JPH06194212A - 静電容量センサ - Google Patents
静電容量センサInfo
- Publication number
- JPH06194212A JPH06194212A JP4356955A JP35695592A JPH06194212A JP H06194212 A JPH06194212 A JP H06194212A JP 4356955 A JP4356955 A JP 4356955A JP 35695592 A JP35695592 A JP 35695592A JP H06194212 A JPH06194212 A JP H06194212A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrodes
- electrode
- tube
- tube body
- film thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 非接触で液面レベルや膜厚などをより正確に
検知できるようにする。 【構成】 絶縁物製の管体１の外面に管体１を囲む形状
の一対の電極２，３を管軸方向に所定の間隔を隔てて配
置した。 【効果】 管体内の液面レベルの変化や膜厚に応じて一
対の電極間の静電容量が変化し、この静電容量に対応し
た出力電圧が得られるので、液面レベルや膜厚などを正
確に検知できるセンサが得られる。
検知できるようにする。 【構成】 絶縁物製の管体１の外面に管体１を囲む形状
の一対の電極２，３を管軸方向に所定の間隔を隔てて配
置した。 【効果】 管体内の液面レベルの変化や膜厚に応じて一
対の電極間の静電容量が変化し、この静電容量に対応し
た出力電圧が得られるので、液面レベルや膜厚などを正
確に検知できるセンサが得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、液面のレベルや液の
膜厚等の測定に用いられる静電容量センサに関するもの
である。
膜厚等の測定に用いられる静電容量センサに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】この種の静電容量センサの代表的なもの
としては、図４のようなものが知られている。これは、
棒状電極１１を液体や粉体等の被測定物１２中に挿入
し、容器１３を対電極としてその間の静電容量を測定す
ることにより、両電極間に存在する被測定物１２のレベ
ルを検出する静電容量センサである。
としては、図４のようなものが知られている。これは、
棒状電極１１を液体や粉体等の被測定物１２中に挿入
し、容器１３を対電極としてその間の静電容量を測定す
ることにより、両電極間に存在する被測定物１２のレベ
ルを検出する静電容量センサである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法で
は棒状電極１１を被測定物１２中に挿入する必要がある
ため、被測定物１２の種類によっては腐食の問題から棒
状電極１１などの材質に制約を受けたり、容器１３の構
造によりセンサの取り付け位置や姿勢に種々の制約を受
けるなどの問題点がある。この発明はこれらの点に着目
し、従来に比べて制約の少ない静電容量センサを提供
し、管体内の被測定物のレベルや膜厚などをより正確に
検知できるようにすることを課題としてなされたもので
ある。
は棒状電極１１を被測定物１２中に挿入する必要がある
ため、被測定物１２の種類によっては腐食の問題から棒
状電極１１などの材質に制約を受けたり、容器１３の構
造によりセンサの取り付け位置や姿勢に種々の制約を受
けるなどの問題点がある。この発明はこれらの点に着目
し、従来に比べて制約の少ない静電容量センサを提供
し、管体内の被測定物のレベルや膜厚などをより正確に
検知できるようにすることを課題としてなされたもので
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、絶縁物からなる管体の外面に管体
を囲む形状の一対の電極を管軸方向に所定の間隔を隔て
て配置している。一対の電極の一方は陽極として、他方
は陰極としてそれぞれ用いられるが、電極の形状として
はリング状、あるいはスパイラル状とすることができ、
陽極として用いられる電極が陰極として用いられる電極
に挾まれるように配置されることが望ましい。
めに、この発明では、絶縁物からなる管体の外面に管体
を囲む形状の一対の電極を管軸方向に所定の間隔を隔て
て配置している。一対の電極の一方は陽極として、他方
は陰極としてそれぞれ用いられるが、電極の形状として
はリング状、あるいはスパイラル状とすることができ、
陽極として用いられる電極が陰極として用いられる電極
に挾まれるように配置されることが望ましい。
【０００５】
【作用】この発明においては、管軸方向に配置された一
対の電極間に電荷により電界が形成され、その分布の状
態が管体内の液面の位置あるいは膜厚に応じて変化し、
電極間の静電容量が変化する。静電容量の変化は出力電
圧の増減として検知されるので、あらかじめ測定してお
いた基準値と対比することにより、液面の位置や膜厚が
検出される。
対の電極間に電荷により電界が形成され、その分布の状
態が管体内の液面の位置あるいは膜厚に応じて変化し、
電極間の静電容量が変化する。静電容量の変化は出力電
圧の増減として検知されるので、あらかじめ測定してお
いた基準値と対比することにより、液面の位置や膜厚が
検出される。
【０００６】
【実施例】以下、図示の実施例について説明する。図１
の(a)はこの発明の実施例の基本形を示したものであ
り、１は管体、２及び３は電極である。管体１には例え
ば透明なガラス管が用いられ、これに例えば銅線やステ
ンレス線をリング状に巻き付けて電極２，３を形成して
ある。４は液面レベル測定時の液表面を、５は膜厚測定
時の液表面をそれぞれ示したものである。なお、管体１
としてはフッ素樹脂やアクリル等のプラスチック管を使
用することもでき、電極２，３はアルミニウム箔などの
材料を巻き付けたり、導電性塗料を塗布したりして形成
することもできる。
の(a)はこの発明の実施例の基本形を示したものであ
り、１は管体、２及び３は電極である。管体１には例え
ば透明なガラス管が用いられ、これに例えば銅線やステ
ンレス線をリング状に巻き付けて電極２，３を形成して
ある。４は液面レベル測定時の液表面を、５は膜厚測定
時の液表面をそれぞれ示したものである。なお、管体１
としてはフッ素樹脂やアクリル等のプラスチック管を使
用することもでき、電極２，３はアルミニウム箔などの
材料を巻き付けたり、導電性塗料を塗布したりして形成
することもできる。
【０００７】図２はこの実施例の液面レベル測定特性を
示したものである。横軸は液面レベル、縦軸は静電容量
に対応したセンサ出力電圧であり、図中に示すセンサ範
囲とは電極２から電極３までの範囲を意味している。図
の実線Ａは、図１の(a)に示した実施例において下側の
電極２を陰極、上側の電極３を陽極としたときの測定特
性であり、管軸方向に配置された電極２，３間の液表面
４が上昇するに伴ってセンサ出力電圧が増加する状態を
示している。よって、あらかじめ測定した基準値と対比
することにより液面レベルを決定できるのである。
示したものである。横軸は液面レベル、縦軸は静電容量
に対応したセンサ出力電圧であり、図中に示すセンサ範
囲とは電極２から電極３までの範囲を意味している。図
の実線Ａは、図１の(a)に示した実施例において下側の
電極２を陰極、上側の電極３を陽極としたときの測定特
性であり、管軸方向に配置された電極２，３間の液表面
４が上昇するに伴ってセンサ出力電圧が増加する状態を
示している。よって、あらかじめ測定した基準値と対比
することにより液面レベルを決定できるのである。
【０００８】図１の(a)に鎖線で示すように管体１の内
部に管軸方向に沿って形成される液膜の厚さを検出する
場合も、液表面５までの膜厚の増加に応じてセンサ出力
電圧が増加するので、前述と同様にあらかじめ測定した
基準値と対比することにより液膜の厚さを決定できる。
なお、液面レベルを測定する場合と液膜の厚さを測定す
る場合とを出力電圧から区別することはできないが、そ
のいずれであるかは被測定物の種類や測定の条件等から
事前に分かっているので、測定に支障は生じない。
部に管軸方向に沿って形成される液膜の厚さを検出する
場合も、液表面５までの膜厚の増加に応じてセンサ出力
電圧が増加するので、前述と同様にあらかじめ測定した
基準値と対比することにより液膜の厚さを決定できる。
なお、液面レベルを測定する場合と液膜の厚さを測定す
る場合とを出力電圧から区別することはできないが、そ
のいずれであるかは被測定物の種類や測定の条件等から
事前に分かっているので、測定に支障は生じない。
【０００９】ところで、図１の(a)の構成のセンサによ
る測定において、下側の電極２を陰極、上側の電極３を
陽極として使用した場合、上方の電極３とセンサ範囲外
とでは電位が等価とならないので、本来測定する必要の
ないセンサ範囲外のデータも含んでしまう。このため、
陽極である電極３に何らかの外乱が作用すると測定結果
に影響が及んで誤差が大きくなる可能性がある。
る測定において、下側の電極２を陰極、上側の電極３を
陽極として使用した場合、上方の電極３とセンサ範囲外
とでは電位が等価とならないので、本来測定する必要の
ないセンサ範囲外のデータも含んでしまう。このため、
陽極である電極３に何らかの外乱が作用すると測定結果
に影響が及んで誤差が大きくなる可能性がある。
【００１０】図１の(b)はこの点を考慮した改良形の実
施例であり、陽極として使用される電極３の上下に陰極
として使用される電極２をそれぞれ配置し、２個の電極
２，２と電極３とで一対の陰極と陽極によるセンサ範囲
を構成したものである。すなわち、陽極となる電極３が
陰極となる電極２，２に挾まれるように配置されている
ので、電極２，２によるシールド効果によって外乱が電
極２，２に吸収され、電極２と３の間に形成される電界
に影響を与えない。このため電極３が外乱の影響を受け
ず、図２の破線Ｂのように直線性も改善されて測定結果
に大きな誤差を生ずることが防止されるのである。従っ
て、実用上は(a)よりも(b)の構成とすることが望まし
い。なお、各電極２，３は若干の切れ目があっても測定
は可能であるが、上記のようなシールド効果を確実に得
るには、特に陰極となる電極２を閉じた完全なリング状
とすることが望ましい。
施例であり、陽極として使用される電極３の上下に陰極
として使用される電極２をそれぞれ配置し、２個の電極
２，２と電極３とで一対の陰極と陽極によるセンサ範囲
を構成したものである。すなわち、陽極となる電極３が
陰極となる電極２，２に挾まれるように配置されている
ので、電極２，２によるシールド効果によって外乱が電
極２，２に吸収され、電極２と３の間に形成される電界
に影響を与えない。このため電極３が外乱の影響を受け
ず、図２の破線Ｂのように直線性も改善されて測定結果
に大きな誤差を生ずることが防止されるのである。従っ
て、実用上は(a)よりも(b)の構成とすることが望まし
い。なお、各電極２，３は若干の切れ目があっても測定
は可能であるが、上記のようなシールド効果を確実に得
るには、特に陰極となる電極２を閉じた完全なリング状
とすることが望ましい。
【００１１】図３は別の実施例であり、スパイラル状の
電極６及び７を管体１の外周に設けてある。電極６，７
は互いに平行に等間隔で配置されているが、電極６は電
極７よりも管軸方向に広い範囲で形成され、電極７の両
端の上下にそれぞれリング部６ａ，６ａを設けてある。
この実施例によればセンサ範囲を長くすることができる
ので、液面レベルが管軸方向に大きく変化するような場
合の測定に適している。また電極７が両端にリング部６
ａ，６ａを備えた電極６に挾まれるように配置されてお
り、電極６を陰極として、電極７を陽極としてそれぞれ
使用することにより、リング部６ａ，６ａによって電極
７に対するシールド効果が発揮され、上述と同様に電極
７が外乱の影響を受けにくくなって測定の精度が向上さ
れる。なお、電極６の両端にリング部６ａがなくても測
定は可能であるが、精度の高い測定のためにはリング部
６ａを設けることが望ましい。
電極６及び７を管体１の外周に設けてある。電極６，７
は互いに平行に等間隔で配置されているが、電極６は電
極７よりも管軸方向に広い範囲で形成され、電極７の両
端の上下にそれぞれリング部６ａ，６ａを設けてある。
この実施例によればセンサ範囲を長くすることができる
ので、液面レベルが管軸方向に大きく変化するような場
合の測定に適している。また電極７が両端にリング部６
ａ，６ａを備えた電極６に挾まれるように配置されてお
り、電極６を陰極として、電極７を陽極としてそれぞれ
使用することにより、リング部６ａ，６ａによって電極
７に対するシールド効果が発揮され、上述と同様に電極
７が外乱の影響を受けにくくなって測定の精度が向上さ
れる。なお、電極６の両端にリング部６ａがなくても測
定は可能であるが、精度の高い測定のためにはリング部
６ａを設けることが望ましい。
【００１２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明は、絶縁物製の管体の外面に管体を囲む形状の一対の
電極を管軸方向に所定の間隔を隔てて配置したものであ
る。従って、電極が被測定物に対して非接触となり、電
極の材質が被測定物の腐食性によって制約されることが
なくなる。また、管体内に電極を挿入する必要がなくな
るので、センサ取り付け位置や姿勢の制約も受けにくく
なる上に、被測定物の流れを阻害することもなくなる。
また、一方の電極を他方の電極に挾まれるように配置
し、外側の電極の形状をリング状としてこれを陰極とし
て用いたものでは、シールド効果が発揮されて外乱の影
響を受けにくくなり、測定精度が向上される。更に、電
極の形状をスパイラル状としたものではセンサの有効長
が長くなるので、液面レベルの変化量が大きい場合の測
定に適したセンサが得られる。
明は、絶縁物製の管体の外面に管体を囲む形状の一対の
電極を管軸方向に所定の間隔を隔てて配置したものであ
る。従って、電極が被測定物に対して非接触となり、電
極の材質が被測定物の腐食性によって制約されることが
なくなる。また、管体内に電極を挿入する必要がなくな
るので、センサ取り付け位置や姿勢の制約も受けにくく
なる上に、被測定物の流れを阻害することもなくなる。
また、一方の電極を他方の電極に挾まれるように配置
し、外側の電極の形状をリング状としてこれを陰極とし
て用いたものでは、シールド効果が発揮されて外乱の影
響を受けにくくなり、測定精度が向上される。更に、電
極の形状をスパイラル状としたものではセンサの有効長
が長くなるので、液面レベルの変化量が大きい場合の測
定に適したセンサが得られる。
【図１】この発明の基本形及び改良形の実施例の縦断面
図である。
図である。
【図２】同実施例の動作説明図である。
【図３】他の実施例の斜視図である。
【図４】従来例の縦断面図である。
１ 管体 ２，３，６，７ 電極 ６ａ，６ａ リング部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年８月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
Claims (4)
- 【請求項１】 絶縁物からなる管体の外面に管体を囲む
形状の一対の電極を管軸方向に所定の間隔を隔てて配置
したことを特徴とする静電容量センサ。 - 【請求項２】 上記電極がリング状に構成された請求項
１記載の静電容量センサ。 - 【請求項３】 上記電極がスパイラル状に構成された請
求項１記載の静電容量センサ。 - 【請求項４】 陽極として用いられる電極が陰極として
用いられる電極に挾まれるように配置された請求項１ま
たは２記載の静電容量センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4356955A JPH06194212A (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 静電容量センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4356955A JPH06194212A (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 静電容量センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06194212A true JPH06194212A (ja) | 1994-07-15 |
Family
ID=18451620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4356955A Pending JPH06194212A (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 静電容量センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06194212A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013193319A (ja) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Ulvac Japan Ltd | 液量検出装置及び液体供給装置 |
| US8869612B2 (en) | 2011-03-08 | 2014-10-28 | Baxter International Inc. | Non-invasive radio frequency liquid level and volume detection system using phase shift |
| JP2017111084A (ja) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 大興電気株式会社 | 非接触警報器 |
| WO2020136944A1 (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-02 | 株式会社島津製作所 | シリンジポンプによる液の吸入の有無を検出する方法、及びシリンジポンプを備えた装置 |
-
1992
- 1992-12-22 JP JP4356955A patent/JPH06194212A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8869612B2 (en) | 2011-03-08 | 2014-10-28 | Baxter International Inc. | Non-invasive radio frequency liquid level and volume detection system using phase shift |
| US9829366B2 (en) | 2011-03-08 | 2017-11-28 | Baxter International Inc. | Non-invasive radio frequency liquid level and volume detection system and method using phase shift |
| US9907908B2 (en) | 2011-03-08 | 2018-03-06 | Baxter International Inc. | Non-invasive radio frequency medical fluid level and volume detection system and method |
| JP2013193319A (ja) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Ulvac Japan Ltd | 液量検出装置及び液体供給装置 |
| JP2017111084A (ja) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 大興電気株式会社 | 非接触警報器 |
| WO2020136944A1 (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-02 | 株式会社島津製作所 | シリンジポンプによる液の吸入の有無を検出する方法、及びシリンジポンプを備えた装置 |
| CN113227578A (zh) * | 2018-12-27 | 2021-08-06 | 株式会社岛津制作所 | 检测注射泵有无吸入液体的方法及具备注射泵的装置 |
| JPWO2020136944A1 (ja) * | 2018-12-27 | 2021-10-28 | 株式会社島津製作所 | シリンジポンプによる液の吸入の有無を検出する方法、及びシリンジポンプを備えた装置 |
| EP3904857A4 (en) * | 2018-12-27 | 2022-08-31 | Shimadzu Corporation | METHOD FOR DETECTING THE PRESENCE OR ABSENCE OF LIQUID ASSUMED BY A SYRINGE PUMP, AND DEVICE PROVIDED WITH A SYRINGE PUMP |
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