JPH0566146A - 液面センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液面センサを繰り返し使用した後においても
液面検出電極周辺にゴミや液滴の残留がなく、常時誤差
なく測定が可能で再現性の良好な液面センサを提供する
ことにある。 【構成】 液面センサの上下方向に配列している左右一
対の液面検出窓孔５の上下間に第１の離隔空間部６を形
成し、前記液面センサの絶縁基材１の左側に配列してい
る抵抗膜２側の電極３群と右側に配列している抵抗膜２
側の電極３群との間に第２の離隔空間部７を形成する。
液面検出窓孔５の上下間および左右の電極部間にゴミ等
による液滴の残留を避け、電極間のショートを防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、抵抗体を用いた接触式
液面センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電解質を含む液体の液面、すなわち、液
の水深を測定する液面センサとして抵抗体を用いた接触
式液面センサが知られている。図10には病院等で尿測定
に用いられているこの種の液面センサの要部構成が示さ
れている。同図において、ポリエチレンテレフタレート
フィルム基材１の表面には左右一対のカーボン抵抗膜２
が上下方向に連続して形成され、このカーボン抵抗膜２
上に複数個の銀電極３が一定間隔をもって上下方向に櫛
状に配列されている。このカーボン膜２と銀電極３の表
面は撥水性の例えばシリコン撥水膜４でポリエチレンテ
レフタレートフィルム基板１の表面とともに被覆されて
いる。この撥水膜４には前記各銀電極３の対向位置に液
面検出窓孔５が設けられている。なお、銀電極３は左右
対称ではなく、電極間が同ピッチのものを上下方向に１
／２ピッチずらして互い違いにした構成となっており、
検出感度を２倍に上げるように工夫されている。

【０００３】上記構成の液面センサ10を用いて液体（電
解質含有）の液面測定の概略を説明する。液面センサ10
は液体測定容器（図示せず）に立設配置されており、こ
の状態において液面センサ10の抵抗回路は図９に示すよ
うになる。同図において、抵抗（Ｒ）は図10に示されて
いる液面センサ10の左右一対の上下方向に形成された抵
抗膜２の抵抗を示したもので、この各抵抗（Ｒ）間を結
ぶリード11は前記抵抗膜２上に櫛形状に導通配列された
銀電極３に対応するものである。なお、液面センサ10の
左側に配列されている抵抗群は引出しリード12を介して
外部端子Ａに接続され、右側に配列されている抵抗群は
同様に引出しリード12を介して外部端子Ｂに接続されて
いる。

【０００４】この液面センサ10が立設配置されている前
記液体測定容器（図示せず）に注入された液体の液面が
例えばＣ−Ｄ面に達したとき、外部端子Ａ，Ｂ間に交流
の一定電流を流すと、液面センサ10のＣ−Ｄ液面より下
の各電極３は左右電極間でショート状態となり、矢印Ｋ
の経路にしたがってＡ−Ｃ−Ｄ−Ｂのように流れる。ま
た、注入した液体の液面が例えばＥ−Ｆ面の場合には、
電流は矢印Ｌに沿い、Ａ−Ｅ−Ｆ−Ｂの経路で流れる。
したがって液体の液面の高さ（水深）によって電流が流
れる経路の抵抗値は異なる。この抵抗値と液体の水深と
の関係は図８に示すように１個の抵抗（Ｒ）の分（実際
には左右の液面検出窓孔５の段差の分）だけ水深が深く
なるごとに抵抗値は階段状に変化する。このように、水
深によって抵抗値が異なるので、外部端子Ａ，Ｂ間に電
流を流すと、水深に応じて外部端子Ａ，Ｂ間の電圧が異
なる。したがって、この外部端子Ａ，Ｂ間の電圧を検出
することにより、被検出液の液面レベルが電圧値として
求められ、この液面レベル値は図７に示すように増幅回
路13で信号増幅して演算回路（図示せず）に加えられ、
所定の演算処理を行って患者の排出尿量が求められるの
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この液
面センサは何度も繰り返し使用されるので、測定データ
は当然再現性が要求される。したがって、液体を測定
後、この液体を測定容器の排液孔（図示せず）から排出
したときに、液面センサ10の電極３の液面検出窓孔５の
上下、左右間に液滴が残留し、電極３間に短絡があって
はならない。この対策として、前記した如く、水等に対
して有効な撥水性を示すシリコン樹脂やフッソ樹脂等の
撥水膜４を液面検出窓孔５を除く、基材１全体の表面に
コーティングして、この撥水膜４を抵抗体２，銀電極３
上に形成した方式が採られているが、この撥水膜４は高
分子の有機質を含む液体の場合にはその撥水効果が弱
く、所謂、水切れが悪い等の問題がある。また、前記液
面検出窓孔５の周辺にゴミ等が付着すると、電解質を含
んだ液体が、ゴミと一緒に残留しやすく、電極３間の短
絡発生の原因となる等して、その後の測定の際にこの残
留液滴によってショートした左右電極間部分に対応した
電圧が検出されてしまうので、液面の水深に関係なくシ
ョートした電極部を検出するという誤動作を生じ、実用
上致命的欠陥を生ずる虞がある等の問題がある。

【０００６】本発明は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、液面センサを繰り返
し使用したときにおいても、検出電極窓孔周辺にゴミ等
を含む液滴の残留による電極間ショートの問題がなく、
常時、正常な測定が可能な液面センサを提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明の液面センサは、絶縁基材の表面に左右一対の抵抗
膜が上下方向に伸張して形成され、この左右一対の対応
する各抵抗膜に導通させて複数の電極が間隔を介して上
下方向に配列されている液面センサにおいて、上下方向
に配列されている前記各電極間あるいは左側に配列され
ている抵抗膜側の電極群と右側に配列されている抵抗膜
側の電極群との間には離隔空間部が形成されていること
を特徴として構成されている。

【０００８】また、前記絶縁基材の表面には抵抗膜およ
び電極を覆う撥水膜が形成されており、この撥水膜には
各電極との対向位置に液面検出窓孔が設けられているこ
と、前記絶縁基材の表面には抵抗膜を覆う保護層が形成
されており、電極は保護層に覆われないで外部に露出さ
れていることも本発明の特徴的な構成とされている。

【０００９】

【作用】上記構成の本発明において、液面センサの上下
方向に配列されている左右一対の各液面検出窓孔間に離
隔空間部を形成したことにより、液面センサを繰り返し
使用したときにおいても液面検出窓孔の上下間にゴミ等
による液滴の残留は生じない。

【００１０】また、液面センサの絶縁基材の左側に配列
されている抵抗膜側の電極群と右側に配列されている抵
抗膜側の電極群との間に離隔空間部を形成した構成の場
合にも左右の電極間にゴミ等による液滴の残留は生じな
い。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一の
部分には同一符号を付し、その詳細な重複説明は省略す
る。図１および図２には第１の実施例の要部構成が示さ
れている。その構成は従来例の液面センサ10と同様に、
絶縁基材１の表面に抵抗膜２と、電極３と、撥水膜４
と、液面検出窓孔５とを形成した構成からなっている。
本実施例の特徴的なことは、この液面検出窓孔５の上下
方向に一定間隔を持って第１の離隔空間部６を形成し、
また、左右一対の電極群８，９との間に第２の離隔空間
部７を形成したことである。

【００１２】この第１の離隔空間部６は、上下方向に配
列されている各液面検出窓孔５間の基材部分を切り欠い
て形成したものである。この第１の離隔空間部６の各液
面検出窓孔５間の間隔は被測定液体の表面張力、粘性等
を考慮して水切れが完全に達成できる寸法に設定され
る。また、第２の離隔空間部７は第１の離隔空間部６と
同様に水切れを考慮し、左右電極群８，９の間を縦方向
に切り欠いて形成したものである。

【００１３】本実施例によれば、液面センサ10の液面検
出窓孔５の上下方向に第１の離隔空間部６を形成し、左
右電極群８，９間には第２の離隔空間部７を形成したの
で、液面検出窓孔５の上下間にゴミ等による液滴の残留
は生じない。また、左右の電極間にもゴミ等による液滴
の残留を生じないので、この液面センサを繰り返し使用
したときにおいても残留液滴による電極間ショートの発
生はなく、常時、正常な測定が可能となる。

【００１４】図３には第２の実施例の要部構成が示され
ている。本実施例の液面センサ10は絶縁基板１上の抵抗
膜２とこの抵抗膜２上に形成した電極３の内側部17が撥
水膜４で覆われており、外部に露出した左右一対の各電
極３群には撥水膜４を形成しない構成となっている。そ
してこの左右の電極３群が露出して液面検出電極として
機能することになる。なお、上記電極３の上下間あるい
は左右間には第１の実施例と同様に離隔空間部６，７が
形成されている。

【００１５】図４には第３の実施例の要部構成が示され
ている。この液面センサ10は絶縁基板１の抵抗膜２を絶
縁樹脂のシートあるいはフィルム等の保護層16で覆われ
ており、左右電極３は保護層16に覆われないで外部に露
出されている。この電極３の上下間には離隔空間部６が
形成されている。

【００１６】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば本実施
例では、第１の離隔空間部６の形状を四角状としている
が、これを図５に示すような丸味を帯びた形状14として
もよい。この丸味形状にすることによって、被検出液を
排水するような場合、離隔空間部６内の液が丸味に沿っ
て流出しやすくなり、たとえ、離隔空間部６の壁面にゴ
ミが付着していても、これが液の流れと一緒に排出され
るので、ゴミの付着堆積の防止効果は大となる。

【００１７】また、第２の離隔空間部７の形状を短冊状
に切り抜き加工したが、これを例えば図６に示すように
パンチ穴によって形成してもよい。

【００１８】

【発明の効果】本発明は液面センサの左右一対の各液面
検出窓穴の上下間あるいは左右の電極群間の少なくとも
一方に離隔空間部を形成したので、この液面センサを繰
り返し使用したときにおいても液面検出窓孔間にゴミ等
による液滴の残留によって電極間ショートをひき起こす
ことなく、常時、正常状態で液体の液面測定が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の液面センサの要部構成
を示す拡大説明図である。

【図２】同実施例の液面センサの外観構成の説明図であ
る。

【図３】本発明の第２の実施例の液面センサの要部構成
を示す拡大説明図である。

【図４】本発明の第３の実施例の液面センサの要部構成
を示す拡大説明図である。

【図５】同実施例の液面センサの液面検出窓孔の上下間
に形成した離隔空間部の他の形状の説明図である。

【図６】同実施例の液面センサの左右の電極群間に形成
した離隔空間部の他の形状の説明図である。

【図７】液面センサの測定系の回路図である。

【図８】液面センサの抵抗値出力と水深との関係を示す
グラフである。

【図９】従来の液面センサの液面検出原理を示す抵抗回
路の模式説明図である。

【図10】同液面センサの説明図である。

【符号の説明】

１ 絶縁基材 ２ 抵抗膜 ３ 電極 ４ 撥水膜 ５ 液面検出窓孔 ６ 第１の離隔空間部 ７ 第２の離隔空間部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基材の表面に左右一対の抵抗膜が上
   下方向に伸張して形成され、この左右一対の対応する各
   抵抗膜に導通させて複数の電極が間隔を介して上下方向
   に配列されている液面センサにおいて、上下方向に配列
   されている前記各電極間には離隔空間部が形成されてい
   ることを特徴とする液面センサ。
2. 【請求項２】 絶縁基材の表面に左右一対の抵抗膜が上
   下方向に伸張して形成され、この左右一対の対応する各
   抵抗膜に導通させて複数の電極が間隔を介して上下方向
   に配列されている液面センサにおいて、左側に配列され
   ている抵抗膜側の電極群と右側に配列されている抵抗膜
   側の電極群との間には離隔空間部が形成されていること
   を特徴とする液面センサ。
3. 【請求項３】 絶縁基材の表面には抵抗膜および電極を
   覆う撥水膜が形成されており、この撥水膜には各電極と
   の対向位置に液面検出窓孔が設けられている請求項１又
   は請求項２記載の液面センサ。
4. 【請求項４】 絶縁基材の表面には抵抗膜を覆う保護層
   が形成されており、電極は保護層に覆われないで外部に
   露出されている請求項１又は請求項２記載の液面セン
   サ。