JPH0951740A - 観賞魚用水槽の水位センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】水槽内に苔や水垢等が発生しても、水槽内の水
位を確実かつ高精度に検出すると共に、電気ヒータ等電
気器具の過熱を防止して、その焼損や出火を未然に防止
することにより安全性を向上させる。 【解決手段】少なくとも観賞用魚類または水草を水と共
に収容する観賞魚用水槽１１内に挿入されて、外表面が
電気絶縁被膜により防水自在に被覆されている電極１４
ｄ，１４ｅと、この電極１４ｄ，１４ｅにパルスを印加
する発振回路と、この電極１４ｄ，１４ｅを介して検出
した静電容量の検出値の変化に基づいて上記水槽の水位
を検出し、この水位の低下を検出したときに、上記観賞
魚用水槽１１に設けてある電気器具の防水電気ヒータ１
３への通電を強制的に遮断させる水位低下信号を出力す
る水位検出回路を具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は観賞用の魚類や水草
等を水と共に収容する観賞魚用等の水槽の貯水の水位を
検出する水位センサーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、観賞用の魚類や水草等を収容する
観賞魚用の水槽では、その貯水の水温を魚類や水草等の
生育に好適な温度に制御する水温コントローラを具備し
ている。

【０００３】従来、この種の水温コントローラは、観賞
魚用水槽の水中に没入されて、通電時に水槽水を加熱す
る防水電気ヒータと、水槽水の水温を検出する水温セン
サーとを有し、水温センサーにより検出した水温検出値
を、予め設定した設定値と比較し、その偏差を解消する
ように防水電気ヒータへの通電を制御して水温が所定値
で一定になるように制御している。

【０００４】しかし、このような従来の水温コントロー
ラでは、大地震やその他何らかの理由により、水槽が揺
動して水槽水が外部へ飛散して水槽水の水位が著しく低
下し、あるいは水槽が破損したり、転倒して水槽水が水
槽から消失し、あるいはヒータが水槽外へ放り出された
場合でも、防水電気ヒータが引き続き通電されて加熱す
るので、電気ヒータ自体またはその周りにある可燃物を
焼損させ、あるいは出火させる虞がある。

【０００５】そこで図４で示す近年の観賞魚用水槽１
は、その内部にフロート式水位センサー２を設けてい
る。このフロート式水位センサー２は図５（Ａ），
（Ｂ）に示すように水槽１内の貯水の水位３の上下動に
応じて浮力により上下動するフロート（浮子）２ａを有
し、図５（Ａ）に示すように水位３がフロート２ａより
も高い位置にあるときはフロート２ａが貯水の浮力によ
り浮いて一対の接点２ｂ，２ｃを離間させる。

【０００６】一方、図５（Ｂ）に示すように水位３がフ
ロート２ａよりも低いときは、フロート２ａがそれ自体
の自重により図中下方へ降下して一対の接点２ｂ，２ｃ
同士を接触させ、オン信号を水温コントローラ４に与え
る。

【０００７】水温コントローラ４はこのオン信号を受け
たときに防水電気ヒータ５への通電を強制的に遮断して
水槽水の加熱を停止させる。

【０００８】したがって、万一、地震等何らかの理由に
より水槽１内の水位３が水位センサー２よりも下方へ低
下し、あるいは水槽水が消失したときには防水電気ヒー
タ５への通電を遮断するので、そのヒータ５の過熱によ
る焼損や出火等を未然に防止することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のフロート式水位センサー２では、苔やスライ
ム，水垢等がフロート２ａに付着ないし膠着し、フロー
ト２ａが水位３の上昇または降下に応じて上下動しなく
なり、水位３の低下を検出できなくなる場合があるとい
う課題がある。

【００１０】そこで本発明の目的は、水槽内に苔や水垢
等が発生しても、その貯水の水位を確実かつ高精度に検
出することができると共に、電気ヒータ等の電気器具の
過熱を防止して、その焼損や出火を未然に防止すること
ができる安全性の高い観賞魚用水槽の水位センサーを提
供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、少な
くとも観賞用魚類または水草を水と共に収容する観賞魚
用水槽内に挿入されて、外表面が電気絶縁被膜により防
水自在に被覆されている電極と、この電極に電圧を印加
する電圧印加手段と、この電極を介して検出した静電容
量の検出値の変化に基づいて上記水槽の水位を検出し、
その水位の低下を検出したときに、上記水槽に設けてあ
る電気器具への通電を強制的に遮断せしめる信号を出力
する水位検出手段と、を具備している。

【００１２】したがって本発明によれば、観賞魚用水槽
の水中に水位センサーの電極が没入されているときに、
万一、地震等の何らかの理由により水槽が揺動して水槽
水が外部へ飛散して水槽水位が低下し、あるいは水槽の
転倒や破損等により水槽水が消失して、これまで水槽水
中に没入されていた水位センサーの電極が外気に露出す
ると、この電極と接地間に分布する静電容量が冠水時よ
りも小さくなる。

【００１３】この静電容量の変化は水位検出手段により
検出され、その静電容量の変化に基づいて水槽水位の低
下が検出されると、水位低下の信号が出力され、この信
号を通電制御手段が受けると、これにより防水電気ヒー
タや照明用電灯，ポンプ等の電気器具への通電が強制的
に遮断される。したがって、防水電気ヒータ等の電気器
具の過熱等による焼損や出火を未然に防止することがで
き、安全性を高めることができる。

【００１４】また、本発明の水位センサーは従来のフロ
ート式水位センサーのような機械的可動部分がないの
で、苔やスライム，水垢が水槽水中に発生した場合でも
水位検出動作が阻害されることが殆どなく、水槽水位を
確実かつ高精度で検出することができる。

【００１５】さらに、水槽水中に没入される水位センサ
ーの電極表面を電気絶縁性被膜により防水自在に被覆し
ているので、この電極の腐蝕を防止することができるう
えに、この電極からの漏電を防止することができるの
で、水槽内の観賞用の魚類や水草が感電するのを防止す
ることができる。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１記載の電極の
複数を所要の間隙を置いて対向配置すると共に、これら
を電気的に直列に接続してなる。

【００１７】したがって、本発明によれば、請求項１記
載の発明の作用効果に加えて、１つの電極としての表面
積を拡大させることができる。このために、この電極と
接地との間に分布する静電容量を増大させ、ひいてはそ
の静電容量の変化量も増大させるので、この静電容量の
変化量に基づいて水槽水位の低下を検出する水位検出手
段による水位検出精度を向上させることができる。

【００１８】請求項３の発明は、請求項１または２記載
の電気器具が、観賞魚用水槽内の貯水を加温する防水電
気ヒータである。

【００１９】したがって、本発明によれば、請求項１ま
たは２記載の作用効果に加えて、水槽の水位が低下した
ときには防水電気ヒータの過熱を未然に防止することが
できる。その結果、この電気ヒータの過熱による焼損と
出火とを未然に防止することができるので、安全性を高
めることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図３に基づいて説明する。なお、図１〜図３中、同一
または相当部分には同一符号を付している。

【００２１】図１は本発明の一実施形態の全体構成図で
あり、観賞魚用等の水槽１１内には、図示しない観賞用
の魚類や水草等を水１２と共に収容すると共に、防水電
気ヒータ１３と水位センサー１４と図示しない温度セン
サーとを水（貯水）１２中に没入させている。なお、水
槽１１には、例えばその蓋に、水槽照明用の蛍光灯等の
電灯を設ける一方、水槽水１２を図示しない浄水フィル
ターに通水させて浄化させるための循環用ポンプ等を設
けている。

【００２２】防水電気ヒータ１３と水位センサー１４は
水槽１１外に設置されるコントローラ１５にケーブルを
介して電気的に接続され、コントローラ１５は例えばＡ
Ｃ１００Ｖの商用電源のコンセントに電気的に接続され
て受電する一方、防水電気ヒータ１３や水位センサー１
４、図示しない水槽照明用蛍光灯，温度センサー，ポン
プ等の電気器具に必要な電力を給電するようになってい
る。

【００２３】コントローラ１５はその温度設定ダイヤル
１５ａの回動操作により水槽水１２の温度が予め設定さ
れた場合に、その水槽水１２の温度を検出する図示しな
い温度センサーの検出値がその設定温度でほぼ一定に保
持されるように防水電気ヒータ１３を通電制御すること
により、水槽水１２の水温を設定温度でほぼ一定になる
ように制御する手段を有する。

【００２４】水位センサー１４は水槽水１２の水位低下
を検出するものであって、図２（Ａ），（Ｂ）にも示す
ように例えば合成樹脂モールド成型品等により防水自在
に形成されたほぼ円筒状のセンサー本体１４ａの図中下
部側面に、ボルト状の突起１４ｂを一体ないし一体的に
突設し、この突起１４ｂに、パラボラ状の吸着盤１４ｃ
を着脱自在に外嵌させて固着するようになっている。吸
着盤１４ｃは図１に示すように水槽１１の内面に、所要
高さにて着脱自在に吸着される。

【００２５】また、センサー本体１４ａの図中下端面に
は、銅製薄板等の導電性薄板よりなる例えば２枚の電極
１４ｄ，１４ｅを図中横方向に所要の間隔を置いて対向
配置した状態で植設しており、これら電極１４ｄ，１４
ｅの外表面を、電気絶縁性の被膜１４ｆにより全面的に
被覆して防水自在に構成して、電極１４ｄ，１４ｅの腐
蝕を防止すると共に、水槽水１２中への漏電を防止して
いる。これら電極１４ｄ，１４ｅどうし間の間隙には水
槽水１２が流入、流出される。但し、電極１４ｄ，１４
ｅは、その一方の１枚でもよく、３枚以上でもよい。

【００２６】これら一対の電極１４ｄ，１４ｅの各下端
部には合成樹脂製円盤状の台座１４ｇを水密に装着して
固定している。この台座１４ｇ内には水槽水１２の温度
を検出する図示しない温度センサーを水密に内蔵しても
よい。

【００２７】図３はこのように構成された水位センサー
１４の電気的構成を示しており、上記２枚一対の電極１
４ｄ，１４ｂ同士を電気的に直列に接続することによ
り、いわば１枚の電極に電気的に等価な電極に構成して
おり、電極外表面の面積を拡大することにより、この電
極１４ｄ，１４ｅと接地電極１９との間で分布する静電
容量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ０の増大を図っている。

【００２８】電極１４ｄ，１４ｅには抵抗Ｒを介して、
低周波のクロックパルスを発振する発振回路１６の出力
端と、水位検出回路１７の一方の入力端ａとを電気的に
接続し、水位検出回路１７の他方の入力端ｂには発振回
路１６の出力端を接続し、発振回路１６からクロックパ
ルスを抵抗Ｒを介して電極１４ｄ，１４ｅに与える一
方、水位検出回路１７には抵抗Ｒを介してと、介さずに
直接の２ルートでクロックパルスを与えるようになって
いる。

【００２９】クロックパルスの周波数は、電極１４ｄ，
１４ｅの冠水時に得られる静電容量Ｃ０〜Ｃ２と抵抗Ｒ
との時定数ＣＲによる遅れよりも十分に長い周期を持つ
周波数に設定される。水位検出回路１７は接地電極１９
にも接続される。この接地電極１９としては、例えばこ
の水位検出回路１７や発振回路１６等を形成する図示し
ない回路基板のグランドパターンを使用してもよい。水
位検出回路１７は、電極１４ｄ，１４ｅと接地ＧＮＤと
の間に分布する静電容量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ０を検出し、電
極１４ｄ，１４ｅが水没する水槽水１２の水位の上下動
に応じて変動するこれらの静電容量Ｃ１〜Ｃ０の変化に
基づいて、この水槽水１２の水位の低下を検出するもの
である。

【００３０】つまり、水槽水１２の水位（水面）が電極
１４ｄ，１４ｅよりも上方にあって、この電極１４ｄ，
１４ｅが冠水しているときは、静電容量Ｃ１〜Ｃ０は大
きいが、水位が電極１４ｄ，１４ｅよりも下方に低下
し、電極１４ｄ，１４ｅがほぼ外気中に露出したときは
静電容量Ｃ１〜Ｃ０は冠水時よりも減少する。

【００３１】そして、このように水位に応じて静電容量
Ｃ１〜Ｃ０が変化するので、この静電容量Ｃと、水位検
出回路１７の入力側にある抵抗Ｒとの時定数ＣＲも変動
する。このために、発振回路１６から抵抗Ｒを通して、
電極１４ｄ，１４ｅに与えられる印加パルスの位相が基
準のクロックパルスの位相よりも遅れる遅延角がしきい
値よりも低くなる。

【００３２】そこで、水位検出回路１７は電極１４ｄ，
１４ｅに印加された印加パルスと、発振回路１６からの
基準となるクロックパルスとを共に入力させて比較し、
印加パルスの位相遅延角が予め設定したしきい値よりも
小さくなったときに水槽水位の低下を検出したものと判
断して、水位低下信号をバッファドライバー１８に与え
るようになっている。バッファドライバー１８は前段か
らの干渉を阻止しつつ、この水位低下信号を増幅してコ
ントローラ１５に与えるものである。このバッファドラ
イバー１８，水位検出回路１７，抵抗Ｒおよび発振回路
１６は回路基板上に形成され、センサー本体１４ａ内に
水密に内蔵されている。

【００３３】コントローラ１５はこの水位低下信号を受
けたときに、防水電気ヒータ１３への給電を強制的に遮
断して通電加熱を停止させる通電制御手段を内蔵してい
る。

【００３４】次に本実施形態の作用を説明する。

【００３５】まず、図１に示すように水槽１１内の水１
２の水位が水位センサー１４の電極１４ｄ，１４ｅより
も上方にあって、これら電極１４ｄ，１４ｅを冠水させ
ている正常状態のときは、図３で示す電極１４ｄ，１４
ｅと接地電極１９間の静電容量Ｃ１〜Ｃ０が大きいの
で、電極１４ｄ，１４ｅに与えられる印加パルスの時定
数ＣＲも大きい。

【００３６】このために、水位検出回路１７にも与えら
れる電極１４ｄ，１４ｅの印加パルスのクロックパルス
に対する位相遅延も大きく、予め設定してあるしきい値
を超える。したがって、水位検出回路１７は水位低下信
号を出力しないので、コントローラ１５から防水電気ヒ
ータ１３への給電はサーモオフ以外は続行される。

【００３７】しかし、地震等の何らかの理由により水槽
１１が揺動し、あるいは転倒したため等により水槽１１
内の水１２が外部へ放出され、その水位が水位センサー
１４の一対の電極１４ｄ，１４ｅよりも下方に低下ない
し消失すると、この電極１４ｄ，１４ｅが外気に露出す
るるので、この電極１４ｄ，１４ｅと接地電極１９間の
静電容量Ｃ１〜Ｃ０が減少する。

【００３８】このために、静電容量Ｃ１〜Ｃ０と、水位
検出回路１７の入力側にある抵抗Ｒとの時定数ＣＲが縮
小するので、電極１４ｄ，１４ｅに印加されるパルスの
位相が基準のクロックパルスの位相よりも遅れる遅延角
が小さくなり、この遅延がしきい値以下に低下したとき
に、水位検出回路１７から水位低下信号が出力され、バ
ッファドライバー１８で増幅されてからコントローラ１
５に与えられる。

【００３９】これによりコントローラ１５は防水電気ヒ
ータ１３への給電を強制的に遮断させて通電加熱を停止
させる。

【００４０】したがって、この実施形態によれば、地震
等により水槽１１の水位が低下ないし消失したときに
は、防水電気ヒータ１３への給電を強制的に停止させる
ので、防水電気ヒータ１３の過熱を未然に防止して、そ
の焼失と出火とを未然に防止することができ、安全性を
高めることができる。

【００４１】また、水位センサー１４は従来のフロート
式水位センサー２のような機械的可動部分がないので、
苔やスライム，水垢が水槽水１２中に発生した場合でも
水位検出動作が阻害されることが殆どなく、水槽水位を
確実かつ高精度で検出することができる。

【００４２】さらに、水槽水中に没入される水位センサ
ー１４の電極１４ｄ，１４ｅの表面を電気絶縁性被膜１
４ｆにより被覆するので、この電極１４ｄ，１４ｅの腐
蝕を防止することができると共に、この電極１４ｄ，１
４ｅからの漏電を防止できるので、水槽１１内の観賞用
の魚類や水草が感電するのを防止することができる。

【００４３】そして、２枚一対の電極１４ｄ，１４ｅ同
士を対向配置すると共に、電気的に直列に接続している
ので、電極としての表面積を拡大させることができる。
このために、この電極１４ｄ，１４ｅと接地との間で分
布する静電容量Ｃ１〜Ｃ０を増大させ、ひいてはその静
電容量の変化量も増大させるので、この静電容量Ｃの変
化量に基づいて水槽水位の低下を検出する水位検出回路
１７による水位検出精度を向上させることができる。

【００４４】なお、上記実施の形態では、水槽水１２の
水位低下を検出したときには、防水電気ヒータ１３への
給電を強制的に遮断させる場合について説明したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、水槽１１に設け
られる水槽水の循環用のポンプや水槽照明用の蛍光灯等
の電気器具の全て、あるいは所要器具への給電を強制的
に遮断させるように構成してもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
観賞魚用水槽の水中に水位センサーの電極が没入されて
いるときに、万一、地震等の何らかの理由により水槽が
揺動して水槽水が外部へ飛散して水槽水位が低下し、あ
るいは水槽の転倒や破損等により水槽水が消失して、こ
れまで水槽水中に没入されていた水位センサーの電極が
外気に露出すると、この電極と接地間の静電容量が変化
する。

【００４６】この静電容量の変化は水位検出手段により
検出され、その静電容量の変化に基づいて水槽水位の低
下が検出されると、水位低下の信号により防水電気ヒー
タや照明用電灯，ポンプ等の所要の電気器具への通電が
強制的に遮断される。したがって、防水電気ヒータ等の
電気器具の過熱等による焼損や出火を未然に防止するこ
とができ、安全性を高めることができる。

【００４７】また、本発明の水位センサーは従来のフロ
ート式水位センサーのような機械的可動部分がないの
で、苔やスライム，水垢が水槽水中に発生した場合でも
水位検出動作が阻害されることが殆どなく、水槽水位を
確実かつ高精度で検出することができる。

【００４８】さらに、水槽水中に没入される水位センサ
ーの電極表面を電気絶縁性被膜により防水自在に被覆し
ているので、この電極の腐蝕を防止することができるう
えに、この電極からの漏電を防止することができるの
で、水槽内の観賞用の魚類や水草が感電するを防止する
ことができる。

【００４９】請求項２の本発明によれば、請求項１記載
の発明の作用効果に加えて電極としての表面積を拡大さ
せることができる。このために、この電極と接地との間
で発生する静電容量を増大させ、ひいてはその静電容量
の変化量も増大させるので、この静電容量の変化量に基
づいて水槽水位の低下を検出する水位検出手段による水
位検出精度を向上させることができる。

【００５０】請求項３の本発明によれば、請求項１また
は２記載の作用効果に加えて、水槽の水位が低下したと
きには防水電気ヒータの過熱を未然に防止することがで
きる。その結果、この電気ヒータの過熱による焼損と出
火とを未然に防止することができるので、安全性を高め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る観賞魚用水槽の全体
構成図。

【図２】（Ａ）は図１で示す水位センサーの正面拡大
図、（Ｂ）は同図（Ａ）の側面図。

【図３】図１等で示す水位センサーの電気的構成を示す
ブロック図。

【図４】従来の観賞魚用水槽の全体構成図。

【図５】図４で示す従来のフロート式水位センサーの作
用を示しており、（Ａ）はその不動作状態を示す図、
（Ｂ）はその動作状態を示す図。

【符号の説明】

１１ 観賞魚用の水槽 １２ 水 １３ 防水電気ヒータ １４ 水位センサー １４ａ 水位センサー本体 １４ｄ，１４ｅ 水位センサーの一対の電極 １４ｆ 電気絶縁性の被膜 １５ コントローラ １６ 発振回路 １７ 水位検出回路 １８ バッファドライバー １９ 接地電極

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも観賞用魚類または水草を水と
   共に収容する観賞魚用水槽内に挿入されて、外表面が電
   気絶縁被膜により防水自在に被覆されている電極と、 この電極に電圧を印加する電圧印加手段と、 この電極を介して検出した静電容量の検出値の変化に基
   づいて上記水槽の水位を検出し、この水位の低下を検出
   したときに、上記水槽に設けてある電気器具への通電を
   強制的に遮断せしめる信号を出力する水位検出手段と、
   を具備していることを特徴とする観賞魚用水槽の水位セ
   ンサー。
2. 【請求項２】 請求項１記載の観賞魚用水槽の水位セン
   サーにおいて、電極は、その複数を所要の間隙を置いて
   対向配置すると共に、これらを電気的に直列に接続して
   なることを特徴とする観賞魚用水槽の水位センサー。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の観賞魚用水槽の
   水位センサーにおいて、電気器具が、観賞魚用水槽内の
   貯水を加温する防水電気ヒータであることを特徴とする
   観賞魚用水槽の水位センサー。