JPH0328720A - 水位検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分腎〕 本発明は、水槽の水位を検出する水位検出装置に関する
。

〔従来の技術〕

この種の水位検出装置は、例えばビルや工場等に備えら
れる受水槽、高架水槽、排水槽等の水槽に装備され、水
位検出装置の出力信号を、水槽の水が所定量となるよう
に水位制御を行なうボンブ制御装置に人力している。

しかして、この水位検出装置は、例えば特公昭６３−３
１．７２８号公報に示されるように、水槽に装備された
基準電極及び検出電極間に、商用電Ｙｆを一次電圧とす
る変圧器の二次電圧、即ち正弦波交流電圧を印加し、両
電極間に流れる電流を検出して格流し、この整流後の信
号を所定値と比較して水位有無を判別していた。

尚、電極間に印加する正弦波交流電比は、止電圧と負電
圧とを略同一量交互に発生ずる交流電圧であり、電極へ
の直流電圧印加時に生ずる電触作用を抑制して電極の腐
食を少な＜Ｌ７いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、士．述した水位検出装置にあっては、電
極間に印加する交流電圧は、正弦波交流電圧であること
から、正電圧と５＋電圧との切換り瞬時を除いた殆どの
時間、有電圧状態であり、ｉｉｔｉｉ電極が浸水した状
態では、殆どの時間、電極間に電流が流れる。

したがって、浸水状態での電極への通電時間が長い関係
から、電極間に供給する正弦波交流電圧の正電圧及び負
電圧の電圧量のバランス崩れが、大きく電極の電触作用
に影響を与えることとなっていた。

この正弦波交流電圧のバランス崩れは、例えば外部ノイ
ズ等が重畳した場合、或いは電極間に電圧印加する変圧
器の二次電圧を半波整流して併用使用することにより正
電圧側及び負電圧側の負荷バランスが崩れて発生する場
合等がある。

本発明は上記事由に鑑みてなしたもので、その目的とす
るところは、交流電圧のバランス崩れによる電極の電触
作用を少なくして、電極の腐食が起こりにくい水位検出
装置の提供にある。

〔課題を解決するための手段〕

かかる課題を解決するために、交流電圧を、周期内に無
電圧時間を設けて正電圧及び負電圧を短時間の電圧とす
ると共に、整流後の信号を、時延積分して所定値と比較
している。

〔作　用〕

上述の水位検出装置によれば、電極間に短時間の電圧の
供給であることから、正電圧及び負電圧の電圧量のバラ
ンスが崩れた場合でも、そのアンバランス量は無電圧時
間の存在によって少なくなり、電極の電触作用を少なく
出来ると共に、整流後の信号を時延積分して所定値と比
較したから、短時間の電圧の印加に対して確実な検出が
可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明を一実施例として掲げた図面第１図及び第
２図に基づき説明すると、正弦波交流電圧を発生する交
流電源１に変圧器２の一次巻線２ａを接続し、この変圧
器２の二次巻線２ｂを設定回路３に接続している。

この設定回路３は、変圧器２より、第２図（ａ）の如き
正弦波交流電圧が入力され、正電圧及び負電圧の両方に
於いて基準値Ｌ１以上となった時に、第２図（ｂ）の如
き正及び負側の信号を出力する。

さらに、この設定回路３の出力信号は微分回路４に人力
され、微分回路４は信号を微分して第２図（ｃ）の如き
信号を出力する。

しかも、この微分回路４の出力には、電流検出器５と基
準電極６及び検出電極７との直列回路が接続され、この
直列回路には第２図（ｃ）の如き信号が印加されること
となる。

すなわち、基準電極６及び検出電極７間には、電流検出
器５を介して、一周期ＴＩ内に無電圧時間Ｔ２、Ｔ３を
設けて短時間Ｔ４の正電圧及び短時間Ｔ５の負電圧の交
流電圧を、正電圧及び負電圧の電圧量を略同一にして印
加されることとなる。

尚、ここで言う電圧量とは、電圧の時間と大きさととの
積を示し、この積が略同一であることは基準電極６及び
検出電極７間に印加する交流電圧の直流威分が零である
ことを示している。

しかして、この基準電極６及び検出電極７は、例えばビ
ルや工場等に備えられる受水槽、高架水槽、排水槽等の
水槽８に装備され、基準電極６は検出電極７よりも下位
に装備され、検出電極７が水槽８の検出水位の位置を決
定する。

また、電流検出器５は、基準電極６及び検出電極７間に
流れる電流を検出し、水槽８の水が検出電極７の検出位
置に達した場合に電極６、７間が電気的導通状態となっ
て、第２図（ｄ）の時間ｔ１以降の如き信号を出力する
。

この電流検出器５の出力信号は整流回路９に人力され、
整流回路９は入力信号を全波整流して第２図（ｅ）の如
き信号を出力する。

尚、実施例では全波整流したが、半波整流であってもよ
い。

さらに、この整流回路９の出力信号は積分回路１０に人
力され、積分回路１０は第２図（ｆ）の如く、人力信号
の有状態で充電を行い、入力信号の無状態で放電して、
時延積分する。

しかも、この積分回路１０の出力信号は判別回路１１に
入力され、判別回路１１は人力信号を所定値Ｌ２と比較
して人力信号が所定値し２以上となった時に第２図（ｇ
）の如き信号を出力する。

尚、この積分回路１０の所定値Ｌ２は、入力信号が５ ６ 所定値１，２以上となった時点で、そのレヘルを相対的
に低ドさせてヒステリシス特性を有するものとしてもよ
い。この場合には、人力信号の不安定な状態に対して安
定した信号出力が確保できる。

また、この判別回路１１の出力信号は出力回路１２に人
力され、出力回路１２は人力信号に応答してスイノチン
グ素子１２ａをスイソチング動作さセ動作リレー１２ｂ
を駆動して接点信号として出力する。

尚、この出力回路ｌ２は、変圧器２の別の二次巻線２ｃ
に半被整流平滑回路１３を介して電源供給がなされてい
る。

しかしで、この−実施例の水位検出装置の動作状態を説
明すると、基準電極６及び検出電極７間には、第２図（
ｃ）の如き微分回路４より、短時間Ｔ４の正電圧及び短
時間Ｔ５の負電圧の交流電圧が印加されるが、水槽８の
水位が検出電極７の検出位置に満たない時間ｔｌまでは
、電極６、７間は電気的開放状態となり電流が流れず、
もって電流検出！ｉｊ　５に信号が出力しないことから
、判別回路ｌ１は水槽８の水位が検出電極７の検出位置
以下であることを出力する。

続いて、水槽８の水位が検出電極７の検出位置に達した
時間ｔ１以降は、水が電極６、７間を電気的導通状態に
して、電極６、７間に印加された短時間Ｔ４の正電圧及
び短時間Ｔ５の負電圧の交疏電圧に対応して電流を流し
、電流検出器５に第２図（ｄ）の如き出力信号を発生さ
せ、この電流検出器５の出力信号を受けて、整流回路９
にて第２図（ｅ）の如き全波整流を行い、積分回路１０
により第２図（ｆ）　　の如き充電放電を行い、時延積
分を行う。

さらに、積分回路１０にまり時延積分を行なった結果、
積分回路１０の出力信Ｂが所定値１，２以上に達すると
、時間ｔ２後に示すように、判別回路１０より信号を出
力し、水梧８の水位が検出電極７の検出位置以上である
ことを出力する。

しかして、この−実施例にあっ“Ｃは、電極問に短時間
の電圧の供給であることから、正電圧及び負電圧の電圧
量のバランスが崩れた場合でも、そのアンハランス量は
無電圧時間の存在によって少なくなり、電極の電触作用
を少なく出来て電極の７ ８ 腐食を抑制できる。

また、整流後の飯号を時延積分して所定値と比較したか
ら、短時間の電圧の印加に対して確実な検出が６１能と
なり、併せて水槽８内の水の波立ちによる瞬間の電極６
、７間の接触や外部ノイズ等に対する誤動作の抑制が可
能となる。

さらに、別の異なる他の実施例として掲げた図面第３図
及び第４図に基づき説明すると、中央処理装置（図示せ
ず）からパルス信号を多重｛云送して信号｛云達が行わ
れる信号線２０に、電源回路２１を接続して、電源回路
２１により伝送されたパルス信号を平滑して直流電圧を
取出している。

この電源回路２１の直流電圧は、発振回路２２に供給さ
れ、発振同路２２は、第４図（ａ）の如き、−周朋Ｔ６
内に無電厘時間Ｔ７、Ｔ８を設けた短時間Ｔ９の正パル
ス電｝Ｆ及び短時間ＴＩ．０の負パルス電圧の交流電圧
を、正パルス電圧及び負パルス電圧の電圧量を略同−に
Ｕ２で発振出力３−る。

この発振回路２２の出力には、電流検出器２３と基準電
極２４及び検出電極２５との直列回路が接続されしかし
て、この基準電極２４及び検出電極２５は、−実施例で
述べたように、例えばビルや上場等に備えられる受水槽
、高架水槽、排水槽等の水槽２６に装備される。

また、電流検出器２３は、基準電極２４及び検出電極２
５間に流れる電流を検出し、水槽２６の水が検出電極２
５の検出位置に達した場合に電極２４、２５間が電気的
導通状態となって、第４凶（ｂ）の時間口以降の如き信
号を出力する。

この電流検出器２３の出力信号は整流回路２７Ｄ；ｍ人
力され、整流回路２７は人力信号を全波整／ｉ！１，シ
て第４図（ｃ）の如き信号を出力する。

勿論、第１の実施例でも述べたように、実施例では全波
整流としたが半波整流であっても，４、い。

さらに、この整流回路２７の出力信号は積分圓路２８に
入力され、また積分回路２８は発振回路２２σ）出力信
号を同期信号として人力して、この同ｉ１Ｊ］　｛；’
；　腎の発生に対応して、入力信号を有状態でカウン１
・を加算演算し、人力信−リを無状態でカウンＩ・を凋
９ １０ 算演算して時延積分する。

しかも、この積分回路２８の出力信号は判別回路２９に
人力され、判別回路２９は人力信号を所定値、すなわち
所定カウント数と比較して、人力信号が所定値以上、す
なわち所定カウント数以上となった時に第４図（ｄ）の
時間ｔ２以降の如き信号を出力し、水槽２６の水位が所
定位置以上にあることを出力する。

尚、この判別回路２９の所定カウント数は、入力信号が
所定値以上となった時点で、その所定カウント数を相対
的に低下させてヒステリシス特性を持たせてもよい。こ
の場合には、入力信号の不安定な状態に対して安定した
信号出力が確保できることとなる。

さらに、この判別回路２９の出力信号は出力回路３０に
入力され、出力回路３０は人力信号に応答してその水位
有無状態を信号線２０にパルス信号として中央処理装置
（図示せず）に伝送する。

この第２の実施例においては、第１の実施例のものに加
え、基準電極２４及び検出電極２５間に印加する交流電
圧を、短時間Ｔ９の正パルス電圧及び短時間ＴＩＯの負
パルス電圧としたので、殆どの時間電極間に電圧印加す
るものに比べ、電極２４、２５間への印加電流を抑制出
来ることから、省電力化が図れ信号線２０に重畳された
パルス信号の電力利用に対して一層有効なものとなる。

上述した２つの実施例では、電極への印加電圧に於いて
、正電圧及び負電圧間に各々無電圧時間を設けたが、少
なくとも一方に設けたものでもよい。

また、電極への印加電圧に於いて、実施例では一周期内
で正電圧及び負電圧を交互に発生ずる交流電圧としたが
、一周期内で短時間の正電圧を−回若しくは複数回の後
、短時間の負電圧を一回若しくは複数回とした交流電圧
でも、一周期内でランダムに正電圧及び負電圧が発生す
る交流電圧でもよい。

〔発明の効果〕

本発明の水位検出装置は、交流電圧を、一周期内に無電
圧時間を設けて正電圧及び負電圧を短時間の電圧とする
と共に、整流後の信号を、時延積分して所定値と比較し
たので、電極間に短時間の電圧の供給であることから、
正電圧及び負電圧の電圧量のバランスが崩れた場合でも
、そのアンバランス量は無電圧時間の存在によって少な
くなり電極の電触作用を少なくなり出来て、電極の腐食
を抑制できると共に、整流後の信号を時延積分して所定
値と比較したから、短時間の電圧の印加に対して確実な
検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の水位検出装置の一実施例を示す回路
ブロック図、 第２図は、第１図の動作特性図である。 第３図は、本発明の水位検出装置の異なる他の実施例を
示す回路ブロック図、 第４図は、第３図の動作特性図である。 ５、２３−電流検出器、６、２４一基準電極、７、２５
検出電極、８、２６−水槽、９、２７−＝一整流回路、
１０、２８−積分回路、ＩＬ　２９一判別回路、ｌ２、
３０−出力回路、ＴＩ，　Ｔ６−−一周期、Ｔ２、Ｔ３
、Ｔ７、Ｔ８−＝無電圧時間、Ｌ２一所定値。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）水槽に基準電極及び検出電極を装備し、この電極
   間に正電圧及び負電圧を略同一量交互に発生する交流電
   圧を印加し、この両電極間に流れる電流を検出して整流
   し、この整流後の信号を所定値と比較して水位有無を判
   別する水位検出装置に於いて、 前記交流電圧を、一周期内に無電圧時間を設けて正電圧
   及び負電圧を短時間の電圧とすると共に、前記整流後の
   信号を、時延積分して前記所定値と比較したことを特徴
   とする水位検出装置。