JPS5938523B2 - 液面レベル検出器 - Google Patents
液面レベル検出器Info
- Publication number
- JPS5938523B2 JPS5938523B2 JP55152863A JP15286380A JPS5938523B2 JP S5938523 B2 JPS5938523 B2 JP S5938523B2 JP 55152863 A JP55152863 A JP 55152863A JP 15286380 A JP15286380 A JP 15286380A JP S5938523 B2 JPS5938523 B2 JP S5938523B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid level
- float
- light
- level detector
- light emitting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/30—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats
- G01F23/64—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats of the free float type without mechanical transmission elements
- G01F23/68—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats of the free float type without mechanical transmission elements using electrically actuated indicating means
- G01F23/686—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats of the free float type without mechanical transmission elements using electrically actuated indicating means using opto-electrically actuated indicating means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Level Indicators Using A Float (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、特に温風暖房器の灯油タンク等において使用
するのιと適した、光学的手段を用いた連続的液面レベ
ル検出器に関する。
するのιと適した、光学的手段を用いた連続的液面レベ
ル検出器に関する。
従来の連続的液面レベル検出器としては、液面に浮かし
たフロートにより機械的にアームを動かし、このアーム
の動きを電気抵抗の変化に変換しその変化量に基づいて
液面レベルを検知する様にしたものや、超音波発信器を
用いて液面からの超音波の反射時間を測定し、その測定
値に基づいて液面レベルを検知する様にしたものが知ら
れている。
たフロートにより機械的にアームを動かし、このアーム
の動きを電気抵抗の変化に変換しその変化量に基づいて
液面レベルを検知する様にしたものや、超音波発信器を
用いて液面からの超音波の反射時間を測定し、その測定
値に基づいて液面レベルを検知する様にしたものが知ら
れている。
しかしながら、これらの検出器は小型化が困難であると
共に近距離での測定が不可能な場合もあり、更に、耐久
性の面でも問題があつて、それ故に灯油タンク等の液面
レベル検出に用いるのは不適当であつた。
共に近距離での測定が不可能な場合もあり、更に、耐久
性の面でも問題があつて、それ故に灯油タンク等の液面
レベル検出に用いるのは不適当であつた。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、小型で且つ
長寿命の連続的液面レベル検出器を提供することを目的
とする。
長寿命の連続的液面レベル検出器を提供することを目的
とする。
本発明を要約すれば、
長筒の一端に発光素子および指向性の異なる複数の受光
素子を設けるとともに、長筒内部にフロ・ 一トを置き
、受光素子によりフロートからの反射光の光量を検出し
、各受光素子出力の相対値から被検出液面の位置を連続
的に検知する様にしたことを特徴とするものである。
素子を設けるとともに、長筒内部にフロ・ 一トを置き
、受光素子によりフロートからの反射光の光量を検出し
、各受光素子出力の相対値から被検出液面の位置を連続
的に検知する様にしたことを特徴とするものである。
以下、本発明の説明に当り、本出願人が先に出ノ 願し
た液面レベル検出器をまず説明する。
た液面レベル検出器をまず説明する。
第１図はその液面レベル検出器の構造を示す。同図にお
いて、長筒１は断面が円形で、底部と上方部に液および
空気の出入口２ａ、２ｂを有し、また内壁の反射率が均
一である。この長筒１の内５ 部には半球状のフロート
３が自由状態に置かれ、被検出液面Ａの変位に従つて長
筒１内で上下動する様にされる。長筒１の上端部には、
赤外発光ダイオード４およびフオトトランジスタ５が並
列にフロート３に向かつて配置されている。
いて、長筒１は断面が円形で、底部と上方部に液および
空気の出入口２ａ、２ｂを有し、また内壁の反射率が均
一である。この長筒１の内５ 部には半球状のフロート
３が自由状態に置かれ、被検出液面Ａの変位に従つて長
筒１内で上下動する様にされる。長筒１の上端部には、
赤外発光ダイオード４およびフオトトランジスタ５が並
列にフロート３に向かつて配置されている。
この様な構成から、発光ダイオード４から発した光の一
部は、直接または長筒１の内壁での反射を経てフロート
３の上面で反射し、逆方向に進んでフオトトランジスタ
５に到達することになる。
部は、直接または長筒１の内壁での反射を経てフロート
３の上面で反射し、逆方向に進んでフオトトランジスタ
５に到達することになる。
この場合、フオトトランジスタ５に到達する光量は、光
ビームの拡りおよび長筒１の内壁での反射による減衰の
ために、フロート３の位置によつて変化する。従つて、
フオトトランジスタ５の出力から、フロート位置即ち被
測定液面の液面レベルを検出することができる。
ビームの拡りおよび長筒１の内壁での反射による減衰の
ために、フロート３の位置によつて変化する。従つて、
フオトトランジスタ５の出力から、フロート位置即ち被
測定液面の液面レベルを検出することができる。
なお、第１図には示していないが、赤外発光ダイオード
の駆動回路、およびフオトトランジスタ出力の増幅回路
、液面レベル表示回路等が別に設けられることはもちろ
んである。
の駆動回路、およびフオトトランジスタ出力の増幅回路
、液面レベル表示回路等が別に設けられることはもちろ
んである。
上記の構成から明らかな様に、この液面レベル検出器で
は、長筒１の内壁で光が反射されるため発光ダイオード
４からの光を有効に利用できる上に、前記長筒断面方向
における光の強度分布が均一になるので、発光ダイオー
ド４およびフオトトランジスタ５の取付位置や角度に対
する精度の要求が緩和でき、その結果個々の検出器間の
性能のバラツキを小さくし得ることになる。
は、長筒１の内壁で光が反射されるため発光ダイオード
４からの光を有効に利用できる上に、前記長筒断面方向
における光の強度分布が均一になるので、発光ダイオー
ド４およびフオトトランジスタ５の取付位置や角度に対
する精度の要求が緩和でき、その結果個々の検出器間の
性能のバラツキを小さくし得ることになる。
更に、光の反射はフロート３により行わせているので、
液面からの直接の反射光に比べて強い反射光を得ること
ができ、また液面の揺動に感じにくくなるとともに、液
体が透明であるか否かに依存しなくなるという利点があ
る。
液面からの直接の反射光に比べて強い反射光を得ること
ができ、また液面の揺動に感じにくくなるとともに、液
体が透明であるか否かに依存しなくなるという利点があ
る。
しかしながら上記の構成では、長筒１の内壁、フロート
３、フオトトランジスタ５の汚れの影響を大きく受ける
という欠点があつた。
３、フオトトランジスタ５の汚れの影響を大きく受ける
という欠点があつた。
これに対して第２図以下に示す本発明はこのような欠点
がないという利点を有する。
がないという利点を有する。
第２図において第１図と同一部分は同一符号を付したよ
うに本発明レベル検出器の大方の構成は第１図のものと
変らない。ただ、本発明においては第３図に示す如く長
筒１の上端部に、発光ダイオード４と２個のフオトトラ
ンジスタ６，７が正三角の頂点に対応するような位置関
係で配置されている。このトランジスタ６，７は第４図
に示すように異なる指向性を有している。このような構
成であると、発光ダイオードから発光されフロート３に
て反射された光はほぼ等しい割合でフオトトランジスタ
６，７に入射するこことになるが、上記フオトトランジ
スタ６，７が上述のように異なる指向性を有しているた
め、フロート３の変位に対する各フオトトランジスタ６
，７の出力１１，１２は第５図の如くなる。
うに本発明レベル検出器の大方の構成は第１図のものと
変らない。ただ、本発明においては第３図に示す如く長
筒１の上端部に、発光ダイオード４と２個のフオトトラ
ンジスタ６，７が正三角の頂点に対応するような位置関
係で配置されている。このトランジスタ６，７は第４図
に示すように異なる指向性を有している。このような構
成であると、発光ダイオードから発光されフロート３に
て反射された光はほぼ等しい割合でフオトトランジスタ
６，７に入射するこことになるが、上記フオトトランジ
スタ６，７が上述のように異なる指向性を有しているた
め、フロート３の変位に対する各フオトトランジスタ６
，７の出力１１，１２は第５図の如くなる。
つまり、指向性の狭いフオトトランジスタ６のフロート
３までの距離Ｌに対する出力１１の変化率と、指向性の
広いフオトトランジスタ７のフロート３までの距離に対
する出力１２の変化率とは明瞭に異なつている。なお、
フオトトランジスタ６，７の出力の絶対値は素子の種類
に依存しており、指向性とは関係がない。各トランジス
タ６，７の指向性はフロート３の変位に対する出力の変
化率として如実に表われるわけである。上述の如く２個
のトランジスタ６，７のフロート３の変位に対する出力
の変化率が異なれば、これらの相対値を取ることにより
、フロート３までの距離を知ることができるはずである
。
３までの距離Ｌに対する出力１１の変化率と、指向性の
広いフオトトランジスタ７のフロート３までの距離に対
する出力１２の変化率とは明瞭に異なつている。なお、
フオトトランジスタ６，７の出力の絶対値は素子の種類
に依存しており、指向性とは関係がない。各トランジス
タ６，７の指向性はフロート３の変位に対する出力の変
化率として如実に表われるわけである。上述の如く２個
のトランジスタ６，７のフロート３の変位に対する出力
の変化率が異なれば、これらの相対値を取ることにより
、フロート３までの距離を知ることができるはずである
。
そこで出力比１１／１２とフロート３までの距離Ｌとの
関係をとつた処、第６図の如きほぼ直線的に変化する特
性が得られた。従つて、フオトトランジスタ６，７の出
力比１／１２を得れば第６図からフロート３の位置すな
わち液面のレベルを知ることができる。次にフオトトラ
ンジスタ６，７の出力比を得る回路の１例を第７図に示
す。
関係をとつた処、第６図の如きほぼ直線的に変化する特
性が得られた。従つて、フオトトランジスタ６，７の出
力比１／１２を得れば第６図からフロート３の位置すな
わち液面のレベルを知ることができる。次にフオトトラ
ンジスタ６，７の出力比を得る回路の１例を第７図に示
す。
同図において、８，９は公知の対数増幅器、１０は上記
増幅器８，９の出力１０ｇ１１，１０ｇ２の比をとるた
めの差動増幅器、１１はこの増幅器１０の出力１０ｇＩ
１／２を１１／２に変換する反対数増幅器である。この
回路において対数増幅器８，９を用いたのは液面レベル
が上位と下位とではフオトトランジスタ６，７の出力範
囲が１桁〜３桁と非常に広いためである。なお出力範囲
が広くなるような不都合をなくすためには液面レベルに
応じて発光ダイオード４の出力を適宜増加させてもよい
。又、各フオトトランジスタ６，７の出力１，，１２を
そのまま除算回路に導入してその比をとるようにしても
よい。上述の如き構成であれば液面のレベルは２個のフ
オトトランジスタ６，７の出力間の比として得られ、第
１図の検出器の如くフオトトランジスタ出力の絶対値に
依存しないから、フロート３に汚れがあつてもその影響
をほとんど受けることがない。
増幅器８，９の出力１０ｇ１１，１０ｇ２の比をとるた
めの差動増幅器、１１はこの増幅器１０の出力１０ｇＩ
１／２を１１／２に変換する反対数増幅器である。この
回路において対数増幅器８，９を用いたのは液面レベル
が上位と下位とではフオトトランジスタ６，７の出力範
囲が１桁〜３桁と非常に広いためである。なお出力範囲
が広くなるような不都合をなくすためには液面レベルに
応じて発光ダイオード４の出力を適宜増加させてもよい
。又、各フオトトランジスタ６，７の出力１，，１２を
そのまま除算回路に導入してその比をとるようにしても
よい。上述の如き構成であれば液面のレベルは２個のフ
オトトランジスタ６，７の出力間の比として得られ、第
１図の検出器の如くフオトトランジスタ出力の絶対値に
依存しないから、フロート３に汚れがあつてもその影響
をほとんど受けることがない。
このことはフロート３の反射面を黒く塗つた場合と、そ
うでない場合との出力比１１／２とＬとの関係を示す第
８図から明白である。しかしながら、長筒１の内壁に汚
れが不均一にある場合、フオトトランジスタ６，７の出
力にその汚れの影響が表われ検出結果が不正確になる。
そこで、本発明においては更に長筒１の内壁全面の反射
率を小さくし内壁の汚れの影響をほとんど受けないよう
にしている。これは内壁の汚れが反射率の低下を招くこ
とに着目した結果である。ただ、内壁の反射率を小さく
すると反射光量の絶対値が減少するため、最大検知可能
距離Ｌは若干短かくなる。なお、内盤の均一な反射率の
大きさを変えると第９図に示すように、液面レベルの変
化に対するフオトトランジスタ６，７の出力比の変化率
を変えることができる。同図において、ａは反射率が大
の場合、ｂは反射率が小の場合である。反射率を小さく
して出力比の変化率を急峻にすると、液面の微少な変位
を正確に検出することができる。本実施例の検出器では
上述した利点の他に、構成の一部の変更または付加によ
り以下に述べるような好ましい変形例を容易に実現する
ことが可能である。第一に、光学系およびフロートを長
筒内に置いているので、液体の出入口の部分にフイルタ
を設置するだけでゴミ等の侵入を防止し内部を汚れにく
い構造とすることができる。
うでない場合との出力比１１／２とＬとの関係を示す第
８図から明白である。しかしながら、長筒１の内壁に汚
れが不均一にある場合、フオトトランジスタ６，７の出
力にその汚れの影響が表われ検出結果が不正確になる。
そこで、本発明においては更に長筒１の内壁全面の反射
率を小さくし内壁の汚れの影響をほとんど受けないよう
にしている。これは内壁の汚れが反射率の低下を招くこ
とに着目した結果である。ただ、内壁の反射率を小さく
すると反射光量の絶対値が減少するため、最大検知可能
距離Ｌは若干短かくなる。なお、内盤の均一な反射率の
大きさを変えると第９図に示すように、液面レベルの変
化に対するフオトトランジスタ６，７の出力比の変化率
を変えることができる。同図において、ａは反射率が大
の場合、ｂは反射率が小の場合である。反射率を小さく
して出力比の変化率を急峻にすると、液面の微少な変位
を正確に検出することができる。本実施例の検出器では
上述した利点の他に、構成の一部の変更または付加によ
り以下に述べるような好ましい変形例を容易に実現する
ことが可能である。第一に、光学系およびフロートを長
筒内に置いているので、液体の出入口の部分にフイルタ
を設置するだけでゴミ等の侵入を防止し内部を汚れにく
い構造とすることができる。
次に第二に、液体の出入口を外光が入りにくい構造にす
ることにより、タンク内だけでなく通常の明るい場所で
の使用を可能にすることができる。
ることにより、タンク内だけでなく通常の明るい場所で
の使用を可能にすることができる。
このことは検出器の用途の広範囲化をもたらすこととな
る。叙上のように本発明の液面レベル検出器は次のよう
な利点を有する。
る。叙上のように本発明の液面レベル検出器は次のよう
な利点を有する。
１発光素子の発光強度の変化の影響をほとんど受けない
ので電圧変動や当該発光素子の温度特性を無視すること
ができる。
ので電圧変動や当該発光素子の温度特性を無視すること
ができる。
２フロートの反射面及び長筒内壁の汚れによる反射率の
変化の影響を受けにくい。
変化の影響を受けにくい。
従つて液面を常に正確に検出することができる。
第１図：従来の液面レベル検出器の構造図、第２図：本
発明の液面レベル検出器の構造図、第３図：第２図の上
面図、第４図：フオトトランジスタの指向特性を示す図
、第５図：液面レベルとフオトトランジスタ６，７の出
力との関係を示す特性図、第６図：液面レベルとフオト
トランジスタ６，７の出力比１／１２との関係を示す特
性図、第７図：フオトトランジスタ６，７の出力１１／
１２から１１／２を得る回路の一例を示すプロツク図、
第８図：フロート３の反射面が汚れている場合と、黒く
塗つた場合における液面レベルとフオトトランジスタ６
，７の出力比１／１２との関係を示す特性図、第９図：
長筒内壁の反射率を変えた場合の液面レベルと出力比１
／１２との関係を示す特性図。 符号、４：赤外発光ダイオード、６，７：フオトトラン
ジスタ。
発明の液面レベル検出器の構造図、第３図：第２図の上
面図、第４図：フオトトランジスタの指向特性を示す図
、第５図：液面レベルとフオトトランジスタ６，７の出
力との関係を示す特性図、第６図：液面レベルとフオト
トランジスタ６，７の出力比１／１２との関係を示す特
性図、第７図：フオトトランジスタ６，７の出力１１／
１２から１１／２を得る回路の一例を示すプロツク図、
第８図：フロート３の反射面が汚れている場合と、黒く
塗つた場合における液面レベルとフオトトランジスタ６
，７の出力比１／１２との関係を示す特性図、第９図：
長筒内壁の反射率を変えた場合の液面レベルと出力比１
／１２との関係を示す特性図。 符号、４：赤外発光ダイオード、６，７：フオトトラン
ジスタ。
Claims (1)
- １ 下部に液の出入口部を有する長筒と、該長筒内に自
由状態に置かれ被検出液面の変位に従つて上下動するフ
ロートと、上記長筒の上部に前記フロートに向かつて配
置された発光素子および指向性の異なる複数個の受光素
子とを備え、上記発光素子からの光を上記フロートで反
射させ、上記複数個の受光素子により上記フロートから
の反射光の光量をそれぞれ検出し、各受光素子の出力間
の相対値から被検出液面の位置を連続的に検知するよう
にした液面レベル検出器において、上記長筒の内壁全周
に亘つて反射率を極く小さくしたことを特徴とする液面
レベル検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55152863A JPS5938523B2 (ja) | 1980-10-28 | 1980-10-28 | 液面レベル検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55152863A JPS5938523B2 (ja) | 1980-10-28 | 1980-10-28 | 液面レベル検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5774619A JPS5774619A (en) | 1982-05-10 |
| JPS5938523B2 true JPS5938523B2 (ja) | 1984-09-18 |
Family
ID=15549761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55152863A Expired JPS5938523B2 (ja) | 1980-10-28 | 1980-10-28 | 液面レベル検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5938523B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11050048B2 (en) | 2017-09-19 | 2021-06-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrode structure, secondary battery, battery pack, and vehicle |
| US11251414B2 (en) | 2017-09-19 | 2022-02-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrode group, secondary battery, battery pack, and vehicle |
-
1980
- 1980-10-28 JP JP55152863A patent/JPS5938523B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11050048B2 (en) | 2017-09-19 | 2021-06-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrode structure, secondary battery, battery pack, and vehicle |
| US11251414B2 (en) | 2017-09-19 | 2022-02-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrode group, secondary battery, battery pack, and vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5774619A (en) | 1982-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3683196A (en) | Differential fluid level detector | |
| US4630486A (en) | Measuring instruments | |
| US4803470A (en) | Substance detector device | |
| US4593191A (en) | Pressure and optical sensitive device with deformable protrusions | |
| US6872933B2 (en) | Optical transducer | |
| KR20010040931A (ko) | 레이저 스캐너 측정 시스템 | |
| US5773819A (en) | Single element light detector | |
| US5761818A (en) | Digital inclinometer | |
| EP0041146A1 (en) | Method and apparatus for determination of angle incidence of electromagnetic energy | |
| JPS57104809A (en) | Range finder | |
| EP0054353A2 (en) | Apparatus for reception and radiation of electromagnetic energy in predetermined fields of view | |
| US4436418A (en) | Distance detector device | |
| US7140262B1 (en) | Precision variable area flowmeter apparatus | |
| US4314760A (en) | Optical sensing device | |
| US3946224A (en) | Method and device for detecting the passage of objects | |
| JPS5938522B2 (ja) | 液面レベル検出器 | |
| JPS5938523B2 (ja) | 液面レベル検出器 | |
| JPS5938524B2 (ja) | 液面レベル検出器 | |
| JPS6044611B2 (ja) | 液面レベル検出器 | |
| JP2992260B2 (ja) | 光電式キー操作アレイ | |
| WO2001020361A1 (en) | Optical angle sensor for use in a position and/or attitude determination system | |
| JPS6026963B2 (ja) | 変位計 | |
| CN115183734A (zh) | 一种不易受被测物体反射性能影响的近距离探测器 | |
| JPH04301769A (ja) | 液体センサ | |
| SU1270566A1 (ru) | Измерительна головка гидростатического нивелира |