JPH0535290Y2 - - 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
体の内部にリード線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
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成形された外筒と内筒
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、電極を絶縁
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。

液体と検出用電極間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
出が一般的に行なわれている。静電容量を検出す
る液面レベルセンサーは、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７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８図に示すよう
に、帰還抵抗２１が接続されたオペアンプ２０が
用いられる。オペアンプ２０の＋側入力端子に
は、抵抗器２２，２３にて分圧された電圧が供給
され、一側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２４が接続される。ここでオ
ペアンプ２０に流入する電流をIinとし、オペア
ンプ２０の入力電圧をVaとすると共に、帰還抵
抗２１の抵抗値及び素子２４の抵抗値を夫々Rf，
Rxとすると、オペアンプ２０の出力電圧V0と此
等の値との間に、 V0＝Va＋RfIin＋Rf／Rx・Va の関係がある。従つて、可変抵抗素子２４の抵抗
値変化に伴い、オペアンプ２０の出力電圧V0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２４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］ 電源電圧を分圧し基準電圧を得るための抵抗器
２，３と、電源と一方の電極５との間に逆バイア
ス方向に接続された半導体素子４と、一方の入力
端子が電極５に接続されかつ他方の入力端子が抵
抗器２，３の接続点に接続されたオペアンプ１
と、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から成る。

［作用］ 抵抗器２，３にて電源電圧が分圧されて基準電
圧が形成される。電極５と電源との間に逆バイア
ス方向に接続された半導体素子に微少洩れ電流が
生じ、この微少洩れ電流のオーダーは電極５と接
地ラインとの間のオイルによつて形成される直流
インピーダンスの抵抗値のオーダーにほぼ等し
い。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を第１図〜第６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、接
地ラインと同電位に接続される。参照番号２及び
３は、電源と接地ライン間に直列接続された電源
電圧を分圧して基準電圧を得るための抵抗器であ
る。参照番号４は電源と一方の電極５との間に逆
バイアス方向に接続された整流用又は定電圧用の
ダイオード等で構成される半導体素子である。電
極５と負側の他方の電極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。電極５と負側電極８は、オイルレベルセンサ
を構成する。電極５と負側電極８は、例えば同軸
状に配置された一対の円筒管（図示せず）又は電
極として使用される電極と負側電極として使用さ
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、一側入力端子が半導体素子
４と電極５との接続点に接続され、＋側入力端子
が抵抗器２と抵抗器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いた出力
電圧を出力端子に発生するものであつて、図示の
例では電極５と負側電極８との間の抵抗値変化に
基づく電圧が出力端子に発生する。ダイオード４
は逆バイアス方向の電圧が印加されたとき、微少
洩れ電流を生ずる。この微少洩れ電流のオーダー
は電極５と接地ラインとの間のオイルによつて形
成される直流インピーダンスの抵抗値のオーダー
にほぼ等しい。

第５図はオペアンプ１の一側入力端子の電圧
Vaを示すグラフである。温度変化に基づくオペ
アンプ１の一側入力端子の電圧のカーブがｃ及び
ｄにて示される。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、
抵抗器２と抵抗器３とで分圧される電位により適
宜設定される。第５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ている。

第２図は本考案の他の実施例の回路図である。
第２図に示す回路は第１図に示す回路に比してツ
エナーダイオード４′が設けられる点で異なる。
ツエナーダイオード４′は、所定のスレツシユホ
ールド電位を超える電圧が印加されると電流が流
れ始めるものであるが、スレツシユホールド電位
迄は極めて小さい洩れ電流が流れる。この洩れ電
流の値は、1GΩ（ギガオーム）程度の抵抗器を接
続したものと凡そ等しい電流値である。加うるに
温度上昇に伴つて増加する傾向を有するので、温
度上昇によるオイルの絶縁抵抗の低下を補正でき
る。この考案ではツエナーダイオードの洩れ電流
のレベルがオイルの有無の測定に最適であること
が判明した。

第３図は第２図に示す回路に電圧フオロワとし
て作用するオペアンプ１１を設けた回路図であ
る。即ち、電極５とツエナーダイオード４′との
接続点電位を電圧フオロワとして作用するオペア
ンプ１１で受けた後、抵抗器１２を介してオペア
ンプ１に供給する。電圧フオロワを設けると電圧
検出部のインピーダンスを低くできるので、オペ
アンプ１における信号処理が容易になる。従つて
オペアンプ１を含む回路上の自由度が大きくな
る。

第４図は本考案の他の実施例の回路図である。
同図は第２図に示す抵抗器３をサーミスタ１０と
抵抗器３とで構成したものである。サーミスタ１
０は、オペアンプ１の＋側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
び負特性の何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、
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、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６図はダイオードを使用した半導体素子４と
電極５との接続点電位の特性を示すグラフであ
る。図中、ｅは、電極５と負側電極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、電極５と負
側電極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、この考案に係
る装置では、抵抗器２と抵抗器３との接続点電位
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］ 本考案では、電極と電源間に逆バイアス方向に
接続された半導体素子を用いてオイルのレベルを
検出するので、微少電流を確実に検出することが
できかつ回路構成が簡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。ま
た、高抵抗率を示す抵抗器より安価なダイオード
等の半導体素子を使用できるので、検出回路を安
価に製造することができる。

【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図は本
考案の他の実施例の回路図、第３図は第２図に示
す回路に電圧フオロワとして作用するオペアンプ
１１を設けた回路図、第４図は本考案の他の実施
例の回路図、第５図はオペアンプ１の一側入力端
子の電圧Vaを示すグラフ、第６図はダイオード
４と電極５との接続点電位の特性を示すグラフ、
第７図は温度と絶縁抵抗との関係を示すグラフ、
第８図は従来例の回路図である。 符号説明、１，１１……オペアンプ、２，３，
１２……抵抗器、４……ダイオード、４′……ツ
エナーダイオード、５……電極、６……オイル、
８……負側電極、１０……サーミスタ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 電源電圧を分圧し基準電圧を得るための抵抗
   器と、電源と一方の電極との間に逆バイアス方
   向に接続された半導体素子と、一方の入力端子
   が前記電極に接続されかつ他方の入力端子が前
   記抵抗器の接続点に接続されたオペアンプとを
   有し、他方の電極と前記一方の電極との間の絶
   縁抵抗の変化が前記オペアンプの出力変化とし
   て検出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 前記半導体素子がダイオードである実用新案
   登録請求の範囲第１項に記載のオイルレベルセ
   ンサー用検出回路。 ３ 前記半導体素子がツエナーダイオードである
   実用新案登録請求の範囲第１項に記載のオイル
   レベルセンサー用検出回路。 ４ 前記抵抗器の少なくとも一方がサーミスタと
   抵抗器との組合せからなり、検出値が温度補正
   される実用新案登録請求の範囲第１項に記載の
   オイルレベルセンサー用検出回路。