JPS60169719A - 物理量検出装置 - Google Patents
物理量検出装置Info
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- JPS60169719A JPS60169719A JP59026839A JP2683984A JPS60169719A JP S60169719 A JPS60169719 A JP S60169719A JP 59026839 A JP59026839 A JP 59026839A JP 2683984 A JP2683984 A JP 2683984A JP S60169719 A JPS60169719 A JP S60169719A
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- Japan
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- container
- liquid
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/26—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
- G01F23/263—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors
- G01F23/268—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors mounting arrangements of probes
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、流体量等の物理量を検出する物理量検出装置
に関する。
に関する。
(従来技術)
従・来、この種の装置の一例として容器内の液体量を検
出するものがあり、容器内に液体量の変化に伴って移動
するフロートを浮かせ、フロートの移動量に応じて液体
量を検出するのが一般的である。
出するものがあり、容器内に液体量の変化に伴って移動
するフロートを浮かせ、フロートの移動量に応じて液体
量を検出するのが一般的である。
しかしながら、このような構成のものでは、容器内にフ
ロートを収納するため、更にはフロートと連動する電気
的または機械的機構をも容器内に収納することもあるた
め、容器内へのフロート及び連動機構を収納するのが容
易でない。
ロートを収納するため、更にはフロートと連動する電気
的または機械的機構をも容器内に収納することもあるた
め、容器内へのフロート及び連動機構を収納するのが容
易でない。
(発明の目的)
本発明は上記不具合を解消するもので、容器等の絶縁板
の一方に電極を設け、その他方に存在する液体等の物理
量の変化に伴う電極間の静電容量を電気的に検出するこ
とによって、被検出物体と同一側に検出部材を設けるこ
となく、被検出物体の物理量を容器等の絶縁板を介した
ままで検出することが可能な物理量検出装置を提供する
ことを目的とする。
の一方に電極を設け、その他方に存在する液体等の物理
量の変化に伴う電極間の静電容量を電気的に検出するこ
とによって、被検出物体と同一側に検出部材を設けるこ
となく、被検出物体の物理量を容器等の絶縁板を介した
ままで検出することが可能な物理量検出装置を提供する
ことを目的とする。
(実施例)
以下、本発明を添付図面に示す実施例について説明する
。
。
本発明の第1の実施例を示す第1図において、1は電気
絶縁材料、例えば樹脂、よりなる容器、2は容器1内の
被検出液体、3および4は接地された導電性容器支持材
、5は物理量検出装置を示す。物理量検出装置5の詳細
を示す第2図お・よび第3図において、51.52はそ
れぞれ電気絶縁材料よりなるハウジングおよびカバーで
あり、ハウジング51の底面に内接して、容器1を介し
て液体2に対向する電極54a、54bを構成するプリ
ント板54が配設され、ハウジング51内の突出段部を
隔てて、プリント板53が設けである。
絶縁材料、例えば樹脂、よりなる容器、2は容器1内の
被検出液体、3および4は接地された導電性容器支持材
、5は物理量検出装置を示す。物理量検出装置5の詳細
を示す第2図お・よび第3図において、51.52はそ
れぞれ電気絶縁材料よりなるハウジングおよびカバーで
あり、ハウジング51の底面に内接して、容器1を介し
て液体2に対向する電極54a、54bを構成するプリ
ント板54が配設され、ハウジング51内の突出段部を
隔てて、プリント板53が設けである。
電極54a、54bによりコンデンサc1が形成される
。プリント板54とプリント板53間には導電性のビン
57及び58を半田付けし、プリント板53とプリント
板54がハウジング51内の突出段部を挟持するように
して固定される。プリント板53上には、後述の第4図
に示す発振回路100が構成してあり、ピン57及び5
8により発振回路100と、電極54a及び541)と
が作動的に接続される。プリント板53には、その一端
がハウジング51外部に延びたリード線55が接続され
、発振回路100の出力を取り出すと共に電源が供給さ
れるようになっている。第4図に示すごとく、発振回路
100は、直列に接続されたインバータ101,102
,1.03.104゜抵抗R1、およびコンデンサC2
より成り、前記電極54aと54bによって構成される
コンデンサCIは、インバータ102の出力側とインバ
ータ101の入力側に接続される。端子TIは電源供給
用であり、端子T2は発振出力取出用であり、端子T3
は接地用である。
。プリント板54とプリント板53間には導電性のビン
57及び58を半田付けし、プリント板53とプリント
板54がハウジング51内の突出段部を挟持するように
して固定される。プリント板53上には、後述の第4図
に示す発振回路100が構成してあり、ピン57及び5
8により発振回路100と、電極54a及び541)と
が作動的に接続される。プリント板53には、その一端
がハウジング51外部に延びたリード線55が接続され
、発振回路100の出力を取り出すと共に電源が供給さ
れるようになっている。第4図に示すごとく、発振回路
100は、直列に接続されたインバータ101,102
,1.03.104゜抵抗R1、およびコンデンサC2
より成り、前記電極54aと54bによって構成される
コンデンサCIは、インバータ102の出力側とインバ
ータ101の入力側に接続される。端子TIは電源供給
用であり、端子T2は発振出力取出用であり、端子T3
は接地用である。
上記第1の実施例によれば、検出対象となる流体を含む
電気絶縁性の容器1の外側面に設置した一対の電極54
aまたは54bと容器1内において対向する高さ以下に
液面22が存在する時には、電極54aと54. bと
で形成する静電容量C1は容器1の材料の持つ比誘電率
によって決まった値となる。一方、電極54a、54b
の取り付は高さ以上に液面21が存在する時には、静電
容量CIは容器1の材料の持つ比誘電率と液体2の持つ
比誘電率の双方によって決まる値となる。
電気絶縁性の容器1の外側面に設置した一対の電極54
aまたは54bと容器1内において対向する高さ以下に
液面22が存在する時には、電極54aと54. bと
で形成する静電容量C1は容器1の材料の持つ比誘電率
によって決まった値となる。一方、電極54a、54b
の取り付は高さ以上に液面21が存在する時には、静電
容量CIは容器1の材料の持つ比誘電率と液体2の持つ
比誘電率の双方によって決まる値となる。
この場合の等価回路を示す第5図において、Caは容器
1の材料の有する静電容量で、Ccは液体2による電極
54a、54b間の静電容量、Cdは液体2と容器1お
よび支持材3,4とによって形成される発振回路100
のアース電位との静電容量である。cbは液体2による
容器1の側面と支持材3.4を有する面との静電容量を
示す。
1の材料の有する静電容量で、Ccは液体2による電極
54a、54b間の静電容量、Cdは液体2と容器1お
よび支持材3,4とによって形成される発振回路100
のアース電位との静電容量である。cbは液体2による
容器1の側面と支持材3.4を有する面との静電容量を
示す。
電極54a、54bの容器1への取り付は高さ以上に液
体2が存在する場合には、電極間静電容量C+(D値は
第5図に示すCa、Cb、Cc、Cdすべての合成容量
となる。ここで、液体2が導電性のもの、例えば水のよ
うな液体である場合には、静電容1cbの両端に抵抗R
が存在し、静電容量Cdの一端であるアース電位が発振
回路1゜Oのアース電位と共通の場合、あるいは比較的
小さなインピーダンスより結合されている場合には、発
振回路10Qの発振周波数を決定するために有効な静電
容量CIの値は、電極54a、54bの取り付は高さ以
下に液面22が存在する場合に比べて小さな値となる。
体2が存在する場合には、電極間静電容量C+(D値は
第5図に示すCa、Cb、Cc、Cdすべての合成容量
となる。ここで、液体2が導電性のもの、例えば水のよ
うな液体である場合には、静電容1cbの両端に抵抗R
が存在し、静電容量Cdの一端であるアース電位が発振
回路1゜Oのアース電位と共通の場合、あるいは比較的
小さなインピーダンスより結合されている場合には、発
振回路10Qの発振周波数を決定するために有効な静電
容量CIの値は、電極54a、54bの取り付は高さ以
下に液面22が存在する場合に比べて小さな値となる。
また、液体2が非導電性である場合には、等価回路に示
す抵抗Rは存在せず、上記電極数り付は高さ以下に液面
が存在する場合の静電容量C+の値に比べて、該高さ以
上に液面を有する場合の静電容量値は液体の持つ比誘電
率により大きくなる。さらに、液体2が導電性液体であ
っても、等価回路における静電容量Cdの一端のアース
と、発振回路100のアースとが完全に絶縁されている
場合には静電容量C1の値は液体の比誘電率により同様
に大きくなる。
す抵抗Rは存在せず、上記電極数り付は高さ以下に液面
が存在する場合の静電容量C+の値に比べて、該高さ以
上に液面を有する場合の静電容量値は液体の持つ比誘電
率により大きくなる。さらに、液体2が導電性液体であ
っても、等価回路における静電容量Cdの一端のアース
と、発振回路100のアースとが完全に絶縁されている
場合には静電容量C1の値は液体の比誘電率により同様
に大きくなる。
すなわち、容器1内の電極54a、54bと対向する位
置に液体2が存在しない時の静電容量C1の値ば、容器
1の材料の比誘電率によって決まる。
置に液体2が存在しない時の静電容量C1の値ば、容器
1の材料の比誘電率によって決まる。
この時の発振回路100の出力周波数を第6図(A)に
示す。電極54a、54bの取り付は高さ以上に液面が
あり、容器支持材3及び4が発振回路100のアースと
電気的に結合されている場合に、液体が導電性、例えば
水であれば静電容量CIの値は小さくなり発振回路10
0の発振周波数は第6図(C)に示す如く高い周波数と
なる。
示す。電極54a、54bの取り付は高さ以上に液面が
あり、容器支持材3及び4が発振回路100のアースと
電気的に結合されている場合に、液体が導電性、例えば
水であれば静電容量CIの値は小さくなり発振回路10
0の発振周波数は第6図(C)に示す如く高い周波数と
なる。
該液面高さで液体が非導電性の、例えばオイル等の液体
であれば、静電容量C1の値は大きくなり、上記発振周
波数は第6図(B)に示す如く低くなる。このように検
出液面が所定の取り付は高さ以上である場合と、以下で
ある場合とに応じて、液量の変化が周波数の違いとして
出力、検出される。
であれば、静電容量C1の値は大きくなり、上記発振周
波数は第6図(B)に示す如く低くなる。このように検
出液面が所定の取り付は高さ以上である場合と、以下で
ある場合とに応じて、液量の変化が周波数の違いとして
出力、検出される。
上記第1の実施例では電極54a、54bは容器1の大
きさよりも充分に小型とし、液面高さが該電極設置位置
以上であるか否かを検出するものとしたが、該電極は第
7図に示す第2実施例の如く、容器1の底面から上面に
至る帯状とし、電極54aと54bとの境界が液面21
と直角となるようにして容器1の外部に配設しても良い
。これにより電極54aと54bとの間の静電容量C1
は液面高さの変化と共に変化し、上記電極54a。
きさよりも充分に小型とし、液面高さが該電極設置位置
以上であるか否かを検出するものとしたが、該電極は第
7図に示す第2実施例の如く、容器1の底面から上面に
至る帯状とし、電極54aと54bとの境界が液面21
と直角となるようにして容器1の外部に配設しても良い
。これにより電極54aと54bとの間の静電容量C1
は液面高さの変化と共に変化し、上記電極54a。
54bと接続した第1実施例と同一の発振回路100の
発振周波数は、液面高さによって決まった周波数となる
。これにより出力周波数から液面高さを検出することが
できる。
発振周波数は、液面高さによって決まった周波数となる
。これにより出力周波数から液面高さを検出することが
できる。
更に上記の電極54a、54bは、第8図に示す第3実
施例のごとく容器1の側面上において、底面から上面に
至るくし形とし、第1実施例と同様に発振回路100と
接続することで、電極54a、54b間の静電容量C1
は液面21の変動に従って階段状に変化し、それに伴い
所定の液面高さごとに周波数の変化する発振出力が得ら
れる。
施例のごとく容器1の側面上において、底面から上面に
至るくし形とし、第1実施例と同様に発振回路100と
接続することで、電極54a、54b間の静電容量C1
は液面21の変動に従って階段状に変化し、それに伴い
所定の液面高さごとに周波数の変化する発振出力が得ら
れる。
第9.10図に示す第4実施例では絶縁性材料よりなる
板60の一方の面にプリント板54上に構成した少なく
とも一対の突起部より成るくし状の電極54.a、54
.bを配設し、発振回路100の静電容量CIを構成す
る。この構成により、板60の他方の面に付着した液体
2の量を検出することができる。
板60の一方の面にプリント板54上に構成した少なく
とも一対の突起部より成るくし状の電極54.a、54
.bを配設し、発振回路100の静電容量CIを構成す
る。この構成により、板60の他方の面に付着した液体
2の量を検出することができる。
なお、第4実施例において、電極54a、54bの形状
は第10図に示ずくし状のものに限らず、少なくとも一
対の導体を交互に配置したものであれば良く、例えば第
11図、第12図に示す形状でもよい。但し、第12図
に示す同心円形状とした場合には、電極54a相互、5
4b相互に電気的に接続しなければならない。更に上記
電極54a、54bの配置は同一平面上に配設すること
なく、第13図に示すごとく基板54によって相互に絶
縁された多層構造としても良い。
は第10図に示ずくし状のものに限らず、少なくとも一
対の導体を交互に配置したものであれば良く、例えば第
11図、第12図に示す形状でもよい。但し、第12図
に示す同心円形状とした場合には、電極54a相互、5
4b相互に電気的に接続しなければならない。更に上記
電極54a、54bの配置は同一平面上に配設すること
なく、第13図に示すごとく基板54によって相互に絶
縁された多層構造としても良い。
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、流量検
出のみならず固体等信の物理量の検出にも適用できるこ
とは明らかである。
出のみならず固体等信の物理量の検出にも適用できるこ
とは明らかである。
(発明の効果)
上述の通り、本発明によれば被検出物体とは電気絶縁材
を介して対向する電極を設けて、この電極間の静電容量
を検出すgことによって被検出物の物理量を検出するよ
うにしているため、被検出物と同一側に検出部材を設け
る必要がなく、容器等の外部に検出部材を設置するだけ
で容易に物理量検出が可能になるという効果がある。
を介して対向する電極を設けて、この電極間の静電容量
を検出すgことによって被検出物の物理量を検出するよ
うにしているため、被検出物と同一側に検出部材を設け
る必要がなく、容器等の外部に検出部材を設置するだけ
で容易に物理量検出が可能になるという効果がある。
第1図は本発明装置の第1実施例の全体構成を示す一部
破断模式図、第2図および第3図はそれぞれ第1実施例
の要部詳細構成を示す断面図および平面図、第4図は第
1実施例に用いられる発振回路の電気回路図、第5図お
よび第6図はそれぞれ第1実施例の作動説明に供する等
価回路図および信号波形図、第7図は本発明装置の第2
実施例の要部構成を示す模式図、第8図は本発明装置の
第3実施例の要部構成を示す模式図、第9図および第1
0図はそれぞれ本発明装置の第4実施例の要部構成を示
す側面図および平面図、第11図。 第12図および第13図はそれぞれ第4実施例の電極構
造の各種形状例を示す模式図である。 1・・・電気絶縁材としての容器、2・・・被検出物体
としての流体、54aおよび54b・・・電極、100
・・・発振回路。 代理人弁理士 岡 部 隆 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 第9図 第10図 u 第11図 b4a ″:J4
破断模式図、第2図および第3図はそれぞれ第1実施例
の要部詳細構成を示す断面図および平面図、第4図は第
1実施例に用いられる発振回路の電気回路図、第5図お
よび第6図はそれぞれ第1実施例の作動説明に供する等
価回路図および信号波形図、第7図は本発明装置の第2
実施例の要部構成を示す模式図、第8図は本発明装置の
第3実施例の要部構成を示す模式図、第9図および第1
0図はそれぞれ本発明装置の第4実施例の要部構成を示
す側面図および平面図、第11図。 第12図および第13図はそれぞれ第4実施例の電極構
造の各種形状例を示す模式図である。 1・・・電気絶縁材としての容器、2・・・被検出物体
としての流体、54aおよび54b・・・電極、100
・・・発振回路。 代理人弁理士 岡 部 隆 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 第9図 第10図 u 第11図 b4a ″:J4
Claims (1)
- 被検出物体に近接する電気絶縁材と、この電気絶縁材を
介して前記被検出物体に対向すべく電気絶縁材に設けら
れ相互に絶縁された複数の電極と、この電極に接続され
て電極間の静電容量によって前記被検出物体の物理量を
検出する回路とを備えたことを特徴とする物理量検出装
置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59026839A JPS60169719A (ja) | 1984-02-14 | 1984-02-14 | 物理量検出装置 |
US06/697,005 US4603581A (en) | 1984-02-14 | 1985-01-31 | Sensing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59026839A JPS60169719A (ja) | 1984-02-14 | 1984-02-14 | 物理量検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60169719A true JPS60169719A (ja) | 1985-09-03 |
Family
ID=12204433
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59026839A Pending JPS60169719A (ja) | 1984-02-14 | 1984-02-14 | 物理量検出装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4603581A (ja) |
JP (1) | JPS60169719A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPH02168122A (ja) * | 1988-08-22 | 1990-06-28 | Werner Heinze | レベルメータ |
JPH11108735A (ja) * | 1997-10-03 | 1999-04-23 | Nitta Ind Corp | 水位センサ |
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