JP3036100B2 - 液面検出器 - Google Patents
液面検出器Info
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- JP3036100B2 JP3036100B2 JP3066547A JP6654791A JP3036100B2 JP 3036100 B2 JP3036100 B2 JP 3036100B2 JP 3066547 A JP3066547 A JP 3066547A JP 6654791 A JP6654791 A JP 6654791A JP 3036100 B2 JP3036100 B2 JP 3036100B2
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- capacitance
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラスチックタンク等
の非電導体のタンク内に貯留された液体の液面レベルを
検出する液面検出器に関する。
の非電導体のタンク内に貯留された液体の液面レベルを
検出する液面検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、用水、排水又は薬品等を貯留する
プラスチックタンクには、外部から内部の液体の液面を
認識できないものがあり、このようなタンク内の液体の
液面レベルを検出する検出器には、タンク外部から内部
にセンサを挿入して液に直接接触させて液体の量を検出
する電極式、リードスイッチ式、フリクト式等やタンク
の外部と内部とを連通させる連通管を設けて液体の量を
検出する連通管式、また超音波発振器から超音波を発生
させその反射波を測定して液体の液面レベルを検出する
超音波式のもの等があった。
プラスチックタンクには、外部から内部の液体の液面を
認識できないものがあり、このようなタンク内の液体の
液面レベルを検出する検出器には、タンク外部から内部
にセンサを挿入して液に直接接触させて液体の量を検出
する電極式、リードスイッチ式、フリクト式等やタンク
の外部と内部とを連通させる連通管を設けて液体の量を
検出する連通管式、また超音波発振器から超音波を発生
させその反射波を測定して液体の液面レベルを検出する
超音波式のもの等があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
検出器では、一度測定点を設定すると、測定点の変更は
容易にできないという欠点があった。また、電極式、リ
ードスイッチ式、フリクト式の検出器を使用して液面レ
ベルを検出する場合には、タンク上部にセンサ投入用の
フランジが必要となり、既存の設備では上記フランジの
付設に多大の時間と費用がかかるという問題点があっ
た。連通管式の検出器を使用して液面レベルを検出する
場合には、タンク下部に連通管を通す穴を開ける必要が
あり、このため作業を続けながらの設置が困難であり、
設置には多大の時間と費用がかかるという問題点があっ
た。超音波式の検出器を使用して液面レベルを検出する
場合には、上述した検出器と同様、設置には多大の時間
と費用がかかると共に、超音波発振器自体が高価である
ので、さらに設備費用が高額になるという問題点があっ
た。
検出器では、一度測定点を設定すると、測定点の変更は
容易にできないという欠点があった。また、電極式、リ
ードスイッチ式、フリクト式の検出器を使用して液面レ
ベルを検出する場合には、タンク上部にセンサ投入用の
フランジが必要となり、既存の設備では上記フランジの
付設に多大の時間と費用がかかるという問題点があっ
た。連通管式の検出器を使用して液面レベルを検出する
場合には、タンク下部に連通管を通す穴を開ける必要が
あり、このため作業を続けながらの設置が困難であり、
設置には多大の時間と費用がかかるという問題点があっ
た。超音波式の検出器を使用して液面レベルを検出する
場合には、上述した検出器と同様、設置には多大の時間
と費用がかかると共に、超音波発振器自体が高価である
ので、さらに設備費用が高額になるという問題点があっ
た。
【０００４】本発明は、上記実情に鑑みなされたもの
で、タンク内の液面に接触することなく、タンクの外部
から簡単に液面レベルを検出することができる液面検出
器を提供することを目的とする。
で、タンク内の液面に接触することなく、タンクの外部
から簡単に液面レベルを検出することができる液面検出
器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、内部に液体
を保有する容器の外壁面所定位置に着脱可能に付設さ
れ、液体と気体の静電容量の変化に応じて前記液体を検
出する１対の静電容量検出部と、該静電容量検出部と接
続され高周波が含まれる矩形波を発生させる回路と、前
記静電容量の変化を前記発生した矩形波のずれに基づい
て検出する前記静電容量検出部の一方に接続され、３個
直列に並べたインバータと他方に接続され２個直列に並
べたインバータからなる静電容量変化検出回路とを具え
た液面検出器が提供される。
を保有する容器の外壁面所定位置に着脱可能に付設さ
れ、液体と気体の静電容量の変化に応じて前記液体を検
出する１対の静電容量検出部と、該静電容量検出部と接
続され高周波が含まれる矩形波を発生させる回路と、前
記静電容量の変化を前記発生した矩形波のずれに基づい
て検出する前記静電容量検出部の一方に接続され、３個
直列に並べたインバータと他方に接続され２個直列に並
べたインバータからなる静電容量変化検出回路とを具え
た液面検出器が提供される。
【０００６】
【作用】液体と気体の誘電率の違いに基づく静電容量の
差を電気的に検出して、検出器の取り付け位置と同位置
のタンク内に液面が存在するか否かを検出する。従っ
て、タンクの内部に液面検出器を設置しなくても外部か
ら簡単に液面レベルを検出することができる。
差を電気的に検出して、検出器の取り付け位置と同位置
のタンク内に液面が存在するか否かを検出する。従っ
て、タンクの内部に液面検出器を設置しなくても外部か
ら簡単に液面レベルを検出することができる。
【０００７】
【実施例】本発明の実施例を図１乃至図５の図面に基づ
き説明する。図１は、本発明に係る液面検出器の構成を
示すブロック図であり、上記液面検出器は、液面レベル
の検出を行うプラスチックタンクの外壁面所定位置に着
脱可能に付設されている。
き説明する。図１は、本発明に係る液面検出器の構成を
示すブロック図であり、上記液面検出器は、液面レベル
の検出を行うプラスチックタンクの外壁面所定位置に着
脱可能に付設されている。
【０００８】図において、矩形波発生回路１０は、抵抗
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3を介して静電容量検出部１１，１２、静
電容量変化検出回路１３と接続されており、所定振幅の
波形からなる高周波信号を発振している。静電容量検出
部１１，１２は、大気側とタンク側の静電容量を検出す
るセンシングパターン回路からなり、上記矩形波発生回
路１０と組み合わされることにより、検出した静電容量
に応じて上記矩形波発生回路１０から発振される高周波
信号の位相を変化させている。
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3を介して静電容量検出部１１，１２、静
電容量変化検出回路１３と接続されており、所定振幅の
波形からなる高周波信号を発振している。静電容量検出
部１１，１２は、大気側とタンク側の静電容量を検出す
るセンシングパターン回路からなり、上記矩形波発生回
路１０と組み合わされることにより、検出した静電容量
に応じて上記矩形波発生回路１０から発振される高周波
信号の位相を変化させている。
【０００９】静電容量変化検出回路１３は、上記静電容
量検出部１１，１２によって変化された高周波信号を検
出することによって、タンク内の液体の有無を上記静電
容量の変化として検出し、その検出結果をこの実施例の
場合、液面のチャタリングを防止するヒステリシス発生
回路１４に出力している。ヒステリシス発生回路１４
は、液面のチャタリングを防止する回路で、ここで不要
なパルスを取り除き、検出結果を信号発生回路１５に出
力する。
量検出部１１，１２によって変化された高周波信号を検
出することによって、タンク内の液体の有無を上記静電
容量の変化として検出し、その検出結果をこの実施例の
場合、液面のチャタリングを防止するヒステリシス発生
回路１４に出力している。ヒステリシス発生回路１４
は、液面のチャタリングを防止する回路で、ここで不要
なパルスを取り除き、検出結果を信号発生回路１５に出
力する。
【００１０】信号発生回路１５は、上記検出結果に応じ
て、後述する発光ダイオードを発光させると共に、上記
検出結果を通信端末機１６へ出力している。図２は、図
１の回路構成を示す回路図であり、上記図２に基づき本
発明に係る液面検出器の動作を説明する。なお、上記検
出器では、検出器回りのノイズの影響を排除するためセ
ンシングパターン回路の周囲に接地回路を設けると共
に、銅製のカバーを設けている。
て、後述する発光ダイオードを発光させると共に、上記
検出結果を通信端末機１６へ出力している。図２は、図
１の回路構成を示す回路図であり、上記図２に基づき本
発明に係る液面検出器の動作を説明する。なお、上記検
出器では、検出器回りのノイズの影響を排除するためセ
ンシングパターン回路の周囲に接地回路を設けると共
に、銅製のカバーを設けている。
【００１１】図において、矩形波発生回路１０は、図３
及び図４の(a)に示すような矩形波の高周波信号Ａを発
振している。静電容量検出器１１，１２は、所定のプリ
ント基板の両面に櫛形状にパターン印刷されたコンデン
サからなるセンシングパターン回路で、コンパクトにセ
ンシングが行えるようになっており、上記矩形波発生回
路１０と組み合わせにより、検出器の設置位置に液がな
い場合、、の位置には図３の(b)、(c)に示すよう
に、高周波信号Ａと同一位相の波形信号が発生する。上
記各波形信号は、気体である大気の誘電率に応じた静電
容量によるものなので、共に同一位相及び振幅で静電容
量変化検出回路１３に出力されている。また、検出器の
設置位置に液が存在する場合、の位置には図４の(b)
に示すように、高周波信号Ａと同一位相の波形信号が発
生し、の位置には図４の(c)に示すように、高周波信
号Ａと位相がｔ時間遅延した波形信号が発生する。静電
容量変化検出回路１３は、抵抗Ｒ1、Ｒ2に接続された複
数のインバータ１３ａ〜１３ｅを有し、の位置には図
３及び図４の(d)に示すように、(b) の信号が反転され
た波形信号が出力し、の位置には図３及び図４の(e)
に示すように、(c) と同一の波形信号が出力している。
及びの位置の両信号は、ダイオードＤと抵抗Ｒ4、
Ｒ5の働きによって、図３及び図４の(f)に示すような波
形に変換されての位置に至る。なお、図４の(f)の波
形は、図４の(e)の位相が(d)に対してｔ時間遅延した場
合に発生するローレベルのトリガ電圧であり、高周波信
号Ａと異なる振幅に変更されている。すなわち、静電容
量変化検出回路１３は、及びの位置の両信号がとも
に、ハイレベルの場合には、ハイレベルの信号が出力さ
れ、両信号がともに、ローレベルの場合には、ローレベ
ルの信号が出力され、両信号のうち、いずれか一方がハ
イレベルで、いずれか一方がローレベルの場合には、ハ
イレベルの信号が出力される。
及び図４の(a)に示すような矩形波の高周波信号Ａを発
振している。静電容量検出器１１，１２は、所定のプリ
ント基板の両面に櫛形状にパターン印刷されたコンデン
サからなるセンシングパターン回路で、コンパクトにセ
ンシングが行えるようになっており、上記矩形波発生回
路１０と組み合わせにより、検出器の設置位置に液がな
い場合、、の位置には図３の(b)、(c)に示すよう
に、高周波信号Ａと同一位相の波形信号が発生する。上
記各波形信号は、気体である大気の誘電率に応じた静電
容量によるものなので、共に同一位相及び振幅で静電容
量変化検出回路１３に出力されている。また、検出器の
設置位置に液が存在する場合、の位置には図４の(b)
に示すように、高周波信号Ａと同一位相の波形信号が発
生し、の位置には図４の(c)に示すように、高周波信
号Ａと位相がｔ時間遅延した波形信号が発生する。静電
容量変化検出回路１３は、抵抗Ｒ1、Ｒ2に接続された複
数のインバータ１３ａ〜１３ｅを有し、の位置には図
３及び図４の(d)に示すように、(b) の信号が反転され
た波形信号が出力し、の位置には図３及び図４の(e)
に示すように、(c) と同一の波形信号が出力している。
及びの位置の両信号は、ダイオードＤと抵抗Ｒ4、
Ｒ5の働きによって、図３及び図４の(f)に示すような波
形に変換されての位置に至る。なお、図４の(f)の波
形は、図４の(e)の位相が(d)に対してｔ時間遅延した場
合に発生するローレベルのトリガ電圧であり、高周波信
号Ａと異なる振幅に変更されている。すなわち、静電容
量変化検出回路１３は、及びの位置の両信号がとも
に、ハイレベルの場合には、ハイレベルの信号が出力さ
れ、両信号がともに、ローレベルの場合には、ローレベ
ルの信号が出力され、両信号のうち、いずれか一方がハ
イレベルで、いずれか一方がローレベルの場合には、ハ
イレベルの信号が出力される。
【００１２】静電容量変化検出回路１３においては、イ
ンバータ１４ａは、ハイレベルの電圧が加えられると、
自己のスレショールドレベルに応じてローレベルの波形
からなる信号を出力し、回路１３全体ではハイレベルの
波形からなる信号をヒステリシス発生回路１４に出力す
る。また、インバータ１４ａは、上記ローレベルのトリ
ガ電圧が加えられると、ハイレベルの波形からなる信号
を出力し、回路１３全体ではローレベルの波形からなる
信号をヒステリシス発生回路１４に出力する。
ンバータ１４ａは、ハイレベルの電圧が加えられると、
自己のスレショールドレベルに応じてローレベルの波形
からなる信号を出力し、回路１３全体ではハイレベルの
波形からなる信号をヒステリシス発生回路１４に出力す
る。また、インバータ１４ａは、上記ローレベルのトリ
ガ電圧が加えられると、ハイレベルの波形からなる信号
を出力し、回路１３全体ではローレベルの波形からなる
信号をヒステリシス発生回路１４に出力する。
【００１３】信号発生回路１５では、ヒステリシス発生
回路１４からハイレベルの信号が入力すると、インバー
タ１５ａは、図３の(g) のの位置に示すように、ロー
レベルの波形からなる信号を出力し、これにより発光ダ
イオード１５ｂは、消灯し、トランジスタＴｒは、オフ
状態になるので、通信端末器１６は、図３の(h) のの
位置に示すように、「液なし」を示すハイレベルの信号
が得られる。また、ヒステリシス発生回路１４からロー
レベルの信号が入力すると、インバータ１５ａは、図４
の(g) のの位置に示すように、ハイレベルの波形から
なる信号を出力し、これにより発光ダイオード１５ｂ
は、点灯し、トランジスタＴｒは、オン状態になるの
で、通信端末器１６は、図４の(h) のの位置に示すよ
うに、「液あり」を示すローレベルの信号が得られる。
回路１４からハイレベルの信号が入力すると、インバー
タ１５ａは、図３の(g) のの位置に示すように、ロー
レベルの波形からなる信号を出力し、これにより発光ダ
イオード１５ｂは、消灯し、トランジスタＴｒは、オフ
状態になるので、通信端末器１６は、図３の(h) のの
位置に示すように、「液なし」を示すハイレベルの信号
が得られる。また、ヒステリシス発生回路１４からロー
レベルの信号が入力すると、インバータ１５ａは、図４
の(g) のの位置に示すように、ハイレベルの波形から
なる信号を出力し、これにより発光ダイオード１５ｂ
は、点灯し、トランジスタＴｒは、オン状態になるの
で、通信端末器１６は、図４の(h) のの位置に示すよ
うに、「液あり」を示すローレベルの信号が得られる。
【００１４】図５は、図１及び図２で示した液面検出器
で検出した液面レベルの情報をホストコンピュータに伝
送する情報伝送システムの一実施例を示す図である。図
において、液面検出器２０は、タンク２１に着脱可能に
付設されており、上記液面検出器２０には、前述したご
とく、プリント基板の両面に静電容量を検知するコンデ
ンサをプリントしたセンシングパターン回路１１，１２
が描かれている。上記センシングパターン回路１１は、
タンク２１とは反対側の気体である大気の静電容量を検
出し、センシングパターン回路１２は、タンク２１内の
液体の静電容量を検出している。液面検出器２０は、上
記気体と液体の誘電率の差を利用して上記タンク内の液
面を検出し、対応する信号を出力している。
で検出した液面レベルの情報をホストコンピュータに伝
送する情報伝送システムの一実施例を示す図である。図
において、液面検出器２０は、タンク２１に着脱可能に
付設されており、上記液面検出器２０には、前述したご
とく、プリント基板の両面に静電容量を検知するコンデ
ンサをプリントしたセンシングパターン回路１１，１２
が描かれている。上記センシングパターン回路１１は、
タンク２１とは反対側の気体である大気の静電容量を検
出し、センシングパターン回路１２は、タンク２１内の
液体の静電容量を検出している。液面検出器２０は、上
記気体と液体の誘電率の差を利用して上記タンク内の液
面を検出し、対応する信号を出力している。
【００１５】通信端末器１６は、上記検出器２０から出
力される信号を検出し、上記信号をモデム２２、電話回
線２３、モデム２４を介してホストコンピュータ２５に
伝送する。これにより、ホストコンピュータ２５は、液
面レベルを検知することができ、例えば上記検知に応じ
てタンク内の液体の量を調整することができる。従っ
て、本実施例では、液体と気体の誘電率の違いに基づく
静電容量の差を電気的に検出して、検出器の取り付け位
置と同位置のタンク内に液面が存在するか否かを検出す
るので、改良工事等によってタンクの内部に液面検出器
を設置しなくても外部から簡単に液面レベルを検出する
ことができる。また、本実施例の液面検出器は、外部取
り付けなので、簡単に検出器を着脱でき、測定点の変更
が容易にできる。また、本実施例では、ヒステリシス回
路を設けたので、液面測定の課題である液面波動による
チャタリングを良好に防止することができる。さらに、
本実施例では、液面検出器を小型でシンプルな構成にす
ることが可能なので、構造コストを低減することができ
る。
力される信号を検出し、上記信号をモデム２２、電話回
線２３、モデム２４を介してホストコンピュータ２５に
伝送する。これにより、ホストコンピュータ２５は、液
面レベルを検知することができ、例えば上記検知に応じ
てタンク内の液体の量を調整することができる。従っ
て、本実施例では、液体と気体の誘電率の違いに基づく
静電容量の差を電気的に検出して、検出器の取り付け位
置と同位置のタンク内に液面が存在するか否かを検出す
るので、改良工事等によってタンクの内部に液面検出器
を設置しなくても外部から簡単に液面レベルを検出する
ことができる。また、本実施例の液面検出器は、外部取
り付けなので、簡単に検出器を着脱でき、測定点の変更
が容易にできる。また、本実施例では、ヒステリシス回
路を設けたので、液面測定の課題である液面波動による
チャタリングを良好に防止することができる。さらに、
本実施例では、液面検出器を小型でシンプルな構成にす
ることが可能なので、構造コストを低減することができ
る。
【００１６】なお、本実施例では、プラッスチック製の
タンクに液面検出器２０を付設した場合について説明し
たが、本発明はこれに限らず、液面検出器２０を不良伝
導性の容器等、例えばセラミックス製容器、木製容器
（酒ダル）等に付設して適用することも可能である。
タンクに液面検出器２０を付設した場合について説明し
たが、本発明はこれに限らず、液面検出器２０を不良伝
導性の容器等、例えばセラミックス製容器、木製容器
（酒ダル）等に付設して適用することも可能である。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、内部
に液体を保有する容器の外壁面所定位置に着脱可能に付
設され、液体と気体の静電容量の変化に応じて前記液体
を検出する１対の静電容量検出部と、該静電容量検出部
と接続され高周波が含まれる矩形波を発生させる回路
と、前記静電容量の変化を前記発生した矩形波のずれに
基づいて検出する前記静電容量検出部の一方に接続さ
れ、３個直列に並べたインバータと他方に接続され２個
直列に並べたインバータからなる静電容量変化検出回路
とを具えたので、タンク内の液面に接触することなく、
タンクの外部から簡単に液面レベルを検出することがで
きる。
に液体を保有する容器の外壁面所定位置に着脱可能に付
設され、液体と気体の静電容量の変化に応じて前記液体
を検出する１対の静電容量検出部と、該静電容量検出部
と接続され高周波が含まれる矩形波を発生させる回路
と、前記静電容量の変化を前記発生した矩形波のずれに
基づいて検出する前記静電容量検出部の一方に接続さ
れ、３個直列に並べたインバータと他方に接続され２個
直列に並べたインバータからなる静電容量変化検出回路
とを具えたので、タンク内の液面に接触することなく、
タンクの外部から簡単に液面レベルを検出することがで
きる。
【図１】本発明に係る液面検出器の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図２】図１の回路構成を示す回路図である。
【図３】図２に示した各位置での出力波形を示す図であ
る。
る。
【図４】図３と同様、図２に示した各位置での出力波形
を示す図である。
を示す図である。
【図５】図１及び図２で示した液面検出器で検出した液
面レベルの情報をホストコンピュータに伝送する情報伝
送システムの一実施例を示す図である。
面レベルの情報をホストコンピュータに伝送する情報伝
送システムの一実施例を示す図である。
１０ 矩形波発生回路 １１，１２ 静電容量検出部 １３ 静電容量変化検出回路 １４ ヒステリシス発生回路 １５ 信号発生回路 １６ 通信端末機 ２０ 液面検出器 ２１ プラスチックタンク ２２，２４ モデム ２３ 電話回線 ２５ ホストコンピュータ
Claims (1)
- 【請求項１】 内部に液体を保有する容器の外壁面所定
位置に着脱可能に付設され、液体と気体の静電容量の変
化に応じて前記液体を検出する１対の静電容量検出部
と、該静電容量検出部と接続され高周波が含まれる矩形
波を発生させる回路と、前記静電容量の変化を前記発生
した矩形波のずれに基づいて検出する前記静電容量検出
部の一方に接続され、３個直列に並べたインバータと他
方に接続され２個直列に並べたインバータからなる静電
容量変化検出回路とを具えたことを特徴とする液面検出
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3066547A JP3036100B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 液面検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3066547A JP3036100B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 液面検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04301521A JPH04301521A (ja) | 1992-10-26 |
| JP3036100B2 true JP3036100B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=13319042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3066547A Expired - Fee Related JP3036100B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 液面検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3036100B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI553300B (zh) * | 2015-12-01 | 2016-10-11 | 財團法人工業技術研究院 | 液面感測裝置 |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP3066547A patent/JP3036100B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04301521A (ja) | 1992-10-26 |
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