JPH02276918A - 非浸入型の液位検出装置 - Google Patents
非浸入型の液位検出装置Info
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- JPH02276918A JPH02276918A JP1345106A JP34510689A JPH02276918A JP H02276918 A JPH02276918 A JP H02276918A JP 1345106 A JP1345106 A JP 1345106A JP 34510689 A JP34510689 A JP 34510689A JP H02276918 A JPH02276918 A JP H02276918A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は液位検出器に関し、特に、容器内に入れられた
液体の液位な検出する非浸入型の液位検出器に関する。
液体の液位な検出する非浸入型の液位検出器に関する。
発明の背景
容器内に入れられた液体の液位を検出する液位検出器は
自動車エンジンと共に使用されることについては公知で
ある。歴史的に、これらの検出器は摩擦及び摩耗を受け
る移動部品を含むフロート動作スイッチの形態て製造さ
れている。他の装置ては、冷却剤の導電率を測定するこ
とによって液位を検出する電気プローブか利用されてい
る。しかしながら、これらの装置は複雑な電流増幅シス
テムを必要としている。それは1表示ランプに電力を与
えるには電極を流れる’iff流量かしばしば不充分と
なるからである。これらのシステムのいずれにおいても
、測定センサか流体中に位置決めされており、この流体
では汚染物かこのセンサに集り易く液位の測定を乱しが
ちである。更に、上述の従来技術の装置は、この流体を
入れた容器内に開口を必要としているという点て「浸入
型」として分類される。これにより更に流体の漏洩の可
能性及び検出装置の劣化の可能性か生じる。
自動車エンジンと共に使用されることについては公知で
ある。歴史的に、これらの検出器は摩擦及び摩耗を受け
る移動部品を含むフロート動作スイッチの形態て製造さ
れている。他の装置ては、冷却剤の導電率を測定するこ
とによって液位を検出する電気プローブか利用されてい
る。しかしながら、これらの装置は複雑な電流増幅シス
テムを必要としている。それは1表示ランプに電力を与
えるには電極を流れる’iff流量かしばしば不充分と
なるからである。これらのシステムのいずれにおいても
、測定センサか流体中に位置決めされており、この流体
では汚染物かこのセンサに集り易く液位の測定を乱しが
ちである。更に、上述の従来技術の装置は、この流体を
入れた容器内に開口を必要としているという点て「浸入
型」として分類される。これにより更に流体の漏洩の可
能性及び検出装置の劣化の可能性か生じる。
上述の問題のために、非浸入手段を使用して容器に入れ
られた流体の液位な検出することか望ましくなっている
。−収約に、これらの非浸入型のシステムは送信器/受
信器システムを介して実施される波伝ばん技術を必要と
する。−収約には、これらのシステムは流体を介して送
信トランスジューサから受信トランスジューサへの超音
波信号の伝送を必要とする。この超音波伝送システムは
送信トランスジューサから受信トランスジューサへ、t
f1升波倍波信号送するために液状の伝送媒体を必要と
する。受信トランスジューサての信号の欠如は液状の伝
送媒体の欠如に関連し、流体不存在表示を行う。しかし
ながら、トランスジューサ対又はそれぞれの電子接続の
故障により受信トランスジューサからの信号の欠如か生
し、これにより通常の故障モードか生し、そのため乾燥
状態又は流体不存在状態が間違って示される。
られた流体の液位な検出することか望ましくなっている
。−収約に、これらの非浸入型のシステムは送信器/受
信器システムを介して実施される波伝ばん技術を必要と
する。−収約には、これらのシステムは流体を介して送
信トランスジューサから受信トランスジューサへの超音
波信号の伝送を必要とする。この超音波伝送システムは
送信トランスジューサから受信トランスジューサへ、t
f1升波倍波信号送するために液状の伝送媒体を必要と
する。受信トランスジューサての信号の欠如は液状の伝
送媒体の欠如に関連し、流体不存在表示を行う。しかし
ながら、トランスジューサ対又はそれぞれの電子接続の
故障により受信トランスジューサからの信号の欠如か生
し、これにより通常の故障モードか生し、そのため乾燥
状態又は流体不存在状態が間違って示される。
自動車及び他の用途における液位の監視の重要性の増大
により、更に信頼性ある非浸入型の液位検出器への要求
か生している。従って、信頼てきるデータを提供し、及
び、測定される流体との接触を必要としない液位検出器
か開発されるということか重要である。
により、更に信頼性ある非浸入型の液位検出器への要求
か生している。従って、信頼てきるデータを提供し、及
び、測定される流体との接触を必要としない液位検出器
か開発されるということか重要である。
発明の要約
本1発明によれば、容器の外壁に取り付けられる非浸入
型の液位検出装置か提供される。本発明は、検出される
液体と接触せずに、自動車の冷却系統又はワインドシー
ルドワッシャ溶剤容器の場合のように所定の低液位の単
一点検出を行う。本発明は又警報灯又は他の表示器を付
勢することかできる電気信号をも提供する。本発明の液
位検出装置は、容器の外壁にほぼ固定関係に流体容器に
関し形成された容量性検出手段を組み込んでいる。この
容量性検出手段は、電気検出回路を含むプリント回路の
一体部分とし、それにより装置を自蔵とすることかてき
る。この検出手段は受容可能な液位の下限を検出する位
置において流体容器の外壁に取り付けられている。
型の液位検出装置か提供される。本発明は、検出される
液体と接触せずに、自動車の冷却系統又はワインドシー
ルドワッシャ溶剤容器の場合のように所定の低液位の単
一点検出を行う。本発明は又警報灯又は他の表示器を付
勢することかできる電気信号をも提供する。本発明の液
位検出装置は、容器の外壁にほぼ固定関係に流体容器に
関し形成された容量性検出手段を組み込んでいる。この
容量性検出手段は、電気検出回路を含むプリント回路の
一体部分とし、それにより装置を自蔵とすることかてき
る。この検出手段は受容可能な液位の下限を検出する位
置において流体容器の外壁に取り付けられている。
本発明は非金属容器内に入れられた流体の液位を検出す
るためにコンデンサの原理を利用する。
るためにコンデンサの原理を利用する。
液体か容器内て上下するときに、この液体の絶縁性によ
り、検出手段に結合された電子回路により検出される検
出コンデンサの実行容量か変化される。電力か加えられ
るときはいつも本装置は駆動されたままとなり、そして
、低液位か検出されたときにのみユーザに対して表示を
行う。
り、検出手段に結合された電子回路により検出される検
出コンデンサの実行容量か変化される。電力か加えられ
るときはいつも本装置は駆動されたままとなり、そして
、低液位か検出されたときにのみユーザに対して表示を
行う。
本発明は、容器内の液体の液位を装置か常に監視してユ
ーザによる相互作用又は他の監視を必慶としないという
点て受動装置である。
ーザによる相互作用又は他の監視を必慶としないという
点て受動装置である。
本発明は、添付図面に関する次の詳細な説明から更によ
く理解されよう。
く理解されよう。
実施例の説明
第1A図は本発明の液位検出装置の一実施例の回路図を
示す。この回路の供給電圧は一般的には12ボルトの自
動車バッテリにより提供される。
示す。この回路の供給電圧は一般的には12ボルトの自
動車バッテリにより提供される。
このバッテリは、抵抗R1とツェナータイオートZlの
組み合せを含む電圧調整器によって5ボルトの直流@源
電圧に低下される。コンデンサCIはこの電圧調整器の
フィルタとして作用する。
組み合せを含む電圧調整器によって5ボルトの直流@源
電圧に低下される。コンデンサCIはこの電圧調整器の
フィルタとして作用する。
第1A図の検出器は抵抗/コンデンサ回路網R4とC2
及び抵抗R5,R6と共に増幅器A1を組み込んて矩形
波発振器を形成している。基準電圧は分圧回路R2/R
3により該基準電圧値を決定する電圧調整器から供給さ
れる。この電圧は、後て記載されるように、矩形波発振
器及び回路内に配置された電圧比較器A2、A4用の基
準電圧として作用する。
及び抵抗R5,R6と共に増幅器A1を組み込んて矩形
波発振器を形成している。基準電圧は分圧回路R2/R
3により該基準電圧値を決定する電圧調整器から供給さ
れる。この電圧は、後て記載されるように、矩形波発振
器及び回路内に配置された電圧比較器A2、A4用の基
準電圧として作用する。
上述の矩形波発振器の出力は第2A図の矩形波として示
しである。矩形波発振器は交流電気出力を発生し、この
交流電気出力によりコンデンサC3、C4はそれぞれダ
イオードDi、D2を介して充電される。コンデンサC
4はセンサコンデンサであり、コンデンサC3は基準コ
ンデンサである。上述のように、コンデンサC4はセン
サコンデンサであって、このコンデンサの2つの導電面
は板P1とその取り付け装置を介した容器lOの接地部
である。このコンデンサの絶縁物は容器lO内の流体て
あり、これにより、C4の容量値はこの容器内の液位に
相対的に変化する。コンデンサC3の容量値は、所定の
液位が検出されるとき、即ち、臨界液位で、コンデンサ
C4の値に一致するように調節可能である。
しである。矩形波発振器は交流電気出力を発生し、この
交流電気出力によりコンデンサC3、C4はそれぞれダ
イオードDi、D2を介して充電される。コンデンサC
4はセンサコンデンサであり、コンデンサC3は基準コ
ンデンサである。上述のように、コンデンサC4はセン
サコンデンサであって、このコンデンサの2つの導電面
は板P1とその取り付け装置を介した容器lOの接地部
である。このコンデンサの絶縁物は容器lO内の流体て
あり、これにより、C4の容量値はこの容器内の液位に
相対的に変化する。コンデンサC3の容量値は、所定の
液位が検出されるとき、即ち、臨界液位で、コンデンサ
C4の値に一致するように調節可能である。
第1B図は本発明の他の実施例を示し、板P2と23は
センサコンデンサC4の外面に与えられている。板P2
と23は回路の接地点に接続されている。低位容量は板
P1とR2により提供され、高位容量は板PLとR3に
より提供される。
センサコンデンサC4の外面に与えられている。板P2
と23は回路の接地点に接続されている。低位容量は板
P1とR2により提供され、高位容量は板PLとR3に
より提供される。
試験点1(TPI)における前記矩形波発振器からの電
圧か正から負に変化するとき、コンデンサC3と04は
それぞれ抵抗R9とRIOを介して放電し始める。容器
lO内に充分な流体か存在するかどうかを回路に決定可
能にするのはコンデンサC3と04の容量値に原因する
抵抗R9とRlOての電圧減衰の差である。
圧か正から負に変化するとき、コンデンサC3と04は
それぞれ抵抗R9とRIOを介して放電し始める。容器
lO内に充分な流体か存在するかどうかを回路に決定可
能にするのはコンデンサC3と04の容量値に原因する
抵抗R9とRlOての電圧減衰の差である。
第1A図を又参照すると、電圧比較器A2は試験点2
(TR2)の電圧を抵抗R2とR3により設定される基
準電圧と比較する。第2B図と第2C図は、TR2にお
ける電圧かコンデンサC3の放電のために基準電圧Vl
よりも小さく減衰すると、TR3の電圧比較器A2の基
準電圧はOに降下する。コンデンサC3か放電し始める
点と電圧比較器A2の出力か0に降下する点との間の時
間は基準時間TIとして使用される。同様に、比較器A
3は電圧比較器A2の矩形波出力と、試験点TP4にお
けるセンサコンデンサC4による抵抗RIOての電圧減
衰信号とを比較する。
(TR2)の電圧を抵抗R2とR3により設定される基
準電圧と比較する。第2B図と第2C図は、TR2にお
ける電圧かコンデンサC3の放電のために基準電圧Vl
よりも小さく減衰すると、TR3の電圧比較器A2の基
準電圧はOに降下する。コンデンサC3か放電し始める
点と電圧比較器A2の出力か0に降下する点との間の時
間は基準時間TIとして使用される。同様に、比較器A
3は電圧比較器A2の矩形波出力と、試験点TP4にお
けるセンサコンデンサC4による抵抗RIOての電圧減
衰信号とを比較する。
第2C図ないし第2E図て示したように、コンデンサC
4の放電時間T3か電圧比較器A2により決定される基
準時間Tlよりも長い場合、比較器A3の出力は高いま
まである。逆に、放電時間T3が04におけるより大き
い放電速度のために基準時間TIより短い場合、TR4
ての放電電圧か電圧比較器A2の出力電圧(TR3)よ
りも低い時間期間には比較器A3の出力は低く脈動する
。利用面においては、この脈動は実際には電圧パルスよ
りもむしろ電流パルスである。
4の放電時間T3か電圧比較器A2により決定される基
準時間Tlよりも長い場合、比較器A3の出力は高いま
まである。逆に、放電時間T3が04におけるより大き
い放電速度のために基準時間TIより短い場合、TR4
ての放電電圧か電圧比較器A2の出力電圧(TR3)よ
りも低い時間期間には比較器A3の出力は低く脈動する
。利用面においては、この脈動は実際には電圧パルスよ
りもむしろ電流パルスである。
比較器A3の出力はオープンコレクタ型の出力てあって
、これにより、コンデンサC5は抵抗R14を通して充
電される。比較器A3の出力か低く脈動する場合、コン
デンサC5は接地電位に放電し、試験点5 (TR5)
の電圧はOになる。
、これにより、コンデンサC5は抵抗R14を通して充
電される。比較器A3の出力か低く脈動する場合、コン
デンサC5は接地電位に放電し、試験点5 (TR5)
の電圧はOになる。
最後に、抵抗R2とR3により決定された基準電圧は比
較器A4によりTR5の電圧と比較される。もしもTR
5の電圧か高く、容lc4か比較的大きな値てあって、
容器内の充分な流体に対応することを示す場合、比較器
A4の出力は接J′I!!電位に引き込まれ、そして、
トランジスタTRIは導通しなくなる。しかしながら、
TR5の電圧か低く、容量C4が充分な値てないことを
意味する場合、比較器A4の出力はトランジスタTRI
にバイアスを与えて′電流がこのトランジスタのコレク
タを流れてランプLlを付勢するようにする。
較器A4によりTR5の電圧と比較される。もしもTR
5の電圧か高く、容lc4か比較的大きな値てあって、
容器内の充分な流体に対応することを示す場合、比較器
A4の出力は接J′I!!電位に引き込まれ、そして、
トランジスタTRIは導通しなくなる。しかしながら、
TR5の電圧か低く、容量C4が充分な値てないことを
意味する場合、比較器A4の出力はトランジスタTRI
にバイアスを与えて′電流がこのトランジスタのコレク
タを流れてランプLlを付勢するようにする。
動作において、容器内の液位か充分なとき、コンデンサ
C4は特定の長さの放電時間を取る。即ち、液体かより
低いレベルにあるとき、コンデンサC4はより短い放電
期間を取る。従って、容器内の液位か減少すると、コン
デンサC4の容量も減少し、これにより、コンデンサC
4の放電時間か減少する。また、これにより、コンデン
サC4からの放電電圧か電圧比較器A2からの電圧出力
よりも小さい期間中、比較器A3によって電流パルスは
出力される。この電流パルスによりコンデンサC5は放
電され、それにより、比較器A4の出力は上昇し、電流
はトランジスタTRIを通して表示ランプLlへ流れる
ことかてきる。電流か表示ランプLLと流れると、この
表示ランプは点灯される。
C4は特定の長さの放電時間を取る。即ち、液体かより
低いレベルにあるとき、コンデンサC4はより短い放電
期間を取る。従って、容器内の液位か減少すると、コン
デンサC4の容量も減少し、これにより、コンデンサC
4の放電時間か減少する。また、これにより、コンデン
サC4からの放電電圧か電圧比較器A2からの電圧出力
よりも小さい期間中、比較器A3によって電流パルスは
出力される。この電流パルスによりコンデンサC5は放
電され、それにより、比較器A4の出力は上昇し、電流
はトランジスタTRIを通して表示ランプLlへ流れる
ことかてきる。電流か表示ランプLLと流れると、この
表示ランプは点灯される。
本発明の展開斜視図は第3A図及び第3B図に示しであ
る。この図で、センサ板Plは組み立てユニットの一体
部分として示しである。他の実施例では、コンデンサ板
PLは本発明の電子回路から物理的に分離できて、セン
サ板Piか流体の容器10に取り付けられ、そして、こ
の容器から絶縁された位置に配置された対応の電子回路
に電子結合されるようにしである。
る。この図で、センサ板Plは組み立てユニットの一体
部分として示しである。他の実施例では、コンデンサ板
PLは本発明の電子回路から物理的に分離できて、セン
サ板Piか流体の容器10に取り付けられ、そして、こ
の容器から絶縁された位置に配置された対応の電子回路
に電子結合されるようにしである。
第4A図及び第4B図に示したように1本発明によれば
、センサコンデンサは容器lOか導電性材料又は非導電
性材料から作成されているか否かに依存して種々の方法
で容器10に取り付けることかできる。第4A図に示し
た本発明の一実施例では、流体容器10は非導電性材料
から完全に形成され、そして、センサコンデンサ板PL
は容器10の表面に直接取り付けられている。第4B図
に示した本発明の他の実施例では、容器lOは、コンデ
ンサ板PIを取り付けた容器10の壁の一部を形成する
非導電性材料の比較的小さな窓12を除き導電性材料か
ら作られている。
、センサコンデンサは容器lOか導電性材料又は非導電
性材料から作成されているか否かに依存して種々の方法
で容器10に取り付けることかできる。第4A図に示し
た本発明の一実施例では、流体容器10は非導電性材料
から完全に形成され、そして、センサコンデンサ板PL
は容器10の表面に直接取り付けられている。第4B図
に示した本発明の他の実施例では、容器lOは、コンデ
ンサ板PIを取り付けた容器10の壁の一部を形成する
非導電性材料の比較的小さな窓12を除き導電性材料か
ら作られている。
本発明の液位検出器は、容器に含まれる流体と液位検出
器との接触が存在しない場合にこの液位な監視すること
かてきる。ここに開示の本発明は特に図示し及び記載し
た事項によって限定されるものてはない。
器との接触が存在しない場合にこの液位な監視すること
かてきる。ここに開示の本発明は特に図示し及び記載し
た事項によって限定されるものてはない。
第1A図は本発明の回路の構成図、第1B図は他の容量
性の検出回路の構成図、第2A図−第2E図は第1図の
略図における数個の試験点での信号の図、第3A図及び
第3B図は本発明の液位検出器の好適な実施例の展開斜
視図、及び第4A図及び第4B図は本発明の他の取り付
け手段の2次元図である。 lO・・・容器、12・・・窓、PI、P2、P3・・
・板 手続相i正書(方式)
性の検出回路の構成図、第2A図−第2E図は第1図の
略図における数個の試験点での信号の図、第3A図及び
第3B図は本発明の液位検出器の好適な実施例の展開斜
視図、及び第4A図及び第4B図は本発明の他の取り付
け手段の2次元図である。 lO・・・容器、12・・・窓、PI、P2、P3・・
・板 手続相i正書(方式)
Claims (14)
- (1)容器内に入れられた液体の所定液位を検出する非
浸入型の液位検出装置であって、 前記容器内に入れられた液体の液位に従って大きさが変
化する容量を生じるよう前記容器内の液体と協力する容
量板、 前記容量板に結合され、この容量板から得られる信号と
基準電圧との差に応答して所定電圧差が検出されたとき
に出力信号を発生する検出回路、及び この検出回路に結合され、この検出回路により検出され
た前記所定電圧差に応答して所定の液位を表示する表示
手段を有することを特徴とする非浸入型の液位検出装置
。 - (2)前記検出回路と前記容量板は電子結合された別々
の物理的に独立なユニットであることを特徴とする請求
項(1)記載の非浸入型の液位検出装置。 - (3)前記容量板は銅板から作られていることを特徴と
する請求項(1)記載の非浸入型の液位検出装置。 - (4)前記容量板は前記容器の外壁に前記容量板を取り
付ける取り付け手段を有していることを特徴とする請求
項(1)記載の非浸入型の液位検出装置。 - (5)前記検出回路と前記容量板は回路板に取り付けら
れ、この回路板は前記容器の壁に取り付け可能であるこ
とを特徴とする請求項(1)記載の非浸入型の液位検出
装置。 - (6)単位構造を備えたハウジング手段を有し、前記検
出回路と前記容量板はこのハウジング手段内において実
現されていることを特徴とする請求項(5)記載の非浸
入型の液位検出装置。 - (7)前記ハウジング手段はこのハウジング手段を前記
容器の外壁に固定する取り付け手段を有していることを
特徴とする請求項(6)記載の非浸入型の液位検出装置
。 - (8)前記所定の電圧差は前記容器内における液体の不
存在に相当することを特徴とする請求項(1)記載の非
浸入型の液位検出装置。 - (9)前記表示手段は前記所定の電圧差が検出されたと
きに付勢される警報ランプを有していることを特徴とす
る請求項(1)記載の非浸入型の液位検出装置。 - (10)所定液位を検出する非浸入型の液位検出装置で
あって、 電気絶縁材料から作られた、前記液体を入れる容器手段
、 前記容器手段に取つけられ、この容器手段内に入れられ
た液体の液位に従って大きさが変化する容量を生じるよ
う前記容器内の液体と協力する容量板、 この容量板から得られる電圧信号と基準電圧との差に応
答して所定電圧差が検出されたときに出力信号を発生す
る検出回路、及び この検出回路に結合され、前記出力信号に応答して所定
の液位を表示する表示手段を有することを特徴とする非
浸入型の液位検出装置。 - (11)所定液位を検出する非浸入型の液位検出装置で
あって、 金属の電気導体材料から作られている前記液体を入れる
容器手段であって、その壁の一体部分として非導電性材
料の窓を有している容器手段、前記非導電性材料の窓に
取つけられて、前記容器手段内に入れられた液体の液位
に従って大きさが変化する容量を生じるよう前記容器内
の液体と協力する容量板、 この容量板から得られる電圧信号と基準電圧との差に応
答して所定電圧差が検出されたときに出力信号を発生す
る検出回路、及び この検出回路に結合された表示手段を有し、前記表示手
段は前記出力信号に応答して所定の液位を表示すること
を特徴とする非浸入型の液位検出装置。 - (12)前記容器に取り付けられ及び前記検出回路に結
合されて可変の容量を提供するように前記容量板と協力
する少なくとも1つの接地板を有することを特徴とする
請求項(1)記載の非浸入型の液位検出装置。 - (13)前記検出回路は、 前記電圧信号を提供する第1の回路手段、 前記基準信号を提供する第2の回路手段、及び前記電圧
減衰信号と前記基準電圧を比較し、及び前記出力信号を
提供する第3の回路手段を有することを特徴とする請求
項(1)記載の非浸入型の液位検出装置。 - (14)前記検出回路は、 直流電源電圧を提供する電圧調整回路、 前記直流電源電圧信号から矩形波出力信号を提供する矩
形波発振回路、 基準コンデンサから得られた電圧減衰出力信号を提供す
る基準容量回路、 この基準容量回路の出力信号を前記直流電源電圧信号と
比較して第1の電圧比較器出力信号を提供する第1の電
圧比較回路、 センサコンデンサから得られた電圧減衰出力信号を提供
するセンサ容量回路、 前記センサ容量回路の出力を前記第1の電圧比較回路の
出力と比較して第2の電圧比較器出力信号を提供する第
2の電圧比較器、及び 前記第2の電圧比較器の出力を前記直流基準電圧と比較
して第3の電圧比較器出力信号を前記出力信号を提供す
る第1の出力回路に提供する第3の電圧比較器を有する
ことを特徴とする請求項(1)記載の非浸入型の液位検
出装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ID=23132324
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| US (1) | US5017909A (ja) |
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| JP (1) | JPH02276918A (ja) |
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