JPH1019637A - 静電容量型レベルセンサ - Google Patents
静電容量型レベルセンサInfo
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- JPH1019637A JPH1019637A JP8177922A JP17792296A JPH1019637A JP H1019637 A JPH1019637 A JP H1019637A JP 8177922 A JP8177922 A JP 8177922A JP 17792296 A JP17792296 A JP 17792296A JP H1019637 A JPH1019637 A JP H1019637A
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- JP
- Japan
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- housing
- level sensor
- chamber
- electrode
- electrode rod
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内シールリングがなくとも確実にシール効果
を有する静電容量型レベルセンサの構造とすること。 【解決手段】 回路基板２を収容する収容室１１と、該
収容室１１に連通する孔部１２とを備えたハウジング１
と、基端部３１と先端部３２とを有し、基端部３１がハ
ウジング１の孔部１２に挿入され、先端部３２がハウジ
ング１の外方に突出した電極棒３と、電極棒３の外表面
に密着コーティングされた絶縁皮膜４と、ハウジング１
の孔部１２と電極棒３の基端部３１との間に配設され、
ハウジング１の外部とハウジング１の収容室１１とを気
密的かつ液密的に封止する封止部材５と、電極棒３を固
定する固定部材６と、を備えた静電容量型レベルセンサ
としたこと。
を有する静電容量型レベルセンサの構造とすること。 【解決手段】 回路基板２を収容する収容室１１と、該
収容室１１に連通する孔部１２とを備えたハウジング１
と、基端部３１と先端部３２とを有し、基端部３１がハ
ウジング１の孔部１２に挿入され、先端部３２がハウジ
ング１の外方に突出した電極棒３と、電極棒３の外表面
に密着コーティングされた絶縁皮膜４と、ハウジング１
の孔部１２と電極棒３の基端部３１との間に配設され、
ハウジング１の外部とハウジング１の収容室１１とを気
密的かつ液密的に封止する封止部材５と、電極棒３を固
定する固定部材６と、を備えた静電容量型レベルセンサ
としたこと。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電容量の変化を
利用して、液体等のレベル（残存液量）を検知する静電
容量型レベルセンサに関するものであり、特に、高圧条
件下で使用する静電容量型レベルセンサに係るものであ
る。
利用して、液体等のレベル（残存液量）を検知する静電
容量型レベルセンサに関するものであり、特に、高圧条
件下で使用する静電容量型レベルセンサに係るものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、高圧容器内での液体等の残存容量
を検知するレベルセンサとして、実開昭５７−１３５９
２７号公報に示す如きものがある。このものについて、
図２を用いて説明する。
を検知するレベルセンサとして、実開昭５７−１３５９
２７号公報に示す如きものがある。このものについて、
図２を用いて説明する。
【０００３】図２において、２１は絶縁皮膜２２の施さ
れた電極棒、２３は電極棒２１を挿入支持する支持台と
してのニップル、２４は内シールリング、２５は外シー
ルリング、２６は外シールリング２５を内シールリング
２４に押さえ付けるための押さえネジである。
れた電極棒、２３は電極棒２１を挿入支持する支持台と
してのニップル、２４は内シールリング、２５は外シー
ルリング、２６は外シールリング２５を内シールリング
２４に押さえ付けるための押さえネジである。
【０００４】上記従来のレベルセンサであると、押さえ
ネジ２６により外シールリング２５が内シールリング２
４に押さえ付けられ、両リング２４、２５を押しつぶす
ことによりシール効果を向上させ、高圧下における液体
等の侵入が防止できるものである。
ネジ２６により外シールリング２５が内シールリング２
４に押さえ付けられ、両リング２４、２５を押しつぶす
ことによりシール効果を向上させ、高圧下における液体
等の侵入が防止できるものである。
【０００５】また、絶縁皮膜２２が破れて液体が電極棒
２１と絶縁皮膜２２間を浸透してきた場合にも、内シー
ルリング２４により液体がせき止められ、シール効果を
維持することができるものである。
２１と絶縁皮膜２２間を浸透してきた場合にも、内シー
ルリング２４により液体がせき止められ、シール効果を
維持することができるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のレベルセンサは
以上のように構成されている。ところで、従来のレベル
センサにおいて、測定部と外部との気密性は、内外のシ
ールリングにより行われている。このようなシール方式
であると、そのクリアランスの設定が非常に微妙とな
り、これらを組み付ける際に高精度を有する。特に、内
シールリングは、その外部を絶縁皮膜で被覆しなければ
ならず、絶縁皮膜と電極のシール溝との寸法精度が両立
しなければ、確実なシール効果を奏することができな
い。
以上のように構成されている。ところで、従来のレベル
センサにおいて、測定部と外部との気密性は、内外のシ
ールリングにより行われている。このようなシール方式
であると、そのクリアランスの設定が非常に微妙とな
り、これらを組み付ける際に高精度を有する。特に、内
シールリングは、その外部を絶縁皮膜で被覆しなければ
ならず、絶縁皮膜と電極のシール溝との寸法精度が両立
しなければ、確実なシール効果を奏することができな
い。
【０００７】故に、本発明は、上記実情に鑑みてなされ
たものであり、簡易な構成で確実にシール効果を有する
レベルセンサの構造とすることを、技術的課題とするも
のである。
たものであり、簡易な構成で確実にシール効果を有する
レベルセンサの構造とすることを、技術的課題とするも
のである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために、本発明の請求項１において講じた技術的手段
は、回路基板を収容する収容室と、該収容室に連通する
孔部とを備えたハウジングと、基端部と先端部とを有
し、前記基端部が前記ハウジングの孔部に挿入され、前
記先端部が前記ハウジングの外方に突出した電極棒と、
前記電極棒の外表面に密着コーティングされた絶縁皮膜
と、前記ハウジングの孔部と前記電極棒の基端部との間
に配設され、前記ハウジングの外部と前記ハウジングの
収容室とを気密的かつ液密的に封止する封止部材と、前
記電極棒を固定する固定部材と、を備えた静電容量型レ
ベルセンサとしたことである。
るために、本発明の請求項１において講じた技術的手段
は、回路基板を収容する収容室と、該収容室に連通する
孔部とを備えたハウジングと、基端部と先端部とを有
し、前記基端部が前記ハウジングの孔部に挿入され、前
記先端部が前記ハウジングの外方に突出した電極棒と、
前記電極棒の外表面に密着コーティングされた絶縁皮膜
と、前記ハウジングの孔部と前記電極棒の基端部との間
に配設され、前記ハウジングの外部と前記ハウジングの
収容室とを気密的かつ液密的に封止する封止部材と、前
記電極棒を固定する固定部材と、を備えた静電容量型レ
ベルセンサとしたことである。
【０００９】上記技術的手段において、最も注目すべき
ことは、電極棒の外表面に絶縁皮膜を密着コーティング
したことである。絶縁皮膜を電極棒に密着コーティング
することにより、電極棒と絶縁皮膜との間の隙間がなく
なる。そのため絶縁皮膜の一部が破れても、電極棒と絶
縁皮膜との間に液体が浸透することはない。また電極棒
とハウジングとの間には封止部材が介在しているため、
ハウジングと電極棒との間からも液体が浸透することは
ない。
ことは、電極棒の外表面に絶縁皮膜を密着コーティング
したことである。絶縁皮膜を電極棒に密着コーティング
することにより、電極棒と絶縁皮膜との間の隙間がなく
なる。そのため絶縁皮膜の一部が破れても、電極棒と絶
縁皮膜との間に液体が浸透することはない。また電極棒
とハウジングとの間には封止部材が介在しているため、
ハウジングと電極棒との間からも液体が浸透することは
ない。
【００１０】ここで、密着コーティングとは、密着強度
を有して被覆を施すことである。例えば、接着剤を含有
した絶縁被覆材を電極に塗布して固めたもの、吹きつけ
塗装、静電塗装、焼き付け塗装、流動浸漬塗装等種々の
塗装方法により電極に絶縁皮膜を塗装したもの、であ
る。これらは、電極と絶縁皮膜との分子間引力や機械的
結合力等により密着強度を呈するものである。
を有して被覆を施すことである。例えば、接着剤を含有
した絶縁被覆材を電極に塗布して固めたもの、吹きつけ
塗装、静電塗装、焼き付け塗装、流動浸漬塗装等種々の
塗装方法により電極に絶縁皮膜を塗装したもの、であ
る。これらは、電極と絶縁皮膜との分子間引力や機械的
結合力等により密着強度を呈するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて説明する。
て、図面に基づいて説明する。
【００１２】図１は本実施形態例におけるレベルセンサ
の断面図である。図において、１はハウジングである。
ハウジング１は、内部に収容室１１が形成され、収容室
１１内には回路基板２が収容されている。またハウジン
グ１は、収容室１１から外部にかけて連通した孔部１２
が形成されている。孔部１２は、外部に開口した小径部
１２１及び、小径部１２１と収容室１１とを連通した大
径部１２２より成る。３は細長い円錐台形に形成された
電極である。電極３は、孔部１２内に挿入された基端部
３１と、孔部１２から外部に突出した先端部３２とより
成る。先端部３２は、主に高圧容器等の内部に突出さ
れ、高圧容器内の液体の残存容量を測定するための検知
部としての機能を果たす。基端部３１にはフランジ部３
１１が形成されている。電極棒３の外表面には一様に絶
縁皮膜４が密着コーティングされている。５は外シール
リングとしてのＯリングである。Ｏリング５は、小径部
１２１の壁面に形成された溝内にはめ込まれており、外
部からの液体及び気体の侵入を封止するためのものであ
る。また大径部１２２内には、ハウジングに固設したロ
ックナット６が設けられており、ロックナット６の略中
心部に形成された孔６１内に電極３の基端部３１の一部
が挿入されている。このロックナット６により電極３が
固定されている。基端部３１の基端面３１１は、収容室
１１に収容された回路基板２に当接している。
の断面図である。図において、１はハウジングである。
ハウジング１は、内部に収容室１１が形成され、収容室
１１内には回路基板２が収容されている。またハウジン
グ１は、収容室１１から外部にかけて連通した孔部１２
が形成されている。孔部１２は、外部に開口した小径部
１２１及び、小径部１２１と収容室１１とを連通した大
径部１２２より成る。３は細長い円錐台形に形成された
電極である。電極３は、孔部１２内に挿入された基端部
３１と、孔部１２から外部に突出した先端部３２とより
成る。先端部３２は、主に高圧容器等の内部に突出さ
れ、高圧容器内の液体の残存容量を測定するための検知
部としての機能を果たす。基端部３１にはフランジ部３
１１が形成されている。電極棒３の外表面には一様に絶
縁皮膜４が密着コーティングされている。５は外シール
リングとしてのＯリングである。Ｏリング５は、小径部
１２１の壁面に形成された溝内にはめ込まれており、外
部からの液体及び気体の侵入を封止するためのものであ
る。また大径部１２２内には、ハウジングに固設したロ
ックナット６が設けられており、ロックナット６の略中
心部に形成された孔６１内に電極３の基端部３１の一部
が挿入されている。このロックナット６により電極３が
固定されている。基端部３１の基端面３１１は、収容室
１１に収容された回路基板２に当接している。
【００１３】上記構成の静電容量型レベルセンサにおい
て、以下にその動作について説明する。まず、上記レベ
ルセンサが高圧容器の内周壁面等に密閉的に固定された
場合、高圧力が電極３の先端部３２側から基端部３１側
へとかかる。すると、この圧力はフランジ部３１１から
ロックナット６へと伝達され、このロックナット６によ
り電極３が高圧力に対して支持される。このときに、Ｏ
リング５により高圧容器と収容室１１との気密性が維持
され、収容室１１内に高圧がかかることはない。
て、以下にその動作について説明する。まず、上記レベ
ルセンサが高圧容器の内周壁面等に密閉的に固定された
場合、高圧力が電極３の先端部３２側から基端部３１側
へとかかる。すると、この圧力はフランジ部３１１から
ロックナット６へと伝達され、このロックナット６によ
り電極３が高圧力に対して支持される。このときに、Ｏ
リング５により高圧容器と収容室１１との気密性が維持
され、収容室１１内に高圧がかかることはない。
【００１４】電極３は、主に真鍮で形成されている。電
極３は、その外部が空気の場合と液体の場合とで静電容
量に差が生じる。この静電容量の変化は回路基板に電気
的に伝達され、これらの情報を基に、液体がレベルセン
サに達しているかいないかを判断するものである。
極３は、その外部が空気の場合と液体の場合とで静電容
量に差が生じる。この静電容量の変化は回路基板に電気
的に伝達され、これらの情報を基に、液体がレベルセン
サに達しているかいないかを判断するものである。
【００１５】上記構成の静電容量型レベルセンサは、電
極３の外表面が絶縁皮膜４で密着コーティングされてい
る。電極３と絶縁皮膜４が密着しているため、絶縁皮膜
４の一部が破れても、他の部分は電極３と密着してい
る。このためこの破れた部分から液体が絶縁皮膜４と電
極３との間に浸透することはない。この場合において、
絶縁皮膜の厚さは、０．２〜０．４ｍｍ程度のものが好
ましい。この程度の厚みとすると、密着強度がより強化
され、絶縁皮膜自体が破れることがない。厚さが０．４
ｍｍ以上であると、皮膜が厚すぎて寸法変化を起こし、
シール性に悪影響を及ぼす。逆に、０．２ｍｍ以下であ
ると、薄すぎて破れ易くなる。
極３の外表面が絶縁皮膜４で密着コーティングされてい
る。電極３と絶縁皮膜４が密着しているため、絶縁皮膜
４の一部が破れても、他の部分は電極３と密着してい
る。このためこの破れた部分から液体が絶縁皮膜４と電
極３との間に浸透することはない。この場合において、
絶縁皮膜の厚さは、０．２〜０．４ｍｍ程度のものが好
ましい。この程度の厚みとすると、密着強度がより強化
され、絶縁皮膜自体が破れることがない。厚さが０．４
ｍｍ以上であると、皮膜が厚すぎて寸法変化を起こし、
シール性に悪影響を及ぼす。逆に、０．２ｍｍ以下であ
ると、薄すぎて破れ易くなる。
【００１６】本実施形態例において、絶縁皮膜の材料と
して、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロ
アルキルビニルエーテル共重合体）を使用した。また、
絶縁皮膜の電極への密着方法は、２００〜３００℃に加
熱した電極にＰＦＡ粉末を吹きつけ、電極上で溶着させ
ることにより、達成した。これにより、電極と絶縁皮膜
との強固な密着力が確保でき、レベルセンサとしての使
用中に絶縁皮膜が破れても、そこから液体が浸透するこ
とはない。
して、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロ
アルキルビニルエーテル共重合体）を使用した。また、
絶縁皮膜の電極への密着方法は、２００〜３００℃に加
熱した電極にＰＦＡ粉末を吹きつけ、電極上で溶着させ
ることにより、達成した。これにより、電極と絶縁皮膜
との強固な密着力が確保でき、レベルセンサとしての使
用中に絶縁皮膜が破れても、そこから液体が浸透するこ
とはない。
【００１７】上記説明した静電容量型レベルセンサは、
例えばスターリングエンジンにおいて、作動空間と外部
空間とを隔てるためにピストンロッド外周に設けられた
高圧油封室に供給するオイルが貯留された高圧オイル室
等に取付られる。図２は、この種の高圧オイル室に本実
施形態例の静電容量型レベルセンサを取り付けた例であ
る。図において、ピストンは、公知のスターリングサイ
クルにより、往復動する。このためピストンに連結され
たピストンロッドも図示矢印方向に往復動する。ピスト
ンロッドには、高圧ガス室、オイルスクレーパ、高圧油
封室、メインシール、低圧油封室、軸受け等種々の部品
が取り付けられている。この内高圧油封室は、高圧オイ
ル室に連結されている。高圧オイル室は、高圧油封室に
供給するオイルを貯留しており、高圧油封室と同じ高圧
状態に維持されている。また高圧オイル室は、オイルミ
ストフィルターを介して高圧ガス室とも連通しており、
高圧ガス室と高圧オイル室との圧力も同圧にされてい
る。この高圧オイル室に本実施形態で説明した静電容量
型レベルセンサが取り付けられ、内部のオイルの上限量
を監視している。静電容量の変化に基づき、高圧オイル
室内のオイル量の増加が検知されると、常閉型のソレノ
イドバルブが開作動し、高圧オイル室のオイルが外部に
放出される。このように、スターリングエンジンのピス
トンロッドに配される高圧油封室に供給するオイルを貯
留する高圧オイル室で本実施形態で説明した静電容量型
レベルセンサを使用することにより、高圧油封室内での
オイル管理が安定する。高圧油封室でのオイル管理が不
安定であると、高圧オイル室内のオイルがオイルミスト
フィルタを経て高圧ガス室へ流れてしまい、作動ガスを
汚染する。この点、本実施形態で説明した静電容量型レ
ベルセンサを使用すれば、オイル管理が安定し、上記不
具合が発生することはない。また、上記説明したもの
は、オイル量の上限を監視するものであるが、本実施形
態例における静電容量型レベルセンサを高圧オイル室に
２本取り付け、上限及び下限の両方を監視可能にするこ
ともできる。
例えばスターリングエンジンにおいて、作動空間と外部
空間とを隔てるためにピストンロッド外周に設けられた
高圧油封室に供給するオイルが貯留された高圧オイル室
等に取付られる。図２は、この種の高圧オイル室に本実
施形態例の静電容量型レベルセンサを取り付けた例であ
る。図において、ピストンは、公知のスターリングサイ
クルにより、往復動する。このためピストンに連結され
たピストンロッドも図示矢印方向に往復動する。ピスト
ンロッドには、高圧ガス室、オイルスクレーパ、高圧油
封室、メインシール、低圧油封室、軸受け等種々の部品
が取り付けられている。この内高圧油封室は、高圧オイ
ル室に連結されている。高圧オイル室は、高圧油封室に
供給するオイルを貯留しており、高圧油封室と同じ高圧
状態に維持されている。また高圧オイル室は、オイルミ
ストフィルターを介して高圧ガス室とも連通しており、
高圧ガス室と高圧オイル室との圧力も同圧にされてい
る。この高圧オイル室に本実施形態で説明した静電容量
型レベルセンサが取り付けられ、内部のオイルの上限量
を監視している。静電容量の変化に基づき、高圧オイル
室内のオイル量の増加が検知されると、常閉型のソレノ
イドバルブが開作動し、高圧オイル室のオイルが外部に
放出される。このように、スターリングエンジンのピス
トンロッドに配される高圧油封室に供給するオイルを貯
留する高圧オイル室で本実施形態で説明した静電容量型
レベルセンサを使用することにより、高圧油封室内での
オイル管理が安定する。高圧油封室でのオイル管理が不
安定であると、高圧オイル室内のオイルがオイルミスト
フィルタを経て高圧ガス室へ流れてしまい、作動ガスを
汚染する。この点、本実施形態で説明した静電容量型レ
ベルセンサを使用すれば、オイル管理が安定し、上記不
具合が発生することはない。また、上記説明したもの
は、オイル量の上限を監視するものであるが、本実施形
態例における静電容量型レベルセンサを高圧オイル室に
２本取り付け、上限及び下限の両方を監視可能にするこ
ともできる。
【００１８】
【発明の効果】請求項１の発明は、以下の如く効果を有
する。
する。
【００１９】絶縁皮膜を電極棒に密着コーティングした
ため、内シールリングがなくともシール性を維持でき
る。これにより、簡易な構成でかつ確実にシール効果を
有するレベルセンサとすることができる。
ため、内シールリングがなくともシール性を維持でき
る。これにより、簡易な構成でかつ確実にシール効果を
有するレベルセンサとすることができる。
【図１】本発明の実施形態例における、静電容量型レベ
ルセンサの断面図である。
ルセンサの断面図である。
【図２】本発明の実施形態例における、静電容量型レベ
ルセンサを、スターリングエンジンに付属する高圧オイ
ル室に取り付けた例を示す概略図である。
ルセンサを、スターリングエンジンに付属する高圧オイ
ル室に取り付けた例を示す概略図である。
【図３】従来技術における、静電容量型レベルセンサの
断面図である。
断面図である。
１ ハウジング、 １１ 収容室、 １２ 孔部、 １
２１ 長兄 １２１ 小径部、 １２２ 大径部 ２ 回路基板 ３ 電極棒、 ３１ 基端部、 ３１１ フランジ部、
３１２ 基端面 ３２ 先端部 ４ 絶縁皮膜 ５ Ｏリング（封止部材） ６ ロックナット（固定部材）
２１ 長兄 １２１ 小径部、 １２２ 大径部 ２ 回路基板 ３ 電極棒、 ３１ 基端部、 ３１１ フランジ部、
３１２ 基端面 ３２ 先端部 ４ 絶縁皮膜 ５ Ｏリング（封止部材） ６ ロックナット（固定部材）
Claims (1)
- 【請求項１】 回路基板を収容する収容室と、該収容室
に連通する孔部とを備えたハウジングと、 基端部と先端部とを有し、前記基端部が前記ハウジング
の孔部に挿入され、前記先端部が前記ハウジングの外方
に突出した電極棒と、 前記電極棒の外表面に密着コーティングされた絶縁皮膜
と、 前記ハウジングの孔部と前記電極棒の基端部との間に配
設され、前記ハウジングの外部と前記ハウジングの収容
室とを気密的かつ液密的に封止する封止部材と、 前記電極棒を固定する固定部材と、 を備えた静電容量型レベルセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8177922A JPH1019637A (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | 静電容量型レベルセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8177922A JPH1019637A (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | 静電容量型レベルセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1019637A true JPH1019637A (ja) | 1998-01-23 |
Family
ID=16039419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8177922A Pending JPH1019637A (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | 静電容量型レベルセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1019637A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001033295A (ja) * | 1999-07-02 | 2001-02-09 | Inst Fr Petrole | 容器内の導電液のレベルを計測する容量性プローブおよびそのプローブの製造方法 |
| JP2006038830A (ja) * | 2004-06-24 | 2006-02-09 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 静電容量式液状態検知センサ |
| DE10021059B4 (de) * | 2000-04-28 | 2006-06-29 | Hiss, Eckart, Dr. | Fühler |
| JP2014006117A (ja) * | 2012-06-22 | 2014-01-16 | Keyence Corp | 液面レベル計測装置 |
-
1996
- 1996-07-08 JP JP8177922A patent/JPH1019637A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001033295A (ja) * | 1999-07-02 | 2001-02-09 | Inst Fr Petrole | 容器内の導電液のレベルを計測する容量性プローブおよびそのプローブの製造方法 |
| DE10021059B4 (de) * | 2000-04-28 | 2006-06-29 | Hiss, Eckart, Dr. | Fühler |
| JP2006038830A (ja) * | 2004-06-24 | 2006-02-09 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 静電容量式液状態検知センサ |
| JP2014006117A (ja) * | 2012-06-22 | 2014-01-16 | Keyence Corp | 液面レベル計測装置 |
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