JPH1183595A - レベルセンサ - Google Patents
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- JPH1183595A JPH1183595A JP9223798A JP22379897A JPH1183595A JP H1183595 A JPH1183595 A JP H1183595A JP 9223798 A JP9223798 A JP 9223798A JP 22379897 A JP22379897 A JP 22379897A JP H1183595 A JPH1183595 A JP H1183595A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 液面や粉粒面の高さを連続的に判定でき且つ
信頼性に優れたレベルセンサを提供すること。 【解決手段】 周囲の浮遊容量の影響を受けやすくした
線状又は棒状の電極から成る静電容量式の可変コンデン
サＣV を設けると共に前記可変コンデンサＣV に固定抵
抗を接続して積分回路INを形成し、前記積分回路INに周
波数及びデューティが一定のクロックを入力すると共に
前記積分回路INからの出力をロジックＩＣに入力し、可
変コンデンサＣV の液体又は粉粒体への漬侵量が変わる
ことによって生じる可変コンデンサＣV の〔静電容量＋
浮遊容量〕の変化と対応してロジックＩＣの出力が変化
するようにしてある。
信頼性に優れたレベルセンサを提供すること。 【解決手段】 周囲の浮遊容量の影響を受けやすくした
線状又は棒状の電極から成る静電容量式の可変コンデン
サＣV を設けると共に前記可変コンデンサＣV に固定抵
抗を接続して積分回路INを形成し、前記積分回路INに周
波数及びデューティが一定のクロックを入力すると共に
前記積分回路INからの出力をロジックＩＣに入力し、可
変コンデンサＣV の液体又は粉粒体への漬侵量が変わる
ことによって生じる可変コンデンサＣV の〔静電容量＋
浮遊容量〕の変化と対応してロジックＩＣの出力が変化
するようにしてある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、液面や粉粒面の
高さを検知するためのレベルセンサに関するものであ
る。
高さを検知するためのレベルセンサに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】上記レベルセンサとしては、例えば図17
に示すようなものがある。このセンサは図17に示すよう
に、縦配列された複数の近接スイッチ90a を有するパイ
プ状体90と、前記パイプ状体90に外挿され且つ内周面側
に磁石91a を配置させたフロート91とから成り、液面の
上昇・降下に応じて上下動するフロート91の磁石91a が
どの位置の近接スイッチ90a と対向しているかを検知す
ることにより、液面高さを判定できるようにしたもので
ある。
に示すようなものがある。このセンサは図17に示すよう
に、縦配列された複数の近接スイッチ90a を有するパイ
プ状体90と、前記パイプ状体90に外挿され且つ内周面側
に磁石91a を配置させたフロート91とから成り、液面の
上昇・降下に応じて上下動するフロート91の磁石91a が
どの位置の近接スイッチ90a と対向しているかを検知す
ることにより、液面高さを判定できるようにしたもので
ある。
【０００３】しかしながら、上記レベルセンサでは以下
に示すような問題がある。 フロート91が近接スイッチ90a のある位置に来たとき
にしか検知されないことから、液面高さは不連続にしか
判定できない。 パイプ状体90に対してフロート91が上下動する形式で
あるから、パイプ状体90とフロート91相互間にゴミ等が
詰まったときにはパイプ状体90に対してフロート91が動
きにくくなり液面高さを検知できなくなる。つまり、機
械的な要素が多いことから信頼性に劣る。
に示すような問題がある。 フロート91が近接スイッチ90a のある位置に来たとき
にしか検知されないことから、液面高さは不連続にしか
判定できない。 パイプ状体90に対してフロート91が上下動する形式で
あるから、パイプ状体90とフロート91相互間にゴミ等が
詰まったときにはパイプ状体90に対してフロート91が動
きにくくなり液面高さを検知できなくなる。つまり、機
械的な要素が多いことから信頼性に劣る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明で
は、液面や粉粒面の高さを連続的に判定でき且つ信頼性
に優れたレベルセンサを提供することを課題とする。
は、液面や粉粒面の高さを連続的に判定でき且つ信頼性
に優れたレベルセンサを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１、２記載の発明
のレベルセンサは、周囲の浮遊容量の影響を受けやすく
した線状又は棒状の電極から成る静電容量式の可変コン
デンサＣV を設けると共に前記可変コンデンサＣV に固
定抵抗を接続して積分回路INを形成し、前記積分回路IN
に周波数及びデューティが一定のクロックを入力すると
共に前記積分回路INからの出力をロジックＩＣに入力
し、可変コンデンサＣV の液体又は粉粒体への漬侵量が
変わることによって生じる可変コンデンサＣV の〔静電
容量＋浮遊容量〕の変化と対応してロジックＩＣの出力
が変化するようにしてある。
のレベルセンサは、周囲の浮遊容量の影響を受けやすく
した線状又は棒状の電極から成る静電容量式の可変コン
デンサＣV を設けると共に前記可変コンデンサＣV に固
定抵抗を接続して積分回路INを形成し、前記積分回路IN
に周波数及びデューティが一定のクロックを入力すると
共に前記積分回路INからの出力をロジックＩＣに入力
し、可変コンデンサＣV の液体又は粉粒体への漬侵量が
変わることによって生じる可変コンデンサＣV の〔静電
容量＋浮遊容量〕の変化と対応してロジックＩＣの出力
が変化するようにしてある。
【０００６】請求項３、４記載の発明のレベルセンサ
は、周囲の浮遊容量の影響を受けやすくした線状又は棒
状の電極1cを設けると共に前記電極1cに固定抵抗を接続
して積分回路INを形成し、前記積分回路INに周波数及び
デューティが一定のクロックを入力すると共に前記積分
回路INからの出力をロジックＩＣに入力し、前記電極1c
の液体又は粉粒体への漬侵量が変わることによって生じ
る電極1cの周囲の浮遊容量の変化と対応してロジックＩ
Ｃの出力が変化するようにしてある。
は、周囲の浮遊容量の影響を受けやすくした線状又は棒
状の電極1cを設けると共に前記電極1cに固定抵抗を接続
して積分回路INを形成し、前記積分回路INに周波数及び
デューティが一定のクロックを入力すると共に前記積分
回路INからの出力をロジックＩＣに入力し、前記電極1c
の液体又は粉粒体への漬侵量が変わることによって生じ
る電極1cの周囲の浮遊容量の変化と対応してロジックＩ
Ｃの出力が変化するようにしてある。
【０００７】請求項５、６記載の発明のレベルセンサ
は、固定抵抗部と、浮遊容量を誘発する線状又は棒状の
電極1cと固定コンデンサＣ1 から成る容量部とを組み合
わせて積分回路INを形成し、前記積分回路INに周波数及
びデューティが一定のクロックを入力すると共に前記積
分回路INからの出力をロジックＩＣに入力し、電極1cの
液体への漬浸量が変わることによって生じる〔固定コン
デンサＣ1 の静電容量＋電極1cの浮遊容量〕の変化と対
応してロジックＩＣの出力が変化するようにしてある。
は、固定抵抗部と、浮遊容量を誘発する線状又は棒状の
電極1cと固定コンデンサＣ1 から成る容量部とを組み合
わせて積分回路INを形成し、前記積分回路INに周波数及
びデューティが一定のクロックを入力すると共に前記積
分回路INからの出力をロジックＩＣに入力し、電極1cの
液体への漬浸量が変わることによって生じる〔固定コン
デンサＣ1 の静電容量＋電極1cの浮遊容量〕の変化と対
応してロジックＩＣの出力が変化するようにしてある。
【０００８】なお、上記レベルセンサに関して、電極1c
は、樹脂部材又はゴム部材により被覆されていることが
好ましい。
は、樹脂部材又はゴム部材により被覆されていることが
好ましい。
【０００９】このレベルセンサの機能については、以下
の発明の実施の形態の欄で詳述する。
の発明の実施の形態の欄で詳述する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を、
図面に従って説明する。 （実施形態１）この実施形態のレベルセンサは液体を対
象としたものであり、図１や図２に示すように、静電容
量式可変コンデンサＣV から成るセンサ主体１と、前記
センサ主体１の液体への漬侵量が変わることによって生
じる可変コンデンサＣV の〔静電容量＋浮遊容量〕の変
化と対応して出力する検出回路DKとから構成されてい
る。
図面に従って説明する。 （実施形態１）この実施形態のレベルセンサは液体を対
象としたものであり、図１や図２に示すように、静電容
量式可変コンデンサＣV から成るセンサ主体１と、前記
センサ主体１の液体への漬侵量が変わることによって生
じる可変コンデンサＣV の〔静電容量＋浮遊容量〕の変
化と対応して出力する検出回路DKとから構成されてい
る。
【００１１】以下に、このレベルセンサの主要構成につ
いて説明する。〔センサ主体１について〕 センサ主体１は、図１に示す
ように、周囲の浮遊容量の影響を受けやすくした線状の
電極1a，1bを平行配置して成る可変コンデンサＣV と、
前記可変コンデンサＣV を被覆する合成樹脂10（又はゴ
ム部材）とから構成されている。なお、このセンサ主体
１には、容器８の固定壁面80に取り付けるための吸盤を
具備させてある。
いて説明する。〔センサ主体１について〕 センサ主体１は、図１に示す
ように、周囲の浮遊容量の影響を受けやすくした線状の
電極1a，1bを平行配置して成る可変コンデンサＣV と、
前記可変コンデンサＣV を被覆する合成樹脂10（又はゴ
ム部材）とから構成されている。なお、このセンサ主体
１には、容器８の固定壁面80に取り付けるための吸盤を
具備させてある。
【００１２】ここで、上記電極1a，1bに電位差を付与す
ると可変コンデンサＣV には静電容量が発生するが、周
囲が空気である部分は誘電率がε1 であり、液体と接触
している部分は誘電率ε2 であることから、液面高さに
より電極1a, 1bの周囲に発生する浮遊容量が異なる。
ると可変コンデンサＣV には静電容量が発生するが、周
囲が空気である部分は誘電率がε1 であり、液体と接触
している部分は誘電率ε2 であることから、液面高さに
より電極1a, 1bの周囲に発生する浮遊容量が異なる。
【００１３】電極1a, 1b相互間の静電容量：Ｃab0 周囲が空気である部分の浮遊容量：Ｃs1 周囲が液体である部分の浮遊容量：Ｃs2 なお、液体が水の場合は、Ｃs1：Ｃs2＝１：80 とすると、電極1a, 1bにより発生する全容量はＣab0 ＋
Ｃs1＋Ｃs2となる。また、Ｃs1とＣs2は、それぞれ電極
1a, 1bの長さＬ1 ，Ｌ2 に比例する。したがって、全容
量Ｃab＝Ｃab0 ＋Ｃs1＋Ｃs2は液面高さに応じてほぼ直
線的に変化することとなる。〔検出回路DKについて〕 検出回路DKは、図２に示す如
く、固定抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 と、上記可変コンデンサ
ＣV と、ＥＸ−ＯＲロジックＩＣ〔符号IC1 〕とを有し
ており、抵抗Ｒ1と可変コンデンサＣV とが積分回路IN
（時定数：全容量Ｃab×抵抗Ｒ1 の抵抗値ｒ1 ）を、抵
抗Ｒ2 とＥＸ−ＯＲロジックＩＣ〔IC1 〕とが積分回路
IN1 （時定数：ＥＸ−ＯＲロジックＩＣ〔IC1 〕の入力
容量Ｃin2 ×抵抗Ｒ2 の抵抗値ｒ2）を、それぞれ構成
するものとしている。なお、この検出回路DKでは、抵抗
Ｒ1もＥＸ−ＯＲロジックＩＣ〔IC1 〕の入力容量Ｃ
in1 の影響を受けるがＣab≫Ｃ in1 なので、ここではＣ
in1 の影響を無視することにする。
Ｃs1＋Ｃs2となる。また、Ｃs1とＣs2は、それぞれ電極
1a, 1bの長さＬ1 ，Ｌ2 に比例する。したがって、全容
量Ｃab＝Ｃab0 ＋Ｃs1＋Ｃs2は液面高さに応じてほぼ直
線的に変化することとなる。〔検出回路DKについて〕 検出回路DKは、図２に示す如
く、固定抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 と、上記可変コンデンサ
ＣV と、ＥＸ−ＯＲロジックＩＣ〔符号IC1 〕とを有し
ており、抵抗Ｒ1と可変コンデンサＣV とが積分回路IN
（時定数：全容量Ｃab×抵抗Ｒ1 の抵抗値ｒ1 ）を、抵
抗Ｒ2 とＥＸ−ＯＲロジックＩＣ〔IC1 〕とが積分回路
IN1 （時定数：ＥＸ−ＯＲロジックＩＣ〔IC1 〕の入力
容量Ｃin2 ×抵抗Ｒ2 の抵抗値ｒ2）を、それぞれ構成
するものとしている。なお、この検出回路DKでは、抵抗
Ｒ1もＥＸ−ＯＲロジックＩＣ〔IC1 〕の入力容量Ｃ
in1 の影響を受けるがＣab≫Ｃ in1 なので、ここではＣ
in1 の影響を無視することにする。
【００１４】ここで、容器８の液面が変化したときにお
ける検出回路DKの動作について図２〜図４を使用して説
明する。 P1にクロックCLK が入力されると、P2， P3 では一定
の時定数Ｃab・ｒ1 及び時定数Ｃin2 ・ｒ2 に従い、図
３に示すような積分波形となっている。 液面が上昇すると、空気の誘電率Ｃs1＜液体の誘電率
Ｃs2であるから全容量Ｃabが増加し、これに伴って時定
数Ｃab・ｒ1 は増加する。したがって、P2の波形は図３
に示す如くP2’のように傾斜が小さなものになり、クロ
ックCLK の変化時間からスレッシホールト電圧Ｖthと一
致するまでの時間Ｔthは長くなる。その結果、ＥＸ−Ｏ
ＲロジックＩＣ〔IC1 〕の出力はP4からP4’のようにデ
ューティが大きくなる。つまり、液体の変化がＥＸ−Ｏ
ＲロジックＩＣ〔IC1 〕の出力のデューティ変化として
現れるのである。 なお、ＥＸ−ＯＲロジックＩＣ〔IC1 〕のP4での出力
はローパスフィルタを通せばアナログ電圧となり、その
大きさはデューティに比例する。すなわち、液面高さの
上昇に対応して出力電圧も上昇することになる。また、
上記した液面高さの変化とＥＸ−ＯＲロジックＩＣ〔IC
1 〕の出力のデューティの変化は正確には比例していな
いが、回路定数を適当にすれば、実用上十分な直線性は
得られる。
ける検出回路DKの動作について図２〜図４を使用して説
明する。 P1にクロックCLK が入力されると、P2， P3 では一定
の時定数Ｃab・ｒ1 及び時定数Ｃin2 ・ｒ2 に従い、図
３に示すような積分波形となっている。 液面が上昇すると、空気の誘電率Ｃs1＜液体の誘電率
Ｃs2であるから全容量Ｃabが増加し、これに伴って時定
数Ｃab・ｒ1 は増加する。したがって、P2の波形は図３
に示す如くP2’のように傾斜が小さなものになり、クロ
ックCLK の変化時間からスレッシホールト電圧Ｖthと一
致するまでの時間Ｔthは長くなる。その結果、ＥＸ−Ｏ
ＲロジックＩＣ〔IC1 〕の出力はP4からP4’のようにデ
ューティが大きくなる。つまり、液体の変化がＥＸ−Ｏ
ＲロジックＩＣ〔IC1 〕の出力のデューティ変化として
現れるのである。 なお、ＥＸ−ＯＲロジックＩＣ〔IC1 〕のP4での出力
はローパスフィルタを通せばアナログ電圧となり、その
大きさはデューティに比例する。すなわち、液面高さの
上昇に対応して出力電圧も上昇することになる。また、
上記した液面高さの変化とＥＸ−ＯＲロジックＩＣ〔IC
1 〕の出力のデューティの変化は正確には比例していな
いが、回路定数を適当にすれば、実用上十分な直線性は
得られる。
【００１５】図４は可変コンデンサＣV を構成する電極
1a，1bを高さ６００ｍｍとした場合の出力（ｍＶ）−水
面高さ（ｃｍ）のグラフを示したものであるが、実用上
十分な直線性が得られていることが判る。 他方、図２に示した検出回路DKにローパスフィルタを
付加したものは直径２５ｍｍ程度の小さなプリント基板
に組み込むことができる。 上記したからも明らかなように、この発明に係る
レベルセンサは、非常にコンパクトであり且つ低コスト
である。また、このレベルセンサは、機械的動作をする
部分は存在していないから信頼性に優れている。 （実施形態２）この実施形態のレベルセンサは、図５や
図６に示すように、センサ主体１と、前記センサ主体１
の液体への漬浸量が変わることによって生じる容量変化
と対応して出力する検出回路DKとから構成されている。
1a，1bを高さ６００ｍｍとした場合の出力（ｍＶ）−水
面高さ（ｃｍ）のグラフを示したものであるが、実用上
十分な直線性が得られていることが判る。 他方、図２に示した検出回路DKにローパスフィルタを
付加したものは直径２５ｍｍ程度の小さなプリント基板
に組み込むことができる。 上記したからも明らかなように、この発明に係る
レベルセンサは、非常にコンパクトであり且つ低コスト
である。また、このレベルセンサは、機械的動作をする
部分は存在していないから信頼性に優れている。 （実施形態２）この実施形態のレベルセンサは、図５や
図６に示すように、センサ主体１と、前記センサ主体１
の液体への漬浸量が変わることによって生じる容量変化
と対応して出力する検出回路DKとから構成されている。
【００１６】以下に、このレベルセンサの主要構成につ
いて説明する。〔センサ主体１について〕 センサ主体１は、図５に示す
ように、周囲の浮遊容量の影響を受けやすくした電極1c
を合成樹脂10で被覆するようにして構成されており、容
器８の固定壁面80に取り付けるための吸盤２を具備させ
てある。なお、図５に示すように液体を入れる容器８を
接地しているが、これは検出回路の動作面から見れば安
定するからである。
いて説明する。〔センサ主体１について〕 センサ主体１は、図５に示す
ように、周囲の浮遊容量の影響を受けやすくした電極1c
を合成樹脂10で被覆するようにして構成されており、容
器８の固定壁面80に取り付けるための吸盤２を具備させ
てある。なお、図５に示すように液体を入れる容器８を
接地しているが、これは検出回路の動作面から見れば安
定するからである。
【００１７】ここで、このセンサ主体１は、周囲が空気
である部分の誘電率と液体と接触している部分の誘電率
とが相違することから、液面高さにより浮遊容量が変化
するものとなる。
である部分の誘電率と液体と接触している部分の誘電率
とが相違することから、液面高さにより浮遊容量が変化
するものとなる。
【００１８】センサ主体１の周辺の浮遊容量：Ｃs センサ主体１の周囲が空気である部分の浮遊容量：Ｃs1 センサ主体１の周囲が液体である部分の浮遊容量：Ｃs2 空気の誘電率ε1 、液体の誘電率ε2 （ε1 ＜ε2 ） とすると、全容量Ｃs ＝Ｃs1＋Ｃs2となる。また、Ｃs1
とＣs2は、それぞれ電極1cの長さＬ1 ，Ｌ2 （図５参
照）に比例し、したがって、全容量は液面高さによって
直線的に変化する。〔検出回路DKについて〕 検出回路DKは、図６に示す如
く、固定抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 と、固定コンデンサＣ1
と、上記センサ主体１と、ＥＸ−ＯＲロジックＩＣ〔符
号IC1 〕とから成り、前記抵抗Ｒ1 と（固定コンデンサ
Ｃ1 ＋電極1c）により積分回路を、抵抗Ｒ 2 とＥＸ−Ｏ
ＲロジックＩＣ〔IC1 〕とにより積分回路を、それぞれ
構成している。なお、抵抗Ｒ1 もＥＸ−ＯＲロジックＩ
Ｃ〔IC1 〕の入力容量の影響をうけるが、前記入力容量
は（固定コンデンサＣ1 ＋電極1c）の容量に比べて極め
て小さいので、ここでは前記入力容量は無視することに
する。
とＣs2は、それぞれ電極1cの長さＬ1 ，Ｌ2 （図５参
照）に比例し、したがって、全容量は液面高さによって
直線的に変化する。〔検出回路DKについて〕 検出回路DKは、図６に示す如
く、固定抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 と、固定コンデンサＣ1
と、上記センサ主体１と、ＥＸ−ＯＲロジックＩＣ〔符
号IC1 〕とから成り、前記抵抗Ｒ1 と（固定コンデンサ
Ｃ1 ＋電極1c）により積分回路を、抵抗Ｒ 2 とＥＸ−Ｏ
ＲロジックＩＣ〔IC1 〕とにより積分回路を、それぞれ
構成している。なお、抵抗Ｒ1 もＥＸ−ＯＲロジックＩ
Ｃ〔IC1 〕の入力容量の影響をうけるが、前記入力容量
は（固定コンデンサＣ1 ＋電極1c）の容量に比べて極め
て小さいので、ここでは前記入力容量は無視することに
する。
【００１９】ここで、容器８内の液面高さが変化したと
きにおける検出回路DKの動作について図５〜図７を使用
して説明する。なお、検出回路DKのP1点には周波数及び
デューティが一定のクロックを入力する。 液面高さがセンサ主体１の下端からＬ1 の位置に上昇
したときには図６におけるP2,P3,P4点の電圧波形は図７
に示すようになる。 前記状態から液面高さがセンサ主体１の下端からＬ1'
（Ｌ1 ＜Ｌ1'）の位置に上昇すると、センサ主体１の周
辺の浮遊容量はＣs ’（Ｃs ＜Ｃs ’）に変化する。し
たがって、図７に示すように、P2点の波形はP2’のよう
に変化し、これに応じてＥＸ−ＯＲロジックＩＣ〔IC1
〕の出力P4’のように出力パルスのデューティが変化
する。 P4点の後にローパスフィルタを追加すれば実施形態１
と同様に、アナログ電圧化され、液面高さの上昇に対応
して出力電圧も上昇することになる。 図８は、図６の検出回路DKにローパスフィルタを追加
して水の液面高さに応じた出力電圧を測定した結果であ
る。水面高さが０ｃｍ付近で出力電圧が急激に変化して
いるが、これは水の誘電率（約８０）が空気の誘電率
（約１）に比べてかなり大きいために起こっているので
あり、センサ主体１が僅かに水と接触している時点から
測定すればこのような急激な変化は現れない。なお、こ
の現象は液面の原点位置を知る上で有力な手段として活
用できる。 他方、図６の検出回路DKに変えて図９の検出回路DKを
採用することもできる。すなわち、固定コンデンサＣ1
を省くことも可能である。 （実施形態３）この実施形態では、広い入力周波数範囲
で安定した出力を得ることができるようにするため、図
10に示す検出回路DKを採用している。
きにおける検出回路DKの動作について図５〜図７を使用
して説明する。なお、検出回路DKのP1点には周波数及び
デューティが一定のクロックを入力する。 液面高さがセンサ主体１の下端からＬ1 の位置に上昇
したときには図６におけるP2,P3,P4点の電圧波形は図７
に示すようになる。 前記状態から液面高さがセンサ主体１の下端からＬ1'
（Ｌ1 ＜Ｌ1'）の位置に上昇すると、センサ主体１の周
辺の浮遊容量はＣs ’（Ｃs ＜Ｃs ’）に変化する。し
たがって、図７に示すように、P2点の波形はP2’のよう
に変化し、これに応じてＥＸ−ＯＲロジックＩＣ〔IC1
〕の出力P4’のように出力パルスのデューティが変化
する。 P4点の後にローパスフィルタを追加すれば実施形態１
と同様に、アナログ電圧化され、液面高さの上昇に対応
して出力電圧も上昇することになる。 図８は、図６の検出回路DKにローパスフィルタを追加
して水の液面高さに応じた出力電圧を測定した結果であ
る。水面高さが０ｃｍ付近で出力電圧が急激に変化して
いるが、これは水の誘電率（約８０）が空気の誘電率
（約１）に比べてかなり大きいために起こっているので
あり、センサ主体１が僅かに水と接触している時点から
測定すればこのような急激な変化は現れない。なお、こ
の現象は液面の原点位置を知る上で有力な手段として活
用できる。 他方、図６の検出回路DKに変えて図９の検出回路DKを
採用することもできる。すなわち、固定コンデンサＣ1
を省くことも可能である。 （実施形態３）この実施形態では、広い入力周波数範囲
で安定した出力を得ることができるようにするため、図
10に示す検出回路DKを採用している。
【００２０】前記検出回路DKは、図10に示すように、可
変コンデンサＣV の電極1aに固定抵抗Ｒを通して電圧Ｖ
CCを印加すると共に、電極1bはウラウンドに接地してあ
り、前記可変コンデンサＣV と抵抗Ｒの接地点P5にスイ
ッチング素子SWとインバータＩＣ〔符号U1〕の入力側を
接続してある。なお、スイッチング素子（ＦＥＴ）SWは
可変コンデンサＣV と抵抗Ｒの接続点P5の電位をグラウ
ンド（０Ｖ）近くまで急速に落とす働きをする。
変コンデンサＣV の電極1aに固定抵抗Ｒを通して電圧Ｖ
CCを印加すると共に、電極1bはウラウンドに接地してあ
り、前記可変コンデンサＣV と抵抗Ｒの接地点P5にスイ
ッチング素子SWとインバータＩＣ〔符号U1〕の入力側を
接続してある。なお、スイッチング素子（ＦＥＴ）SWは
可変コンデンサＣV と抵抗Ｒの接続点P5の電位をグラウ
ンド（０Ｖ）近くまで急速に落とす働きをする。
【００２１】この検出回路DKを採用した場合のP5点での
電圧波形、及びインバータＩＣ〔U1〕の出力電圧につい
て図11に示しておく。 （可変コンデンサＣV や電極1cの他の実施形態）上記実
施形態では、電極1a，1bから成る可変コンデンサＣV や
電極1cを合成樹脂で被覆しているが、液体の種類によっ
ては被覆のないものでもよい。この構成の可変コンデン
サＣV を採用した場合、液面の変化に応じて変化するの
は、浮遊容量Ｃs1，Ｃｓ2 だけでなく静電容量Ｃab0 自
体も変化することになるが、同様の検出回路DKを使用す
ることにより液面の高さの検出が可能である。
電圧波形、及びインバータＩＣ〔U1〕の出力電圧につい
て図11に示しておく。 （可変コンデンサＣV や電極1cの他の実施形態）上記実
施形態では、電極1a，1bから成る可変コンデンサＣV や
電極1cを合成樹脂で被覆しているが、液体の種類によっ
ては被覆のないものでもよい。この構成の可変コンデン
サＣV を採用した場合、液面の変化に応じて変化するの
は、浮遊容量Ｃs1，Ｃｓ2 だけでなく静電容量Ｃab0 自
体も変化することになるが、同様の検出回路DKを使用す
ることにより液面の高さの検出が可能である。
【００２２】なお、上記実施形態１〜３及びこの実施形
態において、導電線にかえて導電棒を使用することもで
きる。この導電棒についてはフラッドバー状のもの、角
形状のもの等様々な断面形状のものを使用できる。 （検出回路DKについての他の実施形態）この発明のレベ
ルセンサに採用される検出回路DKは、基本的には積分回
路とロジックＩＣとから成るものであり、上記した検出
回路DKとは別に例えば図12〜図16に示したものも採用で
きる。図中、符号Ｒ，Ｒ4 ，Ｒ5 は抵抗、符号ＣV は可
変コンデンサ、符号U1はインバータＩＣ，符号U2はＮＯ
ＲロジックＩＣを示している。
態において、導電線にかえて導電棒を使用することもで
きる。この導電棒についてはフラッドバー状のもの、角
形状のもの等様々な断面形状のものを使用できる。 （検出回路DKについての他の実施形態）この発明のレベ
ルセンサに採用される検出回路DKは、基本的には積分回
路とロジックＩＣとから成るものであり、上記した検出
回路DKとは別に例えば図12〜図16に示したものも採用で
きる。図中、符号Ｒ，Ｒ4 ，Ｒ5 は抵抗、符号ＣV は可
変コンデンサ、符号U1はインバータＩＣ，符号U2はＮＯ
ＲロジックＩＣを示している。
【００２３】なお、図16の検出回路DKでは、時定数はＣ
ab×Ｒ4 であり、Ｒ5 は適当に選べばよい。 （このレベルセンサの測定対象となるもの）このレベル
センサの測定対象となるものとしては液体や粉体がある
が、液体の場合には比較的粘性の低いもの、例えば水、
アルコール、石油、海水等が採用できる。
ab×Ｒ4 であり、Ｒ5 は適当に選べばよい。 （このレベルセンサの測定対象となるもの）このレベル
センサの測定対象となるものとしては液体や粉体がある
が、液体の場合には比較的粘性の低いもの、例えば水、
アルコール、石油、海水等が採用できる。
【００２４】
【発明の効果】この発明の構成は上記の通りであるから
以下の効果を奏する。
以下の効果を奏する。
【００２５】課題を解決する手段の欄の内容から明らか
なように、液面や粉粒面の高さを連続的に判定でき且つ
信頼性に優れたレベルセンサを提供できた。
なように、液面や粉粒面の高さを連続的に判定でき且つ
信頼性に優れたレベルセンサを提供できた。
【図１】この発明の実施形態１におけるレベルセンサの
センサ主体を容器の固定壁面に取り付けた状態を示す断
面図。
センサ主体を容器の固定壁面に取り付けた状態を示す断
面図。
【図２】実施形態１のレベルセンサの検出回路の説明
図。
図。
【図３】実施形態１のレベルセンサの検出回路を使用し
た場合の入力側のクロック、出力側のクロック等の関係
を示す説明図。
た場合の入力側のクロック、出力側のクロック等の関係
を示す説明図。
【図４】実施形態１のレベルセンサにおける出力−水面
高さの関係を示すグラフ。
高さの関係を示すグラフ。
【図５】この発明の実施形態２におけるレベルセンサの
センサ主体を容器の固定壁面に取り付けた状態を示す断
面図。
センサ主体を容器の固定壁面に取り付けた状態を示す断
面図。
【図６】実施形態２のレベルセンサの検出回路の説明
図。
図。
【図７】実施形態２のレベルセンサの検出回路を使用し
た場合の入力側のクロック、出力側のクロック等の関係
を示す説明図。
た場合の入力側のクロック、出力側のクロック等の関係
を示す説明図。
【図８】実施形態２のレベルセンサにおける出力−水面
高さの関係を示すグラフ。
高さの関係を示すグラフ。
【図９】実施形態２のレベルセンサの検出回路の変形
例。
例。
【図10】実施形態３のレベルセンサの検出回路の説明
図。
図。
【図11】図10に示す検出回路を使用した場合の入力側の
クロック、出力側のクロック等の関係を示す説明図。
クロック、出力側のクロック等の関係を示す説明図。
【図12】この発明の他の実施形態におけるレベルセンサ
の検出回路の説明図。
の検出回路の説明図。
【図13】この発明の他の実施形態におけるレベルセンサ
の検出回路の説明図。
の検出回路の説明図。
【図14】この発明の他の実施形態におけるレベルセンサ
の検出回路の説明図。
の検出回路の説明図。
【図15】この発明の他の実施形態におけるレベルセンサ
の検出回路の説明図。
の検出回路の説明図。
【図16】この発明の他の実施形態におけるレベルセンサ
の検出回路の説明図。
の検出回路の説明図。
【図17】先行技術のレベルセンサの説明図。
Ｃ1 固定コンデンサ ＣV 可変コンデンサ IN 積分回路 IC1 ＥＸ−ＯＲロジックＩＣ 1c 電極
Claims (7)
- 【請求項１】 周囲の浮遊容量の影響を受けやすくした
線状又は棒状の電極から成る静電容量式の可変コンデン
サ（ＣV ）を設けると共に前記可変コンデンサ（ＣV ）
に固定抵抗を接続して積分回路（IN）を形成し、前記積
分回路（IN）に周波数及びデューティが一定のクロック
を入力すると共に前記積分回路（IN）からの出力をロジ
ックＩＣに入力し、可変コンデンサ（ＣV ）の液体への
漬侵量が変わることによって生じる可変コンデンサ（Ｃ
V ）の〔静電容量＋浮遊容量〕の変化と対応してロジッ
クＩＣの出力が変化するようにしてあることを特徴とす
るレベルセンサ。 - 【請求項２】 周囲の浮遊容量の影響を受けやすくした
線状又は棒状の電極から成る静電容量式の可変コンデン
サ（ＣV ）を設けると共に前記可変コンデンサ（ＣV ）
に固定抵抗を接続して積分回路（IN）を形成し、前記積
分回路（IN）に周波数及びデューティが一定のクロック
を入力すると共に前記積分回路（IN）からの出力をロジ
ックＩＣに入力し、可変コンデンサ（ＣV ）の粉粒体へ
の漬侵量が変わることによって生じる可変コンデンサ
（ＣV ）の〔静電容量＋浮遊容量〕の変化と対応してロ
ジックＩＣの出力が変化するようにしてあることを特徴
とするレベルセンサ。 - 【請求項３】 周囲の浮遊容量の影響を受けやすくした
線状又は棒状の電極（1c）を設けると共に前記電極（1
c）に固定抵抗を接続して積分回路（IN）を形成し、前
記積分回路（IN）に周波数及びデューティが一定のクロ
ックを入力すると共に前記積分回路（IN）からの出力を
ロジックＩＣに入力し、前記電極1cの液体への漬侵量が
変わることによって生じる電極（1c）の周囲の浮遊容量
の変化と対応してロジックＩＣの出力が変化するように
してあることを特徴とするレベルセンサ。 - 【請求項４】 周囲の浮遊容量の影響を受けやすくした
線状又は棒状の電極（1c）を設けると共に前記電極（1
c）に固定抵抗を接続して積分回路（IN）を形成し、前
記積分回路（IN）に周波数及びデューティが一定のクロ
ックを入力すると共に前記積分回路（IN）からの出力を
ロジックＩＣに入力し、前記電極1cの粉粒体への漬侵量
が変わることによって生じる電極（1c）の周囲の浮遊容
量の変化と対応してロジックＩＣの出力が変化するよう
にしてあることを特徴とするレベルセンサ。 - 【請求項５】 固定抵抗部と、周囲の浮遊容量の影響を
受けやすくした線状又は棒状の電極（1c）と固定コンデ
ンサ（Ｃ1 ）から成る容量部とを組み合わせて積分回路
（IN）を形成し、前記積分回路（IN）に周波数及びデュ
ーティが一定のクロックを入力すると共に前記積分回路
（IN）からの出力をロジックＩＣに入力し、電極（1c）
の液体への漬浸量が変わることによって生じる〔固定コ
ンデンサ（Ｃ1 ）の静電容量＋電極（1c）の浮遊容量〕
の変化と対応してロジックＩＣの出力が変化するように
してあることを特徴とするレベルセンサ。 - 【請求項６】 固定抵抗部と、周囲の浮遊容量の影響を
受けやすくした線状又は棒状の電極（1c）と固定コンデ
ンサ（Ｃ1 ）から成る容量部とを組み合わせて積分回路
（IN）を形成し、前記積分回路（IN）に周波数及びデュ
ーティが一定のクロックを入力すると共に前記積分回路
（IN）からの出力をロジックＩＣに入力し、電極（1c）
の粉粒体への漬浸量が変わることによって生じる〔固定
コンデンサ（Ｃ1 ）の静電容量＋電極（1c）の浮遊容
量〕の変化と対応してロジックＩＣの出力が変化するよ
うにしてあることを特徴とするレベルセンサ。 - 【請求項７】 電極1cは、樹脂部材又はゴム部材により
被覆されていることを特徴とする請求項１乃至６のいず
れかに記載のレベルセンサ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9223798A JPH1183595A (ja) | 1997-07-16 | 1997-08-20 | レベルセンサ |
| US09/116,642 US6237412B1 (en) | 1997-07-16 | 1998-07-16 | Level sensor |
| US09/752,991 US6269694B2 (en) | 1997-07-16 | 2001-01-02 | Float-supported dielectric level sensor |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19104697 | 1997-07-16 | ||
| JP9-191046 | 1997-07-16 | ||
| JP9223798A JPH1183595A (ja) | 1997-07-16 | 1997-08-20 | レベルセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1183595A true JPH1183595A (ja) | 1999-03-26 |
Family
ID=26506455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9223798A Pending JPH1183595A (ja) | 1997-07-16 | 1997-08-20 | レベルセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1183595A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190001205A (ko) * | 2017-06-26 | 2019-01-04 | 강희복 | 가변 Chamber 각도 제어 스위치 장치 |
-
1997
- 1997-08-20 JP JP9223798A patent/JPH1183595A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190001205A (ko) * | 2017-06-26 | 2019-01-04 | 강희복 | 가변 Chamber 각도 제어 스위치 장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040406 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050415 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050518 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050920 |