JPH04301769A - 液体センサ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、管路中の液体の有無を
検出するための水位センサなどに用いられる液体センサ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】水位センサなどとして用いられる従来の
液体センサは、図３（ａ），（ｂ）に示すように管路３
３に対して発光素子３４と受光素子３５とを中心位置か
らずらして対峙させた構成となっている。この構成では
、管路３３に液体３２が有る場合、発光素子３４からの
光３８が受光素子３５に到達して受光されるが、図４（
ａ），（ｂ）に示すように管路３３に液体３２が無い場
合、屈折率の違いにより発光素子３４からの光３８が受
光素子３５に届かなくなり、受光素子３５で受光される
光量の変化に基づいて管路３３中の液体３２の有無を検
出できるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の液体センサでは、管路３３中に液体３２が有る場合で
も、受光素子３５に入射される光量が少なかったり、管
路３３中に液体３２が無いときに、受光素子３５側に到
達する光を完全に遮断できないなどの不具合が生じやす
く、管路３３に液体３２が有る場合と無い場合とで、受
光素子３５の検知出力の差（オンオフレベル）を大きく
とれないという問題点があった。また従来の液体センサ
では、経時変化で管路３３の内壁が汚れてくると、受光
素子３５の検知出力のオンオフレベルが変化するため、
精度良く液体３２の有無を検出できなくなる。また従来
の液体センサでは、センサを構成する素子３４，３５の
ばらつきにセンサ感度が大きく影響を受けるため、セン
サごとの調整が必要であった。

【０００４】このように従来の液体センサでは、信頼性
良く管路３３中の液体３２の有無を検出できないという
問題があった。本発明は、このような従来の課題を解決
するために提案されたものであり、検知出力のオンオフ
レベルを大きくとることができ、管路の汚れなどに影響
されずに高い信頼性で精度良く管路中の液体の有無を検
出できる液体センサを提供することを目的とする。 ［発明の構成］

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成する本発
明による液体センサは、管体の管路に液体が通されてい
るときは管路中を透光し、この管路に液体が無いときは
管体と管路の境界面で全反射して管路中を透光しないよ
うな入射角で検出光を管体に向けて照射する発光素子と
、上記発光素子から発せられた検出光を受光し、管路中
の液体の有無を検知する受光素子とから構成される。

【０００６】

【作用】上述した構成によれば、たとえば管体を挟んで
発光素子と受光素子とを配置したとき、管路中に液体が
有る場合、発光素子から発せられた検出光が、受光素子
側で受光されるが、管路中に液体が無い場合、検出光は
全反射して受光素子側に到達しなくなるので、受光素子
の出力に基づいて管路中の液体の有無を検出できる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明による液体センサの具体的な実
施例を図面に基づき詳細に説明する。図１に、この液体
センサの一実施例を示す。この図で、管体１の一側と他
側には、液体２が通される管３に対して斜めに結ばれる
線上に発光素子４とうける受光素子５とが峠対して配置
されている。これら発光素子４と受光素子５とは、管体
１に切り欠かれた収納部６，７にそれぞれ収容され、こ
れら収納部６，７は光路に直交する入射面および受光面
を有している。この図で、管体１はガラスまたはアクリ
ルなどにより構成され、この管体を挟んで配されている
発光素子４と受光素子５とにより、管路３中に通される
液体２の有無が検出される。これら発光素子４と受光素
子５とは、管体１に切り欠かれ光路に直交する入射面お
よび受光面を有する収納部６，７にそれぞれ収容されて
いる。発光素子から管体への検出光の入射角は、管路３
に液体２が無い場合に管路との境界面で全反射するよう
な角度に設定されている。したがって、管路３に液体２
が有る場合、発光素子４から入射角Ａで管体に入射した
検出光８は、管路３中を屈折しながら透光して受光素子
５に到達し、この受光素子により受光される。また図２
に示すように管路３に液体２が無い場合、発光素子４か
ら発した検出光８は、管体１の素材と管路３の空気層９
との境界面Ｐで全反射して管体１の一側に折り返され、
管路３中へは透光しないようになっている。ここで発光
素子４から発せられた検出光８が全反射する条件は、管
体１を構成する素材の屈折率と検出光８の管体１への入
射角Ａだけで決められる。つぎに、回路構成を説明する
と、発光素子４には発光電流を流すための発光用回路１
０が接続される。受光素子５の検知出力は、増幅回路１
１を介して比較回路１２の一方の入力端子に接続される
。この比較回路１２の他方の入力端子には、基準電圧源
１３が接続され、比較回路１２の出力端子１４からは管
路３中の液体２の有無を検出した出力信号が取り出され
る。

【０００８】この構成からなる液体センサでは、管路３
中に液体２が有る場合、発光素子４から発せられたほと
んどの検出光８が受光素子５に到達して受光されるので
、比較回路１２の出力端子１４からは、液体有りを検知
したハイレベル（“Ｈ“レベル）の検出信号が出力され
る。また管路３に液体２が無い場合には、発光素子４か
ら発せられた検出光８が管体１の素材と管路３の空気層
９との境界面Ｐで全反射され、管体１の一側にすべて折
り返され、受光素子５には検出光８が到達しないので、
比較回路１２の出力端子１４からは液体無しを検知した
ローレベル（“Ｌ“レベル）の検出信号が出力される。 したがって、この液体センサでは液体の有無に対応した
検出信号のオンオフレベルの差を大きくとることができ
、液体有りのときの検出レベルを適当に決めてやれば、
液の検出ができなくなることはなく、管路３の汚れや液
体２の色や濁り、センサを構成する素子４，５のばらつ
きに左右されず、精度良く管路３中の液体２の有無を検
出できる。

【０００９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、た
とえば管体を挟んで発光素子と受光素子とを全反射の条
件が成立するように配置し、管路中に液体が有る場合は
発光素子から発せられた検出光を受光素子に到達させ、
液体が無いときは発光素子から発せられた検出光が全反
射により受光素子に到達しないようにしているので、管
路中の液体の有無に対応した検出レベルの差を大きくと
ることができ、液の色や濁り、経時変化による管路の汚
れなどに影響されず、高い確度で管路中の液体の有無を
検出できる。また管路に液体が無いときの全反射の条件
は、管路を構成する管体の素材の屈折率と検出光の管体
への入射角だけで決まり、センサを構成する素子のばら
つきには影響されないので、センサごとの細かい調整が
不要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液体センサの一実施例を示す構成
図。

【図２】管路に液体が無い場合の動作を説明するための
説明図。

【図３】従来の液体センサを示す構成図。

【図４】従来の液体センサの動作を説明するための説明
図。

【符号の説明】

１　　管体　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　２　　液体３　　管路　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　４　　発光素子５
　　受光素子　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　８　　検出光９　　空気層　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　１０　　発光用回路１１
　　増幅回路　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　１２　　比較回路１３　　基準電圧源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　管体の管路に液体が通されているとき
   は管路中を透光し、この管路に液体が無いときは管体と
   管路の境界面で全反射して管路中を透光しないような入
   射角で検出光を管体に向けて照射する発光素子と、上記
   発光素子から発せられた検出光を受光し、管路中の液体
   の有無を検知する受光素子とからなる液体センサ。