JPH0643916B2

JPH0643916B2 - 連続式液位計

Info

Publication number: JPH0643916B2
Application number: JP61004541A
Authority: JP
Inventors: 悦朗幅田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-01-13
Filing date: 1986-01-13
Publication date: 1994-06-08
Anticipated expiration: 2009-06-08
Also published as: JPS62162925A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は自動車などの燃料の量を、負特性サーミスタの
自己発熱の程度が液中と空中とで異なることを利用して
検知し表示するもので、液面の変化を連続的に表示でき
る連続式液位計に関するものである。

従来の技術負特性サーミスタは、温度が上昇すると抵抗値が減少す
る性質を持ったセラミックである。これに電圧を印加し
て自己発熱させた場合、その素子が空中にある時とガソ
リンなどの液中にある時とでは温度が異なり、ひいては
その抵抗値が異なることを利用して液面センサとして用
いられている。

従来、この種の液位計は第６図に示す構成であった。第
６図において、１はロッド状の負特性サーミスタによる
検知素子で、２はそれに固着されているニッケルなどの
リード線である。３は絶縁板、４は金属筒で、これらで
ケースを構成し、この中央部に前記検知素子１がリード
線２を介して固定されている。５はランプであり、これ
に検知素子１と電源とを直列に接続してある。

このような液位計において、検知素子１が空中にある時
は、検知素子１の熱放散係数が小さいため、発熱しやす
く温度が高くなる。そのため検知素子の抵抗が小さくな
り流れる電流が大きく、ランプ５が点灯する。また、金
属筒４が液中にある時は、透孔ａから液が入り、検知素
子１が液に浸漬される。この時は検知素子１の熱が液に
奪われ、熱放散係数が大きくなるので、検知素子１の抵
抗が大きくなって回路に流れる電流が少なくなり、ラン
プ５が消灯する。

第７図，第８図はさらに別の従来例で、第６図に示した
負特性サーミスタを複数個用い、液面の変化を段階的に
表示できるものである。（実開昭５７−１０５９３０号
公報）発明が解決しようとする問題点従来の液位計は、負特性サーミスタの自己発熱の量が液
中と空気中で大きく異なることを利用して、その抵抗値
が液中と空気中で異なり、流れる電流の大小により、ラ
ンプの点灯及び消灯するものである。そのため、非常に
簡単な回路で液の有無が表示できる。しかしながら、検
知素子が１ケであるため、表示できる液位は検知素子が
液中にあるか空中にあるかという、ただ一点のみであ
り、液位の変化を連続的に表示することはできなかっ
た。そのため、検知素子を複数個用いる構造も考案され
ているが、これでも液位を段階的に表示するだけで、連
続的に液位の量を表示することはできなかった。

問題点を解決するための手段この問題点を解決するために本発明は、液面の変化に伴
ない浸漬する長さが変化するように固定された負特性サ
ーミスタからなる長尺の検知素子と、その検知素子に直
列に接続された電源と、その検知素子に流れる電流の表
示装置とからなり、前記電流表示装置として２つの電流
の比を示す比率計を用い、前記検知素子に流れる電流
と、常時液中または空気中にあるように固定されている
かまたは検知素子より大きな形状で液中と空気中での発
熱温度がほぼ等しくなる別の負特性サーミスタによる温
度補償用素子に流れる電流との比を前記比率計で表示す
るようにしたものである。

作用この構成による作用を説明する。まず、検知素子全体が
空中にある時、検知素子は自己発熱し、その抵抗が低く
なり、ある温度で熱平衡に達する。この時、回路に流れ
る電流もある一定の電流で安定する。その電流値は電流
の表示装置で表示されている。そして、液位が増加して
検知素子の端部から次第に浸漬されていくと、その浸漬
された部分の温度が低くなり、そこの部分の抵抗が大き
くなる。すると、検知素子の一部の抵抗が上昇するの
で、電流はそれに応じて減少する。一方検知素子全体が
液中に浸漬すると、電流は最も少なくなる。このように
液位に応じて電流が連続的に変化し、その値を電流表示
装置で読み取ることができる。

また、検知素子の両電極を結ぶ線を液面に平行にした場
合、検知素子の空中にある部分と液中にある部分は並列
接続したことになり、空中にある部分だけが抵抗が低く
なり、電流はそこに集中し、熱暴走して素子が破壊して
しまう恐れがある。従って、本発明では検知素子の両電
極を結ぶ線が液面に垂直である必要がある。

実施例第１図は本発明の前程例となる連続式液位計を示す概略
構成図である。第１図において６は板状の負特性サーミ
スタによる長尺の検知素子で、例えば形状は厚さ１mm×
幅２mm×長さ５０mmであり、常温抵抗値は５ＫΩ、Ｂ定
数は１５００゜Kである。この検知素子６は液面の変化に
伴ない浸漬する長さが変化するように取付けられる。７
は負特性サーミスタの両端部に設けられた銀などの電極
であり、その両電極７を結ぶ線の方向が液面と垂直とな
るように検知素子６は固定される。８は直列に接続され
た検知素子６に電源で２００Ｖ、９は内部抵抗ｒ＝1.5
ＫΩの電流計で、検知素子６に流れる電流を表示するも
のである。

今、検知素子全体が空中にある時は、熱放散係数が小さ
いので検知素子は自己発熱し、高い温度で熱平衡に達す
る。そのため検知素子の抵抗値は低くなる。この時の電
流は１００ｍＡであった。逆に、検知素子全体がガソリ
ン中にある時は抵抗が高く、電流は３５ｍＡであった。
また、検知素子の端部から順次浸漬されていくと、電流
値はそれに応じて１００ｍＡから３５ｍＡまでほぼ直線
的に変化する。

このように、特別な回路を用いず、非常に簡単な構成
で、電流の変化を読み取るだけで、液位の変化を連続的
に示すことができる。

第２図は負特性サーミスタによる検知素子の別の実施例
の斜視図である。第２図において、１０は負特性サーミ
スタで、１１はそれの両端部につけられた銀電極などの
電極である。第３図に示す１２はこの小さな負特性サー
ミスタ１０を直列に複数個、半田など（図示略）でそれ
ぞれがほぼ密着するように固着した検知素子である。一
般に、負特性サーミスタなどのセラミックはもろくて、
本発明に用いるような長尺な形状を作成するのが困難で
あるが、検知素子を第３図に示したように構成すると、
小さな形状の負特性サーミスタを用いることができ、歩
留まりが良く、簡単に長尺な検知素子を作成することが
できる。

第４図は、温度補償を簡単な構成で実現し、広い温度範
囲で使用可能にした本発明の一実施例である。１３は長
尺の負特性サーミスタによる検知素子で、前述したよう
に液への浸漬長さに応じてその抵抗値は変化する。１４
は温度補償用素子で、常に液中あるいは空中にあるか、
または形状を大きくして、液中と空中での発熱量の差を
ほとんどなくし、その抵抗は周囲温度のみによってきま
るようにしたものである。１５は交叉コイル比率計であ
る。この交叉コイル比率計１５は、交叉した２つのコイ
ルを用いて、その２つのコイルに流れる電流の比を示す
ものである。そして、一方のコイルＣ₁には検知素子１
３の電流を、他方のコイルＣ₂には温度補償用素子１４
の電流を流す。

ここで、温度補償用素子を用いない場合、検知素子に流
れる電流は液中と空中で大きく異なるが、さらに周囲温
度によっても異なり、広い温度範囲で電流値のみで液位
の変化を表示することは困難であった。なお、第４図で
１６は鉄などの磁性体、１８は指針である。

第４図に示す実施例では、温度補償用素子を用い、検知
素子に流れる電流と温度補償用素子に流れる電流との比
が、液位が一定であれば周囲温度が変っても一定にし、
広い温度範囲で液位の表示を可能にできる。また、両者
に流れる電流の比を表示するのに、交叉コイル比率計を
用い、簡単で安価にそれを実現できるものである。

第５図ａは温度補償用素子を用いない場合の検知素子に
流れる電流ｉ₁の様子を示し、周囲温度によって特性が
大きく変化していることが解る。一方、第５図ｂは温度
補償用素子を用い、それに流れる電流ｉ₂と、検知素子
に流れる電流ｉ₁との比ｉ₁／ｉ₂の様子を示したもので
ある。この場合ｉ₁／ｉ₂は周囲温度によらず、液面の変
化のみによって決まっている。

なお、本実施例では検知素子の形状を板状のものと、半
田で接合したもののみを示したが、棒状あるいはフィル
ム状、薄膜状のものでも良い。また、直列回路の中に適
宜、固定抵抗を挿入しても良い。

発明の効果以上のように、本発明は検知素子として長尺な負特性サ
ーミスタを用いることにより、特別な増幅回路を用いる
ことなく、簡単な構成で液位の連続した変化を表示でき
るもので、その実用的効果は大なるものがある。

また本発明では電流表示装置として２つの電流の比を示
す比率計を用い、前記検知素子に流れる電流と、常時液
中または空気中にあるように固定されているかまたは検
知素子より大きな形状で液中と空気中での発熱温度がほ
ぼ等しくなる別の負特性サーミスタによる温度補償用素
子に流れる電流との比を前記比率計で表示するようにし
たものであるので、温度変動にかかわらず、広い温度範
囲で正確な液位表示をすることができるものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の前程例となる連続式液位計を示す概略
構成図、第２図及び第３図は本発明に用いる検知素子の
構成例を説明する斜視図、第４図は本発明における連続
式液位計の一実施例を示す回路図、第５図ａ，ｂは本発
明の動作の様子を説明するグラフ、第６図，第７図及び
第８図はそれぞれ従来の液位計を示す概略構成図及び回
路図である。６，１２，１３……検知素子、７，１１……電極、９…
…電流計、１４……温度補償用素子、１５……交叉コイ
ル比率計。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液面の変化に伴ない浸漬する長さが変化す
るように固定された負特性サーミスタからなる長尺の検
知素子と、その検知素子に直列に接続された電源と、そ
の検知素子に流れる電流の表示装置とからなり、前記電
流表示装置として２つの電流の比を示す比率計を用い、
前記検知素子に流れる電流と、常時液中または空気中に
あるように固定されているかまたは検知素子より大きな
形状で液中と空気中での発熱温度がほぼ等しくなる別の
負特性サーミスタによる温度補償用素子に流れる電流と
の比を前記比率計で表示するようにした連続式液位計。
【請求項２】直列に接続され、かつそれぞれがほぼ密着
して固着された複数の負特性サーミスタによる検知素子
を用いた特許請求の範囲第１項記載の連続式液位計。
【請求項３】２つの電流の比を示す比率計に交叉コイル
比率計を用いた特許請求の範囲第１項記載の連続式液位
計。