JPS5847647B2 - エキメンケンチキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はサーミスタの自己発熱による抵抗値の変化を利
用した液面検知器に関するものである。

従来のこの種の液面検知器を第１図について説明する。

ＲＢは放熱係数の小さい第１のサーミスタ、ＲＡは放熱
係数の大きな第２のサーミスタで、ＲＡとＲＢは電源■
に対し直列に接続され、その接続点Ｐはシュミットトリ
ガ回路よりなる電圧比較器Ｓの第１のトランジスタＴＲ
Ｉのベースに接続されている。

電圧比較器Ｓの第２のトランジスタＴＲ２のコレクタは
警報器（ランプ、ブザー等）Ｌと直列に電源■に接続さ
れたスイッチングトランジスタＴＲ３のベースに接続さ
れている。

第ｌのサーミスタＲＢは液体容器の液面を表示する所定
の位置で常時液中にあるように配置されており、液面が
前記所定の位置以下に低下して該サーミスタＲＢが液面
上に露出すると液中と空気中とにおける放熱係数の相違
によってＲＢは自己発熱量を蓄積して温度が上昇し、そ
の抵抗値が減少する。

いま、ＲＢが液中にあるときのＰ点の電圧でＴＲＩがオ
ン、ＴＲ２がオフとなるように設定しておけば、ＴＲ３
はエミツタとベースが同電位にあるので導通しないが、
ＲＢの抵抗値が減少してＰ点の電圧が下るとＴＲＩはオ
フ、ＴＲ２はオンとなる。

したがってＴＲ３はそのベース電圧が下って導通し、警
報器Ｌが動作する。

この第１図の回路において、放熱係数の小さい第１のサ
ーミスタＲＢに放熱係数の大きい第２のサーミスタＲＡ
を直列に接続した理由は、Ｐ点における電圧の周囲温度
の変化による影響を少くするために温度補償用として設
けたものであるが、これらのサーミスタだけで、Ｐ点に
おける電圧の温度補償をすることが困難なため、第１図
に点線で示すように、ＲえとＲＢにそれぞれ固定抵抗γ
を並列（又は直列）に接続してＲＡとＲＢの温度変化に
対する電圧の変化係数を調整してＰ点における電圧の温
度補償を行なっている。

ところで、この方法によると並列又は直列に挿入された
固定抵抗γのために、ＲＢが液中にある場合と気中にあ
る場合との、自己発熱量の差が小さくなって合戒抵抗値
の変化量が少なくなり、そのため、Ｐ点おける電圧の変
化量が小さくなってＴＲＩがこれを検出するのが困難と
なる。

？発明は以上のような欠点のない液面検知器を提供する
ことを目的とする。

以下、その実施例を第２図について説明する。

ＲＢは放熱係数の小さい第１のサーミスタで、電源■に
対し固定抵抗也と直列に接続され、その接点Ｐは電圧比
較用トランジスタＴＲ４のベースに抵抗Ｒ２を介して接
続されている。

ＴＲ４のコレクタは警報器（ランプ、ブザー等）Ｌと直
列に接続されたスイッチングトランジスタＴＲ５のベー
スに抵抗Ｒ，を介して接続されている。

ＴＲ４のエミツタには電源電圧■ＣＣを固定抵抗Ｒ３と
放熱係数の大きい第２のサーミスタＲＯとによって分圧
した分割点Ｑの電圧■２が基準電圧として印加されてい
る。

この基準電圧■２を定める固定抵抗Ｒ３の抵抗値並びに
サーミスタＲＯのＢ定数およひ常温におけるその抵抗値
は、使用される温度範囲内において次式を満足するよう
定められる。

Ｖ２＝’（ＲＢが液中にあるときのＰ点の電圧■１２ ＋ＲＢが気中にあるときのＰ点の電圧■１）＋ｖＢＥ たゾし、ＶＢＥはＴＲ４のペースエミツタ間の電圧。

なお、第２のサーミスタＲｃの放熱係数は該サーミスタ
ＲＱが液中にあっても、また気中にあっでもその抵抗値
は殆んど変化しない程度の十分に大きなものが採用され
ＲＢと同様に液中の所定の位置に配置されている。

第３図はＲ３とＲＯとによって定まるＱ点の電圧ｖ２お
よひ前記Ｐ点の電圧■１と周囲温度との関係を示してい
る。

すなわち、ＲＢおよびＲＯは共にサーミスタであるから
周囲温度の上昇によってその抵抗値が低下し、Ｐ点およ
びＱ点の電圧■１およひｖ２はほゾ平行して降下する。

また、基準電圧■２はＲＢが液中にあるときのＰ点の電
圧■１より低く、ＲＢが気中にあるときのＰ点の電圧Ｖ
より高い。

したがって、ＲＢが液中にあるときは、ＴＲ４はカット
オフでＴＲ５のベースには電圧がか＼らないからＴＲ５
はオフで警報器Ｌは動作しない。

いま、液面が低下してＲＢが気中に露出すると、気中に
おける放熱係数は液中の場合よりも小さいので、ＲＢは
自己発熱量を蓄積してその温度が上昇し、抵抗値が低下
してＰ点の電圧■、が降下する。

Ｐ点の電圧ｖ１がＶ２ ＶＢＥまで降下するとＴＲ４
は導通し、ＴＲ５には抵抗Ｒ４の電圧がそのべ一？に印
加されて導通し、警報器Ｌが動作する。

なお、ＴＲ４が導通してそのコレクタに電流が流れると
Ｒ３による電圧降下が大きくなって■２が変化し、負帰
還がか５ることになり、ＴＲ４は電圧比較用トランジス
タとしてのスイッチング動作かにふくなるから、その影
響を軽減するために、Ｒ３およぴＲＯを通って流れる電
流はコレクタ電流よりも十分に大きくなるよう選ぶこと
が望ましい。

第４図は本発明の他の実施例である。

この実施例はサーミスタＲＯと並列抵抗Ｒ６およひ直列
抵抗Ｒ７， Ｒ６とによってＱ点に与える基準電圧■３
を設定している。

基準電圧■３を定めるサーミスタＲｃのＢ定数および常
温におけるその低抗値ならびにＲ， ． Ｒ７およびＲ
８の抵抗値は使用される温度範囲内において次式を満足
するように定められる。

■３−７（ＲＢが液中にあるときのＰ点の電圧ｖ１＋Ｒ
Ｂが気中にあるときのＰ点の電圧Ｖ１）ＶＢＥ ただし、ＶＢＥはＴＲ６のペースエミツタ間の電圧。

基準電圧■，を以上のように設定しておけば、ＲＢが液
中にあるときのＰ点の電圧■、はＱ点の電圧■３より低
く、ＴＲ６，ＴＲ７，ＴＲ８，ＴＲ９はいずれもオフで
警報器Ｌは動作しないが、ＲＢが気中に露出するとＲＢ
の抵抗値が減少してＰ点の電圧■がＱ点の電圧ｖ３より
高くなり、ＴＲ６ ，ＴＲ？ ，ＴＲ８，ＴＲ９はいづ
れも導通し、警報器Ｌが動作する。

抵抗Ｒ９およびコンデンサＣ４は積分回路を構成してい
て容器の振動等によってＲＢが一時的に空気中に露出し
た場合に警報器Ｌがただちに動作しないようＴＲ８の動
作開始に適当な時間のおくれを与える。

ＴＲ７は液の温度にか＼わらずＣ１を充電する電圧を一
定ならしめる作用を有する。

一般にサーミスタは経年変化によってその抵抗値が上昇
する傾向があるので本発明においては基準電圧を設定す
る第２のサーミスタＲＯの抵抗値の経年変化特性を第１
のサーミスタＲＢのそれと一致させてある。

したがって長期間の使用中にＲＢが経年変化によって抵
抗値が変化しても、ＲＯの抵抗値もこれに伴って変化す
るのでＰ点およびＱ点の電圧相互の関係が第３図の状態
を維持する。

これは長期間に亘って使用される液面検知器にとつてき
わめて有効である。

以上述べたように本発明の液面検知器は放熱係数の小さ
い第１のサーミスタＲＢを液面検出用に、また放熱係数
の大きい第２のサーミスタＲＯを基準電圧設定用とする
ことによってＲＢと直列に接続される固定抵抗Ｒ１の値
を最適の値とすることができ、かつ、Ｒ（３をＲＢと共
に液中に配置することによって周囲温度の全使用範囲に
おいてＲｃとＲＢの周囲温度の変化に対する抵抗変化係
数を等しくすることができ、Ｐ点およびＱ点における電
圧の温度補償が確実に行なわれので精度の高いオイルレ
ベルゲージその他の液面検知器とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図：従来の液面検知器の回路図、第２図：本発明の
実施例の回路図、第３図二第２図のＰ点およびＱ点の電
圧特性図、第４図：本発明の他の実施例の回路図。 記号、ＲＢ・・・・・第１のサーミスタ、ＲＯ・・・・
・・第２のサーミスタ、ＴＲＩ〜ＲＴ９・・・・・・ト
ランジスタ、Ｒ１〜Ｒ，・・・・・・抵抗、Ｃ０・・・
・・・コンデンサ、■・・・・・・電源、Ｌ・・・・・
・警報器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 放熱係数の小さい第１のサーミスタを固定抵抗と直
   列に接続し、その接続点を電圧比較用トランジスタのベ
   ースに接続し、該トランジスタのエミツタには電源電圧
   を放熱係数の大きい第２のサーミスタと抵抗とによって
   分圧した基準電圧を印加し、前記第１および第２のサー
   ミスタを液体容器内の所中の位置に配置し、第１のサー
   ミスタが液中にある場合と気中にある場合の抵抗値の変
   化を利用して前記トランジスタのコレクタからえた出力
   によって警報器を動作させることを特徴とする液面検知
   器。 ２ 前記第１および第２のサーミスタはその抵抗値の経
   年変化特性が等しいことを特徴とする特許請求の範囲１
   の液面検知器。