JPS62162924A - 連続式液位計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は自動車などの燃料の量を、正特性サーミスタの
自己発熱の程度が液中と空中とで異なることを利用して
検知し表示するもので、液面の変化を連続的に表示でき
る連続式液位計に関するものである。

従来の技術 正特性サーミスタは、温度が上昇するとある温度ｃキュ
リ一温度）以上に々ると急激に抵抗値が上昇する性質を
持った感温抵抗体で、半導体セラミクスや高分子材料か
らなっている。これに電圧を印加して自己発熱させた場
合、その素子が空中にある時とガソリンなどの液中にあ
る時とでは温度が異なシ、ひいてはその抵抗値が異なる
ことを利用して液面センサとして用いることができる。

従来のこの種の液位計は、負特性サーミスタを用いたも
のが実用化されている。第６図でその構成を示す。第６
図において、１はロンド状の負特性サーミスタによる検
知素子で、２はそれに固着されているニッケルなどのリ
ード線である。３は絶縁板、４は金属筒で、これらでケ
ースを構成し、この中央部に前記検知素子１がリード線
２を介して固定されている。５はランプであり、これに
検知素子１と電源とを直列に接続しである。

このような液位計において、検知素子１が空中にある時
は、検知素子１の熱放散係数が小さいため、発熱しやす
く温度が高くなる。そのため検知素子１の抵抗が小さく
なり、流れる電流が大きく、ランプ５が点灯する。また
、金属筒４が液中にある時は、透孔ａから液が入り、検
知素子１が液に浸漬される。この時は検知素子１の熱が
液に奪われ、熱放散係数が大きくなるので、検知素子１
の抵抗が大きくなって回路に流れる電流が少なくなり、
ランプ５が消灯する。

第７図、第８図はさらに別の従来例で、第６図に示した
負特性サーミスタを複数個用い、液面の変化を段階的に
表示できるものである。（実開昭５７−１０５９３０号
公報） 発明が解決しようとする問題点 従来の液位計は、負特性サーミスタの自己発熱の量が液
中と空気中で大きく異なることを利用して、その抵抗値
が液中と空気中で異なり、流れる電流の大小により、ラ
ンプが点灯及び消灯するものである。そのため、非常に
簡単な回路で液の有無が表示できる。しかしながら、検
知素子が１ケであるため、表示できる液位は検知素子が
液中にあるか空中にあるかという、ただ一点のみであり
、液位の変化を連続的に表示することができなかった。

そのため、検知素子を複数個用いる構造も考案されてい
るが、これでも液位を段階的に表示するだけで、連続的
に液位の量を表示することはできなかった。

また、検知素子に負特性サーミスタを用いているため、
周囲温度が上昇すると液中にある場合でも検知素子の温
度が上昇し、液温の上昇が大きくなっていた。

問題点を解決するだめの手段 この問題点を解決するために本発明は、液面の変化に伴
ない浸漬する長さが変化するように固定された正特性サ
ーミスタからなる長尺の検知素子と、その検知素子に直
列に接続された電源及びその直列回路に流れる電流の表
示装置からなり、前記検知素子の両電極を結ぶ線の方向
が液面に平行にしたものである。

作用 この構成による作用を説明する。まず正特性サーミスタ
は温度が上昇すると、ある温度（キュリ一温度）以上で
急激に抵抗値が上昇する感温抵抗体で、チタン酸バリウ
ム系の半導体セラミクスや、高分子樹脂に導電粉を混合
したものなどで作成できる。この正特性サーミスタで構
成された長尺の検知素子に電圧を印加し、検知素子全体
が空中にある時、検知素子は自己発熱し、抵抗が大きく
なっである温度で熱平衡に達する。この時、回路に流れ
る電流もある一定の電流で安定する。その電流値は電流
の表示装置で表示されている。そして、液位が増加して
検知素子の端部から次第に浸漬されていくと、その浸漬
された部分の温度が低くなり、そこの部分の抵抗が小さ
くなる。すると、検知素子の一部の抵抗が減少するので
、電流はそれに応じて増大する。一方、検知素子全体が
液中に浸漬すると、電流は最も大きくなる。このように
液位に応じて電流が連続的に変化し、その値を電流表示
装置で読み取ることができる。まだ、検知素子の両電極
を結ぶ線を液面に垂直にした場合、検知素子の空中にあ
る部分と、液中にある部分が直列に接続されたようにな
り、空中にある部分の抵抗値が高くなり、そこに電圧が
集中し液中の部分に電圧が印加されなくなる。そのため
、検知素子の両電極を結ぶ線は液面に平行である必要が
ある。

実施例 第１図は本発明の一実施例による連続式液位計を示す概
略構成図であり、第１図において、６は板状の正特性サ
ーミスタによる長尺の検知素子で、例えば形状は厚さ１
ｍｍＸ幅２　ｍｍ　Ｘ長さ１００ｍｍであり、常温抵抗
値は３Ω、キュリ一温度は６０℃である。この検知素子
６は液面の変化に伴ない浸漬する長さが変化するように
取付けられる。７は前記正特性サーミスタの両主面に設
けられた電極であり、この両面の電極７を結ぶ線の方向
が液面と平行となるように検知素子６は固定される。８
は検知素子６に直列に接続された電源で１２Ｖ、９は電
流計で検知素子６に流れる電流を表示するものである。

今、検知素子全体が空中にある時は、熱放散係数が小さ
いので検知素子は自己発熱し、高い温度で熱平衡に達す
る。そのため検知素子の抵抗値は高くなる。この時の電
流は１００ｍ人であった。

逆に、検知素子全体がガソリン中にある時は抵抗が低く
、電流はａｏｏｍＡであった。また、検知素子の端部か
ら順次浸漬されていくと、電流値はそれに応じて１００
ｍ人から８００ｍ人までほぼ直線的に変化する。

このように特別な回路を用いずに、非常に簡単な構成で
、電流の変化を読み取るだけで、液位の変化を連続的に
示すことができる。まだ、正特性サーミスタを用いてい
るので、自己温度制御作用を有し、表面温度は周囲温度
が上昇してもほぼ一定で過熱することはない。

第２図は正特性サーミスタによる検知素子の別の実施例
の斜視図である。第２図において、１゜は正特性サーミ
スタで、１１はそれの両主面につけられた銀などの電極
である。第３図に示す１２はこの小さな正特性サーミス
タ１ｏを並列に複数個はぼ密着させて、黄銅板などの共
通電極１３を用いて半田など（図示せず）で固着した検
知素子である。一般に、正特性サーミスタなどのセラミ
ックはもろくて、本発明に用いるような長尺な形状を作
成するのが困難であるが、第３図に示したような構成で
検知素子を構成すると、小さな形状の正特性サーミスタ
を用いることができ、歩留まりが良く、簡単に長尺な検
知素子を作成することができる。

第４図は、温度補償を簡単な構成で広い温度範囲で使用
可能にしだ本発明の別の実施例である。

１４は長尺の正特性サーミスタによる検知素子で、前述
したように液への浸漬長さに応じてその抵抗値は変化す
る。１６は同様に正特性サーミスタによる温度補償用素
子で、常に液中にあるいは空中にあるか、または形状を
大きくして、液中と空中での発熱量の差をほとんどなく
し、その抵抗は周囲温度のみによってきまるようにした
ものである。

１６は交叉コイル比率計である。この交叉コイル比率計
１６は、交叉した２つのコイルを用いて、その２つのコ
イルに流れる電流の比を表示できるものである。

そして、一方のコイルＣ１には検知素子１４に流れる電
流を流し、他方のコイルＣ２には温度補償用素子１６に
流れる電流を流す。

ここで、温度補償用素子を用いない場合、検知素子に流
れる電流は液中と空中で大きく異なるが、さらに周囲温
度によっても異なり、広い温度範囲で電流値のみで液位
を表示することは困難であった。なお、第４図で１７は
鉄などの磁性体、１８は指針である。

第４図に示す実施例では、温度補償用素子を用い、検知
素子に流れる電流と温度補償用素子に流れる電流との比
が、液位が一定であれば周囲温度が変っても一定にし、
広い温度範囲で液位の表示を可能にしたものである。ま
た、両者に流れる電流の比を表示するのに、交叉コイル
比率計を用いると、簡単で安価にその電流の比を表示で
きる。

第６図ａは温度補償用素子を用いない場合の検知素子に
流れる電流１１の様子を示し、周囲温度によって特性が
大きく変化していることが解る。

一方、第５図すは温度補償用素子を用い、それに流れる
電流±２と１１との比ｉ１／ｉ２　の様子を示しだもの
である。この場合、ｉ　２　／ｉ　＋　は周囲温度によ
らず、液面の変化、のみによって決まっている。

なお、本実施例では検知素子の形状を板状のものと、半
田で接合したもののみを示したが、棒状あるいはフィル
ム状、薄膜状のものでも良い。まだ、直列回路の中に適
宜固定抵抗を挿入しても良い０ 発明の効果 以上のように本発明によれば、検知素子として長尺な正
特性サーミスタを用いることにより、特別な増幅回路な
どを用いることなく、簡単な構成で液位の連続した変化
を表示でき、また液中での過熱の恐れのない実用的価値
の大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による連続式液位計し、ら を示す概略構成図、第２図女←等ｉ→は本発明に用いる
検知素子の構成例を説明する斜視図、第１図は本発明に
おける連続式液位計の他の実施例をそれぞれ従来の液位
計を示す概略構成図及び回路図である。 ６．１２．１４・・・・・・検知素子、１０・・・・・
・正特性サーミスタ、７，１１・・・・・・電極、１６
・・・・・・温度補償用素子、１６・・・・・・交叉コ
イル比率計。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第３
図 第４図 （ａ−）　　　　　　　（ｂ） 句じ…系り浸漬に−本りｒ卆３っ浸鼾さ−第５図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）液面の変化に伴い浸漬する長さが変化するように
   固定された正特性サーミスタからなる長尺の検知素子と
   、その検知素子に直列に接続された電源と、その検知素
   子に流れる電流の表示装置とからなり、前記検知素子の
   両電極を結ぶ線の方向が液面に平行である連続式液位計
   。
2. （２）並列に接続され、かつそれぞれがほぼ密着して固
   着された複数の正特性サーミスタによる検知素子を用い
   た特許請求の範囲第１項記載の連続式液位計。
3. （３）電流表示装置として２つの電流の比を示す比率計
   を用い、検知素子に流れる電流と、常時液中または空気
   中にあるように固定されているかまたは検知素子より大
   きな形状で液中と空気中での発熱温度がほぼ等しくなる
   別の正特性サーミスタによる温度補償用素子に流れる電
   流との比を、前記比率計で表示するようにした特許請求
   の範囲第１項記載の連続式液位計。
4. （４）２つの電流の比を示す比率計に交叉コイル比率計
   を用いた特許請求の範囲第３項記載の連続式液位計。