JPS631535B2 - - Google Patents
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- JPS631535B2 JPS631535B2 JP54088633A JP8863379A JPS631535B2 JP S631535 B2 JPS631535 B2 JP S631535B2 JP 54088633 A JP54088633 A JP 54088633A JP 8863379 A JP8863379 A JP 8863379A JP S631535 B2 JPS631535 B2 JP S631535B2
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- Japan
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- object detection
- detection element
- power supply
- semiconductor element
- junction
- Prior art date
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- Expired
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は物体に接触することに依つて検出素子
の熱容量が変化し、その変化に依つて変動する電
圧をデジタル的に処理して物体の有無を検出する
物体検出装置に関する。
の熱容量が変化し、その変化に依つて変動する電
圧をデジタル的に処理して物体の有無を検出する
物体検出装置に関する。
一般に物体の有無を検出する必要がある場合、
例えば製氷機等に於いて氷が製造されて貯氷室に
氷が一定レベルに達したか否かは光電素子あるい
は機械的サーモ手段に依つて検出するが、製氷機
等は湿気が多く且つ低温度であるため霜が付着し
たり、あるいは機械的接点が凍りついたりして誤
動作する危具を有していた。
例えば製氷機等に於いて氷が製造されて貯氷室に
氷が一定レベルに達したか否かは光電素子あるい
は機械的サーモ手段に依つて検出するが、製氷機
等は湿気が多く且つ低温度であるため霜が付着し
たり、あるいは機械的接点が凍りついたりして誤
動作する危具を有していた。
また近年半導体技術及びエレクトロニクス技術
が進歩しLSIあるいはマイクロコンピユーター等
が実用化され、種々の方面に応用利用されてい
る。例えばエア・コンや冷蔵庫更にはシヨーケー
ス及び製氷機等の温度制御あるいは電力制御に使
用されているが、製氷機等の様に物体即ち氷の量
を検出してこれを制御する機能も温度制御及び電
力制御等と共にLSIあるいはマイクロコンピユー
タで総合的に制御することが望ましい。
が進歩しLSIあるいはマイクロコンピユーター等
が実用化され、種々の方面に応用利用されてい
る。例えばエア・コンや冷蔵庫更にはシヨーケー
ス及び製氷機等の温度制御あるいは電力制御に使
用されているが、製氷機等の様に物体即ち氷の量
を検出してこれを制御する機能も温度制御及び電
力制御等と共にLSIあるいはマイクロコンピユー
タで総合的に制御することが望ましい。
本発明は上述した点に鑑みて為されたものであ
り、従来の物体検出装置とは全く異なる新規な物
体検出装置を提供するものである。以下図面を参
照して本発明を詳細に説明する。
り、従来の物体検出装置とは全く異なる新規な物
体検出装置を提供するものである。以下図面を参
照して本発明を詳細に説明する。
第１図は本発明の実施例を示すブロツク図であ
り、１は物体検出素子、２は電源部、３はＡ／Ｄ
変換器、４は制御回路である。
り、１は物体検出素子、２は電源部、３はＡ／Ｄ
変換器、４は制御回路である。
物体検出素子１はNPN型のトランジスタ５と、
該トランジスタ５のコレクタに接続された負荷抵
抗R0と、ベース−コレクタ間及びベース−エミ
ツタ間に各々接続された分割抵抗R1及びR2とか
ら成り、トランジスタ５のコレクタ電圧を出力と
して取り出している。このトランジスタ５は第２
図に示す如く、良熱伝導性の放熱器６、例えばア
ルミニウムで作られた一端が閉口したパイプの中
に熱的に結合して固着され、リード７は放熱器６
の他端に延在して封止部８でハーメチツクシール
されている。放熱器６に何も接触していない場
合、トランジスタ５に流れるコレクタ電流に依つ
てジヤンクツシヨンに発生する熱はトランジスタ
５自身及び放熱器６の熱抵抗及び熱容量によつて
決定される熱的な時定数に従い放熱され、ジヤン
クシヨンの温度は発熱と放熱がつり合うまで上昇
する。従つて温度依存性を有するコレクタ電流は
ジヤンクシヨンの温度上昇に従つて増加し、コレ
クタ電圧は負荷抵抗R0の電圧降下によつて第３
図ａの如く減少する。
該トランジスタ５のコレクタに接続された負荷抵
抗R0と、ベース−コレクタ間及びベース−エミ
ツタ間に各々接続された分割抵抗R1及びR2とか
ら成り、トランジスタ５のコレクタ電圧を出力と
して取り出している。このトランジスタ５は第２
図に示す如く、良熱伝導性の放熱器６、例えばア
ルミニウムで作られた一端が閉口したパイプの中
に熱的に結合して固着され、リード７は放熱器６
の他端に延在して封止部８でハーメチツクシール
されている。放熱器６に何も接触していない場
合、トランジスタ５に流れるコレクタ電流に依つ
てジヤンクツシヨンに発生する熱はトランジスタ
５自身及び放熱器６の熱抵抗及び熱容量によつて
決定される熱的な時定数に従い放熱され、ジヤン
クシヨンの温度は発熱と放熱がつり合うまで上昇
する。従つて温度依存性を有するコレクタ電流は
ジヤンクシヨンの温度上昇に従つて増加し、コレ
クタ電圧は負荷抵抗R0の電圧降下によつて第３
図ａの如く減少する。
一方放熱器６に熱容量の大きい物体、例えば氷
９が接触すると、その接触部分は氷９の溶解熱の
ために０℃に固定され熱が吸収される。従つて検
出素子全体としての熱容量が増大し、熱的な時定
数が減少するのでジヤンクシヨンの温度が一定に
達するまでの時間が短かくなり、それと共にトラ
ンジスタ５のコレクタ電圧は第３図ｂの如く短時
間で一定となる。従つてトランジスタ５に電流を
流し始めてからT1及びT2時間に於けるコレクタ
電圧を測定し、物体が放熱器６に接触していなけ
ればその差はΔV1と大きく、接触していればΔV2
と小さくなるものである。
９が接触すると、その接触部分は氷９の溶解熱の
ために０℃に固定され熱が吸収される。従つて検
出素子全体としての熱容量が増大し、熱的な時定
数が減少するのでジヤンクシヨンの温度が一定に
達するまでの時間が短かくなり、それと共にトラ
ンジスタ５のコレクタ電圧は第３図ｂの如く短時
間で一定となる。従つてトランジスタ５に電流を
流し始めてからT1及びT2時間に於けるコレクタ
電圧を測定し、物体が放熱器６に接触していなけ
ればその差はΔV1と大きく、接触していればΔV2
と小さくなるものである。
電源部２は物体の有無の検出動作開始と同時に
制御回路４からの信号SBに依つて物体検出素子１
へ一定電圧Vccの印加を制御するものであり、電
圧Vccが印加された物体検出素子１には分割抵抗
R1，R2によつて決定されるコレクタ電流が流れ
始める。Ａ／Ｄ変換器３は物体検出素子１の出力
即ちトランジスタ５のコレクタ電圧の大きさを周
知の方法に依つてデジタル変換するもので、デジ
タル変換されたコレクタ電圧は制御回路４に印加
される。
制御回路４からの信号SBに依つて物体検出素子１
へ一定電圧Vccの印加を制御するものであり、電
圧Vccが印加された物体検出素子１には分割抵抗
R1，R2によつて決定されるコレクタ電流が流れ
始める。Ａ／Ｄ変換器３は物体検出素子１の出力
即ちトランジスタ５のコレクタ電圧の大きさを周
知の方法に依つてデジタル変換するもので、デジ
タル変換されたコレクタ電圧は制御回路４に印加
される。
制御回路４は、電源部２を制御する信号SBを出
力し、更に信号SBを出力してから物体検出素子１
のコレクタ電圧を測定する時間T1及びT2を決定
するタイマー１０と、時間T1及びT2に於いてデ
ジタル変換されたコレクタ電圧値を入力するため
の入力ゲート１１と、入力されたコレクタ電圧値
を記憶するRAM１２と、時間T1及びT2に於ける
コレクタ電圧値の差を計算する演算回路１３と、
演算回路１３の演算結果と予じめRAM１２に記
憶させておいた数値とを比較し制御信号SAを出
力する比較回路１４とから構成されている。
力し、更に信号SBを出力してから物体検出素子１
のコレクタ電圧を測定する時間T1及びT2を決定
するタイマー１０と、時間T1及びT2に於いてデ
ジタル変換されたコレクタ電圧値を入力するため
の入力ゲート１１と、入力されたコレクタ電圧値
を記憶するRAM１２と、時間T1及びT2に於ける
コレクタ電圧値の差を計算する演算回路１３と、
演算回路１３の演算結果と予じめRAM１２に記
憶させておいた数値とを比較し制御信号SAを出
力する比較回路１４とから構成されている。
次に第４図のフローチヤートを参照して制御回
路４の動作を説明する。
路４の動作を説明する。
制御回路４をスタートさせると制御回路４から
信号SBが出力され、電源部２から物体検出素子１
に電圧Vccが印加される。物体検出素子１の出力
は前述した如く、物体が放熱器６に接触していな
ければ第３図ａ、接触していれば第３図ｂで示さ
れる特性に従つて変化する。一方信号SBの出力と
同時にタイマー１０がセツトされ作動し始め、時
間T1が経過するとタイマー１０は入力ゲート１
１を一時的に開き、その時のコレクタ電圧がＡ／
Ｄ変換器３に依つてデジタル変換された値が入力
ゲート１１を介して入力され、RAM１２の任意
にアドレスされた番地に格納される。更にタイマ
ー１０が時間T2を計数すると、再び入力ゲート
１１が開かれその時のデジタル変換されたコレク
タ電圧値が入力ゲート１１を介してRAM１２の
別の番地に格納される。このRAM１２に格納さ
れた各々のコレクタ電圧値は演算回路１３に転送
され、演算回路１３はその差、即ち第３図に示し
たΔV1あるいはΔV2を計算する。演算回路１３の
計算結果は次に比較回路１４に転送され、予じめ
RAM１２の更に別な番地に設定された数値と比
較される。この予じめ設定された数値は検出する
物体の種類、物体検出素子１の特性及び時間T1
及びT2の間隔に依つて実験的あるいは理論的に
求められた数値であり、比較回路１４に依つてこ
の数値より演算結果が大きいと判断されると電圧
差がΔV1であるとして物体無しの制御信号SAが
出力され、一方予じめ設定された数値より演算結
果が小さければ電圧差がΔV2であるとして、物体
有りの制御信号SAが出力されるのである。この
動作が終了すると信号SBは電源部２を制御し、電
源部２から物体検出素子１への電圧Vccの印加を
停止させ、物体検出素子１が十分に冷却する時間
を待機した後、再び同様の物体検出動作を繰り返
えす。従つて制御信号SAは一定時間毎にその物
体の有無を示す信号となり、この制御信号SAは
例えば警告用のランプを点灯したり、あるいは製
氷機等に於ける貯氷量の制御に利用される。
信号SBが出力され、電源部２から物体検出素子１
に電圧Vccが印加される。物体検出素子１の出力
は前述した如く、物体が放熱器６に接触していな
ければ第３図ａ、接触していれば第３図ｂで示さ
れる特性に従つて変化する。一方信号SBの出力と
同時にタイマー１０がセツトされ作動し始め、時
間T1が経過するとタイマー１０は入力ゲート１
１を一時的に開き、その時のコレクタ電圧がＡ／
Ｄ変換器３に依つてデジタル変換された値が入力
ゲート１１を介して入力され、RAM１２の任意
にアドレスされた番地に格納される。更にタイマ
ー１０が時間T2を計数すると、再び入力ゲート
１１が開かれその時のデジタル変換されたコレク
タ電圧値が入力ゲート１１を介してRAM１２の
別の番地に格納される。このRAM１２に格納さ
れた各々のコレクタ電圧値は演算回路１３に転送
され、演算回路１３はその差、即ち第３図に示し
たΔV1あるいはΔV2を計算する。演算回路１３の
計算結果は次に比較回路１４に転送され、予じめ
RAM１２の更に別な番地に設定された数値と比
較される。この予じめ設定された数値は検出する
物体の種類、物体検出素子１の特性及び時間T1
及びT2の間隔に依つて実験的あるいは理論的に
求められた数値であり、比較回路１４に依つてこ
の数値より演算結果が大きいと判断されると電圧
差がΔV1であるとして物体無しの制御信号SAが
出力され、一方予じめ設定された数値より演算結
果が小さければ電圧差がΔV2であるとして、物体
有りの制御信号SAが出力されるのである。この
動作が終了すると信号SBは電源部２を制御し、電
源部２から物体検出素子１への電圧Vccの印加を
停止させ、物体検出素子１が十分に冷却する時間
を待機した後、再び同様の物体検出動作を繰り返
えす。従つて制御信号SAは一定時間毎にその物
体の有無を示す信号となり、この制御信号SAは
例えば警告用のランプを点灯したり、あるいは製
氷機等に於ける貯氷量の制御に利用される。
この様な制御回路４の動作に依れば、物体の有
無の判定を時間T1及びT2のコレクタ電圧をサン
プリングし、その差を物体検出の対象とするた
め、物体検出素子１の初期温度が異なつても、こ
れと無関係に確実な物体検出が行なえる。また制
御回路４をマイクロコンピユータで構成し、上述
した動作を予じめ組まれたプログラムで実行する
こともでき、この場合、時間T1及びT2以外の実
質的に動作していない時間は他のプログラム、例
えば温度制御あるいは電力制御等のプログラムを
実行できるもので、これに依り物体検出と共に総
合的な制御が行えるものである。
無の判定を時間T1及びT2のコレクタ電圧をサン
プリングし、その差を物体検出の対象とするた
め、物体検出素子１の初期温度が異なつても、こ
れと無関係に確実な物体検出が行なえる。また制
御回路４をマイクロコンピユータで構成し、上述
した動作を予じめ組まれたプログラムで実行する
こともでき、この場合、時間T1及びT2以外の実
質的に動作していない時間は他のプログラム、例
えば温度制御あるいは電力制御等のプログラムを
実行できるもので、これに依り物体検出と共に総
合的な制御が行えるものである。
上述の如く本発明に依れば物体検出素子に機械
的に強いものが使用でき、更に周囲の温度に影響
されずに物体検出が行えるものである。
的に強いものが使用でき、更に周囲の温度に影響
されずに物体検出が行えるものである。
第１図は本発明の実施例を示すブロツク図、第
２図は第１図に示された実施例に用いられた物体
検出素子の断面図、第３図は第２図に示された物
体検出素子の特性図、第４図は動作を示すフロー
チヤート図である。 １……物体検出素子、２……電源部、３……
Ａ／Ｄ変換器、４……制御回路、５……トランジ
スタTr、６……放熱器、７……リード、８……
封止部、９……氷、１０……タイマー、１１……
入力ゲート、１２……RAM、１３……演算回
路、１４……比較回路。
２図は第１図に示された実施例に用いられた物体
検出素子の断面図、第３図は第２図に示された物
体検出素子の特性図、第４図は動作を示すフロー
チヤート図である。 １……物体検出素子、２……電源部、３……
Ａ／Ｄ変換器、４……制御回路、５……トランジ
スタTr、６……放熱器、７……リード、８……
封止部、９……氷、１０……タイマー、１１……
入力ゲート、１２……RAM、１３……演算回
路、１４……比較回路。
Claims (1)
- １ 電源電圧を供給する電源部と、PN接合部を
有する半導体素子及び該半導体素子が熱的結合す
るよう固着されると共に検出すべき物体が接触す
る位置に設置され前記半導体素子に電流を流すこ
とにより生ずる熱を放熱させるための放熱器を備
え、前記電源電圧の供給時、前記PN接合部の温
度上昇に応じた検出電圧を出力する検出素子と、
該検出素子の出力を一定時間おいて少なくとも２
回サンプリングし、該サンプリング値の差が予め
定められた値以下の場合に物体有の信号を出力す
る制御回路とを具備したことを特徴とする物体検
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8863379A JPS5612568A (en) | 1979-07-11 | 1979-07-11 | Body detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8863379A JPS5612568A (en) | 1979-07-11 | 1979-07-11 | Body detecting device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5612568A JPS5612568A (en) | 1981-02-06 |
| JPS631535B2 true JPS631535B2 (ja) | 1988-01-13 |
Family
ID=13948205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8863379A Granted JPS5612568A (en) | 1979-07-11 | 1979-07-11 | Body detecting device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5612568A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63100044U (ja) * | 1986-12-17 | 1988-06-29 | ||
| JPS643639U (ja) * | 1987-06-26 | 1989-01-11 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5614172A (en) * | 1979-07-16 | 1981-02-10 | Sanyo Electric Co Ltd | Body detecting element |
| JP2520702B2 (ja) * | 1988-08-10 | 1996-07-31 | 株式会社ダイフク | 倉庫設備および棚への荷搬入出方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50941A (ja) * | 1973-05-08 | 1975-01-08 |
-
1979
- 1979-07-11 JP JP8863379A patent/JPS5612568A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50941A (ja) * | 1973-05-08 | 1975-01-08 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63100044U (ja) * | 1986-12-17 | 1988-06-29 | ||
| JPS643639U (ja) * | 1987-06-26 | 1989-01-11 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5612568A (en) | 1981-02-06 |
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