KR101820983B1 - 플로트 위치 센서 - Google Patents
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Abstract
[과제] 전원을 끊은 후에 플로트가 이동했다고 해도, 다음의 전원 투입시에 특별히 조정하는 일이 없는 플로트 위치 센서를 간편한 구조에 의해서 제공하는 것을 목적으로 한다.
[해결 수단] 플로트와, 상기 플로트의 이동에 수반하는 자계의 변화를 검출하기 위해서 상기 플로트의 이동 방향의 측방에 마련된 자기 센서를 구비한 플로트 위치 센서로서, 상기 플로트의 이동에 수반하는 자계의 변화를, 상기 자기 센서 근방에 마련된 이동 가능한 자석을 통하여 상기 자기 센서에 의해 검출하는 것을 특징으로 한다.
[해결 수단] 플로트와, 상기 플로트의 이동에 수반하는 자계의 변화를 검출하기 위해서 상기 플로트의 이동 방향의 측방에 마련된 자기 센서를 구비한 플로트 위치 센서로서, 상기 플로트의 이동에 수반하는 자계의 변화를, 상기 자기 센서 근방에 마련된 이동 가능한 자석을 통하여 상기 자기 센서에 의해 검출하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은, 면적식(面積式) 유량계나 액면계(液面計) 등에 사용되는 플로트를 사용한 위치 센서에 관한 것이다.
종래, 면적식 유량계에는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 플로트 위치 센서를 마련한 것이 있다(특허문헌 1 및 2). 이 플로트(1)는, 안지름이 상방을 향해 서서히 커지도록 구성된 파이프(2)내에 배치되고, 파이프(2)내를 하방에서 상방으로 통과하는 유체의 유량이 많아지는 것에 수반하여, 플로트(1)는 부상(浮上)하고, 그 자중(自重)이 밀어 올려지는 유체의 힘과 균형된 곳에서 멈추고, 그 위치에서 유량을 측정할 수 있는 것이다.
이러한 면적식 유량계는, 유량을 검지하고 싶은 상기 파이프(2)의 외벽에 자기 센서(3)을 부착하고, 상기 플로트(1)의 통과를 검지하여 파이프(2)내의 유체의 유량이 설정된 유량보다 많은지 적은지를 스위치 회로(4)로부터 신호로서 출력한다.
상기 면적 유량계의 경우, 통상, 플로트(1)내에 자석(5)을 내장하고 있으며, 플로트(1)의 통과를 자기 또는 광학적으로 검지하도록 하고 있다.
자기에 의한 검지 방법으로서는, 리드 스위치, 홀 IC, MR/GMR 자기 센서 등의 자기 근접 스위치가 사용되고, 자기 센서는 N극·S극을 판별할 수 있는 바이폴러(bipolar)형이 이용된다. 도 1에 도시한 구성에서는, 플로트(1)내의 자석(5)이 자기 센서(3)의 근방을 통과할 때 자기 센서(3)에 걸리는 자기의 극성이 변화하므로 그것을 콤퍼레이터(6)로 검출한다.
도 2의 상측은, 파이프(2)내에 있어서, 위에서 아래로 플로트(1)가 이동할 때의(감자축(感磁軸)) 자기 센서(3)와 콤퍼레이터(6)의 위치 관계를 모식적으로 나타낸 것이며, 하측은, 자기 센서(3)의 출력 및 콤퍼레이터(6)의 출력을 나타낸 것이다.
콤퍼레이터(6)의 히스테리시스(hysteresis)에 의해서 플로트(1)가 자기 센서(3)로부터 멀어져도, 플로트(1)가 자기 센서(3)보다도 아래에 있는 한 출력은 유지되게 된다. 계속해서, 플로트(1)가 아래에서 위로 상승하고 자기 센서(3)보다도 상방으로 이동했을 때에, 콤퍼레이터(6)의 출력은 반전한다.
이러한 종래의 위치 센서에는 다음과 같은 불편함이 있다. 실제의 현장에 설치되어, 운용되고 있는 유량계에 있어서, 유량계는 면적식이기 때문에 기계적인 것이며 전원의 공급 없이 동작하고 있다. 한편, 자기 센서(3)는 전기적인 것이며 전원의 공급이 필수이다. 어떤 사정으로 일단 전원이 끊기면, 다음에 전원을 투입했을 때는 플로트가 자기 센서(3)의 근방에 없는 한 초기 상태에서 올라가게 된다. 즉, 전원을 일시적으로 끊은 경우는 반드시 초기 조정을 행할 필요가 있다. 전원을 넣은 후에, 예를 들면, 한번 유체의 흐름을 멈춰 재차 흘리는 등의 조작을 행하여 플로트(1)를 자기 센서(3)의 근방을 통과시키는 것에 의해 상태를 일치시키는 것이 필요하다.
전원의 온·오프 등의 상태가 변화되었을 때에 그 상태를 불휘발성 메모리에 기억시켜두는 방법도 생각할 수 있지만, 전원의 온·오프의 전후로, 플로트(1)가 이동하면, 다음의 전원 투입시에 상태의 불일치가 발생되어버린다고 하는 문제가 있다.
액면계에 있어서도, 자석식으로 플로트 위치를 판정하려고 하는 방식에서는 완전히 동일한 불편함이 있다.
따라서, 본 발명은, 전원을 끊은 후에 플로트가 이동했다고 해도, 다음의 전원 투입시에 특별히 조정할 필요가 없는 플로트 위치 센서를 간편한 구조에 의해서 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 플로트 위치 센서의 제1의 해결 수단은, 플로트와, 상기 플로트의 이동에 수반하는 자계(磁界)의 변화를 검출하기 위해서 상기 플로트의 이동 방향의 측방에 마련된 자기 센서를 구비한 플로트 위치 센서로서, 상기 플로트의 이동에 수반하는 자계의 변화를, 상기 자기 센서 근방에 마련된 이동 가능한 자석을 통하여 상기 자기 센서에 의해 검출하고, 상기 자석의 극측(極側)의 단부를, 추(錘) 형상 또는 구면 형상으로 형성한 것을 특징으로 한다.
또, 제2의 해결 수단은, 플로트와, 상기 플로트의 이동에 수반하는 자계의 변화를 검출하기 위해서 상기 플로트의 이동 방향의 측방에 마련된 자기 센서를 구비한 플로트 위치 센서로서, 상기 플로트의 이동에 수반하는 자계의 변화를, 상기 자기 센서 근방에 마련된 이동 가능한 자석을 통하여 상기 자기 센서에 의해 검출하고, 상기 자석은, 양극간(兩極間)을 연결하는 선이 굴곡해서 형성된 것을 특징으로 한다.
또, 제3의 해결 수단은, 제1 또는 제2의 해결 수단에 있어서, 상기 이동 가능한 자석은, 상기 플로트가 이동하는 방향과 상기 자기 센서와의 사이, 혹은, 상기 자기 센서의 상기 플로트측과는 반대측에 배치한 것을 특징으로 한다.
또, 제4의 해결 수단은, 제1 또는 제2의 해결 수단에 있어서, 상기 자석은, 상기 플로트의 이동 방향과 평행한 축에 의해 회전 가능하게 축지지되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 제5의 해결 수단은, 제1 또는 제2의 해결 수단에 있어서, 상기 자석은, 상기 플로트의 이동 방향에 대해서, 근접 또는 이간하는 방향에 있어서의 이동을 규제하기 위한 케이스내에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또, 제6의 해결 수단은, 제5의 해결 수단에 있어서, 상기 케이스 내벽에 상기 자석이 회전하는 범위를 규제하기 위한 돌기를 형성한 것을 특징으로 한다.
또, 제7의 해결 수단은, 제1 또는 제2의 해결 수단에 있어서, 상기 자석은, 기둥형상 또는 원반 형상의 다극(多極) 자석인 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명에 의하면, 전원의 온·오프시 등에 있어서 플로트의 이동이 있어도, 다음의 측정시에 조정의 필요가 없는 플로트 위치 센서를 제공할 수 있다.
도 1은, 종래의 플로트 위치 센서의 구조의 설명 측단면도이다.
도 2는, 동(同) 센서의 출력 및 콤퍼레이터의 출력의 설명도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시의 형태의 플로트 위치 센서의 설명도((a)는 평면도이며, (b)는 측면도이다.)이다.
도 4는, 동 플로트 위치 센서의 축구조의 설명도이다.
도 5는, 도 3의 형태에 있어서의 자석의 회전의 설명도이다.
도 6은, 본 발명의 다른 실시형태의 플로트 위치 센서의 설명도이다.
도 7은, 도 6의 형태에 있어서의 자석의 회전의 설명도이다.
도 8은, 본 발명의 다른 실시형태의 플로트 위치 센서의 설명도이다.
도 9는, 도 8의 형태에 있어서의 자석의 회전의 설명도이다.
도 10은, 자석의 회전이 제한되는 예의 설명도이다.
도 11은, 본 발명의 다른 실시형태의 자석의 단부의 설명도이다.
도 12는, 본 발명의 다른 실시형태의 자석의 단부의 설명도이다.
도 13은, 본 발명의 다른 실시형태의 자석의 형상의 설명도이다.
도 14는, 본 발명의 다른 실시형태의 자석의 형상의 설명도이다.
도 15는, 도 14에 나타낸 형상의 자석의 회전의 설명도이다.
도 16은, 케이스 내벽에 돌기를 형성한 경우의 자석의 회전의 설명도이다.
도 17은, 케이스 내벽에 돌기를 형성한 경우의 다른 실시형태의 자석의 회전의 설명도이다.
도 18은, 본 발명의 일 실시의 형태의 자석의 자력선과 자기 센서의 감자축의 설명도이다.
도 19는, 본 발명의 일 실시의 형태의 자석과 자기 센서와의 위치 관계를 나타내는 도면이다.
도 20은, 본 발명의 일 실시의 형태의 플로트 위치 센서에 있어서의 플로트의 이동 및 자기 센서가 받는 자계의 설명도이다.
도 21은, 도 20의 과정에 있어서 전원의 온·오프를 행한 경우의 설명도이다.
도 2는, 동(同) 센서의 출력 및 콤퍼레이터의 출력의 설명도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시의 형태의 플로트 위치 센서의 설명도((a)는 평면도이며, (b)는 측면도이다.)이다.
도 4는, 동 플로트 위치 센서의 축구조의 설명도이다.
도 5는, 도 3의 형태에 있어서의 자석의 회전의 설명도이다.
도 6은, 본 발명의 다른 실시형태의 플로트 위치 센서의 설명도이다.
도 7은, 도 6의 형태에 있어서의 자석의 회전의 설명도이다.
도 8은, 본 발명의 다른 실시형태의 플로트 위치 센서의 설명도이다.
도 9는, 도 8의 형태에 있어서의 자석의 회전의 설명도이다.
도 10은, 자석의 회전이 제한되는 예의 설명도이다.
도 11은, 본 발명의 다른 실시형태의 자석의 단부의 설명도이다.
도 12는, 본 발명의 다른 실시형태의 자석의 단부의 설명도이다.
도 13은, 본 발명의 다른 실시형태의 자석의 형상의 설명도이다.
도 14는, 본 발명의 다른 실시형태의 자석의 형상의 설명도이다.
도 15는, 도 14에 나타낸 형상의 자석의 회전의 설명도이다.
도 16은, 케이스 내벽에 돌기를 형성한 경우의 자석의 회전의 설명도이다.
도 17은, 케이스 내벽에 돌기를 형성한 경우의 다른 실시형태의 자석의 회전의 설명도이다.
도 18은, 본 발명의 일 실시의 형태의 자석의 자력선과 자기 센서의 감자축의 설명도이다.
도 19는, 본 발명의 일 실시의 형태의 자석과 자기 센서와의 위치 관계를 나타내는 도면이다.
도 20은, 본 발명의 일 실시의 형태의 플로트 위치 센서에 있어서의 플로트의 이동 및 자기 센서가 받는 자계의 설명도이다.
도 21은, 도 20의 과정에 있어서 전원의 온·오프를 행한 경우의 설명도이다.
다음에, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.
도 3에 본 발명의 일 실시의 형태의 플로트 위치 센서의 기본 구성을 나타낸다.
파이프(2)내에는, 유체의 이동에 수반하여 이동할 수 있도록, 내부에 자석 (5)을 구비한 플로트(1)가 마련되어 있다. 플로트(1)내의 자석(5)은, 유체의 이동 방향으로 S극 및 N극이 향하도록 구성되고, 도시한 것에서는, 상측이 S극, 하측이 N극으로 되도록 구성되어 있다. 한편, 플로트(1)는, 자성을 갖는 것이면 특별히 제한은 없고, 플로트(1) 자체를 자성 재료로 구성해도 좋다.
파이프(2), 즉, 플로트(1)의 이동 방향의 측방에는, 자기 센서(3)가 마련되고, 자기 센서(3)와 파이프(2) 측면의 사이에, 도 4에 도시하는 바와 같이, 플로트 (1)의 이동 방향과 평행한 회전축(7a)에 의해, 자석(7)의 길이방향의 중앙부를 축지지하고, 이 회전축(7a)을 중심으로 해서 수평면내에 있어서 회전 가능한 자석(7)이 배치된다.
한편, 자석(7)은, 자석(7)에 막대자석이나 침형(針形) 자석을 사용하는 경우에는, 축을 불필요로 하는 것도 가능하다. 접촉 면적이 작기 때문에 정지 마찰이 작다. 예를 들면, 표면 자속밀도 약 1000 가우스의 자성을 갖는 플로트(1)와 700 가우스의 선단을 구상(球狀)으로 형성한 2㎜×2㎜×6㎜의 자석(7)의 조합으로, 안지름 7㎜, 높이 3㎜의 공간에 자석(7)에는 축을 갖지 않고 가둔 구조로 안정된 동작을 확인하고 있다.
자기 센서(3)로서는, 예를 들면, 홀 소자, 홀 IC, MR 자기 센서, GMR 자기 센서 등을 이용할 수 있다.
한편, 자석(7)을 케이스(8)내에 마련하는 것이 바람직하다. 플로트(1)의 자력에 의해, 자석(7)이 플로트(1)측에 근접하는 방향 또는 이간하는 방향으로 이동하는 것을 막기 때문이다. 또, 케이스(8)내에 자석(7)을 배치하는 경우에는, 자석 (7)의 회전이 원활하게 되도록 케이스(8)를 원통형상으로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 구성에 있어서, 초기 상태를 나타내는 도 5(a) 및 (b)로부터, 파이프 (2)내를 상하 방향으로 플로트(1)가 이동한 것에 수반하는 주위의 자계의 변화에 의해, 도 5의 (c) 및 (d)에 도시하는 바와 같이, 자석(7)이 수평면에 있어서 회전하고 초기 상태에 대해서 자석(7)의 방향이 변화되어, 자기 센서(3)에 거기까지 걸려 있던 자계와는 반대의 극성의 자계가 걸리게 된다.
한편, 상기 도 3 및 도 5에서는, 자석(7)이 수평면에서 회전한 예를 설명했지만, 도 6에 도시하는 바와 같이, 자석(7)이 플로트(1)의 이동 방향과 교차되는 방향에 있어서 축지지되어 회전할 수 있도록 구성할 수도 있다. 초기 상태를 나타내는 도 7(a) 및 (b)로부터, 파이프(2)내를 상하 방향으로 플로트(1)가 이동한 것에 수반하는 주위의 자계의 변화에 의해, 도 7의 (c) 및 (d)에 도시하는 바와 같이, 자석(7)이 수직면의 방향에 있어서 회전해서 초기 상태에 대해서 자석(7)의 방향이 변화되고, 자기 센서(3)에 거기까지 걸려 있던 자계와는 반대의 극성의 자계가 걸리게 된다.
상기 도 3∼도 7을 참조해서 설명한 예에서는, 자석(7)은, 플로트(1)가 이동하는 방향과 자기 센서(3)와의 사이에 배치한 것을 설명했지만, 자석(7)은, 자기 센서(3)의 근방이면, 도 8에 도시하는 바와 같이, 자기 센서(3)의 플로트(1)와 반대측에 배치해도 좋다.
이 경우도, 초기 상태를 나타내는 도 9(a) 및 (b)로부터, 파이프(2)내를 상하 방향으로 플로트(1)가 이동한 것에 수반하는 주위의 자계의 변화에 의해, 도 9의 (c) 및 (d)에 도시하는 바와 같이, 자석(7)이 수평면에 있어서 회전하고 초기 상태에 대해서 자석(7)의 방향이 변화되어, 자기 센서(3)에 거기까지 걸려 있던 자계와는 반대의 극성의 자계가 걸리게 된다.
플로트(1)의 위치에 따라 자석(7)은 회전하고 자극(磁極)의 방향을 바꾸지만, 자석(7)의 형상에 따라서는, 회전하지 않고 플로트(1)와 반발 상태를 유지한 채가 되는 경우도 있다. 반발력·흡인력이 발생했을 때에도 안정된 평형점이 존재하면 자석(7)은 반발하고 케이스(8)의 가장 안쪽에 밀어넣어지지만 회전하는 일이 없는 경우가 있다.
구체적으로는, 도 10에 도시하는 바와 같이, (a) 상방에 있던 플로트가 내려오고, (b)의 상태가 되면 자석(7)은 플로트(1)의 S극으로 이끌려져서 케이스(8)의 벽에 부딪치고, (c) 플로트(1)가 더 하강하면 자석(7)의 N극은 플로트(1)의 N극에 의해 반발력을 받아서 자석(7)은 케이스(8)의 벽에 부딪치고 회전하지 않는다.
이 문제를 회피하기 위해서, 자석(7)의 단부를 회전을 방해하지 않는 형상으로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 도 11에 도시하는 바와 같이, 자석(7)의 극측의 단부를 구형상으로 하거나, 혹은, 도 12에 도시하는 바와 같이, 극측의 단부를 추형상으로 하고 게다가 선단은 걸리지 않도록 둥글게 한다. 이와 같이 형성하는 것에 의해, 안정된 평형을 일으키지 않게 할 수 있다.
또, 자석(7)의 회전을 방해하지 않는 형상으로 하기 위해서, 도 11이나 도 12에 도시한 형상으로 하는 것 외에도, 도 13이나 도 14에 도시하는 것 같은 형상으로 해도 좋다. 도 13이나 도 14에서는, 자석(7)의 N극과 S극을 연결하는 선을 직선(180°)이 아니라 굴곡(예를 들면 170°)시키고 있다.
도 14에서 도시한 형상의 자석을 자석(7)으로서 사용한 경우로, 플로트(1)의 이동에 수반하는 자석(7)의 상태를 도 15에 나타낸다.
플로트(1)의 S극이 가까워지면, 자석(7)은 회전해서 도 15(a)의 상태로 된다. 이때, 자석(7)의 S극은 플로트(1)의 S극에 대해서 반발한다. 그러나, 플로트 (1)의 S극의 자석(7)의 N극으로의 흡인력은 S극으로의 반발력보다 크기 때문에, 도 15(a)의 상태로 회전을 멈춘다. 다음에, 플로트(1)의 N극이 가까워지면, 자석(7)의 N극은 반발력을 받고, S극은 흡인력을 받는다. 이때, 자석(7)의 S극은 도 15(b)의 예에서 좌측으로 굴곡하고 있기 때문에, 도 15(b)의 화살표의 방향으로 회전하고, 도 15(c)의 위치에서 멈춘다. 그 후, 플로트(1)의 S극이 가까워진 때는, 상기와 같이, 도 15(d)에 도시하는 바와 같이 자석(7)이 굴곡하고 있는 방향으로 회전한다.
이와 같이, 자석(7)의 N극과 S극을 연결하는 선을 굴곡(예를 들면 170°)시킨 자석(7)을 사용하면, 안정된 평형을 일으키게 하지 않고 확실한 동작이 가능하게 된다.
플로트(1)는 통상은 유체의 흐름의 변화에 추종하기 때문에 고속으로 움직이는 일은 없다. 그러나, 드물게 플로트(1)가 고속으로 움직이는 유량계가 존재한다. 플로트(1)가 고속으로 움직이면, 자석(7)에 회전력을 준 후 역상(逆相)의 극을 고정하기 전에 플로트(1)가 통과해 버리기 때문에, 자석(7)은 타성(惰性)으로 회전을 계속하고, 결과적으로 바람직하지 않은 형태로 멈추게 된다. 과도한 회전을 피하고, 동작을 확실히 하기 위해서, 또, 자석의 형상을 간단하게 하기 위해서 케이스(8)의 내주벽에 도 16에 도시하는 돌기형상의 회전 멈춤(9)을 마련하는 것이 유효하다. 도 16에 나타낸 예에 있어서의 케이스(8)에는 내벽에 막대자석의 회전을 방해하는 돌기(9)가 형성되어 있다. 이 회전 멈춤용의 돌기(9)는 막대자석을 회전을 방해하는 크기로 한다. 예를 들면, 도 16의 케이스(8)와 같이 원통형의 것을 사용하는 경우에는, 막대자석의 길이방향의 최장 부분의 길이와 돌기의 높이를 더한 길이가 케이스(8)의 직경의 길이를 넘을 필요가 있다. 이것에 의해, 플로트(1)의 고속의 움직임에 대해서도 돌기(9)로 자석(7)의 과도한 회전을 막기 때문에 정상적인 동작을 보증한다.
또, 돌기(9)는, 도 16에 도시하는 바와 같이, 플로트(1)로부터 최단 위치에 해당되는 부분의 케이스(8)의 내벽에 마련하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 이 위치에 돌기(9)를 형성하면, 플로트(1)의 S극 또는 N극의 흡인력에 의해 회전하고 정지하는 자석(7)의 정지시의 길이방향의 직선은, 돌기(9)를 형성하고 있지 않은 상태로 정지한 경우의 그 직선을 기준으로 한 경우에 그 기준으로부터 경사진 것이 된다. 이 때문에, 상기에서 설명한 도 15의 경우와 동일하게 자석(7)의 N극, S극은 각각 회전하는 방향이 정해지고, 안정된 평형 상태를 만들지 않기 때문이다.
게다가, 돌기(9)는 케이스(8)에 돌기 부분을 더하도록, 또는 돌기(9)를 만드는 부분의 외벽을 움푹 파이게 해서 내벽에 돌출을 만들도록, 성형품의 금형을 설계하면 좋을 뿐이기 때문에, 조금도 비용 상승에는 연결되지 않는다.
마찬가지로, 축을 갖는 원반 형태 자석을 자석(7)으로서 사용하는 경우에 있어서도, 회전 멈춤으로서의 돌기(9)를 자석(7)과 케이스(8) 내벽의 양쪽에 마련하는 것에 의해서, 회전 방향을 고정하고 회전을 확실한 것으로 할 수 있다. 도 17에 나타내는 예에서는, 조금 전의 막대자석의 케이스(8)와 동일하게, 플로트(1)로부터 최단 위치에 해당되는 부분의 케이스(8)의 내벽에 돌기(9)를 형성하고 있다. 그리고, 자석(7)의 자극 2개소의 측면부 표면에도 돌기(9)를 형성하고 있다. 이러한 돌기(9)의 높이는 자석(7) 회전시에, 케이스(8) 내벽측의 돌기(9)와 자석(7)측의 돌기가 접촉하고 회전을 방해할 수 있는 높이이면 좋다.
한편, 도 16 및 도 17의 예에서는, 돌기는 각각 상기 삼각형 형상, 상기 장방형상으로 하고 있지만, 자석(7)의 과도한 회전을 방해할 수 있다면, 특별히 이러한 형상으로 한정되는 것은 아니다.
케이스(8)의 상기의 위치에 돌기(9)를 형성하면, 도 18(a)와 같이 막대자석의 길이방향의 직선과 자기 센서(3)의 감자축이 평행이 되지 않고, 도 18(b)와 같이 된다. 그러나, 양자가 평행이 되지 않아도 동일 극성의 자력선이 맞는 한은 문제없다.
자기 센서(3)의 감자축을 기준으로 한 경우의 막대자석의 길이방향이 허락되는 경사 각도는, 자석(7)과 센서 소자의 위치와 관계한다. 도 19는 막대자석이 길이 8㎜, 막대자석(7)의 중심으로부터 센서 소자까지의 거리 12㎜로 했을 때의 시뮬레이션이다. 도 19(b)는 자석이 기준인 자기 센서(3)의 감자축으로부터 35°경사졌을 때도, 센서 소자 위치에서 자력은 감자축 방향의 벡터 성분을 가지고 있는 것을 알 수 있다. 감자축 방향의 벡터 성분이 센서의 감도를 넘고 있으면 사용 가능하다. 예를 들면, 표면 자속밀도 1000 가우스의 자석에 있어서, 도 19(b)의 센서 위치에 있어서의 감자축 방향의 자속은 약 25 에르스텟(oersted)이며, 통상의 자기 센서(3)로 충분히 사용 가능한 강도를 가진다.
다음에, 도 20을 참조하여, 자석(7)의 상태와 자기 센서(3)의 출력과의 관계를 구체적으로 설명한다. 도 20의 (a)는, 왼쪽에서 순서대로 자석(5)이 자기 센서 (3)에 가까워지는 방향(하방향)으로 이동하고(S1)∼(S4), 하단(S4)에 도달한 후에 다시 상승 이동하는(S4)∼(S7) 상태를 나타내고 있다. 동 도(b)는, 동 도(a)에 대응해서, 자석(7)의 N극의 방향과 자기 센서(3)로부터의 신호 출력을 나타내고 있다.
자기 센서(3)는 자석(7)으로부터의 자계를 감지하고 신호 출력하는 상태로 되어 있다.
자석(7)은, 플로트(1)로부터 받는 자계 강도가 어느 소정치를 넘으면 회전하고 방향을 바꾼다((S3) 및 (S6)). 그리고, 플로트(1)가 멀어져도 자석(7)이 자기 센서(3)에 자계를 계속 건다((S3)∼(S5)).
다음에, 도 20에서 설명한 예의 변형예를 도 21을 참조해서 설명한다. 동 도(b)에 도시하는 바와 같이, 이 예에서는, (S2)∼(S4) 및 (S6)에서 전원을 끊고, 그 이외에서는 전원을 넣고 있다. 동 도(b)로부터도 분명하듯이, 전원을 끊고 있는 동안도, 플로트(1)도 자석(7)도 이동 가능하기 때문에, 전원이 (S6)에서 재투입되었을 때에도 자기 센서(3)는 플로트(1)의 바른 위치를 검지하고 신호 출력을 할 수 있는 것을 알 수 있다.
1 : 플로트
2 : 파이프
3 : 자기 센서
4 : 스위치 회로
5 : 자석
6 : 콤퍼레이터
7 : 자석
8 : 케이스
9 : 돌기
2 : 파이프
3 : 자기 센서
4 : 스위치 회로
5 : 자석
6 : 콤퍼레이터
7 : 자석
8 : 케이스
9 : 돌기
Claims (8)
- 플로트와, 상기 플로트의 이동에 수반하는 자계의 변화를 검출하기 위해서 상기 플로트의 이동 방향의 측방에 마련된 자기 센서를 구비한 플로트 위치 센서로서,
상기 플로트의 이동에 수반하는 자계의 변화를, 상기 자기 센서 근방에 마련된 이동 가능한 자석을 통하여 상기 자기 센서에 의해 검출하고,
상기 자석의 극측의 단부를, 추형상 또는 구면 형상으로 형성한 것을 특징으로 하는 플로트 위치 센서. - 플로트와, 상기 플로트의 이동에 수반하는 자계의 변화를 검출하기 위해서 상기 플로트의 이동 방향의 측방에 마련된 자기 센서를 구비한 플로트 위치 센서로서,
상기 플로트의 이동에 수반하는 자계의 변화를, 상기 자기 센서 근방에 마련된 이동 가능한 자석을 통하여 상기 자기 센서에 의해 검출하고,
상기 자석은, 양극간을 연결하는 선이 굴곡해서 형성된 것을 특징으로 하는 플로트 위치 센서. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 이동 가능한 자석은, 상기 플로트가 이동하는 방향과 상기 자기 센서와의 사이, 혹은, 상기 자기 센서의 상기 플로트측과는 반대측에 배치한 것을 특징으로 하는 플로트 위치 센서. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 자석은, 상기 플로트의 이동 방향과 평행한 축에 의해 회전 가능하게 축지지되어 있는 것을 특징으로 하는 플로트 위치 센서. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 자석은, 상기 플로트의 이동 방향에 대해서, 근접 또는 이간하는 방향에 있어서의 이동을 규제하기 위한 케이스내에 배치되는 것을 특징으로 하는 플로트 위치 센서. - 제 5 항에 있어서,
상기 케이스 내벽에 상기 자석의 회전하는 범위를 규제하기 위한 돌기를 형성한 것을 특징으로 하는 플로트 위치 센서. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 자석은, 기둥형상 또는 원반 형상의 다극 자석인 것을 특징으로 하는 플로트 위치 센서. - 삭제
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