JPH0355068Y2 - - Google Patents

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JPH0355068Y2
JPH0355068Y2 JP19353486U JP19353486U JPH0355068Y2 JP H0355068 Y2 JPH0355068 Y2 JP H0355068Y2 JP 19353486 U JP19353486 U JP 19353486U JP 19353486 U JP19353486 U JP 19353486U JP H0355068 Y2 JPH0355068 Y2 JP H0355068Y2
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【考案の詳細な説明】 (考案の利用分野) 本考案は、誘導起電力によつて、液面の高さを
検出する液面検出装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] (Field of Application of the Invention) The present invention relates to a liquid level detection device that detects the height of a liquid level using induced electromotive force.

(考案の背景) 従来のこの種の電磁式液面検出装置の誘導液面
センサとしては、例えば第4図に示す構造のもの
がある。この誘導液面センサ12は、合成樹脂性
コア120に巻回される第1のコイル122と、
この第1のコイル122を収納するプラスチツク
ケース123の外周に巻回された第2のコイル1
24と液面に応じて上下動するフロート125
と、その略中央部に設けられたコイルからなるシ
ヨートリング126とから構成されている。さら
に前記第1のコイル122は、コア120の上部
に巻回される上部コイル1221と、下部に巻回
される下部コイル1222とから成り、上部コイ
ル1221は多数巻きの上部多数巻きコイル12
21aと、これに隣接して直列接続され、且つ液
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とともに上記コイル1
221aと同方向の磁束を発生する上部不均一巻
きコイル1221bとから構成されている。前記
下部コイル1222は液面位の変化方向に沿つて
中間点から下方に向つて巻回密度が疎から密にな
り、かつ上記コイル1221bと逆方向の磁束を
発生する下部不均一巻きコイル1222bと、こ
れに隣接して直列接続され、かつ上記コイル12
22bと同方向の磁束を発生する多数巻きの下部
多数巻きコイル1222aとから構成されてい
る。
(Background of the Idea) As a conventional induction liquid level sensor of this type of electromagnetic liquid level detection device, there is one having a structure shown in FIG. 4, for example. This induced liquid level sensor 12 includes a first coil 122 wound around a synthetic resin core 120;
A second coil 1 is wound around the outer circumference of a plastic case 123 that houses this first coil 122.
24 and a float 125 that moves up and down depending on the liquid level.
and a short ring 126 consisting of a coil provided approximately at the center thereof. Further, the first coil 122 includes an upper coil 1221 wound on the upper part of the core 120 and a lower coil 1222 wound on the lower part, and the upper coil 1221 is composed of the upper multi-turn coil 122 having multiple turns.
21a, and the coil 1 is connected in series adjacent to the coil 1, and the winding density decreases from dense to sparse from above toward the middle point along the direction of change of the liquid level.
221a and an upper unevenly wound coil 1221b that generates magnetic flux in the same direction. The lower coil 1222 has a lower non-uniformly wound coil 1222b whose winding density becomes denser from sparse to denser from the middle point downward along the direction of change in the liquid level, and which generates magnetic flux in the opposite direction to the coil 1221b. , connected in series adjacent to this, and the coil 12
22b, and a lower multiple-turn coil 1222a with multiple turns that generates magnetic flux in the same direction.

前記コイル1221は下部コイル1222に直
列接続されるとともに、後述する交流信号電源1
1(第5図参照)に接続されている。第2のコイ
ル124は第1のコイル122を収納するプラス
チツクケース123の外周に、液面位の変化方向
に沿つて略均一な密度に巻回されるとともに第1
のコイル122に磁気結合されている。なお、上
部及び下部不均一巻きコイル1221b,122
2b並びに第2のコイル124は液面の全検出範
囲に亘つて巻回されており、また上部及び下部不
均一巻きコイル1221a,1222aは液面検
出範囲以外で上部下部不均一巻きコイル1221
a,1222bに隣接して巻回されている。
The coil 1221 is connected in series to a lower coil 1222, and is also connected to an AC signal power source 1, which will be described later.
1 (see FIG. 5). The second coil 124 is wound around the outer periphery of the plastic case 123 that houses the first coil 122 with substantially uniform density along the direction of change in the liquid level.
It is magnetically coupled to the coil 122 of. Note that the upper and lower unevenly wound coils 1221b, 122
2b and the second coil 124 are wound over the entire liquid level detection range, and the upper and lower unevenly wound coils 1221a and 1222a are wound around the upper and lower unevenly wound coils 1221 outside the liquid level detection range.
a, 1222b.

前記シヨートリング126は前記フロート12
5を介して前記第1及び第2のコイル122,1
24のコイル軸に対して同軸的に配設されること
によりその第1及び第2のコイル122,124
に磁気結合され、その状態で液面位に応じて上下
動するようになつている。11は誘導型液面セン
サ12の第1のコイル122に交流信号を流す交
流信号源、13は前記交流信号の半サイクルの期
間、パルス状の検波制御信号を出力する検波制御
信号発生回路である。14は検波回路で、これは
誘導型センサ12の第2のコイル124に誘導さ
れる交流電圧を増幅する増幅器141と、前記検
波制御信号発生回路13から検波制御信号が出力
される期間スイツチを閉じて増幅器141から出
力される信号を出力するアナログスイツチ142
とから構成されている。15はアナログスイツチ
142から出力される信号を平滑する平滑回路、
16は平滑回路15によつて平滑された信号の電
圧を検出する電圧検出回路、17は検出回路16
の検出電圧に応じた液面位を表示する表示回路で
ある。
The shot ring 126 is connected to the float 12.
5 through the first and second coils 122,1
The first and second coils 122, 124 are arranged coaxially with respect to the coil axis of 24.
It is magnetically coupled to the tank, and in that state it moves up and down depending on the liquid level. 11 is an AC signal source that sends an AC signal to the first coil 122 of the inductive liquid level sensor 12, and 13 is a detection control signal generation circuit that outputs a pulsed detection control signal during a half cycle of the AC signal. . 14 is a detection circuit, which includes an amplifier 141 that amplifies the alternating current voltage induced in the second coil 124 of the induction sensor 12, and a switch that is closed during the period when the detection control signal generation circuit 13 outputs the detection control signal. an analog switch 142 that outputs the signal output from the amplifier 141;
It is composed of. 15 is a smoothing circuit that smoothes the signal output from the analog switch 142;
16 is a voltage detection circuit that detects the voltage of the signal smoothed by the smoothing circuit 15; 17 is a detection circuit 16;
This is a display circuit that displays the liquid level according to the detected voltage.

そして、前記交流信号電源11から出力される
交流信号の周波数は、増幅回路141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、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、例えばこ
の従来例では10kHzに設定してある。
The frequency of the AC signal output from the AC signal power supply 11 is set to a low enough level that circuit elements such as operational amplifiers constituting the amplifier circuit 141 etc. can exhibit the desired characteristics, and that resonance phenomena due to stray capacitance do not occur. Any value can be set; for example, in this conventional example, it is set to 10kHz.

いま、交流信号電源11によつて交流信号が第
1のコイル122に流れると、第2のコイル12
4から誘導された交流電圧が出力される。一方、
検波制御信号発生回路13から検波制御信号が出
力され、これにより検波回路14のアナログスイ
ツチ142が前記交流信号の半サイクルの期間だ
け閉じるので、第2のコイル124から出力され
る交流電圧は検波回路14によつて半サイクルの
電圧のみが検波回路14から出力される。そし
て、この検波された半サイクルの電圧は平滑回路
15によつて直流電圧に平滑され、この直流電圧
が電圧検出回路16によつて検出されるものであ
る。
Now, when an AC signal flows to the first coil 122 by the AC signal power source 11, the second coil 12
The AC voltage induced from 4 is output. on the other hand,
A detection control signal is output from the detection control signal generation circuit 13, and this closes the analog switch 142 of the detection circuit 14 for a half cycle of the AC signal, so that the AC voltage output from the second coil 124 is transmitted to the detection circuit. 14, only a half-cycle voltage is output from the detection circuit 14. The detected half-cycle voltage is smoothed into a DC voltage by a smoothing circuit 15, and this DC voltage is detected by a voltage detection circuit 16.

ところで、こような構成の誘導液面センサ12
にあつては、フロート125がケース123に外
装されているため、例えば車両の燃料油液面検出
用として用いた場合、車両走行時の液面揺動に追
従してフロート125が上下動すると、液面位を
指示する計器の指示値が絶えず変動して見ずらく
なることから、例えば底部に小孔を有する筒状の
外筒を別に用意し、この外筒内に誘導液面センサ
12を内装してフロート125に対する液面揺動
の影響をできるだけ排除するようにしていた。
By the way, the induced liquid level sensor 12 having such a configuration
In this case, since the float 125 is externally enclosed in the case 123, when used for detecting the fuel oil level in a vehicle, for example, when the float 125 moves up and down following the fluctuation of the liquid level when the vehicle is running, Since the indicated value of a meter that indicates the liquid level constantly fluctuates and becomes difficult to read, for example, a cylindrical outer cylinder with a small hole at the bottom is prepared separately, and the induction liquid level sensor 12 is installed inside this outer cylinder. It was designed to eliminate the influence of liquid level fluctuations on the float 125 as much as possible.

(考案の目的) 本考案は、このような観点に鑑みなされたもの
で、防波用の外筒を別に用意することなく液面揺
動の影響を排除できる構造の誘導液面センサを備
えた電磁式の液面検出装置を提供することを目的
とするものである。
(Purpose of the invention) The present invention was devised in view of this point of view, and is equipped with an inductive liquid level sensor that is structured to eliminate the effects of liquid level fluctuations without the need for a separate outer cylinder for wave prevention. The object of the present invention is to provide an electromagnetic liquid level detection device.

(考案の実施例) 以下本考案を図面に示す実施例に基づいて詳細
に説明する。
(Embodiments of the invention) The present invention will be described in detail below based on embodiments shown in the drawings.

第1図は本考案の一実施例を示す誘導液面セン
サの断面図を示しているが、本実施例における構
造と従来例で示した構造との同一部分には従来例
で引用した符号を本実施例の構造に付してその構
造説明は省略する。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of an induced liquid level sensor showing an embodiment of the present invention, and the same parts between the structure of this embodiment and the structure shown in the conventional example are designated by the reference numerals cited in the conventional example. A description of the structure of this embodiment will be omitted.

図中、20は中空の樹脂性コアで、この外周面
に第1のコイル122が巻回されるとともに、該
第1のコイル122の外周に第2のコイル124
が巻回され、これらの第1、第2のコイル12
2,124を樹脂材等の被覆層21により被覆し
ている。22は磁性体を有する磁性フロートで、
コア20内に上下方向移動自在に入れられ、液面
変動に応じて上下に移動する。コア20の底部
は、中央部に小孔23が穿設された底蓋24によ
つて塞がれ、コア20内への液体の流出入はこの
小孔23を通して行なわれる。すなわち、液面位
が急激に変化したり、絶えず微小変動も、コア2
0内の液体は底蓋24の小孔23を通して外部の
液体と通じているため、コア20内の液面位の変
化が鈍く、略所定の液面位が保持される。
In the figure, 20 is a hollow resin core, around which a first coil 122 is wound, and a second coil 124 around the first coil 122.
are wound, and these first and second coils 12
2, 124 is covered with a coating layer 21 made of resin material or the like. 22 is a magnetic float having a magnetic substance;
It is placed in the core 20 so as to be vertically movable, and moves up and down in response to changes in the liquid level. The bottom of the core 20 is closed by a bottom cover 24 having a small hole 23 in the center thereof, and liquid flows into and out of the core 20 through this small hole 23. In other words, sudden changes in the liquid level or constant minute fluctuations can cause the core 2
Since the liquid inside the core 20 communicates with the outside liquid through the small hole 23 of the bottom cover 24, the liquid level within the core 20 changes slowly and is maintained at a substantially predetermined level.

本実施例では、第2図に示すように、第2のコ
イル124を励磁用のコイルとして使用し、交流
信号電源11に接続するとともに、第1のコイル
122を検出用コイルとして使用し検波回路14
に接続している。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the second coil 124 is used as an excitation coil and connected to the AC signal power source 11, and the first coil 122 is used as a detection coil to create a detection circuit. 14
is connected to.

次に、このように構成した液面検出装置の液面
検出を第3図に示す等の価回路を参照しながら説
明する。
Next, liquid level detection by the liquid level detecting device configured as described above will be explained with reference to a circuit such as that shown in FIG.

第1のコイル122の符号〜で示す位置に
おける磁束は、 フロート22が無い位置:φ=μ1nAi フロート22が有る位置:φ′=μxnAi で表わされる。
The magnetic flux of the first coil 122 at the positions indicated by the symbols ~ is represented by: Position where the float 22 is not present: φ=μ 1 nAi Position where the float 22 is present: φ′=μ x nAi.

ここで、n:コイルの単位長当りの巻数、A:
コイル径,i:電流、μ1:空気中の透磁率、μx
フロート22の透磁率で、μx≫μ1の関係を有して
いる。
Here, n: number of turns per unit length of the coil, A:
Coil diameter, i: current, μ 1 : magnetic permeability in air, μ x :
The magnetic permeability of the float 22 has the relationship μ x ≫ μ 1 .

フロート22がの位置に有る時の〜の各
位置の誘導起電力は、 :e1=n1dφ/dt :e2=n2dφ′/dt :e3=n3dφ/dt :e4=0 :e5=−n3dφ/dt :e6=−n2dφ/dt :e7=−n1dφ/dt そして、このときの第1のコイル122からの
出力Eは、 E=e1+e2+e3+e4+e5+e6+e7 =n1dφ/dt+n2dφ′/dt+n3dφ/dt+0 −n3dφ/dt−n2dφ/dt−n1dφ/dt =n2(dφ′/dt−dφ/dt) =(μx−μ1)n2nAdi/dt μx≫μ1より E=n2μ2nAdi/dt となる。
The induced electromotive force at each position of ~ when the float 22 is at the position is: e 1 = n 1 dφ/dt : e 2 = n 2 dφ'/dt : e 3 = n 3 dφ/dt : e 4 = 0 : e 5 = -n 3 dφ/dt : e 6 = -n 2 dφ/dt : e 7 = -n 1 dφ/dt And the output E from the first coil 122 at this time is E= e 1 +e 2 +e 3 +e 4 +e 5 +e 6 +e 7 =n 1 dφ/dt+n 2 dφ'/dt+n 3 dφ/dt+0 -n 3 dφ/dt−n 2 dφ/dt−n 1 dφ/dt =n 2 (dφ′/dt−dφ/dt) = (μ x − μ 1 ) n 2 nAdi/dt From μ x ≫ μ 1 , E=n 2 μ 2 nAdi/dt.

したがつて、センサ出力Eによりフロート位
置、つまり液面位を検知することができることと
なる。
Therefore, the float position, that is, the liquid level can be detected by the sensor output E.

すなわち、第4図に示したセンサは、シヨート
リング126によりシヨートリング126の有る
位置の磁束を消し、他の位置の誘導起電力の合成
を出力するが、本実施例では、磁性フロート22
によりフロート22の有る位置の磁束を増し、誘
導起電力の合成によりフロート位置を検知するよ
うにしている。
That is, the sensor shown in FIG. 4 uses the shot ring 126 to extinguish the magnetic flux at a position of the shot ring 126 and outputs a composite of the induced electromotive force at other positions, but in this embodiment, the magnetic float 22
The magnetic flux at the position of the float 22 is increased by this, and the float position is detected by combining the induced electromotive force.

(考案の概要) 以上説明してきたように、本考案は、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
1221と前記中間点から下方に向つて巻回密度
が疎から密になりかつ前記上部コイル1221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1222との直列体又は並列体からなる第
1のコイル122と、該第1のコイル122に磁
気結合されかつ液面位の変化方向に疎つて略均一
な巻回密度に形成された第2のコイル124と、
前記第1のコイル122および前記第2のコイル
124が巻回された中空の樹脂性コア20と、前
記樹脂性コア20内に収納される磁性フロート2
2とからなる誘導型液面センサを備え、前記第1
又は第2のコイル122,124のいずれか一方
に交流信号源11を接続することにより該第1又
は第2のコイル122,124のいずれか他方か
ら誘導起電力を得、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である。
(Summary of the invention) As explained above, the present invention has an upper coil 1221 formed such that the winding density becomes sparse from the top toward the middle point along the direction of change in the liquid level. A first coil formed in series or in parallel with a lower coil 1222 formed such that the winding density becomes denser from sparse downwards from the intermediate point and generates magnetic flux in the opposite direction to that of the upper coil 1221. a second coil 124 magnetically coupled to the first coil 122 and formed to have a substantially uniform winding density with spacing in the direction of change in the liquid level;
A hollow resin core 20 around which the first coil 122 and the second coil 124 are wound, and a magnetic float 2 housed within the resin core 20.
2, the first
Alternatively, by connecting the AC signal source 11 to either one of the second coils 122, 124, an induced electromotive force is obtained from the other of the first or second coils 122, 124, and the induced electromotive force is This liquid level detection device is characterized in that the detection output is the effective value of a waveform obtained by detecting the AC signal source 11 every half cycle.

(考案の効果) したがつて本考案によれば、コア20内に磁性
フロート22を入れることにより、このコア20
を防波筒としての作用も兼ねるので、液面の急変
動や液面の揺動等の磁性フロート22への影響を
排除でき、液面センサに別に防波筒を設けること
なく正常な液面位を検出することができるといつ
た効果が得られる。
(Effect of the invention) Therefore, according to the invention, by inserting the magnetic float 22 into the core 20, the core 20
Since it also acts as a breakwater cylinder, it is possible to eliminate the effects on the magnetic float 22 such as sudden changes in the liquid level and fluctuations in the liquid level, and it is possible to detect a normal liquid level without installing a separate breakwater cylinder in the liquid level sensor. The effect can be obtained by being able to detect the position.

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

第1図本考案による液面検出装置のセンサの一
実施例を示す断面図、第2図はその電気的回路
図、第3図はその等価回路図、第4図は従来のセ
ンサの断面図、第5図はその電気的回路図を示し
ている。 20……樹脂性コア、21……被覆層、22…
…磁性フロート、23……小孔、24……底蓋。
Fig. 1 is a sectional view showing an embodiment of the sensor of the liquid level detection device according to the present invention, Fig. 2 is its electrical circuit diagram, Fig. 3 is its equivalent circuit diagram, and Fig. 4 is a sectional view of a conventional sensor. , FIG. 5 shows its electrical circuit diagram. 20... Resin core, 21... Covering layer, 22...
...Magnetic float, 23...Small hole, 24...Bottom cover.

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りかつ前記上部コイル
1221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1222との直列体又は並列体
からなる第1のコイル122と、該第1のコイル
122に磁気結合されかつ液面位の変化方向に疎
つて略均一な巻回密度に形成された第2のコイル
124と、前記第1のコイル122および前記第
2のコイル124が巻回された中空の樹脂性コア
20と、前記樹脂性コア20内に収納される磁性
フロート22とからなる誘導型液面センサを備
え、前記第1又は第2のコイル122,124の
いずれか一方に交流信号源11を接続することに
より該第1又は第2のコイル122,124のい
ずれか他方から誘導起電力を得、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. a first coil 122 formed in series or in parallel with a lower coil 1222 formed to generate magnetic flux in the opposite direction to the upper coil 1221; A second coil 124 is formed to have a substantially uniform winding density in the direction of change in the liquid level, and a hollow resin core 20 around which the first coil 122 and the second coil 124 are wound. and a magnetic float 22 housed in the resin core 20, and an AC signal source 11 is connected to either the first or second coil 122, 124. The induced electromotive force is obtained from the other of the first or second coils 122, 124, and the effective value of the waveform obtained by detecting the induced electromotive force every half cycle of the AC signal source 11 is detected. A liquid level detection device characterized in that it serves as an output.
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