JPH0639307Y2 - 水位検出装置 - Google Patents
水位検出装置Info
- Publication number
- JPH0639307Y2 JPH0639307Y2 JP10140588U JP10140588U JPH0639307Y2 JP H0639307 Y2 JPH0639307 Y2 JP H0639307Y2 JP 10140588 U JP10140588 U JP 10140588U JP 10140588 U JP10140588 U JP 10140588U JP H0639307 Y2 JPH0639307 Y2 JP H0639307Y2
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- JP
- Japan
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- water level
- voltage
- electrodes
- pair
- water
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、水位検出装置に関し、特に一対の電極をそな
えたウォーターレベルセンサを用いた水位検出装置に関
する。
えたウォーターレベルセンサを用いた水位検出装置に関
する。
従来、自動車におけるラジエタの水量を検知する方式と
して、最も普通に用いられている方式は、フロートを使
った方式であるが、電極を利用した水位の検出も行なわ
れている。
して、最も普通に用いられている方式は、フロートを使
った方式であるが、電極を利用した水位の検出も行なわ
れている。
電極を利用したレベル検出は、原理的には、水の有無に
よるインピーダンスの変化を利用するものであり、第４
図（Ａ）に示すように、水中に電極を入れると、同図
（Ｂ）に示すように、電極間には、等価的に抵抗、コン
デンサが接続された状態になる。この抵抗値RX、静電容
量値CXの値が水の有無により大きく変化するので、それ
を回路により検出するのである。例えば、水中ではRX＝
200Ω，CX＝１μＦ程度であり、空気中ではRX≒1012≒
∞，CX≒０μＦとなる。
よるインピーダンスの変化を利用するものであり、第４
図（Ａ）に示すように、水中に電極を入れると、同図
（Ｂ）に示すように、電極間には、等価的に抵抗、コン
デンサが接続された状態になる。この抵抗値RX、静電容
量値CXの値が水の有無により大きく変化するので、それ
を回路により検出するのである。例えば、水中ではRX＝
200Ω，CX＝１μＦ程度であり、空気中ではRX≒1012≒
∞，CX≒０μＦとなる。
ところで、水中での抵抗値RX，静電容量値CXは、水の温
度、添加物（不凍液、防錆液等）の種類および混合比で
変化するが、各種条件での測定結果から、RX＝10Ω〜3K
Ω，CX＝0.1μＦ〜５μＦ程度になる。したがって、水
位検知用コントローラの検出レベルは、RX＝10〜30K
Ω，CX＝０μＦ以下を水有りとして設定されている。
度、添加物（不凍液、防錆液等）の種類および混合比で
変化するが、各種条件での測定結果から、RX＝10Ω〜3K
Ω，CX＝0.1μＦ〜５μＦ程度になる。したがって、水
位検知用コントローラの検出レベルは、RX＝10〜30K
Ω，CX＝０μＦ以下を水有りとして設定されている。
上述のような検知原理に基づく実際の検知回路は、第５
図に示すように構成されており、同図の左方のマルチバ
イブレータでまず約100Hzの方形波（第６図参照）が発
生させられる。なお、実際の波形は、コンデンサC6によ
り、ラジオノイズ防止のために、立上がりおよび立下が
りの波形をなまらせたａ点の波形のようになる。次に、
コンデンサC3を通して波形が交流に変換され（ｂ点の波
形参照）、この交流がセンサＳに送られる。このように
波形を交流にするのは、センサ電極に直流が流れると、
水中で電気分解が起こり、電極に化学変化（電触）が起
こるためである。そして、ｂ点における波形は、センサ
Ｓが水中にある場合は、センサ電極間の抵抗RX＝０Ωと
なり、ピーク電圧は低くなる（ｂ点における波形の右方
のもの参照）し、センサＳが水中にない場合は、RX≒∞
となり、ピーク電圧は高くなる（ｂ点における波形の左
方のもの参照）。
図に示すように構成されており、同図の左方のマルチバ
イブレータでまず約100Hzの方形波（第６図参照）が発
生させられる。なお、実際の波形は、コンデンサC6によ
り、ラジオノイズ防止のために、立上がりおよび立下が
りの波形をなまらせたａ点の波形のようになる。次に、
コンデンサC3を通して波形が交流に変換され（ｂ点の波
形参照）、この交流がセンサＳに送られる。このように
波形を交流にするのは、センサ電極に直流が流れると、
水中で電気分解が起こり、電極に化学変化（電触）が起
こるためである。そして、ｂ点における波形は、センサ
Ｓが水中にある場合は、センサ電極間の抵抗RX＝０Ωと
なり、ピーク電圧は低くなる（ｂ点における波形の右方
のもの参照）し、センサＳが水中にない場合は、RX≒∞
となり、ピーク電圧は高くなる（ｂ点における波形の左
方のもの参照）。
こうして得られた波形は、ダイオードD3により負側をカ
ットされて直流に変換され（Ｃ点の波形参照）、次に、
RX≒０のとき、電圧が低くなるためトランジスタT3はオ
フとなり、RX≒∞のとき、電圧が高くなるためトランジ
スタT3はオンとなる。（ｄ点の波形参照）。なお、コン
デンサC4はパルス状の入力電圧を積分して平滑化し、表
示ランプのちらつきを防止し、また、センサ抵抗の急激
な変化に追従して、表示ランプが一時的に点灯するのを
防ぐような時間遅れを作っている。
ットされて直流に変換され（Ｃ点の波形参照）、次に、
RX≒０のとき、電圧が低くなるためトランジスタT3はオ
フとなり、RX≒∞のとき、電圧が高くなるためトランジ
スタT3はオンとなる。（ｄ点の波形参照）。なお、コン
デンサC4はパルス状の入力電圧を積分して平滑化し、表
示ランプのちらつきを防止し、また、センサ抵抗の急激
な変化に追従して、表示ランプが一時的に点灯するのを
防ぐような時間遅れを作っている。
そして、最終的には、トランジスタT4，T5で電流増幅を
行ない、表示ランプを駆動している（e,f点の波形参
照）。なお、表示ランプは、RX≒０の時にはT3がオフ、
T4がオン、T5がオフとなって消灯し、RX≒∞の時にはT3
がオン、T4がオフ、T5がオンとなって点灯する。
行ない、表示ランプを駆動している（e,f点の波形参
照）。なお、表示ランプは、RX≒０の時にはT3がオフ、
T4がオン、T5がオフとなって消灯し、RX≒∞の時にはT3
がオン、T4がオフ、T5がオンとなって点灯する。
また、このような回路には、実開昭57-201933号公報に
示すような一方の電極を他方の電極で囲んでバッファ効
果をもたせたセンサが用いられている。
示すような一方の電極を他方の電極で囲んでバッファ効
果をもたせたセンサが用いられている。
ところで、上述のような従来の水位検出装置では、ごく
希にしか生じない水位異常を検出するのに、連続動作す
る専用の回路を必要としており、使用エネルギに無駄が
多いばかりでなく、ウォーターレベルセンサにも連続し
て通電が行なわれるので、センサ電極に電気腐食が生じ
易いという問題点がある。
希にしか生じない水位異常を検出するのに、連続動作す
る専用の回路を必要としており、使用エネルギに無駄が
多いばかりでなく、ウォーターレベルセンサにも連続し
て通電が行なわれるので、センサ電極に電気腐食が生じ
易いという問題点がある。
本考案はこのような問題点の解決をはかろうとするもの
で、水位異常を検出する回路を間けつ動作させて、使用
エネルギの減少をはかるとともに、ウォーターレベルセ
ンサへの通電を、時間および回数とともに減少させて、
センサ電極の腐食を防ぐようにした水位検出装置を提供
することを目的とする。
で、水位異常を検出する回路を間けつ動作させて、使用
エネルギの減少をはかるとともに、ウォーターレベルセ
ンサへの通電を、時間および回数とともに減少させて、
センサ電極の腐食を防ぐようにした水位検出装置を提供
することを目的とする。
上述の目的を達成するため、本考案の水位検出装置は、
水中で導通しうる一対の電極をそなえたウォーターレベ
ルセンサと、上記一対の電極の一方と他方とに交互に正
電圧を印加する印加プロセスを常時は第１の時間間隔で
行なう電圧印加手段と、この電圧印加手段による上記一
対の電極への電圧印加に伴い同一対の電極間の水中での
導通を検知する導通検知手段と、上記導通検知手段から
の検知信号が途絶えた際に上記電圧印加手段に上記第１
の時間間隔よりも短い第２の時間間隔で上記一対の電極
への上記印加プロセスを行なわせる制御手段と、上記第
２の時間間隔での印加プロセスに際しても上記導通検知
手段からの検知信号が途絶えたままの場合に警報を発生
する警報手段とで構成されたことを特徴としている。
水中で導通しうる一対の電極をそなえたウォーターレベ
ルセンサと、上記一対の電極の一方と他方とに交互に正
電圧を印加する印加プロセスを常時は第１の時間間隔で
行なう電圧印加手段と、この電圧印加手段による上記一
対の電極への電圧印加に伴い同一対の電極間の水中での
導通を検知する導通検知手段と、上記導通検知手段から
の検知信号が途絶えた際に上記電圧印加手段に上記第１
の時間間隔よりも短い第２の時間間隔で上記一対の電極
への上記印加プロセスを行なわせる制御手段と、上記第
２の時間間隔での印加プロセスに際しても上記導通検知
手段からの検知信号が途絶えたままの場合に警報を発生
する警報手段とで構成されたことを特徴としている。
上述の本考案の水位検出装置では、常時は、電圧印加手
段からウォーターレベルセンサの一対の電極の一方と他
方とに交互に正電圧を印加する印加プロセスを第１の時
間間隔で行ない、導通検知手段による導通の検知が行な
われる。導通検知手段からの検知信号が途絶えた際に
は、制御手段からの指令で、電圧印加手段から第１の時
間間隔より短い第２の時間間隔でウォーターレベルセン
サの一対の電極へ上記と同様に電圧が印加され、導通検
知手段による導通の検知が行なわれる。そして、第２の
時間間隔での交流電圧印加に際しても、導通検知手段か
らの検知信号が途絶えたままとなった場合は、警報手段
から警報が発せられる。
段からウォーターレベルセンサの一対の電極の一方と他
方とに交互に正電圧を印加する印加プロセスを第１の時
間間隔で行ない、導通検知手段による導通の検知が行な
われる。導通検知手段からの検知信号が途絶えた際に
は、制御手段からの指令で、電圧印加手段から第１の時
間間隔より短い第２の時間間隔でウォーターレベルセン
サの一対の電極へ上記と同様に電圧が印加され、導通検
知手段による導通の検知が行なわれる。そして、第２の
時間間隔での交流電圧印加に際しても、導通検知手段か
らの検知信号が途絶えたままとなった場合は、警報手段
から警報が発せられる。
次に、本考案の実施例について説明すると、第１図は本
考案の一実施例としての水位検出装置を示す模式的回路
図であり、第２図はそのフローチャートである。
考案の一実施例としての水位検出装置を示す模式的回路
図であり、第２図はそのフローチャートである。
第１図に示すように、本考案の一実施例としての水位検
出装置は、自動車のラジエタのアパッタンクに設置され
て水中で導通しうる一対の電極1,2をそなえたウォータ
ーレベルセンサ３と、車体の適宜の位置に設置されるマ
イクロコンピュータで構成されたコントロールユニット
４とで構成されている。
出装置は、自動車のラジエタのアパッタンクに設置され
て水中で導通しうる一対の電極1,2をそなえたウォータ
ーレベルセンサ３と、車体の適宜の位置に設置されるマ
イクロコンピュータで構成されたコントロールユニット
４とで構成されている。
コントロールユニット４は、電圧印加手段、導通検知手
段、制御手段および警報手段で構成されており、電圧印
加手段は、コントロールユニット４の＋端子、に接
続され、電圧＋V0のステップ信号を発生するパルスジェ
ネレータとして構成されている。導通検知手段は、コン
トロールユニット４の検出端子と＋端子とに接続さ
れ、比較器として構成されている。一方、制御手段は、
コントロールユニット４に内蔵されたタイマで構成され
ており、電圧印加手段に対して、第１の時間間隔（例え
ば1.5秒ごと）および第２の時間間隔（例えば0.5秒ご
と）で電圧印加指令を発するよう構成されている。ま
た、警報手段は、警報ランプ５が接続された端子をア
ースするスイッチング装置として構成されてる。
段、制御手段および警報手段で構成されており、電圧印
加手段は、コントロールユニット４の＋端子、に接
続され、電圧＋V0のステップ信号を発生するパルスジェ
ネレータとして構成されている。導通検知手段は、コン
トロールユニット４の検出端子と＋端子とに接続さ
れ、比較器として構成されている。一方、制御手段は、
コントロールユニット４に内蔵されたタイマで構成され
ており、電圧印加手段に対して、第１の時間間隔（例え
ば1.5秒ごと）および第２の時間間隔（例えば0.5秒ご
と）で電圧印加指令を発するよう構成されている。ま
た、警報手段は、警報ランプ５が接続された端子をア
ースするスイッチング装置として構成されてる。
なお、第１図において、端子は＋24Vの電源に接続さ
れてコントロールユニット４に作動電力を供給する端子
であり、符号６は負荷抵抗を示す。
れてコントロールユニット４に作動電力を供給する端子
であり、符号６は負荷抵抗を示す。
上述の本考案の一実施例としての水位検出装置では、第
２図に示すように、まずコントロールユニット４内でイ
ニシャライズが行なわれ、所定の時間T1（例えば0.1
秒）ごとに加算が行なわれる。そして、この値が第１の
時間間隔T2（例えば1.5秒に達すると、電圧印加手段か
ら＋端子に所定の電圧＋V0が印加され、アース端子
が＋端子に接続される。その際、導通検知手段で＋端
子と検出端子との間の電位差が計測され、この値が
所定のV2以上であると、次に同じく電圧印加手段から今
度は＋端子に電圧＋V0が印加され、再びスタートに戻
ってイニシャライズされる。このような通電方向の切換
え操作により、コントロールユニット４に負極性の電圧
発生器を設けることなく、第３図（Ａ）に示すような交
流電圧が印加されたと同様な結果が得られることとな
る。この時、端子は開放されており、警報ランプ５は
消灯状態にある。以上の第１のサイクルは、水位が正常
な状態でのサイクルである。
２図に示すように、まずコントロールユニット４内でイ
ニシャライズが行なわれ、所定の時間T1（例えば0.1
秒）ごとに加算が行なわれる。そして、この値が第１の
時間間隔T2（例えば1.5秒に達すると、電圧印加手段か
ら＋端子に所定の電圧＋V0が印加され、アース端子
が＋端子に接続される。その際、導通検知手段で＋端
子と検出端子との間の電位差が計測され、この値が
所定のV2以上であると、次に同じく電圧印加手段から今
度は＋端子に電圧＋V0が印加され、再びスタートに戻
ってイニシャライズされる。このような通電方向の切換
え操作により、コントロールユニット４に負極性の電圧
発生器を設けることなく、第３図（Ａ）に示すような交
流電圧が印加されたと同様な結果が得られることとな
る。この時、端子は開放されており、警報ランプ５は
消灯状態にある。以上の第１のサイクルは、水位が正常
な状態でのサイクルである。
ところで、上述の第１のサイクルの途中で、＋端子と
検出端子との間の電位差がV2未満であることが導通検
知手段で計測されると、検知密度を高めるべく、第２の
サイクルが開始され、＋端子に所定の電圧＋V0が印加
され、このサイクルでは所定の時間T3（例えば0.1秒）
ごとに加算が行なわれる。そして、この値が第２の時間
間隔T4（例えば0.5秒）に達すると、＋端子に所定の
電圧＋V0が印加され、その際、＋端子と検出端子と
の間の電位差が計測される。この値が所定のV2以上であ
ると、付加的に−端子に所定の電圧＋V0が印加され
て、このサイクルは終了する。一方、上記計測値がV2未
満であると、第２のサイクルが再び初めからくり返さ
れ、このサイクル数が例えば５回に達すると初めて、端
子がアースされて警報ランプが点灯する。
検出端子との間の電位差がV2未満であることが導通検
知手段で計測されると、検知密度を高めるべく、第２の
サイクルが開始され、＋端子に所定の電圧＋V0が印加
され、このサイクルでは所定の時間T3（例えば0.1秒）
ごとに加算が行なわれる。そして、この値が第２の時間
間隔T4（例えば0.5秒）に達すると、＋端子に所定の
電圧＋V0が印加され、その際、＋端子と検出端子と
の間の電位差が計測される。この値が所定のV2以上であ
ると、付加的に−端子に所定の電圧＋V0が印加され
て、このサイクルは終了する。一方、上記計測値がV2未
満であると、第２のサイクルが再び初めからくり返さ
れ、このサイクル数が例えば５回に達すると初めて、端
子がアースされて警報ランプが点灯する。
このような操作により、第３図（Ｂ）に示すような交流
電圧が印加されたと同様の効果が得られることとなる。
以上の第２のサイクルは、水位が異常に近づいた時ある
いは異常となった場合のサイクルであって、約言すれ
ば、電圧印加する端子を入換えて第２の時間間隔T4で電
圧V2を印加し、印加回数をカウントして、それが所定の
回数（例えば５回）に達した時に警報を発するものであ
る。
電圧が印加されたと同様の効果が得られることとなる。
以上の第２のサイクルは、水位が異常に近づいた時ある
いは異常となった場合のサイクルであって、約言すれ
ば、電圧印加する端子を入換えて第２の時間間隔T4で電
圧V2を印加し、印加回数をカウントして、それが所定の
回数（例えば５回）に達した時に警報を発するものであ
る。
なお、上述の第１の時間間隔T2は、通常の自動車の走行
時における振動や旋回時に水位検出装置が誤作動せず、
しかも異常検知に十分対応できる値を選んで決定される
が、経験上、この値は1.5秒程度が良いことが知られて
いる。
時における振動や旋回時に水位検出装置が誤作動せず、
しかも異常検知に十分対応できる値を選んで決定される
が、経験上、この値は1.5秒程度が良いことが知られて
いる。
上述したように、本考案の一実施例としての水位検出装
置によれば、ラジエタのアッパタンクにおける水位異常
をマイクロコンピュータを用い、単純なステップ信号を
送って、時分割処理により検知可能となるので、自動車
に用いられている他のタイマ制御システムである、間け
つワイパシステムやエンジン始動の予熱システムと統合
すれば、単一のマイクロコンピュータによるこれらすべ
てのシステムの制御系についての単一化が可能となるす
ぐれた効果が得られる。
置によれば、ラジエタのアッパタンクにおける水位異常
をマイクロコンピュータを用い、単純なステップ信号を
送って、時分割処理により検知可能となるので、自動車
に用いられている他のタイマ制御システムである、間け
つワイパシステムやエンジン始動の予熱システムと統合
すれば、単一のマイクロコンピュータによるこれらすべ
てのシステムの制御系についての単一化が可能となるす
ぐれた効果が得られる。
以上、本考案の一実施例について詳述したが、本考案は
上述の実施例のみに限定されるものではなく、実用新案
登録請求の範囲に記載の事項の範囲内で種々変更して実
施可能なものであり、その用途も、ラジエタに限らず、
ウィンドワッシャ用タンク、コンクリートミキサ用タン
ク等の水タンク系に広く適用可能である。
上述の実施例のみに限定されるものではなく、実用新案
登録請求の範囲に記載の事項の範囲内で種々変更して実
施可能なものであり、その用途も、ラジエタに限らず、
ウィンドワッシャ用タンク、コンクリートミキサ用タン
ク等の水タンク系に広く適用可能である。
以上詳述したように、本考案の水位検出装置によれば、
次のような効果ないし利点が得られる。
次のような効果ないし利点が得られる。
（１）水位異常を検出する回路を単純化させ、間けつ動
作させているので、水位検出装置のローコスト化や使用
エネルギの減少をはかることができる。
作させているので、水位検出装置のローコスト化や使用
エネルギの減少をはかることができる。
（２）水位異常の可能性が高くなった時のみ検出密度を
高める方式が用いられているので、警報手段の誤作動の
おそれが少ない。
高める方式が用いられているので、警報手段の誤作動の
おそれが少ない。
（３）ウォータレベルセンサの通電が、時間および回数
ともに少なくなるので、センサ電極の腐食を防ぐことが
できる。
ともに少なくなるので、センサ電極の腐食を防ぐことが
できる。
第１〜３図は本考案の一実施例としての水位検出装置を
示すもので、第１図はその模式的回路図、第２図はその
フローチャート、第３図はその印加電圧波形図であり、
第４〜６図は従来の水位検出装置を示すもので、第４図
はその原理図、第５図はその回路図、第６図はその印加
電圧波形図である。 1,2……電極、３……ウォーターレベルセンサ、４……
コントロールユニット、５……警報ランプ、６……負荷
抵抗。
示すもので、第１図はその模式的回路図、第２図はその
フローチャート、第３図はその印加電圧波形図であり、
第４〜６図は従来の水位検出装置を示すもので、第４図
はその原理図、第５図はその回路図、第６図はその印加
電圧波形図である。 1,2……電極、３……ウォーターレベルセンサ、４……
コントロールユニット、５……警報ランプ、６……負荷
抵抗。
Claims (1)
- 【請求項１】水中で導通しうる一対の電極をそなえたウ
ォーターレベルセンサと、上記一対の電極の一方と他方
とに交互に正電圧を印加する印加プロセスを常時は第１
の時間間隔で行なう電圧印加手段と、この電圧印加手段
による上記一対の電極への電圧印加に伴い同一対の電極
間の水中での導通を検知する導通検知手段と、上記導通
検知手段からの検知信号が途絶えた際に上記電圧印加手
段に上記第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔で上
記一対の電極への上記印加プロセスを行なわせる制御手
段と、上記第２の時間間隔での印加プロセスに際しても
上記導通検知手段からの検知信号が途絶えたままの場合
に警報を発生する警報手段とで構成されたことを特徴と
する、水位検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10140588U JPH0639307Y2 (ja) | 1988-07-30 | 1988-07-30 | 水位検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10140588U JPH0639307Y2 (ja) | 1988-07-30 | 1988-07-30 | 水位検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0227521U JPH0227521U (ja) | 1990-02-22 |
| JPH0639307Y2 true JPH0639307Y2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=31330367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10140588U Expired - Lifetime JPH0639307Y2 (ja) | 1988-07-30 | 1988-07-30 | 水位検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0639307Y2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014149101A (ja) * | 2013-01-31 | 2014-08-21 | Noritz Corp | 燃焼装置 |
-
1988
- 1988-07-30 JP JP10140588U patent/JPH0639307Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014149101A (ja) * | 2013-01-31 | 2014-08-21 | Noritz Corp | 燃焼装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0227521U (ja) | 1990-02-22 |
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