直接電極としているため、純水のような
電気伝導度の小さい水の場合は抵抗２５が大きくなシ安
定な発振ができないという課題を有していた。さらに、
電極２３は対地間に浮遊容量２６を有するため、人が近
づくと発振周波数が変化し水量検出に誤差を生じるとい
う課題も有していた。
管２０内の水を直接電極としているため、純水のような
電気伝導度の小さい水の場合は抵抗２５が大きくなシ安
定な発振ができないという課題を有していた。さらに、
電極２３は対地間に浮遊容量２６を有するため、人が近
づくと発振周波数が変化し水量検出に誤差を生じるとい
う課題も有していた。
本発明は上記課題に鑑み、水質や外乱に左右されず、高
い分解能で精度良く水量検知できる電気湯沸し滞を得る
ことを第１の目的とする。
い分解能で精度良く水量検知できる電気湯沸し滞を得る
ことを第１の目的とする。
第２の目的は温度影響による水量検知精度の低下を防止
することにある。
することにある。
第３の目的は水量検出の信頼性を高めることにある０
課題を解決するための手段
上記第１の目的を達成するために本発明の第１の技術的
手段は、水量管内に設けた浮子と、水量管下部に設けた
超音波送受信素子と、この超音波５、、 送受信素子の駆動手段釦よび受信手段と、送信から反射
波を受信するまでの時間を計時するタイマ手段と、タイ
マ手段の計時値から水量を演算して求める水量検出手段
とを有するものである。
手段は、水量管内に設けた浮子と、水量管下部に設けた
超音波送受信素子と、この超音波５、、 送受信素子の駆動手段釦よび受信手段と、送信から反射
波を受信するまでの時間を計時するタイマ手段と、タイ
マ手段の計時値から水量を演算して求める水量検出手段
とを有するものである。
また、第２の目的を達成するために本発明の第２の技術
的手段は、容器内の温度検知手段の検出温度とタイマ手
段とから水量を検出する水量検出手段を設けたものであ
る。
的手段は、容器内の温度検知手段の検出温度とタイマ手
段とから水量を検出する水量検出手段を設けたものであ
る。
さらに、第３の目的を達成するために本発明の第３の技
術的手段は、超音波送受信素子を容器の底部より所定以
上下方に配設したものである。
術的手段は、超音波送受信素子を容器の底部より所定以
上下方に配設したものである。
作 用
上記第１の技術的手段１により、水量管下部に設けた超
音波送受信素子から出力されて、水量管内の浮子により
反射されて返って来た反射波を受信し、送信から受信１
での時間を計時して、この時間から水量を演算して求め
るものであるから、水質に関係なく精度良く水量を検出
できるものである。
音波送受信素子から出力されて、水量管内の浮子により
反射されて返って来た反射波を受信し、送信から受信１
での時間を計時して、この時間から水量を演算して求め
るものであるから、水質に関係なく精度良く水量を検出
できるものである。
筐た、第２の技術的手段によれば、水量管下部６ヘー／
゛ に設けた超音波送受信素子により浮子筐での距離を測シ
、さらに温度により変化する音速を補正して水量を検出
する。
゛ に設けた超音波送受信素子により浮子筐での距離を測シ
、さらに温度により変化する音速を補正して水量を検出
する。
さらに、第３の技術的手段によれば、浮子と超音波送受
信素子との距離を大きくとっているため、浮子からの反
射波と超音波送受信素子の発振後の機械振動との差を明
確に区別でき、信頼性の高い水量検出を行える。
信素子との距離を大きくとっているため、浮子からの反
射波と超音波送受信素子の発振後の機械振動との差を明
確に区別でき、信頼性の高い水量検出を行える。
実施例
以下、本発明の一実施例について第１図および第２図を
参照して説明する。第１図に示すように、容器１の上部
と底部とで連通する水量管２の下部に超音波送受信素子
９を設け、駆動手段１０により駆動し水量管２内の上方
に向けて超音波を出力する。受信手段１１は水量管２内
の浮子１２で反射された超音波を前記超音波送受信素子
９を介して受信し、タイマ手段１３に出力する。タイマ
手段１３は前記駆動手段１０により送信してから受信手
段１１により反射波を受信する！での時間を計時し、水
量検出手段１４に出力する。水量検出７Ａ 手段１４は、時間データから水量を演算して、水量表示
手段１５に出力する。１６は容器１を加熱する加熱手段
で、ヒータ、誘導加熱用の加熱コイル等である。
参照して説明する。第１図に示すように、容器１の上部
と底部とで連通する水量管２の下部に超音波送受信素子
９を設け、駆動手段１０により駆動し水量管２内の上方
に向けて超音波を出力する。受信手段１１は水量管２内
の浮子１２で反射された超音波を前記超音波送受信素子
９を介して受信し、タイマ手段１３に出力する。タイマ
手段１３は前記駆動手段１０により送信してから受信手
段１１により反射波を受信する！での時間を計時し、水
量検出手段１４に出力する。水量検出７Ａ 手段１４は、時間データから水量を演算して、水量表示
手段１５に出力する。１６は容器１を加熱する加熱手段
で、ヒータ、誘導加熱用の加熱コイル等である。
次に第２図により動作を説明する。１ずステップ１０１
で、前記駆動手段１０により超音波を出力し、ステップ
１０２でタイマ手段１３による計時をスタートする。ス
テップ１０３，１０４により超音波出力を継続時間１０
μ式のバーストパルスとする。次に、ステップ１０５で
４０μ０待機する。本実施例にち−いては、超音波受信
素子９を小さく構成し、かつ、指向特性を良くするため
に、超音波の送信と受信に同一の圧電素子を用いている
。ところが、超音波の出力停止後も超音波送受信素子９
釦よび水量管２などには機械的振動が残って釦シ、この
減衰振動と、浮子１２による反射波を正しく区別するた
めにステップ１０５の待機時間を設けている。ここで、
水量検出の下限を考えてみる。超音波の送信から受信１
での時間をｔとし、超音波送受信素子９と浮子１２との
距離を、水中での音速をＣ ５００ｍ ／ ＳｅＣとすると、 ４ となる。
で、前記駆動手段１０により超音波を出力し、ステップ
１０２でタイマ手段１３による計時をスタートする。ス
テップ１０３，１０４により超音波出力を継続時間１０
μ式のバーストパルスとする。次に、ステップ１０５で
４０μ０待機する。本実施例にち−いては、超音波受信
素子９を小さく構成し、かつ、指向特性を良くするため
に、超音波の送信と受信に同一の圧電素子を用いている
。ところが、超音波の出力停止後も超音波送受信素子９
釦よび水量管２などには機械的振動が残って釦シ、この
減衰振動と、浮子１２による反射波を正しく区別するた
めにステップ１０５の待機時間を設けている。ここで、
水量検出の下限を考えてみる。超音波の送信から受信１
での時間をｔとし、超音波送受信素子９と浮子１２との
距離を、水中での音速をＣ ５００ｍ ／ ＳｅＣとすると、 ４ となる。
第２図のステップ１０５で４０μ激待機するからｔ−＝
４０Ｘ１０−６〔武〕を用いて１＝−ｔ−Ｃ ＝ −×４０Ｘ１０−６Ｘ１．５Ｘ１０（ｍｍ／ ８
］＝ ３０〔柵〕 そこで本実施例に釦いては、超音波送受信素子９の設置
位置を容器１の底面ようも約４０ｍ１ｌｌＴ方にしてい
る。次に第２図のステップ１０５の待機時間が経過する
と、ステップ１０６で前記受信手段１１のは力を入力し
てみて、反射波を受信しているかどうかをステップ１０
７でチエツクする。
４０Ｘ１０−６〔武〕を用いて１＝−ｔ−Ｃ ＝ −×４０Ｘ１０−６Ｘ１．５Ｘ１０（ｍｍ／ ８
］＝ ３０〔柵〕 そこで本実施例に釦いては、超音波送受信素子９の設置
位置を容器１の底面ようも約４０ｍ１ｌｌＴ方にしてい
る。次に第２図のステップ１０５の待機時間が経過する
と、ステップ１０６で前記受信手段１１のは力を入力し
てみて、反射波を受信しているかどうかをステップ１０
７でチエツクする。
反射波を受信するとステップ１０８に進みタイマ手段１
３による計時を停止し、ステップ１０９で送信から受信
１でに要した時間をもとに水量を演算する。
３による計時を停止し、ステップ１０９で送信から受信
１でに要した時間をもとに水量を演算する。
９１・−７
次に、水量検出の分解能について述べる。本実施例に釦
いて、第２図のステップ１０６ 、１０７によりサンプ
リング間隔は４μ０であり、これをＪｔとして、浮子１
２捷での距離の分解能をｌ（１とすると、 −３〔ｍｍ〕 となる。容器１は有底円筒形であシ、半径約７５〔叩〕
のものを使用しているので、水量検知の分解能ＪＶは、 ｌ■＝πｒ−１１ ＝ π Ｘ７．５ Ｘｏ、３ ＝−６３（匡〕 となる。
いて、第２図のステップ１０６ 、１０７によりサンプ
リング間隔は４μ０であり、これをＪｔとして、浮子１
２捷での距離の分解能をｌ（１とすると、 −３〔ｍｍ〕 となる。容器１は有底円筒形であシ、半径約７５〔叩〕
のものを使用しているので、水量検知の分解能ＪＶは、 ｌ■＝πｒ−１１ ＝ π Ｘ７．５ Ｘｏ、３ ＝−６３（匡〕 となる。
本実施例では、前記水量検出手段１４により、水量を演
算し求めたのち、１００〔）〕未満を切シ捨てて水量表
示手段１５に表示している。
算し求めたのち、１００〔）〕未満を切シ捨てて水量表
示手段１５に表示している。
次に、本発明の他の実施例について第３図〜第１０ヶ−
７ ５図を参照して説明する。本実施例では第３図に示すよ
うに、温度検出手段１８により、容器１の外底部に圧接
された温度検出素子１７の出力を入力して、容器１内の
湯温を間接的に検出して水量検出手段１４に出力する構
成としている。そして水量検出手段１４はタイマ手段１
３の計時データから水量を演算し、さらに温度検出手段
１５の検出温度によジ補正演算を行ない、水量表示手段
１がこれを表示する。
７ ５図を参照して説明する。本実施例では第３図に示すよ
うに、温度検出手段１８により、容器１の外底部に圧接
された温度検出素子１７の出力を入力して、容器１内の
湯温を間接的に検出して水量検出手段１４に出力する構
成としている。そして水量検出手段１４はタイマ手段１
３の計時データから水量を演算し、さらに温度検出手段
１５の検出温度によジ補正演算を行ない、水量表示手段
１がこれを表示する。
次に第４図により動作を説明する。ステップ１０１〜１
０８１では第１の実施例と同様であシ、その説明を省略
する。ステップ１０８でタイマ手段１３による計時を停
止し、ステップ１１０で送信から受信１でに要した時間
ｔをもとに、水量を求める。ここでは１ず、水中の超音
波の音速ＣをＣ＝１５ｏｏｍ／ｓｅｃとして、超音波受
信素子９と浮子１２との距離ｌを計算する。例えばｔ
＝ ２００μ０の場合は、 １１ 、７ １＝−・ ｔ、Ｃ ＝−・２００Ｘ １０−６［ＳｅＣ］ ・１５００ （
ｍ／５ｅｃ）＝０．１５（ｍ：］ となり、浮子１２は超音波送受信素子９の上方１５０闘
の位置に浮んでいることになる。そして、前述したよう
に超音波送受信素子９が容器１の底部よりも下方に位置
している分と、浮子１２の超音波反射面と水面との差を
合わせて、本実施例では４０闘を補正し、容器１底面か
ら水面までの距離β′は１１０ｍｍであるとわかる。容
器１は円筒形状であるので、超音波の水中音速を１ｓｏ
ｏｍ／Ｓｅｃと仮定したときの標準水量が求渣る。
０８１では第１の実施例と同様であシ、その説明を省略
する。ステップ１０８でタイマ手段１３による計時を停
止し、ステップ１１０で送信から受信１でに要した時間
ｔをもとに、水量を求める。ここでは１ず、水中の超音
波の音速ＣをＣ＝１５ｏｏｍ／ｓｅｃとして、超音波受
信素子９と浮子１２との距離ｌを計算する。例えばｔ
＝ ２００μ０の場合は、 １１ 、７ １＝−・ ｔ、Ｃ ＝−・２００Ｘ １０−６［ＳｅＣ］ ・１５００ （
ｍ／５ｅｃ）＝０．１５（ｍ：］ となり、浮子１２は超音波送受信素子９の上方１５０闘
の位置に浮んでいることになる。そして、前述したよう
に超音波送受信素子９が容器１の底部よりも下方に位置
している分と、浮子１２の超音波反射面と水面との差を
合わせて、本実施例では４０闘を補正し、容器１底面か
ら水面までの距離β′は１１０ｍｍであるとわかる。容
器１は円筒形状であるので、超音波の水中音速を１ｓｏ
ｏｍ／Ｓｅｃと仮定したときの標準水量が求渣る。
次にステップ１１１で温度検出手段１８の温度データを
入力し、温度補正を行う。第５図に示すように、水中で
の超音波の音速は、通常、電気湯沸しを用いる条件でマ
イナス６φ〜プラス４％程度変化するが、本実施例では
、偏差量１％を目安として補正を行ない、１０の未満は
四捨五入により求めた。こうして演算して求められた水
量は水量表示手段１５によって表示される。
入力し、温度補正を行う。第５図に示すように、水中で
の超音波の音速は、通常、電気湯沸しを用いる条件でマ
イナス６φ〜プラス４％程度変化するが、本実施例では
、偏差量１％を目安として補正を行ない、１０の未満は
四捨五入により求めた。こうして演算して求められた水
量は水量表示手段１５によって表示される。
この結果、容器１内の残水量を簡単に知ることができる
。捷た、この水量表示は、湯呑み等に湯を注いでいると
きも行なわれているので、所定の量だけ湯を出す場合な
どにも便利である。
。捷た、この水量表示は、湯呑み等に湯を注いでいると
きも行なわれているので、所定の量だけ湯を出す場合な
どにも便利である。
発明の効果
以上述べたように、本発明によれば、水量管下部に設け
た超音波送受信素子と水量管内の浮子との距離を超音波
の伝搬時間を計時することにより求めて、水量を検出す
るものであるから、高精度で分解能の高い水量検出を簡
単な構成で実現することができる。また、温度検知手段
による温度デクにより音速を補正するため、温度影響を
受けることなく精度高い水量検出ができる。さらに、超
音波送受信素子を容器の底部より下方に配して超音波送
受信素子と浮子との距離を大きくとっているため、浮子
からの反射波を正確に検出して信頼性の高い水量検出を
可能とする。
た超音波送受信素子と水量管内の浮子との距離を超音波
の伝搬時間を計時することにより求めて、水量を検出す
るものであるから、高精度で分解能の高い水量検出を簡
単な構成で実現することができる。また、温度検知手段
による温度デクにより音速を補正するため、温度影響を
受けることなく精度高い水量検出ができる。さらに、超
音波送受信素子を容器の底部より下方に配して超音波送
受信素子と浮子との距離を大きくとっているため、浮子
からの反射波を正確に検出して信頼性の高い水量検出を
可能とする。
第１図は本発明の一実施例にかける電気湯沸し１３ヘー
ノ 器のブロック図、第２図は同実施例の動作を示すフロー
チャート、第３図は本発明の他の実施例における電気湯
沸し器のブロック図、第４図は同実施例の動作を示すフ
ローチャート、第５図は温度と音速との関係を示すグラ
フ、第６図は従来例を示す電気湯沸し器の構成図、第７
図は他の従来例を示す電気湯沸し器の構成図、第８図は
同水量検知回路を構成する発振回路の回路図である。 １・・・・・・容器、２・・・・・・水量管、９・・・
・・・超音波送受信素子、１０・・・・・・駆動手段、
１１・・・・・・受信手段、１２・・・・・・浮子、１
３・・・・・・タイマ手段、１４・・・・・・水量検出
手段、１５・・・・・・水量表示手段、１６・・・・・
・加熱手段、１７・・・・・・温度検知素子、１８・・
・・・・温度検知手段。
ノ 器のブロック図、第２図は同実施例の動作を示すフロー
チャート、第３図は本発明の他の実施例における電気湯
沸し器のブロック図、第４図は同実施例の動作を示すフ
ローチャート、第５図は温度と音速との関係を示すグラ
フ、第６図は従来例を示す電気湯沸し器の構成図、第７
図は他の従来例を示す電気湯沸し器の構成図、第８図は
同水量検知回路を構成する発振回路の回路図である。 １・・・・・・容器、２・・・・・・水量管、９・・・
・・・超音波送受信素子、１０・・・・・・駆動手段、
１１・・・・・・受信手段、１２・・・・・・浮子、１
３・・・・・・タイマ手段、１４・・・・・・水量検出
手段、１５・・・・・・水量表示手段、１６・・・・・
・加熱手段、１７・・・・・・温度検知素子、１８・・
・・・・温度検知手段。
Claims (3)
- （１）加熱手段により加熱される容器と、容器の下部と
上部とで連通する水量管と、水量管の中に設けた浮子と
、前記水量管の下部に設けた超音波送受信素子と、この
超音波送受信素子を駆動する駆動手段と、前記浮子によ
る反射波を受けた超音波送受信素子の受信出力を増幅波
形する受信手段と、前記駆動手段が出力してから前記受
信手段が出力するまでの時間を計時するタイマ手段と、
このタイマ手段の計時出力から水量を演算する水量検出
手段と、この水量検出手段の出力を受けて水量を表示す
る水量表示手段とを備えた電気湯沸し器。 - （２）加熱手段により加熱される容器と、容器内の湯温
を検出する温度検出手段と、容器の下部と上部で連通す
る水量管と、水量管内に設けた浮子と、前記水量管の下
部に設けた超音波送受信素子と、この超音波送受信素子
を駆動する駆動手段と、前記浮子による反射波を受けた
超音波送受信素子の受信出力を増幅波形成形する受信手
段と、前記手段が出力してから前記受信手段が出力する
までの時間を計時するタイマ手段と、このタイマ手段の
計時出力と前記温度検出手段の検出温度とから水量を演
算する水量検出手段と、検出水量を表示する水量表示手
段とを備えた電気湯沸し器。 - （３）超音波送受信素子と容器の底部より所定以上下方
に配設した請求項１または２記載の電気湯沸し器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17957889A JP2629966B2 (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 電気湯沸し器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17957889A JP2629966B2 (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 電気湯沸し器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0345223A true JPH0345223A (ja) | 1991-02-26 |
| JP2629966B2 JP2629966B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=16068182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17957889A Expired - Lifetime JP2629966B2 (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 電気湯沸し器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2629966B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103860008A (zh) * | 2014-03-26 | 2014-06-18 | 天津云视科技发展有限公司 | 一种使用超声波去除可溶性挥发物质的水壶装置 |
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1989
- 1989-07-11 JP JP17957889A patent/JP2629966B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103860008A (zh) * | 2014-03-26 | 2014-06-18 | 天津云视科技发展有限公司 | 一种使用超声波去除可溶性挥发物质的水壶装置 |
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| Publication number | Publication date |
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| JP2629966B2 (ja) | 1997-07-16 |
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