JPH09325062A - 液面検出装置 - Google Patents
液面検出装置Info
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- JPH09325062A JPH09325062A JP14157496A JP14157496A JPH09325062A JP H09325062 A JPH09325062 A JP H09325062A JP 14157496 A JP14157496 A JP 14157496A JP 14157496 A JP14157496 A JP 14157496A JP H09325062 A JPH09325062 A JP H09325062A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 直流電源の切替手段の構成が複雑であり、ま
た液面を検出可能な液体の電気抵抗に下限があり、これ
を解消しようとすると信号処理回路が複雑になる。 【解決手段】 直流電源２に基準抵抗４、スイッチ１２
の直列接続からなる第１の経路と基準抵抗６、スイッチ
１４の直列接続からなる第２の経路とを並列に設け、各
基準抵抗とスイッチとの間に電極８、１０、及び液面検
知器であるＣＭＯＳインバータ２０、２２を接続する。
スイッチ１２、１４を交互に開閉することにより、電極
間の電圧の向きが反転する。またこの構成により電極が
液面に接触時において電極は交互にアースされ、電気抵
抗ＲX の変化は電位参照点１６、１８の電位の極大値の
みに影響し、極小値には影響しない。このため極小値に
起因する、液面検知可能な液体の電気抵抗ＲX の下限に
対する制約が生じない。
た液面を検出可能な液体の電気抵抗に下限があり、これ
を解消しようとすると信号処理回路が複雑になる。 【解決手段】 直流電源２に基準抵抗４、スイッチ１２
の直列接続からなる第１の経路と基準抵抗６、スイッチ
１４の直列接続からなる第２の経路とを並列に設け、各
基準抵抗とスイッチとの間に電極８、１０、及び液面検
知器であるＣＭＯＳインバータ２０、２２を接続する。
スイッチ１２、１４を交互に開閉することにより、電極
間の電圧の向きが反転する。またこの構成により電極が
液面に接触時において電極は交互にアースされ、電気抵
抗ＲX の変化は電位参照点１６、１８の電位の極大値の
みに影響し、極小値には影響しない。このため極小値に
起因する、液面検知可能な液体の電気抵抗ＲX の下限に
対する制約が生じない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直流電源を電極間
に接続し、液体との接触による電極間抵抗の変化から液
面を検知する液面検出装置、特に化学分析装置にて用い
られる液面検出装置に関する。
に接続し、液体との接触による電極間抵抗の変化から液
面を検知する液面検出装置、特に化学分析装置にて用い
られる液面検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】直流電源方式による液面検出装置は、生
化学分析装置及び免疫化学分析装置で用いられる。この
場合、金属でできた分注ノズルを１つの電極とし、この
他にステンレスや白金等の金属でできた探針をもう１つ
の電極として設け、これらで一対の電極を構成すること
が行われる。この電極間には直流電圧が印加され、電極
の液面接触時における電極間の電気抵抗の変化が、電圧
値或いは電流値の変化として検知される。これにより液
面を検出することができる。
化学分析装置及び免疫化学分析装置で用いられる。この
場合、金属でできた分注ノズルを１つの電極とし、この
他にステンレスや白金等の金属でできた探針をもう１つ
の電極として設け、これらで一対の電極を構成すること
が行われる。この電極間には直流電圧が印加され、電極
の液面接触時における電極間の電気抵抗の変化が、電圧
値或いは電流値の変化として検知される。これにより液
面を検出することができる。
【０００３】図９は従来の液面検出装置の第１の例を示
す回路構成図である。直流電源３００の正極に基準抵抗
３０２（抵抗値：ＲS ）、電極３０４が直列に接続され
る。もう一方の電極３０６は直流電源３００の陰極とと
もにアースされる。電位参照点３０８に信号処理回路３
１０が接続される。液体容器３１２に液体が注がれ、液
面３１４が両電極３０４、３０６に接触すると、それま
で絶縁状態にあった両電極間は有限の電気抵抗値ＲX で
導通する。電位参照点３０８の電位ＶR は、電極が液面
３１４に非接触で基準抵抗３０２に電流が流れない場合
には、直流電源３００の電圧値Ｅとなるが、液面接触に
より上記電極間が導通すると、基準抵抗３０２で電圧降
下を生じ次式に示す電位ＶX となる。
す回路構成図である。直流電源３００の正極に基準抵抗
３０２（抵抗値：ＲS ）、電極３０４が直列に接続され
る。もう一方の電極３０６は直流電源３００の陰極とと
もにアースされる。電位参照点３０８に信号処理回路３
１０が接続される。液体容器３１２に液体が注がれ、液
面３１４が両電極３０４、３０６に接触すると、それま
で絶縁状態にあった両電極間は有限の電気抵抗値ＲX で
導通する。電位参照点３０８の電位ＶR は、電極が液面
３１４に非接触で基準抵抗３０２に電流が流れない場合
には、直流電源３００の電圧値Ｅとなるが、液面接触に
より上記電極間が導通すると、基準抵抗３０２で電圧降
下を生じ次式に示す電位ＶX となる。
【０００４】 ＶX ＝Ｅ・ＲX ／（ＲS ＋ＲX ） ………（１） 図１０は、上述の電位参照点３０８の電位ＶR の変化を
示した図である。時刻ｔD は、液面３１４が上昇して電
極３０４、３０６に接触する時刻である。信号処理回路
３１０は、時刻ｔD での電位ＶR の変化を検知し、電極
が液面に接触したことを検出する。この電位変化検知
は、電位ＶR の電位Ｅ、ＶX に対する大小関係を判定す
ればよく、このために信号処理回路３１０では、ＶX ＜
ＶTH＜Ｅなる閾値電位ＶTHを何らかの形で用いる。最も
簡単には、ＶR とＶTHとの大小関係のみから電極間の導
通／非導通を判定できる。すなわち、ＶR ＞ＶTHのとき
非導通、ＶR ＜ＶTHのとき導通である。
示した図である。時刻ｔD は、液面３１４が上昇して電
極３０４、３０６に接触する時刻である。信号処理回路
３１０は、時刻ｔD での電位ＶR の変化を検知し、電極
が液面に接触したことを検出する。この電位変化検知
は、電位ＶR の電位Ｅ、ＶX に対する大小関係を判定す
ればよく、このために信号処理回路３１０では、ＶX ＜
ＶTH＜Ｅなる閾値電位ＶTHを何らかの形で用いる。最も
簡単には、ＶR とＶTHとの大小関係のみから電極間の導
通／非導通を判定できる。すなわち、ＶR ＞ＶTHのとき
非導通、ＶR ＜ＶTHのとき導通である。
【０００５】しかし上記液面検出装置は、電解質のよう
にイオンを含んだり荷電微粒子を含んだりする液体の液
面検出に長時間用いられると、電極３０４、３０６に徐
々に析出物が付着したり、場合によっては液体の中に電
極材料である金属イオンが溶け出すといった問題があっ
た。
にイオンを含んだり荷電微粒子を含んだりする液体の液
面検出に長時間用いられると、電極３０４、３０６に徐
々に析出物が付着したり、場合によっては液体の中に電
極材料である金属イオンが溶け出すといった問題があっ
た。
【０００６】この問題を回避するために、直流電源３０
０を１ＫＨｚ程度の周波数の交流電源に置き換えるとい
う方法が採られてきた。この方法によれば、溶液内のイ
オン或いは荷電微粒子は電極間で往復泳動し、上述の電
極への析出物付着等は防止できた。
０を１ＫＨｚ程度の周波数の交流電源に置き換えるとい
う方法が採られてきた。この方法によれば、溶液内のイ
オン或いは荷電微粒子は電極間で往復泳動し、上述の電
極への析出物付着等は防止できた。
【０００７】しかし、直流電源方式の液面検出装置に比
べて、交流発生器等の複雑な回路を必要とし、また液面
判定をするための回路も複雑なものとなり、装置のコス
トと大きさが増大するという欠点があった。
べて、交流発生器等の複雑な回路を必要とし、また液面
判定をするための回路も複雑なものとなり、装置のコス
トと大きさが増大するという欠点があった。
【０００８】図１１は従来の液面検出装置の第２の例を
示す回路構成図である。この液面検出装置は、交流発生
器を用いずに、向きが交代する直流電流を電極間に流す
ことにより、上記欠点を回避する。この具体例は、特開
平３−１１５９２９に開示されている。図１１におい
て、図９の装置と同様の構成要素には、図９の符号に１
００を加えた符号を付す。図１１の装置が図９の装置と
異なる点は、電極４０４、４０６に対する直流電源４０
０の接続極性が２つの切替器４１６、４１８からなる切
替手段４２０によって周期的に反転される点である。こ
の極性反転動作により電位参照点４０８の電位は、液面
非接触時には交互に電位Ｅとアース電位とになり、液面
接触時には交互に、電位ＶX と次式で定義される電位Ｖ
S とになる。Ｅ＞０なので、ＲS ＜ＲX のときＶS ＜Ｖ
X 、ＲS ＞ＲX のときＶS ＞ＶX である。
示す回路構成図である。この液面検出装置は、交流発生
器を用いずに、向きが交代する直流電流を電極間に流す
ことにより、上記欠点を回避する。この具体例は、特開
平３−１１５９２９に開示されている。図１１におい
て、図９の装置と同様の構成要素には、図９の符号に１
００を加えた符号を付す。図１１の装置が図９の装置と
異なる点は、電極４０４、４０６に対する直流電源４０
０の接続極性が２つの切替器４１６、４１８からなる切
替手段４２０によって周期的に反転される点である。こ
の極性反転動作により電位参照点４０８の電位は、液面
非接触時には交互に電位Ｅとアース電位とになり、液面
接触時には交互に、電位ＶX と次式で定義される電位Ｖ
S とになる。Ｅ＞０なので、ＲS ＜ＲX のときＶS ＜Ｖ
X 、ＲS ＞ＲX のときＶS ＞ＶX である。
【０００９】 ＶS ＝Ｅ・ＲS ／（ＲS ＋ＲX ） ………（２） 図１２は、上述の電位参照点４０８の電位ＶR の変化を
示した図である。同図（ａ）、（ｂ）はそれぞれＲS ＜
ＲX の場合、ＲS ＞ＲX の場合を示す。電気抵抗Ｒ
X は、分析される液体によって異なる。図１３は、
（１）、（２）式において基準抵抗ＲS を一定とし、電
気抵抗ＲX に対する上記ＶX 、ＶS の変化を示したグラ
フである。信号処理回路４１０の液面判定処理は、次の
２つの方式のいずれかにより行われる。
示した図である。同図（ａ）、（ｂ）はそれぞれＲS ＜
ＲX の場合、ＲS ＞ＲX の場合を示す。電気抵抗Ｒ
X は、分析される液体によって異なる。図１３は、
（１）、（２）式において基準抵抗ＲS を一定とし、電
気抵抗ＲX に対する上記ＶX 、ＶS の変化を示したグラ
フである。信号処理回路４１０の液面判定処理は、次の
２つの方式のいずれかにより行われる。
【００１０】第１の判定処理方式は、以下の条件を満た
す閾値電位ＶTH1 、ＶTH2 の少なくとも一方を用いる。
す閾値電位ＶTH1 、ＶTH2 の少なくとも一方を用いる。
【００１１】 max （ＶS ，ＶX ）＜ＶTH1 ＜Ｅ ………（３） min （ＶS ，ＶX ）＞ＶTH2 ＞０ ………（４） 液面検知は、ＶR が、ＶTH1 の上下に振動する状態から
常にＶTH1 以下を示す状態となったことと、ＶR が、Ｖ
TH2 の上下に振動する状態から常にＶTH2 以上を示す状
態となったことの、いずれか又は双方により判断され
る。ＶS ＝ＶTH1となるＲX 又はＶX ＝ＶTH2 となるＲ
X をＲ′と表し、ＶX ＝ＶTH1 となるＲX又はＶS ＝Ｖ
TH2 となるＲX をＲ″と表すと、ある閾値ＶTH1 又はＶ
TH2 と基準抵抗ＲS とを与えられた液面検出装置は
（３）、（４）式を満たす次式で表される範囲内の電気
抵抗ＲX を有する液体に対してのみ用いることができ
る。
常にＶTH1 以下を示す状態となったことと、ＶR が、Ｖ
TH2 の上下に振動する状態から常にＶTH2 以上を示す状
態となったことの、いずれか又は双方により判断され
る。ＶS ＝ＶTH1となるＲX 又はＶX ＝ＶTH2 となるＲ
X をＲ′と表し、ＶX ＝ＶTH1 となるＲX又はＶS ＝Ｖ
TH2 となるＲX をＲ″と表すと、ある閾値ＶTH1 又はＶ
TH2 と基準抵抗ＲS とを与えられた液面検出装置は
（３）、（４）式を満たす次式で表される範囲内の電気
抵抗ＲX を有する液体に対してのみ用いることができ
る。
【００１２】 Ｒ′＜ＲX ＜Ｒ″ ………（５） なお、例えば図１３によって分かるようにＶTH1 を電位
Ｅに近づければ、上記範囲は原理上緩和される。しかし
現実には、電位Ｅの変動や信号処理回路の電位比較手段
の安定性といった制約から、ＶTH1 は電位Ｅに対して
も、またＶX 、ＶS に対しても所定のマージンを確保す
るように定める必要があるので、測定可能なＲX の範囲
をこれにより緩和することには限界がある。同様のこと
はＶTH2 についても言える。
Ｅに近づければ、上記範囲は原理上緩和される。しかし
現実には、電位Ｅの変動や信号処理回路の電位比較手段
の安定性といった制約から、ＶTH1 は電位Ｅに対して
も、またＶX 、ＶS に対しても所定のマージンを確保す
るように定める必要があるので、測定可能なＲX の範囲
をこれにより緩和することには限界がある。同様のこと
はＶTH2 についても言える。
【００１３】第２の判定処理方式は、直流電源の極性切
替動作と同期を取って、同一極性にある時刻間で電位参
照点４０８の電位比較を行う。図１２、図１３を用いて
具体的に説明する。１つの場合として、閾値電位ＶTH1
との電位比較は、時間間隔τ1 、τ3 、τ5 、…におけ
るＶR との間で行う。液面判定は、ＶR がＶTH1 を超え
る状態からＶTH1 以下の状態となったことによって行わ
れ、図示例ではτ5 において液面に電極が接触したと判
定することができる。このとき、閾値電位ＶTH 1 に課せ
られる条件は、 ＶX ＜ＶTH1 ＜Ｅ ………（６） であり、ある閾値ＶTH1 と基準抵抗ＲS とを与えられた
液面検出装置は（６）式を満たす次式で表される範囲内
の電気抵抗ＲX を有する液体に対して用いることができ
る。
替動作と同期を取って、同一極性にある時刻間で電位参
照点４０８の電位比較を行う。図１２、図１３を用いて
具体的に説明する。１つの場合として、閾値電位ＶTH1
との電位比較は、時間間隔τ1 、τ3 、τ5 、…におけ
るＶR との間で行う。液面判定は、ＶR がＶTH1 を超え
る状態からＶTH1 以下の状態となったことによって行わ
れ、図示例ではτ5 において液面に電極が接触したと判
定することができる。このとき、閾値電位ＶTH 1 に課せ
られる条件は、 ＶX ＜ＶTH1 ＜Ｅ ………（６） であり、ある閾値ＶTH1 と基準抵抗ＲS とを与えられた
液面検出装置は（６）式を満たす次式で表される範囲内
の電気抵抗ＲX を有する液体に対して用いることができ
る。
【００１４】 ０≦ＲX ＜Ｒ″ ………（７） もう１つの場合としては、閾値電位ＶTH2 との電位比較
を、時間間隔τ2 、τ4 、τ6 、…におけるＶR との間
で行う。液面判定は、ＶR がＶTH2 未満の状態からＶ
TH2 以上の状態となったことによって行われ、図示例で
はτ4 又はτ6 において液面に電極が接触したと判定す
ることができる。このとき、閾値電位ＶTH 2 に課せられ
る条件は、 ＶS ＞ＶTH2 ≧０ ………（８） であり、ある閾値ＶTH2 と基準抵抗ＲS とを与えられた
液面検出装置は（８）式を満たす次式で表される範囲内
の電気抵抗ＲX を有する液体に対して用いることができ
る。
を、時間間隔τ2 、τ4 、τ6 、…におけるＶR との間
で行う。液面判定は、ＶR がＶTH2 未満の状態からＶ
TH2 以上の状態となったことによって行われ、図示例で
はτ4 又はτ6 において液面に電極が接触したと判定す
ることができる。このとき、閾値電位ＶTH 2 に課せられ
る条件は、 ＶS ＞ＶTH2 ≧０ ………（８） であり、ある閾値ＶTH2 と基準抵抗ＲS とを与えられた
液面検出装置は（８）式を満たす次式で表される範囲内
の電気抵抗ＲX を有する液体に対して用いることができ
る。
【００１５】 ０≦ＲX ＜Ｒ″ ………（９）
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】図１１に示す従来の液
面検出装置は、以下の課題を有している。
面検出装置は、以下の課題を有している。
【００１７】まず電源との接続を切り換える切替手段４
２０の回路構成が複雑である。例えば切替手段４２０を
構成するには２つの切替器が必要であり、これら両切替
器を構成するためにはトランジスタ等の開閉器を少なく
とも合計４つ必要である。
２０の回路構成が複雑である。例えば切替手段４２０を
構成するには２つの切替器が必要であり、これら両切替
器を構成するためにはトランジスタ等の開閉器を少なく
とも合計４つ必要である。
【００１８】次に、上述した第１の判定処理方式による
場合には、この液面検出装置を適用できる液体の電気抵
抗値ＲX の範囲に制約がある。特に左記範囲の下限が０
でなく、その下限以下ではこの液面検出装置を適用でき
ないことが問題である。一方、上述した第２の判定処理
方式による場合には、この下限を０とすることができる
が、電位参照点４０８の電位比較を直流電源４００の極
性切替動作と同期を取って行わなければならず、信号処
理回路４１０の構成が複雑となるという問題がある。
場合には、この液面検出装置を適用できる液体の電気抵
抗値ＲX の範囲に制約がある。特に左記範囲の下限が０
でなく、その下限以下ではこの液面検出装置を適用でき
ないことが問題である。一方、上述した第２の判定処理
方式による場合には、この下限を０とすることができる
が、電位参照点４０８の電位比較を直流電源４００の極
性切替動作と同期を取って行わなければならず、信号処
理回路４１０の構成が複雑となるという問題がある。
【００１９】本発明は、直流電源の接続を切り換えるこ
とにより電極への析出物を抑制する液面検出装置におい
て、切替手段の回路構成を簡単にし、さらに信号処理回
路の構成を簡単にするとともに液面検出不可能となる電
気抵抗値の下限を解消した液面検出装置を提供すること
を目的とする。
とにより電極への析出物を抑制する液面検出装置におい
て、切替手段の回路構成を簡単にし、さらに信号処理回
路の構成を簡単にするとともに液面検出不可能となる電
気抵抗値の下限を解消した液面検出装置を提供すること
を目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】第１発明に係る液面検出
装置は、液体に差し入れられる第１の電極と第２の電極
とからなる一対の電極と、この電極間に電圧を印加する
直流電源と、この直流電源の一方端と上記第１の電極と
の間に直列接続された第１の基準抵抗素子と、上記直流
電源の一方端と上記第２の電極との間に直列接続された
第２の基準抵抗素子と、上記第１の基準抵抗素子の上記
第１の電極側と上記直流電源の他方端との間に設けられ
た第１のスイッチと、上記第２の基準抵抗素子の上記第
２の電極側と上記直流電源の他方端との間に設けられた
第２のスイッチと、これら両スイッチを逆極性で交互に
開閉するスイッチ制御手段と、上記基準抵抗素子の上記
電極側の間の両電位参照点の少なくともいずれか一方の
電位を検知する電位検知手段と、を有し、上記一対の電
極が上記液体に接した際の電極間電気抵抗の変化によ
り、液面を検出することを特徴とする。
装置は、液体に差し入れられる第１の電極と第２の電極
とからなる一対の電極と、この電極間に電圧を印加する
直流電源と、この直流電源の一方端と上記第１の電極と
の間に直列接続された第１の基準抵抗素子と、上記直流
電源の一方端と上記第２の電極との間に直列接続された
第２の基準抵抗素子と、上記第１の基準抵抗素子の上記
第１の電極側と上記直流電源の他方端との間に設けられ
た第１のスイッチと、上記第２の基準抵抗素子の上記第
２の電極側と上記直流電源の他方端との間に設けられた
第２のスイッチと、これら両スイッチを逆極性で交互に
開閉するスイッチ制御手段と、上記基準抵抗素子の上記
電極側の間の両電位参照点の少なくともいずれか一方の
電位を検知する電位検知手段と、を有し、上記一対の電
極が上記液体に接した際の電極間電気抵抗の変化によ
り、液面を検出することを特徴とする。
【００２１】本発明は、直流電源から上記電極間に印加
される電圧の向きを、上記２つのスイッチによって交互
に切り換えることができる。すなわち、第１のスイッチ
を開状態、第２のスイッチを閉状態とすると、上記第１
の電極は直流電源の上記一方端から電圧を供給され、上
記第２の電極は直流電源の上記他方端から電圧を供給さ
れ、次に第１のスイッチを閉状態、第２のスイッチを開
状態とすると、第１、第２の電極は直流電源のそれまで
と逆の端から電圧を供給される。これにより、電極対が
液体に接触している時の電極間電流の向きが交互にな
り、液体中のイオン或いは荷電微粒子は電極間で往復泳
動するので、電極への析出物付着等は防止される。この
切り換えに応じて、電位参照点の電位も２つの状態を交
互にとる。この２つの状態のうち、１つの状態の電位は
電極間の電気抵抗の影響を受けて定まるが、もう１つの
状態の電位は電極間の電気抵抗が変化してもその影響を
受けない。すなわち、逆に言えばこの後者の電位は、検
出可能な電極間の電気抵抗範囲に対して制約条件となら
ず、このことにより液面検出可能な電気抵抗値範囲の下
限が解消される。
される電圧の向きを、上記２つのスイッチによって交互
に切り換えることができる。すなわち、第１のスイッチ
を開状態、第２のスイッチを閉状態とすると、上記第１
の電極は直流電源の上記一方端から電圧を供給され、上
記第２の電極は直流電源の上記他方端から電圧を供給さ
れ、次に第１のスイッチを閉状態、第２のスイッチを開
状態とすると、第１、第２の電極は直流電源のそれまで
と逆の端から電圧を供給される。これにより、電極対が
液体に接触している時の電極間電流の向きが交互にな
り、液体中のイオン或いは荷電微粒子は電極間で往復泳
動するので、電極への析出物付着等は防止される。この
切り換えに応じて、電位参照点の電位も２つの状態を交
互にとる。この２つの状態のうち、１つの状態の電位は
電極間の電気抵抗の影響を受けて定まるが、もう１つの
状態の電位は電極間の電気抵抗が変化してもその影響を
受けない。すなわち、逆に言えばこの後者の電位は、検
出可能な電極間の電気抵抗範囲に対して制約条件となら
ず、このことにより液面検出可能な電気抵抗値範囲の下
限が解消される。
【００２２】第２発明に係る液面検出装置では、前記電
位検知手段が前記両電位参照点の電位を検知することを
特徴とする。
位検知手段が前記両電位参照点の電位を検知することを
特徴とする。
【００２３】本発明では、常に、どちらか一方の電位参
照点は上記の２つの電位のうち電極間の電気抵抗の影響
を受けて定まる電位に設定される。そのため、両方の電
位参照点の電位を検知することにより、電極と液面との
接触が直ちに検出され、液面検出の精度が向上する。
照点は上記の２つの電位のうち電極間の電気抵抗の影響
を受けて定まる電位に設定される。そのため、両方の電
位参照点の電位を検知することにより、電極と液面との
接触が直ちに検出され、液面検出の精度が向上する。
【００２４】第３発明に係る液面検出装置は、前記電位
検知手段として２つの電位検知論理素子を有し、これら
電位検知論理素子は前記各電位参照点に接続され、電位
の所定の閾値と前記電位参照点の電位との大小関係に応
じて、２値論理の真理値のいずれかに対応する電圧を出
力し、前記両基準抵抗素子の抵抗値と上記閾値とは、前
記一対の電極が液面に接触した時に前記両電位検知論理
素子がそれぞれ一定真理値を出力するように定められて
いること、を特徴とする。
検知手段として２つの電位検知論理素子を有し、これら
電位検知論理素子は前記各電位参照点に接続され、電位
の所定の閾値と前記電位参照点の電位との大小関係に応
じて、２値論理の真理値のいずれかに対応する電圧を出
力し、前記両基準抵抗素子の抵抗値と上記閾値とは、前
記一対の電極が液面に接触した時に前記両電位検知論理
素子がそれぞれ一定真理値を出力するように定められて
いること、を特徴とする。
【００２５】本発明では、電位参照点の電位と閾値電位
との大小比較が容易になされ、比較結果が後処理の容易
な２値論理値で得られる。
との大小比較が容易になされ、比較結果が後処理の容易
な２値論理値で得られる。
【００２６】第４発明に係る液面検出装置は、前記一対
の電極が液面に接触した時における前記両電位検知論理
素子の両一定真理値が同一であり、前記両電位検知論理
素子の両真理値が同一であることを識別できる液面検知
判定器を備えたこと、を特徴とする。ここで両電位検知
論理素子の両真理値が同一であることを識別できる液面
検知判定器には、例えばＡＮＤ回路、ＮＡＮＤ回路が含
まれる。本発明は２つの電位参照点に対する電位比較結
果から１つの液体検知判定結果を得る。
の電極が液面に接触した時における前記両電位検知論理
素子の両一定真理値が同一であり、前記両電位検知論理
素子の両真理値が同一であることを識別できる液面検知
判定器を備えたこと、を特徴とする。ここで両電位検知
論理素子の両真理値が同一であることを識別できる液面
検知判定器には、例えばＡＮＤ回路、ＮＡＮＤ回路が含
まれる。本発明は２つの電位参照点に対する電位比較結
果から１つの液体検知判定結果を得る。
【００２７】第５発明に係る液面検出装置は、前記両基
準抵抗素子の抵抗値が等しいことを特徴とする。本発明
では、２つの上記電位検知手段を全く同一構成にするこ
とができ、特にその閾値として常に共通の値を用いるこ
とができる。
準抵抗素子の抵抗値が等しいことを特徴とする。本発明
では、２つの上記電位検知手段を全く同一構成にするこ
とができ、特にその閾値として常に共通の値を用いるこ
とができる。
【００２８】第６発明に係る液面検出装置は、少なくと
も１つの前記スイッチが、ＭＯＳトランジスタであり、
前記スイッチ制御手段として上記ＭＯＳトランジスタの
ゲートに電圧を印加するパルス発生器を有すること、を
特徴とする。本発明では、前記スイッチが高速化され
る。
も１つの前記スイッチが、ＭＯＳトランジスタであり、
前記スイッチ制御手段として上記ＭＯＳトランジスタの
ゲートに電圧を印加するパルス発生器を有すること、を
特徴とする。本発明では、前記スイッチが高速化され
る。
【００２９】第７発明に係る液面検出装置は、少なくと
も１つの前記スイッチが３ステートバッファ回路であ
り、前記スイッチ制御手段としてこの３ステートバッフ
ァ回路のイネーブル端子にパルスを供給するパルス発生
器を有すること、を特徴とする。本発明では、前記スイ
ッチを既成の論理集積回路を用いて構成でき、装置が小
型化、低コスト化される。
も１つの前記スイッチが３ステートバッファ回路であ
り、前記スイッチ制御手段としてこの３ステートバッフ
ァ回路のイネーブル端子にパルスを供給するパルス発生
器を有すること、を特徴とする。本発明では、前記スイ
ッチを既成の論理集積回路を用いて構成でき、装置が小
型化、低コスト化される。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００３１】［実施形態１］図１は、本発明を実施した
直流電源方式による液面検出装置の回路構成図である。
直流電源２は電圧Ｅを有し、その陰極はアースされてい
る。一方、陽極側にはそれぞれ電気抵抗ＲS を有する基
準抵抗４、６が、互いに並列に接続される。基準抵抗４
には電極８が、そして基準抵抗６には電極１０が、それ
ぞれ直列に接続される。ここで両基準抵抗の抵抗値は、
同一の値ＲS であるが、この両抵抗値を異ならせて装置
を構成することもできる。この液面検出装置は、生化学
分析装置及び免疫化学分析装置で用いられるもので、電
極８、１０のいずれか一方は、金属でできた分注ノズル
であり、もう一方はステンレスや白金等の金属でできた
探針である。この電極８、１０が液面を検出する電極対
である。
直流電源方式による液面検出装置の回路構成図である。
直流電源２は電圧Ｅを有し、その陰極はアースされてい
る。一方、陽極側にはそれぞれ電気抵抗ＲS を有する基
準抵抗４、６が、互いに並列に接続される。基準抵抗４
には電極８が、そして基準抵抗６には電極１０が、それ
ぞれ直列に接続される。ここで両基準抵抗の抵抗値は、
同一の値ＲS であるが、この両抵抗値を異ならせて装置
を構成することもできる。この液面検出装置は、生化学
分析装置及び免疫化学分析装置で用いられるもので、電
極８、１０のいずれか一方は、金属でできた分注ノズル
であり、もう一方はステンレスや白金等の金属でできた
探針である。この電極８、１０が液面を検出する電極対
である。
【００３２】スイッチ１２が、電極８と直流電源２の陰
極との間に設けられ、スイッチ１４が、電極１０と直流
電源２の陰極との間に設けられる。これら両スイッチは
交互に開閉される。すなわち、一方が開状態にあると
き、他方は閉状態にあり、所定時間間隔でその状態が反
転する。電位参照点１６は基準抵抗４と電極８との間
に、そして電位参照点１８は基準抵抗６と電極１０との
間に位置する点であり、それぞれ、電位検知手段である
ＣＭＯＳインバータ２０、２２が接続される。
極との間に設けられ、スイッチ１４が、電極１０と直流
電源２の陰極との間に設けられる。これら両スイッチは
交互に開閉される。すなわち、一方が開状態にあると
き、他方は閉状態にあり、所定時間間隔でその状態が反
転する。電位参照点１６は基準抵抗４と電極８との間
に、そして電位参照点１８は基準抵抗６と電極１０との
間に位置する点であり、それぞれ、電位検知手段である
ＣＭＯＳインバータ２０、２２が接続される。
【００３３】電極８、１０からなる電極対は液体容器２
４に差し込まれている。液体容器２４には上記電極でも
ある分注ノズルから検体、血清や検体と反応させる試薬
といった液体が注入され、液面２６が上昇する。電極間
は液面に非接触の状態において絶縁状態、すなわち電気
抵抗は無限大と近似できる。電極対が液面に接触すると
電極間の電気抵抗は、液体の電気伝導度、及び電極８、
１０の間隔といった電極相互の配置条件、電極対の液体
への挿入量などによって定まる有限の値ＲX となる。こ
の電極対の液面への接触前後における電極間抵抗の変化
に応じて、電位参照点１６、１８の各電位ＶR1、ＶR2も
変化し、これをＣＭＯＳインバータ２０、２２で検知す
る。
４に差し込まれている。液体容器２４には上記電極でも
ある分注ノズルから検体、血清や検体と反応させる試薬
といった液体が注入され、液面２６が上昇する。電極間
は液面に非接触の状態において絶縁状態、すなわち電気
抵抗は無限大と近似できる。電極対が液面に接触すると
電極間の電気抵抗は、液体の電気伝導度、及び電極８、
１０の間隔といった電極相互の配置条件、電極対の液体
への挿入量などによって定まる有限の値ＲX となる。こ
の電極対の液面への接触前後における電極間抵抗の変化
に応じて、電位参照点１６、１８の各電位ＶR1、ＶR2も
変化し、これをＣＭＯＳインバータ２０、２２で検知す
る。
【００３４】直流電源から上記電極間に印加される電圧
の向きは、スイッチ１２、１４によって交互に切り換え
られる。すなわち、スイッチ１２を開、スイッチ１４を
閉状態とすると、電極８は直流電源２の陽極から電圧を
供給され、また電極１０は直流電源の陰極電位である接
地電位となり、次にスイッチ１２を閉、スイッチ１４を
開状態とすると、第１、第２の電極は直流電源のそれま
でと逆の端から電圧を供給される。これにより、電極対
が液体に接触している時に、電極間を電流が交互に流れ
る。スイッチ１２、１４を１ＫＨｚ程度の周波数で切り
換えることにより、液体中のイオン或いは荷電微粒子は
電極間で往復泳動し、電極への析出物付着等は防止され
る。
の向きは、スイッチ１２、１４によって交互に切り換え
られる。すなわち、スイッチ１２を開、スイッチ１４を
閉状態とすると、電極８は直流電源２の陽極から電圧を
供給され、また電極１０は直流電源の陰極電位である接
地電位となり、次にスイッチ１２を閉、スイッチ１４を
開状態とすると、第１、第２の電極は直流電源のそれま
でと逆の端から電圧を供給される。これにより、電極対
が液体に接触している時に、電極間を電流が交互に流れ
る。スイッチ１２、１４を１ＫＨｚ程度の周波数で切り
換えることにより、液体中のイオン或いは荷電微粒子は
電極間で往復泳動し、電極への析出物付着等は防止され
る。
【００３５】以下、本液面検出装置の動作を詳しく説明
する。図２は電位参照点１６、１８の電位変化を示すグ
ラフである。図２（ａ）、（ｂ）は従来例の図１２
（ａ）、（ｂ）に対応する図であり、それぞれＲS ＜Ｒ
X の場合、ＲS ＞ＲX の場合を示す。また、それぞれの
図において、実線は電位参照点１６の電位ＶR1、点線は
電位参照点１８の電位ＶR2を示すが、グラフを見やすく
するため、実線と点線が重なる箇所は互いにわずかにず
らして描いている。時刻ｔD は、液面２６が上昇して電
極８、１０に接触する時刻である。奇数番目の期間
τ1 、τ3 、τ5 、…ではスイッチ１２が開、スイッチ
１４が閉状態にあり、偶数番目の期間τ2 、τ4、
τ6 、…ではスイッチ１２が閉、スイッチ１４が開状態
にある。液面接触前後を通して、閉状態となったスイッ
チに直結する側の電位参照点の電位は接地電位すなわち
０である。具体的には、奇数番目の期間におけるＶR2及
び偶数番目の期間におけるＶR1が０である。一方、開状
態となったスイッチに直結する側の電位参照点の電位は
液面接触前後で変化する。具体的には、液面接触前のτ
1 、τ3でＶR1＝Ｅ、τ2 でＶR2＝Ｅである。τ4 の途
中で時刻ｔD となり、電極対は液面に接触する。すなわ
ちτ4 ではｔ＜ｔD においてＶR2＝Ｅであり、ｔ＞ｔD
においては液面接触により電極間が導通し基準抵抗６で
電圧降下を生じＶR2＝ＶXとなる。ＶX は（１）式と同
じ式で表される。以降、τ5 、τ7 、…でＶR1＝ＶX 、
τ6 、τ8 、…でＶR2＝ＶX となる。ＲS ＜ＲX の場
合、ＶX ＞Ｅ／２であり（図２（ａ））、ＲS ＞ＲX の
場合、ＶX ＜Ｅ／２である（同図（ｂ））。
する。図２は電位参照点１６、１８の電位変化を示すグ
ラフである。図２（ａ）、（ｂ）は従来例の図１２
（ａ）、（ｂ）に対応する図であり、それぞれＲS ＜Ｒ
X の場合、ＲS ＞ＲX の場合を示す。また、それぞれの
図において、実線は電位参照点１６の電位ＶR1、点線は
電位参照点１８の電位ＶR2を示すが、グラフを見やすく
するため、実線と点線が重なる箇所は互いにわずかにず
らして描いている。時刻ｔD は、液面２６が上昇して電
極８、１０に接触する時刻である。奇数番目の期間
τ1 、τ3 、τ5 、…ではスイッチ１２が開、スイッチ
１４が閉状態にあり、偶数番目の期間τ2 、τ4、
τ6 、…ではスイッチ１２が閉、スイッチ１４が開状態
にある。液面接触前後を通して、閉状態となったスイッ
チに直結する側の電位参照点の電位は接地電位すなわち
０である。具体的には、奇数番目の期間におけるＶR2及
び偶数番目の期間におけるＶR1が０である。一方、開状
態となったスイッチに直結する側の電位参照点の電位は
液面接触前後で変化する。具体的には、液面接触前のτ
1 、τ3でＶR1＝Ｅ、τ2 でＶR2＝Ｅである。τ4 の途
中で時刻ｔD となり、電極対は液面に接触する。すなわ
ちτ4 ではｔ＜ｔD においてＶR2＝Ｅであり、ｔ＞ｔD
においては液面接触により電極間が導通し基準抵抗６で
電圧降下を生じＶR2＝ＶXとなる。ＶX は（１）式と同
じ式で表される。以降、τ5 、τ7 、…でＶR1＝ＶX 、
τ6 、τ8 、…でＶR2＝ＶX となる。ＲS ＜ＲX の場
合、ＶX ＞Ｅ／２であり（図２（ａ））、ＲS ＞ＲX の
場合、ＶX ＜Ｅ／２である（同図（ｂ））。
【００３６】ＣＭＯＳインバータ２０、２２は、ｔ＝ｔ
D の前後で各電位参照点の電位の極大値が電位Ｅから電
位ＶX に変化することを検知するように ＶX ＜ＶTH＜Ｅ ………（１０） を満たす閾値ＶTHを有しており、入力電位ＶIN＜ＶTHで
あるとき２値論理の「真」に相当する電位であるＨレベ
ルを出力し、ＶIN＞ＶTHであるとき「偽」に相当する電
位であるＬレベルを出力する。図３は、図２（ａ）、
（ｂ）に示したＶR1、ＶR2に対するＣＭＯＳインバータ
２０、２２の出力である。実線はＣＭＯＳインバータ２
０（Ｃ１）の出力、点線はＣＭＯＳインバータ２２（Ｃ
２）の出力を示し、図を見やすくするため図２と同様の
配慮をしている。液面検知は、ＣＭＯＳインバータ２
０、２２の各出力が互いに異なる値であってＨレベルと
Ｌレベルとを交互にとる状態から、共にＨレベルであっ
て時間的に変化しない状態になったことにより判断され
る。
D の前後で各電位参照点の電位の極大値が電位Ｅから電
位ＶX に変化することを検知するように ＶX ＜ＶTH＜Ｅ ………（１０） を満たす閾値ＶTHを有しており、入力電位ＶIN＜ＶTHで
あるとき２値論理の「真」に相当する電位であるＨレベ
ルを出力し、ＶIN＞ＶTHであるとき「偽」に相当する電
位であるＬレベルを出力する。図３は、図２（ａ）、
（ｂ）に示したＶR1、ＶR2に対するＣＭＯＳインバータ
２０、２２の出力である。実線はＣＭＯＳインバータ２
０（Ｃ１）の出力、点線はＣＭＯＳインバータ２２（Ｃ
２）の出力を示し、図を見やすくするため図２と同様の
配慮をしている。液面検知は、ＣＭＯＳインバータ２
０、２２の各出力が互いに異なる値であってＨレベルと
Ｌレベルとを交互にとる状態から、共にＨレベルであっ
て時間的に変化しない状態になったことにより判断され
る。
【００３７】図４は（１）式において基準抵抗ＲS を一
定とし、電気抵抗ＲX に対するＶXの変化を示したグラ
フである。ＶX ＝ＶTHとなるＲX をＲ″と表すと、ある
閾値ＶTHと基準抵抗ＲS とを与えられた本液面検出装置
は（１０）式を満たす次式で表される範囲内の電気抵抗
ＲX を有する液体に対して用いることができる。
定とし、電気抵抗ＲX に対するＶXの変化を示したグラ
フである。ＶX ＝ＶTHとなるＲX をＲ″と表すと、ある
閾値ＶTHと基準抵抗ＲS とを与えられた本液面検出装置
は（１０）式を満たす次式で表される範囲内の電気抵抗
ＲX を有する液体に対して用いることができる。
【００３８】 ０≦ＲX ＜Ｒ″ ………（１１） （１１）式に示されるように、本液面検出装置はいかに
小さな電気抵抗値を有する液体であっても検出可能であ
る。これは、第２の従来例の液面検出装置において検出
可能な液体の電気抵抗に対する条件が（３）、（４）式
の２つの条件であったのに対し、本発明では（１１）式
の１つだけであることによる。さらに言えば、この検出
可能抵抗の下限の解消は、第２の従来例では、電極対の
液面接触前後で電位参照点の極大値、極小値の双方が変
化するのに対し、本発明では、極大値、極小値のいずれ
か一方しか変化しないことによる。上に述べた実施形態
は極大値のみ変化する場合であったが、極小値のみ変化
する場合は、直流電源２の極性を逆向きにする、すなわ
ち陽極を接地する場合である。以上述べたように本発明
では液面検出可能な電気抵抗値範囲の下限が解消され
る。
小さな電気抵抗値を有する液体であっても検出可能であ
る。これは、第２の従来例の液面検出装置において検出
可能な液体の電気抵抗に対する条件が（３）、（４）式
の２つの条件であったのに対し、本発明では（１１）式
の１つだけであることによる。さらに言えば、この検出
可能抵抗の下限の解消は、第２の従来例では、電極対の
液面接触前後で電位参照点の極大値、極小値の双方が変
化するのに対し、本発明では、極大値、極小値のいずれ
か一方しか変化しないことによる。上に述べた実施形態
は極大値のみ変化する場合であったが、極小値のみ変化
する場合は、直流電源２の極性を逆向きにする、すなわ
ち陽極を接地する場合である。以上述べたように本発明
では液面検出可能な電気抵抗値範囲の下限が解消され
る。
【００３９】液体が純水の場合、ＲX は１０ＭΩ程度と
なる。よって、基準抵抗ＲS もその程度に設定しておけ
ば液面検出可能な液体の電気抵抗の範囲も広くなり、検
知対象が汎用的である液面検出装置を構成できる。
なる。よって、基準抵抗ＲS もその程度に設定しておけ
ば液面検出可能な液体の電気抵抗の範囲も広くなり、検
知対象が汎用的である液面検出装置を構成できる。
【００４０】なお、本液面検出装置では、ノズルを１つ
の電極として用いたが、ノズルとは別に電極対を備えて
もよい。
の電極として用いたが、ノズルとは別に電極対を備えて
もよい。
【００４１】［実施形態２］図５は、本発明を実施した
直流電源方式による第２の液面検出装置の回路構成図で
ある。図５において、図１の装置と同様の構成要素に
は、図１の符号に１００を加えた符号を付す。以下、図
５の装置が図１の装置と異なる点を主に説明する。オー
プンドレインＣＭＯＳインバータ１１２、１１４はスイ
ッチ１２、１４に相当する。これらオープンドレインＣ
ＭＯＳインバータ１１２、１１４の開閉を制御する手段
としてパルス発生器１２８を有する。インバータ１３０
は、パルス発生器１２８からのパルスをオープンドレイ
ンＣＭＯＳインバータ１１４に反転して印加し、オープ
ンドレインＣＭＯＳインバータ１１２、１１４の開閉を
交互に行わしめるために設けられている。図６は、オー
プンドレインＣＭＯＳインバータ１１２、１１４の回路
図である。ＣＭＯＳトランジスタ１４０は、ソース１４
２をアースされ、ゲート１４４をパルス発生器１２８に
接続される。ゲート１４４に印加されるパルスに応じ
て、ドレイン１４６とアースとの間は開閉される。
直流電源方式による第２の液面検出装置の回路構成図で
ある。図５において、図１の装置と同様の構成要素に
は、図１の符号に１００を加えた符号を付す。以下、図
５の装置が図１の装置と異なる点を主に説明する。オー
プンドレインＣＭＯＳインバータ１１２、１１４はスイ
ッチ１２、１４に相当する。これらオープンドレインＣ
ＭＯＳインバータ１１２、１１４の開閉を制御する手段
としてパルス発生器１２８を有する。インバータ１３０
は、パルス発生器１２８からのパルスをオープンドレイ
ンＣＭＯＳインバータ１１４に反転して印加し、オープ
ンドレインＣＭＯＳインバータ１１２、１１４の開閉を
交互に行わしめるために設けられている。図６は、オー
プンドレインＣＭＯＳインバータ１１２、１１４の回路
図である。ＣＭＯＳトランジスタ１４０は、ソース１４
２をアースされ、ゲート１４４をパルス発生器１２８に
接続される。ゲート１４４に印加されるパルスに応じ
て、ドレイン１４６とアースとの間は開閉される。
【００４２】電位参照点に接続されたＣＭＯＳインバー
タ１２０、１２２は実施形態１の液面検出装置と同様、
電極１０８、１１０が液面に接触すると、両方ともＨレ
ベルを出力する。これを判定するために、ＮＡＮＤ回路
１３２が設けられている。
タ１２０、１２２は実施形態１の液面検出装置と同様、
電極１０８、１１０が液面に接触すると、両方ともＨレ
ベルを出力する。これを判定するために、ＮＡＮＤ回路
１３２が設けられている。
【００４３】電位参照点１１６、１１８の電位変化はそ
れぞれ実施形態１の図２（ａ）又は（ｂ）のＶR1、ＶR2
の変化と同じである。これに対するＣＭＯＳインバータ
１２０、１２２の出力はそれぞれ図３に示したインバー
タＣ１、Ｃ２の出力と同じである。図７は、図３に示さ
れたインバータ出力に対するＮＡＮＤ回路１３２の出力
である液面検出信号を示す。この液面検出信号は、ｔ＜
ｔD においてはＨレベルであり、ｔ＞ｔD においてはＬ
レベルとなる。このように、本液面検出装置では、液面
検知したか否かを、液面検知判定器であるＮＡＮＤ回路
１３２からの１つの液面検出信号のみによって知ること
ができる。
れぞれ実施形態１の図２（ａ）又は（ｂ）のＶR1、ＶR2
の変化と同じである。これに対するＣＭＯＳインバータ
１２０、１２２の出力はそれぞれ図３に示したインバー
タＣ１、Ｃ２の出力と同じである。図７は、図３に示さ
れたインバータ出力に対するＮＡＮＤ回路１３２の出力
である液面検出信号を示す。この液面検出信号は、ｔ＜
ｔD においてはＨレベルであり、ｔ＞ｔD においてはＬ
レベルとなる。このように、本液面検出装置では、液面
検知したか否かを、液面検知判定器であるＮＡＮＤ回路
１３２からの１つの液面検出信号のみによって知ること
ができる。
【００４４】スイッチをオープンドレインＣＭＯＳイン
バータによって構成することにより、スイッチの高速化
及び低故障化が図られる。
バータによって構成することにより、スイッチの高速化
及び低故障化が図られる。
【００４５】［実施形態３］図８は、本発明を実施した
直流電源方式による第３の液面検出装置の回路構成図で
ある。図８において、図１、図５の装置と同様の構成要
素には、図１、図５の符号にそれぞれ２００、１００を
加えた符号を付す。以下、図８の装置が図５の装置と異
なる点を主に説明する。３ステートＣＭＯＳバッファ回
路２１２、２１４はスイッチ１２、１４に相当する。３
ステートバッファ回路２１２、２１４のイネーブル端子
はパルス発生器２２８からパルスを印加される。３ステ
ートバッファ回路２１２、２１４は、イネーブル端子の
論理値がＨレベルである場合、入力と同じ論理値を出力
し、逆にイネーブル端子の論理値がＬレベルである場
合、出力端を高インピーダンスの状態に保持する。よっ
て３ステートバッファ回路２１２、２１４は、イネーブ
ル端子に印加されるパルスに応じて、出力端と入力端と
の間が開閉される。３ステートバッファ回路２１２、２
１４には既成の論理集積回路として提供されているもの
を用いることができ、装置の低故障化とともに小型化、
低コスト化が図られる。
直流電源方式による第３の液面検出装置の回路構成図で
ある。図８において、図１、図５の装置と同様の構成要
素には、図１、図５の符号にそれぞれ２００、１００を
加えた符号を付す。以下、図８の装置が図５の装置と異
なる点を主に説明する。３ステートＣＭＯＳバッファ回
路２１２、２１４はスイッチ１２、１４に相当する。３
ステートバッファ回路２１２、２１４のイネーブル端子
はパルス発生器２２８からパルスを印加される。３ステ
ートバッファ回路２１２、２１４は、イネーブル端子の
論理値がＨレベルである場合、入力と同じ論理値を出力
し、逆にイネーブル端子の論理値がＬレベルである場
合、出力端を高インピーダンスの状態に保持する。よっ
て３ステートバッファ回路２１２、２１４は、イネーブ
ル端子に印加されるパルスに応じて、出力端と入力端と
の間が開閉される。３ステートバッファ回路２１２、２
１４には既成の論理集積回路として提供されているもの
を用いることができ、装置の低故障化とともに小型化、
低コスト化が図られる。
【００４６】なお、２つの基準抵抗は必ずしも同一の抵
抗値でなくても良いが、これを同一とすることによっ
て、レベル判定用のＣＭＯＳインバータ２２０、２２２
の閾値を常に共通とすることができ、またその構成も共
通とすることができるので設計が容易となる。
抗値でなくても良いが、これを同一とすることによっ
て、レベル判定用のＣＭＯＳインバータ２２０、２２２
の閾値を常に共通とすることができ、またその構成も共
通とすることができるので設計が容易となる。
【００４７】
【発明の効果】本発明の直流電源方式の液面検出装置に
よれば、直流電源との接続を切り換える切替手段を２つ
の開閉器により構成でき、従来に比べてその数が半減す
るという効果がある。
よれば、直流電源との接続を切り換える切替手段を２つ
の開閉器により構成でき、従来に比べてその数が半減す
るという効果がある。
【００４８】また、本発明の液面検出装置によれば、電
極対間の電圧の向きを反転可能としながらも、液面検知
の信号処理回路の構成は極めて簡単であり、かつ液面検
出可能な液体の電気抵抗値ＲX の下限が解消されるとい
う効果がある。
極対間の電圧の向きを反転可能としながらも、液面検知
の信号処理回路の構成は極めて簡単であり、かつ液面検
出可能な液体の電気抵抗値ＲX の下限が解消されるとい
う効果がある。
【図１】 本発明の第１の実施形態である液面検出装置
の回路構成図。
の回路構成図。
【図２】 電位参照点の電位変化を示すグラフ。
【図３】 液面検知手段であるＣＭＯＳインバータの出
力を示すグラフ。
力を示すグラフ。
【図４】 本発明に係る電極間電気抵抗と電位参照点の
電位との関係を示すグラフ。
電位との関係を示すグラフ。
【図５】 本発明の第２の実施形態である液面検出装置
の回路構成図。
の回路構成図。
【図６】 オープンドレインＣＭＯＳインバータの回路
図。
図。
【図７】 本発明に係る液面検出装置の液面検出信号の
変化を示す図。
変化を示す図。
【図８】 本発明の第３の実施形態である液面検出装置
の回路構成図。
の回路構成図。
【図９】 液面検出装置の第１の従来例の回路構成図。
【図１０】 第１の従来例の電位参照点の電位変化を示
す図。
す図。
【図１１】 液面検出装置の第２の従来例の回路構成
図。
図。
【図１２】 第２の従来例の電位参照点の電位変化を示
す図。
す図。
【図１３】 従来例における電極間電気抵抗と電位参照
点の電位との関係を示すグラフ。
点の電位との関係を示すグラフ。
２ 直流電源、４，６ 基準抵抗、８，１０ 電極、１
２，１４ スイッチ、１６，１８ 電位参照点、２０，
２２ ＣＭＯＳインバータ、２６ 液面、１１２，１１
４ オープンドレインＣＭＯＳインバータ、１２８ パ
ルス発生器、２１２，２１４ ３ステートＣＭＯＳバッ
ファ回路。
２，１４ スイッチ、１６，１８ 電位参照点、２０，
２２ ＣＭＯＳインバータ、２６ 液面、１１２，１１
４ オープンドレインＣＭＯＳインバータ、１２８ パ
ルス発生器、２１２，２１４ ３ステートＣＭＯＳバッ
ファ回路。
Claims (7)
- 【請求項１】 液体に差し入れられる第１の電極と第２
の電極とからなる一対の電極と、 この電極間に電圧を印加する直流電源と、 この直流電源の一方端と上記第１の電極との間に直列接
続された第１の基準抵抗素子と、 上記直流電源の一方端と上記第２の電極との間に直列接
続された第２の基準抵抗素子と、 上記第１の基準抵抗素子の上記第１の電極側と上記直流
電源の他方端との間に設けられた第１のスイッチと、 上記第２の基準抵抗素子の上記第２の電極側と上記直流
電源の他方端との間に設けられた第２のスイッチと、 これら両スイッチを逆極性で交互に開閉するスイッチ制
御手段と、 上記基準抵抗素子の上記電極側の間の両電位参照点の少
なくともいずれか一方の電位を検知する電位検知手段
と、 を有し、 上記一対の電極が上記液体に接した際の電極間電気抵抗
の変化により、液面を検出することを特徴とする液面検
出装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の液面検出装置において、 前記電位検知手段が、前記両電位参照点の電位を検知す
ることを特徴とする液面検出装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の液面検出装置において、 前記電位検知手段として、２つの電位検知論理素子を有
し、 これら電位検知論理素子は、 前記各電位参照点に接続され、 電位の所定の閾値と前記電位参照点の電位との大小関係
に応じて、２値論理の真理値のいずれかに対応する電圧
を出力し、 前記両基準抵抗素子の抵抗値と上記閾値とは、 前記一対の電極が液面に接触した時に前記両電位検知論
理素子がそれぞれ一定真理値を出力するように定められ
ていること、 を特徴とする液面検出装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の液面検出装置において、 前記一対の電極が液面に接触した時における前記両電位
検知論理素子の両一定真理値が同一であり、 前記両電位検知論理素子の両真理値が同一であることを
識別できる液面検知判定器を備えたこと、 を特徴とする液面検出装置。 - 【請求項５】 請求項１記載の液面検出装置において、 前記両基準抵抗素子の抵抗値が等しいことを特徴とする
液面検出装置。 - 【請求項６】 請求項１記載の液面検出装置において、 少なくとも１つの前記スイッチが、ＭＯＳトランジスタ
であり、 前記スイッチ制御手段として、 上記ＭＯＳトランジスタのゲートに電圧を印加するパル
ス発生器を有すること、 を特徴とする液面検出装置。 - 【請求項７】 請求項１記載の液面検出装置において、 少なくとも１つの前記スイッチが３ステートバッファ回
路であり、 前記スイッチ制御手段として、 この３ステートバッファ回路のイネーブル端子にパルス
を供給するパルス発生器を有すること、 を特徴とする液面検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14157496A JPH09325062A (ja) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | 液面検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14157496A JPH09325062A (ja) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | 液面検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09325062A true JPH09325062A (ja) | 1997-12-16 |
Family
ID=15295151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14157496A Pending JPH09325062A (ja) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | 液面検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09325062A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015108535A (ja) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | 株式会社東芝 | 電極式液位検出装置及び電極式液位検出方法 |
| JP2016180698A (ja) * | 2015-03-24 | 2016-10-13 | 株式会社コロナ | 水検知電極回路、及び給湯器 |
| JP2017194435A (ja) * | 2016-04-22 | 2017-10-26 | 株式会社ノーリツ | 液位検出装置 |
-
1996
- 1996-06-04 JP JP14157496A patent/JPH09325062A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015108535A (ja) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | 株式会社東芝 | 電極式液位検出装置及び電極式液位検出方法 |
| US10094698B2 (en) | 2013-12-04 | 2018-10-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrode-type liquid level detection device and electrode-type liquid level detection method |
| JP2016180698A (ja) * | 2015-03-24 | 2016-10-13 | 株式会社コロナ | 水検知電極回路、及び給湯器 |
| JP2017194435A (ja) * | 2016-04-22 | 2017-10-26 | 株式会社ノーリツ | 液位検出装置 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040727 |
|
| A521 | Written amendment |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051004 |