JP2003004505A - Liquid level sensor - Google Patents
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
Description
【発明の属する技術分野】この発明は液面レベルセンサ
に関し、特に、測定電極に液が接液したことに応じて、
その液面が所定のレベルに達したことを検出する液面レ
ベルセンサに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid surface level sensor, and more particularly, to a liquid level sensor which is exposed to a liquid in contact with a measuring electrode.
The present invention relates to a liquid level sensor that detects that the liquid level has reached a predetermined level.
【従来の技術】図６は従来の液面レベルセンサによる液
面の検出方法を説明するための図である。図６におい
て、液槽５内の液面を検出するために、測定電極２とコ
モン電極３とを有する液面レベルセンサ１が設けられて
いる。液面が上昇し、コモン電極３と測定電極２とに液
が接すると両者が導通してその間に電流が流れるので、
液面レベルセンサ１は液面が所定のレベルに達したこと
を検出する。2. Description of the Related Art FIG. 6 is a diagram for explaining a liquid level detection method using a conventional liquid level sensor. In FIG. 6, in order to detect the liquid level in the liquid tank 5, a liquid level sensor 1 having a measuring electrode 2 and a common electrode 3 is provided. When the liquid surface rises and the common electrode 3 and the measuring electrode 2 come into contact with the liquid, they are conducted and a current flows between them,
The liquid level sensor 1 detects that the liquid level has reached a predetermined level.
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、液内に
導電性の付着物が含まれていると、測定電極２とコモン
電極３との間に付着物４が付着してしまい、液面レベル
が低下しても付着物４による抵抗値の低下で測定電極２
とコモン電極３との間がオフしない現象が生じ、以後液
面レベルの測定に支障を生じてしまうという問題があ
る。それゆえに、この発明の主たる目的は、測定電極に
導電性付着物が付着しても液面レベルの測定に支障がな
い液面レベルセンサを提供することである。However, if the liquid contains conductive deposits, the deposits 4 will be deposited between the measuring electrode 2 and the common electrode 3 and the liquid level will be low. Even if it drops, the resistance value due to the deposit 4 decreases and the measurement electrode 2
There is a problem that the phenomenon that the connection between the common electrode 3 and the common electrode 3 is not turned off occurs, which hinders the measurement of the liquid surface level thereafter. Therefore, a main object of the present invention is to provide a liquid level sensor that does not interfere with the measurement of the liquid level even if a conductive deposit adheres to the measurement electrode.
【課題を解決するための手段】この発明は、液槽内の液
が測定電極に接液したことに応じて、該液が所定のレベ
ルに達したことを検出する液面レベルセンサにおいて、
液槽内に液面レベルセンサの接地電位と共通する電位の
接地電極を配置し、液が付着したことを検出する測定電
極と、測定電極に高周波信号を共給する高周波信号発生
手段と、液が測定電極に付着したときの測定電極と接地
電極との導通に応じて変化するインピーダンスを検出し
て液面を検出する検出手段とを備えて構成される。ま
た、測定電極は、液層内の上位レベルと下位レベルとを
検出するためにそれぞれ個別に配置される。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a liquid level sensor for detecting that a liquid in a liquid tank has reached a predetermined level when the liquid contacts a measuring electrode.
A grounding electrode having a potential common to the grounding potential of the liquid level sensor is arranged in the liquid tank, a measuring electrode for detecting that the liquid has adhered, a high-frequency signal generating means for supplying a high-frequency signal to the measuring electrode together, and a liquid And a detection unit that detects the liquid level by detecting the impedance that changes according to the electrical connection between the measurement electrode and the ground electrode when attached to the measurement electrode. Further, the measurement electrodes are individually arranged to detect the upper level and the lower level in the liquid layer.
【発明の実施の形態】図１はこの発明の一実施形態の使
用状態を示す図であり、図２は液面レベルセンサの外観
図である。この実施形態に用いられる液面レベルセンサ
１０は、図２に示すように円柱状の本体１０の下部から
下方向に延びる測定電極１１と、本体１０から上方向に
延びるケーブル１２とから構成されている。したがっ
て、図６に示した従来例のコモン電極は設けられていな
い。液面レベルセンサ１０は液槽１４内に吊り下げられ
る。液槽１４はＦＲＰによって構成されるが、その内面
に接地電極１５が配置され、この接地電極１５は液面レ
ベルセンサ１０の接地電位と共通のレベルに接続され
る。液槽１４内の液面が上昇し、液面が測定電極１１に
接すると、測定電極１１と接地電極１５との間のインピ
ーダンスが変化し、その変化を検出することにより液面
レベルセンサ１０が液面を検出する。もし、測定電極１
１に導電性の付着物１３が付着して成長しても接地電極
１５まで成長することは考え難く、付着物１３が成長し
すぎると自重で落下する。このため、付着物１３と接地
電極１５とが接続されてしまうおそれがなく、誤動作を
生じることはない。なお、上述の実施形態では、液槽１
４に接地電極１５を別個に設けるようにしたが、液槽１
４を金属で形成すれば接地電極１５を別に設ける必要は
ない。図３および図４はこの発明の一実施形態の液面レ
ベルセンサ取付け方法を示す図である。図３に示した例
は、懸下型取付け方法を示し、図１に示した液槽１４内
にロープ２０が懸下される。このロープ２０の予め定め
る上限位置と下限位置に図２に示した液面レベルセンサ
１０と同様の液面レベルセンサ１０ａと１０ｂが取り付
けられ、ロープ２０の最下端にはウェイト２１が取付け
られる。液面レベルセンサ１０ａと１０ｂはケーブル２
２を介して制御ボックス２３に接続される。液槽１４内
の液面が上昇して液面レベルセンサ１０ｂに液が接触す
ると液面が下限位置まで達したことが検出され、さらに
液面が上昇して液面レベルセンサ１０ａが液面を検出す
ると、液面が上限位置まで達したことが検出される。液
面が下降して液面レベルセンサ１０ａが液を検出しなく
なると、液面が上限位置以下になったことが検出され、
さらに液面が低下して液面レベルセンサ１０ｂが液を検
出しなくなると、液面が下限位置以下になったことが検
出される。図４に示した例は、液槽１４内に液を汲み上
げるための水中ポンプ３０をチェーン３１によって懸下
し、電源ケーブル３２に上限位置および下限位付着物の
抵抗値置を検出するための液面レベルセンサ１０ａおよ
び１０ｂを取り付けたものである。この例では、水中ポ
ンプ３０を制御するために、必ず接地線が必要とされる
ので、その接地線を液面レベルセンサ１０ａ，１０ｂの
ための接地電極に共用される。図５は液面レベルセンサ
の構成を示すブロック図である。図５において、高周波
発振部４１は高周波信号を発振し、抵抗４２を介して測
定電極１１に与える。検出用として交流を使用するのは
測定電極１１の周辺で電気分解が生じるからであり、従
来は商用電源の周波数を使用していた。これに対して、
この実施形態では商用電源の周波数を使用せず、さらに
高域の周波数を検出用の周波数として用いる。測定電極
１１に付着する付着物自身は抵抗値と静電容量の両方を
有しており、この静電容量に着目し、高域の周波数を使
用することにより、導電性のない付着物の大きな抵抗値
をキャンセルする。具体的に説明すると、付着物の抵抗
値を１００ｋΩとし、静電容量を１ｐＦとすると付着物
のインピーダンスは、次式より計算できる。
｜Ｚ｜＝１／（２πｆＣＲ）
Ｚ：インピーダンス、ｆ＝周波数、Ｃ：静電容量（この
場合１ｐＦ）、Ｒ：抵抗値（この場合１００ｋΩ）
商業電源周波数５０Ｈｚの場合、インピーダンスは下記
の値となる。
｜Ｚ｜＝３１８４７Ω
高域の周波数１００ｋＨｚの場合、インピーダンスは下
記の値となる。
｜Ｚ｜＝１．４４Ω
商用電源周波数５０Ｈｚの場合は、約３２ｋΩ程度とな
り、非常に大きな抵抗値となるが、高域の周波数１００
ｋＨｚの場合は、１．４４Ωとほとんど無視できる抵抗
値まで、見かけ上低減させることができる。図５に示す
高周波発振部４１は、上述の周波数１００ｋＨｚの信号
を発振し、抵抗４２を介して測定電極１１に与える。フ
ィルタ４３は、測定電極１１に付着物が付着したとき
に、高周波成分を除去してインピーダンスの変化に相当
する信号を検出して増幅・平滑回路４４に与える。増幅
・平滑回路４４は与えられた信号成分を増幅・平滑して
比較回路４５に与える。比較回路４５は付着物の検出レ
ベルに相当する基準値と増幅・平滑回路４４の出力信号
とを比較し、付着物を検出すると出力部４６に検出信号
を出力する。出力部４６は表示器や警報器などである。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって
制限的なものではないと考えられるべきである。本発明
の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によっ
て示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内で
のすべての変更が含まれることが意図される。1 is a view showing a usage state of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an external view of a liquid level sensor. As shown in FIG. 2, the liquid level sensor 10 used in this embodiment includes a measuring electrode 11 extending downward from a lower portion of a cylindrical main body 10 and a cable 12 extending upward from the main body 10. There is. Therefore, the common electrode of the conventional example shown in FIG. 6 is not provided. The liquid level sensor 10 is suspended in the liquid tank 14. The liquid tank 14 is composed of FRP, and the ground electrode 15 is arranged on the inner surface thereof, and the ground electrode 15 is connected to a level common to the ground potential of the liquid level sensor 10. When the liquid level in the liquid tank 14 rises and the liquid level contacts the measuring electrode 11, the impedance between the measuring electrode 11 and the ground electrode 15 changes, and the liquid level sensor 10 detects the change. Detect the liquid level. If measuring electrode 1
Even if the conductive deposit 13 adheres to 1 and grows, it is unlikely that the ground electrode 15 grows, and if the deposit 13 grows too much, it falls by its own weight. Therefore, there is no possibility that the attached matter 13 and the ground electrode 15 are connected to each other, and no malfunction occurs. In the above-described embodiment, the liquid tank 1
4 is provided with a ground electrode 15 separately,
If 4 is made of metal, it is not necessary to separately provide the ground electrode 15. 3 and 4 are views showing a liquid level sensor mounting method according to an embodiment of the present invention. The example shown in FIG. 3 shows a suspension type attachment method, and the rope 20 is suspended in the liquid tank 14 shown in FIG. Liquid level sensors 10a and 10b similar to the liquid level sensor 10 shown in FIG. 2 are attached to upper and lower predetermined positions of the rope 20, and a weight 21 is attached to the lowermost end of the rope 20. The liquid level sensors 10a and 10b are connected to the cable 2
2 to the control box 23. When the liquid level in the liquid tank 14 rises and the liquid comes into contact with the liquid level sensor 10b, it is detected that the liquid level has reached the lower limit position, and the liquid level further rises, and the liquid level sensor 10a moves the liquid level to the lower limit. When detected, it is detected that the liquid surface has reached the upper limit position. When the liquid level is lowered and the liquid level sensor 10a stops detecting the liquid, it is detected that the liquid level is below the upper limit position,
When the liquid level further decreases and the liquid level sensor 10b no longer detects the liquid, it is detected that the liquid level is below the lower limit position. In the example shown in FIG. 4, a submersible pump 30 for pumping the liquid into the liquid tank 14 is suspended by a chain 31, and a power cable 32 is used for detecting the resistance value setting of the upper limit position and the lower limit position deposit. The surface level sensors 10a and 10b are attached. In this example, since the ground wire is always required to control the submersible pump 30, the ground wire is shared by the ground electrodes for the liquid level sensors 10a and 10b. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the liquid level sensor. In FIG. 5, the high frequency oscillator 41 oscillates a high frequency signal and supplies it to the measurement electrode 11 via the resistor 42. The alternating current is used for detection because electrolysis occurs around the measuring electrode 11, and conventionally, the frequency of the commercial power supply is used. On the contrary,
In this embodiment, the frequency of the commercial power supply is not used, and the higher frequency is used as the detection frequency. The deposit itself that adheres to the measurement electrode 11 has both a resistance value and an electrostatic capacitance. By paying attention to this electrostatic capacitance and using a frequency in a high range, the deposit that is not conductive is large. Cancel the resistance value. More specifically, assuming that the resistance value of the deposit is 100 kΩ and the electrostatic capacitance is 1 pF, the impedance of the deposit can be calculated by the following formula. | Z | = 1 / (2πfCR) Z: impedance, f = frequency, C: capacitance (1 pF in this case), R: resistance value (100 kΩ in this case) In the case of a commercial power supply frequency of 50 Hz, the impedance is as follows: Become. | Z | = 31847Ω In the case of a high frequency of 100 kHz, the impedance has the following value. │Z│ = 1.44Ω When the commercial power supply frequency is 50 Hz, it becomes about 32 kΩ, which is a very large resistance value, but the high frequency 100
In the case of kHz, it can be apparently reduced to a resistance value of 1.44Ω, which is almost negligible. The high-frequency oscillator 41 shown in FIG. 5 oscillates the above-mentioned signal having a frequency of 100 kHz and supplies it to the measurement electrode 11 via the resistor 42. The filter 43 removes a high frequency component when an adhered matter adheres to the measurement electrode 11, detects a signal corresponding to a change in impedance, and supplies it to the amplification / smoothing circuit 44. The amplification / smoothing circuit 44 amplifies and smoothes the given signal component and gives it to the comparison circuit 45. The comparison circuit 45 compares the reference value corresponding to the detection level of the adhered matter with the output signal of the amplification / smoothing circuit 44, and when detecting the adhered matter, outputs a detection signal to the output unit 46. The output unit 46 is a display device, an alarm device, or the like.
The embodiments disclosed this time are to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description but by the claims, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、液槽
内に液面レベルセンサの接地電位と共通する電位の接地
電極を配置し、測定電極に高周波信号を共給し、液が測
定電極に付着したときの測定電極と接地電極との導通に
応じて変化するインピーダンスを検出して液面を検出す
るようにしたので、測定電極に導電性付着物が付着して
も液面レベルの測定に支障を生じることがない。As described above, according to the present invention, the ground electrode having a potential common to the ground potential of the liquid level sensor is arranged in the liquid tank, and the high frequency signal is supplied to the measurement electrode together, and the liquid is discharged. Since the liquid level is detected by detecting the impedance that changes according to the continuity between the measuring electrode and the ground electrode when it adheres to the measuring electrode, even if conductive deposits adhere to the measuring electrode, the liquid level Does not interfere with the measurement of.
【図１】 この発明の一実施形態の使用状態を示す図で
ある。FIG. 1 is a diagram showing a usage state of an embodiment of the present invention.
【図２】 液面レベルセンサの外観図である。FIG. 2 is an external view of a liquid level sensor.
【図３】 この発明の一実施形態の液面レベルセンサ取
付け方法を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a liquid level sensor mounting method according to an embodiment of the present invention.
【図４】 この発明の一実施形態の液面レベルセンサ取
付け方法の他の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing another example of a liquid level sensor mounting method according to an embodiment of the present invention.
【図５】 液面レベルセンサの構成を示すブロック図で
ある。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a liquid level sensor.
【図６】 従来の液面レベルセンサによる液面の検出方
法を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a liquid level detection method using a conventional liquid level sensor.
１０，１０ａ，１０ｂ 液面レベルセンサ、１１ 測定
電極、１２，２２ ケーブル、１３ 付着物、１４ 液
槽、１５ 接地電極、２０ ロープ、２１ ウェイト、
２３ 制御ボックス、３０ 水中ポンプ、３１ チェー
ン、３２ 電源ケーブル、４１ 高周波発振部、４２
抵抗、４３ フィルタ、４４ 増幅・平滑回路、４５
比較回路、４６ 出力部。10, 10a, 10b liquid level sensor, 11 measuring electrode, 12, 22 cable, 13 deposit, 14 liquid tank, 15 ground electrode, 20 rope, 21 weight,
23 control box, 30 submersible pump, 31 chain, 32 power cable, 41 high frequency oscillator, 42
Resistance, 43 Filter, 44 Amplifying / Smoothing Circuit, 45
Comparator circuit, 46 output section.
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１３年１１月８日（２００１．１１．
８）[Submission date] November 8, 2001 (2001.11.
8)
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【書類名】 明細書[Document name] Statement
【発明の名称】 液面レベルセンサ[Title of Invention] Liquid level sensor
【特許請求の範囲】[Claims]
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は液面レベルセンサ
に関し、特に、測定電極に液が接液したことに応じて、
その液面が所定のレベルに達したことを検出する液面レ
ベルセンサに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid surface level sensor, and more particularly, to a liquid level sensor which is exposed to a liquid in contact with a measuring electrode.
The present invention relates to a liquid level sensor that detects that the liquid level has reached a predetermined level.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図６は従来の液面レベルセンサによる液
面の検出方法を説明するための図である。図６におい
て、液槽５内の液面を検出するために、測定電極２とコ
モン電極３とを有する液面レベルセンサ１が設けられて
いる。液面が上昇し、コモン電極３と測定電極２とに液
が接すると両者が導通してその間に電流が流れるので、
液面レベルセンサ１は液面が所定のレベルに達したこと
を検出する。2. Description of the Related Art FIG. 6 is a diagram for explaining a liquid level detection method using a conventional liquid level sensor. In FIG. 6, in order to detect the liquid level in the liquid tank 5, a liquid level sensor 1 having a measuring electrode 2 and a common electrode 3 is provided. When the liquid surface rises and the common electrode 3 and the measuring electrode 2 come into contact with the liquid, they are conducted and a current flows between them,
The liquid level sensor 1 detects that the liquid level has reached a predetermined level.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、液内に
導電性の付着物が含まれていると、測定電極２とコモン
電極３との間に付着物４が付着してしまい、液面レベル
が低下しても付着物４による抵抗値の低下で測定電極２
とコモン電極３との間がオフしない現象が生じ、以後液
面レベルの測定に支障を生じてしまうという問題があ
る。However, if the liquid contains conductive deposits, the deposits 4 will be deposited between the measuring electrode 2 and the common electrode 3 and the liquid level will be low. Even if it drops, the resistance value due to the deposit 4 decreases and the measurement electrode 2
There is a problem that the phenomenon that the connection between the common electrode 3 and the common electrode 3 is not turned off occurs, which hinders the measurement of the liquid surface level thereafter.
【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、測
定電極に導電性付着物が付着しても液面レベルの測定に
支障がない液面レベルセンサを提供することである。Therefore, a main object of the present invention is to provide a liquid level sensor which does not interfere with the measurement of the liquid level even if a conductive deposit adheres to the measuring electrode.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明は、液槽内の液
が測定電極に接液したことに応じて、該液が所定のレベ
ルに達したことを検出する液面レベルセンサにおいて、
液槽内に液面レベルセンサの接地電位と共通する電位の
接地電極を配置し、液が付着したことを検出する測定電
極と、測定電極に高周波信号を共給する高周波信号発生
手段と、液が測定電極に付着したときの測定電極と接地
電極との導通に応じて変化するインピーダンスを検出し
て液面を検出する検出手段とを備えて構成される。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a liquid level sensor for detecting that a liquid in a liquid tank has reached a predetermined level when the liquid contacts a measuring electrode.
A grounding electrode having a potential common to the grounding potential of the liquid level sensor is arranged in the liquid tank, a measuring electrode for detecting that the liquid has adhered, a high-frequency signal generating means for supplying a high-frequency signal to the measuring electrode together, and a liquid And a detection unit that detects the liquid level by detecting the impedance that changes according to the electrical connection between the measurement electrode and the ground electrode when attached to the measurement electrode.
【０００６】また、測定電極は、液層内の上位レベルと
下位レベルとを検出するためにそれぞれ個別に配置され
る。Further, the measuring electrodes are individually arranged to detect the upper level and the lower level in the liquid layer.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】図１はこの発明の一実施形態の使
用状態を示す図であり、図２は液面レベルセンサの外観
図である。この実施形態に用いられる液面レベルセンサ
１０は、図２に示すように円柱状の本体１０の下部から
下方向に延びる測定電極１１と、本体１０から上方向に
延びるケーブル１２とから構成されている。したがっ
て、図６に示した従来例のコモン電極は設けられていな
い。1 is a view showing a usage state of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an external view of a liquid level sensor. As shown in FIG. 2, the liquid level sensor 10 used in this embodiment includes a measuring electrode 11 extending downward from a lower portion of a cylindrical main body 10 and a cable 12 extending upward from the main body 10. There is. Therefore, the common electrode of the conventional example shown in FIG. 6 is not provided.
【０００８】液面レベルセンサ１０は液槽１４内に吊り
下げられる。液槽１４はＦＲＰによって構成されるが、
その内面に接地電極１５が配置され、この接地電極１５
は液面レベルセンサ１０の接地電位と共通のレベルに接
続される。The liquid level sensor 10 is suspended in the liquid tank 14. The liquid tank 14 is composed of FRP,
The ground electrode 15 is arranged on the inner surface of the ground electrode 15.
Is connected to a common level with the ground potential of the liquid level sensor 10.
【０００９】液槽１４内の液面が上昇し、液面が測定電
極１１に接すると、測定電極１１と接地電極１５との間
のインピーダンスが変化し、その変化を検出することに
より液面レベルセンサ１０が液面を検出する。もし、測
定電極１１に導電性の付着物１３が付着して成長しても
接地電極１５まで成長することは考え難く、付着物１３
が成長しすぎると自重で落下する。このため、付着物１
３と接地電極１５とが接続されてしまうおそれがなく、
誤動作を生じることはない。When the liquid level in the liquid tank 14 rises and the liquid level comes into contact with the measuring electrode 11, the impedance between the measuring electrode 11 and the ground electrode 15 changes, and the level is detected by detecting the change. The sensor 10 detects the liquid surface. Even if the conductive deposit 13 adheres to the measuring electrode 11 and grows, it is unlikely that the ground electrode 15 grows.
If it grows too much, it will fall by its own weight. Therefore, the deposit 1
3 and the ground electrode 15 are not likely to be connected,
No malfunction will occur.
【００１０】なお、上述の実施形態では、液槽１４に接
地電極１５を別個に設けるようにしたが、液槽１４を金
属で形成すれば接地電極１５を別に設ける必要はない。In the above-described embodiment, the ground electrode 15 is provided separately in the liquid tank 14, but if the liquid tank 14 is made of metal, it is not necessary to separately provide the ground electrode 15.
【００１１】図３および図４はこの発明の一実施形態の
液面レベルセンサ取付け方法を示す図である。FIGS. 3 and 4 are views showing a liquid level sensor mounting method according to one embodiment of the present invention.
【００１２】図３に示した例は、懸下型取付け方法を示
し、図１に示した液槽１４内にロープ２０が懸下され
る。このロープ２０の予め定める上限位置と下限位置に
図２に示した液面レベルセンサ１０と同様の液面レベル
センサ１０ａと１０ｂが取り付けられ、ロープ２０の最
下端にはウェイト２１が取付けられる。液面レベルセン
サ１０ａと１０ｂはケーブル２２を介して制御ボックス
２３に接続される。The example shown in FIG. 3 shows a suspension type mounting method, in which the rope 20 is suspended in the liquid tank 14 shown in FIG. Liquid level sensors 10a and 10b similar to the liquid level sensor 10 shown in FIG. 2 are attached to upper and lower predetermined positions of the rope 20, and a weight 21 is attached to the lowermost end of the rope 20. The liquid level sensors 10a and 10b are connected to a control box 23 via a cable 22.
【００１３】液槽１４内の液面が上昇して液面レベルセ
ンサ１０ｂに液が接触すると液面が下限位置まで達した
ことが検出され、さらに液面が上昇して液面レベルセン
サ１０ａが液面を検出すると、液面が上限位置まで達し
たことが検出される。液面が下降して液面レベルセンサ
１０ａが液を検出しなくなると、液面が上限位置以下に
なったことが検出され、さらに液面が低下して液面レベ
ルセンサ１０ｂが液を検出しなくなると、液面が下限位
置以下になったことが検出される。When the liquid level in the liquid tank 14 rises and the liquid comes into contact with the liquid level sensor 10b, it is detected that the liquid level has reached the lower limit position, and the liquid level further rises and the liquid level sensor 10a When the liquid level is detected, it is detected that the liquid level has reached the upper limit position. When the liquid level is lowered and the liquid level sensor 10a stops detecting the liquid, it is detected that the liquid level is below the upper limit position, and the liquid level is further lowered and the liquid level sensor 10b detects the liquid. When it disappears, it is detected that the liquid level is below the lower limit position.
【００１４】図４に示した例は、液槽１４内に液を汲み
上げるための水中ポンプ３０をチェーン３１によって懸
下し、電源ケーブル３２に上限位置および下限位付着物
の抵抗値置を検出するための液面レベルセンサ１０ａお
よび１０ｂを取り付けたものである。この例では、水中
ポンプ３０を制御するために、必ず接地線が必要とされ
るので、その接地線を液面レベルセンサ１０ａ，１０ｂ
のための接地電極に共用される。In the example shown in FIG. 4, a submersible pump 30 for pumping the liquid into the liquid tank 14 is suspended by a chain 31, and the resistance values of the upper limit position and the lower limit position deposits are detected on the power cable 32. For this purpose, liquid level sensors 10a and 10b are attached. In this example, a grounding wire is always required to control the submersible pump 30, so the grounding wire should be connected to the liquid level sensors 10a and 10b.
Shared with the ground electrode for.
【００１５】図５は液面レベルセンサの構成を示すブロ
ック図である。図５において、高周波発振部４１は高周
波信号を発振し、抵抗４２を介して測定電極１１に与え
る。検出用として交流を使用するのは測定電極１１の周
辺で電気分解が生じるからであり、従来は商用電源の周
波数を使用していた。これに対して、この実施形態では
商用電源の周波数を使用せず、さらに高域の周波数を検
出用の周波数として用いる。FIG. 5 is a block diagram showing the structure of the liquid level sensor. In FIG. 5, the high frequency oscillator 41 oscillates a high frequency signal and supplies it to the measurement electrode 11 via the resistor 42. The alternating current is used for detection because electrolysis occurs around the measuring electrode 11, and conventionally, the frequency of the commercial power supply is used. On the other hand, in this embodiment, the frequency of the commercial power supply is not used, and the higher frequency is used as the detection frequency.
【００１６】測定電極１１に付着する付着物自身は抵抗
値と静電容量の両方を有しており、この静電容量に着目
し、高域の周波数を使用することにより、導電性のない
付着物の大きな抵抗値をキャンセルする。以下に計算例
を示す。付着物のインピーダンスは、以下の計算式によ
り算出できる。 The deposit itself that adheres to the measuring electrode 11 has both a resistance value and an electrostatic capacitance. By paying attention to this electrostatic capacitance and using a frequency in a high range, the attached substance having no conductivity is attached. Cancel the large resistance of the kimono. Calculation example below
Indicates. The impedance of the deposit is calculated by the following formula.
Can be calculated.
【００１７】抵抗と静電容量（コンデンサ）との並列回
路とした場合、 抵抗に流れる電流ＩR＝Ｖ／Ｒ コンデンサに流れる電流ＩC＝Ｖ／（１／２πｆＣ） 全体に流れる電流Ｉ＝√[（Ｖ／Ｒ）2+（Ｖ／（１／２
πｆＣ））2] ｜Ｚ｜＝Ｖ／√[（Ｖ／Ｒ）2+（Ｖ／（１／２πｆ
Ｃ））2] ここで、Ｚ：インピーダンス、ｆ：周波数、Ｃ：静電容
量、Ｒ：抵抗値 付着物の抵抗値を１００ｋΩ、静電容量を１００ｐＦ、
印加電圧を１Ｖとする と、商業電源周波数５０Ｈｚの場合、 ｜Ｚ｜＝約１００ｋΩ 高域の周波数１００ｋＨｚの場合、 ｜Ｚ｜＝約１５．７ｋΩ 商業電源周波数５０Ｈｚの場合は、約１００ｋΩ程度と
なり、非常に大きな抵抗値となるが、高域の周波数１０
０ｋＨｚの場合は、約１６ｋΩとなり、計測可能な抵抗
値まで、見かけ上低減させることができる。 Parallel connection of resistance and capacitance
In the case of a path , the current flowing through the resistor I R = V / R , the current flowing through the capacitor I C = V / (1 / 2πfC), the total current I = √ [(V / R) 2 + (V / (1 / Two
πfC)) 2 ] | Z | = V / √ [(V / R) 2 + (V / (1 / 2πf
C)) 2 ] where Z: impedance, f: frequency, C: capacitance
Amount, R: resistance value The resistance value of the deposit is 100 kΩ, the electrostatic capacity is 100 pF,
Assuming that the applied voltage is 1 V, when the commercial power supply frequency is 50 Hz: | Z | = about 100 kΩ When the high frequency is 100 kHz, | Z | = about 15.7 kΩ When the commercial power supply frequency is 50 Hz, about 100 kΩ
It becomes a very large resistance value, but high frequency 10
In case of 0kHz, it becomes about 16kΩ, and the measurable resistance
The value can be apparently reduced.
【００１８】実際の電極とアースとの間の抵抗値を５ｋ
Ω程度とした場合、約１００ｋΩのスパン値の範囲で５
ｋΩの変化分を計測することは容易ではない。しかし、
約１６ｋΩのスパン値の範囲では、５ｋΩの変化分を計
測することは容易と考える。 The resistance value between the actual electrode and ground is 5k.
If it is about Ω, 5 within the span value range of about 100 kΩ.
It is not easy to measure the change in kΩ. But,
In the span value range of about 16 kΩ, the change of 5 kΩ is measured.
I think it is easy to measure .
【００１９】図５に示す高周波発振部４１は、上述の周
波数１００ｋＨｚの信号を発振し、抵抗４２を介して測
定電極１１に与える。フィルタ４３は、測定電極１１に
付着物が付着したときに、高周波成分を除去してインピ
ーダンスの変化に相当する信号を検出して増幅・平滑回
路４４に与える。増幅・平滑回路４４は与えられた信号
成分を増幅・平滑して比較回路４５に与える。比較回路
４５は付着物の検出レベルに相当する基準値と増幅・平
滑回路４４の出力信号とを比較し、付着物を検出すると
出力部４６に検出信号を出力する。出力部４６は表示器
や警報器などである。The high-frequency oscillator 41 shown in FIG. 5 oscillates the above-mentioned signal of frequency 100 kHz and supplies it to the measuring electrode 11 via the resistor 42. The filter 43 removes a high frequency component when an adhered matter adheres to the measurement electrode 11, detects a signal corresponding to a change in impedance, and supplies it to the amplification / smoothing circuit 44. The amplification / smoothing circuit 44 amplifies and smoothes the given signal component and gives it to the comparison circuit 45. The comparison circuit 45 compares the reference value corresponding to the detection level of the adhered matter with the output signal of the amplification / smoothing circuit 44, and when detecting the adhered matter, outputs a detection signal to the output unit 46. The output unit 46 is a display device, an alarm device, or the like.
【００２０】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。The embodiments disclosed this time are to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description but by the claims, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.
【００２１】[0021]
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、液槽
内に液面レベルセンサの接地電位と共通する電位の接地
電極を配置し、測定電極に高周波信号を共給し、液が測
定電極に付着したときの測定電極と接地電極との導通に
応じて変化するインピーダンスを検出して液面を検出す
るようにしたので、測定電極に導電性付着物が付着して
も液面レベルの測定に支障を生じることがない。As described above, according to the present invention, the ground electrode having a potential common to the ground potential of the liquid level sensor is arranged in the liquid tank, and the high frequency signal is supplied to the measurement electrode together, and the liquid is discharged. Since the liquid level is detected by detecting the impedance that changes according to the continuity between the measuring electrode and the ground electrode when it adheres to the measuring electrode, even if conductive deposits adhere to the measuring electrode, the liquid level Does not interfere with the measurement of.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】 この発明の一実施形態の使用状態を示す図で
ある。FIG. 1 is a diagram showing a usage state of an embodiment of the present invention.
【図２】 液面レベルセンサの外観図である。FIG. 2 is an external view of a liquid level sensor.
【図３】 この発明の一実施形態の液面レベルセンサ取
付け方法を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a liquid level sensor mounting method according to an embodiment of the present invention.
【図４】 この発明の一実施形態の液面レベルセンサ取
付け方法の他の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing another example of a liquid level sensor mounting method according to an embodiment of the present invention.
【図５】 液面レベルセンサの構成を示すブロック図で
ある。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a liquid level sensor.
【図６】 従来の液面レベルセンサによる液面の検出方
法を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a liquid level detection method using a conventional liquid level sensor.
【符号の説明】
１０，１０ａ，１０ｂ 液面レベルセンサ、１１ 測定
電極、１２，２２ ケーブル、１３ 付着物、１４ 液
槽、１５ 接地電極、２０ ロープ、２１ ウェイト、
２３ 制御ボックス、３０ 水中ポンプ、３１ チェー
ン、３２ 電源ケーブル、４１ 高周波発振部、４２
抵抗、４３ フィルタ、４４ 増幅・平滑回路、４５
比較回路、４６ 出力部。[Explanation of Codes] 10, 10a, 10b Liquid Level Sensor, 11 Measuring Electrode, 12, 22 Cable, 13 Adhesive, 14 Liquid Tank, 15 Grounding Electrode, 20 Rope, 21 Weight,
23 control box, 30 submersible pump, 31 chain, 32 power cable, 41 high frequency oscillator, 42
Resistance, 43 Filter, 44 Amplifying / Smoothing Circuit, 45
Comparator circuit, 46 output section.
Claims (2)
応じて、該液が所定のレベルに達したことを検出する液
面レベルセンサにおいて、 前記液槽内に前記液面レベルセンサの接地電位と共通す
る電位の接地電極を配置し、 前記液が付着したことを検出する測定電極と、 前記測定電極に高周波信号を共給する高周波信号発生手
段と、 前記液が前記測定電極に付着したときの前記測定電極と
前記接地電極との導通に応じて変化するインピーダンス
を検出して液面を検出する検出手段を備えた、液面レベ
ルセンサ。1. A liquid level sensor for detecting that a liquid in a liquid tank has reached a predetermined level in response to the liquid contacting a measuring electrode, wherein the liquid level in the liquid tank is A ground electrode having a potential common to the ground potential of the sensor is arranged, a measurement electrode for detecting that the liquid is attached, a high-frequency signal generating means for supplying a high-frequency signal to the measurement electrode, and the liquid being the measurement electrode. A liquid level sensor provided with a detection means for detecting the liquid level by detecting the impedance that changes according to the conduction between the measurement electrode and the ground electrode when the liquid level is adhered to the.
ルと下位レベルとを検出するためにそれぞれ個別に配置
されることを特徴とする、請求項１に記載の液面レベル
センサ。2. The liquid level sensor according to claim 1, wherein the measuring electrodes are individually arranged to detect an upper level and a lower level in the liquid layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001186628A JP2003004505A (en) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | Liquid level sensor |
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|---|---|
| JP2003004505A true JP2003004505A (en) | 2003-01-08 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2012073259A (en) * | 2004-02-13 | 2012-04-12 | Be Intellectual Property Inc | Device for detecting the level of the surface of a liquid in a container |
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- 2001-06-20 JP JP2001186628A patent/JP2003004505A/en active Pending
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