JPH07260547A - 水位検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自己発熱型サーミスタを用いて応答性を向上
させた水位検知装置を提供する。 【構成】 制御装置１の記憶手段３の内容をイニシアラ
イズする。自己発熱型サーミスタ７1 を水中に位置さ
せ、定電圧回路４により定電圧を印加して電圧値を電圧
検出回路５で読み取り、記憶手段３に電圧値を記憶す
る。自己発熱型サーミスタ７1 に定電圧回路４により定
電圧を印加し、電圧値を電圧検出回路５で読み取り、記
憶手段３に記憶されている電圧値との差を演算する。電
圧の差が３８０ｍＶ以上の場合には、マイクロコンピュ
ータ２により自己発熱型サーミスタ７1が気中に位置し
ていると判断し負荷制御する。負荷制御としては、制御
装置１でトランジスタ16をオンしてリレーコイル13に通
電し、リレー接点14を閉成することにより、電磁弁12を
動作させて蛇口11から容器６に水を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自己発熱型サーミスタ
を用いて水位を検知する水位検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、容器内の水の有無を検知する場
合、たとえば自己発熱型サーミスタを用いて行なってい
る。すなわち、自己発熱型サーミスタの水と空気とに対
する熱伝達率の差を利用するもので、自己発熱型サーミ
スタより水位が高く、自己発熱型サーミスタが水の中に
ある場合には、自己発熱型サーミスタの温度が低下して
図５の実線ａに示すように抵抗値が上昇し、反対に、自
己発熱型サーミスタが水の外に出ると、自己発熱型サー
ミスタの温度が上昇して図５の実線ｂに示すように抵抗
値が低下し、抵抗値の差により電圧値が変化するので、
電圧値が閾値の上下のいずれかを判断して水の有無を検
知して水位を検知するものである。

【０００３】そして、水位検知に際しては、図４に示す
ように、自己発熱型サーミスタの電圧を読み取り（ステ
ップ１）、この読み取られた電圧があらかじめ定められ
た閾値を境に所定電圧以上か否かを判断し（ステップ
２）、所定電圧以上の場合には水ありと検出して（ステ
ップ３）、ステップ１に戻る。

【０００４】一方、ステップ２で所定電圧以下と判断さ
れた場合には水なしと検出して（ステップ４）、たとえ
ば給水補給表示ないし給水用電磁弁などの負荷を制御す
るようになっている（ステップ５）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、給水水
温の高低や環境変化などにより、自己発熱型サーミスタ
が水中から気中に位置する場合に、水切れの良し悪しが
影響して、たとえば自己発熱型サーミスタの発熱温度が
低くなるような場合には、その抵抗値が高くなるため、
その電圧値ａ1 と閾値電圧値との差が大きくなり、自己
発熱型サーミスタが水中から気中に位置する場合、閾値
電圧に達するまで時間がかかり、水温が低くなる程応答
性が悪くなる問題を有している。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、自己発熱型サーミスタを用いて応答性を向上させた
水位検知装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の水位検知装置
は、所定の検知水位に対応する位置に配設され、水中と
気中での温度変化をとらえて、所定水位の水の有無を検
知する自己発熱型サーミスタと、この自己発熱型サーミ
スタに電圧を印加する電源手段と、前記自己発熱型サー
ミスタの電圧を検出する電圧検出手段と、前記自己発熱
型サーミスタを水中に浸漬した状態で前記電圧検出手段
で検出された自己発熱型サーミスタの電圧を記憶する記
憶手段と、この記憶手段に記憶された電圧より前記電圧
検出手段で検出された電圧が所定値以上変化すると水位
変動ありと判別して負荷を制御する制御手段とを具備し
たものである。

【０００８】

【作用】本発明は、給水時において、まずは、自己発熱
型サーミスタを水中に浸漬した状態で電圧検出手段で給
水当初の水中での電圧を検出し、この電圧を記憶手段に
記憶させるとともに、この検出値に基づいて、その後に
電圧検出手段で検出される電圧が所定値以上に変化する
と、負荷制御手段により制御を行なうため、水中におけ
る自己発熱型サーミスタの電圧値と気中における自己発
熱型サーミスタとの電圧差が水中と気中での応答性が向
上する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の水位検知装置の一実施例を図
面を参照して説明する。

【００１０】図１において、１は制御装置で、この制御
装置１は制御手段としての機能を有するマイクロコンピ
ュータ２、記憶用の記憶手段３、定電圧を供給する電源
手段としての定電圧回路４および電圧を検出する電圧検
出手段としての電圧検出回路５が内蔵されている。

【００１１】また、この制御装置１には、水などを収容
する容器６内に設けられた３つの負特性の自己発熱型サ
ーミスタ７1 ，７2 ，７3 に接続されている。自己発熱
型サーミスタ７1 は水あり／水なし検知用で、自己発熱
型サーミスタ７2 は誤検知防止用として機能させるもの
で自己発熱型サーミスタ７1 の近傍に設けられ、自己発
熱型サーミスタ７1 が断線または短絡などの異常を検知
した際にこれに代わって水の有無を代替検知させ、自己
発熱型サーミスタ７3 は給水後は常時は水中にあって給
水される水温の変化に対する電圧値を補正する補正用と
して機能させる他、排水検知などに用いられる。

【００１２】そして、容器６には蛇口11にて水が供給さ
れるようになっており、この蛇口11は負荷としての電磁
弁12にて開閉制御される。

【００１３】さらに、この電磁弁12は商用交流電源Ｅお
よびリレーコイル13により制御されるリレー接点14に直
列に接続されている。また、リレーコイル13は還流用の
ダイオード15を有し、一端が電源Ｖccに接続されるとと
もに、他端がトランジスタ16のコレクタに接続され、こ
のトランジスタ16のエミッタは接地されている。さら
に、このトランジスタ16のエミッタ、ベース間には、抵
抗17が接続されるとともに、ベースは抵抗18を介して制
御装置１に接続されている。

【００１４】次に、図２を参照して、上記実施例の動作
について説明する。

【００１５】なお、自己発熱型サーミスタ７1 ，７2 ，
７3 は、水中においても気中においても温度に対する抵
抗値の変化率が同一であり、図３に示すように、気中に
おいても水中においても、同一の傾斜で抵抗値が変化す
るようになっている。

【００１６】まず、電源が投入されると、制御装置１の
記憶手段３の内容をイニシアライズする（ステップ1
1）。

【００１７】そして、自己発熱型サーミスタ７1 ，７2
を水中に位置させ（ステップ12）、この自己発熱型サー
ミスタ７1 に定電圧回路４により定電圧を印加し、自己
発熱型サーミスタ７1 の電圧値を電圧検出回路５で読み
取り（ステップ13）、記憶手段３に電圧値を記憶して
（ステップ14）、所定量の給水が行なわれる。

【００１８】次に、再び自己発熱型サーミスタ７1 に定
電圧回路４により定電圧を印加し、自己発熱型サーミス
タ７1 の抵抗値の変化に基づく電圧値の変化を電圧検出
回路５で読み取り（ステップ15）、記憶手段３に記憶さ
れている電圧値との差を演算し（ステップ16）、差が所
定値、たとえば３８０ｍＶ以上あるかを判断する（ステ
ップ17）とともに、給水後の水位変動による所定水位の
有無を検知する。すなわち、この自己発熱型サーミスタ
７1 は、図３に示すように、水中Ａでも気中Ｂでも温度
に対して同じ変化率で抵抗値が変化し、自己発熱型サー
ミスタ７1 の水と空気とに対する熱伝率の差により同一
温度であれば電圧値が３８０ｍＶ以上低下した場合に
は、水位が低下して水中から気中に位置することになる
ためである。なお、水位を検出する水を冷却あるいは加
熱しない場合以外には、水温が急激に変動するようなこ
とはないので、水なしの判断を３８０ｍＶ以下として
も、この値は水温の変動値で、１０℃程度降下された温
度差となることから、常温水の検知として実使用の電圧
値の計測上は問題がない。

【００１９】そして、電圧の差が３８０ｍＶ以上ない場
合には、自己発熱型サーミスタ７1が水中に位置してい
るものと判断し（ステップ18）、ステップ15に戻る。

【００２０】一方、電圧の差が３８０ｍＶ以上の場合に
は、マイクロコンピュータ２により自己発熱型サーミス
タ７1 が気中に位置しているものと判断し（ステップ1
9）、負荷制御する（ステップ20）。たとえば、水温が
２０℃の場合、マイクロコンピュータ２により自己発熱
型サーミスタ７1 が水中にあれば電圧が３．３Ｖで、気
中にあれば電圧が２．９２Ｖで３８０ｍＶ以上電圧が降
下することにより、自己発熱型サーミスタ７1 が気中に
位置したと判断できる。

【００２１】また、負荷制御としては、制御装置１から
トランジスタ16のベースに電流を供給し、トランジスタ
16をオンすることによりリレーコイル13に通電し、リレ
ー接点14を閉成することにより、電磁弁12を動作させて
蛇口11から容器６に水を供給する。なお、容器６内の水
が所定値まで上昇した場合にも、自己発熱型サーミスタ
７1 を動作させ、同様に蛇口11の電磁弁12を変化させて
もよい。

【００２２】上記実施例によれば、自己発熱型サーミス
タ７3 による補正は給水水温による電圧値の変化を給水
当初に記憶した自己発熱型サーミスタ７1 の検出電圧値
と比較して、その値がたとえば上下に５０ｍＶ変化する
ような場合に記憶値の値を±５０ｍＶ修正記憶させて、
この値に基づき、水中から気中への電圧の差を検出する
ことになるため、自己発熱型サーミスタ７1 が気中に位
置する場合と水中に位置する場合の抵抗値の変化を給水
時に基づく電圧の差により水位を検知するので、従来に
比べてたとえ自己発熱型サーミスタ７1 の水切れが悪く
ても、水中から気中に位置した場合の検知時間を短縮で
きる。

【００２３】

【発明の効果】本発明の水位検知装置によれば、自己発
熱型サーミスタを水中に浸漬した状態の電圧から、電圧
検出手段で検出された電圧が所定値以上変化すると、負
荷制御手段により制御を行なうため、たとえ水切れが悪
くても応答性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水位検知装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。

【図２】同上動作を示すフローチャートである。

【図３】同上自己発熱型サーミスタの水中および気中に
おける電圧値の変化を示すグラフである。

【図４】従来例の動作を示すフローチャートである。

【図５】同上自己発熱型サーミスタの水中および気中に
おける電圧値の変化を示すグラフである。

【符号の説明】

２ 制御手段としてのマイクロコンピュータ ３ 記憶手段 ４ 電源手段としての定電圧回路 ５ 電圧検出手段としての電圧検出回路 ７1 自己発熱型サーミスタ 12 負荷としての電磁弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の検知水位に対応する位置に配設さ
   れ、水中と気中での温度変化をとらえて、所定水位の水
   の有無を検知する自己発熱型サーミスタと、 この自己発熱型サーミスタに電圧を印加する電源手段
   と、 前記自己発熱型サーミスタの電圧を検出する電圧検出手
   段と、 前記自己発熱型サーミスタを水中に浸漬した状態で前記
   電圧検出手段で検出された自己発熱型サーミスタの電圧
   を記憶する記憶手段と、 この記憶手段に記憶された電圧より前記電圧検出手段で
   検出された電圧が所定値以上変化すると水位変動ありと
   判別して負荷を制御する制御手段とを具備したことを特
   徴とする水位検知装置。