JPS60169719A - 物理量検出装置 - Google Patents

物理量検出装置

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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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JP
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electrodes
container
liquid
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JP59026839A
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English (en)
Inventor
Kouichi Yamanoue
耕一 山野上
Junji Kitagawa
北川　順二
Shigeyuki Akita
秋田　成行
Akira Kuno
晃 久野
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Denso Corp
Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
NipponDenso Co Ltd
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    • 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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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。

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。
（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。
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。
（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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
【図面の簡単な説明】
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

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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。
JP59026839A 1984-02-14 1984-02-14 物理量検出装置 Pending JPS60169719A (ja)

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