JPH0716121U - 水位センサー素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 水位検出応答時間の迅速性を図る。 【構成】 二ケのサーミスタを放熱抵抗の低い樹脂と高
い樹脂でそれぞれ皮覆し熱的連繋性のある如く密着せし
め、一体防水構造とする。而して両者間の熱的結合性を
図る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は貯水層の水位を小型・安全で衛生的、かつ寒暖に無関係にて使用でき 検出時間を早めることが出来る水位センサー素子である。

【０００２】

【従来の技術】

従来、貯水槽の水位センサー素子として Ｉ フロートを設け、フロートの上下動をスイッチにて検出する。 ＩＩ ステンレス鋼のごとく防蝕性金属を水中に没し、二本の電極間抵抗値を 検出する。 ＩＩＩ 水と空気の放熱抵抗の違いを検出する自己発熱サーミスタ方式。 がある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は従来の技術の項で述べたＩＩＩ項の改善に係わるものである。 従来技術では、水と空気の放熱抵抗の違いを検出する為に 大気中に設置され た自己発熱させているサーミスタの抵抗値と、同じく自己発熱させている水に没 するサーミスタの抵抗値を比較して水位を検出する方法であるが、両者間に熱的 連繋性が無い為に検出時間が遅い・・，との欠点があった。 電子回路での比較電圧条件を考慮して検出時間を早めれば、水が引いたときの 警報発生時間が遅く、警報発生時間を早めれば検出時間が遅い・・，との問題が 内在していた。

【０００４】 本考案は応答時間の迅速性を図るものである。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】

二ケの同じ条件で発熱しているサーミスタの一方は、放熱抵抗が低い樹脂性チ ューブで包まれ外気に良く触れる構造にされているが、外気とは触れない反対面 に他方のサーミスタを放熱抵抗の高い樹脂性チューブにて包み込んで密着構造と する。従って、放熱抵抗の高い樹脂性チューブにて包み込まれたサーミスタは、 外気に良く触れるサーミスタと熱的には所定の放熱抵抗を介して結合状態にある ことになる。

【０００６】

【作用】

本考案はサーミスタの抵抗値が周囲から奪われる温度によって変化する原理を 応用している。 二ケの組合わされたサーミスタは、一体構造となっている ので一方の温度が下がればそれに追随する如く他方も下がり、上がれば上昇する が飽和点で安定する。 追随時間は、両者のサーミスタ間に介在する物質の放熱抵抗，即ち熱伝導度で 求める事ができ、所望の素材から選択することができる。又 樹脂性チューブの 肉厚等でも選ぶことが出来る。

【０００７】

【実施例】

本考案の一実施例について図１，及び図２，を参照して説明する。 図１，は本考案の構造図で図２，は状態説明図である。

【０００８】 図１，に於て記号は放熱抵抗の低い樹脂（記号）にて皮覆されたサーミス タで記号は放熱状態の高い樹脂（記号）にて皮覆されて一体構造となった模 式図を示す。

【０００９】 図２，は水位センサー素子が大気中から水中へ没し、再度大気中に戻る状態図 で各サーミスタの抵抗値変化の様子を示す。 即ち、放熱抵抗の低い樹脂に皮覆されたサーミスタの抵抗値から得られる比較 電圧をＶＴＨ１とし、放熱抵抗の高い樹脂に皮覆されたサーミスタの抵抗値から 得られる基準電圧をＶＴＨ２とする。 参考の為に熱的総合が皆無の時のＶＴＨ２をＶＴＨ２’として図中に示す。

【００１０】 検出すべき電圧はＶＴＨ１とＶＴＨ２がよぎる点である。 初期時間Ｔ０〜Ｔ１間は両者のサーミスタは大気中にあり図中ΔＶＢは両者の 電圧値の比較をとり易くする為に固定的に与えるバイアス電圧で、例えば、放熱 抵抗の高い樹脂に皮覆されたサーミスタの片側リードに直列にダイオードを挿入 すれば、約０．６Ｖのバイアス電圧を与えた事になる。 該サーミスタを定電流駆動すれば動作的に障害になる事はない。 該ダイオードを同時に組み込んで、他方のサーミスタの片側リードと共通結線 し引出し線を一本節約する方法は本考案の請求項の一つである。

【００１１】

【考案の効果】

本考案は上述の通り構成されるので下記に述べる効果が得られる。

【００１２】 図２に於て時間Ｔ１にて水位が上がりセンサーが没すると直ちにＶＴＨ１は上 昇を始めるが、ＶＴＨ２を得るサーミスタは放熱抵抗が高い樹脂で皮覆されてい るから、やや遅れて上昇を始める。図中記号文字ＴＳ１はＶＴＨ１とＶＴＨ２が よぎった点である為に水位を検出した信号を取り出せる点でもある。 従って、ＴＳ１が水位を検出した応答時間となる。 本文中では、サーミスタをドライブする演算増巾器については述べていないが 、演算増巾器を利用したアナログコンパレーターは、当該分野の技術者であれば 極めて当然の技術手法である為説明を省略する。 基本要素はＶＴＨ２を基準電圧としてＶＴＨ１の大小関係を判定する事である 。

【００１３】 発熱している各サーミスタが水中に於て、放熱量と発熱量が平衡している状態 から水位が下がり、時間Ｔ３に於て大気中に出た時、両者の放熱抵抗は空気によ る断熱作用の為に共に上がり、ＶＴＨ１は下降を始めるがＶＴＨ２は同じくやや 遅れて下降を始める。この時、ＶＴＨ１がＶＴＨ２をよぎる時間がＴＳ２となり 、水位が下がった警報信号が発生される事になる。 同図からも明らかな様に、仮にＶＴＨ２が固定されＶＴＨ２’の如く与えられ れば、警報を発生する迄にＴＳ２’迄待たなければならず、時間的な改善が本図 からも明瞭である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案センサーの構成概念図である。

【図２】本考案センサーの動作を説明する状態説明図で
ある。

【符号の説明】 放熱抵抗の低い樹脂で皮覆されたサーミスタ 放熱抵抗の高い樹脂で皮覆されたサーミスタ 放熱抵抗の低い樹脂部 放熱抵抗の高い樹脂部 ＶＴＨ１ 放熱抵抗の低い樹脂で皮覆されたサーミスタ
から得られる比較電圧 ＶＴＨ２ 放熱抵抗の高い樹脂で皮覆されたサーミスタ
から得られる基準電圧 ＶＴＨ２’固定的に与えられた場合の仮想基準電圧 ＴＳ１ 水位検出応答時間 ＴＳ２ 水位非検出応答時間 ＴＳ２’ 基準電圧がＶＴＨ２’の時の仮想水位非検出
応答時間 ΔＶＢ ＶＴＨ２を固定的に桁上げするバイアス電圧

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項 １】水位を検出する為に ほぼ等しい発熱状
   態にした二ケのサーミスタの内、一方を放熱抵抗の低い
   樹脂にて皮覆し、他方を放熱抵抗の高い樹脂にて皮覆す
   る。しかる後、二者を密着構造とした上 全体を一体防
   水構造とする。従って、両サーミスタが皮覆される素材
   の熱伝導度で水位を検出する検出時間，並びに水位が下
   がった時の警報時間の応答性が選択される事になり、か
   くの如く構成された水位センサー素子。
2. 【請求項 ２】上記 請求項 １，に於て放熱抵抗の高
   い樹脂に皮覆されたサーミスタ側に固定バイアス電圧分
   としてダイオードを直列に挿入し、引出し線の片側を放
   熱抵抗の低い樹脂にて皮覆されたサーミスタの他方のリ
   ードと共通結線し、引出し線の本数を一本節約する手
   段。