JPH0434428Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、エンジンとその補機の潤滑油又は作
動油の油面レベルを検出するオイルレベルセンサ
ー用検出回路に関連する。

従来の技術 従来の液面検出器は、例えば実公昭57−49150
号公報に示される通り、液口栓に筒体の一端を取
付け、筒体の他端に検出管を固定すると共に、筒
体の内部にリード栓を挿通してリード線の端部に
接続するように筒体に検出電極を取付けた構造を
有する。

また、特公昭58−28530号公報に示される液面
検出装置は、基準発振用の発振器と、液面センサ
ーにより検出される電極間静電容量を含む液面測
定用の発振器とからそれぞれ発振される発振周波
数の差を検出することにより、液面を正確に測定
できる構成を有する。液面センサーは、アルミニ
ウム又は銅等の導電性材料で形成された外筒と内
筒との間に電極間静電容量を形成し、液面センサ
ーを被測定液体内に浸漬したとき、被測定液体の
誘電率と被測定液体以外の部分の誘電率との差に
より、外筒と内筒との間の静電容量の差を液面と
して検知することができる。しかし、この液面検
出装置は、高精度及び複雑な回路が必要である。

更に、特公昭60−35613号公報は、電極をスリ
ーブに形成した孔に嵌合し、絶縁スリーブを更に
導電性保護管の孔に挿通した液面計を示す。この
液面計を液体中に浸漬したとき、電極と導電性保
護管との間に電流が流れ、液面レベルが低下した
とき、電流量が減少して液面を検知することがで
きる。

液体と検出用電極管の静電容量の検出及び液体
の導電率の直接的検出によつて、液面レベルの検
出が一般的に行われている。静電容量を検出する
レベルセンサーは、液体の誘電率によつて検出レ
ベルが左右され、又導電率を検出するものにあつ
ては液体の導電率によつて検出レベルが左右され
る。更に、静電容量を検出するものは、検出回路
構成も複雑となり、装置全体が高価なものとな
る。加えて、油のように絶縁抵抗が極めて高い液
体を導電率により検出することは困難である。特
にエンジンとその補機の潤滑油又は作動油の中に
は絶縁抵抗が極めて高いものがあると共に、第５
図に示すような温度依存性を有するので、導電率
の直接的検出によつて油面レベルを検出すること
は困難であつた。なお、図中横軸は油温を示し縦
軸は絶縁抵抗を示すと共にａは高絶縁オイルの特
性を示し、ｂは低絶縁オイルの特性を示す。

考案が解決しようとする問題点 導電率が極めて低い液体のレベルを検出するに
は微少電流の検出回路が必要である。従来、微少
電流を検出する回路は、例えば第６図に示すよう
に、帰還抵抗１１が接続されたオペアンプ１６が
用いられる。オペアンプ１６の非反転入力端子に
は、抵抗器１２，１３にて分圧された電圧が供給
され反転入力端子には高インピーダンスの光セン
サー等の可変抵抗素子１４が接続される。ここで
オペアンプ１６に流入する電流をIinとし、オペ
アンプ１６の入力電圧をVaとすると共に、帰還
抵抗１１の抵抗値及び素子１４の抵抗値をそれぞ
れRf，Rxとすると、オペアンプ１６の出力電圧
Voと此等との間に、 Vo＝Va＋RfIin＋Rf／Rx・Vaの関係がある。
従つて、可変抵抗素子１４の抵抗値変化に伴い、
オペアンプ１６の出力電圧Voが変化する。この
回路は数MΩ（メガオーム）程度の可変抵抗素子
１４の抵抗値変化を検出するのに適しているが、
厳寒地で使用される車両で用いられる各種のオイ
ルのレベルを検出するには適していない。即ち、
−50℃にも及ぶ厳寒地ではオイルの絶縁抵抗が
500GΩ（ギガオーム）以上にも達するので、従来
の回路では、オイルの有無を検出することはでき
ない。更に従来ではオイル等の極めて抵抗値の高
い液体のレベルの検出は、静電容量を利用するも
のが殆どで、導電性の利用により検出する簡易な
回路はなかつた。

本考案は簡易な回路構成により厳寒地でも使用
可能なオイルレベルセンサー用検出回路を提供す
ることを目的とする。

問題点を解決するための手段 直流電源に直列に接続されかつ直流電源電圧を
分圧する第１及び第２の抵抗器と、前記直流電源
に接続される1GΩ（ギガオーム）以上の抵抗値を
有する第３の抵抗器と、該第３の抵抗器に直列に
接続される一方の電極と、該一方の電極に対しオ
イルを介して通電可能に配置された他方の電極
と、前記第３の抵抗器及び前記一方の電極の接続
点に接続される一方の入力端子及び前記第１及び
第２の抵抗器の接続点に接続される他方の入力端
子を有し、前記第１及び第２の抵抗器により分圧
された直流電源電圧が基準電圧として他方の入力
端子に入力されかつ前記他方の電極と前記一方の
電極との間の絶縁抵抗の変化に基づく変動電圧が
前記一方の入力端子に入力され、前記他方の入力
端子及び前記一方の入力端子間の電位差の変化に
より変化する出力電圧を生ずるオペアンプとによ
り構成される。

作 用 抵抗器２，３にて直流電源電圧＋Vccが分圧さ
れて基準電圧が形成される。一方の電極５と直流
電源との間に1GΩ以上の抵抗器４が接続され、
一方の電極５に対しオイル６を介して通電可能に
配置された他方の電極８と一方の電極５との間に
絶縁抵抗が形成される。オイル６の量に基づく絶
縁抵抗の変化により、一方の電極５における直流
電圧が変化する。1GΩ以上の抵抗器４及び一方
の電極５の接続点に接続されたオペアンプ１の一
方の入力端子（反転入力端子）にオイル６の量の
変化に基づく直流電圧が付与されかつ抵抗器２，
３の接続点に接続されるオペアンプ１の他方の入
力端子（非反転入力端子）に基準電圧が付与され
ると共に、一方の入力端子（反転入力端子）と他
方の入力端子（非反転入力端子）との電位差がオ
ペアンプ１の出力端子に出力変化として検出され
る。

実施例 以下、本考案の実施例を第１図〜第４図につい
て説明する。

第１図は本考案の実施例の回路図である。同図
において参照番号７は容器の壁を示すもので、設
置ラインと同電位に接続される。参照番号２及び
３は、直流電源と設置ライン間に直列接続された
直流電源電圧を分圧して基準電圧を得るための第
１及び第２の抵抗器である。参照番号４は電源と
正側の一方の電極５との間に接続された1GΩ以
上の抵抗値を有する第３の抵抗器である。正側の
一方の電極としての液面検出電極５と負側の他方
の電極としては接地電極８の間には壁７を有する
容器９内に収容された被検出オイル６が満たされ
る。液面検出電極５と接地電極８はオイルレベル
センサーを構成する。液面検出電極５と接地電極
８は、例えば同軸状の配置された一対の円筒管
（図示せず）又は液面検出電極として使用される
電極と接地電極として使用される導電性容器９と
で構成される。参照番号１はオペアンプであつ
て、一方の入力端子としての反転入力端子が第３
の抵抗器４と液面検出電極５との接続点に接続さ
れ、他方の入力端子としての非反転入力端子が第
１の抵抗器２と第２の抵抗器３の接続点に接続さ
れる。オペアンプ１は入力端子間の電位差に基づ
た出力電圧を出力端子に発生するものであつて、
図示の例では液面検出電極５と接地電極８との間
の絶縁抵抗の変化に基づく電圧が出力端子に発生
する。

第２図はオペアンプ１の反転入力端子の電圧
Vaを示すグラフである。温度変化に基づくオペ
アンプ１の反転入力端子の電圧のカーブがｃ及び
ｄにて示される。直流電圧Vaの基準値は例えば
９Ｖに設定され、オペアンプ１の出力電圧の基準
値は、第１の抵抗器２と第２の抵抗器３とで分圧
される電位により適宜設定される。第２図の出力
電圧のカーブにおいてｃは、高絶縁性オイルを被
検出オイルとして用いた場合の温度と入力電圧の
関係を示し、ｄは低絶縁オイルを被検出オイルと
して用いた場合の温度と入力電圧の関係を示して
いる。

上記のように本考案では入力信号源として直流
電源を使用しているので、安定した検出レベルを
得ることが容易であり、オイルレベルの微少な変
化の精密かつ安定した検出が可能である。もちろ
ん、直流電源として自動車バツテリーも使用でき
る。また、各抵抗器及びオイルに流れる電流は極
く僅かであるので、消費電力が少ない。

また、オイルの絶縁抵抗は大体100GΩ〜
500GΩ程度であるため、直流電源と液面検出電
極との間に1GΩ以上の抵抗値を有する抵抗器を
接続することにより、直流電源電圧をバランス良
く分圧できる。そのため、液面検出電極及び接地
電極間の絶縁抵抗の変化に基づく微少な電流の変
化を鋭敏にかつ確実に検出することができる。

第３図は本考案の他の実施例の回路図である。

第３ず示す回路は第１図に示す回路に比してサ
ーミスタ１０がもうけられる点で異なる。サーミ
スタ１０は、オペアンプ１の非反転入力端子に供
給される基準電圧を温度変化に従つて変化させる
ために設けられるもので、挿入する位置によつて
正特性及び負特性のいずれのものも利用できる。
即ち、オイルの絶縁抵抗が温度上昇に従つて低下
するので、第２の抵抗器３側に挿入する場合は、
温度上昇と共に抵抗値が低下するもの（負特性）
を用い、第１の抵抗器２側に挿入する場合は、温
度上昇と共に抵抗値が上昇するもの（正特性）を
用いる。

第４図は第３の抵抗器４と液面検出電極５との
接続電位の特性を示すグラフである。図中、ｅ
は、液面検出電極５と接地電極８との間に何も無
い状態、即ち、空気で充填されている場合の電位
の変化する領域である。又ｆは、液面検出電極５
と接地電極８との間にオイルが充填されている場
合の電位の変化する領域である。即ち、本考案に
係る装置では、第１の抵抗器２と第２の抵抗器３
との接続電位Vrを境として領域ｅと領域ｆとが
重ならないようにできるので、広範な温度変化及
びオイルの種類に対して安定に検出できる。

なお、上述の実施例では液面検出電極５に正の
電源電圧が印加されるものとして説明したが、電
源の＋側を接地して液面検出電極５に負の電源電
圧が印加されるように構成することも可能であ
る。

考案の効果 上述のように、本考案では、液面検出電極及び
接地電極間の絶縁抵抗の変化に基づく微少な電流
の変化を鋭敏にかつ確実に検出するので、オイル
レベルの微少な変化の検出を精密にかつ安定して
行うことができる。また、本考案によれば、回路
構成が容易で厳寒地でも使用可能なオイルレベル
センサー用検出回路が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の回路図、第２図はオ
ペアンプ１の反転入力端子の電圧Vaを示すグラ
フ、第３図は本考案の他の実施例の回路図、第４
図は抵抗器４と液面検出電極５との接続点電位の
特性を示すグラフ、第５図は温度と絶縁抵抗との
関係を示すグラフ、第６図は従来例の回路図であ
る。 １……オペアンプ、２……第１の抵抗器、３…
…第２の抵抗器、４……第３の抵抗器、５……液
面検出電極、６……オイル、８……接地電極、１
０……サーミスタ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 直流電源に直列に接続されかつ直流電源電圧
   を分圧する第１及び第２の抵抗器と、 前記直流電源に接続される1GΩ（ギガオー
   ム）以上の抵抗値を有する第３の抵抗器と、 該第３の抵抗器に直列に接続される一方の電
   極と、 該一方の電極に対しオイルを介して通電可能
   に配置された他方の電極と、 前記第３の抵抗器及び前記一方の電極の接続
   点に接続される一方の入力端子及び前記第１及
   び第２の抵抗器の接続点に接続される他方の入
   力端子を有し、前記第１及び第２の抵抗器によ
   り分圧された直流電源電圧が基準電圧として前
   記他方の入力端子に入力されかつ前記他方の電
   極と前記一方の電極との間の絶縁抵抗の変化に
   基づく変動電圧が前記一方の入力端子に入力さ
   れ、前記他方の入力端子及び前記一方の入力端
   子間の電位差の変化により変化する出力電圧を
   生ずるオペアンプとにより構成されることを特
   徴とするオイルレベルセンサー用検出回路。 (2) 前記第１及び第２の抵抗器の少なくとも一方
   にサーミスタが直列に接続され、温度変化によ
   る検出電圧の変動が補正される実用新案登録請
   求の範囲第(1)項記載のオイルレベルセンサー用
   検出回路。