JPH116755A - 界面検出スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成が簡単で精度が向上された界面検出スイ
ッチを提供する。 【解決手段】 対応する一対の電極をセンサとして利用
し、分離している２個の液の界面を検出する界面検出ス
イッチにおいて、前記２個の液が満たされ底部を有する
分離槽の所定位置に配置された第１のセンサと、前記分
離槽の該第１のセンサより前記底部側の所定位置に配置
された第２のセンサと、前記第１のセンサの検出値と前
記第２のセンサの検出値とを差動演算して前記界面を検
知する界面検知回路とを具備したことを特徴とする界面
検出スイッチである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、構成が簡単で精度
が向上された界面検出スイッチに関するものである。更
に、詳述すれば、センサ部分を差動構成にして、２個の
液中に含まれる物質による誤差の発生をキャンセルする
ようにされた、界面検出スイッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来より一般に使用されている
従来例の構成説明図で、例えば、カタログ名；総合カタ
ログ「ＮＯＨＫＥＮ」の５４頁、６３頁、１０４頁、発
行日；１９９６年２月５日、発行所；株式会社 ノーケ
ン に示されている。ここでは、水と油が混合された廃
液の検出に使用された例について説明する。

【０００３】図において、１は、油水分離槽である。油
水分離槽１は、油２と水３の混合廃液を、所定時間放置
することにより、比重の違いから、油２と水３が分離す
る（分離しきれなくて、混合液のまま残るものが、エマ
ルジョン４である） ５は、油２と水３の混合廃液６を油水分離槽１に注入す
る注入管である。

【０００４】７は、静電容量式（電気抵抗式）レベルセ
ンサであり、油２と水３の界面を検出する界面検出スイ
ッチとして利用するものである。この場合は、界面検出
スイッチ７は、液体の誘電率や導電率の違いを利用した
ものであり、油水分離槽１内の所定の高さに設置する。
この位置で静電容量（誘電率）、もしくは抵抗値（導電
率）を測定する。これらの値と、設定したスレッシホル
ドレベルとの比較により、界面の検出を行う。

【０００５】８は、界面検出位置を示す。９は、界面検
出スイッチ７より上部位置の、油水分離槽１に設けられ
た油排出弁である。油排出弁９からは廃油１１が排出さ
れる。

【０００６】１２は、界面検出スイッチ７より下部位置
の、油水分離槽１に設けられた水排出弁である。水排出
弁１２からは廃水１３が排出される。hwは廃水口高さ、
hsはスイッチ設置高さ＝所望検出レベル、hoは廃油口高
さを示す。

【０００７】以上の構成において、以下の操作工程を行
う。 （ａ）注入管５より、油２と水３の混合廃液６を油水分
離槽１内に取り込む。 （ｂ）一定量が取り込まれたら、注入管５より油水分離
槽１への混合廃液６の取り込みを停止する。

【０００８】（ｃ）所定時間放置する。放置時間は、廃
液６が攪拌された程度等を考慮して決定する。 （ｄ）界面検出スイッチ７が油２を検知した場合には、
油排出弁９を開き、廃油が排出される。次に工程（ｈ）
に移る。

【０００９】（ｅ）界面検出スイッチ７が水３を検知し
た場合には、水排出弁１２を開き、廃水１３が排出され
る。 （ｆ）界面検出スイッチ７が油層２を検知すると、水排
出弁１２を閉じる。

【００１０】（ｇ）油排出弁９を開き、油水分離槽１の
水面上に浮上した油分２を排出する。 （ｈ）所定時間後、油排出弁９を閉じる。 以降（ａ）〜（ｈ）工程を繰り返す。以上により、廃液
中の油２と水３とを分離して排出する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な装置においては、 （１）界面検出スイッチ７に油膜などが付着した場合、
誘電率（導電率）が変化するので、誤差要因となる。 （２）静電容量などの測定回路は、同期検波など複雑な
回路方式が必要となる。

【００１２】本発明は、この問題点を解決するものであ
る。本発明の目的は、構成が簡単で精度が向上された界
面検出スイッチを提供するにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、 （１）対応する一対の電極をセンサとして利用し、分離
している２個の液の界面を検出する界面検出スイッチに
おいて、前記２個の液が満たされ底部を有する分離槽の
所定位置に配置された第１のセンサと、前記分離槽の該
第１のセンサより前記底部側の所定位置に配置された第
２のセンサと、前記第１のセンサの検出値と前記第２の
センサの検出値とを差動演算して前記界面を検知する界
面検知回路とを具備したことを特徴とする界面検出スイ
ッチ。 （２）前記第１、第２のセンサは、前記２個の液の誘電
率の大小関係と導電率の大小関係とが同じ関係にある前
記２個の液のインピーダンスの絶対値を検出するセンサ
であることを特徴とする請求項１記載の界面検出スイッ
チ。 （３）前記第１、第２のセンサは、プリント基板と、該
プリント基板の一面に前記底部方向に順に前記第１のセ
ンサの一方の電極、前記第１のセンサの他方の電極、前
記第２のセンサの一方の電極、前記第２のセンサの他方
の電極と配置されたことを特徴とする請求項１又は請求
項２記載の界面検出スイッチ。を構成したものである。

【００１４】

【作用】以上の構成において、以下の操作工程を行う。 （ａ）注入管より、油と水の混合廃液を油水分離槽内に
取り込む。 （ｂ）一定量が取り込まれたら、注入管より油水分離槽
への混合廃液の取り込みを停止する。

【００１５】（ｃ）所定時間放置する。放置時間は、廃
液が攪拌された程度等を考慮して決定する。 （ｄ）界面検出スイッチが油を検知した場合には、油排
出弁を開き、廃油が排出される。次に工程（ｈ）に移
る。

【００１６】（ｅ）界面検出スイッチが水を検知した場
合には、水排出弁を開き、廃水が排出される。 （ｆ）界面検出スイッチが油層を検知すると、水排出弁
を閉じる。

【００１７】（ｇ）油排出弁を開き、油水分離槽の水面
上に浮上した油分を排出する。 （ｈ）所定時間後、油排出弁を閉じる。 以降（ａ）〜（ｈ）工程を繰り返す。以上により、廃液
中の油と水とを分離して排出する。以下、実施例に基づ
き詳細に説明する。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例の原理
的構成説明図である。図において、図５と同一記号の構
成は同一機能を表わす。以下、図５と相違部分のみ説明
する。

【００１９】２１は、２個の液２，３が満たされ底部２
２を有する油水分離槽１の、所定位置に配置された第１
のセンサである。この場合は、一対の電極２１１，２１
２により構成されている。

【００２０】２３は、油水分離槽１の、第１のセンサ２
１より底部２２側の、所定位置に配置された第２のセン
サである。この場合は、一対の電極２３１，２３２によ
り構成されている。

【００２１】第１のセンサ２１と第２のセンサ２３と
は、第１のセンサ２１と第２のセンサ２３との中間地点
が、所定の界面検出位置８となるように配置される。

【００２２】２４は、第１のセンサ２１と第２のセンサ
２３とを駆動する駆動回路である。この場合は、正弦波
で駆動される。２５は、第１のセンサ２１の検出値と、
第２のセンサ２３の検出値とを差動演算して、界面８を
検知する界面検知回路である。

【００２３】この場合は、第１のセンサ２１と第２のセ
ンサ２３は、液体の誘電率や導電率の違いを利用したも
のであり、静電容量（誘電率）、もしくは抵抗値（導電
率）を測定する。これらの値と、設定したスレッシホル
ドレベルとの比較により、界面の検出を行う。

【００２４】以上の構成において、以下の操作工程を行
う。 （ａ）注入管５より、油２と水３の混合廃液６を油水分
離槽１内に取り込む。 （ｂ）一定量が取り込まれたら、注入管５より油水分離
槽１への混合廃液６の取り込みを停止する。

【００２５】（ｃ）所定時間放置する。放置時間は、廃
液６が攪拌された程度等を考慮して決定する。 （ｄ）界面検出スイッチ７が油２を検知した場合には、
油排出弁９を開き、廃油が排出される。次に工程（ｈ）
に移る。

【００２６】（ｅ）界面検出スイッチ７が水３を検知し
た場合には、水排出弁１２を開き、廃水１３が排出され
る。 （ｆ）界面検出スイッチ７が油層２を検知すると、水排
出弁１２を閉じる。

【００２７】（ｇ）油排出弁９を開き、油水分離槽１の
水面上に浮上した油分２を排出する。 （ｈ）所定時間後、油排出弁９を閉じる。 以降（ａ）〜（ｈ）工程を繰り返す。以上により、廃液
中の油２と水３とを分離して排出する。

【００２８】この結果、センサ部分２１，２３を差動構
成にしたので、油膜の付着等、センサ部分２１，２３が
汚れて、測定される誘電率（導電率）が変化しても、影
響を受ける事無く精度が良好な界面検出スイッチが得ら
れる。

【００２９】図２は本発明の他の実施例の要部構成説明
図である。本実施例においては、３１は、２個の液２，
３が満たされ底部２２を有する油水分離槽１の、所定位
置に配置された第１のセンサである。この場合は、一対
の電極３１１，３１２により構成されている。

【００３０】３３は、油水分離槽１の、第１のセンサ３
１より底部２２側の、所定位置に配置された第２のセン
サである。この場合は、一対の電極３３１，３３２によ
り構成されている。

【００３１】第１のセンサ３１と第２のセンサ３３と
は、第１のセンサ３１と第２のセンサ３３との中間地点
が、所定の界面検出位置８となるように配置される。

【００３２】３４は、第１のセンサ３１と第２のセンサ
３３とを駆動する駆動回路である。この場合は、正弦波
で駆動される。３５は、第１のセンサ３１の検出値と、
第２のセンサ３３の検出値とを差動演算して、界面８を
検知する界面検知回路である。

【００３３】この場合は、第１のセンサ３１と第２のセ
ンサ３３は、液体のインピーダンスの絶対値を測定す
る。従って、界面検知回路３５では、第１のセンサ３１
と第２のセンサ３３とのインピーダンスの絶対値の差が
測定される。

【００３４】図３に、水と油の電気的特性の違いを示
す。図３において、静電容量、抵抗値、インピーダンス
値は、間隔1cm、大きさ1cm四方の電極対による値、イン
ピーダンス値の周波数は1MHzとした。

【００３５】水と油は、誘電率と導電率の大小関係がお
なじ関係にある。（両方の量ともに水の場合の方が大き
い） 従って、それらの総合的な量であるインピーダンスの絶
対値を比較しても良いことがわかる。

【００３６】なお、インピーダンス絶対値は誘電率や導
電率の逆数に相当する量であるので、大小関係をみる
と、水の方が小さくなる。図５従来例における界面検出
スイッチ７では、例えば、駆動回路で電極を正弦波電圧
駆動して、電極に流れる電流を測定し、誘電率（静電容
量）や導電率（導電率）を回路により計算を行ってい
た。しかし、これらの測定では、得られた電流を同期検
波など複雑な方式で行わなければならない。

【００３７】これに対し、インピーダンスの絶対値測定
は、得られた電流の絶対値を求めるだけなので、測定回
路の構成が非常に簡単にできる。従って、安価な界面検
出スイッチが得られる。

【００３８】また、図１に示す如く、界面検出位置８の
上下に第１，第２センサ２１，２３を設置し、差動検出
を行うことにより、電極面に油膜などが付着した場合に
おいても、その影響は小さい。

【００３９】従来のような一つのセンサでの検出では、
油膜などの付着により、静電容量や抵抗値が変化し、あ
らかじめ設定してあったスレッシホルドレベルによって
は、誤差を生じることがある。

【００４０】油膜は電極面に平均的に付着すると考えら
れるので、本実施例のように二つのセンサ２１，２３を
差動的に利用することにより、付着の影響を軽減するこ
とができる。なお、上述の実施例においては、油水分離
に就いて説明したが、これに限ることはなく、誘電率の
大小関係と導電率の大小関係が同じ関係である２液の界
面検出に利用できる。

【００４１】図４は本発明の他の実施例の要部構成説明
図である。本実施例においては、プリント基板４１の一
方の面に、油水分離槽１の底部２２方向に順に、第１の
センサ４２の一方の電極４２１、第１のセンサ４２の他
方の電極４２２、第２のセンサ４３の一方の電極４３
１、第２のセンサ４３の他方の電極４３１と配置されて
いる。

【００４２】４４，４５は、プリント基板４１に設けら
れたコネクタである。４６は、コネクタ４４と第１のセ
ンサ４２の一方の電極４２１とを接続するリードであ
る。４７は、コネクタ４４と第１のセンサ４２の他方の
電極４２２とを接続するリードである。

【００４３】４８は、コネクタ４５と第２のセンサ４３
の一方の電極４３１とを接続するリードである。４９
は、コネクタ４５と第２のセンサ４３の他方の電極４３
２とを接続するリードである。

【００４４】この結果、検出部分を図４のように、プリ
ント板４１の一枚板で構成することにより、通常の製造
装置を利用できるので、安価な界面検出スイッチが得ら
れる。

【００４５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項１によれば、センサ部分を差動構成にしたので、油
膜の付着等、センサ部分が汚れて、測定される誘電率
（導電率）が変化しても、影響を受ける事無く精度が良
好な界面検出スイッチが得られる。

【００４６】本発明の請求項２によれば、一定条件下で
は、インピーダンスの絶対値測定が採用できるので、イ
ンピーダンスの絶対値測定は、得られた電流の絶対値を
求めるだけなので、測定回路の構成が非常に簡単にでき
る。従って、安価な界面検出スイッチが得られる。

【００４７】本発明の請求項３によれば、検出部分をプ
リント板の一枚板で構成することにより、通常の製造装
置を利用できるので、安価な界面検出スイッチが得られ
る。

【００４８】従って、本発明によれば、構成が簡単で精
度が向上された界面検出スイッチを実現することが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部構成説明図である。

【図２】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。

【図３】図２の動作説明図である。

【図４】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。

【図５】従来より一般に使用されている従来例の構成説
明図である。

【符号の説明】

１ 油水分離槽 ２ 油 ３ 水 ４ エマルジョン ５ 注入管 ６ 混合廃液 ７ 界面検出スイッチ ８ 界面検出位置 ９ 油排出弁 １１ 廃油 １２ 水排出弁 １３ 廃水 ２１ 第１のセンサ ２１１ 電極 ２１２ 電極 ２２ 底部 ２３ 第２のセンサ ２３１ 電極 ２３２ 電極 ２４ 駆動回路 ２５ 界面検知回路 ３１ 第１のセンサ ３１１ 電極 ３１２ 電極 ３３ 第２のセンサ ３３１ 電極 ３３２ 電極 ３４ 駆動回路 ３５ 界面検知回路 ４１ プリント基板 ４２ 第１のセンサ ４２１ 電極 ４２２ 電極 ４３ 第２のセンサ ４３１ 電極 ４３２ 電極 ４４ コネクタ ４５ コネクタ ４６ リード ４７ リード ４８ リード ４９ リード hw 廃水口高さ hs センサ設置高さ＝所望検出レベル ho 廃油口高さ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対応する一対の電極をセンサとして利用
   し、分離している２個の液の界面を検出する界面検出ス
   イッチにおいて、 前記２個の液が満たされ底部を有する分離槽の所定位置
   に配置された第１のセンサと、 前記分離槽の該第１のセンサより前記底部側の所定位置
   に配置された第２のセンサと、 前記第１のセンサの検出値と前記第２のセンサの検出値
   とを差動演算して前記界面を検知する界面検知回路とを
   具備したことを特徴とする界面検出スイッチ。
2. 【請求項２】前記第１、第２のセンサは、前記２個の液
   の誘電率の大小関係と導電率の大小関係とが同じ関係に
   ある前記２個の液のインピーダンスの絶対値を検出する
   センサであることを特徴とする請求項１記載の界面検出
   スイッチ。
3. 【請求項３】前記第１、第２のセンサは、 プリント基板と、 該プリント基板の一面に前記底部方向に順に前記第１の
   センサの一方の電極、前記第１のセンサの他方の電極、
   前記第２のセンサの一方の電極、前記第２のセンサの他
   方の電極と配置されたことを特徴とする請求項１又は請
   求項２記載の界面検出スイッチ。