JPS585220Y2 - エキメンケンチキ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案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。

従来のこの種のオイルレベルケージなどに使用される液
面検知器は第１図に示すように、放熱係数の小さな第１
のサーミスタＲ８に、その温度に対する抵抗値変化率が
等しく、かつ放熱係数の十分に大きな第２のサーミスタ
・ＲＡを温度補償用として直列に接続し、前記第１のサ
ーミスタＲＢを容器内の所定の位置で常時液中にあるよ
うに配置しておくと、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り、その自己発熱量を
蓄積して温度が上昇し、その抵抗値が減少する。

したがって、ＲＡと５ＲＢとの接続点Ｐには電圧の変化
が生じ、この電圧変化を電圧比較器Ｓが検出した信号で
、警報表示器（ランプ、ブザー等）Ｌを動作させている
。

ところで従来のこの液面検知器は、液体およびその周囲
の空気の温度が上昇すると液中および気中における放熱
係数の差が小さくなって、ＲＢが液中から気中に出たと
きの抵抗値の変化が小さくなり、前記Ｐ点における電圧
の変化を検出することが困難となる。

そしてＲＢそれ自体がすでに低抵抗になっているので電
圧変化を検出するためには大電流を要し、これがサーミ
スタＲＡおよびＲＢの寿命を短縮する原因になる。

本考案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図ないし第４図について説明する
。

第２図は本考案において採用される液面検知用複合サー
ミスタの基本的な構造を示す図で、２は抵抗温度特性の
一定な抵抗体、３はＢ定数の大きいサーミスタでこれら
を電気的には並列に、熱的には平衡状態を保つように接
合しである。

第２図イは半円筒状の抵抗体２とサーミスタ３とを接合
して円筒状に形成し、これに端子キャップ１，４をかぶ
せたものであり、同図口は抵抗体２およびサーミスタ３
とを同心円筒状に配置して端子キャップ１，４をかぶせ
た実施例を示している。

第３図は本考案の複合サーミスタＲ６の抵抗温度特性を
示す図で、抵抗温度特性の一定な抵抗体２とＢ定数の大
きいサーミスタ１３とを前述のように組合せることによ
っである温度を境として、それ以上の温度では抵抗値が
急激に低下する特性を有する複合サーミスタＲ６かえら
れることを示している。

なお、こ・でいうＢ定数はＢ＝Ｅ／ｋ（’Ｋ）ただし、
Ｅは物質固有のエネルギー、ｋはボルツマン定数で、サ
ーミスタの温度係数αとの間には次の関係がある。

ただし、Ｔは温度（°Ｋ）、ＲはＴ’Ｋにおける抵抗値
本考案の複合サーミスタＲｃは前述のようにある温度を
境として、それ以上の温度では抵抗値が急激に低下する
特性を有しここの変曲点温度は使用される液体の最高温
度より数十度（’Ｃ）高い温度にあるものが採用され、
かつ、この複合サーミスタＲｃが空気中にあるとき液中
にあるときとでは発熱量に十分な差か生ずるよ・う、そ
の形状は放熱係数の小さな構造、たとえば第２図に示す
ような円筒形にする。

次にその作用を第４図について説明する。

Ｒｏは本考案の複合サーミスタＲ６と直列に接続された
固定抵抗で、その接続点Ｐを電圧比較器Ｓの第１のトラ
ンジスタＴＲＩのベースに接続する。

電圧比較器Ｓは前記号１のトランジスタＴＲＩと第２の
トランジスタＴＲ２とによってシュミットトリガ回路を
構成し、第２のトランジスタＴＲ２のコレクタは警報表
示器（ランプ、ブザー等）Ｌと直列に接続された第３の
トランジスタＴＲ３のベースに接続しである。

そしてＲ６が液中にあるときのＰ点の高圧を基準電圧Ｅ
（第５図）より高くしてＴＲＩをオン、ＴＲ２をオフに
するよう設定しである。

したがって、ＴＲ３はエミッタとベースが電源電圧Ｖと
同電位にあるためオフとなり、Ｌは動作しない。

いまＲ６を浸しである液面が降下してＲ６が空気中に露
出すると、気中ば液中より放熱係数が小さいのでＲ６は
自己発熱が蓄積され、第３図の変曲点温度以上になった
とき抵抗値が急激に低下する。

かくしてＰ点の電圧が下って基準電圧Ｅ以下になるとＴ
ＲＩはオフとなりＴＲ２がオンになるとＴＲ３もオンに
なり警報表示器りに電流が流れ、警報表示が行なわれ、
液面が規定値以下に低下したことを知らせる。

本考案の複合サーミスタＲ６は前述の構成および特性を
有するので、液中から気中に露出した場合に、雰囲気の
温度が高くても、第１図の従来のサーミスタＲ８のよう
に大電流を流さなくても、変曲点温度を僅かに越えるこ
とによりただちに抵抗値が低下してＰ点に所定の電圧降
下を与える。

しかもこの複合サーミスタＲ６の一方を形成する抵抗体
の発熱により他方のサーミスタが加熱されるので、上記
の作用をさらに確実にする。

また、この複合サーミスタＲ６は液中にある場合は常に
一定の抵抗値をもつからその抵抗値の変化をＰ点におけ
る電圧の変化として電圧比較器Ｓで検出する場合に、第
５図に示すように、基準電圧Ｅの設定を容易に行なうこ
とができる。

第６図は本案の他の実施例で、本案の複合サーミスタＲ
６と固定抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４とでブリッジ回路を構成
し、Ｒｃが液中にあるときはバランスして電流計Ａに電
流が流れないようにしておけば、Ｒｃの抵抗変化すなわ
ち液面の抵抗を電流計Ａによって知ることができる。

以上述べたように本考案の液面検知器は、検出される液
面に位置するよう液中に設けた第１の検知素子と、これ
と別個に気中に設けた第２の検知素子とよりなり、前記
第１の検知素子の抵抗値の変化を前記第２の検知素子の
抵抗値と比較することによって液面を検知する液面検知
器において、前記第１の検知素子に抵抗温度特性が急激
に折れ曲る変曲点温度を有する複合サーミスタを用いる
ことにより、大電流を用いることなく大巾な抵抗値の変
化かえられるので、液温と気温が近接して第１図の従来
の検知器では検出が困難なときでも、容易に検出できる
利点を有する。

そして前述のように、大電流を必要としないので寿命が
長く、オイルゲージその他あら□ゆる液体の液面検知器
として、すぐれた特長を有する。

【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：本考案の
複合サーミスタの構造を示す図、第３図：本考案の複合
サーミスタの特性図、第４図：本考案の液面検知器の回
路図、第５図：第４図のＰ点の電圧特性を示す図、第６
図：本考案の液面検知器の他の回路図。 記号 Ｒ６・・・・・・本考案の複合サーミスタ、Ｓ・
・・・・・電圧比較器、ＴＲＩ、ＴＲ２，ＴＲ３・・・
・・・トランジスタ、Ｌ・・・・・・警報表示器、Ｒ１
−Ｒ４・・・・・・固定抵抗、Ａ・・・・・・電流計、
■・・・・・・電源。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 検出される液面に位置するよう液中に設けた第１の検知
   素子と、これと別個（′こ気中に設けた第２の検知素子
   とよりなり、前記第１の検知素子の抵抗値の変化を前記
   第２の検知素子の抵抗値と比較することによって液面を
   検知する液面検知器において、前記第１の検知素子を、
   抵抗温度特性が一定な抵抗体と、Ｂ定数（物質固有の活
   性化エネルギー／ボルツマン定数）の大きなサニミスタ
   とを密着接合し、両端に端子を設けて形成した、所定の
   温度以上で抵抗値が急激に低下する変曲特性を有し、か
   つ放熱係数の小さな複合サーミスタによって構成したこ
   とを特徴とする液面検知器。