JPH0355068Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （考案の利用分野） 本考案は、誘導起電力によつて、液面の高さを
検出する液面検出装置に関するものである。

（考案の背景） 従来のこの種の電磁式液面検出装置の誘導液面
センサとしては、例えば第４図に示す構造のもの
がある。この誘導液面センサ１２は、合成樹脂性
コア１２０に巻回される第１のコイル１２２と、
この第１のコイル１２２を収納するプラスチツク
ケース１２３の外周に巻回された第２のコイル１
２４と液面に応じて上下動するフロート１２５
と、その略中央部に設けられたコイルからなるシ
ヨートリング１２６とから構成されている。さら
に前記第１のコイル１２２は、コア１２０の上部
に巻回される上部コイル１２２１と、下部に巻回
される下部コイル１２２２とから成り、上部コイ
ル１２２１は多数巻きの上部多数巻きコイル１２
２１ａと、これに隣接して直列接続され、且つ液
面位の変化方向に沿つて上方から中間点に向つて
巻回密度が密から疎になるとともに上記コイル１
２２１ａと同方向の磁束を発生する上部不均一巻
きコイル１２２１ｂとから構成されている。前記
下部コイル１２２２は液面位の変化方向に沿つて
中間点から下方に向つて巻回密度が疎から密にな
り、かつ上記コイル１２２１ｂと逆方向の磁束を
発生する下部不均一巻きコイル１２２２ｂと、こ
れに隣接して直列接続され、かつ上記コイル１２
２２ｂと同方向の磁束を発生する多数巻きの下部
多数巻きコイル１２２２ａとから構成されてい
る。

前記コイル１２２１は下部コイル１２２２に直
列接続されるとともに、後述する交流信号電源１
１（第５図参照）に接続されている。第２のコイ
ル１２４は第１のコイル１２２を収納するプラス
チツクケース１２３の外周に、液面位の変化方向
に沿つて略均一な密度に巻回されるとともに第１
のコイル１２２に磁気結合されている。なお、上
部及び下部不均一巻きコイル１２２１ｂ，１２２
２ｂ並びに第２のコイル１２４は液面の全検出範
囲に亘つて巻回されており、また上部及び下部不
均一巻きコイル１２２１ａ，１２２２ａは液面検
出範囲以外で上部下部不均一巻きコイル１２２１
ａ，１２２２ｂに隣接して巻回されている。

前記シヨートリング１２６は前記フロート１２
５を介して前記第１及び第２のコイル１２２，１
２４のコイル軸に対して同軸的に配設されること
によりその第１及び第２のコイル１２２，１２４
に磁気結合され、その状態で液面位に応じて上下
動するようになつている。１１は誘導型液面セン
サ１２の第１のコイル１２２に交流信号を流す交
流信号源、１３は前記交流信号の半サイクルの期
間、パルス状の検波制御信号を出力する検波制御
信号発生回路である。１４は検波回路で、これは
誘導型センサ１２の第２のコイル１２４に誘導さ
れる交流電圧を増幅する増幅器１４１と、前記検
波制御信号発生回路１３から検波制御信号が出力
される期間スイツチを閉じて増幅器１４１から出
力される信号を出力するアナログスイツチ１４２
とから構成されている。１５はアナログスイツチ
１４２から出力される信号を平滑する平滑回路、
１６は平滑回路１５によつて平滑された信号の電
圧を検出する電圧検出回路、１７は検出回路１６
の検出電圧に応じた液面位を表示する表示回路で
ある。

そして、前記交流信号電源１１から出力される
交流信号の周波数は、増幅回路１４１等を構成す
るオペアンプの如き回路素子が所期の特性を発揮
でき、しかも浮遊容量による共振現象が生じない
程度の低い値であれば任意に設定でき、例えばこ
の従来例では10kHzに設定してある。

いま、交流信号電源１１によつて交流信号が第
１のコイル１２２に流れると、第２のコイル１２
４から誘導された交流電圧が出力される。一方、
検波制御信号発生回路１３から検波制御信号が出
力され、これにより検波回路１４のアナログスイ
ツチ１４２が前記交流信号の半サイクルの期間だ
け閉じるので、第２のコイル１２４から出力され
る交流電圧は検波回路１４によつて半サイクルの
電圧のみが検波回路１４から出力される。そし
て、この検波された半サイクルの電圧は平滑回路
１５によつて直流電圧に平滑され、この直流電圧
が電圧検出回路１６によつて検出されるものであ
る。

ところで、こような構成の誘導液面センサ１２
にあつては、フロート１２５がケース１２３に外
装されているため、例えば車両の燃料油液面検出
用として用いた場合、車両走行時の液面揺動に追
従してフロート１２５が上下動すると、液面位を
指示する計器の指示値が絶えず変動して見ずらく
なることから、例えば底部に小孔を有する筒状の
外筒を別に用意し、この外筒内に誘導液面センサ
１２を内装してフロート１２５に対する液面揺動
の影響をできるだけ排除するようにしていた。

（考案の目的） 本考案は、このような観点に鑑みなされたもの
で、防波用の外筒を別に用意することなく液面揺
動の影響を排除できる構造の誘導液面センサを備
えた電磁式の液面検出装置を提供することを目的
とするものである。

（考案の実施例） 以下本考案を図面に示す実施例に基づいて詳細
に説明する。

第１図は本考案の一実施例を示す誘導液面セン
サの断面図を示しているが、本実施例における構
造と従来例で示した構造との同一部分には従来例
で引用した符号を本実施例の構造に付してその構
造説明は省略する。

図中、２０は中空の樹脂性コアで、この外周面
に第１のコイル１２２が巻回されるとともに、該
第１のコイル１２２の外周に第２のコイル１２４
が巻回され、これらの第１、第２のコイル１２
２，１２４を樹脂材等の被覆層２１により被覆し
ている。２２は磁性体を有する磁性フロートで、
コア２０内に上下方向移動自在に入れられ、液面
変動に応じて上下に移動する。コア２０の底部
は、中央部に小孔２３が穿設された底蓋２４によ
つて塞がれ、コア２０内への液体の流出入はこの
小孔２３を通して行なわれる。すなわち、液面位
が急激に変化したり、絶えず微小変動も、コア２
０内の液体は底蓋２４の小孔２３を通して外部の
液体と通じているため、コア２０内の液面位の変
化が鈍く、略所定の液面位が保持される。

本実施例では、第２図に示すように、第２のコ
イル１２４を励磁用のコイルとして使用し、交流
信号電源１１に接続するとともに、第１のコイル
１２２を検出用コイルとして使用し検波回路１４
に接続している。

次に、このように構成した液面検出装置の液面
検出を第３図に示す等の価回路を参照しながら説
明する。

第１のコイル１２２の符号〜で示す位置に
おける磁束は、 フロート２２が無い位置：φ＝μ₁nAi フロート２２が有る位置：φ′＝μ_xnAi で表わされる。

ここで、ｎ：コイルの単位長当りの巻数、Ａ：
コイル径，ｉ：電流、μ₁：空気中の透磁率、μ_x：
フロート２２の透磁率で、μ_x≫μ₁の関係を有して
いる。

フロート２２がの位置に有る時の〜の各
位置の誘導起電力は、 ：e₁＝n₁dφ／dt ：e₂＝n₂dφ′／dt ：e₃＝n₃dφ／dt ：e₄＝０ ：e₅＝−n₃dφ／dt ：e₆＝−n₂dφ／dt ：e₇＝−n₁dφ／dt そして、このときの第１のコイル１２２からの
出力Ｅは、 Ｅ＝e₁＋e₂＋e₃＋e₄＋e₅＋e₆＋e₇ ＝n₁dφ／dt＋n₂dφ′／dt＋n₃dφ／dt＋０ −n₃dφ／dt−n₂dφ／dt−n₁dφ／dt ＝n₂（dφ′／dt−dφ／dt） ＝（μ_x−μ₁）n₂nAdi／dt μ_x≫μ₁より Ｅ＝n₂μ₂nAdi／dt となる。

したがつて、センサ出力Ｅによりフロート位
置、つまり液面位を検知することができることと
なる。

すなわち、第４図に示したセンサは、シヨート
リング１２６によりシヨートリング１２６の有る
位置の磁束を消し、他の位置の誘導起電力の合成
を出力するが、本実施例では、磁性フロート２２
によりフロート２２の有る位置の磁束を増し、誘
導起電力の合成によりフロート位置を検知するよ
うにしている。

（考案の概要） 以上説明してきたように、本考案は、液面位の
変化方向に沿つて上方から中間点に向つて巻回密
度が密から疎になるように形成された上部コイル
１２２１と前記中間点から下方に向つて巻回密度
が疎から密になりかつ前記上部コイル１２２１と
は逆方向の磁束を発生するように形成された下部
コイル１２２２との直列体又は並列体からなる第
１のコイル１２２と、該第１のコイル１２２に磁
気結合されかつ液面位の変化方向に疎つて略均一
な巻回密度に形成された第２のコイル１２４と、
前記第１のコイル１２２および前記第２のコイル
１２４が巻回された中空の樹脂性コア２０と、前
記樹脂性コア２０内に収納される磁性フロート２
２とからなる誘導型液面センサを備え、前記第１
又は第２のコイル１２２，１２４のいずれか一方
に交流信号源１１を接続することにより該第１又
は第２のコイル１２２，１２４のいずれか他方か
ら誘導起電力を得、該誘導起電力を前記交流信号
源１１の半サイクル毎に検波することにより得ら
れる波形の実効値を検出出力としてなることを特
徴とする液面検出装置である。

（考案の効果） したがつて本考案によれば、コア２０内に磁性
フロート２２を入れることにより、このコア２０
を防波筒としての作用も兼ねるので、液面の急変
動や液面の揺動等の磁性フロート２２への影響を
排除でき、液面センサに別に防波筒を設けること
なく正常な液面位を検出することができるといつ
た効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図本考案による液面検出装置のセンサの一
実施例を示す断面図、第２図はその電気的回路
図、第３図はその等価回路図、第４図は従来のセ
ンサの断面図、第５図はその電気的回路図を示し
ている。 ２０……樹脂性コア、２１……被覆層、２２…
…磁性フロート、２３……小孔、２４……底蓋。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 液面位の変化方向に沿つて上方から中間点に向
   つて巻回密度が密から疎になるように形成された
   上部コイル１２２１と前記中間点から下方に向つ
   て巻回密度が疎から密になりかつ前記上部コイル
   １２２１とは逆方向の磁束を発生するように形成
   された下部コイル１２２２との直列体又は並列体
   からなる第１のコイル１２２と、該第１のコイル
   １２２に磁気結合されかつ液面位の変化方向に疎
   つて略均一な巻回密度に形成された第２のコイル
   １２４と、前記第１のコイル１２２および前記第
   ２のコイル１２４が巻回された中空の樹脂性コア
   ２０と、前記樹脂性コア２０内に収納される磁性
   フロート２２とからなる誘導型液面センサを備
   え、前記第１又は第２のコイル１２２，１２４の
   いずれか一方に交流信号源１１を接続することに
   より該第１又は第２のコイル１２２，１２４のい
   ずれか他方から誘導起電力を得、該誘導起電力を
   前記交流信号源１１の半サイクル毎に検波するこ
   とにより得られる波形の実効値を検出出力として
   なることを特徴とする液面検出装置。