JPH11237356A - 流体識別方法及び流体識別装置 - Google Patents
流体識別方法及び流体識別装置Info
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- JPH11237356A JPH11237356A JP10037170A JP3717098A JPH11237356A JP H11237356 A JPH11237356 A JP H11237356A JP 10037170 A JP10037170 A JP 10037170A JP 3717098 A JP3717098 A JP 3717098A JP H11237356 A JPH11237356 A JP H11237356A
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- temperature sensing
- heating element
- temperature
- sensing element
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 感熱式センサーを用いた流体識別において、
識別精度を低下させることなしに被識別流体の加熱を少
なくして、該被識別流体の引火爆発や化学的変化の発生
の可能性を低減し、また応答性を向上させる。 【解決手段】 通電により発熱体２Ａを発熱させて感温
体２Ｂを加熱し、発熱体２Ａから感温体２Ｂへの熱伝達
に対し被識別流体により熱的影響を与えて感温体２Ｂに
よる感温を行い、感温体２Ｂの電気抵抗値に反映される
感温結果をブリッジ回路１０４から得る。発熱体２Ａへ
の通電経路に接続され発熱体２Ａの発熱を制御するトラ
ンジスター１１０は、ブリッジ回路１０４の出力に基づ
き感温体２Ｂの電気抵抗値が目標値と一致するように抵
抗値変化することで発熱体２Ａへの通電を制御する。そ
の通電制御状態を示す出力Ａと閾値Ｘ，Ｙとの大小の比
較を比較器１２０にて行い、被識別流体の種類を示す出
力Ｂを得る。
識別精度を低下させることなしに被識別流体の加熱を少
なくして、該被識別流体の引火爆発や化学的変化の発生
の可能性を低減し、また応答性を向上させる。 【解決手段】 通電により発熱体２Ａを発熱させて感温
体２Ｂを加熱し、発熱体２Ａから感温体２Ｂへの熱伝達
に対し被識別流体により熱的影響を与えて感温体２Ｂに
よる感温を行い、感温体２Ｂの電気抵抗値に反映される
感温結果をブリッジ回路１０４から得る。発熱体２Ａへ
の通電経路に接続され発熱体２Ａの発熱を制御するトラ
ンジスター１１０は、ブリッジ回路１０４の出力に基づ
き感温体２Ｂの電気抵抗値が目標値と一致するように抵
抗値変化することで発熱体２Ａへの通電を制御する。そ
の通電制御状態を示す出力Ａと閾値Ｘ，Ｙとの大小の比
較を比較器１２０にて行い、被識別流体の種類を示す出
力Ｂを得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体の種類を判別
する技術に属するものであり、特に、流体の熱的性質の
違いを利用して流体の種類を判別する流体識別方法及び
流体識別装置に関するものである。
する技術に属するものであり、特に、流体の熱的性質の
違いを利用して流体の種類を判別する流体識別方法及び
流体識別装置に関するものである。
【０００２】本発明の流体識別方法及び流体識別装置
は、例えば燃料油タンク内の油の液面を検知したり該タ
ンク内に沈積する水の液面すなわち水と油との界面を検
知するのに利用することができる。
は、例えば燃料油タンク内の油の液面を検知したり該タ
ンク内に沈積する水の液面すなわち水と油との界面を検
知するのに利用することができる。
【０００３】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
自動車などのエンジンに対して供給する燃料油たとえば
ガソリンや軽油あるいは家庭用や業務用の給湯設備のバ
ーナーに対して供給する燃料油たとえば灯油を貯蔵する
タンクにおいては、該タンク内に残存する燃料油の量を
検知するために、液面計（油量計）が使用される。
自動車などのエンジンに対して供給する燃料油たとえば
ガソリンや軽油あるいは家庭用や業務用の給湯設備のバ
ーナーに対して供給する燃料油たとえば灯油を貯蔵する
タンクにおいては、該タンク内に残存する燃料油の量を
検知するために、液面計（油量計）が使用される。
【０００４】このような液面計として、故障の発生しや
すい機構部分を有するフロート式のものに代わって、傍
熱型または自己発熱型の感熱式センサーを利用したもの
が用いられている。これは、抵抗温度係数の大きな感温
体を、別に設けた発熱抵抗体に通電し発熱させて得られ
る熱により加熱し或は感温体に直接通電し発熱させる際
に、発熱抵抗体または自己発熱の感温体が燃料油からの
熱的影響を受けるか空気からの熱的影響を受けるかによ
って、感温体の温度上昇の程度が異なることに基づくも
のである。このような液面計については、例えば特開昭
６１−９６４１６号公報に記載がある。
すい機構部分を有するフロート式のものに代わって、傍
熱型または自己発熱型の感熱式センサーを利用したもの
が用いられている。これは、抵抗温度係数の大きな感温
体を、別に設けた発熱抵抗体に通電し発熱させて得られ
る熱により加熱し或は感温体に直接通電し発熱させる際
に、発熱抵抗体または自己発熱の感温体が燃料油からの
熱的影響を受けるか空気からの熱的影響を受けるかによ
って、感温体の温度上昇の程度が異なることに基づくも
のである。このような液面計については、例えば特開昭
６１−９６４１６号公報に記載がある。
【０００５】ところで、このような従来の感熱式のセン
サーでは、結果として被検知流体を加熱することになる
ので、該流体が燃料油及びその蒸気を含む空気である場
合には、引火爆発の危険性が高められることになる。
サーでは、結果として被検知流体を加熱することになる
ので、該流体が燃料油及びその蒸気を含む空気である場
合には、引火爆発の危険性が高められることになる。
【０００６】また、被検知流体が化学的変化を生じやす
い流体である場合には、以上のような従来の感熱式セン
サーを用いて液面検知を行うと、化学的変化により流体
の変質の可能性が高められることになる。
い流体である場合には、以上のような従来の感熱式セン
サーを用いて液面検知を行うと、化学的変化により流体
の変質の可能性が高められることになる。
【０００７】特に、従来の傍熱型センサーでは、発熱抵
抗体に対して一定の電圧を印加し所定の発熱量を得て、
その発熱量のうち被識別流体の種類に応じて一部を該流
体に吸熱させた残りの一部を感温体に伝達している。こ
のため、発熱抵抗体周囲の温度は被識別流体の種類によ
って変化し、流体の熱伝達性が高いほど温度上昇が小さ
く、流体の熱伝達性が低いほどの温度上昇が大きい。従
って、被識別流体がガソリン、軽油及び灯油などの可燃
性及び揮発性の流体から空気に変化することで液面を検
知する際には、発熱抵抗体の周囲の温度が上昇する。こ
のような温度上昇時またはその後に可燃性及び揮発性の
流体が燃料油タンク内に供給されると、該流体が気化し
て着火爆発が生ずるおそれがある。
抗体に対して一定の電圧を印加し所定の発熱量を得て、
その発熱量のうち被識別流体の種類に応じて一部を該流
体に吸熱させた残りの一部を感温体に伝達している。こ
のため、発熱抵抗体周囲の温度は被識別流体の種類によ
って変化し、流体の熱伝達性が高いほど温度上昇が小さ
く、流体の熱伝達性が低いほどの温度上昇が大きい。従
って、被識別流体がガソリン、軽油及び灯油などの可燃
性及び揮発性の流体から空気に変化することで液面を検
知する際には、発熱抵抗体の周囲の温度が上昇する。こ
のような温度上昇時またはその後に可燃性及び揮発性の
流体が燃料油タンク内に供給されると、該流体が気化し
て着火爆発が生ずるおそれがある。
【０００８】以上のように、感熱式センサーには、多く
の利点が存在するけれども、被検知流体（被識別流体）
を加熱する動作が必要であることに基づき必然的に生ず
る技術的課題が存在する。
の利点が存在するけれども、被検知流体（被識別流体）
を加熱する動作が必要であることに基づき必然的に生ず
る技術的課題が存在する。
【０００９】他方、以上のような従来のセンサーでは、
感温体の温度変化が或る程度実際に生じた後でないと液
面検知はなされず、その際の感温体の温度変化の速さに
は限界があるので、液面検知の応答性は十分とはいえず
更なる改善の余地がある。
感温体の温度変化が或る程度実際に生じた後でないと液
面検知はなされず、その際の感温体の温度変化の速さに
は限界があるので、液面検知の応答性は十分とはいえず
更なる改善の余地がある。
【００１０】そこで、本発明の目的は、感熱式センサー
を用いた流体識別において、識別精度を低下させること
なしに被識別流体の加熱を少なくして、該被識別流体の
引火爆発や化学的変化の発生の可能性を低減することを
目的とする。
を用いた流体識別において、識別精度を低下させること
なしに被識別流体の加熱を少なくして、該被識別流体の
引火爆発や化学的変化の発生の可能性を低減することを
目的とする。
【００１１】また、本発明の目的は、応答性に優れ高精
度な液面計や界面計として利用できる流体識別装置を提
供することにある。
度な液面計や界面計として利用できる流体識別装置を提
供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、以上の
如き目的を達成するものとして、通電により発熱体を発
熱させ、この発熱により流体種別検知用感温体を加熱
し、前記発熱体から前記流体種別検知用感温体への熱伝
達に対し被識別流体により熱的影響を与えて前記流体種
別検知用感温体による感温を行い、該流体種別検知用感
温体の電気抵抗値に反映される感温結果に基づいて前記
被識別流体の種類を判別する流体識別方法であって、前
記流体種別検知用感温体の電気抵抗値が目標値と一致す
るように前記発熱体への通電を制御し、この通電制御状
態を示す電気的出力に基づき前記被識別流体の種類を判
別することを特徴とする流体識別方法、が提供される。
如き目的を達成するものとして、通電により発熱体を発
熱させ、この発熱により流体種別検知用感温体を加熱
し、前記発熱体から前記流体種別検知用感温体への熱伝
達に対し被識別流体により熱的影響を与えて前記流体種
別検知用感温体による感温を行い、該流体種別検知用感
温体の電気抵抗値に反映される感温結果に基づいて前記
被識別流体の種類を判別する流体識別方法であって、前
記流体種別検知用感温体の電気抵抗値が目標値と一致す
るように前記発熱体への通電を制御し、この通電制御状
態を示す電気的出力に基づき前記被識別流体の種類を判
別することを特徴とする流体識別方法、が提供される。
【００１３】本発明の一態様においては、前記被識別流
体の種類の判別を前記電気的出力に対して設定された閾
値と前記電気的出力との比較に基づき行う。
体の種類の判別を前記電気的出力に対して設定された閾
値と前記電気的出力との比較に基づき行う。
【００１４】本発明の一態様においては、前記電気的出
力を得るに際して前記被識別流体の温度補償を行う。
力を得るに際して前記被識別流体の温度補償を行う。
【００１５】本発明の一態様においては、前記発熱体へ
の通電の制御は該発熱体に印加される電圧によりなさ
れ、この電圧を前記通電制御状態を示す電気的出力とし
て用いる。
の通電の制御は該発熱体に印加される電圧によりなさ
れ、この電圧を前記通電制御状態を示す電気的出力とし
て用いる。
【００１６】本発明の一態様においては、前記感温結果
に基づいて前記発熱体に印加される電圧が制御される。
に基づいて前記発熱体に印加される電圧が制御される。
【００１７】本発明の一態様においては、前記発熱体及
び前記流体種別検知用感温体として、絶縁膜を介して積
層された薄膜発熱体及び薄膜感温体を用いる。
び前記流体種別検知用感温体として、絶縁膜を介して積
層された薄膜発熱体及び薄膜感温体を用いる。
【００１８】また、本発明によれば、以上の如き目的を
達成するものとして、通電により発熱体を発熱させ、こ
の発熱により流体種別検知用感温体を加熱し、前記発熱
体から前記流体種別検知用感温体への熱伝達に対し被識
別流体により熱的影響を与えて前記流体種別検知用感温
体による感温を行い、該流体種別検知用感温体の電気抵
抗値に反映される感温結果に基づいて前記被識別流体の
種類を判別する流体識別装置であって、前記発熱体への
通電経路に該発熱体の発熱を制御する発熱制御手段が接
続されており、該発熱制御手段は前記流体種別検知用感
温体の電気抵抗値が目標値と一致するように前記発熱体
への通電を制御し、前記発熱制御手段による前記発熱体
に対する通電制御状態を示す電気的出力に基づき前記被
識別流体の種類を判別する流体種類判別手段を有するこ
とを特徴とする流体識別装置、が提供される。
達成するものとして、通電により発熱体を発熱させ、こ
の発熱により流体種別検知用感温体を加熱し、前記発熱
体から前記流体種別検知用感温体への熱伝達に対し被識
別流体により熱的影響を与えて前記流体種別検知用感温
体による感温を行い、該流体種別検知用感温体の電気抵
抗値に反映される感温結果に基づいて前記被識別流体の
種類を判別する流体識別装置であって、前記発熱体への
通電経路に該発熱体の発熱を制御する発熱制御手段が接
続されており、該発熱制御手段は前記流体種別検知用感
温体の電気抵抗値が目標値と一致するように前記発熱体
への通電を制御し、前記発熱制御手段による前記発熱体
に対する通電制御状態を示す電気的出力に基づき前記被
識別流体の種類を判別する流体種類判別手段を有するこ
とを特徴とする流体識別装置、が提供される。
【００１９】本発明の一態様においては、前記ブリッジ
回路は前記被識別流体の温度補償のための温度補償用感
温体を含んでなる。
回路は前記被識別流体の温度補償のための温度補償用感
温体を含んでなる。
【００２０】本発明の一態様においては、前記流体種別
検知用感温体を用いてブリッジ回路が形成されており、
該ブリッジ回路から前記感温結果に対応する感温出力が
得られ、この感温出力に基づき前記発熱制御手段が制御
される。
検知用感温体を用いてブリッジ回路が形成されており、
該ブリッジ回路から前記感温結果に対応する感温出力が
得られ、この感温出力に基づき前記発熱制御手段が制御
される。
【００２１】本発明の一態様においては、前記発熱制御
手段は可変抵抗体を含んでなる。
手段は可変抵抗体を含んでなる。
【００２２】本発明の一態様においては、前記可変抵抗
体としてトランジスターが用いられており、該トランジ
スターの制御入力として前記感温結果に対応する感温出
力に基づく信号が用いられる。
体としてトランジスターが用いられており、該トランジ
スターの制御入力として前記感温結果に対応する感温出
力に基づく信号が用いられる。
【００２３】本発明の一態様においては、前記電気的出
力として前記発熱体に印加される電圧を用いる。
力として前記発熱体に印加される電圧を用いる。
【００２４】本発明の一態様においては、前記感温結果
に対応する感温出力が応答性設定手段を介して前記発熱
制御手段に入力される。
に対応する感温出力が応答性設定手段を介して前記発熱
制御手段に入力される。
【００２５】本発明の一態様においては、前記応答性設
定手段は差動増幅回路とその出力が入力される積分回路
とを含んでいる。
定手段は差動増幅回路とその出力が入力される積分回路
とを含んでいる。
【００２６】本発明の一態様においては、前記感温結果
に対応する感温出力が積分回路を経て前記発熱制御手段
に入力される。
に対応する感温出力が積分回路を経て前記発熱制御手段
に入力される。
【００２７】本発明の一態様においては、前記積分回路
の前段に差動増幅回路が接続されている。
の前段に差動増幅回路が接続されている。
【００２８】本発明の一態様においては、前記発熱体及
び前記流体種別検知用感温体はいずれも薄膜からなり、
これら発熱体及び流体種別検知用感温体は基板上にて絶
縁層を介して積層されている。
び前記流体種別検知用感温体はいずれも薄膜からなり、
これら発熱体及び流体種別検知用感温体は基板上にて絶
縁層を介して積層されている。
【００２９】本発明の一態様においては、前記流体種類
判別手段は、前記電気的出力に対して設定された閾値と
前記電気的出力の値との比較に基づき、該電気的出力値
がどの種類の被識別流体のものであるかを判断する。
判別手段は、前記電気的出力に対して設定された閾値と
前記電気的出力の値との比較に基づき、該電気的出力値
がどの種類の被識別流体のものであるかを判断する。
【００３０】本発明の一態様においては、前記発熱体及
び前記流体種別検知用感温体を含み前記被識別流体と接
触せしめられるセンサー部は、前記被識別流体に接触し
て該被識別流体との間で熱伝達を行う外面部分を有する
容器の内部に前記発熱体と前記流体種別検知用感温体と
が収容されており、前記発熱体は前記容器の前記外面部
分に対応する内面部分との間で熱伝達可能なように配置
されている。
び前記流体種別検知用感温体を含み前記被識別流体と接
触せしめられるセンサー部は、前記被識別流体に接触し
て該被識別流体との間で熱伝達を行う外面部分を有する
容器の内部に前記発熱体と前記流体種別検知用感温体と
が収容されており、前記発熱体は前記容器の前記外面部
分に対応する内面部分との間で熱伝達可能なように配置
されている。
【００３１】本発明の一態様においては、前記発熱体と
前記流体種別検知用薄膜感温体とは基板の第１面上にて
絶縁層を介して積層されており、前記基板の前記第１面
と反対側の第２面が前記容器の内面部分に接合されてい
る。
前記流体種別検知用薄膜感温体とは基板の第１面上にて
絶縁層を介して積層されており、前記基板の前記第１面
と反対側の第２面が前記容器の内面部分に接合されてい
る。
【００３２】本発明の一態様においては、前記基板の第
２面は平坦面とされており、該第２面と接合されている
前記容器の前記内面部分及び前記外面部分は互いに平行
な平坦面とされている。
２面は平坦面とされており、該第２面と接合されている
前記容器の前記内面部分及び前記外面部分は互いに平行
な平坦面とされている。
【００３３】本発明の一態様においては、前記基板の第
２面並びに前記容器の前記内面部分及び前記外面部分は
いずれも水平に配置されている。
２面並びに前記容器の前記内面部分及び前記外面部分は
いずれも水平に配置されている。
【００３４】本発明の一態様においては、前記センサー
部は、前記被識別流体の温度補償のための温度補償用感
温体を含んでなる流体温度補償感温部を有する。
部は、前記被識別流体の温度補償のための温度補償用感
温体を含んでなる流体温度補償感温部を有する。
【００３５】本発明の一態様においては、前記流体温度
補償感温部は前記発熱体と同一の高さに配置されてい
る。
補償感温部は前記発熱体と同一の高さに配置されてい
る。
【００３６】本発明の一態様においては、前記センサー
部を昇降させる手段を備えている。
部を昇降させる手段を備えている。
【００３７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら説明する。
面を参照しながら説明する。
【００３８】図１は本発明による流体識別方法及びその
装置の一実施形態を示す回路構成図である。本実施形態
は、水、油及び空気の３種類の流体の種類を識別する例
を示すものである。
装置の一実施形態を示す回路構成図である。本実施形態
は、水、油及び空気の３種類の流体の種類を識別する例
を示すものである。
【００３９】供給電源は、例えば＋１５Ｖ（±１０％）
であり、定電圧回路１０２に供給される。該定電圧回路
１０２は、例えば＋６Ｖ（±３％）で出力０．１Ｗであ
り、その出力はブリッジ回路１０４に供給される。ブリ
ッジ回路１０４は流体種別検知用薄膜感温体２Ｂと温度
補償用薄膜感温体４０と可変抵抗体１０４’，１０４”
とを含んでなる。
であり、定電圧回路１０２に供給される。該定電圧回路
１０２は、例えば＋６Ｖ（±３％）で出力０．１Ｗであ
り、その出力はブリッジ回路１０４に供給される。ブリ
ッジ回路１０４は流体種別検知用薄膜感温体２Ｂと温度
補償用薄膜感温体４０と可変抵抗体１０４’，１０４”
とを含んでなる。
【００４０】ブリッジ回路１０４のａ，ｂ点の電圧が差
動増幅回路１０６に入力される。該差動増幅回路１０６
は可変抵抗１０６ａにより増幅率可変とされている。差
動増幅回路１０６の出力は積分回路１０８に入力され
る。これら増幅率可変の差動増幅回路１０６と積分回路
１０８とが、後述のように応答性設定手段として機能す
る。
動増幅回路１０６に入力される。該差動増幅回路１０６
は可変抵抗１０６ａにより増幅率可変とされている。差
動増幅回路１０６の出力は積分回路１０８に入力され
る。これら増幅率可変の差動増幅回路１０６と積分回路
１０８とが、後述のように応答性設定手段として機能す
る。
【００４１】一方、上記供給電源は、ＮＰＮトランジス
ター１１０のコレクタに接続されており、該トランジス
ター１１０のエミッタは薄膜発熱体２Ａに接続されてい
る。また、トランジスター１１０のベースには、上記積
分回路１０８の出力が入力される。即ち、供給電源はト
ランジスター１１０を経て薄膜発熱体２Ａへと電流を供
給し、該薄膜発熱体２Ａにかかる電圧はトランジスター
１１０の分圧により制御される。そして、トランジスタ
ー１１０の分圧は、抵抗を介してベースへと入力される
積分回路１０８の出力の電流により制御され、トランジ
スター１１０は可変抵抗体として機能し、薄膜発熱体２
Ａの発熱を制御する発熱制御手段として機能する。
ター１１０のコレクタに接続されており、該トランジス
ター１１０のエミッタは薄膜発熱体２Ａに接続されてい
る。また、トランジスター１１０のベースには、上記積
分回路１０８の出力が入力される。即ち、供給電源はト
ランジスター１１０を経て薄膜発熱体２Ａへと電流を供
給し、該薄膜発熱体２Ａにかかる電圧はトランジスター
１１０の分圧により制御される。そして、トランジスタ
ー１１０の分圧は、抵抗を介してベースへと入力される
積分回路１０８の出力の電流により制御され、トランジ
スター１１０は可変抵抗体として機能し、薄膜発熱体２
Ａの発熱を制御する発熱制御手段として機能する。
【００４２】薄膜発熱体２Ａに印加される電圧が出力Ａ
として得られ、この出力Ａが比較器１２０に入力され
る。該比較器１２０は流体種類判別のための手段であ
り、ここでは判別基準となる２つの閾値Ｘ，Ｙと出力Ａ
の値との比較が行われ、その比較結果が流体識別信号出
力Ｂとして出力される。この流体種別検知については後
述する。
として得られ、この出力Ａが比較器１２０に入力され
る。該比較器１２０は流体種類判別のための手段であ
り、ここでは判別基準となる２つの閾値Ｘ，Ｙと出力Ａ
の値との比較が行われ、その比較結果が流体識別信号出
力Ｂとして出力される。この流体種別検知については後
述する。
【００４３】図２は、上記薄膜発熱体２Ａ及び流体種別
検知用薄膜感温体２Ｂを含んで構成される流体種別検知
部と、上記温度補償用薄膜感温体４０を含んで構成され
る流体温度補償感温部の具体的構成例を示す模式的断面
図である。
検知用薄膜感温体２Ｂを含んで構成される流体種別検知
部と、上記温度補償用薄膜感温体４０を含んで構成され
る流体温度補償感温部の具体的構成例を示す模式的断面
図である。
【００４４】図２（ａ）は流体種別検知部を示すもの
で、流体種別検知部２は基板２１上に薄膜発熱体２Ａを
形成し、その上に絶縁層２２を介して流体種別検知用薄
膜感温体２Ｂを形成し、その上に保護層２３を形成した
チップ状のものからなる。基板２１としては例えば厚さ
０．５ｍｍ程度で大きさ２〜３ｍｍ角程度のアルミナな
どの絶縁基板を用いることができ、薄膜発熱体２Ａとし
ては膜厚１μｍ程度で所望形状にパターニングしたサー
メットからなるものを用いることができ、絶縁層２２と
しては膜厚１μｍ程度のＳｉＯ2 からなるものを用いる
ことができ、流体種別検知用薄膜感温体２Ｂとしては膜
厚０．５〜１μｍ程度で所望形状例えば蛇行形状にパタ
ーニングした白金やニッケルなどの抵抗温度係数が大き
く安定な金属抵抗膜を用いることができ（あるいは酸化
マンガン系のＮＴＣサーミスターからなるものを用いる
こともできる）、保護層２３としては膜厚１μｍ程度の
ＳｉＯ2 からなるものを用いることができる。このよう
に、薄膜発熱体２Ａと流体種別検知用薄膜感温体２Ｂと
が薄膜絶縁層２２を介して極く近接して配置されている
ことにより、流体種別検知用薄膜感温体２Ｂは薄膜発熱
体２Ａの発熱の影響を直ちに受けることになる。
で、流体種別検知部２は基板２１上に薄膜発熱体２Ａを
形成し、その上に絶縁層２２を介して流体種別検知用薄
膜感温体２Ｂを形成し、その上に保護層２３を形成した
チップ状のものからなる。基板２１としては例えば厚さ
０．５ｍｍ程度で大きさ２〜３ｍｍ角程度のアルミナな
どの絶縁基板を用いることができ、薄膜発熱体２Ａとし
ては膜厚１μｍ程度で所望形状にパターニングしたサー
メットからなるものを用いることができ、絶縁層２２と
しては膜厚１μｍ程度のＳｉＯ2 からなるものを用いる
ことができ、流体種別検知用薄膜感温体２Ｂとしては膜
厚０．５〜１μｍ程度で所望形状例えば蛇行形状にパタ
ーニングした白金やニッケルなどの抵抗温度係数が大き
く安定な金属抵抗膜を用いることができ（あるいは酸化
マンガン系のＮＴＣサーミスターからなるものを用いる
こともできる）、保護層２３としては膜厚１μｍ程度の
ＳｉＯ2 からなるものを用いることができる。このよう
に、薄膜発熱体２Ａと流体種別検知用薄膜感温体２Ｂと
が薄膜絶縁層２２を介して極く近接して配置されている
ことにより、流体種別検知用薄膜感温体２Ｂは薄膜発熱
体２Ａの発熱の影響を直ちに受けることになる。
【００４５】図２（ｂ）は流体温度補償感温部を示すも
ので、流体温度補償感温部４は基板４１上に温度補償用
薄膜感温体４０を形成し、その上に保護層４１’を形成
したチップ状のものからなる。基板４１としては上記基
板２１と同様なものを用いることができ、温度補償用薄
膜感温体４０としては上記流体種別検知用薄膜感温体２
Ｂと同様なものを用いることができ、保護層４１’とし
ては上記保護層２３と同様なものを用いることができ
る。特に、温度補償用薄膜感温体４０としては流体種別
検知用薄膜感温体２Ｂと同等の抵抗温度係数を持つもの
を使用するのが好ましい。
ので、流体温度補償感温部４は基板４１上に温度補償用
薄膜感温体４０を形成し、その上に保護層４１’を形成
したチップ状のものからなる。基板４１としては上記基
板２１と同様なものを用いることができ、温度補償用薄
膜感温体４０としては上記流体種別検知用薄膜感温体２
Ｂと同様なものを用いることができ、保護層４１’とし
ては上記保護層２３と同様なものを用いることができ
る。特に、温度補償用薄膜感温体４０としては流体種別
検知用薄膜感温体２Ｂと同等の抵抗温度係数を持つもの
を使用するのが好ましい。
【００４６】上記基板２１，４１としては、上記の他
に、適宜のガラス、セラミックス、シリコン（シリコン
の場合には、表面を酸化膜形成により絶縁性とする）か
らなるものを用いることができる。
に、適宜のガラス、セラミックス、シリコン（シリコン
の場合には、表面を酸化膜形成により絶縁性とする）か
らなるものを用いることができる。
【００４７】図３は、上記流体種別検知装置のセンサー
部の具体的構成例を示す模式的断面図である。図３に示
されているように、センサー部２０においては、金属な
どの熱伝導性の良好な材料を用いて構成された皿型の容
器３２の底面上に、上記流体種別検知部２及び流体温度
補償感温部４の基板２１，４１側の面をハンダや銀ペー
ストや銅ペーストのような熱伝導率の大きな接合材３３
により接合されている。容器３２の底面上には、配線基
板３４も同様な接合材３３を用いて接合されており、該
配線基板３４の所定の配線端子と流体種別検知部２及び
流体温度補償感温部４の端子とがそれぞれボンディング
ワイヤー３５により接続されている。該配線基板３４の
他の所定の配線端子には外部リード線３６が接続されて
いる。容器３２の内部にはシール樹脂３７が充填されて
いる。容器３２の上部外側のフランジ部にはシール樹脂
３７を封止するキャップ３２’が取り付けられている。
該キャップ３２’の一部は、容器３２のフランジ部の外
側へと延びており、これによりセンサー部２０が支持さ
れている。このように、センサー部２０の容器は、内部
に収容された流体種別検知部２及び流体温度補償感温部
４等の素子を被識別流体と接触させることなく密閉して
いる。
部の具体的構成例を示す模式的断面図である。図３に示
されているように、センサー部２０においては、金属な
どの熱伝導性の良好な材料を用いて構成された皿型の容
器３２の底面上に、上記流体種別検知部２及び流体温度
補償感温部４の基板２１，４１側の面をハンダや銀ペー
ストや銅ペーストのような熱伝導率の大きな接合材３３
により接合されている。容器３２の底面上には、配線基
板３４も同様な接合材３３を用いて接合されており、該
配線基板３４の所定の配線端子と流体種別検知部２及び
流体温度補償感温部４の端子とがそれぞれボンディング
ワイヤー３５により接続されている。該配線基板３４の
他の所定の配線端子には外部リード線３６が接続されて
いる。容器３２の内部にはシール樹脂３７が充填されて
いる。容器３２の上部外側のフランジ部にはシール樹脂
３７を封止するキャップ３２’が取り付けられている。
該キャップ３２’の一部は、容器３２のフランジ部の外
側へと延びており、これによりセンサー部２０が支持さ
れている。このように、センサー部２０の容器は、内部
に収容された流体種別検知部２及び流体温度補償感温部
４等の素子を被識別流体と接触させることなく密閉して
いる。
【００４８】図３において、容器３２の下面が被識別流
体に接触して該被識別流体との間で熱伝達を行う外面部
分とされている。流体種別検知部２及び流体温度補償感
温部４の基板２１，４１の容器３２の底面との接合面は
平坦面とされており、容器３２の底面の内面部分及び外
面部分は互いに平行な平坦面とされている。これによ
り、流体種別検知部２及び流体温度補償感温部４と被識
別流体との接合材３３及び容器３２の底面を介しての熱
伝達を一層良好なものとすることができる。また、容器
３２の底面は水平であり、流体種別検知部２と流体温度
補償感温部４とは同一の高さに位置しているので、流体
種別検知と流体温度補償感温とを常に同じ流体に対して
行うことができ、流体の界面（空気と油との界面及び油
と水との界面）の検知精度が高められる。
体に接触して該被識別流体との間で熱伝達を行う外面部
分とされている。流体種別検知部２及び流体温度補償感
温部４の基板２１，４１の容器３２の底面との接合面は
平坦面とされており、容器３２の底面の内面部分及び外
面部分は互いに平行な平坦面とされている。これによ
り、流体種別検知部２及び流体温度補償感温部４と被識
別流体との接合材３３及び容器３２の底面を介しての熱
伝達を一層良好なものとすることができる。また、容器
３２の底面は水平であり、流体種別検知部２と流体温度
補償感温部４とは同一の高さに位置しているので、流体
種別検知と流体温度補償感温とを常に同じ流体に対して
行うことができ、流体の界面（空気と油との界面及び油
と水との界面）の検知精度が高められる。
【００４９】図４及び図５は、上記流体種別検知装置の
センサー部の変形構成例を示す模式的断面図である。こ
れらの図において、上記図３におけると同様の機能を有
する部材には同一の符号が付されている。これらの構成
例は、センサー部の小型化特に細型化を企図したもので
ある。
センサー部の変形構成例を示す模式的断面図である。こ
れらの図において、上記図３におけると同様の機能を有
する部材には同一の符号が付されている。これらの構成
例は、センサー部の小型化特に細型化を企図したもので
ある。
【００５０】図４の例では、ボンディングワイヤーを用
いることなしに、配線基板３４の片面側の配線にハンダ
ボール（若しくはフリップチップによるハンダ）３５’
を用いて流体種別検知部２及び流体温度補償感温部４の
端子が接続されている。また、図５の例では、ボンディ
ングワイヤーを用いることなしに、配線基板３４の両面
側の配線にそれぞれハンダボール（若しくはフリップチ
ップによるハンダ）３５’を用いて流体種別検知部２及
び流体温度補償感温部４の端子が接続されている。これ
らの構成例では、容器３２の筒状面に流体種別検知部２
及び流体温度補償感温部４が接合されている。この流体
種別検知部２及び流体温度補償感温部４と接合される容
器３２の筒状面の内面部分及び外面部分を互いに平行な
平坦面とすることが好ましい。
いることなしに、配線基板３４の片面側の配線にハンダ
ボール（若しくはフリップチップによるハンダ）３５’
を用いて流体種別検知部２及び流体温度補償感温部４の
端子が接続されている。また、図５の例では、ボンディ
ングワイヤーを用いることなしに、配線基板３４の両面
側の配線にそれぞれハンダボール（若しくはフリップチ
ップによるハンダ）３５’を用いて流体種別検知部２及
び流体温度補償感温部４の端子が接続されている。これ
らの構成例では、容器３２の筒状面に流体種別検知部２
及び流体温度補償感温部４が接合されている。この流体
種別検知部２及び流体温度補償感温部４と接合される容
器３２の筒状面の内面部分及び外面部分を互いに平行な
平坦面とすることが好ましい。
【００５１】尚、図４及び図５において、３０は被識別
流体の収容されるタンク例えば燃料油タンクの側面を示
す。そして、図４は縦断面を示し、図５は横断面を示
し、いずれの場合も流体種別検知部２と流体温度補償感
温部４とは同一の高さに位置している。
流体の収容されるタンク例えば燃料油タンクの側面を示
す。そして、図４は縦断面を示し、図５は横断面を示
し、いずれの場合も流体種別検知部２と流体温度補償感
温部４とは同一の高さに位置している。
【００５２】図６は、上記流体種別検知装置のセンサー
部の更なる変形構成例を示す模式図である。図６（ａ）
は一部切欠側面図であり、図６（ｂ）はそのＸ−Ｘ断面
図である。これらの図において、上記図３〜５における
と同様な機能を有する部材には同一の符号が付されてい
る。
部の更なる変形構成例を示す模式図である。図６（ａ）
は一部切欠側面図であり、図６（ｂ）はそのＸ−Ｘ断面
図である。これらの図において、上記図３〜５における
と同様な機能を有する部材には同一の符号が付されてい
る。
【００５３】本例では、配線基板３４上に形成された配
線の電極（図示せず）に対して流体種別検知部２の電極
（図示せず）及び流体温度補償感温部４の電極（図示せ
ず）がフリップチップ法により接続されている。そし
て、配線基板３４には、電源及び出力Ａ側との電気的接
続のための電極（図示せず）が形成されている。図６に
示されているように、この流体種別検知部２及び流体温
度補償感温部４と接合される容器３２の筒状面の一部は
内面部分及び外面部分が互いに平行な平坦面とされてい
る。
線の電極（図示せず）に対して流体種別検知部２の電極
（図示せず）及び流体温度補償感温部４の電極（図示せ
ず）がフリップチップ法により接続されている。そし
て、配線基板３４には、電源及び出力Ａ側との電気的接
続のための電極（図示せず）が形成されている。図６に
示されているように、この流体種別検知部２及び流体温
度補償感温部４と接合される容器３２の筒状面の一部は
内面部分及び外面部分が互いに平行な平坦面とされてい
る。
【００５４】図６（ａ）において、Ｘ−Ｘ方向は上下方
向を示しており、流体種別検知部２と流体温度補償感温
部４とは同一の高さに位置している。
向を示しており、流体種別検知部２と流体温度補償感温
部４とは同一の高さに位置している。
【００５５】次に、本実施形態における流体識別動作を
説明する。
説明する。
【００５６】流体種別検知部２において、薄膜発熱体２
Ａの発熱に基づき、被識別流体による吸熱の影響を受け
て、流体種別検知用薄膜感温体２Ｂによる感温が実行さ
れる。そして、該感温の結果として、図１に示すブリッ
ジ回路１０４のａ，ｂ点の電圧Ｖａ，Ｖｂの差が得られ
る。
Ａの発熱に基づき、被識別流体による吸熱の影響を受け
て、流体種別検知用薄膜感温体２Ｂによる感温が実行さ
れる。そして、該感温の結果として、図１に示すブリッ
ジ回路１０４のａ，ｂ点の電圧Ｖａ，Ｖｂの差が得られ
る。
【００５７】（Ｖａ−Ｖｂ）の値は、被識別流体の種類
に応じて流体種別検知用感温体２Ｂの温度が変化するこ
とで、変化する。予め可変抵抗体１０４’，１０４”の
抵抗値を適宜設定することで、基準となる所望の被識別
流体の場合において（Ｖａ−Ｖｂ）の値を零とすること
ができる。この基準流体では、差動増幅回路１０６の出
力は零であり、積分回路１０８の出力が一定となり、ト
ランジスター１１０の抵抗値も一定となる。その場合に
は、薄膜発熱体２Ａに印加される分圧も一定となり、こ
の時の出力Ａが上記基準流体を示すものとなる。尚、こ
の基準流体は仮想的に設定したものであってもよい。
に応じて流体種別検知用感温体２Ｂの温度が変化するこ
とで、変化する。予め可変抵抗体１０４’，１０４”の
抵抗値を適宜設定することで、基準となる所望の被識別
流体の場合において（Ｖａ−Ｖｂ）の値を零とすること
ができる。この基準流体では、差動増幅回路１０６の出
力は零であり、積分回路１０８の出力が一定となり、ト
ランジスター１１０の抵抗値も一定となる。その場合に
は、薄膜発熱体２Ａに印加される分圧も一定となり、こ
の時の出力Ａが上記基準流体を示すものとなる。尚、こ
の基準流体は仮想的に設定したものであってもよい。
【００５８】基準流体とは異なる熱的性質の被識別流体
の場合には、差動増幅回路１０６の出力は（Ｖａ−Ｖ
ｂ）の値に応じて極性（流体種別検知用感温体２Ｂの抵
抗−温度特性の正負により異なる）及び大きさが変化
し、これに応じて積分回路１０８の出力が変化する。積
分回路１０８の出力の変化の速さは差動増幅回路１０６
の可変抵抗１０６ａによる増幅率設定により調節するこ
とができる。これら積分回路１０８と差動増幅回路１０
６とにより、制御系の応答特性が設定される。
の場合には、差動増幅回路１０６の出力は（Ｖａ−Ｖ
ｂ）の値に応じて極性（流体種別検知用感温体２Ｂの抵
抗−温度特性の正負により異なる）及び大きさが変化
し、これに応じて積分回路１０８の出力が変化する。積
分回路１０８の出力の変化の速さは差動増幅回路１０６
の可変抵抗１０６ａによる増幅率設定により調節するこ
とができる。これら積分回路１０８と差動増幅回路１０
６とにより、制御系の応答特性が設定される。
【００５９】基準流体より大きな熱伝達性を有する被識
別流体の場合には流体種別検知用感温体２Ｂの温度が基
準流体の場合より低下するので、薄膜発熱体２Ａの発熱
量を増加させる（即ち薄膜発熱体２Ａへの印加電圧を増
加させる）よう、積分回路１０８からはトランジスター
１１０のベースに対して、トランジスター１１０の抵抗
値を低下させるような制御入力がなされる。
別流体の場合には流体種別検知用感温体２Ｂの温度が基
準流体の場合より低下するので、薄膜発熱体２Ａの発熱
量を増加させる（即ち薄膜発熱体２Ａへの印加電圧を増
加させる）よう、積分回路１０８からはトランジスター
１１０のベースに対して、トランジスター１１０の抵抗
値を低下させるような制御入力がなされる。
【００６０】他方、基準流体より小さな熱伝達性を有す
る被識別流体の場合には流体種別検知用感温体２Ｂの温
度が基準流体の場合より上昇するので、発熱体２Ａの発
熱量を減少させる（即ち薄膜発熱体２Ａへの印加電圧を
減少させる）よう、積分回路１０８からはトランジスタ
ー１１０のベースに対して、トランジスター１１０の抵
抗値を増加させるような制御入力がなされる。
る被識別流体の場合には流体種別検知用感温体２Ｂの温
度が基準流体の場合より上昇するので、発熱体２Ａの発
熱量を減少させる（即ち薄膜発熱体２Ａへの印加電圧を
減少させる）よう、積分回路１０８からはトランジスタ
ー１１０のベースに対して、トランジスター１１０の抵
抗値を増加させるような制御入力がなされる。
【００６１】以上のようにして、被識別流体によらず、
常に流体種別検知用感温体２Ｂにより検知される温度
（流体種別検知用感温体２Ｂの電気抵抗値に対応してい
る）が目標値と一致するように、薄膜発熱体２Ａの発熱
がフィードバック制御される（流体種別検知用感温体２
Ｂの抵抗−温度特性の正負に応じて、必要な場合には差
動増幅回路１０６の出力の極性を適宜反転させる）。そ
して、その際に発熱体２Ａに印加される電圧は被識別流
体の種類に対応しているので、これを出力Ａとして取り
出す。
常に流体種別検知用感温体２Ｂにより検知される温度
（流体種別検知用感温体２Ｂの電気抵抗値に対応してい
る）が目標値と一致するように、薄膜発熱体２Ａの発熱
がフィードバック制御される（流体種別検知用感温体２
Ｂの抵抗−温度特性の正負に応じて、必要な場合には差
動増幅回路１０６の出力の極性を適宜反転させる）。そ
して、その際に発熱体２Ａに印加される電圧は被識別流
体の種類に対応しているので、これを出力Ａとして取り
出す。
【００６２】図７は、以上の実施形態における流体種別
検知の説明図である。
検知の説明図である。
【００６３】図７（ａ）はセンサー部２０が空気に接触
している状態を示しており、図７（ｂ）はセンサー部２
０が油に接触している状態を示しており、図７（ｃ）は
センサー部２０が水に接触している状態を示している。
している状態を示しており、図７（ｂ）はセンサー部２
０が油に接触している状態を示しており、図７（ｃ）は
センサー部２０が水に接触している状態を示している。
【００６４】図８には、上記図７（ａ）〜（ｃ）にそれ
ぞれ示される「空気」接触状態、「油」接触状態及び
「水」接触状態にした時に得られる出力Ａ及び出力Ｂの
変化の一例を示している。
ぞれ示される「空気」接触状態、「油」接触状態及び
「水」接触状態にした時に得られる出力Ａ及び出力Ｂの
変化の一例を示している。
【００６５】「空気」接触状態で得られる出力Ａの値は
約１．８Ｖ±０．１Ｖであり、「油」接触状態で得られ
る出力Ａの値は約３Ｖ±０．４Ｖであり、「水」接触状
態で得られる出力Ａの値は約４．３Ｖ±０．２Ｖであ
る。従って、例えば、図１に示される比較器１２０に閾
値Ｘとして３．８Ｖを入力し且つ閾値Ｙとして２．２Ｖ
を入力することにより、比較器１２０において出力Ａの
値と閾値Ｘ，Ｙのそれぞれとの大小関係を比較し、Ａ＞
Ｘの場合には被識別流体が水であると判定し、Ｘ＞Ａ＞
Ｙの場合には被識別流体が油であると判定し、Ａ＜Ｙの
場合には被識別流体が空気であると判定し、各判定結果
を示す流体識別出力Ｂを出力することができる。
約１．８Ｖ±０．１Ｖであり、「油」接触状態で得られ
る出力Ａの値は約３Ｖ±０．４Ｖであり、「水」接触状
態で得られる出力Ａの値は約４．３Ｖ±０．２Ｖであ
る。従って、例えば、図１に示される比較器１２０に閾
値Ｘとして３．８Ｖを入力し且つ閾値Ｙとして２．２Ｖ
を入力することにより、比較器１２０において出力Ａの
値と閾値Ｘ，Ｙのそれぞれとの大小関係を比較し、Ａ＞
Ｘの場合には被識別流体が水であると判定し、Ｘ＞Ａ＞
Ｙの場合には被識別流体が油であると判定し、Ａ＜Ｙの
場合には被識別流体が空気であると判定し、各判定結果
を示す流体識別出力Ｂを出力することができる。
【００６６】尚、上記のような流体種類と出力Ａとの関
係については、予め測定しておくことができる。この出
力は、温度補償用薄膜感温体４０による温度補償にもか
かわらず、被識別流体の温度（周囲温度）によって変化
することもある。その場合には、被識別流体の温度ごと
に上記流体種類と出力Ａとの関係を測定して記憶してお
き、流体識別の際に別途測定される被識別流体温度（周
囲温度）に応じて適正な閾値Ｘ，Ｙを設定するようにす
ることも可能である。
係については、予め測定しておくことができる。この出
力は、温度補償用薄膜感温体４０による温度補償にもか
かわらず、被識別流体の温度（周囲温度）によって変化
することもある。その場合には、被識別流体の温度ごと
に上記流体種類と出力Ａとの関係を測定して記憶してお
き、流体識別の際に別途測定される被識別流体温度（周
囲温度）に応じて適正な閾値Ｘ，Ｙを設定するようにす
ることも可能である。
【００６７】以上の本実施形態によれば、被識別流体の
種類の如何にかかわらず、発熱体２Ａ周囲の流体種別検
知用感温体２Ｂの温度がほぼ一定に維持されるので、感
温体２Ｂの経時劣化が少なく、また可燃性の被検知流体
の着火爆発の発生や化学的変化を生じやすい流体の変質
の発生の可能性を低減することができる。
種類の如何にかかわらず、発熱体２Ａ周囲の流体種別検
知用感温体２Ｂの温度がほぼ一定に維持されるので、感
温体２Ｂの経時劣化が少なく、また可燃性の被検知流体
の着火爆発の発生や化学的変化を生じやすい流体の変質
の発生の可能性を低減することができる。
【００６８】また、本実施形態においては、発熱体２Ａ
には定電圧回路が不要であるので、ブリッジ回路１０４
のための低出力の定電圧回路１０２を用いれば良いとい
う利点がある。このため、定電圧回路の発熱量を小さく
でき、センサーを小型化しても流体識別の精度を良好に
維持することができる。
には定電圧回路が不要であるので、ブリッジ回路１０４
のための低出力の定電圧回路１０２を用いれば良いとい
う利点がある。このため、定電圧回路の発熱量を小さく
でき、センサーを小型化しても流体識別の精度を良好に
維持することができる。
【００６９】また、本実施形態では、流体種別検知部２
として、微小なチップ状のものを使用しているので、薄
膜発熱体２Ａへの通電による流体種別検知用感温体２Ｂ
の抵抗値制御の応答性は高い。
として、微小なチップ状のものを使用しているので、薄
膜発熱体２Ａへの通電による流体種別検知用感温体２Ｂ
の抵抗値制御の応答性は高い。
【００７０】図９に上記実施形態のセンサーのブリッジ
回路１０４の変形例を示す。図９において、上記図１に
おけると同様の機能を有する部分には同一の符号が付さ
れている。この変形例のものは、上記実施形態のものと
差動増幅回路１０６への出力（Ｖａ−Ｖｂ）の変化の特
性が異なるが、同様なフィードバック制御が可能であ
る。
回路１０４の変形例を示す。図９において、上記図１に
おけると同様の機能を有する部分には同一の符号が付さ
れている。この変形例のものは、上記実施形態のものと
差動増幅回路１０６への出力（Ｖａ−Ｖｂ）の変化の特
性が異なるが、同様なフィードバック制御が可能であ
る。
【００７１】上記図７に示されているように、センサー
部２０を所定の高さに固定しておくことにより、該所定
高さに存在するのが空気、油及び水のいずれであるかを
識別することができる。あるいは、流体界面（空気と油
との界面及び油と水との界面）の上昇または下降に伴い
前記所定高さを流体界面が通過するのを検知することが
できる。
部２０を所定の高さに固定しておくことにより、該所定
高さに存在するのが空気、油及び水のいずれであるかを
識別することができる。あるいは、流体界面（空気と油
との界面及び油と水との界面）の上昇または下降に伴い
前記所定高さを流体界面が通過するのを検知することが
できる。
【００７２】これに加えて、本発明においては、センサ
ー部２０を昇降させる手段を設けることができる。この
昇降手段としては、例えば、図１０に示されているよう
に、タンク３０に取り付けた上下方向のガイドポスト８
０に対してセンサー部２０を上下方向に移動可能なよう
に取り付け、センサー部２０に固定した上下方向の支持
棒８２を昇降駆動部８４により上下方向に駆動する構成
のもの等が利用できる。このような昇降手段によりセン
サー部２０を上下方向に移動させることで、１つのセン
サー部２０により識別される被識別流体の種類が変化す
ることをもって、その高さに流体界面（空気と油との界
面及び油と水との界面）があることを検知することがで
き、流体の層構成を容易に検知することができる。
ー部２０を昇降させる手段を設けることができる。この
昇降手段としては、例えば、図１０に示されているよう
に、タンク３０に取り付けた上下方向のガイドポスト８
０に対してセンサー部２０を上下方向に移動可能なよう
に取り付け、センサー部２０に固定した上下方向の支持
棒８２を昇降駆動部８４により上下方向に駆動する構成
のもの等が利用できる。このような昇降手段によりセン
サー部２０を上下方向に移動させることで、１つのセン
サー部２０により識別される被識別流体の種類が変化す
ることをもって、その高さに流体界面（空気と油との界
面及び油と水との界面）があることを検知することがで
き、流体の層構成を容易に検知することができる。
【００７３】以上のような流体界面の検知に際しては、
制御系の応答性を改善することで、流体種別検知用感温
体２Ｂに実際に或る程度の温度変化が生ずるのを待たず
に迅速に検知を行うことができ、応答性に優れ高精度な
液面計や界面計が得られる。
制御系の応答性を改善することで、流体種別検知用感温
体２Ｂに実際に或る程度の温度変化が生ずるのを待たず
に迅速に検知を行うことができ、応答性に優れ高精度な
液面計や界面計が得られる。
【００７４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
機構部分の故障が少ないという感熱式センサーを用いた
流体識別の利点を生かしつつ、識別精度を低下させるこ
となしに被識別流体の種類の如何にかかわらず、発熱体
周囲の流体種別検知用感温体の温度が一定にほぼ一定に
維持されるので、流体種別検知用感温体の経時劣化が少
なく、また被識別流体が可燃性である場合や化学的変化
を生じやすい場合にもその引火爆発や化学的変化の可能
性を低減することができる。
機構部分の故障が少ないという感熱式センサーを用いた
流体識別の利点を生かしつつ、識別精度を低下させるこ
となしに被識別流体の種類の如何にかかわらず、発熱体
周囲の流体種別検知用感温体の温度が一定にほぼ一定に
維持されるので、流体種別検知用感温体の経時劣化が少
なく、また被識別流体が可燃性である場合や化学的変化
を生じやすい場合にもその引火爆発や化学的変化の可能
性を低減することができる。
【００７５】特に、本発明によれば、機械的動作を行う
機構部分が存在しないので、経時劣化や液体中の異物な
どにより動作不良をひきおこすことがなく、しかも正確
且つ簡便に流体識別を行うことができる。そして、セン
サー部を極めて小型に構成できるので、熱応答性の極め
て良好な流体識別を行うことができる。
機構部分が存在しないので、経時劣化や液体中の異物な
どにより動作不良をひきおこすことがなく、しかも正確
且つ簡便に流体識別を行うことができる。そして、セン
サー部を極めて小型に構成できるので、熱応答性の極め
て良好な流体識別を行うことができる。
【００７６】また、本発明によれば、感温体に或る程度
の温度変化が実際に生ずるのを待たずに、制御系の応答
性を改善することで流体界面を迅速に行うことができ、
応答性に優れ高精度な液面計や界面計を提供することが
できる。
の温度変化が実際に生ずるのを待たずに、制御系の応答
性を改善することで流体界面を迅速に行うことができ、
応答性に優れ高精度な液面計や界面計を提供することが
できる。
【図１】本発明による流体識別方法及びその装置の一実
施形態を示す回路構成図である。
施形態を示す回路構成図である。
【図２】本発明による流体種別検知部及び流体温度補償
感温部の具体的構成例を示す模式的断面図である。
感温部の具体的構成例を示す模式的断面図である。
【図３】本発明による流体種別検知装置のセンサー部の
具体的構成例を示す模式的断面図である。
具体的構成例を示す模式的断面図である。
【図４】本発明による流体種別検知装置のセンサー部の
変形構成例を示す模式的断面図である。
変形構成例を示す模式的断面図である。
【図５】本発明による流体種別検知装置のセンサー部の
変形構成例を示す模式的断面図である。
変形構成例を示す模式的断面図である。
【図６】本発明による流体種別検知装置のセンサー部の
変形構成例を示す模式的断面図である。
変形構成例を示す模式的断面図である。
【図７】本発明による流体種別検知の説明図である。
【図８】本発明における出力Ａ及び出力Ｂの一例を示す
図である。
図である。
【図９】本発明による流体種別検知装置のブリッジ回路
の変形例を示す図である。
の変形例を示す図である。
【図１０】本発明による流体種別検知装置のセンサー部
の昇降手段を示す概略図である。
の昇降手段を示す概略図である。
２ 流体種別検知部 ２Ａ 薄膜発熱体 ２Ｂ 流体種別検知用薄膜感温体 ４ 流体温度補償感温部 ２０ センサー部 ２１ 基板 ２２ 絶縁層 ２３ 保護層 ３０ タンク ３２ 容器 ３２’ キャップ ３３ 接合材 ３４ 配線基板 ３５ ボンディングワイヤー ３５’ ハンダボール ３６ 外部リード線 ３７ シール樹脂 ４０ 温度補償用薄膜感温体 ４１ 基板 ４１’ 保護層 ８０ ガイドポスト ８２ 支持棒 ８４ 昇降駆動部 １０２ 定電圧電源 １０４ ブリッジ回路 １０４’，１０４” 可変抵抗体 １０６ 差動増幅回路 １０６ａ 可変抵抗 １０８ 積分回路 １１０ トランジスター １２０ 比較器
Claims (25)
- 【請求項１】 通電により発熱体を発熱させ、この発熱
により流体種別検知用感温体を加熱し、前記発熱体から
前記流体種別検知用感温体への熱伝達に対し被識別流体
により熱的影響を与えて前記流体種別検知用感温体によ
る感温を行い、該流体種別検知用感温体の電気抵抗値に
反映される感温結果に基づいて前記被識別流体の種類を
判別する流体識別方法であって、前記流体種別検知用感
温体の電気抵抗値が目標値と一致するように前記発熱体
への通電を制御し、この通電制御状態を示す電気的出力
に基づき前記被識別流体の種類を判別することを特徴と
する流体識別方法。 - 【請求項２】 前記被識別流体の種類の判別を前記電気
的出力に対して設定された閾値と前記電気的出力との比
較に基づき行うことを特徴とする、請求項１に記載の流
体識別方法。 - 【請求項３】 前記電気的出力を得るに際して前記被識
別流体の温度補償を行うことを特徴とする、請求項１〜
２のいずれかに記載の流体識別方法。 - 【請求項４】 前記発熱体への通電の制御は該発熱体に
印加される電圧によりなされ、この電圧を前記通電制御
状態を示す電気的出力として用いることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれかに記載の流体識別方法。 - 【請求項５】 前記感温結果に基づいて前記発熱体に印
加される電圧が制御されることを特徴とする、請求項４
に記載の流体識別方法。 - 【請求項６】 前記発熱体及び前記流体種別検知用感温
体として、絶縁膜を介して積層された薄膜発熱体及び薄
膜感温体を用いることを特徴とする、請求項１〜５のい
ずれかに記載の流体識別方法。 - 【請求項７】 通電により発熱体を発熱させ、この発熱
により流体種別検知用感温体を加熱し、前記発熱体から
前記流体種別検知用感温体への熱伝達に対し被識別流体
により熱的影響を与えて前記流体種別検知用感温体によ
る感温を行い、該流体種別検知用感温体の電気抵抗値に
反映される感温結果に基づいて前記被識別流体の種類を
判別する流体識別装置であって、前記発熱体への通電経
路に該発熱体の発熱を制御する発熱制御手段が接続され
ており、該発熱制御手段は前記流体種別検知用感温体の
電気抵抗値が目標値と一致するように前記発熱体への通
電を制御し、前記発熱制御手段による前記発熱体に対す
る通電制御状態を示す電気的出力に基づき前記被識別流
体の種類を判別する流体種類判別手段を有することを特
徴とする流体識別装置。 - 【請求項８】 前記流体種別検知用感温体を用いてブリ
ッジ回路が形成されており、該ブリッジ回路から前記感
温結果に対応する感温出力が得られ、この感温出力に基
づき前記発熱制御手段が制御されることを特徴とする、
請求項７に記載の流体識別装置。 - 【請求項９】 前記ブリッジ回路は前記被識別流体の温
度補償のための温度補償用感温体を含んでなることを特
徴とする、請求項７〜８のいずれかに記載の流体識別装
置。 - 【請求項１０】 前記発熱制御手段は可変抵抗体を含ん
でなることを特徴とする、請求項７〜９のいずれかに記
載の流体識別装置。 - 【請求項１１】 前記可変抵抗体としてトランジスター
が用いられており、該トランジスターの制御入力として
前記感温結果に対応する感温出力に基づく信号が用いら
れることを特徴とする、請求項１０に記載の流体識別装
置。 - 【請求項１２】 前記電気的出力として前記発熱体に印
加される電圧を用いることを特徴とする、請求項７〜１
１のいずれかに記載の流体識別装置。 - 【請求項１３】 前記感温結果に対応する感温出力が応
答性設定手段を介して前記発熱制御手段に入力されるこ
とを特徴とする、請求項７〜１２のいずれかに記載の流
体識別装置。 - 【請求項１４】 前記応答性設定手段は差動増幅回路と
その出力が入力される積分回路とを含んでいることを特
徴とする、請求項１３に記載の流体識別装置。 - 【請求項１５】 前記感温結果に対応する感温出力が積
分回路を経て前記発熱制御手段に入力されることを特徴
とする、請求項７〜１２のいずれかに記載の流体識別装
置。 - 【請求項１６】 前記積分回路の前段に差動増幅回路が
接続されていることを特徴とする、請求項１５に記載の
流体識別装置。 - 【請求項１７】 前記発熱体及び前記流体種別検知用感
温体はいずれも薄膜からなり、これら発熱体及び流体種
別検知用感温体は基板上にて絶縁層を介して積層されて
いることを特徴とする、請求項７〜１６のいずれかに記
載の流体識別装置。 - 【請求項１８】 前記流体種類判別手段は、前記電気的
出力に対して設定された閾値と前記電気的出力の値との
比較に基づき、該電気的出力値がどの種類の被識別流体
のものであるかを判断することを特徴とする、請求項７
〜１７のいずれかに記載の流体識別装置。 - 【請求項１９】 前記発熱体及び前記流体種別検知用感
温体を含み前記被識別流体と接触せしめられるセンサー
部は、前記被識別流体に接触して該被識別流体との間で
熱伝達を行う外面部分を有する容器の内部に前記発熱体
と前記流体種別検知用感温体とが収容されており、前記
発熱体は前記容器の前記外面部分に対応する内面部分と
の間で熱伝達可能なように配置されていることを特徴と
する、請求項７〜１８のいずれかに記載の流体識別装
置。 - 【請求項２０】 前記発熱体と前記流体種別検知用薄膜
感温体とは基板の第１面上にて絶縁層を介して積層され
ており、前記基板の前記第１面と反対側の第２面が前記
容器の内面部分に接合されていることを特徴とする、請
求項１９に記載の流体識別装置。 - 【請求項２１】 前記基板の第２面は平坦面とされてお
り、該第２面と接合されている前記容器の前記内面部分
及び前記外面部分は互いに平行な平坦面とされているこ
とを特徴とする、請求項２０に記載の流体識別装置。 - 【請求項２２】 前記基板の第２面並びに前記容器の前
記内面部分及び前記外面部分はいずれも水平に配置され
ていることを特徴とする、請求項２１に記載の流体識別
装置。 - 【請求項２３】 前記センサー部は、前記被識別流体の
温度補償のための温度補償用感温体を含んでなる流体温
度補償感温部を有することを特徴とする、請求項１９〜
２２のいずれかに記載の流体識別装置。 - 【請求項２４】 前記流体温度補償感温部は前記発熱体
と同一の高さに配置されていることを特徴とする、請求
項２３に記載の流体識別装置。 - 【請求項２５】 前記センサー部を昇降させる手段を備
えていることを特徴とする、請求項１９〜２４のいずれ
かに記載の流体識別装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10037170A JPH11237356A (ja) | 1998-02-19 | 1998-02-19 | 流体識別方法及び流体識別装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10037170A JPH11237356A (ja) | 1998-02-19 | 1998-02-19 | 流体識別方法及び流体識別装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11237356A true JPH11237356A (ja) | 1999-08-31 |
Family
ID=12490133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10037170A Pending JPH11237356A (ja) | 1998-02-19 | 1998-02-19 | 流体識別方法及び流体識別装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11237356A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001099692A (ja) * | 1999-09-29 | 2001-04-13 | Saginomiya Seisakusho Inc | 液面検出用変換器および液面検出器 |
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| WO2005073700A1 (ja) * | 2004-01-30 | 2005-08-11 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | 液種識別装置 |
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| JP2014178137A (ja) * | 2013-03-13 | 2014-09-25 | Mitsubishi Materials Corp | 湿度センサ |
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-
1998
- 1998-02-19 JP JP10037170A patent/JPH11237356A/ja active Pending
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US10390658B2 (en) | 2012-03-31 | 2019-08-27 | Pitco Frialator, Inc. | Oil level detection system for deep fat fryer |
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| US11366000B2 (en) | 2015-10-28 | 2022-06-21 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluid sensing |
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