JP2014190860A - Liquid level detector - Google Patents
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Abstract
【課題】静電容量特性が異なる液体が供給されても液位を正確に検出することが可能な液位検出装置を提供することを目的とする。
【解決手段】筒状の筐体と、
筐体の内に設けられ、燃料タンク14の底面から上面方向に沿った辺を長辺とした長方形の矩形状とされた第1電極36と、第1電極と対向配置され、燃料タンク14の底面側から上方に向かって広がる形状とされた第2電極38と、燃料性状の変化(アルコール濃度変化)による静電容量変化が無視できる程度に燃料の誘電率よりも高い誘電率の物質のフロート34と、を備える。
【選択図】図2An object of the present invention is to provide a liquid level detection device capable of accurately detecting a liquid level even when liquids having different capacitance characteristics are supplied.
A cylindrical casing;
A first electrode 36 that is provided in the housing and has a rectangular shape with a long side extending from the bottom surface of the fuel tank 14 along the upper surface direction, and is opposed to the first electrode. A second electrode 38 having a shape that spreads upward from the bottom surface side, and a float of a substance having a dielectric constant higher than that of the fuel so that a change in capacitance due to a change in fuel properties (change in alcohol concentration) can be ignored. 34.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、液位検出装置にかかり、特に、複数種類の燃料が使用される燃料タンクの液位を検出する液位検出装置に関する。 The present invention relates to a liquid level detection device, and more particularly to a liquid level detection device that detects the liquid level of a fuel tank in which a plurality of types of fuel are used.
自動車の燃料タンク等に貯留された燃料の残量を検出するために液位を検出するが、一般的には、フロート式の液位検出装置によって液位が検出されるが、静電容量式のセンサを用いる技術もある。 The liquid level is detected in order to detect the remaining amount of fuel stored in a fuel tank of an automobile. Generally, the liquid level is detected by a float type liquid level detection device. There is also a technique using this sensor.
例えば、特許文献1では、液面の測定すべき液体の収納されたメインタンクと、内部に液体を吐出するためのポンプが設定され、メインタンクに連通してこのタンク内の液体で充満されるようにしたサブタンクと、このサブタンク内に設定され、サブタンク内の液体内に浸漬されるようにした基準電極部と、メインタンク内に設定される液体の液面に交わる方向に伸びるように設定された測定用電極部と、基準電極部で測定された静電容量と測定用電極部で測定された静電容量とに基づき、測定用電極部の液体による浸漬深さを算出する手段と、を備えた液面測定装置が提案されている。 For example, in Patent Document 1, a main tank in which a liquid to be measured is stored and a pump for discharging the liquid are set, and the main tank communicates with the liquid in the tank. It is set to extend in the direction intersecting the liquid level of the liquid set in the sub tank, the reference electrode section set in the sub tank and immersed in the liquid in the sub tank, and the liquid set in the main tank. And a means for calculating the immersion depth of the measurement electrode portion with the liquid based on the capacitance measured at the reference electrode portion and the capacitance measured at the measurement electrode portion. An equipped liquid level measuring device has been proposed.
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、アルコール濃度等が異なる異種燃料が供給された場合には、静電容量特性が異なるため、燃料の液位を正確に測定することができなくなってしまう。 However, in the technique described in Patent Document 1, when different types of fuels having different alcohol concentrations or the like are supplied, the capacitance characteristics are different, so that the fuel level cannot be accurately measured.
本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、静電容量特性が異なる液体が供給されても液位を正確に検出することが可能な液位検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described facts, and an object thereof is to provide a liquid level detection device capable of accurately detecting a liquid level even when liquids having different capacitance characteristics are supplied. To do.
上記目的を達成するために請求項1に記載の液位検出装置は、液体タンクに貯留された液体が導入される筒状の筐体と、前記筐体内に液面と交わる方向に沿って設けられた一対の電極と、前記筐体内に設けられ、前記液体に対して浮力を有すると共に、前記液体の誘電率よりも高い誘電率の物質で構成されて前記一対の電極との間に静電容量を発生するフロートと、を備えている。 In order to achieve the above object, the liquid level detection device according to claim 1 is provided along a direction in which the liquid stored in the liquid tank is introduced and a direction intersecting the liquid level in the housing. And a pair of electrodes provided in the housing, having buoyancy with respect to the liquid, and having a dielectric constant higher than the dielectric constant of the liquid, and electrostatically interposed between the pair of electrodes. And a float for generating a capacity.
請求項1に記載の発明によれば、筐体は、液体タンクに貯留された液体が導入される。また、筐体内には液面と交わる方向に沿って設けられた一対の電極が設けられている。 According to the first aspect of the present invention, the liquid stored in the liquid tank is introduced into the casing. In addition, a pair of electrodes provided along the direction intersecting the liquid level is provided in the housing.
すなわち、筐体内に導入された液体の液位によって一対の電極間の静電容量が変化するので、一対の電極間の静電容量から液位を検出することが可能となる。 That is, since the electrostatic capacity between the pair of electrodes changes depending on the liquid level of the liquid introduced into the housing, the liquid level can be detected from the electrostatic capacity between the pair of electrodes.
しかしながら、静電容量特性が異なる液体が供給されると、液位を正確に検出することができなくなってしまう。 However, if liquids having different capacitance characteristics are supplied, the liquid level cannot be detected accurately.
そこで、液体の誘電率より高い誘電率の物質で構成されて一対の電極との間に静電容量を発生するフロートを筐体内に設ける。液体の誘電率よりも高い誘電率のフロートを設けることにより、液位検出装置の検出値は、フロートの部分の一対の電極間の静電容量と、液体の部分の一対の電極間の静電容量とを加算した値となり、フロートを設けない場合よりも液位を検出する際に液体の静電容量特性の影響が小さくなる。 Therefore, a float that is made of a substance having a dielectric constant higher than that of the liquid and generates a capacitance between the pair of electrodes is provided in the housing. By providing a float with a dielectric constant higher than the dielectric constant of the liquid, the detection value of the liquid level detection device is such that the capacitance between the pair of electrodes in the float portion and the electrostatic capacitance between the pair of electrodes in the liquid portion. The value is obtained by adding the capacitance, and the influence of the capacitance characteristics of the liquid is smaller when the liquid level is detected than when no float is provided.
従って、フロートの誘電率を十分に大きな誘電率のものを用いてやれば、静電容量特性が異なる液体が供給されても液位を正確に検出することが可能となる。 Therefore, if the float has a sufficiently large dielectric constant, the liquid level can be accurately detected even when liquids having different capacitance characteristics are supplied.
フロートは、例えば、請求項4に記載の発明のように、液体性状の変化による一対の電極間の静電容量変化が無視できる程度に液体の誘電率よりも高い誘電率の物質のものを用いることによって、静電容量特性が異なる液体が供給されても液位を正確に検出することができる。 For example, the float is made of a substance having a dielectric constant higher than the dielectric constant of the liquid to such an extent that the capacitance change between the pair of electrodes due to the change in liquid property can be ignored. Accordingly, the liquid level can be accurately detected even when liquids having different capacitance characteristics are supplied.
なお、請求項2に記載の発明のように、一対の電極が、矩形の形状の第1電極と、液体タンクの底面から上面方向に向かって広がる形状の第2電極と、からなり、フロートが、第1電極と第2電極との間に配置されるようにしてもよいし、請求項3に記載の発明のように、一対の電極が、2つのプリント配線が櫛歯状かつ液体タンクの底面から上面方向に向かって広がる形状に形成されたプリント電極からなり、フロートが、プリント電極に接触するように配置されるようにしてもよい。これにより、液位の検出する際のダイナミックレンジを広く取ることができ、液位の検出精度を向上することができる。 As in the second aspect of the present invention, the pair of electrodes includes a first electrode having a rectangular shape and a second electrode having a shape extending from the bottom surface of the liquid tank toward the top surface. The electrode may be disposed between the first electrode and the second electrode, or the pair of electrodes may have two printed wirings in a comb-like shape and a liquid tank. The float may be arranged so as to be in contact with the print electrode. The print electrode is formed in a shape that spreads from the bottom surface toward the top surface. As a result, a wide dynamic range can be taken when the liquid level is detected, and the liquid level detection accuracy can be improved.
以上説明したように本発明によれば、静電容量特性が異なる液体が供給されても液位を正確に検出することが可能な液位検出装置を提供することができる、という効果がある。 As described above, according to the present invention, there is an effect that it is possible to provide a liquid level detection device capable of accurately detecting a liquid level even when liquids having different capacitance characteristics are supplied.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図1は、本発明の実施の形態に係わる液位検出装置が設けられた燃料タンクの概略構成を示す図である。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel tank provided with a liquid level detection device according to an embodiment of the present invention.
燃料タンク14には、FFV(flexible-fuel vehicle)車等のエタノール混合燃料で走行する自動車等で使用する液状の燃料が貯留される。燃料タンク14に貯留された燃料は、燃料タンク14内に設けられた燃料ポンプ16から吸い上げられて、自動車のエンジン等の内燃機関に供給される。 The fuel tank 14 stores a liquid fuel used in an automobile or the like that runs on an ethanol mixed fuel such as an FFV (flexible-fuel vehicle) car. The fuel stored in the fuel tank 14 is sucked up from a fuel pump 16 provided in the fuel tank 14 and supplied to an internal combustion engine such as an automobile engine.
燃料ポンプ16には、フィルタ18が設けられており、フィルタ18を介して燃料が吸い上げられることによって、燃料ポンプ16の詰まり等が抑制されるようになっている。 The fuel pump 16 is provided with a filter 18, and fuel is sucked up through the filter 18, so that clogging of the fuel pump 16 is suppressed.
燃料ポンプ16は、燃料タンク14内に設けられたサブタンク20内に設置されている。サブタンク20内には、燃料タンク14内の燃料の一部が貯留される。従って、燃料が少なくなったときに燃料の偏りが発生しても、サブタンク20内に貯留された燃料の一部が燃料フィルタ18から離れる現象(いわゆる燃料切れ)を抑制できる。 The fuel pump 16 is installed in a sub tank 20 provided in the fuel tank 14. A part of the fuel in the fuel tank 14 is stored in the sub tank 20. Therefore, even if a fuel bias occurs when the amount of fuel is reduced, a phenomenon in which a part of the fuel stored in the sub-tank 20 is separated from the fuel filter 18 (so-called fuel shortage) can be suppressed.
サブタンク20の周壁の下部には、ジェットポンプ22が配置されている。ジェットポンプ22には、導入配管24が接続され、燃料ポンプ16によって汲み上げられた燃料の一部が、外部に送出されることなく、リターン燃料として、導入配管24からジェットポンプ22に導入されて、サブタンク20内に燃料を送り込まれるようになっている。 A jet pump 22 is disposed below the peripheral wall of the sub tank 20. An introduction pipe 24 is connected to the jet pump 22, and a part of the fuel pumped up by the fuel pump 16 is introduced into the jet pump 22 from the introduction pipe 24 as return fuel without being sent to the outside. Fuel is fed into the sub tank 20.
サブタンク20内には、底壁20Bから隔壁20Pが立設されている。隔壁20Pは、周壁20Sの高さよりも低く形成されている。そして、周壁20Sの一部と隔壁20Pとの間に一時収容部20Tが構成されている。ジェットポンプ22によって導入された燃料は、この一時収容部20Tに一時的に収容される。一時収容部20Tから溢れた燃料が、隔壁20Pを超えて、サブタンク20内(一時収容部20T以外の領域)に収容される。 In the sub tank 20, a partition wall 20P is erected from the bottom wall 20B. The partition wall 20P is formed lower than the height of the peripheral wall 20S. And the temporary accommodating part 20T is comprised between a part of surrounding wall 20S and the partition 20P. The fuel introduced by the jet pump 22 is temporarily stored in the temporary storage unit 20T. The fuel overflowing from the temporary storage unit 20T passes through the partition wall 20P and is stored in the sub tank 20 (an area other than the temporary storage unit 20T).
また、サブタンク20の底壁20Bには、燃料流入孔26が形成され、燃料流入孔26に、燃料タンク14内からサブタンク20内への燃料移動は許容し、逆方向の燃料移動は阻止する一方向弁28が設けられている。例えば、燃料タンク14へ初期給油(燃料タンク14内に燃料が全く存在していない状態からの給油)を行う場合は、燃料タンク14内の燃料が燃料流入孔26からサブタンク20内に流入するため、燃料タンク14とサブタンク20とで燃料液位は等しくなる。これに対し、燃料タンク14内の液位低下時には、サブタンク20内の燃料が燃料流入孔26を通じて燃料タンク14内に流出することはない。サブタンク20内には、ジェットポンプ22の駆動によって送り込まれた燃料が保持されるため、燃料液位はサブタンク20の上端位置に維持される。 Further, a fuel inflow hole 26 is formed in the bottom wall 20B of the sub tank 20, and fuel movement from the fuel tank 14 to the sub tank 20 is allowed in the fuel inflow hole 26 and fuel movement in the reverse direction is prevented. A directional valve 28 is provided. For example, when initial fueling (fueling from a state in which no fuel is present in the fuel tank 14) is performed to the fuel tank 14, the fuel in the fuel tank 14 flows into the sub tank 20 from the fuel inflow hole 26. The fuel liquid level is equal between the fuel tank 14 and the sub tank 20. On the other hand, when the liquid level in the fuel tank 14 is lowered, the fuel in the sub tank 20 does not flow out into the fuel tank 14 through the fuel inflow hole 26. Since the fuel sent by driving the jet pump 22 is held in the sub tank 20, the fuel level is maintained at the upper end position of the sub tank 20.
さらに、サブタンク20の周壁20Sに隣接して液位検出装置10が配置されている。液位検出装置は筒状の筐体10Kを有している。なお、液位検出装置10の筐体10Kは、サブタンク20とは別の筐体としてもよいし、サブタンク20と一体形成されたものとしてもよい。 Further, the liquid level detection device 10 is disposed adjacent to the peripheral wall 20 </ b> S of the sub tank 20. The liquid level detection device has a cylindrical housing 10K. The housing 10K of the liquid level detection device 10 may be a housing separate from the sub tank 20, or may be integrally formed with the sub tank 20.
液位検出装置10は、図1に示すように、筒状の筐体10Kの下端に燃料導入経路32が設けられており、燃料導入経路32によって液位検出装置内の燃料の入れ替わりが行われると共に、燃料ポンプ16によって汲み上げられた燃料の一部が液位検出装置10に供給される。
(第1実施形態)
図2は、本発明の第1実施形態に係わる液位検出装置10の概略構成を示す図であり、図2(A)は第1実施形態に係わる液位検出装置10の外観を示す斜視図であり、図2(B)は第1実施形態に係わる液位検出装置10を3方向から見た平面図である。
As shown in FIG. 1, the liquid level detection device 10 is provided with a fuel introduction path 32 at the lower end of a cylindrical housing 10 </ b> K, and the fuel introduction path 32 replaces the fuel in the liquid level detection apparatus. At the same time, part of the fuel pumped up by the fuel pump 16 is supplied to the liquid level detection device 10.
(First embodiment)
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the liquid level detection device 10 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2A is a perspective view showing an appearance of the liquid level detection device 10 according to the first embodiment. FIG. 2B is a plan view of the liquid level detection device 10 according to the first embodiment viewed from three directions.
液位検出装置10には、燃料に対して浮力のあるフロート34が設けられている。フロート34は、燃料に対して十分に高い誘電率の物質を含有するものが適用される。十分に高い誘電率の物質としては、燃料性状の変化(アルコール濃度変化)による静電容量変化が無視できる程度に燃料の誘電率よりも高い誘電率の物質が適用される。例えば、エタノール誘電率:16〜31程度より数倍高い「水:80」以上の誘電率を有する物質が望ましい。一例としては、酸化チタン(TiO2)等の材料でフロート34が構成される。 The liquid level detection device 10 is provided with a float 34 having buoyancy with respect to the fuel. As the float 34, one containing a substance having a sufficiently high dielectric constant with respect to the fuel is applied. As a substance having a sufficiently high dielectric constant, a substance having a dielectric constant higher than that of the fuel is applied to such an extent that a change in capacitance due to a change in fuel properties (alcohol concentration change) can be ignored. For example, a substance having a dielectric constant of “water: 80” or more which is several times higher than the dielectric constant of ethanol: about 16 to 31 is desirable. As an example, the float 34 is made of a material such as titanium oxide (TiO 2 ).
また、液位検出装置10の筐体10Kの内側壁には、燃料タンク14の底面から上面方向に沿った辺を長辺とした長方形の矩形状とされた第1電極36と、燃料タンク14の底面側から上方に向かって広がる形状(本実施形態では逆三角形の形状)とされた第2電極38とが対向配置されている。なお、第2電極38としては、本実施形態では、図2(B)に示すように、逆三角形の形状のものを適用するがこれに限るものではなく、燃料タンク14の底面側から上方に向かって広がる形状のものであればよい。 Further, on the inner side wall of the casing 10K of the liquid level detection device 10, a first electrode 36 having a rectangular shape with a long side extending from the bottom surface of the fuel tank 14 in the upper surface direction, and the fuel tank 14 A second electrode 38 having a shape that spreads upward from the bottom surface side (in the present embodiment, the shape of an inverted triangle) is opposed to the second electrode 38. In this embodiment, as the second electrode 38, an inverted triangular shape is applied as shown in FIG. 2 (B), but the present invention is not limited to this. Any shape that expands toward the surface may be used.
続いて、上述のように構成された第1実施形態に係わる液位検出装置10による液位検出について説明する。図3(A)は液位検出装置10の等価回路を説明するための図であり、図3(B)は液位検出装置10の等価回路を示す図である。 Next, liquid level detection by the liquid level detection apparatus 10 according to the first embodiment configured as described above will be described. FIG. 3A is a diagram for explaining an equivalent circuit of the liquid level detection device 10, and FIG. 3B is a diagram showing an equivalent circuit of the liquid level detection device 10.
液位検出装置10の第1電極36と第2電極38との間には、燃料が存在する部分、フロート34が存在する部分、及び何も存在しない(空気が存在する)部分に分かれる。 Between the first electrode 36 and the second electrode 38 of the liquid level detection device 10, it is divided into a portion where fuel is present, a portion where the float 34 is present, and a portion where nothing is present (air is present).
ここで、フロート14及び燃料は、所定の誘電率を有するので、図3(A)、(B)に示すように、フロート34が存在する部分及び燃料が存在する部分がそれぞれ静電容量C1、C2のコンデンサとして作用する。従って、液位検出装置10は、図3(B)に示すように、コンデンサC1とコンデンサC2が並列接続された等価回路で表すことができる。 Here, since the float 14 and the fuel have a predetermined dielectric constant, as shown in FIGS. 3A and 3B, the portion where the float 34 exists and the portion where the fuel exists are respectively the capacitance C1, Acts as a capacitor for C2. Therefore, the liquid level detection device 10 can be represented by an equivalent circuit in which the capacitor C1 and the capacitor C2 are connected in parallel as shown in FIG.
一般的にコンデンサの容量Cは、誘電率ε、電極面積S、電極間距離Lとすると、C=ε×S/Lで表されるので、液位が上昇すれば、誘電率を有する燃料が基板間に存在する面積が大きくなって静電容量も上昇する。従って、静電容量と液位との対応関係を予め求めておけば、電極間の静電容量を検出することにより、液位を検出することができる。 In general, the capacity C of a capacitor is expressed by C = ε × S / L where the dielectric constant ε, the electrode area S, and the distance L between the electrodes, so if the liquid level rises, the fuel having the dielectric constant The area existing between the substrates increases and the capacitance also increases. Therefore, if the correspondence between the capacitance and the liquid level is obtained in advance, the liquid level can be detected by detecting the capacitance between the electrodes.
しかしながら、本実施の形態では、エンタノール混合燃料を燃料タンク14に貯留するため、貯留されたエタノール濃度によって誘電率が変化してしまい、単にコンデンサ容量を検出しただけでは液位を正確に検出することができない。 However, in the present embodiment, since the ethanol mixed fuel is stored in the fuel tank 14, the dielectric constant changes depending on the stored ethanol concentration, and the liquid level is accurately detected simply by detecting the capacitor capacity. I can't.
例えば、エタノール濃度がE0(エタノール0%)とE100(エタノール100%)とでは、図4(A)に示すように、液位が同じでも静電容量が大きく異なる値となってしまう。 For example, when the ethanol concentration is E0 (ethanol 0%) and E100 (ethanol 100%), as shown in FIG. 4 (A), the capacitance is greatly different even if the liquid level is the same.
そこで、本実施形態では、フロート34と併用して液位を検出するようになっている。本実施の形態では、フロート34の材質として、誘電率がエタノールに対して十分高い誘電率の物質(例えば、エタノール誘電率:16〜31程度より数倍高い「水:80」以上の誘電率を有する物質)を用いている。これにより、液位検出装置10の検出値は、フロート34が存在する部分の静電容量C1と、燃料が存在する部分の静電容量C2が加算された値となるので、図4(B)に示すように、液位変化による静電容量変化よりもエタノール濃度変化に対する静電容量変化を十分に小さくすることができる。従って、エタノール濃度変化による静電容量変化を実質的に無視できるレベルにすることができ、液位を検出する際のエタノールの濃度変化の影響を小さくすることができる。 Therefore, in this embodiment, the liquid level is detected in combination with the float 34. In the present embodiment, the material of the float 34 is a substance having a dielectric constant sufficiently higher than that of ethanol (for example, a dielectric constant of “water: 80” or more which is several times higher than the ethanol dielectric constant: about 16 to 31). Substance). As a result, the detection value of the liquid level detection device 10 is a value obtained by adding the capacitance C1 of the portion where the float 34 is present and the capacitance C2 of the portion where the fuel is present. As shown in FIG. 6, the capacitance change with respect to the ethanol concentration change can be made sufficiently smaller than the capacitance change with the liquid level change. Therefore, the capacitance change due to the ethanol concentration change can be made substantially negligible, and the influence of the ethanol concentration change when detecting the liquid level can be reduced.
また、第2電極38の形状が燃料タンク14の底面側から上方に向かって広がる形状であるため、両極ともに長方形の電極を用いるよりも液面の変化に対する静電容量の変化が大きくなるので、液位の検出する際のダイナミックレンジを広く取ることができ、液位の検出精度を向上することができる。
(第2実施形態)
図5は、本発明の第2実施形態に係わる液位検出装置の概略構成を示す図であり、図5(A)は液位検出装置の外観を示す斜視図であり、図5(B)は平面図であり、図5(C)はプリント電極の拡大図である。
In addition, since the shape of the second electrode 38 is a shape that expands upward from the bottom surface side of the fuel tank 14, the change in capacitance with respect to the change in the liquid level becomes larger than the use of a rectangular electrode for both poles. A wide dynamic range can be taken when detecting the liquid level, and the detection accuracy of the liquid level can be improved.
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a liquid level detection device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 (A) is a perspective view showing an appearance of the liquid level detection device, and FIG. Is a plan view, and FIG. 5C is an enlarged view of a printed electrode.
本実施形態の液位検出装置11も第1実施形態と同様に、燃料に対して浮力のあるフロート34が設けられている。フロート34は、第1実施形態と同様に、燃料に対して十分に高い誘電率の物質を含有するものが適用される。十分に高い誘電率の物質としては、燃料性状の変化(アルコール濃度変化)による静電容量変化が無視できる程度に燃料の誘電率よりも高い誘電率の物質が適用される。例えば、エタノール誘電率:16〜31程度より数倍高い「水:80」以上の誘電率を有する物質が望ましい。一例としては、酸化チタン(TiO2)等の材料でフロート34が構成される。 Similarly to the first embodiment, the liquid level detection device 11 of the present embodiment is provided with a float 34 having buoyancy with respect to the fuel. As in the first embodiment, the float 34 that contains a substance having a sufficiently high dielectric constant relative to the fuel is applied. As a substance having a sufficiently high dielectric constant, a substance having a dielectric constant higher than that of the fuel is applied to such an extent that a change in capacitance due to a change in fuel properties (alcohol concentration change) can be ignored. For example, a substance having a dielectric constant of “water: 80” or more which is several times higher than the dielectric constant of ethanol: about 16 to 31 is desirable. As an example, the float 34 is made of a material such as titanium oxide (TiO 2 ).
また、フロート34は、液位検出装置11の筐体10Kの内側壁に設けられた、後述するプリント電極40に接触しながら液位に応じて移動する大きさに設定されている。 Further, the float 34 is set to a size that moves according to the liquid level while being in contact with a print electrode 40 (described later) provided on the inner wall of the housing 10K of the liquid level detection device 11.
第1実施形態では、液位検出装置10の筐体の内側壁に第1電極36と第2電極38とを対向配置する構成としたが、本実施形態では、図5(B)、(C)に示すように、2つのプリント配線40A、40Bが櫛歯状に形成されたプリント電極40が液位検出装置11の内側壁に設けられている。プリント電極40は、図5(B)に示すように、燃料タンク14の底面側から上方に向かって広がる形状とされている。なお、プリント電極40は、本実施形態では、図5(B)に示すように、逆三角形の形状のものを適用するがこれに限るものではなく、燃料タンク14の底面側から上方に向かって広がる形状のものであればよい。 In the first embodiment, the first electrode 36 and the second electrode 38 are arranged to face each other on the inner wall of the casing of the liquid level detection device 10. However, in the present embodiment, FIGS. ), A printed electrode 40 in which two printed wirings 40A and 40B are formed in a comb-teeth shape is provided on the inner wall of the liquid level detecting device 11. As shown in FIG. 5B, the printed electrode 40 has a shape that widens upward from the bottom surface side of the fuel tank 14. In this embodiment, as shown in FIG. 5 (B), the printed electrode 40 has an inverted triangular shape. However, the printed electrode 40 is not limited to this, and is upwardly directed from the bottom side of the fuel tank 14. Any shape that spreads out is acceptable.
続いて、上述のように構成された第2実施形態に係わる液位検出装置11による液位検出について説明する。図6(A)は第2実施形態に係わる液位検出装置11の等価回路を説明するための図であり、図6(B)は第2実施形態に係わる液位検出装置11の等価回路を示す図である。 Next, the liquid level detection by the liquid level detection apparatus 11 according to the second embodiment configured as described above will be described. FIG. 6A is a view for explaining an equivalent circuit of the liquid level detection device 11 according to the second embodiment, and FIG. 6B is an equivalent circuit of the liquid level detection device 11 according to the second embodiment. FIG.
第2実施形態に係わる液位検出装置11のプリント電極40は、2つのプリント配線40A、40Bが櫛歯状に形成されており、各プリント配線40A、40Bがコンデンサの対向電極として機能する。そして、図6(A)に示すように、プリント電極40は、燃料が存在する部分、フロート34が存在する部分、及び何も存在しない(空気が存在する)部分に分かれる。 In the printed electrode 40 of the liquid level detecting device 11 according to the second embodiment, two printed wirings 40A and 40B are formed in a comb shape, and each printed wiring 40A and 40B functions as a counter electrode of a capacitor. As shown in FIG. 6A, the printed electrode 40 is divided into a portion where the fuel is present, a portion where the float 34 is present, and a portion where nothing is present (air is present).
ここで、フロート34及び燃料は、所定の誘電率を有するので、図6(A)、(B)に示すように、プリント電極40のフロート34が存在する部分及び燃料が存在する部分がそれぞれ静電容量C1、C2のコンデンサとして作用する。従って、本実施形態の液位検出装置11も、図6(B)に示すように、第1実施形態と同様に、コンデンサC1とコンデンサC2が並列接続された等価回路で表すことができる。 Here, since the float 34 and the fuel have a predetermined dielectric constant, as shown in FIGS. 6A and 6B, the portion where the float 34 and the portion where the fuel exists of the printed electrode 40 are static. Acts as a capacitor of capacitances C1 and C2. Therefore, as shown in FIG. 6B, the liquid level detection device 11 of the present embodiment can also be represented by an equivalent circuit in which a capacitor C1 and a capacitor C2 are connected in parallel, as in the first embodiment.
本実施形態においても、フロート34と併用して液位を検出し、フロート34の材質として、誘電率がエタノールに対して十分高い誘電率の物質(例えば、エタノール誘電率:16〜31程度より数倍高い「水:80」以上の誘電率を有する物質)を用いている。これにより、液位検出装置11の検出値は、フロート34が存在する部分の静電容量C1と、燃料が存在する部分の静電容量C2が加算された値となるので、図4(B)で示したように、液位変化による静電容量変化よりもエタノール濃度変化に対する静電容量変化を十分に小さくすることができる。従って、第1実施形態と同様に、液位を検出する際のエタノールの濃度変化の影響を小さくすることができる。 Also in the present embodiment, the liquid level is detected in combination with the float 34, and the float 34 is made of a material having a dielectric constant sufficiently higher than that of ethanol (for example, ethanol dielectric constant: about 16 to 31). A substance having a dielectric constant of “water: 80” or more that is twice as high. As a result, the detection value of the liquid level detection device 11 is a value obtained by adding the capacitance C1 of the portion where the float 34 is present and the capacitance C2 of the portion where the fuel is present. As can be seen, the capacitance change with respect to the ethanol concentration change can be made sufficiently smaller than the capacitance change with the liquid level change. Therefore, as in the first embodiment, it is possible to reduce the influence of the ethanol concentration change when the liquid level is detected.
また、本実施形態においてもプリント電極40の形状が燃料タンク14の底面側から上方に向かって広がる形状であるため、長方形のプリント電極40を用いるよりも液面に対する静電容量変化が大きくなるので、液位の検出する際のダイナミックレンジを広く取ることができ、液位の検出精度を向上することができる。 Also in this embodiment, since the shape of the printed electrode 40 is a shape that expands upward from the bottom surface side of the fuel tank 14, the capacitance change with respect to the liquid surface is larger than when the rectangular printed electrode 40 is used. Therefore, a wide dynamic range for detecting the liquid level can be taken, and the detection accuracy of the liquid level can be improved.
なお、第1実施形態における第2電極38、及び第2実施形態におけるプリント電極40はそれぞれ、燃料タンク14の底面側から上方に向かって広がる形状のものを用いたが、形状はこれに限るものではない。上記の各実施形態よりも液位検出精度は下がるが、例えば、矩形のものを適用するようにしてもよい。 The second electrode 38 according to the first embodiment and the printed electrode 40 according to the second embodiment have a shape that spreads upward from the bottom surface side of the fuel tank 14, but the shape is not limited thereto. is not. Although the liquid level detection accuracy is lower than in each of the above embodiments, for example, a rectangular one may be applied.
また、上記の実施の形態では、エタノールを混合した混合燃料の場合を一例として説明したが、エタノールに限るものではなく、他のアルコールを混合した燃料を適用するようにしてもよいし、他の燃料を混合する混合燃料を使用する場合に適用してもよい。 In the above embodiment, the case of a mixed fuel mixed with ethanol has been described as an example. However, the fuel is not limited to ethanol, and a fuel mixed with another alcohol may be applied. You may apply when using the mixed fuel which mixes a fuel.
10、11 液位検出装置
10K 筐体
34 フロート
36 第1電極
38 第2電極
40 プリント電極
40A、40B プリント配線
10, 11 Liquid level detection device 10K Housing 34 Float 36 First electrode 38 Second electrode 40 Print electrode 40A, 40B Print wiring
Claims (4)
前記筐体内に液面と交わる方向に沿って設けられた一対の電極と、
前記筐体内に設けられ、前記液体に対して浮力を有すると共に、前記液体の誘電率よりも高い誘電率の物質で構成されて前記一対の電極との間に静電容量を発生するフロートと、
を備えた液位検出装置。 A cylindrical housing into which the liquid stored in the liquid tank is introduced;
A pair of electrodes provided along the direction intersecting the liquid level in the housing;
A float that is provided in the housing and has a buoyancy with respect to the liquid, and is made of a substance having a dielectric constant higher than a dielectric constant of the liquid, and generates a capacitance between the pair of electrodes;
A liquid level detection device.
前記フロートが、前記第1電極と前記第2電極との間に配置された請求項1に記載の液位検出装置。 The pair of electrodes includes a first electrode having a rectangular shape and a second electrode having a shape extending from the bottom surface of the liquid tank toward the top surface,
The liquid level detection device according to claim 1, wherein the float is disposed between the first electrode and the second electrode.
前記フロートが、前記プリント電極に接触するように配置された請求項1に記載の液位検出装置。 The pair of electrodes is a printed electrode in which two printed wirings are comb-like and formed in a shape that extends from the bottom surface of the liquid tank toward the top surface,
The liquid level detection device according to claim 1, wherein the float is disposed so as to contact the printed electrode.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013067112A JP2014190860A (en) | 2013-03-27 | 2013-03-27 | Liquid level detector |
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| JP (1) | JP2014190860A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110895052A (en) * | 2019-12-09 | 2020-03-20 | 珠海格力电器股份有限公司 | Liquid level monitoring method, liquid level monitoring structure, drainage device and heat exchange equipment |
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- 2013-03-27 JP JP2013067112A patent/JP2014190860A/en active Pending
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