JPH11211538A

JPH11211538A - 静電容量式センサ

Info

Publication number: JPH11211538A
Application number: JP10011387A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Maruyama; 吉春丸山; Kimito Hara; 公人原; Yoshitomo Takahashi; 芳伴高橋
Original assignee: CHIYODA DENKI KOGYO KK; Maeda Iron Works Co Ltd
Current assignee: CHIYODA DENKI KOGYO KK; Maeda Iron Works Co Ltd
Priority date: 1998-01-23
Filing date: 1998-01-23
Publication date: 1999-08-06
Anticipated expiration: 2018-01-23
Also published as: JP3881104B2

Abstract

(57)【要約】【課題】残留した空気の膨張・収縮によってはチュー
ブの厚さが変化せず、またチューブによる被覆作業も行
い易い静電容量式センサを提供する。【解決手段】外周面に合成樹脂製の保護用チューブ６
４が被覆されて成る細長い電極１２を有する静電容量式
センサ１０において、電極１２は金属製の管体を用いて
形成されている。これによれば、空気が電極１２内を通
過できるので圧縮されることはなく、よって温度が変化
してもチューブ６４自体が伸縮することがない。従っ
て、温度変化に影響されにくい測定が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タンク内の液体の
液位を検出したり、また湿度を検出する静電容量式セン
サに関し、詳細には電極の外周面が保護用チューブで被
覆された静電容量式センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】静電容量式センサは液位検出や湿度検出
の用途に使用されるが、一例としてタンクに入った液体
の液位を検出する液位センサとして使用されている場合
について説明する。このように液位を検出する必要があ
るタンクとしては、例えば温水ボイラに使用され、温水
を貯留するタンクや、スチームトラップを構成するリザ
ーバタンクや、真空加熱装置の凝縮タンク等がある。こ
れらタンクでは図７に示すように、タンク５０と、タン
ク５０の上面に下端が下方に向けて延び、タンク５０内
の液体５１に浸るように装着された静電容量式センサ５
２と、静電容量式センサ５２から出力された信号を処理
する制御部５４と、制御部５４によって開閉制御され、
タンク５０への液体の供給を制御する給液弁５６と、タ
ンク５０に蓄えられた液体の出力量を制御する送液弁５
８との構成により、制御部５４は静電容量式センサ５２
を介してタンク５０内の液位を検出しつつ、タンク５０
内からの液体の流出量に応じて給液弁５６を制御し、タ
ンク５０内の液体の液位が所定範囲に常にあるように制
御する。なお、制御部５４は送液弁５８を閉とした場合
にはポンプ６０を停止させる。

【０００３】次に、静電容量式センサ（以下、単に「セ
ンサ」とも言う）５２の構成の概要を説明すると、セン
サ５２は細長い真っ直ぐな柱状の電極６２の外周面に合
成樹脂製の保護用チューブ６４が被覆されて成る。保護
用チューブ６４は、一例としてテフロン等のフッ素系樹
脂等の電気絶縁性を有する合成樹脂から構成されるが、
使用環境に応じて他の性質を有する合成樹脂材で構成す
る場合もある。ここで電極６２をこのような樹脂で覆う
理由は、例えば液体自体が導電性を有するものであれ
ば、静電容量方式によって液位を検出できなくなるから
であり、また液体自体が導電性を有しないものであって
も液体自体が電極６２を腐食させる等、電極６２に対し
て害を及ぼす性質のものである場合には電極６２を保護
する必要があるからである。そして、電極６２の外周面
にこのような一種の被膜を形成する方法としては、樹脂
コーティングという方法もあるが、静電容量式センサ５
２が十分な機能（正確に容量検出を行う機能）を発揮す
るためには樹脂被膜の膜厚が均一であることが必須であ
り、樹脂コーティングでは容易には均一な膜厚を形成で
きず、チューブを被せる方法の方が一定の膜厚を得やす
いからである。

【０００４】電極６２に保護用チューブ６４を被覆する
方法であるが、例えば第１の方法として保護用チューブ
６４の一方の端部を閉塞し、他方の開口する端部側から
電極６２を挿入する方法や、また第２の方法として両端
部が開放する保護用チューブ６４の一方から電極６２を
挿入側の端部が若干突出するように挿入し、突出した端
部にも保護用チューブ６４の一部として同じ材質の樹脂
製キャップ（不図示）を被せたのちにチューブ６４の端
部とキャップとを接合させる方法がある。また、第３の
方法として上記キャップを用いずに、チューブ６４の先
端を熱収縮させて閉じるという方法もある。

【０００５】ここで、電極６２には正確な静電容量を測
定できるようにするため、保護用チューブ６４を電極６
２の外周面に密着させ、できる限り電極６２との間に隙
間が生じない状態で被覆させることが必要となるが、上
述した各方法の内、第１の方法では一方が閉塞されたチ
ューブ６４内に、外径がチューブ６４の内径よりも若干
大径の中実体である柱状の電極６２を開口する他方の端
部から挿入するのであるから、どうしてもチューブ６４
の閉塞された端部側の内面と電極６２の挿入側の先端部
外面との間には隙間６６が生じ、この隙間６６に空気が
残留してしまう。また、上述した各方法の内、第２や第
３の方法のように両端が開口するチューブ６４に電極６
２を挿入した後にチューブ６４の開口端を閉塞する方法
であっても、同様に空気がチューブ６４内に残留するの
は避けられない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そして、チューブ内に
空気が残留する上記の静電容量式センサには、次のよう
な課題が生ずる。チューブ６４内の隙間６６に残留した
空気がタンク５０内の液体からの熱により、熱膨張した
り、また逆に収縮するが、これにともなってチューブ６
４自体に加わる空気圧も変化するからチューブ６４が伸
縮する。これにより、チューブ６４の厚さも変化し、正
確な静電容量が測定できず、液位の測定も正確には行え
ないという課題がある。また、この課題は静電容量式セ
ンサを湿度センサとして使用した場合も、気温の変化に
よって残留した空気が膨張・収縮するので同様である。
また、電極６２をチューブ６４で被覆する作業において
は、一方が閉塞されたチューブ６４に電極６２を挿入す
る場合にはチューブ６４内の隙間６６に空気が残留して
いるため、この空気が圧縮されて空気圧が電極６２を押
し出す方向に作用するから電極６２を挿入しずらいし、
またキャップを後から装着する場合にはキャップの取付
工程が余分に必要となるなど、作業に手間がかかるとい
う課題がある。

【０００７】従って、本発明は上記課題を解決すべくな
され、その目的とするところは、残留した空気の膨張・
収縮によってはチューブの厚さが変化せず、またチュー
ブによる被覆作業も行い易い静電容量式センサを提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る請求項１の静電容量式センサは、外周
面に合成樹脂製の保護用チューブが被覆されて成る細長
い電極を有する静電容量式センサにおいて、前記電極は
金属製の管体を用いて形成されていることを特徴とす
る。これによれば、電極が中空の管体であるから、一方
が閉塞された保護用チューブに挿入する場合でも空気が
電極内を通過できるので、圧縮されることはなく、これ
により電極にも空気圧による反力が加わらないために装
着が容易に行える。また、同様に一旦装着した後に温度
変化によってチューブ内の空気が膨張・収縮してもチュ
ーブ自体が伸縮することがなく、チューブの厚さが変化
しないことから温度変化に影響されにくい測定が可能と
なる。また、管体である前記電極内に温度センサを収納
することも可能である。

【０００９】また、本発明に係る請求項３の静電容量式
センサは、外周面に合成樹脂製の保護用チューブが被覆
されて成る細長い電極を有する静電容量式センサにおい
て、前記電極の外周面には両端間に亘る凹溝が形成され
ていることを特徴とする。この構造によっても、空気が
凹溝を通過できるので、請求項１の静電容量式センサと
同様にチューブへの装着が容易に行えると共に、温度変
化によるチューブ自体の伸縮がなく、温度変化に影響さ
れにくい測定が可能となる。

【００１０】また、本発明に係る請求項４の静電容量式
センサは、少なくとも１本が金属製の管体若しくは外周
面に両端間に亘る凹溝が形成された金属製の柱体で構成
された一対の細長い電極を有し、該一対の電極を合成樹
脂製の保護用チューブの両端から該保護用チューブ内に
挿着し、一対の電極が互いに平行となるように保護用チ
ューブがＵ字状に曲げられて成ることを特徴とする。こ
の構造によっても、チューブ内の空気は少なくとも一方
の電極の内部若しくは外周面に形成された凹溝を通過で
きるので、上記請求項１乃至３記載の静電容量式センサ
と同様にチューブへの電極の装着が容易に行えると共
に、温度変化によるチューブ自体の伸縮がなく、温度変
化に影響されにくい測定が可能となる。また、この静電
容量式センサの場合には電極が２つ有るため、液体が入
ったタンクを他の電極とする必要がないものであるが、
一対の電極同士が保護用チューブにより連結されること
によって、一対の電極の先端部分の強度が確保できると
いう効果がある。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る静電容量式セ
ンサの好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説
明する。なお、従来例と同じ構成については同じ符号を
付し、詳細な説明は省略する。（第１の実施の形態）まず、図１を用いて静電容量式セ
ンサ１０の構成について説明する。なお、本実施の形態
ではタンク５０の材質は導電性金属材であり、タンク５
０自体を他方の電極（アース電極）として使用し、タン
ク５０に設けた静電容量式センサ１０の電極１２との間
の静電容量を測定することによってタンク５０内の液体
の液位を検出する構成としているが、さらに静電容量式
センサ１０をもう一つ設け、一対の静電容量式センサ１
０をタンク５０内に互いに平行となるように設置して両
静電容量式センサ１０の電極間の静電容量を測定するこ
とによって液位を検出する構成としても良い。

【００１２】電極１２は、細長い金属製（銅やステンレ
ス等の導電性金属）の管体で形成され、その一方の端部
側（図１の下端側）から、一端側（図１の下端側）が閉
塞された合成樹脂製の保護用チューブ６４内に挿入さ
れ、この保護用チューブ６４内に装着されることによっ
て、他方の端部側（図１の上端側）の外周面を除く殆ど
の外周面がチューブ６４により被覆されている。電極１
２はその一方の端部がチューブ６４の閉塞された一端側
まで達するように挿入されている。なお、電極１２への
チューブ６４の被覆方法としては従来例で述べた第２や
第３の方法もある。これによれば、電極１２が内部が中
空の管体であるから、一方の端部が閉塞された保護用チ
ューブ６４が被覆された電極１２であっても、従来例で
いうチューブ６４内の隙間６６の空気が電極１２内を通
過して抜けるので、空気が圧縮されることはなく、これ
により電極１２やチューブ６４に空気の反発力が加わら
ないため、チューブ６４内への装着が容易に行えたり、
また一旦装着した後に温度変化によってチューブ６４内
の空気が膨張・収縮してもチューブ６４自体が伸縮する
ことがなく、チューブ６４の厚さが変化しないことから
温度変化に影響されにくい容量測定が可能となる。ま
た、電極１２の形状は、要するにチューブ６４で電極１
２が被覆された際に、電極１２の両端間に亘る空気の通
路が確保できれば良いのであるから、電極１２を管体で
形成する構成以外にも、電極１２が中実体である柱体で
構成されている場合には、例えば電極１２の外周面に両
端間に亘る凹溝を形成するようにしても良いし、逆にチ
ューブ６４との間に隙間が生ずるようなリブを凹溝に代
えて電極１２の外周面に形成しても良い。

【００１３】この電極１２はタンク５０の上面に設けら
れた開口部５０ａの口縁に取り付けできる構造のケース
１４に固定されており、電極１２をタンク５０の開口部
５０ａからタンク５０内に入れ、ケース１４を開口部５
０ａの口縁に取り付けることによって電極１２はタンク
５０内で垂下した状態となる。また、ケース１４内には
電極１２を介して測定された静電容量の値を、静電容量
値に応じて周波数が変化する電気信号に変換する変換回
路１６が設けられている。これにより、外部の制御部５
４へ測定した静電容量の値を伝達することができる。こ
のような容量の変化に応じて周波数が変化する電気信号
を出力できる変換回路１６には種々の構成の回路を採用
することができるが、例えば図５に示すような差動増幅
器Ｑを用いた発振回路が代表的なものである。この発振
回路では静電容量式センサ１０の電極１２と他方の電極
（アース電極）であるタンク５０とがコンデンサＣ１を
構成する。Ｒ１，Ｒ２，Ｓ，Ｐは回路要素である抵抗で
あり、この発振回路から出力される電気信号（ＶＯＵ
Ｔ）の周波数は、Ｃ１の静電容量，Ｒ１，Ｒ２，Ｓ，Ｐ
の各抵抗値によって決定される。よって、タンク５０内
の液体の量が変化すれば、つまり液位が変化すればコン
デンサＣ１の容量値もそれに伴って変化するから、発振
回路からは液位に応じた周波数の電気信号が出力される
のである。なお、変換回路１６をこのように容量−周波
数変換回路とするのはあくまでも一例であり、その他静
電容量の変化に応じて電圧値が変化する電気信号を出力
する容量−電圧変換回路であっても良い。

【００１４】また、電極１２のケース１４への取付構造
は、図１ではケース１４が導電性の金属材を用いて形成
され、他の電極を構成するタンク５０に直接取り付けら
れるため、静電容量式センサ１０の電極１２をケース１
４から電気的に絶縁するため、電気絶縁性を有する部材
（一例として合成樹脂材）で形成されたボルト１８とナ
ット２０を用いて取り付けられる。なお、ボルト１８お
よびナット２０には中心軸に沿った貫通孔がそれぞれ設
けられており、この貫通孔内に電極１２が挿通される。
詳細には、ボルト１８の一端がケース１４に螺着され、
電極１２の他方の端部側（図１の上端側）がボルト１８
の他端（図１の下端）からその貫通孔内に挿入される。
そして、さらに電極１２にナット２０を嵌め、ボルト１
８の他端にナット２０を螺着する。この際、保護用チュ
ーブ６４の先端側から所定の距離Ｌだけ離れた外周面に
は樹脂製のリング２２が固定されており、ボルト１８の
他端とナット２０との間でこのリング２２を挟み付ける
ことにより電極１２がナット２０の先端から所定の距離
だけ突出した状態で、かつケース１４から抜脱不能に固
定されるのである。

【００１５】また、ボルト１８に挿入された電極１２の
端部（図１中の上端部）には、電極１２が導電性の管体
であることを利用してネジ２４が螺着され、このネジ２
４によって電極１２に金属製の接続端子（不図示）が固
定され、この接続端子を介して変換回路１６が電極１２
と電気的に接続される。同様にして変換回路１６はケー
ス１４内部にネジ止めされた他の接続端子（不図示）を
介してケース１４、さらにはタンク５０と電気的に接続
され、静電容量式センサ１０の電極１２とタンク５０と
の間の静電容量を測定できる。このように中空の電極１
２の端部にネジ２４を螺着しても、チューブ６４内に残
留した空気は電極１２の内周面に形成された雌螺とネジ
２４の雄螺の各ネジ山間の隙間を通じて十分にケース１
４内部に逃げることができるのである。なお、電極１２
の雌螺やネジ２４の雄螺の一部をスリット状に切り欠い
て空気の通り道を積極的に設けるようにしても良いし、
ネジ２４自体に軸線に沿った貫通孔を設けるようにして
も良いし、電極１２に直接孔を開けるようにしても良い
等、電極１２内部と外部とを連通させる構造は種々のも
のが採用できる。

【００１６】（第２の実施の形態）まず、図２を用いて
本実施の形態の静電容量式センサ２６の構成について説
明するが、基本的な構造は第１の実施の形態の静電容量
式センサ１０と同様であり、同じ構成については同じ符
号を付して説明は省略する。タンク５０に収納された液
体の比誘電率は、液体自体の温度が変化することによっ
て変化する。このため、仮に液位が変化しなくても液体
の温度が変化すると、静電容量式センサ１０によって測
定される静電容量が変わってしまい、正確な液位の測定
ができないという状態になる。そこで、この温度変化を
補償するために例えば図５の回路の場合には、抵抗Ｐと
並列にタンク５０内の液体の温度変化に応じて抵抗値が
変化するサーミスタＴＨを接続している。従来、このサ
ーミスタＴＨは静電容量式センサ１０とは別体に単独の
温度センサとして構成してタンク５０内部に装着されて
いたが、本実施の形態では、電極１２が管体であること
を利用して電極１２内に配置し、一体化した静電容量式
センサ２６としている。また、サーミスタＴＨは電極１
２内に配置した配線によってケース１４内の変換回路１
６に電気的に接続される。なお、温度補償用の電子部品
（温度測定体）としてはサーミスタの他、変換回路の回
路構成は変わるが、白金抵抗測温体も使用可能である。

【００１７】この構成とすることによって、従来の静電
容量式センサや第１の実施の形態の静電容量式センサの
ように静電容量式センサと共に別体の温度センサをタン
ク５０内に取り付ける必要がなくなり、静電容量式セン
サ２６だけを取り付ければ良いから、取付作業の時間短
縮が図れ、また部品点数の削減も行えてコストが低減で
きるという効果もある。なお、本実施の形態では、温度
データを単独で外部に出力できるようにするため、温度
データを周波数に変換する温度−周波数変換回路２８が
変換回路１６と共に設けられているが、これは必要に応
じて設けるようにすれば良く、必須のものではない。

【００１８】（第３の実施の形態）まず、図３を用いて
本実施の形態の静電容量式センサ１０の構成について説
明する。本実施の形態の静電容量式センサ３０は、第１
の実施の形態や第２の実施の形態の静電容量式センサ１
０、２６とは異なり、静電容量式センサ３０自体に一対
の電極１２が設けられたものである。従って、この内の
一方の電極１２をアース電極とすれば、タンク５０を他
の電極（アース電極）とする必要はなく、この静電容量
式センサ３０のみで液位検出が可能である。各電極１２
の構造、電極１２のケース１４への取付構造は上述した
各実施の形態の静電容量式センサ１０、２６と同じであ
り、特徴部分は各電極１２へのチューブ６４の被覆構造
にある。

【００１９】この被覆構造は図３に示すように、一対の
電極１２を、両端が開口する合成樹脂製の保護用チュー
ブ６４の当該両端開口部から保護用チューブ６４内に互
いの挿入側端部同士が接触しないように挿着し、一対の
電極１２が互いに平行となるように保護用チューブ６４
をＵ字状に曲げられて成るものである。なお、図３では
一対の電極１２が双方とも管体で構成され、両方の電極
１２からチューブ６４内の空気が抜ける構造となってい
るが、少なくとも１本が管体もしくは外周面に上述した
凹溝やリブが設けられた中実体であり、空気が抜ける構
造の電極１２であれば良い。また、本実施の形態の構造
であれば、上述したサーミスタ等の温度測定体を電極１
２が管体で構成される場合には図４に示すように電極１
２内に配置しても良いし、さらには図４の点線で示すよ
うに、一対の電極１２の形状にかかわらず、一対の電極
１２の先端間に掛け渡されたチューブ６４内部に配置す
るようにもできる。

【００２０】また、一対の電極１２同士が保護用チュー
ブ６４によって連結されることによって、一対の電極１
２が保護用チューブ６４を介して互いに支持しあい、双
方の電極１２の先端部分の強度が確保できるという効果
がある。また、電極１２を１本ずつチューブ６４で被覆
する場合には、チューブ６４の先端の閉塞処理が必要で
あったが、このようにチューブ６４の両端から電極１２
を装着し、各電極１２の先端間に位置するチューブ６４
をＵ字状に曲げることによって、先端の閉塞処理が不要
となり、作業工程の簡略化が図れる。また、第１や第２
の実施の形態の静電容量式センサ１０、２６を２つ並設
させて使用するのに比べて、電極１２同士を接近させて
配置することができ、静電容量式センサ３０自体の外形
をコンパクトにすることができる。

【００２１】また、上述した第１、第２および第３の実
施の形態について共通して言えることは、電極１２を管
体で構成することによって、中実の電極を使用する場合
に比べて電極１２自体の重量が軽くなり、結果として静
電容量式センサ１０全体が軽量化できる。

【００２２】次に、上記の静電容量式センサ１０を温水
ボイラのタンクに使用した具体例を説明する。温水ボイ
ラには、供給された水を加熱するヒータ部３２と、ヒー
タ部３２への給液ラインに設けられた給液弁５６と、ヒ
ータ部３２で加熱された水（温水）を蓄えるタンク５０
と、タンク５０に蓄えられた温水を送出する送液ライン
に設けられたポンプ６０と、ポンプ６０への供給電圧を
制御するインバータ３４と、送液ラインに設けられた送
液弁５８とが設けられている。この温水ボイラのタンク
５０の上面には、一例として第１や第２の実施の形態で
説明した静電容量式センサ１０、２６が取り付けられて
おり、従ってタンク５０が他の電極１２を構成する。な
お、第３の実施の形態の静電容量式センサ３０を使用す
る場合には、タンク５０が他の電極とならないだけでそ
の他は同様である。

【００２３】制御部３６は、内部に周波数−電圧変換回
路を有し、静電容量式センサ１０から出力される電気信
号を受けて、周波数に応じた電圧を発生する。制御部３
６はまた、発生したこの電圧と予め設定された基準電圧
とを比較する比較回路や、この発生電圧を増幅して後述
するインバータを駆動する駆動信号を出力する駆動回路
等を有する。また、制御部３６は、周波数−電圧変換回
路、Ａ−Ｄ変換器、コンピュータ、メモリ、駆動回路等
でも構成することができる。

【００２４】続いて、動作について説明する。基本動作
は、給液ラインからタンク５０内に供給される温水の量
は一定ではなく変動しているため、制御部３６では静電
容量式センサ１０から受けた電気信号に基づいて得られ
た電圧の変化から液位の変化を読み取り、タンク５０内
の温水の液位が予め決められた基準範囲に常に入ってい
るように、インバータ３４を介してポンプ６０の回転数
を制御し、送液ラインから出力される温水量を制御して
いる。つまり、何らかの事情で給液量が増え、タンク５
０内の液位が上昇した場合には、制御部３６は静電容量
式センサ１０を介してこれを検出し、インバータ３４を
介してポンプ６０の回転数を上げ、送液流量を増やすこ
とで液位の上昇を抑える。

【００２５】また、逆に給液量が減り、タンク５０内の
液位が低下した場合には、制御部３６は静電容量式セン
サ１０を介してこれを検出し、インバータ３４を介して
ポンプ６０の回転数を下げ、送液流量を減らして液位の
低下を抑える。これにより、液位を予め決められた基準
範囲内に維持することができる。また、このようにイン
バータ３４によってポンプ６０の回転数を制御し、各弁
５６、５８のオン・オフ制御を行わないようにすること
によってウォーターハンマー現象を無くすことができ
る。

【００２６】また、上記の液位制御は、インバータ３４
を介してポンプ６０の回転数を無段階に制御し、液位を
連続的に制御する制御方法であるが、さらに基準範囲を
挟んで上限液位と下限液位とを設定し、上限液位まで温
水の液位が上昇したら制御部３６は給液弁５６をオフ
し、下限液位まで温水の液位が低下したら制御部３６は
送液弁５８をオフするようにしても良い。これにより、
何らかの原因でインバータ３４を介してポンプ６０の回
転数を増減する制御方法では液位が制御できなくなった
場合においても、タンク５０内の温水の液位を上限液位
と下限液位との間に保つことができる。さらに、この上
限液位と下限液位を挟むようにして上下に上・下警告液
位を設定し、液位が上警告液位を越えたり、また下警告
液位以下になった場合にはオペレータに警報を発するよ
うにしても良い。なお、上限液位、下限液位、上・下警
告液位は、制御部３６に比較器を設け、予め上限液位や
下限液位や上・下警告液位に合わせた比較用の基準電圧
を設定し、静電容量式センサ１０を介して得られた電圧
とこれら比較用の基準電圧をと比較器において比較する
ことで、液位が上限液位、下限液位、上・下警告液位に
達したか否かを判断できる。

【００２７】以上、本発明の好適な実施の形態について
種々述べてきたが、本発明は上述する実施の形態に限定
されるものではなく、温水以外にも、例えば純水、薬
液、溶剤等の液体にも使用できるし、さらにはこれら液
体の液位検出以外にも、例えば湿度を測定する湿度セン
サとしても利用することができる等、発明の精神を逸脱
しない範囲で多くの改変を施し得るのはもちろんであ
る。

【００２８】

【発明の効果】本発明に係る請求項１の静電容量式セン
サによれば、電極が中空の管体であるから、一方が閉塞
された保護用チューブに挿入する場合でも空気が電極内
を通過できるので、圧縮されることはなく、これにより
電極にも空気圧による反力が加わらないために装着が容
易に行える。また、同様に一旦装着した後に温度変化に
よってチューブ内の空気が膨張・収縮してもチューブ自
体が伸縮することがなく、チューブの厚さが変化しない
ことから温度変化に影響されにくい測定が可能となる。
また、管体である前記電極内に温度センサを収納するこ
とも可能である。また、請求項３の静電容量式センサで
も、空気が電極の外周面に形成された凹溝を通過できる
ので、請求項１の静電容量式センサと同様にチューブへ
の装着が容易に行えると共に、温度変化によるチューブ
自体の伸縮がなく、温度変化に影響されにくい測定が可
能となる。

【００２９】また、請求項４の静電容量式センサは、チ
ューブ内の空気は少なくとも一方の電極の内部若しくは
外周面に形成された凹溝を通過できるので、上記請求項
１乃至３記載の静電容量式センサと同様にチューブへの
電極の装着が容易に行えると共に、温度変化によるチュ
ーブ自体の伸縮がなく、温度変化に影響されにくい測定
が可能となる。また、この静電容量式センサの場合には
電極が２つ有るため、液体が入ったタンクを他の電極と
する必要がないものであるが、一対の電極同士が保護用
チューブにより連結されることによって、一対の電極の
先端部分の強度が確保できる。一対の電極間の間隔を２
つの静電容量式センサを並設する場合に比べて狭くする
ことができ、また外形もコンパクトにできるという効果
がある。また、電極が管体で構成される場合には、中空
であるため、従来の中実の電極を用いる場合に比べて電
極が軽くなることから、静電容量式センサも軽量化でき
るという効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る静電容量式センサの第１の実施の
形態の構成を示す正面断面図である。

【図２】本発明に係る静電容量式センサの第２の実施の
形態の構成を示す正面断面図である。

【図３】本発明に係る静電容量式センサの第３の実施の
形態の構成を示す正面断面図である。

【図４】図３の静電容量式センサに温度測定体を収納し
た実施の形態の構成を示す正面断面図である。

【図５】容量−周波数変換回路の一例を示す回路図であ
る。

【図６】静電容量式センサを温水ボイラのタンクの液位
検出に用いた場合の構成を示すブロック図である。

【図７】従来の静電容量式センサによるタンクの液位検
出の構成を示すブロック図である。

【図８】図７に使用された静電容量式センサの構成を示
す正面図である。

【符号の説明】

１０静電容量式センサ１２電極６４保護用チューブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋芳伴長野県長野市吉田４丁目14番８号株式会社前田鉄工所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外周面に合成樹脂製の保護用チューブが
被覆されて成る細長い電極を有する静電容量式センサに
おいて、前記電極は金属製の管体を用いて形成されていることを
特徴とする静電容量式センサ。
【請求項２】前記電極内には、温度センサが収納され
ていることを特徴とする請求項１記載の静電容量式セン
サ。
【請求項３】外周面に合成樹脂製の保護用チューブが
被覆されて成る細長い電極を有する静電容量式センサに
おいて、前記電極の外周面には両端間に亘る凹溝が形成されてい
ることを特徴とする静電容量式センサ。
【請求項４】少なくとも１本が金属製の管体若しくは
外周面に両端間に亘る凹溝が形成された金属製の柱体で
構成された一対の細長い電極を有し、該一対の電極を合
成樹脂製の保護用チューブの両端から該保護用チューブ
内に挿着し、一対の電極が互いに平行となるように保護
用チューブがＵ字状に曲げられて成ることを特徴とする
静電容量式センサ。