JPH043232Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、誘導起電力によつて液面位を検出
する液面検出装置に関する。

［従来の技術］ 第３図は従来の誘導液面センサ１２の縦断面を
示すもので、これは合成樹脂性コア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１２４と、液面位に応じて
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。

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１２２
１ａと、これに隣接して直列接続され、かつ液面
位の変化方向に沿つて上方から中間点に向つて回
密度が密から疎になるとともに上記コイル１２２
１ａ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１２２２
ｂ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。

前記上部コイル１２２１は下部コイル１２２２
に直列接続されるとともに、後述する交流信号源
１１（第４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１２５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，１２
２２ｂ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
の検出範囲以外で上部及び下部不均一巻きコイル
１２２１ｂ，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。

第５図は液面検出装置の回路構成図を示したも
のであり、図において、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。

なお、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
実施例では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。

ところで、前記直流電圧とシヨートリング１２
６の位置すなわち液面位との関係を第６図に示す
ように略線形になつている。したがつて、この関
係から表示回路１７が電圧検出回路１６の検出電
圧に基づいて液面位を表示するものである。

ところが、このような従来の液面検出装置にあ
つては、第５図に示すように、Ｓ字状の検出特性
を直線形に近づけるための対策として、上部及び
下部多数巻きコイル１２２１ａ，１２２２ａを上
部及び下部不均一巻きコイル１２２１ｂ，１２２
２ｂに隣接して設けているだけでなく、コイル両
端部における磁界の強さを所望値に確保して、出
力特性の直線性を得るため、上部及び下部多数巻
きコイル１２２１ａ，１２２２ａの巻数及び第２
のコイル１２４即ち検出コイルの上下端部の巻数
を多くして対応している。このため、巻線後のボ
ビンの径は両端が太くなり、上部及び下部多数巻
きコイルが大型化されてしまつて、フロートを設
計する自由度が減少、即ちフロートの小型及びそ
の浮力を高めるといつた設計が不可能となるとい
つた問題点があつた。

［考案の目的］ 本考案は、このような従来の問題点に着目して
なされたもので、励磁コイルの上下両端部の巻数
を、中央部に比べて増大せしめると共に検出側コ
イルの巻数をその分減らして、双方コイル巻数の
総和を略一定となすことにより、形状を大型化す
ることなく、しかも上記特性の直線性を高めるこ
とができる液面検出器を提供することを目的とす
るものである。

［考案の実施例］ 以下に本考案を第１図及び第２図に示す実施例
に基いて詳細に説明する。

第１図は本実施例よりなる液面検出器のセンサ
構造を示すものであつて、このセンサは、従来例
で示した液面検出装置におけるセンサと同様に、
筒状に形成されたプラスチツク製のケース１２３
と、このケース１２３の内部中心に位置される合
成樹脂性のコア１２０を有し、そのケース１２３
の外周面には、そのケースの長手上方から中間点
に向つて巻回密度が漸次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漸次疎から密になるよう
に形成された下部コイル１２２２とからなる第１
のコイル１２２（検出コイル）が巻回され、さら
にその第１のコイル１２２の上下両端部につづい
て多数巻きコイルによる多数巻き検出コイル１２
２１ａ及び１２２２ａが位置されている。また前
記ケース１２３内に位置されるコア１２０の外周
面には、第２のコイル１２４（励磁コイル）が巻
回されているが、本実施例においては、その第２
のコイルの中間部は一様巻きであるが、その両端
部の前記多数巻き検出コイル１２２１ａ及び１２
２２ａ近傍の上下両側端部には、補足コイル１２
４ａ及び１２４ｂが第２のコイル１２４と連続し
て巻回されているものである。また液面センサの
外形が大きくならないようにするため、この補足
コイル１２４ａ及び１２４ｂに巻回した巻数分だ
け多数巻き検出コイル１２２１ａ，及び１２２２
ａの巻数を減らし、上記補足コイルと、多数巻き
コイルとの巻数の総和は略一定となるように設定
した。

このように、本実施例においては、多数巻きコ
イル１２２１ａ及び１２２２ａと、補足コイル１
２４ａ及び１２４ｂとの巻数の割合をＡ，Ｂ，Ｃ
の３通りに変えてみた結果、第２図に示すよう
に、シヨートリングの高さに対応する出力電圧の
特性は図示の如くであつた。

即ち、Ｃ線で示すように、多数巻きコイルの巻
き数を１８５とし、補足コイルの巻数を370とし
たとき、その特性線の出力ピーク値は使用範囲の
外部に位置されて、その直線性は最も良好であ
り、しかも使用範囲Ｌも広められるといつた効果
が得られる。さらにこの第２図に示されるＣ曲線
によれば、センサの両端部における傾斜（立上が
り）が急になるためシヨートリング高さの変位に
対する出力電圧の変化量も大きくなり、これによ
つて燃料少量時の分解能が向上できる効果もあ
る。またこの実施例によれば多数巻きコイルと補
足コイルとの総和は殆ど一定に保つことができる
ので、センサ全体としての外径を太くすることは
なく、従つて小型にしてフロート設計の自由度が
向上されるといつた効果もある。

［考案の概要］ 以上のように本考案は、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漸次密か
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漸次
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沿つて中央部
の巻数より上下両端部の巻回密度が密になるよう
に形成された第２のコイル１２４と、前記第１及
び第２のコイル１２２，１２４が巻回された樹脂
性コア１２０と、前記第１又は第２のコイル１２
２，１２４のコイル軸に対して同軸的に配設され
かつ液面位に応じて上下動するシヨートリング１
２６，１２６′とからなる誘導型液面センサ１２
を備え、前記第１又は第２のコイル１２２，１２
４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］ 従つて、この考案の液面検出器によれば、その
センサの第２のコイル１２４の両端部において、
その巻回密度が密となるように形成したものであ
つて、これにより、シヨートリングの高さに対応
する出力電圧の特性は、直線的特性となつて得ら
れ、さらには、特にセンサーの両端部においてシ
ヨートリング高さの変位に対する出力電圧の変化
も大となることから燃料少量時の分解能が向上で
きる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案よりなる液面センサの実施例を
示した説明図、第２図はそのセンサによるシヨー
トリング高さと出力電圧との関係を示した特性
図、第３図は従来のセンサを示した説明図、第４
図はその動作回路図、第５図はその特性図であ
る。 １２２１ａ，１２２２ａ……多重巻コイル、１
２４ａ，１２４ｂ……補足コイル。

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
   つて巻回密度が漸次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漸次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
   変化方向に沿つて中央部の巻数より上下両端部の
   巻回密度が密になるように形成された第２のコイ
   ル１２４と、前記第１及び第２のコイル１２２，
   １２４が巻回された樹脂性コア１２０と、前記第
   １又は第２のコイル１２２，１２４のコイル軸に
   対して同軸的に配設されかつ液面位に応じて上下
   動するシヨートリング１２６，１２６′とからな
   る誘導型液面センサ１２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。