JPS6147536A - 比重検出装置 - Google Patents

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、液体の比重検出装置に関するものである。

〔従来の技術〕

たとえば、蓄電池の電Ｍ液の比ｍを検出する比重検出装
置としては、発光ダイオードなどの投光素子と７７１−
１〜ランジスタなどの受光素子とを紺合わせたフ７１　
ｈセンサを用い、電解液の比重寸なわち濃度の変化によ
り光の屈折率が変化することを利用して比重を検出する
光反射式の装置、あるいは、電解液の比重の変化に対応
して回転するＪ：うに形成したフロー１−にスリットを
設け、このスリヅトで光の通路を開閉することにより比
５斤を検出する遮光式の装置等が提案され、一部で実用
化されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述したようなフォトセン４ノを用いた
光学式の比重検出装置の場合、投光部及び受光部の汚Ｊ
ｆｉにより検出精度が低下するので、信頼性が低く、長
期聞の使用に耐えず、しかも、（１１１造が複雑で、投
光部及び受光部に水密性が要求されるので、小型化が困
難で、圃格も高くなっていた。

本発明は、上述したような点に鑑みなされたもので、小
型で信頼性が高い比重検出装置を安価に促供することを
目的とづ゛るものである。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明の比重検出装置は、受（プる磁力の大小に対応し
た１５号を出力する、たとえば磁気抵抗素子１８あるい
はホール素子等の、磁気感応素子と、この磁気感応素子
に対して磁力を作用させるＪ：うに設けられた磁石２８
と、この磁石２８に対して上下動可能に設（づられ、た
とえば電１ｌＰｉ！液［等の液体の浮力を受けこの液体
の比重の変化にともなう浮力の変化によって液体中で上
記磁石２８に対して上下動して上記磁気感応素子に対す
る上記磁石２８の磁力を変化さゼる可動磁石３０とをｒ
Ａ婦したことを特徴とするしのである。

〔作用〕

本発明の比重検出装置は、上記磁石２８に対する可動磁
石３０の上下動ににつで磁石２８の磁力を変化さＵ、こ
の磁ノ〕の変化によって上記磁気抵抗素子１８あるいは
ホール素子等の磁気感応素子の出力を変化ざヒ、これに
よって、電解液りなどの液体の比重を検出するしのであ
る。

〔実施例〕 本発明の比重検出装置を蓄電池の電Ｗ￥液の比重検出に
適用した実施例についで、図面を参照して説明する。

第１図において、１は図示しない蓄′市池の電槽の上部
に形成された液口に対して装置される取イ」体で、この
取（＝Ｊ体１は、耐酸性を右づ−る合成樹脂から成り、
大径円筒状の頭部２の下端部に、外周にねじ条３を形成
した小径円筒状の１・ｊ（ねＵ筒４を一体に連設し、上
記頭部２の上端内周に係止縁５を介して嵌合溝６を形成
するとともに、上記雄ねじ筒４の下端内周に保持縁７を
突設し〕〔もので、上記頭部２の下端面に対向して、１
−記ム［ねＵ筒４の外側上部にｆｒＪ　Ｍ性及び弾性を
右する液漏れ防止用のパツキン８が装置されている。

なお、上記保持縁７の一部が切欠されて通気口９が形成
されている。

また、１１は上記取付体１に支持される本体で、この本
体１１は、耐酸性を有する合成樹脂から成り、上記取付
体１の保持縁７内に；嵌合する外径の右底円筒状のケー
ス部１２の底部に、小径円柱状のガイド部１３を一体に
連設し、上記ケース部１２の上０ｉＳｊ外周に上記取付
体１の嵌合溝６に嵌合する外径のフランジ１４を突設り
′るとともに、このフランジ１４の上面に円筒状の嵌合
部１５を突設し、上記ガイド部１３の上部外周及び下端
部外周にそれぞれ係止溝１６゜１７を形成したもので、
上記ケース部１２の内部には、下端部に磁気感応素子ど
しての磁気抵抗素子１８を接続したプリンｉ・配線基板
１９が収納され、このプリント配線基板１９の上端部に
接続した複数のリード線２０がケース部１２の上部から
ｔ＋Ｘ合部１５を介して尋出され、このリード線２０に
は表示用のメータ２１が接続されている。

なＪ３、上記１■合部１５内には上記リード線２０を１
小通した弾性をｒ″ｉづ゛る密閉用のブツシュ２２が嵌
合されているとともに、このブツシュ２２の上部には耐
酸性を右する密閉用のシール材２３が充填され、ざらに
ｌ＋Ｘ合部１５の外側に位置して、上記フランジ１４に
通気口２４が穿設されている。

そして、上記磁気抵抗素子１８などを収納した本１木１
１は、」ニガから上記取１１体１内に挿入さ゛れ、その
ケース部１２の下部及びガイド部１３が上記取イ（１体
］のＡ、ＩｔねＵ筒４から突出した状態で、そのフラン
ジ１４が上記取付体１の嵌合溝６に嵌合して係止縁５に
よって抜（プ止め保持されているとと−５に、そのケー
ス部１２の中間部が上記取付体１の保持縁７内に嵌合さ
れ、これによって、取付（＊１に支持されｔ蓄電池の電
槽内に挿入され、少なくともそのガイド部１３の上側の
係止溝１６までが液体としての電解液り中に没するよう
になっている。

なお、上記本体１１のケース部１２の上端部と上記取付
体１の頭部２との間に、通気口２５をｆ＋ｉａえた液漏
れ防止用のリング２Ｇが設けられている。

また、上記本体１１０ケ一ス部１２の底面に対向して、
ガイド部１３の外側上部にリング状の磁石２８がそのＳ
極を上面にして嵌合されているとともに、この磁石２８
の下面に対向して、ガイド部１３の上側の係止溝１６に
ロリングなどのス１〜ツバ２９が装着され、これによっ
て、上記１石２８がガイド部１３の外側上部に保持され
、ケース部１２内に収納された磁気抵抗素子１８に対し
てその磁力を（′１用俳るにうになっている。

ざらに、上記ガイド部１３の外側にリング状の可！ｆＩ
Ｉ６１１石３０がそのＮ　ＩＵを上面にして上下動可能
にｂＸ合されているとともに、この可動磁石３０の下面
に対向し°Ｃ、ガイド部１３の下側の係止面１７にＥリ
ングなどのス１へツバ３１が装首され、これによって、
上記可動磁石３０が、上記磁石２８と反発して磁石２８
の磁力を打消す方向に向いた状態で、ガイド部１３の外
側にｄ５いて各ス１〜ツバＩＧ、　１７間に上下ＥＪＪ
可能に保持されている。

な、Ｉ３、上記磁石２８及び上記可動磁石３０は、ポリ
プロピレンなどの耐酸性を右する樹脂に磁石粉末を混合
して成形したものである。

また、この実施例のように、可動磁石３０を磁石２８の
下方に配設するとともに、各磁石２８．３０が反発する
ようにした場合には、各描成部品の関係を次のように設
定しておく。

ａ　可動磁石３０の比重は、測定り゛る比重の下限］１
ａよりもやや小さくする。

ｂ　８磁石２８．３０の反発力は、測定する液体から受
ける浮力によって可動磁石３０が上昇しようどする力の
最大値（測定するの比重の上限値によって決定される）
にす６やヤ〕大きくづる。

Ｇ　可動磁石３０の磁力は、磁石２８の磁力Ｊ：り大き
くする。

なＪ３、この実施例の場合、各磁石２８．３０及びこれ
らの間の寸法関係は、第２図に示り゛とおりで、可動磁
石３０の体積は１　、４３　ｃｎｉとなり、比重の検出
範囲を１．３０から１．０５とりると、可動磁石３０が
受（プる浮力の変化量りなわら可動磁石３０が浮力によ
って上界しようとする力の最大値は、 １．４３ＣＩ＋ＩＸ　　（１，３０−１，０５＞　　＝
　０．３５７５９程度となる。

この可動磁石３０の上界力の最大値０．３５７５　ｔＪ
に基づき、 磁石２８の表面磁束密度を５０ガウス、可動磁石３０の
表面磁束密度を１００ガウスとして、各磁石２８．３０
の反発力を、各磁石２８．３０が１　ｍｍ離れた状態で
、０．３７　ＬＪとしである。

また、第３図はこの実施例の電気回路図で、上記磁気抵
抗素子１８の信号はアンプ３４で増幅されて上記表示用
のメータ２１に入力されるようになっている。なお、３
５．３６は調整用の可変抵抗、３７は抵抗である。

次に、作動を説明する。

なＪ３、取付体１の雄ねじ筒４を図示しない蓄電池の電
４１１の液口に螺召した状態で、この取付体１に支持さ
れた本体１１のガイド部１３の少なくとも上側のストッ
パ２ｇまでが霜ぜ１内の電解液り中に没してＪ３す、ガ
イド部１３に上下動自在に保持された可動磁石３０は必
ず電解液１−中で上下動づ゛るものとする。

まず、蓄電池が満充電された状態で、電解液りの比重が
高い場合には、可動磁石３０に大きな）７カが動ぎ、第
４図ａに示ずように、可動磁石３０は、ガイド部１３の
上側のスＩ−ツバ２９近くの１を置で、その大きな浮力
による上昇ノｊと磁石２８どの間の反発力とがバランス
し１〔状態となる。

このとき、磁石２８の磁力は、可動磁石３０の大ぎい磁
力にＪ：って打消され、磁石２８の磁力による磁気抵抗
素子１８の信号出力が大さ″く低下し、これによって、
メータ２１の表示は満充電状態（たとえば比重１．２６
）を示す。

そして、蓄電池が１１１電し、電解液１の比重が低下す
ると、可動磁石３０にＩ！ｈ＜浮ツクも徐々に低下し、
第４図すに示寸Ｊ：うに、可動ｖＡ石３０（よ、その浮
力にＪ：る上界力ど磁石２８との間の反発力とが常にバ
ランスＪ゛るように徐々に下降づ°る。。

このとき、可動磁石３０の下降にどもなって、磁石２８
が可動磁石３０から受（プる影響も徐々に減少し、磁石
２８の磁力による磁気抵抗素子１８の信号出力が徐々に
上昇し、これによって、メータ２１の表示は放電状態（
たとえば比＠　１．１５）を示ず。

さらに、蓄電池の放電が准み、完全放電状態になると、
可動磁石３０に働く浮力ｙｙ＜　＋よとんとばくなり、
第４図Ｇに示寸ように、可動磁石３０４；Ｌ、磁石２８
どの間の反発力により、ガイド部１３の下側のストッパ
３１近くまで下限した位置で、その僅かな浮ノ〕による
上入力と磁石２８との間の反発力とがバランスした状態
どなる。

このとき、磁石２８が可動磁石３０から受Ｅプる影響も
はと／Ｖどなくなり、磁石２８の磁力ににる磁気抵抗素
子１８の信号出力がさらに上昇し、これによって、メー
タ２１の表示は完全放電状態（たとえば比重１．０５）
を示す。

このにうにして、電解液りの比重をリアルタイムで′＆
続的に検出することができる。

なお、第５図は、上述した実施例を据置き型の蓄電池４
１の電解液りの比重検出に適用した変形例を示づ”もの
で、この変形例では、取付体１を省略した曲、可動磁石
３０を筒状にして体積を大ぎくし、電解液り中の気泡・
ガスなどの影響を減少させ、粘度の向上を計っている。

なお、本発明の実施に際しては、上述した実施例に限定
されず、たとえば、磁気抵抗素子１８に対づる磁石２８
とこの磁石２８に対する可動磁石３０との上下関係を逆
にし、磁石２８と可動磁石３０とをＵいに引合う関係に
配置するとともに、比重の上昇時に可動磁石３０を浮力
により磁石２８から上昇離間するように４７ＩＳ成して
もよい。

また、上述した実施例は、本発明を、電解液りの比重を
検出するものに適用した例であるｈく、イ也のあらゆる
種類の液体の比重検出に適用リーることかできる。

ま゛た、上述した実施例では、磁気感応素子として磁気
抵抗素子１８を用いたが、ホール素子笠を用いてもよく
、比ｍ１ｉＱの表示もアナログ表示に限らず、デジタル
表示にしてもよい。

さらに、各磁石２８．３０の材質についても、通常の磁
石をそのまま使用したり、あるいは、このような磁石を
樹脂で被覆したものを使用したりすることもでき、要は
、対象とする液体の性状に合せて適宜に選択すればよく
、特に、可動磁石に適当な比重値が１４られないような
場合、磁石と軽ｎ系材あるいは重量素材とを組合わせて
もよく、このようにすると、可動磁石部分の体積を大き
くして液体中の気泡・ガスなどの１２　Ｈｐを少なくし
たり、あるいは、可動磁石部分の重心を下方ｉこ移動さ
せてガイド部１３にＪ３ける移動を円滑に行なわせ、こ
れによって、精度の向上を計ることが極めて容易にでさ
る。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明にｊ：れば、液体の比重の変化
にともなう浮力の変化にＪ：って可動磁石を液体中で磁
石に対して上下動させ、この可動磁石の上下動による磁
石の磁力の変化を磁気感応素子によって検出したので、
液体の比重を連続的に検出することができる。

そして、磁気感応素子とこれに対する磁石との関１系、
及び、この磁石とこれに対する可動磁石との関係は、い
ずれも磁気的な関係だけでＪ：いので、少なくとｂ磁気
感応素子の水密性が１ｒ：ｌられればよく、従って、構
造が単純で、信頼性が高く、長期に渡って安定して作動
−ツる小型の比重検出装置を安価に提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の比重検出装置の一実施例を示す縦断面
図、第２図はその要部の寸法を示す縦断面図、第３図は
その電気回路図、第１図はその作動説明図であり、第５
図はその変形例を示す縦断面図である。 １８・・磁気感応素子としての磁気抵抗素子、２８・・
磁石、３０・・可動磁石、し・・液体としての電解液。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気感応素子と、この磁気感応素子に対して設け
   られた磁石と、この磁石に対して上下動可能に設けられ
   液体の比重の変化にともなう浮力の変化によって液体中
   で上記磁石に対して上下動して上記磁気感応素子に対す
   る上記磁石の磁力を変化させる可動磁石とを具備したこ
   とを特徴とする比重検出装置。