JPH0530735U - Liquid level sensor - Google Patents

Liquid level sensor

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JPH0530735U
JPH0530735U JP8671491U JP8671491U JPH0530735U JP H0530735 U JPH0530735 U JP H0530735U JP 8671491 U JP8671491 U JP 8671491U JP 8671491 U JP8671491 U JP 8671491U JP H0530735 U JPH0530735 U JP H0530735U
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JP
Japan
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liquid
constant current
liquid level
thermistor
temperature
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JP8671491U
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Inventor
一弘 和泉
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Komatsu Ltd
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Komatsu Ltd
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  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液面レベルの検出に際して一切の可動部を無
くして耐振動性を持たせ、かつ長寿命とすることができ
るとともに、高精度にレベル検出時のスイッチング信号
が得られるようにする。 【構成】 定電流回路に正特性サーミスタを接続し、前
記定電流回路から前記正特性サーミスタの発熱温度がキ
ュリー温度になる定電流を供給し、前記正特性サーミス
タを液体容器のレベル検出部に配置可能とした。
(57) [Summary] [Purpose] When detecting the liquid surface level, no moving parts are required to provide vibration resistance and a long service life can be obtained, and a switching signal at the time of level detection can be obtained with high accuracy. To be able to [Structure] A positive temperature coefficient thermistor is connected to a constant current circuit, and a constant current is supplied from the constant current circuit so that a heat generation temperature of the positive temperature coefficient thermistor becomes a Curie temperature, and the positive temperature coefficient thermistor is arranged in a level detection part of a liquid container. Made possible

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は液面レベルセンサであって、水、油、灯油等の各種液体の液面レベル を検出するのに好適なセンサに関する。 The present invention relates to a liquid level sensor suitable for detecting the liquid level of various liquids such as water, oil and kerosene.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

一般的な液面レベルセンサとして、フロートの浮力を利用したものが知られて いる。これは図4に示すように、ハウジング1にガイドシャフト2を取付け、ガ イドシャフト2に沿って上下動可能に発泡樹脂からなるフロート3を装着してい る。フロート3の内部にはマグネット4が埋め込まれており、他方ガイドシャフ ト2の先端には前記マグネット4が最接近したときに磁気作用によって動作され るリードスイッチ5が内蔵されている。リードスイッチ5が検出レベルに位置す るようにガイドシャフト2を液体中に沈めておき、液面の変化に伴って変化する フロート3の変位によりリードスイッチ5のON/OFF動作を行わせ、液面レベルを 検出するようにしている。 As a general liquid level sensor, one using the buoyancy of a float is known. As shown in FIG. 4, a guide shaft 2 is attached to a housing 1, and a float 3 made of foamed resin is attached so as to be vertically movable along the guide shaft 2. A magnet 4 is embedded inside the float 3, and a reed switch 5 that is operated by a magnetic action when the magnet 4 comes closest is built in the tip of the guide shaft 2. The guide shaft 2 is submerged in the liquid so that the reed switch 5 is located at the detection level, and the reed switch 5 is turned ON / OFF by the displacement of the float 3 which changes with the change of the liquid level. The surface level is detected.

【0003】 しかし、このようなフロート方式のレベルセンサでは、部品点数が多く、構造 が複雑になってしまうことや、被検出液の比重によって検出液面にバラツキを生 じてしまう欠点があった。また、フロートとガイドシャフト部が機械的に接触す る構造であるため、振動に対して弱く、更にリードスイッチが有接点構造である ため、検出回数に寿命がある等の欠点があった。However, in such a float type level sensor, there are disadvantages that the number of parts is large, the structure is complicated, and the detection liquid surface varies due to the specific gravity of the liquid to be detected. .. In addition, the float and the guide shaft are mechanically in contact with each other, so they are weak against vibration, and the reed switch has a contact structure, so there is a drawback in that the number of times of detection is long.

【0004】 このような問題点を改善すべく、従来よりNTC(Negative Temperature Coe fficient)サーミスタを用いたレベルセンサが考案され、実用化もしている。こ の原理は、図5(1)に示すように、サーミスタ6に電流を供給して自己加熱さ せ、空気中と液体中の熱放散定数の違いによりサーミスタ自身の温度に差が生じ ることを利用している。したがって、この温度変化を抵抗Rの変化として検出し 、液面レベルを検出することができるのである。In order to improve such a problem, a level sensor using an NTC (Negative Temperature Coefficient) thermistor has been devised and put into practical use. The principle of this is that, as shown in Fig. 5 (1), a current is supplied to the thermistor 6 to cause it to self-heat, and a difference in the temperature of the thermistor itself occurs due to the difference in the heat dissipation constants in air and liquid. Are using. Therefore, this temperature change can be detected as a change in the resistance R, and the liquid level can be detected.

【0005】[0005]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

ところが、上記NTCサーミスタを利用した方式では、 (1)サーミスタの特性が図5(2)に示すように温度変化に対する抵抗変化の 係数が小さく、特性線が緩やかに変化するので、スイッチング信号として使用す るには適さない。(2)液体自身の温度が上がると自己加熱との区別ができなく なるので、高温液体のレベル検出ができない。 (3)上記(1)の説明のように、検出信号はアナログ信号が出力されるので、 スイッチング機能をもたせるには信号処理回路が必要となる。 等の問題があり、広く普及していないのが現状である。 However, in the method using the NTC thermistor, (1) the characteristics of the thermistor have a small coefficient of resistance change with respect to temperature change as shown in Fig. 5 (2), and the characteristic line changes gently, so it is used as a switching signal. Not suitable for rubbing. (2) When the temperature of the liquid itself rises, it becomes impossible to distinguish it from self-heating, so the level of the high temperature liquid cannot be detected. (3) As described in (1) above, since an analog signal is output as the detection signal, a signal processing circuit is required to have a switching function. However, the current situation is that it is not widely used.

【0006】 本考案は、上記従来の問題点に着目し、液面レベルの検出に際して一切の可動 部を無くして耐振動性を持たせ、かつ長寿命とすることができるとともに、高精 度にレベル検出時のスイッチング信号を得られるようにした液面レベルセンサを 提供することを目的とする。The present invention focuses on the above-mentioned conventional problems, eliminates any moving parts at the time of detecting the liquid level to provide vibration resistance, has a long life, and is highly accurate. It is an object of the present invention to provide a liquid level sensor capable of obtaining a switching signal at the time of level detection.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記目的を達成するために、本考案に係る液面レベルセンサは、定電流回路に 正特性サーミスタを接続し、前記定電流回路から前記正特性サーミスタの発熱温 度がキュリー温度になる定電流を供給し、前記正特性サーミスタを液体容器のレ ベル検出部に配置可能としたものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the liquid level sensor according to the present invention connects a positive temperature coefficient thermistor to a constant current circuit, and outputs a constant current from the constant current circuit where the heat generation temperature of the positive temperature coefficient thermistor becomes the Curie temperature. The positive temperature coefficient thermistor can be supplied to the level detecting portion of the liquid container.

【0008】[0008]

【作用】[Action]

正特性サーミスタはPTC(Positive Temperature Coefficient)サーミスタ と称され、その温度−抵抗特性は図3に示すように、抵抗値はキュリー温度附近 で急激に変化する。したがって、このPTCサーミスタに通電してキュリー温度 となるようにジュール発熱させておき、これを液体容器のレベル検出部に設置す るようにしておけばよい。これにより、PTCサーミスタが液濡れ状態のときと 、液面上の空気中に晒されている場合とで熱放散定数が異なり、これをサーミス タの抵抗値の変化として検出することにより液面レベルを確実に検出することが できる。検出信号はキュリー温度を遷移温度として抵抗値が急激に変化するので 、いわゆるON/OFF信号として検出でき、液面レベルをスイッチング信号として出 力させることができるのである。 A positive temperature coefficient thermistor is called a PTC (Positive Temperature Coefficient) thermistor, and its temperature-resistance characteristic changes drastically around the Curie temperature as shown in FIG. Therefore, the PTC thermistor may be energized to generate Joule heat so as to reach the Curie temperature, and this may be installed in the level detection unit of the liquid container. As a result, the heat dissipation constant differs between when the PTC thermistor is in a liquid wet state and when it is exposed to the air above the liquid surface. By detecting this as a change in the resistance value of the thermistor, the liquid surface level Can be reliably detected. Since the resistance of the detection signal changes rapidly with the Curie temperature as the transition temperature, it can be detected as a so-called ON / OFF signal and the liquid level can be output as a switching signal.

【0009】[0009]

【実施例】【Example】

以下に本考案に係る液面レベルセンサの具体的実施例を図面を参照して詳細に 説明する。 Hereinafter, a specific embodiment of the liquid level sensor according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0010】 図1は実施例に係る液面レベルセンサの回路構成である。この図に示すように 、センサ本体としてPTCサーミスタ10を使用し、その端子に定電流源12を 接続している。定電流源12はツェナーダイオード14、オペアンプ16、トラ ンジスタ18の組合せからなる一般的な回路によって構成されたもので、PTC サーミスタ10に定電流i(=VZ/R0)を流すようにしている。またこの回 路には前記PTCサーミスタ10と並列にオペアンプ20が接続され、これによ ってPTCサーミスタ10の抵抗変化を検出し、液面レベル信号として表示する ようにしている。FIG. 1 is a circuit configuration of a liquid level sensor according to an embodiment. As shown in this figure, a PTC thermistor 10 is used as the sensor body, and a constant current source 12 is connected to its terminal. The constant current source 12 is composed of a general circuit composed of a combination of a Zener diode 14, an operational amplifier 16 and a transistor 18, and a constant current i (= VZ / R0) is passed through the PTC thermistor 10. Further, an operational amplifier 20 is connected to this circuit in parallel with the PTC thermistor 10, whereby the resistance change of the PTC thermistor 10 is detected and displayed as a liquid level signal.

【0011】 このような回路構成において、前記PTCサーミスタ10からなるセンサ本体 は液体容器22の検出レベル位置に取付けられ、その液面24の変動によって液 中あるいは空気中におかれるものである。In such a circuit configuration, the sensor main body including the PTC thermistor 10 is attached to the detection level position of the liquid container 22 and is placed in the liquid or the air depending on the fluctuation of the liquid level 24.

【0012】 ところで、前記定電流源12から電流iをPTCサーミスタ10に流すと、P TCサーミスタ10において発生する熱はその消費電力P(=Ri2)に比例す る。したがって、前記電流iはPTCサーミスタ10が発熱によってそのキュリ ー温度になるような一定の電流値として供給される。この場合、使用するPTC サーミスタ10の温度−抵抗特性は定格表により既知であるので、定電流源12 から供給すべき電流値は一義的に決定される。By the way, when the current i is passed from the constant current source 12 to the PTC thermistor 10, the heat generated in the PTC thermistor 10 is proportional to the power consumption P (= Ri 2). Therefore, the current i is supplied as a constant current value such that the PTC thermistor 10 reaches its Curie temperature due to heat generation. In this case, since the temperature-resistance characteristic of the PTC thermistor 10 used is known from the rating table, the current value to be supplied from the constant current source 12 is uniquely determined.

【0013】 このような構成に係る液面レベルセンサの作用は次のようになる。液体容器2 2の壁面の検出位置に取付けられPTCサーミスタ10には、定電流源12から の供給される電流iが通電され、これによってキュリー温度TCに発熱するよう に調整される。このようなPTCサーミスタ10は液面24の位置により液面よ り高い空気中に位置する場合には、空気の熱伝達率が極めて小さいので熱の放散 が不良となり、したがってPTCサーミスタ10の温度は消費電力Pに比例して 上昇し(TH)、図2のH点でバランスする。逆にPTCサーミスタ10が液体 中に位置する場合には、液体の熱伝達率が大きいのでPTCサーミスタ10で発 生する熱は液体中に放散してキュリー温度TCより低くなり(TL)、図2のL 点でバランスする。このとき、PTCサーミスタ10の抵抗は、空気中と液中と の熱放散定数の相違により、それぞれRH、RLとなるが、PTCサーミスタ1 0の特性上RH》RLであるから、各条件下ではPTCサーミスタ10に加わる 電圧は、VH》VLとなる。したがって、この検出値を出力することにより、理 想的な液面レベル検出スイッチと見做すことができるのである。The operation of the liquid level sensor having such a configuration is as follows. The PTC thermistor 10 mounted at the detection position on the wall surface of the liquid container 22 is supplied with the current i supplied from the constant current source 12, and thereby adjusted to generate heat to the Curie temperature TC. When such a PTC thermistor 10 is located in the air higher than the liquid surface due to the position of the liquid surface 24, the heat transfer coefficient of the air is extremely small, so that the heat dissipation becomes poor, so that the temperature of the PTC thermistor 10 becomes low. It rises in proportion to power consumption P (TH) and balances at point H in FIG. Conversely, when the PTC thermistor 10 is located in the liquid, the heat transfer coefficient of the liquid is large, so the heat generated by the PTC thermistor 10 is dissipated in the liquid and becomes lower than the Curie temperature TC (TL). Balance at point L. At this time, the resistance of the PTC thermistor 10 becomes RH and RL, respectively, due to the difference in heat dissipation constant between the air and the liquid, but because of the characteristics of the PTC thermistor 10, RH >> RL, so under each condition. The voltage applied to the PTC thermistor 10 is VH >> VL. Therefore, by outputting this detection value, it can be regarded as an ideal liquid level detection switch.

【0014】 このようなセンサをスイッチング信号としてデジタル素子としてのオペアンプ 20に取込まれ、PTCサーミスタ10の電圧変化を液面レベル信号として入力 する。これによってVH出力を「1」、VL出力を「0」として直接デジタル素 子を有する各種装置に出力させ、特別なA/D変換回路、インターフェイスを必 要とせず、簡単にスイッチング信号として用いることができる。Such a sensor is taken into the operational amplifier 20 as a digital element as a switching signal, and the voltage change of the PTC thermistor 10 is input as a liquid level signal. As a result, the VH output is set to "1" and the VL output is set to "0" and directly output to various devices having a digital element, and it can be easily used as a switching signal without requiring a special A / D conversion circuit or interface. You can

【0015】 また、PTCサーミスタ10はON/OFFで変化するので、検出対象の液体温度が 高くても影響を受けることがない。したがって、高温液体の液面レベル検出も有 効に行わせることができる。Further, since the PTC thermistor 10 changes between ON and OFF, it is not affected even if the liquid temperature of the detection target is high. Therefore, it is possible to effectively detect the liquid level of the high temperature liquid.

【0016】[0016]

【考案の効果】[Effect of the device]

以上説明したように、本考案に係る液面レベルセンサによれば、定電流回路に 正特性サーミスタを接続し、前記定電流回路から前記正特性サーミスタの発熱温 度がキュリー温度になる定電流を供給し、前記正特性サーミスタを液体容器のレ ベル検出部に配置可能としたので、液面レベルの検出に際して一切の可動部を無 くして耐振動性を持たせ、かつ長寿命とすることができるとともに、高精度にレ ベル検出時のスイッチング信号が得られるという優れた効果がある。 As described above, according to the liquid level sensor of the present invention, a positive temperature coefficient thermistor is connected to the constant current circuit, and a constant current from the constant current circuit to the Curie temperature is generated by the constant temperature circuit. Since the above-mentioned positive temperature coefficient thermistor can be placed in the level detection part of the liquid container, it has no moving parts when detecting the liquid level, and it has vibration resistance and long life. In addition to this, there is an excellent effect that a switching signal at the time of level detection can be obtained with high accuracy.

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

【図1】実施例に係る液面レベルセンサの回路図であ
る。
FIG. 1 is a circuit diagram of a liquid level sensor according to an embodiment.

【図2】同センサの挙動説明図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the behavior of the sensor.

【図3】PTCサーミスタの温度−抵抗特性図である。FIG. 3 is a temperature-resistance characteristic diagram of a PTC thermistor.

【図4】従来のフロート式液面レベルセンサの断面図で
ある。
FIG. 4 is a sectional view of a conventional float type liquid level sensor.

【図5】従来のサーミスタ式液面レベルセンサの説明図
である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a conventional thermistor type liquid level sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 PTCサーミスタ 12 定電流源 22 液体容器 24 液面 10 PTC thermistor 12 Constant current source 22 Liquid container 24 Liquid level

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 定電流回路に正特性サーミスタを接続
し、前記定電流回路から前記正特性サーミスタの発熱温
度がキュリー温度になる定電流を供給し、前記正特性サ
ーミスタを液体容器のレベル検出部に配置可能としたこ
とを特徴とする液面レベルセンサ。
1. A constant temperature circuit is connected to a positive temperature coefficient thermistor, and a constant current is supplied from the constant current circuit so that the heat generation temperature of the positive temperature coefficient thermistor becomes a Curie temperature, and the positive temperature coefficient thermistor is used as a level detector of a liquid container. A liquid level sensor that can be placed on
JP8671491U 1991-09-30 1991-09-30 Liquid level sensor Pending JPH0530735U (en)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5199068A (en) * 1974-10-25 1976-09-01 Hitachi Ltd EKIMEN REBERUSENSA
JPS60165518A (en) * 1984-02-07 1985-08-28 Nippon Denso Co Ltd Oil level detector for vehicle

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