JPH0440643B2 - - Google Patents

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JPH0440643B2
JPH0440643B2 JP62143994A JP14399487A JPH0440643B2 JP H0440643 B2 JPH0440643 B2 JP H0440643B2 JP 62143994 A JP62143994 A JP 62143994A JP 14399487 A JP14399487 A JP 14399487A JP H0440643 B2 JPH0440643 B2 JP H0440643B2
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JP
Japan
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center
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fluctuation
liquid level
liquid
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JP62143994A
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English (en)
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JPS63308521A (ja
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Ichiro Kataoka
Katsu Yasui
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Yazaki Corp
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Yazaki Corp
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Publication date
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  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ≪産業上の利用分野≫ この発明はレベルセンサーに関し、特に液面の
傾きに応じて測定値の補償を行えるようにしたレ
ベルセンサーおよびその測定値補償方法に関す
る。
≪発明の背景≫ レベルセンサーとして、例えばポリイミドのフ
イルム上にNiの薄膜を形成した放熱式の抵抗体
を利用できることが報告されている。
この抵抗体をレベルセンサーとして用いるため
の原理は次のように説明される。
一般に、物体の抵抗値は第1図aのごとく物体
の温度に比例して大きくなる。この傾きは物質に
よつて決まつている。
そして、前述のNi薄膜に電流を流し、加熱す
ることによつて抵抗値を大きく保持し、この抵抗
体を液体につけていくと、液体と導体の熱抵抗は
気体と導体の熱抵抗よりも大であるため、抵抗値
は小さくなり、第1図bのごとく浸漬深さに比例
して抵抗値は小さくなる。
したがつて、液面レベルを抵抗値の変化として
捕らえることができる。
この関係は以下の式で表すことができる。
R(X)=Ro′・X/1−aK +Ro′・L−X/1−K 但し L:抵抗体の全長 X:浸漬部分の長さ K:測定効果を左右する物理量 a:気体と導体の熱抵抗/液体と導体の熱抵抗 Ro′:単位長さあたりの抵抗値 なお、実際には抵抗体に一定の電流を流してい
るので、レベルによる抵抗値変化は電圧(X)として
取り出すことができ、以下の式で表すことができ
る。
V(X)=IRo′・X/1−aK +IRo′・L−X/1−K したがつて、以上の抵抗体に電流を流しつつそ
の電圧変化を読取ることで、液体貯蔵タンクなど
の液面レベルを電圧変化として検出できる。
≪発明が解決しようとする問題点≫ しかしながら、このセンサーを例えば車両の燃
料タンクなどの非安定的に設置される容器の液面
測定に用いる場合には、他のレベルセンサーでも
同様であるが、容器が傾くことによつて、センサ
ーの取り付け位置に応じて測定レベルが異なつて
しまい、正確な液面測定ができなくなる問題があ
つた。
この場合には容器の何ケ所かにセンサーを配置
し、液面の傾斜に応じた平均値を算出するように
すれば液面を精度よく測定できるが、装置が複雑
化するため、実用化はできなかつた。
ところで、矩形状の容器に液体を満し、前後左
右に揺り動かしたり、容器を傾けた場合、液体は
容器の中心部を変動中心として容器に対し相対的
に傾く。
そして、この変動中心点の液面はある傾きを越
えた傾きとならない範囲で水平状態における液面
に等しいことは容易に理解できる。
このような変動中心を利用して、揺動する液面
の測定誤差を補償する考案として、例えば実開昭
61−155731号公報に記載された考案が知られてい
る。
この考案は、潤滑油量の検出装置で、車輌の前
後方向の中心線と45度の角度で交差し、変動中心
(図心)を通る直線上に、変動中心から等距離の
位置に油面感知部を2個設けて構成されている。
そして、液面が傾斜すると、感知部が互いに反
対方向に同量変位することを利用し、両変位量を
加えることにより、変動中心の液面レベルを算出
するようにした考案である。
しかし、この考案は、変動中心の両側に感知部
を設けるため、大形となり、さらに取付け位置が
変動中心の対称位置に制約され、所望の位置に設
置できないという問題があつた。
この発明は上記問題点を解決するためになされ
たものであつて、その目的は、前記変動中心を正
しい液面レベルと見なすことによつて、この種の
センサーにおける傾斜補償を簡単な原理機構によ
つて行えると共に、コンパクトで、しかも何ら制
約を受けることなく所望の位置に設置できるよう
にしたレベルセンサーを提供することである。
≪問題点を解決するための手段≫ 前記目的を達成するため、この発明のレベルセ
ンサーは、支持体に少なくとも一対以上のレベル
センサーを平行配置すると共に、前記レベルセン
サーが液体収納容器内の仮想的に定まる液面の変
動中心からの直線上に位置しかつ変動中心に対し
同じ側に配置するように前記支持体を前記変動中
心から所定距離をおいて液体収納容器内に垂設
し、各レベルセンサーの液面レベルに対応した電
圧を検出する電圧測定部を設け、各電圧測定部の
出力および各レベルセンサーと変動中心との相対
位置関係に基づき比較演算手段で演算することに
よつて、前記仮想的変動中心の液面レベルを求め
るようにしたことを特徴とする。
さらに、他の発明の測定値補償方法は、少なく
とも一対以上のレベルセンサーを、液体収納容器
内の仮想的に定まる液面の変動中心からの直線上
に位置しかつ変動中心に対し同じ側に平行配置す
ると共に、変動中心から所定の距離をおいて液体
収納容器内に垂設し、各レベルセンサーの液面に
対応した電圧を検出し、前記液面の変動により生
ずる前記各レベルセンサーの出力電圧の差と、各
レベルセンサーの相互間距離および変動中心から
の距離とをもとに、実際の液面である変動中心か
らの傾きを出力電圧の差として演算し、この演算
結果を実際の出力値に加算して前記変動中心の液
面とするようにしたことを特徴とする。
≪作用≫ 液面の変動によつて、各レベルセンサー間の出
力に差が生ずる。この差とレベルセンサー間の距
離および変動中心からの距離を諸元として実際の
液面である変動中心からの傾きを検出電圧差とし
て演算でき、これによつて傾斜していない状態の
実際の液面レベルを知ることができる。また、複
数のレベルセンサーを変動中心からの直線上に位
置させ、かつ変動中心に対し同じ側に配置するよ
うにしたので、レベルセンサーを液体収納容器内
の所望の位置に設置できる。
≪実施例≫ 以下、この発明の一実施例を図面を用いて詳細
に説明する。
第2図および第3図はこの発明のレベルセンサ
ーを装着した燃料タンクを示している。
図において、1は矩形状に形成された液体収納
容器としての燃料タンク、2は燃料タンク1内に
配設されたレベルセンサーである。
レベルセンサー2はタンク1の上部中心、すな
わち変動中心Oから適当位置離した状態で液体内
部に嵌入して垂設された支持体3と、支持体3に
所定の間隔離して平行配置された一対のレベル測
定用のレベルセンサーとしての放熱式の抵抗体4
A,4Bとからなつている。
前記支持体3の向きは各抵抗体4A,4Bが前
記変動中心Oからの直線上に位置して変動中心に
対し同じ側にあるように設定配置されている。
前記抵抗体4A,4Bは、前述のごとくポリイ
ミドフイルム上にNiの薄膜を形成したものであ
つて、各抵抗体4A,4Bには一定電流が各々印
加されているとともに、液面WLの浸漬深さに応
じた各抵抗体4A,4Bの抵抗値の増減を検出す
る電圧測定部6が接続されている。
各電圧測定部6の出力端は演算部7が接続さ
れ、ここでそれぞれの電圧値および配置間隔、抵
抗体4A,4Bの長さなどの諸元に基づき前記タ
ンク1内の液面WLを演算する。
さらに演算部7の出力端にはレベル表示器8が
接続され演算結果を表示する。
演算部7の構成としては、各電圧測定部6から
出力された電圧値VBeからVAeを減じた差出力
に定数Gを乗ずるための乗算部9と、乗算部9か
ら出力された値ΔVeGと抵抗体4B側からの出力
値VBeを加算する加算部10とからなつており、
この加算部10からの出力値を表示部8で液面レ
ベルとして表示する。
なお、演算部7の構成としては、説明の便宜を
図るため、図示のごとくデイスクリートなどの専
用の演算回路として説明しているが、実用化にあ
たつては、ワンチツプマイクロコンピユータの如
き演算手段を採用できることは勿論である。
要は、演算部7では以下の第4図に示す幾何図
形およびこれに基づいて算出される前述の定数G
をフアクターとする論理演算手順を実行し、各抵
抗体4A,4Bの液面変化に応じた抵抗値変化を
取込み、表示器8に仮想的に定めた変動中心Oに
おける液面WLのレベルを表示する。
図において、抵抗体4A,4Bの長さをL、液
面WLからの嵌入深さをX、抵抗体4A,4B間
の距離をl1、変動中心Oとこれに近い抵抗体4B
間の長さをl2とする。
液面WLが水平状態であつた場合には各抵抗体
4A,4Bの嵌入深さXは等しい。
また、両者に一定の電流が流れているとすれ
ば、両者の抵抗は等しいので、測定される電圧は
等しく、したがつて、乗算部9から出力される値
は0であり、加算部10からの出力は抵抗体4B
側から出力される電圧に等しい。
つまり、水平状態では抵抗体4B側から出力の
みが測定対象となり、表示器8に表示されること
になる。
タンク1が傾く、または揺れなどによつて液面
が移動し、実際に測定される液面WLが仮想する
真の液面である変動中心Oから相対的にθ゜分傾く
と、抵抗体4Aの浸漬深さは抵抗体4Bの浸漬深
さより深くなり、それぞれの浸漬深さを(X+
X1)、(X+X2)とすると、各抵抗体4A,4B
は各浸漬深さ分の抵抗値およびこれに応じた電圧
値となる。
つまり、傾斜することによつて、抵抗体4Bお
よび4Aからの測定電圧は水平状態Xの電圧値に
比べ減少する。
したがつて、この減少分を水平のときの値に加
算すれば、真の値となる。
また、幾何図形から、抵抗体4A,4B間の距
離l1と、変動中心Oとこれに近い抵抗体4B間の
長さl2の比はあらかじめ一定なので、この値を定
数Gとして傾きに応じたそれぞれの深さの差
(X1−X2)が解れば抵抗体4Bと変動中心Oまで
の深さの差X1が算出できる。
したがつて、実際上は、両者の検出電圧差
(VBe−VAe)に前述の定数Gを乗ずれば、補正
値ΔVeGが算出でき、これに元の検出電圧VBeを
加算すれば補償出力を得られる。
なお、図示とは反対側に液面WLが傾くと乗算
部9から出力される値は負となり、加算部10で
は当然減算した値を出力する。
いずれにあつても仮想的に定めた変動中心Oを
基点として液面WLが傾く限りは前記補償演算に
よつて、正確な液面が表示されることになるので
ある。
しかしながら、この限度を越えた傾きの場合変
動中心Oは移動する。
例えば第5図の想像線で示すように、液面の一
端がタンク1の天井面にまで至るような大傾斜角
度の場合には、その変動中心はあらかじめ定めた
変動中心Oからずれ、以上のべた補償の範囲を越
えている。
但し、実際上はこのような大傾斜角度となるこ
とは瞬間的にはあるだろうが、通常状態では起こ
る可能性は少ないので、実用上は障害を生じない
ものとなる。
また仮想変動中心Oを定めるにあたつて、本実
施例では比較的形状の簡単な矩形状タンクを用い
た。
しかし、その他の形状であつても、実際に傾け
た場合の変動中心は、作図または計算上(比較的
幾何形状が簡単なタンク)や、実験(幾何形状が
複雑なタンク)により容易に求めることができ
る。
したがつて、本発明ではタンクの形状に限定さ
れるものでなく、変動中心が正しく特定でき、セ
ンサーと変動中心間の位置が正しく位置決めされ
ていさえすれば、液面が傾いた場合でも精度のよ
い測定値を得られるのである。
さらに、前記実施例では、比較的検出精度の高
い放熱式の抵抗体をセンサーとして用いている
が、例えばフロート式などのセンサーを用いても
結果は同じであり、センサーの種類を問わないこ
とは勿論である。
≪効果≫ 以上実施例によつて詳細に説明したように、こ
の発明にあつては、液面の揺動によつて、各レベ
ルセンサー間の出力に差が生じることを利用し
て、この出力差とレベルセンサーの相互間の距離
および変動中心からの距離を諸元として実際の液
面である変動中心からの傾斜液面の傾きを検出電
圧差として演算することによつて実際の液面レベ
ルを知ることができる。
したがつて、この発明によれば、多数のセンサ
ーを用いなくても液面の傾きに応じた補償出力が
得られるため、特に例えば車両の燃料タンクなど
の非安定的に設置される容器の液面測定のための
レベルセンサーおよびその測定値補償方法として
好適である。
また、センサーとして抵抗体を用いたので、コ
ンパクトに形成できると共に、複数のレベルセン
サーを変動中心からの直線上に位置させ、さらに
変動中心に対し同じ側に配置したので、レベルセ
ンサーを液体収納容器内の所望の場所に設置する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図a,bはこの発明を適用する放熱式抵抗
体の特性を示すグラフ、第2図はこの発明に係る
レベルセンサーを燃料タンクに固定した状態を示
す平面説明図、第3図は第2図の−線断面に
おいて、演算処理手段を付加するために一部模式
化した説明図、第4図はセンサーと変動中心との
関係を表す幾何図形説明図、第5図は本発明の測
定可能領域を説明するための略図である。 1…燃料タンク、2…レベルセンサー、3…支
持体、4A,4B…放熱式抵抗体、6…電圧測定
部、7…演算部、8…レベル表示器、9…乗算
部、10…加算部、O…変動中心、WL…液面、
l1…抵抗体間の距離、l2…変動中心までの距離。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 支持体に少なくとも一対以上のレベルセンサ
    ーを平行配置すると共に、前記レベルセンサーが
    液体収納容器内の仮想的に定まる液面の変動中心
    から直線上に位置しかつ変動中心に対し同じ側に
    配置するように前記支持体を前記変動中心から所
    定距離をおいて液体収納容器内に垂設し、各レベ
    ルセンサーの液面レベルに対応した電圧を検出す
    る電圧測定部を設け、各電圧測定部の出力および
    各レベルセンサーと変動中心との相対位置関係に
    基づき比較演算手段で演算することによつて、前
    記仮想的変動中心の液面レベルを求めるようにし
    たことを特徴とするレベルセンサー。 2 少なくとも一対以上のレベルセンサーを、液
    体収納容器内の仮想的に定まる液面の変動中心か
    らの直線上に位置しかつ変動中心に対し同じ側に
    平行配置すると共に、変動中心から所定の距離を
    おいて液体収納容器内に垂設し、各レベルセンサ
    ーの液面に対応した電圧を検出し、前記液面の変
    動により生ずる前記各レベルセンサーの出力電圧
    の差と、各レベルセンサーの相互間距離および変
    動中心からの距離とをもとに、実際の液面である
    変動中心からの傾きを出力電圧の差として演算
    し、この演算結果を実際の出力値に加算して前記
    変動中心の液面とするようにしたことを特徴とす
    るレベルセンサーの測定値補償方法。
JP62143994A 1987-06-11 1987-06-11 レベルセンサ−およびその測定値補償方法 Granted JPS63308521A (ja)

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