JPH0630761U - 静電容量センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 静電容量センサの組立て性を向上し、高精度
検出を行なう。 【構成】 連通穴２５に複数個のガイド溝２６を有する
絶縁樹脂材料の保持筒２４に、その両端側端側から第１
電極２７および第２電極３３の電極板２９Ａ，２９Ｂ，
２９Ｃ，３５Ａ，３５Ｂを前記各ガイド溝２６に沿って
挿入する。その後に、固定枠２８，３４各固定部３１，
３６を保持筒２４の各端面に各ねじによって固着する。
そして、前記各電極板２９Ａ〜３５Ｂ間に等しい離間距
離ｄを有する複数の流路３８を有する静電容量センサを
容易に組立てる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば液体中のアルコール濃度等を測定するアルコール濃度測定装 置に好適に用いられる静電容量センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

ここで、図５ないし図７に従来技術の静電容量センサを示し説明する。

【０００３】 図中、１は従来技術による静電容量センサの外形を構成する筒状のケーシング を示し、該ケーシング１の両端側には径方向に穿設された後述する一対の棒状電 極軸２，３が挿嵌される挿嵌穴１Ａ，１Ａが上，下に穿設されている。

【０００４】 ２，３は棒状電極軸を示し、該棒状電極軸２，３は導電性の金属材料により形 成され、前記ケーシング１の各挿嵌穴１Ａ内に挿嵌されている。また、該棒状電 極軸２，３の外周側には所定寸法で切断されたスペーサ４，４，…が設けられて いる。また、一方の棒状電極軸２がプラス電極となり、他方の棒状電極軸３がマ イナス電極となっている。

【０００５】 ５，５は２枚からなる一側電極板を示し、該各一側電極板５の一側には貫通穴 ５Ａが穿設され、該各貫通穴５Ａ内に一方の棒状電極軸２を挿入すると共に、各 電極板５の間にスペーサ４を配設することで、該各電極板５間を径方向に所定間 隔だけ離間して設けるようになっている。

【０００６】 ６，６，６は３枚からなる他側電極板を示し、該各他側電極板６の他側には貫 通穴６Ａが穿設され、該各貫通穴６Ａ内に他方の棒状電極軸３を挿入すると共に 、各電極板６の間にスペーサ４を配設することで、該各電極板６間を径方向に所 定間隔だけ離間し、かつ各一側電極板５とは径方向に距離ｄだけ位置を異ならし めて設けるようになっている。そして、該各電極板５，６により形成された空間 は被測定流体が矢示方向から流通する流路になっている。

【０００７】 なお、７，７は棒状電極軸２，３をケーシング１の各挿嵌穴１Ａに設けるとき に絶縁を図る段付筒状のシール部材を示している。

【０００８】 さらに、前記各棒状電極軸２，３は例えば図７に示すように、図示しないリー ド線を介してＬＣ型の発振回路８，ｆ−Ｖ変換回路９および反転増幅回路１０か らなる処理回路に接続されている。

【０００９】 このように構成される静電容量センサにおいては、各電極板５，６により形成 される４個の検出部が等価的に並列接続されているとみなすことができ、各電極 板５，６の有効面積および離間距離ｄにより定まる大きい電極定数Ｋを有する平 行平板型電極として構成されている。

【００１０】 そして、静電容量センサ内に被測定流体が図５中の矢示に示すように流れるこ とによって、各電極板５，６間に被測定流体が流れ込み、該被測定流体の固有の 誘電率εと静電容量センサの電極定数Ｋとによって定まる検出静電容量Ｃを発振 回路８に出力する。

【００１１】 これにより、前記発振回路８では検出静電容量Ｃに基づいて発振周波数ｆを発 振し、この発振周波数ｆをｆ−Ｖ変換回路９および反転増幅回路１０で処理し、 被測定流体の誘電率εに対応した出力電圧Ｖを外部に導出する。

【００１２】 このように構成される静電容量センサは、処理回路と組合せて、例えばアルコ ール濃度測定装置として、自動車用エンジンに用いられるアルコール混合燃料中 のアルコール濃度の測定や、印刷機の湿し水中のイソプロピルアルコールの濃度 の測定等に適宜に用いられている。

【００１３】

【考案が解決しようとする課題】 ところで、上述した従来技術による静電容量センサにおいては、各電極板５， ６の保持は、各貫通穴５Ａ，６Ａに棒状電極軸２，３を挿入し、各スペーサ４を 介して配設しているだけであるから、各電極板５，６の位置ずれを起させ、該各 電極板５，６間の距離ｄを一定に保つことができず、電極定数Ｋが変動すること がある。これにより、被測定流体の静電容量を正確に検出することができないと いう問題がある。

【００１４】 また、静電容量センサの製造工程においては、各電極板５，６の各貫通穴５Ａ ，６Ａを棒状電極軸２，３に各スペーサ４を介して組立てているから、組立て工 程に手間がかかり、生産性を低下させるという問題がある。

【００１５】 本考案は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本考案は容易に組立 てることができると共に、各電極板の位置ずれを防止できる静電容量センサを提 供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

上述した課題を解決するために本考案が採用する静電容量センサの構成は、絶 縁材料により筒状に形成された保持筒と、該保持筒の一端側端面に流入側開口部 を有する固定枠が固着され、該固定枠から前記保持筒の他端側に向けて複数個の 電極板が延設された第１電極と、前記保持筒の他端側端面に流出側開口部を有す る固定枠が固着され、該固定枠から前記保持筒の一端側に向けて、前記第１電極 の各電極板と所定距離だけ離間する複数個の電極板が延設された第２電極と、前 記保持筒内に位置して第１，第２電極の各電極板間にそれぞれ形成され、前記第 １電極の流入側開口部から前記第２電極の流出側開口部に向けて被測定流体を流 通させる複数の流路とから構成したことにある。

【００１７】 また、前記保持筒の内面には、前記第１，第２電極の各電極板を係合状態で保 持する複数の保持溝を形成することが望ましい。

【００１８】

【作用】

上記構成により、第１電極の固定枠に形成された流入側開口部から流入した被 測定流体は、各電極板間に形成された複数の流路を流通し、第２電極の固定枠に 形成された流出側開口部から流出し、前記各流路を被測定流体が通過するときに 、各電極板により静電容量を検出する。

【００１９】 また、保持筒の内面に保持溝を設けることで、各電極板の位置ずれを防止する ことができる。

【００２０】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図１ないし図４に基づき説明する。なお、実施例では 前述した従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するも のとする。

【００２１】 図中、２１は本実施例に用いる筒状のケーシングを示し、該ケーシング２１の 両端に位置し、かつ上面側に段付筒状の絶縁シール２２，２２を介して一対の端 子ピン２３，２３が突出するピン挿嵌穴２１Ａ，２１Ａが形成されている。

【００２２】 ２４は保持筒を示し、該保持筒２４は例えばポリテトラフルオロエチレン等の 絶縁樹脂材料により形成され、その内面には矩形状の連通穴２５が軸方向に形成 されている。また、該連通穴２５の対向する側面には後述する電極板２９Ａ，２ ９Ｂ，２９Ｃ，３５Ａ，３５Ｂを保持する保持溝としてのガイド溝２６，２６， …が径方向に離間して形成されている。さらに、前記保持筒２４の両側端面に位 置した前記連通穴２５の上，下部にはねじ穴２４Ａ，２４Ａ，…が形成されてい る。

【００２３】 ２７は第１電極を示し、該第１電極２７は長方形状の固定枠２８と、該固定枠 ２８の長手方向の上部，中央部および下部の梁２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃからそれ ぞれ延設する３個の電極板２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃと、前記固定枠２８の上，下 の梁２８Ａ，２８Ｃに上，下方向に突出するように形成され、ねじ３０，３０を 保持筒２４のねじ穴２４Ａに螺着することにより、当該第１電極２７を保持筒２ ４に固定する固定部３１，３１とから構成されている。また、前記固定枠２８の 空間は流入側開口部３２，３２となっている。

【００２４】 ３３は第２電極を示し、該第２電極３３は長方形状の固定枠３４と、該固定枠 ３４の長手方向に対して３等分のそれぞれに位置した梁３４Ａ，３４Ｂからそれ ぞれ延設する２個の電極板３５Ａ，３５Ｂと、前記固定枠３４の上，下に位置し た枠に上，下方向に突出するように形成され、ねじ３０，３０を保持筒２４のね じ穴２４Ａに螺着することにより、当該第２電極３３を保持筒２４に固定する固 定部３６，３６とから構成されている。また、前記固定枠３４の空間は流出側開 口部３７，３７，３７となっている。

【００２５】 ここで、第１電極２７の各電極板２９Ａ〜２９Ｃと第２電極３３の各電極板３ ５Ａ，３５Ｂとは径方向に位置を異ならしめて形成されている。そして、保持筒 ２４の各ガイド溝２６に各電極板２９Ａ〜２９Ｃ，３５Ａ〜３５Ｂを取付けた状 態では、該各電極板２９Ａ〜２９Ｃ，３５Ａ〜３５Ｂとは交互に配設され、これ らの間は離間距離ｄとなるように設定されている。

【００２６】 ３８，３８，…は第１電極２７の電極板２９Ａ〜２９Ｃ，第２電極３３の電極 板３５Ａ，３５Ｂとの間にそれぞれ形成された流路を示し、該各流路３８は被測 定流体を図１中の矢示方向から流通させるようになっている。

【００２７】 本実施例による静電容量センサは上述の如き構成を有するもので、従来技術と 同様に等価的に４個の検出部が並列接続され、電極定数Ｋを有する平行平板型電 極として構成される。そして、該静電容量センサを用いた検出動作については従 来技術の図７に示したような検出作動と同様にして行なうことができる。

【００２８】 然るに、本実施例による静電容量センサは、第１電極２７および第２電極３３ は固定枠２８，３４に電極板２９Ａ〜２９Ｃ，３５Ａ〜３５Ｂを形成しているか ら、電極板２９Ａ〜３５Ｂ間の離間距離ｄが安易に変化するのを防止することが できる。

【００２９】 また、前記保持筒２４には電極板２９Ａ〜３５Ｂの数に対応した複数個のガイ ド溝２６，２６，…を形成しているから、この各ガイド溝２６に沿って電極板２ ９Ａ〜３５Ｂを挿入することで、より電極板２９Ａ〜３５Ｂの離間距離ｄのずれ を防止でき、電極定数が変化するのを防止する。そして、被測定流体の検出静電 容量の検出誤差を低減し、高精度検出を行なうことができる。

【００３０】 さらに、本実施例による静電容量センサの組立てにおいては、図４に示すよう に、絶縁樹脂材料により形成された保持筒２４の連通穴２５に形成されたガイド 溝２６に沿って、両端側端側から第１電極２７および第２電極３３の電極板２９ Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，３５Ａ，３５Ｂを挿入する。その後に、固定枠２８，３４ の各固定部３１，３６を保持筒２４の各ねじ穴２４Ａに各ねじ３０によって螺着 することにより、前記各電極板２９Ａ〜３５Ｂ間に等しい離間距離ｄを有する複 数の流路３８を有する静電容量センサを容易に組立てることができる。

【００３１】 従って、静電容量センサの組立て工程を簡略化することができ、生産性を著し く向上させることができる。

【００３２】 なお、前記実施例による静電容量センサはケーシング２１と保持筒２４とを別 部材で形成するものとして述べたが、本考案はこれに替えて、ケーシング２１と 保持筒２４を絶縁材料により一体形成するようにしてもよい。

【００３３】 また、検出精度を向上させるためには、静電容量センサの電極定数Ｋを大きく すればよく、この場合には、電極板２９Ａ〜３５Ｂの有効面積を大きくし、離間 距離を小さくするようにすればよい。

【００３４】

【考案の効果】

以上詳述した如く、本考案によれば、絶縁材料により筒状に形成された保持筒 の一端側端面からは、複数個の電極板が他端側に向けて延設され、一端側端面に 流入側開口部を有する固定枠が固着される第１電極と、他端側端面からは、複数 個の電極板が前記第１電極の電極板と所定距離だけ離間する複数個の電極板が一 端側に向けて延設され、他端側端面に流出側開口部を有する固定枠が固着される 第２電極と、前記保持筒内に位置して第１，第２電極の各電極板間にそれぞれ形 成され、前記第１電極の流入側開口部から前記第２電極の流出側開口部に向けて 被測定流体を流通させる複数の流路とから構成することにより、保持筒に対して 一側，他側から第１電極，第２電極を挿入することにより、容易に静電容量セン サを製造することができる。

【００３５】 また、前記保持筒の内面には、前記第１，第２電極の各電極板を係合状態で保 持する複数の保持溝を形成することにより、第１，第２電極の各電極板のずれを 防止し、静電容量の検出精度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例による静電容量センサの縦断面
図である。

【図２】図１中の矢示II−II方向からみた断面図であ
る。

【図３】図１中の静電容量センサの右側面図である。

【図４】本実施例による静電容量センサの分解斜視図で
ある。

【図５】従来技術による静電容量センサの縦断面図であ
る。

【図６】図５中の矢示VI−VI方向からみた断面図であ
る。

【図７】静電容量センサを用いた処理回路を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

２１ ケーシング ２４ 保持筒 ２６ ガイド溝（保持溝） ２７ 第１電極 ２８，３４ 固定枠 ２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，３５Ａ，３５Ｂ 電極板 ３２ 流入側開口部 ３３ 第２電極 ３７ 流出側開口部 ３８ 流路

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁材料により筒状に形成された保持筒
   と、該保持筒の一端側端面に流入側開口部を有する固定
   枠が固着され、該固定枠から前記保持筒の他端側に向け
   て複数個の電極板が延設された第１電極と、前記保持筒
   の他端側端面に流出側開口部を有する固定枠が固着さ
   れ、該固定枠から前記保持筒の一端側に向けて、前記第
   １電極の各電極板と所定距離だけ離間する複数個の電極
   板が延設された第２電極と、前記保持筒内に位置して第
   １，第２電極の各電極板間にそれぞれ形成され、前記第
   １電極の流入側開口部から前記第２電極の流出側開口部
   に向けて被測定流体を流通させる複数の流路とから構成
   してなる静電容量センサ。
2. 【請求項２】 前記保持筒の内面には、前記第１，第２
   電極の各電極板を係合状態で保持する複数の保持溝を形
   成してなる請求項１記載の静電容量センサ。