JPH07280627A - マイクロ波式液体センサー - Google Patents
マイクロ波式液体センサーInfo
- Publication number
- JPH07280627A JPH07280627A JP10588494A JP10588494A JPH07280627A JP H07280627 A JPH07280627 A JP H07280627A JP 10588494 A JP10588494 A JP 10588494A JP 10588494 A JP10588494 A JP 10588494A JP H07280627 A JPH07280627 A JP H07280627A
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- JP
- Japan
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- substance
- waveguide
- standing wave
- microwave
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- Pending
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Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 マイクロ波を使って液体の有無を検出する。
【構成】チューブ７にマイクロ波発振器を対向させて、
チューブの中の液体を検出する。
チューブの中の液体を検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パイプやタンクの中の
物質のレベルや有無を調べるためのマイクロ波応用の液
体センサーとして使用する方法に関する。
物質のレベルや有無を調べるためのマイクロ波応用の液
体センサーとして使用する方法に関する。
【従来の技術】従来から、機器の自動化のための各種の
センサーが考案されている。しかしその分野が拡大する
につれ、更に簡便に使える物も求められている。超音波
形は、取り付け方に細心の注意と安定性が要るし、光学
式では軸ずれや散乱光に注意が必要だし、静電容量形で
は、帯電した物体に誤動作をする。それぞれの利点、欠
点があって、その欠点をカバーするものを求められてい
る。
センサーが考案されている。しかしその分野が拡大する
につれ、更に簡便に使える物も求められている。超音波
形は、取り付け方に細心の注意と安定性が要るし、光学
式では軸ずれや散乱光に注意が必要だし、静電容量形で
は、帯電した物体に誤動作をする。それぞれの利点、欠
点があって、その欠点をカバーするものを求められてい
る。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】物質を検出するため、
超音波で要求されるのは、容器と振動子との密着度の問
題が重要であるし、初心者では信頼性が出しにくい、熟
練を必要とする事が普及しにくい原因となっている。ま
た、静電容量形では、液体が絶縁性の良い樹脂チューブ
であったりすると、流動時のチューブと液体の摩擦によ
り、液体が高電位を帯びて、チューブ内で粒子となって
反発しながら飛散する。当然、このような高電位を帯び
ると、静電方式での計測は不可能である。現時点で産業
界は、時々の誤動作が発生する事に気がつきだしてい
る。
超音波で要求されるのは、容器と振動子との密着度の問
題が重要であるし、初心者では信頼性が出しにくい、熟
練を必要とする事が普及しにくい原因となっている。ま
た、静電容量形では、液体が絶縁性の良い樹脂チューブ
であったりすると、流動時のチューブと液体の摩擦によ
り、液体が高電位を帯びて、チューブ内で粒子となって
反発しながら飛散する。当然、このような高電位を帯び
ると、静電方式での計測は不可能である。現時点で産業
界は、時々の誤動作が発生する事に気がつきだしてい
る。
【０００３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では取り付けやすくて、静電気に過敏でない
マイクロ波応用でのセンサーを開発して好結果を得てい
る。当該センサーでは約１２．５ｍｍというやや長い波
長を使用していて、取り付けの時には、２〜３ｍｍの空
間は無視してよい位の余裕ができた。静電形は接地ポテ
ンシャルを基準として計測しているから、液が帯電でも
すればことごとく誤動作するのはあたりまえである。当
該センサーは、接地電位を基準点としていないのでトラ
ブルを出さない。そして発信器がシンプルで安価なのが
利点である。
め、本発明では取り付けやすくて、静電気に過敏でない
マイクロ波応用でのセンサーを開発して好結果を得てい
る。当該センサーでは約１２．５ｍｍというやや長い波
長を使用していて、取り付けの時には、２〜３ｍｍの空
間は無視してよい位の余裕ができた。静電形は接地ポテ
ンシャルを基準として計測しているから、液が帯電でも
すればことごとく誤動作するのはあたりまえである。当
該センサーは、接地電位を基準点としていないのでトラ
ブルを出さない。そして発信器がシンプルで安価なのが
利点である。
【０００４】
【実施例】図面で、本発明の実施例について説明する。
被測定物質を入れる容器としてチューブ、樹脂製タン
ク、パイプなど色々な種類がある。チューブ用を例にと
る。図１において、マイクロ波発信器は発振する周波数
に応じた波長の空洞共振器１を持つ。その中に発振用の
ガン・ダイオード２が立っている。そして電源３で給電
すると発振する。隣接する導波管６には、検波ダイオー
ド４が取付けてあって、その場の電位を検出できるよう
になっている。導波管から出る電波は、直前に置かれた
チューブ７を透過して、電波吸収体８に到達する。
被測定物質を入れる容器としてチューブ、樹脂製タン
ク、パイプなど色々な種類がある。チューブ用を例にと
る。図１において、マイクロ波発信器は発振する周波数
に応じた波長の空洞共振器１を持つ。その中に発振用の
ガン・ダイオード２が立っている。そして電源３で給電
すると発振する。隣接する導波管６には、検波ダイオー
ド４が取付けてあって、その場の電位を検出できるよう
になっている。導波管から出る電波は、直前に置かれた
チューブ７を透過して、電波吸収体８に到達する。
【０００５】そこで、チューブ７の下から液体９が上昇
してきて、ついに導波管の直前を覆うとき、発射されて
いる電波は。跳ね返って、導波管の中へ逆戻りする事に
なる。そして、発信器から出てくる進行波と反射波とが
干渉して、出来た定在波が大きくなる。液体が降下する
と、再びもとの値に戻る。従って電圧をよんで、液体の
有無を知ることができる。
してきて、ついに導波管の直前を覆うとき、発射されて
いる電波は。跳ね返って、導波管の中へ逆戻りする事に
なる。そして、発信器から出てくる進行波と反射波とが
干渉して、出来た定在波が大きくなる。液体が降下する
と、再びもとの値に戻る。従って電圧をよんで、液体の
有無を知ることができる。
【０００６】図２は、定在波を示したカーブである。も
ともと導波管が切断されていて、端面が解放されている
から、これから先のインピーダンスが不整合となってい
て常に多少の反射波がもどっている。そして、定在波１
０が出来ている。そこへ外部からの強い反射があれば、
定在波の位相がずれて且つ振幅が大きな電圧を得る。
ともと導波管が切断されていて、端面が解放されている
から、これから先のインピーダンスが不整合となってい
て常に多少の反射波がもどっている。そして、定在波１
０が出来ている。そこへ外部からの強い反射があれば、
定在波の位相がずれて且つ振幅が大きな電圧を得る。
【０００７】図３は、請求項第４項の概念図である。導
体である金属パイプＰの穴Ｈから中へ入射したマイクロ
波は、図３、図４の様に往復の乱反射を繰り返してＸ，
Ｙ，Ｚの３次元の電波干渉を起こしている。そして電場
は、電位の高い空間、低いホール等ができている。この
空間に反射体、吸収体の物質が参入すると、定在波が平
衡するための再編成が行われて、検波ダイオードの電位
も変化する。この変化をアナログ電圧で観測することで
異物の入ったことが判る。
体である金属パイプＰの穴Ｈから中へ入射したマイクロ
波は、図３、図４の様に往復の乱反射を繰り返してＸ，
Ｙ，Ｚの３次元の電波干渉を起こしている。そして電場
は、電位の高い空間、低いホール等ができている。この
空間に反射体、吸収体の物質が参入すると、定在波が平
衡するための再編成が行われて、検波ダイオードの電位
も変化する。この変化をアナログ電圧で観測することで
異物の入ったことが判る。
【０００８】
【発明の効果】以上の説明の通り、従来一般に多く使用
されている、静電容量形液体レベル計や、超音波形液体
レベル計の本質的な欠点を補う事ができる。チューブの
着脱は、正確さをそんなに要求しないし、例えば、オペ
レーションルームでの手術時に、血流ポンプのシリコン
チューブを、両端外すこと無くて衛生的な菌の混入する
事なしに、当該機器でワンタッチに挟み込めば、血液ぎ
れの警報をだせる。特に従来の他機種では不都合が多か
った事が改善される。又、光を使用しないので、感光材
料や、紫外線感光性樹脂とかの液切れなどの検出にも使
える。将来には、欠点を補いあえる複合センサーへと推
移できる。
されている、静電容量形液体レベル計や、超音波形液体
レベル計の本質的な欠点を補う事ができる。チューブの
着脱は、正確さをそんなに要求しないし、例えば、オペ
レーションルームでの手術時に、血流ポンプのシリコン
チューブを、両端外すこと無くて衛生的な菌の混入する
事なしに、当該機器でワンタッチに挟み込めば、血液ぎ
れの警報をだせる。特に従来の他機種では不都合が多か
った事が改善される。又、光を使用しないので、感光材
料や、紫外線感光性樹脂とかの液切れなどの検出にも使
える。将来には、欠点を補いあえる複合センサーへと推
移できる。
【０００９】
【図１】本発明の実施例の構成を示す模式図。
【図２】検波器に生じる定在波電圧。
【図３】金属パイプに入射したマイクロ波の横切断面で
の反射概念図。
の反射概念図。
【図４】金属パイプに入射したマイクロ波の縦切断面で
の反射概念図。
の反射概念図。
１ ：空洞共振器 ２ ：発振用ガン・ダイオード ３ ：電源装置 ４ ：検波ダイオード ５ ：電圧計 ６ ：導波管 ７ ：チューブ ８ ：電波吸収体 ９ ：検出物質 １０：元の定在波 １１：反射の有るときの定在波 １２：検波ダイオードの測定点 Ｅ；定在波の電位 Ｄ：導波管内での距離 Ｈ：マイクロ波の入射口 Ｓ：乱反射と干渉
Claims (3)
- 【請求項１】 導波管に電位検出用ダイオードをそなえ
たマイクロ波発信器の、電波の進行方向線路上に、非金
属製のチューブを立てておく。このチューブに導電性又
は、誘電性の物質を満たすと、マイクロ波は反射して発
信器の方へ戻る。この時に発生する定在波のアナログ電
位の差を知って物質の有無を知る。 - 【請求項２】 請求項１に記載の目的で、樹脂タンクの
側面に取り付ける。あらかじめ定在波の位相角を考えて
タンクの内縁面に物質が有るときに、検出電圧が最大と
なる位置に、当該センサーを設置しておく。検出で得ら
れたアナログ信号を見て、物質の有無を知る。 - 【請求項３】 金属パイプの一部分に穴を明けて、当該
センサーでマイクロ波を入射する。パイプ内に物質が無
い状態で、マイクロ波の復反射による多重干渉の３次元
の定在波を発生させて平衡状態にしておく。このパイプ
内の空間に液体や、粒体が少しでも入ると、定在波ので
き方が変化する。そのために、アナログ検波出力は、違
った電位となって止まるし、又、物質がパイプ内を動き
続ける時は、電位が微動し続ける。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10588494A JPH07280627A (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | マイクロ波式液体センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10588494A JPH07280627A (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | マイクロ波式液体センサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07280627A true JPH07280627A (ja) | 1995-10-27 |
Family
ID=14419364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10588494A Pending JPH07280627A (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | マイクロ波式液体センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07280627A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005227240A (ja) * | 2004-02-16 | 2005-08-25 | Aloka Co Ltd | 界面検出装置、界面検出方法、体積計測装置および体積計測方法 |
| JP2005345144A (ja) * | 2004-05-31 | 2005-12-15 | Aloka Co Ltd | 界面検出装置、体積計測装置、及び界面検出方法 |
| JP2005345372A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Aloka Co Ltd | 界面検出装置 |
| JP2005345374A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Aloka Co Ltd | 界面検出装置 |
| CN113819966A (zh) * | 2020-06-18 | 2021-12-21 | 大众汽车股份公司 | 用于探测壳体中的液体的装置 |
-
1994
- 1994-04-07 JP JP10588494A patent/JPH07280627A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005227240A (ja) * | 2004-02-16 | 2005-08-25 | Aloka Co Ltd | 界面検出装置、界面検出方法、体積計測装置および体積計測方法 |
| JP2005345144A (ja) * | 2004-05-31 | 2005-12-15 | Aloka Co Ltd | 界面検出装置、体積計測装置、及び界面検出方法 |
| JP2005345372A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Aloka Co Ltd | 界面検出装置 |
| JP2005345374A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Aloka Co Ltd | 界面検出装置 |
| CN113819966A (zh) * | 2020-06-18 | 2021-12-21 | 大众汽车股份公司 | 用于探测壳体中的液体的装置 |
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