JPH11113746A - 液面レベル検知装置 - Google Patents
液面レベル検知装置Info
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- JPH11113746A JPH11113746A JP27607397A JP27607397A JPH11113746A JP H11113746 A JPH11113746 A JP H11113746A JP 27607397 A JP27607397 A JP 27607397A JP 27607397 A JP27607397 A JP 27607397A JP H11113746 A JPH11113746 A JP H11113746A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液容器の液面レベルを超音波の反射時間で検
知する場合の検知精度を向上することである。 【解決手段】 超音波センサー１８を液面上方の液容器
３の一部に取付けてなる液面レベル検知装置において、
上記超音波センサー１８を液容器３を構成する合成樹脂
製の上面壁１７の上面に取付けた構成とした。
知する場合の検知精度を向上することである。 【解決手段】 超音波センサー１８を液面上方の液容器
３の一部に取付けてなる液面レベル検知装置において、
上記超音波センサー１８を液容器３を構成する合成樹脂
製の上面壁１７の上面に取付けた構成とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電気ポット等の
液容器の液面レベル検知装置に関するものである。
液容器の液面レベル検知装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気ポットの水位を検知するために、水
面の上方から、或いは水中から水面に向けて超音波を送
信すると共に水面において反射した超音波の反射波を受
信し、送受信間の時間を換算することにより、水位を検
知することが従来から行われている。
面の上方から、或いは水中から水面に向けて超音波を送
信すると共に水面において反射した超音波の反射波を受
信し、送受信間の時間を換算することにより、水位を検
知することが従来から行われている。
【０００３】図５は電気ポットにおける従来の水位検知
装置の諸例を便宜上１枚の図面上に示したものであり、
その第１の手段は、送受信併用タイプの超音波センサー
１８を蓋２の裏面に取付け、液容器３の上方から水面Ｗ
に向けて超音波を送信するようにしたものである。
装置の諸例を便宜上１枚の図面上に示したものであり、
その第１の手段は、送受信併用タイプの超音波センサー
１８を蓋２の裏面に取付け、液容器３の上方から水面Ｗ
に向けて超音波を送信するようにしたものである。
【０００４】第２の手段は液容器３の底面に超音波セン
サー１８を取付け、超音波を水中から水面Ｗに向けて送
信するようにしたものである。第３の手段は液容器３と
連通した揚水管６の下部に超音波センサー１８を取付
け、超音波を水中から揚水管６の水面Ｗに向けて送信す
るようにしたものである。第４の手段は、揚水管６の上
方の液通路下面に超音波センサー１８を取付け、超音波
を揚水管６の上方から水面に向けて発射するようにした
ものである。
サー１８を取付け、超音波を水中から水面Ｗに向けて送
信するようにしたものである。第３の手段は液容器３と
連通した揚水管６の下部に超音波センサー１８を取付
け、超音波を水中から揚水管６の水面Ｗに向けて送信す
るようにしたものである。第４の手段は、揚水管６の上
方の液通路下面に超音波センサー１８を取付け、超音波
を揚水管６の上方から水面に向けて発射するようにした
ものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記第１の手段は、蓋
を開けたときは検知ができない不便があると共に、超音
波センサー１８が高湿の雰囲気にさらされる問題があ
る。また、第２の手段は超音波センサー１８の近傍にヒ
ーター４が存在するため、その熱の影響を受けやすい問
題がある。更に、第３の手段は径の小さい揚水管６の下
端部へ超音波センサー１８を取付ける作業が困難である
問題がある。
を開けたときは検知ができない不便があると共に、超音
波センサー１８が高湿の雰囲気にさらされる問題があ
る。また、第２の手段は超音波センサー１８の近傍にヒ
ーター４が存在するため、その熱の影響を受けやすい問
題がある。更に、第３の手段は径の小さい揚水管６の下
端部へ超音波センサー１８を取付ける作業が困難である
問題がある。
【０００６】また、第４の手段は前記の第１の手段と同
様に超音波が空気中に発射するので、水中に発射する第
２、第３の手段に比べ検知精度が低い問題がある。即
ち、空気中に発射された超音波は、水中に発射された場
合に比べて拡散しやすい傾向があり、そのため残響が長
いと共に、様々な場所からの反射波が混ざり合うため雑
音が多くなり、検知精度が低下する。このことは、水に
比べ空気の固有音響インピーダンスが超音波センサー１
８の固有音響インピーダンスの大きさと比べ大差がある
ことからもいえることである。
様に超音波が空気中に発射するので、水中に発射する第
２、第３の手段に比べ検知精度が低い問題がある。即
ち、空気中に発射された超音波は、水中に発射された場
合に比べて拡散しやすい傾向があり、そのため残響が長
いと共に、様々な場所からの反射波が混ざり合うため雑
音が多くなり、検知精度が低下する。このことは、水に
比べ空気の固有音響インピーダンスが超音波センサー１
８の固有音響インピーダンスの大きさと比べ大差がある
ことからもいえることである。
【０００７】そこで、この発明は湿度の影響やヒーター
の熱的影響を受けることがなく、取付けも容易であり、
しかも検知精度を上げることを第１の課題とし、これに
加えて蓋の開閉の影響を受けないようにすることを第２
の課題とする。
の熱的影響を受けることがなく、取付けも容易であり、
しかも検知精度を上げることを第１の課題とし、これに
加えて蓋の開閉の影響を受けないようにすることを第２
の課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の第１の課題を解決
するために、この発明は、液容器の液面上方に超音波の
送信及び受信を行う超音波センサーを取付け、超音波が
液面で反射して戻るまでの時間を換算して液面のレベル
検知を行うようにした液面レベル検知装置において、上
述超音波センサーを液容器の一部を構成する合成樹脂部
材の上面に取付けた構成としたものである。
するために、この発明は、液容器の液面上方に超音波の
送信及び受信を行う超音波センサーを取付け、超音波が
液面で反射して戻るまでの時間を換算して液面のレベル
検知を行うようにした液面レベル検知装置において、上
述超音波センサーを液容器の一部を構成する合成樹脂部
材の上面に取付けた構成としたものである。
【０００９】なお、上記の液容器がポットであり、上記
の合成樹脂がポリプロピレン又はＡＢＳ樹脂である構成
をとることができる。
の合成樹脂がポリプロピレン又はＡＢＳ樹脂である構成
をとることができる。
【００１０】また、第２の課題を解決するために、上記
の構成における上記の超音波センサーが上記液容器と連
通した水位管、揚水管等の連通管の上方に取付けられた
構成を採用した。
の構成における上記の超音波センサーが上記液容器と連
通した水位管、揚水管等の連通管の上方に取付けられた
構成を採用した。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を添付
図面に基づいて説明する。図１は、この発明を適用する
液容器の一例としての電気ポットの概要を示すものであ
る。この電気ポットは、外装体１上に蓋２を取付けると
共に、内部に液容器３を収納固定し、その液容器３の底
面にヒーター４を装着している。また、液容器３の底面
に継手チューブ５を介して水位管を兼用した揚水管６が
連通される。揚水管６は外装体１の水位窓７に沿って立
上がっており、その上端は継手１１を介して吐出通路８
に接続され、吐出通路８の先端に吐出口９が設けられ
る。この揚水管６に代えて、水位検知用に設けた専用の
連通管を用いることができる。なお、外装体１に吐出ス
イッチ１２、水位表示部１３が設けられる。
図面に基づいて説明する。図１は、この発明を適用する
液容器の一例としての電気ポットの概要を示すものであ
る。この電気ポットは、外装体１上に蓋２を取付けると
共に、内部に液容器３を収納固定し、その液容器３の底
面にヒーター４を装着している。また、液容器３の底面
に継手チューブ５を介して水位管を兼用した揚水管６が
連通される。揚水管６は外装体１の水位窓７に沿って立
上がっており、その上端は継手１１を介して吐出通路８
に接続され、吐出通路８の先端に吐出口９が設けられ
る。この揚水管６に代えて、水位検知用に設けた専用の
連通管を用いることができる。なお、外装体１に吐出ス
イッチ１２、水位表示部１３が設けられる。
【００１２】図２（ａ）は上記の吐出通路８の内部を示
すものであり、図示のように、揚水管６の上端が継手１
１を介して吐出通路８の接続口１４に接続される。吐出
通路８の途中に弁室１５が設けられ、その弁室１５に安
全弁１６が収納される。
すものであり、図示のように、揚水管６の上端が継手１
１を介して吐出通路８の接続口１４に接続される。吐出
通路８の途中に弁室１５が設けられ、その弁室１５に安
全弁１６が収納される。
【００１３】上記の接続口１４の直上の吐出通路８の上
面壁１７の上面に送受信併用タイプの超音波センサー１
８が密着され、そのまわりにエポキシ系の接着剤１９を
塗布して上面壁１７に接着している。超音波センサー１
８のリード線２１はマイコン２２に接続される。
面壁１７の上面に送受信併用タイプの超音波センサー１
８が密着され、そのまわりにエポキシ系の接着剤１９を
塗布して上面壁１７に接着している。超音波センサー１
８のリード線２１はマイコン２２に接続される。
【００１４】図３は上記マイコン２２のフローチャート
であり、ステップ１で吐出スイッチ１２がＯＮでない
（ＯＦＦである）ときは、ステップ２で水位検知モード
に入り、超音波の送信と受信を行い、ステップ３で送信
から受信までの時間を水位に換算し、ステップ４で水位
表示部１３の水位表示を行う。以下、ステップ５で電源
がＯＦＦでないならば上記のステップを繰返し、電源が
ＯＦＦになるとフローを終了する。
であり、ステップ１で吐出スイッチ１２がＯＮでない
（ＯＦＦである）ときは、ステップ２で水位検知モード
に入り、超音波の送信と受信を行い、ステップ３で送信
から受信までの時間を水位に換算し、ステップ４で水位
表示部１３の水位表示を行う。以下、ステップ５で電源
がＯＦＦでないならば上記のステップを繰返し、電源が
ＯＦＦになるとフローを終了する。
【００１５】なお、ステップ６で吐出スイッチ１２がＯ
Ｎになると、水位検知モードを一時停止し、ステップ４
でその旨の表示を行なう。
Ｎになると、水位検知モードを一時停止し、ステップ４
でその旨の表示を行なう。
【００１６】図２（ｂ）、（ｃ）は超音波センサー１８
の取付け方の他の例を示すものであり、図２（ｂ）は前
記の上面壁１７の上面に取付けたケース２３の内部に超
音波センサー１８を収納し、その超音波センサー１８の
上面とケース２３上面との間にコイルばね２４を介在
し、超音波センサー１８を上面壁１７に押し付けて密着
させるようにしたものである。
の取付け方の他の例を示すものであり、図２（ｂ）は前
記の上面壁１７の上面に取付けたケース２３の内部に超
音波センサー１８を収納し、その超音波センサー１８の
上面とケース２３上面との間にコイルばね２４を介在
し、超音波センサー１８を上面壁１７に押し付けて密着
させるようにしたものである。
【００１７】図２（ｃ）は、両面粘着テープ２５により
超音波センサー１８を接合し、更にエポキシ系の接着剤
１９を塗布して接合強度を高めたものである。
超音波センサー１８を接合し、更にエポキシ系の接着剤
１９を塗布して接合強度を高めたものである。
【００１８】なお、上記のいずれの場合も、吐出通路８
の上面壁１７はポリプロピレン又はＡＢＳ樹脂が用いら
れる。
の上面壁１７はポリプロピレン又はＡＢＳ樹脂が用いら
れる。
【００１９】図２（ａ）〜（ｃ）において、超音波セン
サー１８が駆動されると、２００ｋＨｚの超音波が上面
壁１７を介して空中を伝播し、揚水管６中の水面Ｗに反
射して超音波センサー１８に受信される。
サー１８が駆動されると、２００ｋＨｚの超音波が上面
壁１７を介して空中を伝播し、揚水管６中の水面Ｗに反
射して超音波センサー１８に受信される。
【００２０】図４（ａ）は、それぞれ超音波のスタート
信号の波形２６、超音波受信部の波形２７、送信開始か
ら反射波受信までの計時信号の波形２８を示すものであ
る。超音波受信部の波形２７は、実際は２００ｋＨｚの
交流波形を示すが、マイコン２２での取扱いが容易なよ
うにＨ（Ｈｉｇｈ）、Ｌ（Ｌｏｗ）信号に処理したもの
である。この波形２７のうち符号２９で示す部分は残響
であり、３１が反射波である。残響２９と反射波３１を
明確に区別することができる。
信号の波形２６、超音波受信部の波形２７、送信開始か
ら反射波受信までの計時信号の波形２８を示すものであ
る。超音波受信部の波形２７は、実際は２００ｋＨｚの
交流波形を示すが、マイコン２２での取扱いが容易なよ
うにＨ（Ｈｉｇｈ）、Ｌ（Ｌｏｗ）信号に処理したもの
である。この波形２７のうち符号２９で示す部分は残響
であり、３１が反射波である。残響２９と反射波３１を
明確に区別することができる。
【００２１】図４（ｂ）は上記と比較するために超音波
センサー１８を上面壁１７の下面に取付け超音波を直接
空気中に送信した場合の同様の波形を示す。
センサー１８を上面壁１７の下面に取付け超音波を直接
空気中に送信した場合の同様の波形を示す。
【００２２】この場合の受信部の波形２７は、残響とい
くつかの反射波が混合した波形となって、残響と反射波
及び水面からの反射波と他の部分からの反射波の区別が
つきにくい。
くつかの反射波が混合した波形となって、残響と反射波
及び水面からの反射波と他の部分からの反射波の区別が
つきにくい。
【００２３】図４（ａ）と同（ｂ）を比較すると、図４
（ａ）の方、即ち超音波センサー１８を上面壁１７の上
面に取付けた方が水位の検知精度が高いことがわかる。
これは上面壁１７が超音波の伝播上の整合層として作用
している結果であると考えられる。
（ａ）の方、即ち超音波センサー１８を上面壁１７の上
面に取付けた方が水位の検知精度が高いことがわかる。
これは上面壁１７が超音波の伝播上の整合層として作用
している結果であると考えられる。
【００２４】なお、上面壁１７の厚さは超音波の波長の
１／４波長（約０．４ｍｍ）又はその奇数倍に選定する
ことが検知精度を上げるうえで望ましい。また、上面壁
１７を２枚以上重ねることは検知精度を低下させるので
好ましくないが、図２（ｃ）の両面粘着テープ２５は極
めて薄い（約０．１ｍｍ）ため検知精度に影響を与えな
い。
１／４波長（約０．４ｍｍ）又はその奇数倍に選定する
ことが検知精度を上げるうえで望ましい。また、上面壁
１７を２枚以上重ねることは検知精度を低下させるので
好ましくないが、図２（ｃ）の両面粘着テープ２５は極
めて薄い（約０．１ｍｍ）ため検知精度に影響を与えな
い。
【００２５】以上の各実施形態は、電気ポットについて
述べたが、この発明は電気ポットに限らず、水その他の
液を収納する各種液容器の液面レベルを検知する場合に
適用することができる。
述べたが、この発明は電気ポットに限らず、水その他の
液を収納する各種液容器の液面レベルを検知する場合に
適用することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上のように、この発明は超音波センサ
ーを合成樹脂製の部材の上面に取付け、その下方の水面
に対して超音波を送信するようにしたので、上記の部材
が整合層の作用をなし、液面の検知精度が向上する効果
があり、またその合成樹脂製部材の存在により、超音波
センサーが湿気の影響を受けることを防止することがで
きる。
ーを合成樹脂製の部材の上面に取付け、その下方の水面
に対して超音波を送信するようにしたので、上記の部材
が整合層の作用をなし、液面の検知精度が向上する効果
があり、またその合成樹脂製部材の存在により、超音波
センサーが湿気の影響を受けることを防止することがで
きる。
【００２７】また、上記の超音波センサーを液容器と連
通した水位管、揚水管等の連通管の上方において、前記
の上面壁のごとき合成樹脂の部材の上面に取付けること
により、蓋の開閉に影響されることなく液レベルの検知
を行うことができる。
通した水位管、揚水管等の連通管の上方において、前記
の上面壁のごとき合成樹脂の部材の上面に取付けること
により、蓋の開閉に影響されることなく液レベルの検知
を行うことができる。
【図１】実施形態の電気ポットの概略を示す断面図
【図２】（ａ）同上の吐出通路部分の拡大断面図 （ｂ）同上の吐出通路部分の変形例の拡大断面図 （ｃ）同上の吐出通路部分の他の変形例の拡大断面図
【図３】同上のマイコンのフローチャート図
【図４】（ａ）同上の各種信号の波形図 （ｂ）比較例の各種信号の波形図
【図５】従来例の電気ポットの概略断面図
１ 外装体 ２ 蓋 ３ 液容器 ４ ヒーター ５ 継手チューブ ６ 揚水管 ７ 水位窓 ８ 吐出通路 ９ 吐出口 １１ 継手 １２ 吐出スイッチ １３ 水位表示部 １４ 接続口 １５ 弁室 １６ 安全弁 １７ 上面壁 １８ 超音波センサー １９ 接着剤 ２１ リード線 ２２ マイコン ２３ ケース ２４ コイルばね ２５ 両面粘着テープ ２６ スタート信号の波形 ２７ 超音波受信部の波形 ２８ 計時信号の波形 ２９ 残響 ３１ 反射波
Claims (3)
- 【請求項１】 液容器の液面上方に超音波の送信及び受
信を行う超音波センサーを取付け、超音波が液面で反射
して戻るまでの時間を換算して液面のレベル検知を行う
ようにした液面レベル検知装置において、上述超音波セ
ンサーを液容器の一部を構成する合成樹脂部材の上面に
取付けたことを特徴とする液面レベル検知装置。 - 【請求項２】 上記の液容器がポットであり、上記の合
成樹脂がポリプロピレン又はＡＢＳ樹脂であることを特
徴とする請求項１に記載の液面レベル検知装置。 - 【請求項３】 上記の超音波センサーが上記液容器と連
通した水位管、揚水管等の連通管の上方に取付けられた
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液面レベル検
知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27607397A JPH11113746A (ja) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | 液面レベル検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27607397A JPH11113746A (ja) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | 液面レベル検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11113746A true JPH11113746A (ja) | 1999-04-27 |
Family
ID=17564431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27607397A Pending JPH11113746A (ja) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | 液面レベル検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11113746A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101456981B1 (ko) * | 2014-05-09 | 2014-11-06 | (주)웹솔루스 | 하수관로 수위계측 모니터링 시스템 |
-
1997
- 1997-10-08 JP JP27607397A patent/JPH11113746A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101456981B1 (ko) * | 2014-05-09 | 2014-11-06 | (주)웹솔루스 | 하수관로 수위계측 모니터링 시스템 |
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