JPH0795055B2 - Water content detector - Google Patents

Water content detector

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JPH0795055B2
JPH0795055B2 JP19666090A JP19666090A JPH0795055B2 JP H0795055 B2 JPH0795055 B2 JP H0795055B2 JP 19666090 A JP19666090 A JP 19666090A JP 19666090 A JP19666090 A JP 19666090A JP H0795055 B2 JPH0795055 B2 JP H0795055B2
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JP
Japan
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water content
circuit
pulse signal
detection device
content detection
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勇夫 田澤
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は一般的には電子的水分量検出装置に関し、特
に、例えば気相又は液相等の被検体中の水分量(具体例
をあげれば、空気中の水分量、絶縁油が充填された変成
器等の密閉容器内の密封ガス中や絶縁油中の水分量、各
種の石油タンク内のシールガス中や石油中の水分量等)
の変化に応じて静電容量が可変する水分量検知素子を備
えたディジタルの電子水分量検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to an electronic water content detection device, and more particularly, to the water content in a subject such as a gas phase or a liquid phase (specific examples include: (Amount of water in air, amount of water in sealing gas in insulating containers filled with insulating oil such as transformer gas and insulating oil, amount of sealing gas in various oil tanks and amount of oil in oil)
The present invention relates to a digital electronic water content detection device including a water content detection element whose electrostatic capacity is variable according to the change of.

従来の技術 従来、この種の電子的水分量検出装置は、例えば第9図
及び第10図に示すように構成されていた。即ち、第9図
の検出装置においては、水分センサとして水分量の変化
に応じて静電容量が変化する静電容量型の水分量検知素
子CHを使用し、発振回路1からの一定周波数の交流電圧
を直流阻止用コンデンサC1を介してこの水分量検知素子
CHに供給し、水分量検知素子CHからの水分量の変化に応
じて変化するアナログ電圧信号を増幅回路2により増幅
した後、アナログ−ディジタル変換器3にてディジタル
信号に変換し、このディジタル信号をマイクロコンピュ
ータ4に送って水分量検知素子CHによって検知された水
分量を算出するものである。なお、発振回路1、増幅回
路2、及びアナログ−ディジタル変換器3には定電圧回
路5から一定の動作電圧が供給されており、また、図中
のR1、R2は抵抗器である。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of electronic water content detecting device has been constructed as shown in FIGS. 9 and 10, for example. That is, in the detection device of FIG. 9, a capacitance-type moisture content detection element C H whose capacitance changes in accordance with a change in moisture content is used as a moisture sensor, and a constant frequency from the oscillation circuit 1 This moisture content detecting element is connected to the AC voltage via the DC blocking capacitor C 1.
The analog voltage signal, which is supplied to C H and changes according to the change in the water content from the water content detection element C H, is amplified by the amplifier circuit 2 and then converted into a digital signal by the analog-digital converter 3, A digital signal is sent to the microcomputer 4 to calculate the water content detected by the water content detection element C H. A constant operating voltage is supplied from the constant voltage circuit 5 to the oscillation circuit 1, the amplification circuit 2, and the analog-digital converter 3, and R 1 and R 2 in the figure are resistors.

一方、第10図の検出装置においては、C−MOS型のシュ
ミットインバータ等の2つの直列に接続されたインバー
タ6、7と前段のインバータ6の帰還回路に挿入された
抵抗器R′と同じく前段のインバータ6の入力側に接続
された静電容量型の水分量検知素子CHとによって方形波
パルス信号を発生するCR発振回路を構成し、周波数決定
用素子である水分量検知素子CHの静電容量が水分量の変
化に応じて変化することによってCR発振回路の出力周波
数を対応的に変化させ、この発振出力、即ち方形波パル
ス信号をマイクロコンピュータ4に送り、マイクロコン
ピュータ4内のカウンタによって入力されたディジタル
信号を計数して発振回路の出力周波数を検出し、その周
波数に対応する水分量を算出するものである。
On the other hand, in the detection device of FIG. 10, two inverters 6 and 7 connected in series such as a C-MOS type Schmitt inverter and a resistor R'inserted in the feedback circuit of the inverter 6 of the preceding stage are the same as those of the preceding stage. of the connected capacitive on the input side of the inverter 6 by the water content detecting device C H constitute a CR oscillation circuit for generating a square-wave pulse signal, the water content detecting device C H is the frequency determining element The output frequency of the CR oscillation circuit is correspondingly changed by changing the electrostatic capacitance according to the change of the water content, and this oscillation output, that is, a square wave pulse signal is sent to the microcomputer 4, and the counter in the microcomputer 4 is The digital signal input by is counted, the output frequency of the oscillation circuit is detected, and the water content corresponding to the frequency is calculated.

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記第9図に示すように構成された水分
量検出装置においては、微弱なアナログ電圧の変化に検
知された水分量の変化が対応しているため、比較的低い
電圧の雑音の混入によっても誤差が生じ易く、また、発
振回路、増幅回路、定電圧回路、アナログ−ディジタル
変換器等のアナログ回路から構成されているために部品
点数が多く、小型化、低消費電力化、さらには低コスト
化を図るには限界があった。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention However, in the water content detecting device configured as shown in FIG. 9 described above, since a change in the detected water content corresponds to a weak analog voltage change, Errors are likely to occur due to the mixing of low-voltage noise. Also, since the circuit is composed of analog circuits such as an oscillation circuit, an amplifier circuit, a constant voltage circuit, and an analog-digital converter, the number of parts is large, and the size and size are low. There was a limit to reducing power consumption and cost.

一方、上記第10図に示すように構成された水分量検出装
置においては、水分量検知素子CHの両端間(a点)に、
第11図に示すように、CR発振回路に使用されているイン
バータ6、7の電源電圧に比例した直流電圧に交流電圧
が重畳された電圧が印加されるから、過大な電圧が水分
量検知素子CHにかかることになり、検知素子の絶縁破壊
等が生じるなどの欠点があった。特に、直流成分を有す
る電圧を酸化アルミニウム等からなる水分量検知素子に
印加すると、分極、絶縁破壊等により検知素子の特性の
劣化等が生じ易くなる。さらに、水分量検知素子CHには
温度依存特性があり、同一水分量でも温度により検知素
子の容量値が異なるため、温度変化により誤差が生じる
という欠点もあった。
On the other hand, in the water content detection device configured as shown in FIG. 10, the water content detection element C H is provided between the two ends (point a).
As shown in FIG. 11, since a voltage in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage proportional to the power supply voltage of the inverters 6 and 7 used in the CR oscillator circuit is applied, an excessive voltage causes a moisture content detection element. However, there is a drawback in that C H is involved, which causes dielectric breakdown of the sensing element. In particular, when a voltage having a DC component is applied to a moisture content sensing element made of aluminum oxide or the like, deterioration of the characteristics of the sensing element is likely to occur due to polarization, dielectric breakdown and the like. Further, the water content detection element C H has a temperature-dependent characteristic, and even if the water content is the same, the capacitance value of the detection element varies depending on the temperature.

このため、第12図に示すように、水分量検知素子8の検
知出力を処理する水分量検出回路9に加えて温度検知素
子10の検知出力を処理する温度検出回路11を設け、これ
ら検出回路をマルチプレクサ12を介してアナログ−ディ
ジタル変換器13に接続し、このマルチプレクサ12をマイ
クロコンピュータ4からの制御線4aを介しての制御信号
によって切換え制御して水分量検出回路9からの水分量
出力と温度検出回路11からの温度出力を、例えば交互
に、マイクロコンピュータ4に供給し、水分量出力値を
温度出力値に応じて補正し、温度変化による誤差を防止
するようにした水分量検出装置も提案されている。しか
しながら、温度検出回路を別個に設けたのでは部品点数
がさらに増加し、消費電力が多くなり、かつ大型化する
欠点や、コストが上昇する等の欠点があった。
Therefore, as shown in FIG. 12, in addition to the moisture content detection circuit 9 that processes the detection output of the moisture content detection element 8, a temperature detection circuit 11 that processes the detection output of the temperature detection element 10 is provided. Is connected to an analog-to-digital converter 13 via a multiplexer 12, and this multiplexer 12 is switched and controlled by a control signal from the microcomputer 4 via a control line 4a to output the water content from the water content detection circuit 9. For example, a water content detection device that alternately supplies the temperature output from the temperature detection circuit 11 to the microcomputer 4 and corrects the water content output value according to the temperature output value to prevent an error due to a temperature change. Proposed. However, if the temperature detection circuit is separately provided, the number of parts is further increased, the power consumption is increased, the size is increased, and the cost is increased.

従って、本発明の主な目的は、水分量検知素子に直流電
圧成分がかからないようにした回路構成簡単な、小型の
信頼性の高いディジタルの水分量検出装置を提供するこ
とである。
Therefore, a main object of the present invention is to provide a compact and highly reliable digital water content detecting device having a simple circuit configuration in which a DC voltage component is not applied to the water content detecting element.

本発明の他の目的は、単一の簡単な回路構成で水分量検
知素子の温度変化による検知誤差を補正できるようにし
た小型の信頼性の高いディジタルの水分量検出装置を提
供することである。
Another object of the present invention is to provide a compact and highly reliable digital water content detection device capable of correcting a detection error due to a temperature change of a water content detection element with a single simple circuit configuration. .

課題を解決するための手段 上記目的は本発明に係る水分量検出装置によって達成さ
れる。要約すれば、本発明は、パルス信号発生回路と、
該パルス信号発生回路に接続された静電容量型の水分量
検知素子と、前記パルス信号発生回路に接続され、前記
水分量検知素子の静電容量との間でCR時定数回路を形成
する電気抵抗素子とを備えた水分量検出装置において、
前記水分量検知素子の静電容量の変化に応じたパルス信
号を出力する発振手段と、該発振手段から出力されたパ
ルス信号の一定時間におけるパルス数を計数し、その計
数結果に基づいて水分量を求めるディジタル演算処理手
段と、前記水分量検知素子にかかる直流成分を除去する
直流成分除去手段とを具備することを特徴とする水分量
検出装置である。
Means for Solving the Problems The above object is achieved by the water content detection device according to the present invention. In summary, the present invention provides a pulse signal generation circuit,
Electricity forming a CR time constant circuit between the capacitance type moisture content detection element connected to the pulse signal generation circuit and the capacitance of the moisture content detection element connected to the pulse signal generation circuit. In a water content detection device including a resistance element,
Oscillating means for outputting a pulse signal according to a change in capacitance of the water content detecting element, and counting the number of pulses of the pulse signal output from the oscillating means in a certain period of time, and based on the counting result, the water content. And a DC component removing unit that removes the DC component applied to the moisture content detecting element.

本発明の一実施態様においては、前記直流成分除去手段
は、前記パルス信号発生回路の入力側に接続され、前記
水分量検知素子の極性を周期的に切換えて前記パルス信
号発生回路の入力側に接続する2つのスイッチより構成
されている。
In one embodiment of the present invention, the DC component removing means is connected to an input side of the pulse signal generating circuit, and periodically switches the polarity of the moisture content detecting element to connect to the input side of the pulse signal generating circuit. It consists of two switches to connect.

本発明の他の実施態様においては、前記直流成分除去手
段は、前記水分量検知素子と並列に接続された電気抵抗
素子と、これらの素子の並列回路と直列に接続された静
電容量素子とから構成されている。
In another embodiment of the present invention, the DC component removing means is an electric resistance element connected in parallel with the moisture content detecting element, and an electrostatic capacitance element connected in series with a parallel circuit of these elements. It consists of

本発明のさらに他の実施態様においては、前記水分量検
知素子が位置付けされている被検体中の温度変化に応じ
て電気抵抗値が可変する温度検知素子が設けられ、温度
変化による水分量検知素子の検知誤差が補正される。
In still another embodiment of the present invention, a temperature detecting element having an electric resistance variable according to a temperature change in a subject in which the water content detecting element is positioned is provided, and the water content detecting element due to the temperature change is provided. The detection error of is corrected.

実施例 以下、本発明の実施例について添付図面を参照して詳細
に説明する。
Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明による水分量検出装置の第1の実施例を
示す回路構成図であり、本実施例においても水分量の変
化に応じて静電容量が変化する静電容量型の水分量検知
素子CHが水分センサとして使用されている。発振手段で
ある方形波パルス信号発生回路20は、例えばC−MOS型
のシュミットインバータ等のインバータ21と、このイン
バータ21の帰還回路に挿入されたパルス周波数決定用の
抵抗器Rと、インバータ21の入力側に接続された2つの
アナログスイッチSWA、SWBと、これらスイッチの可動接
点間に接続されたパルス周波数決定用の上記静電容量型
水分量検知素子CHとによりCR発振回路を構成している。
前記2つのアナログスイッチSWA、SWBは水分量検知素子
CHにかかる直流電圧成分を打ち消す直流成分除去手段と
して機能する切換えスイッチであり、それぞれ1つの可
動接点と2つの固定接点を有し、ディジタル演算処理手
段であるマイクロコンピュータ22からの制御線22aを通
じての制御信号によってそれぞれの可動接点が2つの固
定接点のどちらか一方に接続される。図示するように、
2つのスイッチSWA、SWBは2つの固定接点の一方がイン
バータ21の入力に接続され、他方の固定接点が接地され
ている。そしてこの図の時点では、一方のスイッチ(SW
A)の可動接点はインバータ21の入力に接続された方の
固定接点に接続されており、他方のスイッチ(SWB)の
可動接点は接地に接続された方の固定接点に接続されて
いる。今、マイクロコンピュータ22からの制御信号のレ
ベルが、例えば低レベルから高レベルに切換えられる
と、2つのスイッチの可動接点がそれぞれ移動して図示
の接続態様とは逆となり、水分量検知素子CHは極性が逆
になった状態でインバータ21の入力と接地間に接続され
るようになる。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a first embodiment of a water content detecting device according to the present invention. In this embodiment as well, the capacitance-type water content in which the capacitance changes in accordance with the change in the water content. The sensing element C H is used as a moisture sensor. The square wave pulse signal generating circuit 20 which is an oscillating means includes an inverter 21 such as a C-MOS type Schmitt inverter, a resistor R for determining a pulse frequency inserted in a feedback circuit of the inverter 21, and an inverter 21. A CR oscillator circuit is composed of two analog switches SW A and SW B connected to the input side, and the capacitance type moisture content detection element C H for pulse frequency determination connected between the movable contacts of these switches. is doing.
The two analog switches SW A and SW B are water content detecting elements.
It is a changeover switch that functions as a DC component removing means for canceling the DC voltage component applied to C H , each having one movable contact and two fixed contacts, and through a control line 22a from a microcomputer 22 which is a digital arithmetic processing means. Each movable contact is connected to either one of the two fixed contacts by the control signal. As shown,
One of the two fixed contacts of the two switches SW A and SW B is connected to the input of the inverter 21, and the other fixed contact is grounded. And at the time of this figure, one switch (SW
The movable contact of A ) is connected to the fixed contact that is connected to the input of the inverter 21, and the movable contact of the other switch (SW B ) is connected to the fixed contact that is connected to ground. Now, when the level of the control signal from the microcomputer 22 is switched from, for example, low level to high level, the movable contacts of the two switches respectively move and become the opposite of the illustrated connection mode, and the water content detection element C H Will be connected between the input of the inverter 21 and ground with the polarities reversed.

上記構成の水分量検出装置において、2つのスイッチSW
A、SWBが図示の接続態様又は上記した図示とは逆の接続
態様にあると、水分量検知素子CHには第2図(a)に示
すような直流電圧成分VDC(インバータ21の電源電圧)
に交流電圧が重畳された状態の電圧が印加される。ここ
で、マイクロコンピュータ22からの制御線22aを通じて
の制御信号の電圧レベルを、例えば第2図(b)に示す
ように、周期T毎にその前半を高レベル(H)に、後半
を低レベル(L)に切換え、2つのスイッチSWA、SWB
可動接点をそれぞれ周期Tの前半と後半で切換え接続す
ると、水分量検知素子CHの極性が周期Tの前半と後半で
切換えられるため、この検知素子CHに印加される電圧は
第2図(c)に示すように直流電圧成分が打ち消された
交番電圧となる。従って、直流成分のない電圧が水分量
検知素子CHに印加されることになるから、従来のように
検知素子に過大な電圧が印加されることがなくなり、か
つ検知素子の分極、絶縁破壊等が生じないので、検知素
子の特性の劣化等を防止することができ、信頼性が向上
する。また、単にスイッチを付加するだけであるので装
置の小型化が可能である。
In the water content detection device having the above configuration, two switches SW
When A and SW B are in the connection mode shown in the drawing or the connection mode opposite to that shown above, the moisture content detecting element C H has a DC voltage component V DC (of the inverter 21 as shown in FIG. 2A). Power-supply voltage)
A voltage in a state in which an AC voltage is superimposed on is applied. Here, the voltage level of the control signal from the microcomputer 22 through the control line 22a is set to a high level (H) in the first half and a low level in the second half at every cycle T as shown in FIG. When the movable contacts of the two switches SW A and SW B are switched and connected in the first half and the second half of the cycle T, respectively, the polarity of the water content detection element C H is switched in the first half and the second half of the cycle T. The voltage applied to the sensing element C H becomes an alternating voltage in which the DC voltage component is canceled as shown in FIG. 2 (c). Therefore, a voltage with no DC component is applied to the moisture content sensing element C H , so that an excessive voltage is not applied to the sensing element as in the conventional case, and polarization of the sensing element, insulation breakdown, etc. Since this does not occur, it is possible to prevent the deterioration of the characteristics of the sensing element and improve the reliability. Further, since the switch is simply added, the size of the device can be reduced.

第3図は本発明による水分量検出装置の第2の実施例を
示す回路構成図であり、本実施例では直流成分除去手段
として上記第1の実施例のようなアナグスイッチは使用
せず、代りに、方形波パルス信号発生回路20のパルス周
波数決定用の静電容量型水分量検知素子CHと並列に直流
抵抗器R0を接続し、このCRの並列回路と直列にコンデン
サC0をさらに接続した構成をとるものである。なお、他
の構成素子は第1図のものと同じであるので、対応する
素子に同一符号を付してその説明を省略する。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a second embodiment of the water content detecting device according to the present invention. In this embodiment, the analog switch as in the first embodiment is not used as the DC component removing means, Instead, connect a DC resistor R 0 in parallel with the capacitance-type moisture content detection element C H for determining the pulse frequency of the square wave pulse signal generation circuit 20, and connect a capacitor C 0 in series with this CR parallel circuit. Further, the connection is made. Since the other constituent elements are the same as those in FIG. 1, corresponding elements are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

このように構成すると、水分量検知素子CHに印加される
電圧の直流電圧成分は であるため、この直流成分はもっぱら直列のコンデンサ
C0間に、即ち、図の−間に印加され、水分量検知素
子CHの両端間、即ち、図の−間には殆ど印加されな
い。従って、水分量検知素子CHの両端間の電圧は第4図
に示すような交番電圧となり、直流成分が除去されるか
ら、上記第1実施例と同様に検知素子に過大な電圧が印
加されることがなくなり、かつ検知素子の分極や絶縁破
壊等が生じないので、検知素子の特性の劣化等を防止す
ることができる。
With this configuration, the DC voltage component of the voltage applied to the water content detection element C H is Therefore, this DC component is exclusively a series capacitor.
It is applied between C 0 , that is, between-in the figure, and is hardly applied between both ends of the water content detection element C H , that is, between-in the figure. Therefore, the voltage between both ends of the water content detecting element C H becomes an alternating voltage as shown in FIG. 4 and the direct current component is removed. Therefore, as in the first embodiment, an excessive voltage is applied to the detecting element. And the polarization and dielectric breakdown of the sensing element do not occur, so that the deterioration of the characteristics of the sensing element can be prevented.

なお、水分量検知素子CHに印加される電圧は直列に接続
したコンデンサC0により分圧されるから、この直列のコ
ンデンサC0の値を適当に選択することにより水分量検知
素子CHに印加される電圧を変えることができ、従って、
過大な電圧が水分量検知素子CHにかかることを確実に防
止することができ、信頼性が一段と向上する。
Since the voltage applied to the moisture content detecting element C H is divided by the capacitor C 0 connected in series, the moisture content detecting element C H can be selected by appropriately selecting the value of the capacitor C 0 in series. The applied voltage can be varied and thus
It is possible to reliably prevent an excessive voltage from being applied to the water content detection element C H , and the reliability is further improved.

第5図は本発明による水分量検出装置の第3の実施例を
示す回路構成図であり、本実施例は第1図の第1の実施
例と第3図の第2の実施例を組み合せたものである。本
実施例の構成によれば、水分量検知素子CHに印加される
電圧の直流成分を完全に除去することができるから、上
記第1及び第2の実施例よりもさらに確実に水分量検知
素子CHに過大な電圧がかかることを防止することができ
る。かくして、小型でかつ信頼性の非常に高い水分量検
出装置が得られる。なお、第5図において、第1図及び
第3図の素子と対応する素子には同一符号が付されてい
る。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing a third embodiment of the water content detecting device according to the present invention. This embodiment is a combination of the first embodiment of FIG. 1 and the second embodiment of FIG. It is a thing. According to the configuration of the present embodiment, the DC component of the voltage applied to the water content detection element C H can be completely removed. Therefore, the water content detection can be performed more reliably than in the first and second embodiments. It is possible to prevent an excessive voltage from being applied to the element C H. Thus, a compact and highly reliable water content detection device can be obtained. In FIG. 5, elements corresponding to those in FIGS. 1 and 3 are designated by the same reference numerals.

第6図は水分量検出装置に温度検出機能を付加した本発
明が容易に適用できる構成簡単な水分量検出装置の一例
を示す回路構成図である。この水分量検出装置は、方形
波パルス信号発生回路20を構成するインバータ21の帰還
回路に挿入されたパルス周波数決定用の抵抗器Rと直列
に3ステートバッファよりなるスイッチSWEを接続し、
この抵抗器R及びスイッチSWEの直列回路と並列に、例
えばサーミスタのような抵抗変化式の温度検知素子RT
3ステートバッファよりなるスイッチSWDの直列回路を
接続し、さらに、インバータ21の入力側とパルス周波数
決定用の静電容量型水分量検知素子CHとの間にアナログ
の切換えスイッチSWCを挿入し、この切換えスイッチSWC
により水分量検知素子CHとコンデンサCTのいずれか一方
を選択してインバータ21の入力側に接続するように構成
されており、各スイッチSWC、SWD、SWEには制御線22a、
22T、22Rをそれぞれ介してマイクロコンピュータ22より
制御信号が供給され、これらスイッチを制御する。
FIG. 6 is a circuit configuration diagram showing an example of a simple water content detection device to which the present invention in which the temperature detection function is added to the water content detection device can be easily applied. This moisture content detecting device is connected with a resistor R for determining a pulse frequency inserted in a feedback circuit of an inverter 21 constituting a square wave pulse signal generating circuit 20 in series with a switch SW E consisting of a three-state buffer,
In parallel with the series circuit of the resistor R and the switch SW E, a series circuit of a resistance change type temperature detecting element R T such as a thermistor and a switch SW D composed of a 3-state buffer is connected, and further the inverter 21 insert the changeover switch SW C analog between the capacitive moisture content sensing element C H for the input side and the pulse frequency determination, the changeover switch SW C
Is configured to select one of the water content detection element C H and the capacitor C T and connect it to the input side of the inverter 21, and each switch SW C , SW D , SW E has a control line 22a,
A control signal is supplied from the microcomputer 22 via 22T and 22R, respectively, and controls these switches.

上記構成において、マイクロコンピュータ22からの制御
信号によって切換スイッチSWCが水分量検知素子CHを選
択し、スイッチSWDがオフ、スイッチSWEがオンになった
とすると、第6図の回路は第7図(a)に示す回路構成
となるから、通常の水分量検出回路を構成する。これに
対し、マイクロコンピュータ22からの制御信号によって
切換えスイッチSWCがコンデンサC1を選択し、スイッチS
WDがオン、スイッチSWEがオフになったとすると、第6
図の回路は第7図(b)に示す回路構成となるから、通
常の温度検出回路を構成する。かくして、1つの簡単な
回路構成で水分量検出回路と温度検出回路を構成するこ
とができるから、温度検出回路を別個に設けた場合のよ
うに、部品点数が増加し、消費電力が増大したり、装置
が大型化する欠点や、コストが上昇する等の欠点がなく
なる。
In the above configuration, if the changeover switch SW C selects the water content detecting element C H by the control signal from the microcomputer 22, the switch SW D is turned off, and the switch SW E is turned on, the circuit of FIG. Since the circuit configuration is as shown in FIG. 7A, a normal water content detection circuit is configured. On the other hand, the changeover switch SW C selects the capacitor C 1 by the control signal from the microcomputer 22, and the switch S C
If W D is on and switch SW E is off, then
Since the circuit shown in the figure has the circuit configuration shown in FIG. 7 (b), it constitutes a normal temperature detecting circuit. Thus, since the moisture content detection circuit and the temperature detection circuit can be configured with one simple circuit configuration, the number of parts increases and the power consumption increases as in the case where the temperature detection circuit is provided separately. However, the disadvantages of increasing the size of the device and the cost increase are eliminated.

第8図は上記第6図の水分量検出装置に本発明を適用し
た第4の実施例を示す回路構成図であり、本実施例は第
5図に示す本発明の第3の実施例に第6図の温度検出機
能を組み合せたものである。なお、本実施例において
は、水分量検知素子CHにかかる電圧を分圧する直列の静
電容量であるコンデンサC0が温度検出時に使用される静
電容量であるコンデンサCTとしても使用されており、即
ち1つのコンデンサが共通に使用されており、部品点数
が増加しないようにしている。
FIG. 8 is a circuit configuration diagram showing a fourth embodiment in which the present invention is applied to the water content detecting device of FIG. 6, and this embodiment is the same as the third embodiment of the present invention shown in FIG. This is a combination of the temperature detection functions of FIG. In the present embodiment, the capacitor C 0 that is a series capacitance that divides the voltage applied to the moisture content detection element C H is also used as the capacitor C T that is the capacitance used during temperature detection. That is, one capacitor is commonly used so that the number of parts does not increase.

本実施例によれば、水分量検知素子CHに過大な電圧がか
かることを完全に防止できるだけでなく、温度の変化に
よる水分量検知素子の検知誤差をも補正することができ
るので、非常に正確な、高精度の水分量の検出が行なえ
るという顕著な利点がある。また、装置の小型化も可能
になる。
According to this embodiment, it is possible not only to completely prevent an excessive voltage from being applied to the water content detection element C H , but also to correct a detection error of the water content detection element due to a change in temperature. There is a remarkable advantage that accurate and highly accurate water content detection can be performed. Further, the device can be downsized.

なお、上記実施例は本発明の単なる例示に過ぎず、回路
構成、使用する素子等は必要に応じて任意に変更できる
ものである。例えば、アナログスイッチの代りに電子ス
イッチを使用してもよく、或は3ステートバッファ以外
の電子スイッチや論理ゲート、又はアナログスイッチを
使用してもよい。勿論、C−MOSシュミットインバータ
以外のインバータや他の回路素子を使用することもで
き、また、抵抗変化式の温度検知素子やマイクロコンピ
ュータ以外の素子を使用してもよい。さらに、第6図に
示す温度検出機能は第1図や第3図に示す本発明の実施
例と組み合せることもでき、勿論図示以外の回路構成の
水分量検出回路にも適用できるものである。また、発振
手段は方形波パルス以外のパルスを発生するものでもよ
い。
The above embodiments are merely examples of the present invention, and the circuit configuration, the elements to be used, and the like can be arbitrarily changed as necessary. For example, an electronic switch may be used instead of the analog switch, or an electronic switch other than a 3-state buffer, a logic gate, or an analog switch may be used. Of course, an inverter other than the C-MOS Schmidt inverter or another circuit element may be used, and a resistance change type temperature detection element or an element other than the microcomputer may be used. Further, the temperature detecting function shown in FIG. 6 can be combined with the embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 3, and can of course be applied to a moisture amount detecting circuit having a circuit configuration other than that shown. . Further, the oscillating means may generate a pulse other than the square wave pulse.

発明の効果 上述のように、本発明による水分量検出装置は水分量検
知素子にかかる直流成分を除去する直流成分除去手段を
備えているので、水分量検知素子に過大な電圧が印加さ
れることがなくなり、かつ検知素子の分極や絶縁破壊等
が生じないので、検知素子の特性の劣化等を未然に防止
することができる。また、直流成分除去手段はその回路
構成が簡単であるので、消費電力の増大やコストの上昇
等は殆どない。さらに、最小限の素子を追加するだけで
温度検出機能を付加することができるから、温度検出回
路を別個に設けた場合と比べて、部品点数や消費電力の
増大なしに、かつ装置が大型化する欠点やコストが上昇
する等の欠点もなしに、温度変化を正確に補正した高精
度の水分量の検出が行なえる等の優れた効果がある。
EFFECTS OF THE INVENTION As described above, since the water content detecting device according to the present invention includes the DC component removing means for removing the DC component applied to the water content detecting element, an excessive voltage is applied to the water content detecting element. And the polarization and dielectric breakdown of the sensing element do not occur, so that the deterioration of the characteristics of the sensing element can be prevented. Moreover, since the DC component removing means has a simple circuit configuration, it hardly causes increase in power consumption and cost. Furthermore, the temperature detection function can be added by adding the minimum number of elements, so the size of the device can be increased without increasing the number of parts and power consumption, compared to the case where a temperature detection circuit is provided separately. There is an excellent effect that the amount of water can be detected with high accuracy by accurately correcting the temperature change, without the disadvantages of increasing temperature and increasing cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明による水分量検出装置の第1の実施例を
示す回路構成図である。 第2図(a)、(b)及び(c)は第1図の本発明の第
1の実施例の動作を説明するためのそれぞれ波形図であ
る。 第3図は本発明による水分量検出装置の第2の実施例を
示す回路構成図である。 第4図は第3図の本発明の第2の実施例の動作を説明す
るための波形図である。 第5図は本発明による水分量検出装置の第3の実施例を
示す回路構成図である。 第6図は本発明を適用するのが好適な温度検出機能を付
加した簡単な構成の水分量検出装置の一例を示す回路構
成図である。 第7図(a)及び(b)は第6図の水分量検出装置の動
作態様を説明するそれぞれ回路構成図である。 第8図は本発明による水分量検出装置の第4の実施例を
示す回路構成図である。 第9図及び第10図は従来のアナログ及びディジタルの水
分量検出装置の代表例をそれぞれ示す回路構成図であ
る。 第11図は第10図の従来の水分量検出装置の動作を説明す
るための波形図である。 第12図は温度検出回路を別個に設けた従来の水分量検出
装置を示す回路構成図である。 20:方形波パルス信号発生回路 21:C−MOSシュミットインバータ 22:マイクロコンピュータ CH:静電容量型水分量検知素子 SWA、SWB、SWC:アナログスイッチ SWD、SWE:3ステートバッファ R、R0:抵抗器 C0:コンデンサ RT:温度検知素子
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a first embodiment of a water content detecting device according to the present invention. 2 (a), (b) and (c) are waveform charts for explaining the operation of the first embodiment of the present invention shown in FIG. FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a second embodiment of the water content detecting device according to the present invention. FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the operation of the second embodiment of the present invention shown in FIG. FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing a third embodiment of the water content detecting device according to the present invention. FIG. 6 is a circuit configuration diagram showing an example of a water content detection device having a simple configuration to which the present invention is preferably applied and a temperature detection function is added. FIGS. 7 (a) and 7 (b) are circuit configuration diagrams for explaining operation modes of the water content detection device of FIG. 6, respectively. FIG. 8 is a circuit configuration diagram showing a fourth embodiment of the water content detecting device according to the present invention. 9 and 10 are circuit configuration diagrams showing typical examples of conventional analog and digital water content detecting devices, respectively. FIG. 11 is a waveform diagram for explaining the operation of the conventional water content detection device of FIG. FIG. 12 is a circuit configuration diagram showing a conventional moisture content detection device provided with a temperature detection circuit separately. 20: Square wave pulse signal generation circuit 21: C-MOS Schmidt inverter 22: Microcomputer C H : Capacitance type moisture content detection element SW A , SW B , SW C : Analog switch SW D , SW E : 3-state buffer R, R 0 : Resistor C 0 : Capacitor R T : Temperature detection element

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】パルス信号発生回路と、該パルス信号発生
回路に接続された静電容量型の水分量検知素子と、前記
パルス信号発生回路に接続され、前記水分量検知素子の
静電容量との間でCR時定数回路を形成する電気抵抗素子
とを備えた水分量検出装置において、 前記水分量検知素子の静電容量の変化に応じたパルス信
号を出力する発振手段と、該発振手段から出力されたパ
ルス信号の一定時間におけるパルス数を計数し、その計
数結果に基づいて水分量を求めるディジタル演算処理手
段と、前記水分量検知素子にかかる直流成分を除去する
直流成分除去手段とを具備することを特徴とする水分量
検出装置。
1. A pulse signal generating circuit, an electrostatic capacitance type moisture content detecting element connected to the pulse signal generating circuit, and an electrostatic capacitance of the moisture content detecting element connected to the pulse signal generating circuit. In a water content detection device including an electric resistance element forming a CR time constant circuit between, an oscillation means for outputting a pulse signal according to a change in the capacitance of the water content detection element, and the oscillation means The digital signal processing means for counting the number of pulses of the output pulse signal in a certain period of time and obtaining the water content based on the counting result, and the direct current component removing means for removing the direct current component applied to the water content detecting element are provided. A water content detecting device characterized by:
【請求項2】前記直流成分除去手段は、前記パルス信号
発生回路の入力側に接続され、前記水分量検知素子の極
性を周期的に切換えるスイッチより構成されている請求
項1に記載の水分量検出装置。
2. The water content according to claim 1, wherein the direct current component removing means is connected to the input side of the pulse signal generating circuit and comprises a switch for periodically switching the polarity of the water content detection element. Detection device.
【請求項3】前記直流成分除去手段は、前記水分量検知
素子と並列に接続された電気抵抗素子と、これらの素子
の並列回路と直列に接続された静電容量素子とから構成
されている請求項1に記載の水分量検出装置。
3. The DC component removing means is composed of an electric resistance element connected in parallel with the moisture content detecting element and an electrostatic capacitance element connected in series with a parallel circuit of these elements. The water content detection device according to claim 1.
【請求項4】前記水分量検知素子が位置付けされている
被検体中の温度変化に応じて電気抵抗値が可変する温度
検知素子を具備する請求項1〜3のいずれかに記載の水
分量検出装置。
4. The water content detection device according to claim 1, further comprising a temperature detection device whose electric resistance value is variable according to a temperature change in a subject in which the water content detection device is positioned. apparatus.
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