JP2018128331A - Liquid level detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波を用いた液面検出装置に関する。 The present invention relates to a liquid level detection apparatus using ultrasonic waves.
従来の超音波を用いた液面検出装置として、特許文献1に開示されたものがある。この液面検出装置は、液体中にある伝搬部を振動させたときに発生する表面波の伝搬時間によって、液体の液面を検出する。
A conventional liquid level detection apparatus using ultrasonic waves is disclosed in
しかしながら、このような液面検出装置を、特に、車両のバッテリから電源供給して駆動する場合においては、電圧変動の影響により検出精度が低下してしまう場合があった。 However, particularly when such a liquid level detection device is driven by supplying power from a vehicle battery, the detection accuracy may be reduced due to the influence of voltage fluctuation.
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、電源電圧の変動により液面位置の検出精度が低下しない液面検出装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a liquid level detection device in which the detection accuracy of the liquid level position does not decrease due to fluctuations in power supply voltage.
本発明に係る液面検出装置は、
液体に浸る伝搬部と、
前記伝搬部に固定された圧電素子と、
前記圧電素子を駆動する送信回路と、
前記圧電素子の振動を検出する受信回路と、
前記送信回路を駆動し前記受信回路の出力信号に基づいて前記液体の液面の位置を検出する位置検出部と、
を備えた液面検出装置において、
車両に搭載されるバッテリから電源供給を受けて前記送信回路に所定の電圧を供給する定電圧回路を設けた。
The liquid level detection device according to the present invention is:
A propagation part immersed in a liquid;
A piezoelectric element fixed to the propagation part;
A transmission circuit for driving the piezoelectric element;
A receiving circuit for detecting vibration of the piezoelectric element;
A position detection unit that drives the transmission circuit and detects the position of the liquid level based on the output signal of the reception circuit;
In a liquid level detection device comprising:
A constant voltage circuit for receiving a power supply from a battery mounted on the vehicle and supplying a predetermined voltage to the transmission circuit is provided.
本発明によれば、電源電圧の変動により液面位置の検出精度が低下しない液面検出装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the liquid level detection apparatus by which the detection precision of a liquid level position does not fall by the fluctuation | variation of a power supply voltage can be provided.
以下に、添付図面を参照して本発明の実施形態である液面検出装置Fを説明する。 Below, with reference to an accompanying drawing, liquid level detection device F which is an embodiment of the present invention is explained.
液面検出装置Fは、図1,2に示すように伝搬部1と、振動発生検出部2と、位置検出部3と、を備えており、車両に搭載される燃料タンクの液面を検出する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid level detection device F includes a
伝搬部1は、図示しない燃料タンク内に貯留した液体L(ガソリンやアルコールなどの媒質)に浸る。
The
伝搬部1は、振動を良好に伝搬可能な材質であり、例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂を主体とした合成樹脂から形成される。伝搬部1の形状は、後述する表面波W1が伝搬する平面の伝搬面を有する四角柱(柱状体)である。伝搬部1には、その一部を切り欠いた溝1aが形成されており、溝1aは後述する内部伝搬波を反射する内部伝搬波反射部1bを備えている。
The
振動発生検出部2は、伝搬部1に振動を与える振動発生部であり、且つ、伝搬部1の振動を検出する振動検出部でもある。
The vibration
圧電素子2aは、伝搬部1に表面波W1と内部伝搬波W2を発生させるとともに、表面波W1と内部伝搬波W2を検出するために、伝搬部1の他端まで溝1aを設けていない面に圧電素子2aが突き出るように設置されている。伝搬部1と圧電素子2aとは、密着状態で固定されている。このように構成したことにより、圧電素子2aは、伝搬部1に振動を与えて伝搬部1の表面に表面波W1を発生させ、伝搬部1の内部に内部伝搬波W2を発生させる。さらに、伝搬部1の振動(表面波W1と内部伝搬波W2による振動)を検出して電圧に変換して出力する。なお表面波W1は、例えば、レイリ―波や漏洩レイリ―波や横波表面弾性波などであり、内部伝搬波W2は、例えば、横波である。
The
送信回路2bは、圧電素子2aを駆動して励振させる。送信回路2bは、例えば、駆動回路とトランスとから構成される。送信回路2bは、位置検出部3が出力した所定周期で出力する駆動信号S1によって圧電素子2aに電圧を与える。
The
受信回路2cは、圧電素子2aが発した電圧により振動を検出し、位置検出部3に検出信号を出力する。受信回路2cは、入力保護回路CD1、増幅回路CD2、バンドパスフィルタCD3、波形整形回路CD4から構成されている。
The
入力保護回路CD1は、例えば、ダイオードから構成される。入力保護回路CD1により受信回路2cの破損を防ぐ。
The input protection circuit CD1 is composed of a diode, for example. The input protection circuit CD1 prevents the
増幅回路CD2は、例えば、オペアンプとアぺアンプの増幅度を調整する抵抗体とから構成される。圧電素子2aが検出する振動の増幅は、伝搬部1の長さによって変化するため、伝搬部1の長さに応じてオペアンプの増幅度を抵抗体の抵抗値によって調整可能に構成することが好ましい。
The amplifier circuit CD2 is composed of, for example, an operational amplifier and a resistor that adjusts the amplification degree of the application amplifier. Since the amplification of the vibration detected by the
バンドパスフィルタCD3は、圧電素子2aが検出した信号が持つ周波数帯域以外の信号を除去する。これにより、車両の走行などによる振動によって伝搬体1自体が外部から物理的に揺らされた場合における振動ノイズを除去することができる。
The band pass filter CD3 removes signals other than the frequency band of the signal detected by the
波形整形回路CD4は、入力波形の一部を出力する振幅操作回路である。波形整形回路CD4は、バンドパスフィルタCD3が出力した信号を位置検出部3が検出しやすい波形に整形して出力する。
The waveform shaping circuit CD4 is an amplitude operation circuit that outputs a part of the input waveform. The waveform shaping circuit CD4 shapes the signal output from the bandpass filter CD3 into a waveform that can be easily detected by the
定電圧回路2dは、車両に搭載されるバッテリから供給される電源を所定の電圧に変圧して送信回路2bに供給する。定電圧回路2dは、例えば、ツェナーダイオード(定電圧ダイオード)や、リニアレギュレータ、あるいは、スイッチング方式直流安定化電源回路、などを利用した定電圧回路である。この定電圧回路2dにより、電源であるバッテリの電圧が変動しても、安定した電圧で送信回路2bが駆動されるため、圧電素子2aが発生させる振動V1の強度も一定となり検出精度が安定する。
The
位置検出部3は、例えば、マイクロコントローラなどの制御部を備えた車両の走行速度など種々の計測値を表示する計器である。位置検出部3は、駆動信号S1を出力して送信回路2bを駆動するとともに、受信回路2cから出力される伝搬部1の振動を検出して、液体Lの液面LSを検出する。
The
伝搬部1に生じる振動について、模式的に示した図4を用いて説明する。図4中、最も左の振動が、位置検出部3が出力した駆動信号S1によって圧電素子2aが発生させた振動V1である。左から二番目の振動が、伝搬部1内を伝搬して伝搬部1の内部伝搬波反射部1bで反射して戻ってきた表面波W1の振動V2である。最も右の振動が、伝搬部1の表面を伝搬して伝搬部1の他端で反射して戻ってきた表面波W1の振動V3である。
The vibration which arises in the
位置検出部3は、振動V1が発生した時間t1から振動V2が発生した時間t2までの伝搬時間T1から伝搬部1の温度を推定する。そして、時間t1から振動V3が発生した時間t3の伝搬時間T2に、推定した温度による補正をかけて求められた補正後伝搬時間に基づいて、液体Lの液面LSを検出する。
The
以上のように、本発明の液面検出装置は、液体Lに浸る伝搬部1と、伝搬部1に固定された圧電素子2aと、圧電素子2aを駆動する送信回路2bと、圧電素子2aの振動を検出する受信回路2cと、送信回路2bを駆動し受信回路2cの出力信号に基づいて液体Lの液面LSの位置を検出する位置検出部3と、を備えた液面検出装置Fにおいて、車両に搭載されるバッテリから電源供給を受けて送信回路2bに所定の電圧を供給する定電圧回路2dを設けた。
このように構成することで、電源電圧の変動により液面位置の検出精度が低下しない液面検出装置を提供できる。
As described above, the liquid level detection device of the present invention includes the
With this configuration, it is possible to provide a liquid level detection device in which the detection accuracy of the liquid level position does not decrease due to fluctuations in the power supply voltage.
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内で変更(構成要素の削除も含む)してもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be changed (including deletion of components) without departing from the gist of the invention.
本発明は、液面検出装置に関し、特に、超音波を利用し、液面を検出する液面検出装置に利用可能である。 The present invention relates to a liquid level detection device, and in particular, can be used for a liquid level detection device that detects a liquid level using ultrasonic waves.
F…液面検出装置,L…液体,LS…液面,S1…駆動信号,T1…伝搬時間(内部伝搬波W2),T2…伝搬時間(表面波W1),V1…振動,V2…振動(内部伝搬波),V3…振動(表面波),W1…表面波,W2…内部伝搬波,1…伝搬部,2…振動発生検出部,2a…圧電素子,2b…送信回路,2c…受信回路,2d…定電圧回路 F ... Liquid level detection device, L ... Liquid, LS ... Liquid level, S1 ... Drive signal, T1 ... Propagation time (internal propagation wave W2), T2 ... Propagation time (surface wave W1), V1 ... Vibration, V2 ... Vibration ( Internal propagation wave), V3 ... vibration (surface wave), W1 ... surface wave, W2 ... internal propagation wave, 1 ... propagation unit, 2 ... vibration generation detection unit, 2a ... piezoelectric element, 2b ... transmission circuit, 2c ... reception circuit , 2d ... Constant voltage circuit
Claims (1)
前記伝搬部に固定された圧電素子と、
前記圧電素子を駆動する送信回路と、
前記圧電素子の振動を検出する受信回路と、
前記送信回路を駆動し前記受信回路の出力信号に基づいて前記液体の液面の位置を検出する位置検出部と、
を備えた液面検出装置において、
車両に搭載されるバッテリから電源供給を受けて前記送信回路に所定の電圧を供給する定電圧回路を設けた、
ことを特徴とする液面検出装置。 A propagation part immersed in a liquid;
A piezoelectric element fixed to the propagation part;
A transmission circuit for driving the piezoelectric element;
A receiving circuit for detecting vibration of the piezoelectric element;
A position detection unit that drives the transmission circuit and detects the position of the liquid level based on the output signal of the reception circuit;
In a liquid level detection device comprising:
A constant voltage circuit for receiving a power supply from a battery mounted on the vehicle and supplying a predetermined voltage to the transmission circuit is provided.
A liquid level detection device characterized by that.
Priority Applications (1)
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