JPS61142420A

JPS61142420A - 液量検出装置

Info

Publication number: JPS61142420A
Application number: JP60270566A
Authority: JP
Inventors: Ei Hotsufusutain Piitaa; ピーター・エイ・ホツフスタイン
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1984-11-30
Filing date: 1985-11-29
Publication date: 1986-06-30

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は液量を検出するための装置に関するものであり
、たとえば車両用のオイルリザーバや燃料タンク等の液
量を検出するために使用される。

（従来の技術）従来この種の装置としては、たとえば米国特許第４，２
１４，４７９号公報に開示された、容量性の検出手段に
蓄えられた電荷の量をパルスの数で測定する装置がある
。また、米国特許第４，３２９，６４４号公報にはガス
タービンエンジンのシャフトやローターの速度を探知す
るための検出手段が公開されている。米国特許第３，９
１８゜３０６号公報には２枚の電極板の間の容量の変化
から車両用変速機の液量を測る装置が公開されている。

英国特許第９８９．６１８号公報には、円筒形部材の内
部に縦に長い溝を配設し、その溝に布設された導線と円
筒形部材とを電極とする検出手段が公開されている。

さらに実開昭５７−８８０３６号公報には、らせん状の
電極と、らせん状電極の静電容量を一要素とするＲＣ発
振器を配設し、液量が変化するとＲＣ発振器の発振周波
数が変化することを利用した装置などがあった。

（発明が解決しようとする問題点）従来の液量検出装置では、電極間容量の変化が比較的小
さいので、その変化を検出するためには電極間容量を一
要素とするＲＣ発振器の発振周波数が周囲の環境の影響
を受けないようにする必要があった。

ま、た、電極間の距離が短いために、低温時に被検出物
の粘度が増すと、電極間に被検出物が付着しやすくなり
、誤検出を生じやすくなるという欠点もあった。さらに
自動車等の高振動の環境で使用すると電極が振動し、電
極を固定する部分が損われる恐れもあった。

そこで、本発明では、周囲の環境の影響を受けにくい容
量性の検出手段に蓄えられる電荷の量を測定する検出回
路を構成し、さらに耐振性にすぐれ、被検出物が電極に
付着しに（い構造の検出手段を構成することを課題とす
る。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）前記課題を構成するために講じた技術手段は、容量性の
検出手段と、前記検出手段に接続されており、前記検出
手段を充放電するための充電手段と、前記検出手段の充
電電流を相当する電圧に変換する変換手段と、前記変換
手段に接続され、前記検出手段の放電電流に相当する電
圧が所定の第一の閾値を下まわった時には低位信号を、
所定の第二の閾値を上まわった時には高位信号を発生す
る評価手段と、前詰評価手段謡接続され、低位信号ある
いは高位信号に応じて液量を表示する表示手段を配設し
たことと、少なくとも二つの棒状電極と前記棒状電極を
支承するための、一つあるいは複数の支持部材を設け、
前記棒状電極を互いに平行になるよう前記支持部材によ
って支承し、さらに前記棒状電極を二つの容量板を形成
するよう接続したことである。

（作用）容量性の検出手段は検出手段の放電電流を測定する電流
測定回路に接続される。検出手段に蓄えられる電荷の量
はＱ＝ＣＥ　（Ｑは電荷量、Ｃは容Ｌ　Ｅは電圧）の関
係で定まるので、検出手段の容量は、検出手段を充電し
た後、検出手段に蓄えられた電荷を電流測定回路を通し
て放電させる操作を周期的に行うことで決定される。

本発明では、充放電手段によって容量性の検出手段に蓄
えられた電荷を、電荷の量に比例した出力電圧を発生す
る変換手段によって電圧に変換し、さらに前記変換手段
に接続された評価手段が検出手段の容量値があらかじめ
設定された値よりも上にあるか、下にあるかを判断して
、表示手段に液量を表示させる。

また、本発明の検出手段では、棒状電極の表面に支持部
材以外の部材が取り付けられていないため、電極表面の
凹凸が少なく、さらにプローブの大きさを変えずに電極
間の距離を比較的大きくできるので、低温時に被検出物
の粘度が増しても被検出物が付着しに（い。また、複数
の棒状電極を支持部材で支承した構造であるため、振動
が棒状電極に加わった際にも、棒状電極に加わる力を分
散できるので、非常に堅牢である。

（実施例）以下図面に基づいて本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明による液量検出装置の一実施例を描いた
図で、液量検出装置は、第３ａ図に示された電極部分３
０と第４図に示されたハウジング部分４０の二つの部分
から成っている。

第２図は第１図に示された電極部分３０の容量変化を検
出するための回路の回路図である。

第２図において、検出手段の容量ＣＯを充放電させる手
段として、差動増幅器ＡＩ、抵抗Ｒ２゜Ｒ３，Ｒ４，Ｒ
５およびＲ６とコンデンサＣＩから構成される方形波発
振回路２０が検出手段ＣＯに接続されている。方形波発
振回路２０の出力が負に変化すると、検出手段ＣＯは検
出手段Ｃｏの一端と接地線の間に接続されたダイオード
ＤＩを介して充電される。方形波発振回路２０の出力が
正に変化すると、検出手段Ｃｏは抵抗Ｒ７およびコンデ
ンサＣ２を介して放電される。検出手段ＣＯの容量の変
化に併う放電電流の変化は、抵抗Ｒ７と一端が接地され
他端が抵抗Ｒ７に接続されたコンデンサＣ２からなる積
分回路２１によって電圧に変換される。前記積分回路２
１によって変換された電圧は、差動増幅器Ａ２の非反転
入力端子１に加えられ、抵抗Ｒ９１Ｒ１１と可変抵抗Ｒ
ＩＯから構成された分圧回路で発生し、反転入力端子２
に加えられた電圧と比較される。差動増幅器Ａ２の非反
転入力端子１の電圧が反転入力端子２に加えられた設定
電圧よりも低い時には出力端子３は接地電位となり、抵
抗ＲＩ３を介して出力端子３に接続された発光ダイオー
ドＤ２が点灯する。また、差動増幅器Ａ２の非反転入力
端子１と接地線の間には抵抗Ｒ８が接続され、帰環抵抗
Ｒ１２と共に差動増幅器Ａ２にヒステリシス特性を持た
せている。本回路ではこのヒステリシス特性によって設
定点付近でのハンチングを防止している。

本実施例において回路の諸室数を第１表に示される値に
定め、大気中の容量がおよそ１０ｐＦの検出手段を接続
した場合に、検出手段の容量Ｃ０がｌ０ＰＦの容量増加
を起こすと差動増幅器Ａ２の入力端子１にはおよそ０．
５　Ｖの電圧増加が生じる。このように本実施例は容量
性の検出手段のわずかな変化に対しもすぐれた感度が得
られるものである。

、第１表Ｒ２１ＭＲ３１００ＫＲ４ＬＭＲｓ　　　　　ＬＭＲｓ’　　　　　　１５ＫＲ７’　　　　１００ＫＲｅ　　　　　ｌ０ＭＲ５１０ＫＲ＋ｏ　　　　　２ＫＲｕ　　　　’５’、ＩＫＲ１２２０ＭＲ１３４７０Ｃ＋　　　　　０．００１Ｃ２０，０１第３ａ図は、第１図に示された電極部分を描いた図であ
る。

第３ａ図において、電極部分３０には支持部材３２．３
３によって複数の棒状電極３１が互いに平行になるよう
に支承されている。また、複数の棒状電極３１が二つの
容量板を形成するように、第３ｂ図に示されるように交
互に接続されている。

第４図は第３ａ図に示した電極部分３０の一端が樹脂モ
ールドによって取り付けられているノ１ウジング部分４
０を描いた図で、前記ノ１ウジング部分４０には電極間
の容量変化を検出する回路基板４３と、前記回路基板４
３の出力信号を出力するためのコネクタ４５が配設され
ている。複数の棒状電極３１は二つの容量板を形成する
ように接続され、端子４６に接続される。

ハウジング部分は、第１図に示したように、液体が入る
容器の壁面にネジ止めされる。前記ネジ止め部分にはタ
ンク内の密閉を保つためのガスケット４１が配設され、
さらにタンク面から回路基板４３への熱の伝導を防ぐた
めに断熱材４２が配設されている。また、回路基板４３
から発生する熱を外部に放熱するために、熱伝導性の材
料で作られたケース４４が回路基板４３を覆うように配
設されている。

第５ａ図は第１図に示された電極部分３０の別の実施例
を示す斜視図である。第５ａ図の実施例は第５ｂ図に示
される十字形の棒状電極を二つ、互いの刃が交互に組み
合うように対向して配置し、その一端を樹脂製の保持リ
ング５３で止着したものである。電極部分５０を第４図
に示したハウジング部分４０に取り付けるために、保持
リング５３の反対側の端にはピン５２がそれぞれの刃５
１に配設されている。

また、第６図は第１図に示された電極部分３０の別の実
施例を示す図である。第６図に示されるように電極部分
６０はらせん形をした２本の針金６１．６２からできて
おり、それぞれ独立した電極として構成されている。２
つのらせん状電極６１．６２は互いに誘導を打ち消すよ
うに設計されており、インダクタとしては作用しないよ
うになっている。

らせん状の電極部分６０は第６図のように支えがない構
造とすることもできるが、第７図、第８図に示されるよ
うな支えのある構造とすることもできる。第７図の実施
例では、らせん状電極６１゜６２は筒状の支持部材７１
に巻かれており、第８図の実施例では、らせん状電極６
１．６２は十字形の支持部材に巻かれている。十字形の
支持部材８１はらせん状電極６１．６２との接触を最小
限にすることができるので、測定される液体の粘着を減
らすことができる。また第９図、第１０図に示されるよ
うに、容器中の液量が液面の高さに比例しないような場
合には、容器の形状に応じてらせんのピッチを変えるこ
とで補正することができる。

また、本発明による液量検出装置は、第１１図に示され
るように水平方向に取り付けることもできる。水平方向
に取り付けると、液面がわずかに変化しても液量検出装
置には比較的大きな変化が現れるので、特に０Ｎ−ＯＦ
Ｆ型の検出で十分な時には有利である。

〔発明の効果〕

本発明による液量測定装置は、検出手段に蓄えられる電
荷の量を測定する方法であるので、湿度。

温度、振動等の環境の変化を受けにくい。

また、構造が簡単で量産に適しており、しかも部品点数
が少ないので低コストで製造できる。さらに構造が堅牢
であるため、測定される液体の液面に対して垂直に配設
される必要がない。このことは、本液量測定装置が容器
に挿入して使用され、配設状況が見えない場合が多いこ
とを考えると、特に有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液量検出装置の一実施例を描いた
図、第２図は本発明の実施例に用いられた液量検出回路
の回路図、第３ａ図は本液量検出装置の電極部分の一実
施例を示した図、第３ｂ図は第３ａ図に示された棒状電
極の接続を示した側面図、第４図は本液量検出装置のハ
ウジング部分を描いた図、第５ａ図は本液量検出装置の
電極部分の別の実施例を描いた図、第５ｂ図は第５ａ図
に使われた電極を描いた図である。また、第６図。第７図、第８図は本液量検出装置の電極部分にらせん状
電極を用いた場合を描いた図、第９図、第１０図は容器
の形に応じてらせんのピッチを変えた様子を示した図で
ある。第１１図は本発明による液量測定装置を水平に取
り付けた様子を描いた図である。２０・・・方形波発振回路（充放電手段）、２１・・・
積分回路（変換手段）、２２・・・比較回路（比較手段
）、３０・・・電極部分（容量性検出手段）、３１・・
・棒状電極、３２．３３・・・支持部材＋Ｄ２・・・発
光ダイオード（表示手段）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）容量性の検出手段と、前記検出手段に接続されて
おり、前記検出手段を充放電するための充電手段と、前
記検出手段の放電電流を相当する電圧に変換する変換手
段と、前記変換手段に接続され、前記検出手段の放電電
流に相当する電圧が所定の第一の閾値を下まわつた時に
は低位信号を、所定の第二の閾値を上まわつた時には高
位信号を発生する評価手段と、前記評価手段に接続され
、低位信号あるいは高位信号に応じて液量を表示する表
示手段を配設したことを特徴とする液量検出装置。
（２）少なくとも二つの棒状電極と前記棒状電極を支承
するための一つあるいは複数の支持部材を設け、前記棒
状電極を互いに平行になるよう前記支持部材によつて支
承し、さらに前記棒状電極を二つの容量板を形成するよ
う接続した容量性の検出手段と、前記検出手段に接続さ
れており、前記検出手段を充放電するための充電手段と
、前記検出手段の放電電流を相当する電圧に変換する変
換手段と、前記変換手段に接続され、前記検出手段の放
電電流に相当する電圧が所定の第一の閾値を下まわつた
時には低位信号を、所定の第二の閾値を上まわつた時に
は高位信号を発生する評価手段と、前記評価手段に接続
され、低位信号あるいは高位信号に応じて液量を表示す
る表示手段を配設したことを特徴とする液量検出装置。