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JP2002277308A - Liquid surface level detection device - Google Patents

Liquid surface level detection device

Info

Publication number
JP2002277308A
JP2002277308A JP2001075754A JP2001075754A JP2002277308A JP 2002277308 A JP2002277308 A JP 2002277308A JP 2001075754 A JP2001075754 A JP 2001075754A JP 2001075754 A JP2001075754 A JP 2001075754A JP 2002277308 A JP2002277308 A JP 2002277308A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic sensor
liquid level
output
permanent magnet
magnetic
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.)
Pending
Application number
JP2001075754A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Hayashi
伸一 林
Hisashi Sasaki
寿 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Priority to JP2001075754A priority Critical patent/JP2002277308A/en
Publication of JP2002277308A publication Critical patent/JP2002277308A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid surface level detection device capable of detecting accurately the liquid surface level, which detects the magnetic flux density of a permanent magnet ascending and descending together with a float by magnetic sensors. SOLUTION: In this liquid surface level detection device 1, a first magnetic sensor 21 is arranged on such a position that its output is gradually increased or decreased following ascending or descending of the permanent magnet 5, an a second magnetic sensor 23 is arranged on such a position that its output is gradually decreased or increased, symmetrically with the output of the first magnetic sensor 21. A driving control circuit 31 executes driving control of the first and second magnetic sensors 21, 23, so that the sum of the outputs thereof becomes a prescribed value determined beforehand.

Description

【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】本発明は、貯留された液体の
液面レベルを検出する液面レベル検出装置に関し、特
に、液面に追従してフロートと共に昇降する永久磁石の
磁束密度を磁気センサが検知することにより液面レベル
を検出する液面レベル検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid level detecting device for detecting a liquid level of a stored liquid, and more particularly, to a magnetic sensor which measures a magnetic flux density of a permanent magnet which moves up and down with a float following a liquid level. The present invention relates to a liquid level detection device that detects a liquid level by detecting.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、液面レベル検出装置として、
液面に追従してフロートと共に昇降する永久磁石の磁束
密度を磁気センサが検知することにより液面レベルを検
出するものが知られている。例えば、実開昭56−16
9222には、接触抵抗による電気的検出構造を有する
液面計の問題点を改善した液面計(液面レベル検出装
置)が開示されている。この液面計は、永久磁石をフロ
ートに固着し、液面に追従して上下動させることによ
り、これに応じて変化する磁束密度を感磁性素子(磁気
センサ)により検出し、液面レベルに対応する電気信号
を感磁性素子から出力させて、液面レベルを検出するも
のである。即ち、非接触方式の検出機構を採用すること
により、それ以前の接触方式の検出機構を持つ液面計の
問題点を改善した液面計である。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a liquid level detecting device,
2. Description of the Related Art There has been known an apparatus that detects a liquid level by detecting a magnetic flux density of a permanent magnet that moves up and down together with a float following a liquid level. For example, the actual opening 56-16
No. 9222 discloses a liquid level meter (liquid level detecting device) in which the problem of a liquid level meter having an electrical detection structure based on contact resistance is improved. In this liquid level meter, a permanent magnet is fixed to a float and moved up and down following the liquid level, so that the magnetic flux density that changes accordingly is detected by a magnetically sensitive element (magnetic sensor), and the liquid level is measured. The corresponding electric signal is output from the magnetic sensitive element to detect the liquid level. That is, this is a liquid level meter which has solved the problems of the liquid level meter having the previous contact type detection mechanism by adopting the non-contact type detection mechanism.

【0003】また例えば、特開平2−168123に
も、接触方式の検出機構を有する液面レベル検出計の問
題点を改善した磁気回路方式液面レベル計(液面レベル
検出装置)が開示されている。この磁気回路方式液面レ
ベル計も、液面に追従して上下動するフロートに取り付
けられた永久磁石により生じる磁束密度を、磁気センサ
が検出して、液面レベルを検出する非接触方式の液面レ
ベル計である。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-168123 also discloses a magnetic circuit type liquid level meter (liquid level detector) which has improved the problem of a liquid level sensor having a contact type detection mechanism. I have. This magnetic circuit type liquid level meter is also a non-contact type liquid level meter that detects the magnetic level by detecting the magnetic flux density generated by a permanent magnet attached to a float that moves up and down following the liquid level. It is a surface level meter.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の液面レベル検出装置は、次のような問題点を
有している。即ち、永久磁石の磁束密度を検知する磁気
センサは、温度特性を持つので、置かれた環境の温度に
よって出力が変化する。従って、測定する液体の温度の
影響を受けてその出力が変化してしまう。例えば、磁気
センサとしてホール素子を用いた場合には、永久磁石の
昇降位置に変動がなくても、液温が上がることにより出
力が減少し、逆に、液温が下がることにより出力が増加
する。また、永久磁石も温度特性を持つので、液温の影
響を受けて磁力が変化する。具体的には、液温が上がる
と磁力が弱くなり、液温が下がると磁力が強くなる。従
って、永久磁石の温度変化によっても、磁気センサの出
力が変化してしまう。さらには、個々の永久磁石には磁
力のバラツキがあるので、このバラツキによって同じロ
ッドの液面レベル検出装置の個体間において出力に違い
が生じる。このように、磁気センサの出力は、永久磁石
の昇降位置とは無関係に変化することがあるので、液面
レベルを正確に検出することができない場合がある。
However, such a conventional liquid level detecting device has the following problems. That is, since the magnetic sensor that detects the magnetic flux density of the permanent magnet has temperature characteristics, the output changes according to the temperature of the environment in which it is placed. Therefore, its output changes under the influence of the temperature of the liquid to be measured. For example, when a Hall element is used as a magnetic sensor, the output decreases as the liquid temperature increases, and conversely, the output increases as the liquid temperature decreases, even if the elevation position of the permanent magnet does not change. . Further, since the permanent magnet also has temperature characteristics, the magnetic force changes under the influence of the liquid temperature. Specifically, as the liquid temperature increases, the magnetic force decreases, and as the liquid temperature decreases, the magnetic force increases. Therefore, the output of the magnetic sensor also changes due to the temperature change of the permanent magnet. Further, since the magnetic force varies among the individual permanent magnets, the variation causes a difference in the output between the individual liquid level detectors of the same rod. As described above, the output of the magnetic sensor may change irrespective of the position at which the permanent magnet moves up and down, so that the liquid level may not be accurately detected in some cases.

【0005】本発明はかかる現状に鑑みてなされたもの
であって、液面に追従してフロートと共に昇降する永久
磁石の磁束密度を磁気センサが検知することにより液面
レベルを検出する液面レベル検出装置において、液面レ
ベルを正確に検出することができる液面レベル検出装置
を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above situation, and has a liquid level detecting a liquid level by detecting the magnetic flux density of a permanent magnet that moves up and down with the float following the liquid level. It is an object of the present invention to provide a liquid level detector capable of accurately detecting a liquid level in a detection device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段、作用及び効果】その解決
手段は、液面に追従して昇降するフロートと、上記フロ
ートに取り付けられた永久磁石と、上記フロートの昇降
を案内する案内部材と、上記案内部材に取り付けられ、
上記永久磁石の昇降位置に応じて変化する磁束密度を検
知して、その磁束密度に対応する電気信号を出力する第
1磁気センサと、上記案内部材に上記第1磁気センサよ
りも下方に取り付けられ、上記第1磁気センサと同様な
特性を有する第2磁気センサと、上記第1磁気センサと
第2磁気センサを駆動制御する駆動制御回路と、を備え
る液面レベル検出装置であって、上記第1磁気センサ
は、液面レベルの所定検知範囲内において、その出力が
上記永久磁石の上昇時に徐々に増加する位置または減少
する位置に配置され、上記第2磁気センサは、上記所定
検知範囲内において、その出力が上記永久磁石の上昇時
に上記第1磁気センサの出力とは対称的に徐々に減少す
る位置または増加する位置に配置され、上記駆動制御回
路は、上記第1磁気センサと第2磁気センサの出力の和
が所定値となるように、これら第1磁気センサ及び第2
磁気センサを駆動制御する液面レベル検出装置である。
Means for Solving the Problems, Functions and Effects The means for solving the problems includes a float that rises and falls following the liquid surface, a permanent magnet attached to the float, a guide member that guides the float up and down, Attached to the guide member,
A first magnetic sensor that detects a magnetic flux density that changes in accordance with a position at which the permanent magnet moves up and down, and outputs an electric signal corresponding to the magnetic flux density; and a first magnetic sensor attached to the guide member below the first magnetic sensor. A liquid level detection device comprising: a second magnetic sensor having characteristics similar to those of the first magnetic sensor; and a drive control circuit for driving and controlling the first magnetic sensor and the second magnetic sensor. The first magnetic sensor is disposed at a position where the output gradually increases or decreases when the permanent magnet is raised, within a predetermined detection range of the liquid level, and the second magnetic sensor is disposed within the predetermined detection range. The output of the first magnetic sensor is arranged at a position where the output gradually decreases or increases symmetrically with respect to the output of the first magnetic sensor when the permanent magnet rises. Capacitors and such that the sum of the output of the second magnetic sensor becomes a predetermined value, these first magnetic sensor and a second
This is a liquid level detection device that drives and controls a magnetic sensor.

【0007】本発明によれば、第1磁気センサは、液面
レベルの所定検知範囲内において、その出力が永久磁石
の上昇時に徐々に増加または減少する位置に配置されて
いる。また、第2磁気センサは、この所定検知範囲内に
おいて、その出力が永久磁石の上昇時に第1磁気センサ
の出力とは対称的に徐々に減少または増加する位置に配
置されている。このため、液面レベルの所定検知範囲内
において永久磁石が上昇すると、例えば、それに応じて
第1磁気センサの出力が徐々に増加すると共に、これと
は対称的に第2磁気センサの出力が徐々に減少する。一
方、永久磁石が下降すると、例えば、第1磁気センサの
出力が徐々に減少すると共に、これとは対称的に第2磁
気センサの出力が徐々に増加する。このような液面レベ
ル検出装置は、第1,第2磁気センサの出力の和が永久
磁石の昇降位置に拘わらず常にほぼ一定となる。
According to the present invention, the first magnetic sensor is disposed at a position where its output gradually increases or decreases when the permanent magnet rises within a predetermined detection range of the liquid level. The second magnetic sensor is arranged at a position within the predetermined detection range where the output gradually decreases or increases symmetrically with the output of the first magnetic sensor when the permanent magnet rises. For this reason, when the permanent magnet rises within the predetermined detection range of the liquid level, for example, the output of the first magnetic sensor gradually increases accordingly, and in contrast to this, the output of the second magnetic sensor gradually increases. To decrease. On the other hand, when the permanent magnet lowers, for example, the output of the first magnetic sensor gradually decreases, and symmetrically, the output of the second magnetic sensor gradually increases. In such a liquid level detecting device, the sum of the outputs of the first and second magnetic sensors is always substantially constant irrespective of the position at which the permanent magnet moves up and down.

【0008】しかし、第1,第2磁気センサの出力の和
が永久磁石の昇降位置に拘わらず常に一定となるように
第1,第2磁気センサを配置しただけでは、第1,第2
磁気センサの出力の和を常に所定値に維持することはで
きない。何故なら、従来技術の解決課題で述べたよう
に、液温の変化による磁気センサの出力変化や、液温の
変化による永久磁石の磁力変化、永久磁石の磁力のバラ
ツキなどの影響により、第1,第2磁気センサの出力が
変化あるいはばらつくので、従って、それらの出力の和
も変化したりばらついたりしてしまうからである。これ
に対し、本発明では、さらに、第1,第2磁気センサの
出力の和が予め決められた所定値となるように、これら
を駆動制御する駆動制御回路を備える。このため、液温
の変化による磁気センサの出力変化や、液温の変化によ
る永久磁石の磁力の変化、永久磁石の磁力のバラツキな
どがあっても、第1,第2磁気センサの出力の和は常に
所定値に制御される。
However, simply arranging the first and second magnetic sensors so that the sum of the outputs of the first and second magnetic sensors is always constant irrespective of the position at which the permanent magnet is moved up and down, the first and second magnetic sensors are merely required.
The sum of the outputs of the magnetic sensors cannot always be maintained at a predetermined value. This is because, as described in the prior art, the output of the magnetic sensor due to the change of the liquid temperature, the change of the magnetic force of the permanent magnet due to the change of the liquid temperature, the variation of the magnetic force of the permanent magnet, etc. , The output of the second magnetic sensor changes or fluctuates, so that the sum of the outputs also fluctuates or fluctuates. On the other hand, the present invention further includes a drive control circuit for driving and controlling the first and second magnetic sensors so that the sum of the outputs of the first and second magnetic sensors becomes a predetermined value. For this reason, even if there is a change in the output of the magnetic sensor due to a change in the liquid temperature, a change in the magnetic force of the permanent magnet due to a change in the liquid temperature, or a variation in the magnetic force of the permanent magnet, the sum of the outputs of the first and second magnetic sensors is obtained. Is always controlled to a predetermined value.

【0009】従って、この液面レベル検出装置では、液
温の変化による磁気センサの出力変化や、液温の変化に
よる永久磁石の磁力変化、永久磁石の磁力のバラツキな
どの影響を受けることなく、液面レベルを正確に検出す
ることができる。なお、磁気センサとしては、永久磁石
により生じる磁束密度に応じて電気信号を出力すること
ができるものであればいずれのものを用いてもよいが、
例えば、ホール素子、磁気抵抗素子などが挙げられる。
Therefore, in this liquid level detection device, the output of the magnetic sensor due to the change in the liquid temperature, the change in the magnetic force of the permanent magnet due to the change in the liquid temperature, and the variation in the magnetic force of the permanent magnet are not affected. The liquid level can be accurately detected. As the magnetic sensor, any sensor can be used as long as it can output an electric signal according to the magnetic flux density generated by the permanent magnet.
For example, a Hall element, a magnetoresistive element, and the like can be given.

【0010】また、他の解決手段は、液面に追従して昇
降するフロートと、上記フロートに取り付けられた永久
磁石と、上記フロートの昇降を案内する案内部材と、上
記案内部材に取り付けられ、上記永久磁石の昇降位置に
応じて変化する磁束密度を検知して、その磁束密度に対
応する電気信号を出力する第1磁気センサと、上記案内
部材に上記第1磁気センサよりも下方に取り付けられ、
上記第1磁気センサと同様な特性を有する第2磁気セン
サと、上記第1磁気センサと第2磁気センサを駆動制御
する駆動制御回路と、を備える液面レベル検出装置であ
って、上記第1磁気センサと第2磁気センサは、液面レ
ベルの所定検知範囲内において、それらの出力がいずれ
も上記永久磁石の上昇時に徐々に増加または減少し、か
つ、それらの出力の和が永久磁石の昇降位置に拘わらず
一定となる位置にそれぞれ配置され、上記駆動制御回路
は、上記第1磁気センサと第2磁気センサの出力の和が
所定値となるように、これら第1磁気センサ及び第2磁
気センサを駆動制御する液面レベル検出装置である。
Another solution is a float that moves up and down following the liquid surface, a permanent magnet attached to the float, a guide member that guides the float up and down, and a guide member that is attached to the guide member. A first magnetic sensor that detects a magnetic flux density that changes in accordance with a position at which the permanent magnet moves up and down, and outputs an electric signal corresponding to the magnetic flux density; ,
A liquid level detection device comprising: a second magnetic sensor having characteristics similar to those of the first magnetic sensor; and a drive control circuit that drives and controls the first magnetic sensor and the second magnetic sensor. In the magnetic sensor and the second magnetic sensor, their outputs gradually increase or decrease when the permanent magnet rises within a predetermined detection range of the liquid level, and the sum of the outputs increases and decreases the permanent magnet. The drive control circuit is disposed at a position that is constant regardless of the position, and the drive control circuit controls the first magnetic sensor and the second magnetic sensor so that the sum of the outputs of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor has a predetermined value. This is a liquid level detection device that drives and controls the sensor.

【0011】本発明によれば、第1磁気センサと第2磁
気センサは、液面レベルの所定検知範囲内において、そ
れらの出力が永久磁石の上昇時に徐々に増加または減少
し、かつ、それらの出力の和が永久磁石の昇降位置に拘
わらず一定となる位置にそれぞれ配置されている。この
ため、液面レベルの所定検知範囲内において永久磁石が
上昇すると、例えば、それに伴って第1磁気センサの出
力が徐々に増加すると共に、これとは対称的に第2磁気
センサの出力が徐々に減少する。一方、永久磁石が下降
すると、例えば、第1磁気センサの出力が徐々に減少す
ると共に、これとは対称的に第2磁気センサの出力が徐
々に増加する。また、第1,第2磁気センサの出力の和
が永久磁石の昇降位置に拘わらず常にほぼ一定となる。
According to the present invention, the first magnetic sensor and the second magnetic sensor gradually increase or decrease their output when the permanent magnet rises, within a predetermined detection range of the liquid level, and They are arranged at positions where the sum of the outputs is constant irrespective of the position of the permanent magnet. For this reason, when the permanent magnet rises within the predetermined detection range of the liquid level, for example, the output of the first magnetic sensor gradually increases accordingly, and the output of the second magnetic sensor gradually decreases symmetrically. To decrease. On the other hand, when the permanent magnet lowers, for example, the output of the first magnetic sensor gradually decreases, and symmetrically, the output of the second magnetic sensor gradually increases. In addition, the sum of the outputs of the first and second magnetic sensors is almost always constant irrespective of the position of the permanent magnet.

【0012】しかし、第1,第2磁気センサの出力の和
が永久磁石の昇降位置に拘わらず常に一定となるように
第1,第2磁気センサを配置しただけでは、第1,第2
磁気センサの出力の和を所定値に維持することはできな
い。これに対し、本発明でも、さらに、第1,第2磁気
センサの出力の和が予め決められた所定値となるよう
に、これらを駆動制御する駆動制御回路を備える。この
ため、液温の変化による磁気センサの出力変化や、液温
の変化による永久磁石の磁力変化、永久磁石の磁力のバ
ラツキなどがあっても、第1,第2磁気センサの出力の
和は常に所定値に制御される。従って、このような液面
レベル検出装置も、液温の変化による磁気センサの出力
変化や、液温の変化による永久磁石の磁力変化、永久磁
石の磁力のバラツキなどの影響を受けることなく、液面
レベルを正確に検出することができる。
However, simply arranging the first and second magnetic sensors so that the sum of the outputs of the first and second magnetic sensors is always constant irrespective of the position at which the permanent magnet is moved up and down, the first and second magnetic sensors are merely required.
The sum of the outputs of the magnetic sensors cannot be maintained at a predetermined value. On the other hand, the present invention further includes a drive control circuit for controlling the driving of the first and second magnetic sensors so that the sum of the outputs of the first and second magnetic sensors becomes a predetermined value. For this reason, even if there is a change in the output of the magnetic sensor due to a change in the liquid temperature, a change in the magnetic force of the permanent magnet due to a change in the liquid temperature, or a variation in the magnetic force of the permanent magnet, the sum of the outputs of the first and second magnetic sensors is It is always controlled to a predetermined value. Therefore, such a liquid level detection device is also free from the influence of the change in the output of the magnetic sensor due to the change in the liquid temperature, the change in the magnetic force of the permanent magnet due to the change in the liquid temperature, and the variation in the magnetic force of the permanent magnet. The plane level can be accurately detected.

【0013】さらに、上記のいずれかに記載の液面レベ
ル検出装置であって、前記第1磁気センサと第2磁気セ
ンサの出力は、前記液面レベルの所定検知範囲内におい
て、前記永久磁石の上昇に伴いそれぞれ直線的に変化す
る液面レベル検出装置とすると良い。
Further, in the liquid level detecting device according to any one of the above, the outputs of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are output within a predetermined detection range of the liquid level by the permanent magnet. It is preferable to use a liquid level detecting device that changes linearly with rising.

【0014】本発明によれば、第1,第2磁気センサの
出力が、所定検知範囲内で直線的に増加または減少す
る。つまり、測定する液面レベルと第1磁気センサの出
力とが直線的に対応し、また、液面レベルと第2磁気セ
ンサの出力とが直線的に対応している。従って、磁気セ
ンサの出力について、その出力が直線的になるように出
力変換等をしなくても、磁気センサの出力に基づいて液
面レベルを容易に検知することができる。
According to the present invention, the outputs of the first and second magnetic sensors linearly increase or decrease within a predetermined detection range. That is, the liquid level to be measured linearly corresponds to the output of the first magnetic sensor, and the liquid level and the output of the second magnetic sensor linearly correspond to each other. Therefore, the liquid level can be easily detected based on the output of the magnetic sensor without performing output conversion or the like so that the output of the magnetic sensor becomes linear.

【0015】さらに、上記のいずれかに記載の液面レベ
ル検出装置であって、前記駆動制御回路は、前記第1磁
気センサの出力電圧を増幅する第1増幅回路と、前記第
2磁気センサの出力電圧を増幅する第2増幅回路と、上
記第1増幅回路及び第2増幅回路でそれぞれ増幅された
出力電圧の和と所定の基準電圧とが等しくなるように、
上記第1磁気センサ及び第2磁気センサの駆動電圧をフ
ィードバック制御する反転増幅回路と、を備える液面レ
ベル検出装置とすると良い。
Further, in the liquid level detecting device according to any one of the above, the drive control circuit includes a first amplifier circuit for amplifying an output voltage of the first magnetic sensor, and a drive circuit for the second magnetic sensor. A second amplifying circuit for amplifying the output voltage, and a sum of the output voltages respectively amplified by the first and second amplifying circuits is equal to a predetermined reference voltage.
It is preferable that the liquid level detection device includes an inverting amplifier circuit that performs feedback control of the driving voltages of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor.

【0016】本発明によれば、駆動制御回路は、第1増
幅回路と第2増幅回路と反転増幅回路を備える。このた
め、第1磁気センサの出力電圧は、第1増幅回路で増幅
され、第2磁気センサの出力電圧は、第2増幅回路で増
幅される。そして、これらの増幅された出力電圧の和と
所定の基準電圧とが等しくなるように、第1磁気センサ
及び第2磁気センサの駆動電圧がフィードバック制御さ
れる。従って、この液面レベル検出装置の駆動制御回路
は、簡単な回路でありながら、第1,第2磁気センサの
出力電圧の和が常に所定値となるように、第1,第2磁
気センサを駆動制御することができる。
According to the present invention, the drive control circuit includes a first amplifier circuit, a second amplifier circuit, and an inverting amplifier circuit. For this reason, the output voltage of the first magnetic sensor is amplified by the first amplifier circuit, and the output voltage of the second magnetic sensor is amplified by the second amplifier circuit. Then, the drive voltages of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are feedback-controlled so that the sum of the amplified output voltages and the predetermined reference voltage become equal. Therefore, the drive control circuit of this liquid level detection device is a simple circuit, and controls the first and second magnetic sensors so that the sum of the output voltages of the first and second magnetic sensors always becomes a predetermined value. Drive control is possible.

【0017】さらに、上記のいずれかに記載の液面レベ
ル検出装置であって、前記第1磁気センサ及び第2磁気
センサのいずれか一方の出力に基づいて、液面レベルを
検出する液面レベル検出装置とすると良い。
Further, in the liquid level detecting apparatus according to any one of the above, the liquid level detecting means detects the liquid level based on the output of one of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor. It is good to use a detecting device.

【0018】第1磁気センサと第2磁気センサの出力
は、液面レベルの所定検出範囲内において、永久磁石の
昇降位置に応じて対称的に変化する。従って、いずれか
一方の磁気センサの出力を測定するだけで、液面レベル
を正確に検出することができる。また、いずれか一方の
磁気センサの出力のみを測定する場合は、双方の磁気セ
ンサの出力を測定する場合に比べて、液面レベル検出装
置をより簡素で安価なものにすることができる。
The outputs of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor change symmetrically within the predetermined detection range of the liquid level according to the elevation position of the permanent magnet. Therefore, the liquid level can be accurately detected only by measuring the output of one of the magnetic sensors. Also, when only the output of either one of the magnetic sensors is measured, the liquid level detecting device can be simpler and less expensive than when measuring the output of both magnetic sensors.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】(実施形態)以下、本発明の実施
の形態を、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の液
面レベル検出装置1の縦断面図を図1に、横断面図を図
2に示す。この液面レベル検出装置1は、自動車のエン
ジンオイルタンク内に設置され、エンジンオイルの液面
レベルを検出するものである。液面レベル検出装置1
は、液面(エンジンオイル面)Fに追従して昇降するフ
ロート3を有する。このフロート3は、発泡NBR、発
泡PA66等からなり、外径約25mm、内径約12m
m、鉛直方向の長さ(高さ)約15mmの略円筒状であ
る。フロート3の内周面3nの上方には、内周面3nの
全周にわたって凹んだ凹溝3hが形成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a vertical sectional view of the liquid level detecting device 1 of the present embodiment, and FIG. The liquid level detecting device 1 is installed in an engine oil tank of an automobile and detects a liquid level of engine oil. Liquid level detector 1
Has a float 3 that rises and falls following a liquid level (engine oil level) F. This float 3 is made of foamed NBR, foamed PA66, etc., and has an outer diameter of about 25 mm and an inner diameter of about 12 m.
m, a substantially cylindrical shape having a vertical length (height) of about 15 mm. Above the inner peripheral surface 3n of the float 3, a concave groove 3h is formed, which is depressed over the entire periphery of the inner peripheral surface 3n.

【0020】そして、この凹溝3h内には、略リング状
の永久磁石5が、フロート3の内周面3nと永久磁石5
の内周面5nとが略面一となるように、はめ込まれ固着
されている。この永久磁石5は、希土類磁石(ネオジム
磁石)からなり、外径は約18mm、内径は約12m
m、鉛直方向の長さ(高さ)は約10mmである。ま
た、磁力が約150mTで、内周面5n側がN極、外周
面5g側がS極に一様に着磁されている。従って、永久
磁石5の周りには、図1中に破線と矢印で示すような磁
力線が生じる。
In the concave groove 3h, a substantially ring-shaped permanent magnet 5 is mounted on the inner peripheral surface 3n of the float 3 and the permanent magnet 5
Are fitted and fixed such that the inner peripheral surface 5n of the second member is substantially flush with the inner peripheral surface 5n. The permanent magnet 5 is made of a rare earth magnet (neodymium magnet), and has an outer diameter of about 18 mm and an inner diameter of about 12 m.
m, the vertical length (height) is about 10 mm. The magnetic force is about 150 mT, the inner peripheral surface 5n side is uniformly magnetized to the N pole, and the outer peripheral surface 5g side to the S pole. Accordingly, magnetic lines of force are generated around the permanent magnet 5 as indicated by broken lines and arrows in FIG.

【0021】また、液面レベル検出装置1は、フロート
3の昇降を案内する案内部材11を有する。この案内部
材11は、鉛直方向に延設されると共に、フロート3の
孔に遊挿された直径約8mm、鉛直方向の長さ(高さ)
約30mmの略円筒状のステム部13を有する。なお、
このステム部13は、PA66等の材質からなる。ま
た、このステム部13の上端及び下端には、フロート3
の内径よりも大きく外径よりも小さい直径約20mmの
略円盤状の上端円盤部15と下端円盤部17が固着され
ている。従って、フロート3は、ステム部13に沿って
鉛直方向に自由に動くことができる一方、上端円盤部1
5及び下端円盤部17によりステム部13(案内部材1
1)からの抜けが防止されている。
The liquid level detector 1 has a guide member 11 for guiding the float 3 up and down. The guide member 11 extends in the vertical direction and has a diameter of about 8 mm loosely inserted into the hole of the float 3 and a length (height) in the vertical direction.
It has a substantially cylindrical stem portion 13 of about 30 mm. In addition,
The stem 13 is made of a material such as PA66. The upper and lower ends of the stem 13 are provided with floats 3.
A substantially disk-shaped upper disk portion 15 and a lower disk portion 17 having a diameter of about 20 mm, which is larger than the inner diameter and smaller than the outer diameter, are fixed. Therefore, the float 3 can freely move in the vertical direction along the stem 13 while the upper end disc 1
5 and the lower end disk portion 17, the stem portion 13 (the guide member 1).
1) is prevented.

【0022】案内部材11のステム部13内には、水平
方向の長さが約7mm、鉛直方向の長さが28mm、厚
さが約1mmの略矩形板状の基板19が挿入され固着さ
れている。この基板19の一表面には、磁気センサであ
る2つのホール素子(第1ホール素子21及び第2ホー
ル素子23)が鉛直方向にそれぞれ離間して固着されて
いる。第1ホール素子21と第2ホール素子23は、約
8mmの間隔を開けて、第1ホール素子21が上方に第
2ホール素子23が下方に固着されている。これら第
1,第2ホール素子21,23は、同様の特性を有す
る。即ち、第1,第2ホール素子21,23に駆動電圧
を印加すると、液面に追従するフロート3に配置された
永久磁石5の昇降位置に応じて変化する磁束密度を検知
して、その磁束密度に対応する電気信号、より具体的に
は、その磁束密度にほぼ直線的に対応する電圧を出力す
る。なお、この出力電圧は、駆動電圧に比例する。
A substantially rectangular plate-like substrate 19 having a horizontal length of about 7 mm, a vertical length of 28 mm, and a thickness of about 1 mm is inserted and fixed in the stem 13 of the guide member 11. I have. On one surface of the substrate 19, two Hall elements (a first Hall element 21 and a second Hall element 23), which are magnetic sensors, are fixed to be separated from each other in the vertical direction. The first Hall element 21 and the second Hall element 23 are fixed at an interval of about 8 mm, and the first Hall element 21 is fixed above and the second Hall element 23 is fixed below. These first and second Hall elements 21 and 23 have similar characteristics. That is, when a drive voltage is applied to the first and second Hall elements 21 and 23, the magnetic flux density that changes according to the elevation position of the permanent magnet 5 disposed on the float 3 that follows the liquid surface is detected, and the magnetic flux is detected. An electric signal corresponding to the density, more specifically, a voltage substantially linearly corresponding to the magnetic flux density is output. This output voltage is proportional to the drive voltage.

【0023】さらに詳細に説明すると、第1ホール素子
21は、図1中に上下の矢印で示す液面レベルの所定検
知範囲(h=0〜10mm)内において、液面レベルが
上昇(永久磁石5が上昇)すると、図3のグラフに実線
で示すように、出力が徐々に増加し、逆に、液面レベル
が下降(永久磁石5が下降)すると、それに伴い出力が
徐々に減少する位置に配置されている。さらに、第1ホ
ール素子21は、液面レベルの所定検知範囲(h=0〜
10mm)内において、その出力の増加及び減少がほぼ
直線的に変化する位置に配置されている。なお、図3
は、液面レベルと第1,第2ホール素子21,23の出
力との関係を示している。液面レベルは、所定検知範囲
内の下限を基準(h=0mm)、上限をh=10mmと
し、第1,第2ホール素子21,23の出力は、実際の
第1,第2ホール素子21,23の出力を約400倍に
増幅した後の値で示してある。
More specifically, the first Hall element 21 raises the liquid level (permanent magnet) within a predetermined detection range (h = 0 to 10 mm) of the liquid level indicated by the up and down arrows in FIG. When the liquid level rises (as shown by the solid line in the graph of FIG. 3), the output gradually increases. Conversely, when the liquid level falls (the permanent magnet 5 falls), the output gradually decreases. Are located in Further, the first Hall element 21 has a predetermined detection range (h = 0 to 0) of the liquid level.
10 mm), the output is increased or decreased almost linearly. Note that FIG.
Indicates the relationship between the liquid level and the outputs of the first and second Hall elements 21 and 23. The liquid level is determined based on the lower limit within a predetermined detection range (h = 0 mm) and the upper limit is set as h = 10 mm. The outputs of the first and second Hall elements 21 and 23 are output from the actual first and second Hall elements 21. , 23 are amplified about 400 times.

【0024】これに対し、第2ホール素子23は、上記
所定検知範囲内において、液面レベルが上昇(永久磁石
5が上昇)すると、図3のグラフに破線で示すように、
出力が徐々に減少し、逆に、液面レベルが下降(永久磁
石5が下降)すると、それに伴い出力が徐々に増加する
位置に配置されている。さらに、第2ホール素子23
も、液面レベルの所定検知範囲内において、その出力の
増加及び減少がほぼ直線的に変化する位置に配置されて
いる。またさらに、第1,第2ホール素子21,23
は、それらの出力の増加または減少が対称的となるよう
に配置されている。
On the other hand, when the liquid level rises (the permanent magnet 5 rises) within the above-mentioned predetermined detection range, the second Hall element 23, as shown by a broken line in the graph of FIG.
The output is gradually reduced, and conversely, when the liquid level decreases (the permanent magnet 5 lowers), the output is gradually increased accordingly. Further, the second Hall element 23
Are also arranged at positions where the increase and decrease of the output change almost linearly within a predetermined detection range of the liquid level. Furthermore, the first and second Hall elements 21 and 23
Are arranged such that their output increases or decreases symmetrically.

【0025】案内部材11内の基板19は、第1,第2
ホール素子21,23を有する他、第1,第2ホール素
子21,23を駆動制御すると共に、液面レベルの検知
出力をリード線25により外部へ導くための駆動制御回
路31を有する。図4は、この駆動制御回路31の概略
を示す説明図であり、図5は、この駆動制御回路31の
回路図である。
The substrate 19 in the guide member 11 includes first and second
In addition to having the Hall elements 21 and 23, it has a drive control circuit 31 for controlling the driving of the first and second Hall elements 21 and 23 and guiding the detection output of the liquid level to the outside through the lead wire 25. FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing the drive control circuit 31, and FIG. 5 is a circuit diagram of the drive control circuit 31.

【0026】この駆動制御回路31は、第1ホール素子
21からの出力電圧を増幅する第1増幅回路33と、第
2ホール素子23からの出力電圧を増幅する第2増幅回
路35を有する。第1増幅回路33は、図5に示すよう
に、第1オペアンプAM1の他、一方で第1ホール素子
21のホール電圧出力(−)端子に接続し他方で第1オ
ペアンプAM1の反転入力端子に接続する第1抵抗R1
と、一方で第1ホール素子21のホール出力端子(+)
端子に接続し他方で第1オペアンプAM1の非反転入力
端子に接続する第2抵抗R2を有する。また、第1オペ
アンプAM1の反転入力端子と出力端子との間には、第
4抵抗R4と第1コンデンサC1が並列に接続されてい
る。また、第1オペアンプAM1の非反転入力端子に
は、他方でアースに接続する第3抵抗R3が接続されて
いる。
The drive control circuit 31 has a first amplifier circuit 33 for amplifying the output voltage from the first Hall element 21 and a second amplifier circuit 35 for amplifying the output voltage from the second Hall element 23. As shown in FIG. 5, the first amplifying circuit 33 is connected to the Hall voltage output (-) terminal of the first Hall element 21 on the one hand and to the inverting input terminal of the first operational amplifier AM1 on the other hand in addition to the first operational amplifier AM1. First resistor R1 to be connected
On the other hand, the Hall output terminal (+) of the first Hall element 21
It has a second resistor R2 connected to the terminal and the other end connected to the non-inverting input terminal of the first operational amplifier AM1. A fourth resistor R4 and a first capacitor C1 are connected in parallel between the inverting input terminal and the output terminal of the first operational amplifier AM1. Further, a third resistor R3 connected to the other side to the ground is connected to the non-inverting input terminal of the first operational amplifier AM1.

【0027】また、第2増幅回路35も同様に、第2オ
ペアンプAM2の他、一方で第2ホール素子23のホー
ル電圧出力(−)端子に接続し他方で第2オペアンプA
M2の反転入力端子に接続する第5抵抗R5と、一方で
第2ホール素子23のホール電圧出力(+)端子に接続
し他方で第2オペアンプAM2の非反転入力端子に接続
する第6抵抗R6を有する。また、第2オペアンプAM
2の反転入力端子と出力端子との間には、第8抵抗R8
と第2コンデンサC2が並列に接続されている。また、
第2オペアンプAM2の非反転入力端子には、他方でア
ースに接続する第7抵抗R7が接続されている。なお、
第1抵抗R1と第5抵抗R5、第2抵抗R2と第6抵抗
R6、第3抵抗R3と第7抵抗R7、第4抵抗R4と第
8抵抗R8の各抵抗値はそれぞれ等しく、また、第1コ
ンデンサC1と第2コンデンサC2の静電容量も等しく
してある。従って、第1増幅回路33と第2増幅回路3
5は同様の増幅率を示す。
Similarly, the second amplifying circuit 35 is connected to the Hall voltage output (−) terminal of the second Hall element 23 on the one hand and the second operational amplifier A on the other hand in addition to the second operational amplifier AM2.
A fifth resistor R5 connected to the inverting input terminal of M2, and a sixth resistor R6 connected to the Hall voltage output (+) terminal of the second Hall element 23 on the one hand and to the non-inverting input terminal of the second operational amplifier AM2 on the other hand. Having. Further, the second operational amplifier AM
An eighth resistor R8 is connected between the inverting input terminal and the output terminal of
And the second capacitor C2 are connected in parallel. Also,
A non-inverting input terminal of the second operational amplifier AM2 is connected to a seventh resistor R7 which is connected to the other side to the ground. In addition,
The resistance values of the first resistor R1 and the fifth resistor R5, the second resistor R2 and the sixth resistor R6, the third resistor R3 and the seventh resistor R7, the fourth resistor R4 and the eighth resistor R8 are equal, and The capacitances of the first capacitor C1 and the second capacitor C2 are also equal. Therefore, the first amplifier circuit 33 and the second amplifier circuit 3
5 shows a similar amplification factor.

【0028】また、駆動制御回路31は、第1増幅回路
33により増幅された第1ホール素子21の出力電圧
を、デジタルメータやアナログメータ等を有する外部の
回路等へ出力するための出力調整回路37を有する。こ
の出力調整回路37は、図5に示すように、第14抵抗
R14、第15抵抗R15、第4コンデンサC4、及び
ツェナーダイオードZDからなる。
The drive control circuit 31 is an output adjustment circuit for outputting the output voltage of the first Hall element 21 amplified by the first amplifier circuit 33 to an external circuit having a digital meter, an analog meter, and the like. 37. This output adjustment circuit 37 includes a fourteenth resistor R14, a fifteenth resistor R15, a fourth capacitor C4, and a Zener diode ZD, as shown in FIG.

【0029】また、駆動制御回路31は、第1増幅回路
33の第1オペアンプAM1の出力端子及び第2増幅回
路35の第2オペアンプAM2の出力端子に接続する反
転増幅回路41を有する。この反転増幅回路41は、第
3オペアンプAM3を有する。そして、第3オペアンプ
AM3の反転入力端子は、第9抵抗R9を介して第1オ
ペアンプAM1の出力端子が接続されると共に、第10
抵抗R10を介して第2オペアンプAM2の出力端子が
接続されている。また、第3オペアンプAM3の反転入
力端子と出力端子との間には、第13抵抗R13と第3
コンデンサC3が並列に接続されている。さらに、この
反転増幅回路41は、電源に接続する第11抵抗R11
とこれと直列に接続し他方でアースに接続する第12抵
抗R12を有し、これら第11抵抗R11と第12抵抗
R12の接続点が、第3オペアンプAM3の非反転入力
端子に接続している。また、第3オペアンプAM3の出
力端子は、第1,第2ホール素子21,23に駆動電圧
を印加するため、これら第1,第2ホール素子21,2
3の電圧入力(+)端子に接続されている。なお、第
1,第2ホール素子21,23の電圧入力(−)端子は
アースに接続されている。第11抵抗R11と第12抵
抗R12の接続点の電位は、所定の基準電位となるが、
本実施形態では、5Vの電圧を印加したとき、基準電圧
が約3.3Vとなるように、第11抵抗R11と第12
抵抗R12の抵抗値を選択してある。
The drive control circuit 31 has an inverting amplifier circuit 41 connected to the output terminal of the first operational amplifier AM1 of the first amplifier circuit 33 and the output terminal of the second operational amplifier AM2 of the second amplifier circuit 35. This inverting amplifier circuit 41 has a third operational amplifier AM3. The inverting input terminal of the third operational amplifier AM3 is connected to the output terminal of the first operational amplifier AM1 via the ninth resistor R9,
The output terminal of the second operational amplifier AM2 is connected via the resistor R10. The thirteenth resistor R13 and the third resistor R13 are connected between the inverting input terminal and the output terminal of the third operational amplifier AM3.
The capacitor C3 is connected in parallel. Further, the inverting amplifier circuit 41 includes an eleventh resistor R11 connected to a power supply.
And a twelfth resistor R12 connected in series with the other and connected to the ground, and a connection point between the eleventh resistor R11 and the twelfth resistor R12 is connected to the non-inverting input terminal of the third operational amplifier AM3. . The output terminal of the third operational amplifier AM3 applies a drive voltage to the first and second Hall elements 21 and 23.
3 is connected to the voltage input (+) terminal. The voltage input (-) terminals of the first and second Hall elements 21 and 23 are connected to the ground. The potential at the connection point between the eleventh resistor R11 and the twelfth resistor R12 is a predetermined reference potential,
In the present embodiment, the eleventh resistor R11 and the twelfth resistor R11 are set so that the reference voltage becomes approximately 3.3 V when a voltage of 5 V is applied.
The resistance value of the resistor R12 is selected.

【0030】このような液面レベル検出装置1は、次の
ように動作する。即ち、駆動制御回路31を作動させる
と、図4及び図5で示したように、第1,第2ホール素
子21,23に駆動電圧が印加される。すると、第1,
第2ホール素子21,23は、液面に追従して昇降する
フロート3に取り付けられた永久磁石5による磁束密度
を検知して、その磁束密度に比例した電圧(液面レベル
に対応した電圧)をそれぞれ出力する。
The liquid level detecting device 1 operates as follows. That is, when the drive control circuit 31 is operated, a drive voltage is applied to the first and second Hall elements 21 and 23 as shown in FIGS. Then, the first,
The second Hall elements 21 and 23 detect the magnetic flux density of the permanent magnet 5 attached to the float 3 that moves up and down following the liquid level, and detects a voltage proportional to the magnetic flux density (a voltage corresponding to the liquid level). Are output.

【0031】ここで、前述したように、第1ホール素子
21と第2ホール素子23とは同様の特性を有し、しか
も、第1ホール素子21は、液面レベルの所定検知範囲
(h=0〜10mm)内において、液面レベルが上昇す
ると、図3のグラフに実線で示すように、出力が直線的
に増加し、逆に、液面レベルが下降すると、それに伴い
出力が直線的に減少する。一方、第2ホール素子23
は、この所定検知範囲内において、液面レベルが上昇す
ると、図3のグラフに破線で示すように、その出力が第
1ホール素子21の出力とは対称的に直線的に減少し、
逆に、液面レベルが下降すると、それに伴い出力が第1
ホール素子21の出力とは対称的に直線的に増加する。
このため、第1,第2ホール素子21,23の出力の和
は、液面レベル(永久磁石5の昇降位置)に拘わらず常
にほぼ一定となる。
Here, as described above, the first Hall element 21 and the second Hall element 23 have the same characteristics, and the first Hall element 21 has a predetermined detection range (h = Within 0 to 10 mm), when the liquid level rises, the output increases linearly as shown by the solid line in the graph of FIG. 3, and conversely, when the liquid level falls, the output linearly increases. Decrease. On the other hand, the second Hall element 23
When the liquid level rises within this predetermined detection range, the output decreases linearly symmetrically with the output of the first Hall element 21, as indicated by the broken line in the graph of FIG.
Conversely, if the liquid level falls, the output will be
The output of the Hall element 21 increases linearly symmetrically.
Therefore, the sum of the outputs of the first and second Hall elements 21 and 23 is always substantially constant irrespective of the liquid level (the position where the permanent magnet 5 is raised and lowered).

【0032】第1ホール素子21の出力電圧は、第1増
幅回路33に入力され、所定の割合で増幅される。増幅
された出力電圧は、反転増幅回路41に入り、第9抵抗
R9を介して第3オペアンプAM3の反転入力端子へ入
力される。また、第1増幅回路33で増幅された出力電
圧は、出力調整回路37にも入力される。そして、この
出力調整回路37から液面レベルに対応した電圧が外部
ヘ出力され、例えば、自動車の室内に設置されたメータ
等に液面レベルが表示される。これにより運転者は、エ
ンジンオイルの残存量を把握することができる。
The output voltage of the first Hall element 21 is input to the first amplifier circuit 33 and is amplified at a predetermined ratio. The amplified output voltage enters the inverting amplifier circuit 41, and is input to the inverting input terminal of the third operational amplifier AM3 via the ninth resistor R9. The output voltage amplified by the first amplification circuit 33 is also input to the output adjustment circuit 37. Then, a voltage corresponding to the liquid level is output from the output adjustment circuit 37 to the outside, and the liquid level is displayed on, for example, a meter installed in the interior of the automobile. This allows the driver to know the remaining amount of engine oil.

【0033】また、第2ホール素子23の出力電圧は、
第2増幅回路35に入力され、第1増幅回路33の場合
と同様に所定の割合で増幅される。そして、増幅された
出力電圧は、反転増幅回路41にのみ入り、第10抵抗
R10を介して第3オペアンプAM3の反転入力端子へ
入力される。従って、この反転入力端子には、第1ホー
ル素子21の出力を増幅させた出力電圧と、第2ホール
素子23の出力を増幅させた出力電圧とを合わせた出力
電圧が入力される。
The output voltage of the second Hall element 23 is
The signal is input to the second amplifying circuit 35 and is amplified at a predetermined ratio as in the case of the first amplifying circuit 33. Then, the amplified output voltage enters only the inverting amplifier circuit 41 and is input to the inverting input terminal of the third operational amplifier AM3 via the tenth resistor R10. Therefore, an output voltage obtained by adding the output voltage obtained by amplifying the output of the first Hall element 21 and the output voltage obtained by amplifying the output of the second Hall element 23 is input to the inverting input terminal.

【0034】第3オペアンプAM3の反転入力端子に入
力された出力電圧は、基準電圧(約3.3V)と比較さ
れる。その際、入力された電圧が基準電圧よりも高い場
合や低い場合には、入力された電圧が基準電圧と等しく
なるように、その差に応じた大きさの電圧が出力端子か
ら出力される。そして、この出力電圧に応じて第1,第
2ホール素子21,23が駆動される。このようなフィ
ードバック制御を受けることによって、第1増幅回路3
3の出力電圧と第2増幅回路35の出力電圧の和、従っ
て、第1ホール素子21の出力電圧と第2ホール素子2
3の出力電圧の和は、常に所定の値となる。
The output voltage input to the inverting input terminal of the third operational amplifier AM3 is compared with a reference voltage (about 3.3 V). At this time, when the input voltage is higher or lower than the reference voltage, a voltage having a magnitude corresponding to the difference is output from the output terminal so that the input voltage becomes equal to the reference voltage. Then, the first and second Hall elements 21 and 23 are driven according to the output voltage. By receiving such feedback control, the first amplifier circuit 3
3 and the output voltage of the second amplifying circuit 35, and therefore the output voltage of the first Hall element 21 and the second Hall element 2
The sum of the three output voltages is always a predetermined value.

【0035】具体的に説明すると、液温に変動があった
場合、例えば、第1,第2ホール素子21,23の出力
が低下するように液温が上昇したとしても、両者の出力
の和が所定値となるように制御されているため、駆動電
圧が高くなるように制御させるから、結局、第1,第2
ホール素子21,23の出力はいずれも引き上げられ
て、両者の出力の和は一定の所定値に保たれる。従っ
て、第1,第2ホール素子21,23の出力を測定すれ
ば、液温の変動に拘わらず、正確に磁束密度、即ち液面
レベルを計測することができる。また、液面レベル検出
装置1の個体間における永久磁石5に特性のバラツキが
あった場合、例えば、磁力が通常より低い永久磁石5を
使用したために、第1,第2ホール素子21,23の出
力がいずれも低くなっている場合でも、両者の出力の和
が所定値となるように制御されているため、駆動電圧が
高くなるように制御させるから、結局、第1,第2ホー
ル素子21,23の出力はいずれも引き上げられて、両
者の出力の和は一定の所定値に保たれる。従って、第
1,第2ホール素子21,23の出力を測定すれば、永
久磁石5に特性のバラツキがあっても、正確に液面レベ
ルを計測することができる。
More specifically, if the liquid temperature fluctuates, for example, even if the liquid temperature rises so that the outputs of the first and second Hall elements 21 and 23 decrease, the sum of the outputs of the two elements will be calculated. Is controlled to be a predetermined value, so that the drive voltage is controlled to be high.
The outputs of the Hall elements 21 and 23 are both raised, and the sum of the outputs of the two is maintained at a constant predetermined value. Therefore, if the outputs of the first and second Hall elements 21 and 23 are measured, the magnetic flux density, that is, the liquid level can be accurately measured regardless of the fluctuation of the liquid temperature. Further, when there is a variation in the characteristics of the permanent magnets 5 between the individual liquid level detecting devices 1, for example, the permanent magnets 5 having a lower than normal magnetic force are used. Even when the outputs are both low, since the sum of the outputs is controlled to be a predetermined value, the drive voltage is controlled to be high, so that the first and second Hall elements 21 , 23 are raised, and the sum of both outputs is kept at a constant predetermined value. Therefore, if the outputs of the first and second Hall elements 21 and 23 are measured, the liquid level can be accurately measured even if the characteristics of the permanent magnet 5 vary.

【0036】さらに、本実施形態では、図3に示すよう
に、第1,第2ホール素子21,23の出力が、所定検
知範囲(h=0〜10mm)内でほぼ直線的に変化す
る。従って、第1,第2ホール素子21,23の出力が
曲線等である場合に行う出力変換等が不要であり、第
1,第2ホール素子21,23の出力から容易に液面レ
ベルを検出することができる。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the outputs of the first and second Hall elements 21 and 23 change almost linearly within a predetermined detection range (h = 0 to 10 mm). Therefore, the output conversion or the like performed when the output of the first and second Hall elements 21 and 23 is a curve or the like is unnecessary, and the liquid level can be easily detected from the output of the first and second Hall elements 21 and 23. can do.

【0037】また、本実施形態の駆動制御回路31は、
第1増幅回路33と第2増幅回路35と反転増幅回路4
1を備える。このため、第1ホール素子21の出力電圧
は、第1増幅回路33で増幅され、第2ホール素子23
の出力電圧は、第2増幅回路35で増幅される。そし
て、これらの増幅された出力電圧の和と所定の基準電圧
とが等しくなるように、第1,第2ホール素子21,2
3への駆動電圧をフィードバック制御している。従っ
て、この駆動制御回路31は、簡単な回路でありなが
ら、第1,第2ホール素子21,23の出力電圧の和が
常に所定値となるように、第1,第2ホール素子21,
23を駆動制御することができる。
Further, the drive control circuit 31 of the present embodiment
First amplifier circuit 33, second amplifier circuit 35, and inverting amplifier circuit 4
1 is provided. For this reason, the output voltage of the first Hall element 21 is amplified by the first amplification circuit 33 and
Is amplified by the second amplifier circuit 35. Then, the first and second Hall elements 21 and 22 are set such that the sum of the amplified output voltages and the predetermined reference voltage become equal.
3 is feedback-controlled. Therefore, the drive control circuit 31 is a simple circuit, and the first and second Hall elements 21 and 21 are controlled so that the sum of the output voltages of the first and second Hall elements 21 and 23 always becomes a predetermined value.
23 can be drive-controlled.

【0038】また、第1ホール素子21と第2ホール素
子23の出力は、液面レベルの所定検出範囲(h=0〜
10mm)内において、永久磁石5の昇降位置に応じて
対称的に変化する。従って、一方のホール素子(第1ホ
ール素子21)の出力を測定するだけで、液面レベルを
正確に検出することができる。また、一方のホール素子
の出力のみを測定する場合は、双方のホール素子の出力
を測定する場合に比べて、液面レベル検出装置1をより
簡素で安価なものにすることができる。
The output of the first Hall element 21 and the output of the second Hall element 23 correspond to a predetermined detection range of the liquid level (h = 0 to 0).
10 mm), it changes symmetrically according to the position of the permanent magnet 5 ascending and descending. Therefore, the liquid level can be accurately detected only by measuring the output of one Hall element (first Hall element 21). Further, when only the output of one Hall element is measured, the liquid level detecting device 1 can be made simpler and less expensive than when measuring the output of both Hall elements.

【0039】ここで、本発明を適用することにより得ら
れる効果を確認するために、以下の調査を行った。即
ち、本実施形態の液面レベル検出装置1と比較形態(従
来形態)の液面レベル検出装置について、液温の変化に
対するホール素子の出力変化を測定した。なお、比較形
態の液面レベル検出装置は、磁気センサとして、ホール
素子を1つだけ備えるもの、即ち、本実施形態の液面レ
ベル装置1から第2ホール素子23やそれに関わる回路
等を取り除いたものである。
Here, the following investigation was conducted to confirm the effects obtained by applying the present invention. That is, the change in the output of the Hall element with respect to the change in the liquid temperature was measured for the liquid level detector 1 of the present embodiment and the liquid level detector of the comparative example (conventional form). The liquid level detection device of the comparative embodiment has only one Hall element as a magnetic sensor, that is, the second Hall element 23, circuits related thereto, etc. are removed from the liquid level device 1 of the present embodiment. Things.

【0040】調査は、具体的には次のように行った。本
実施形態の液面レベル検出装置1において、フロート3
の昇降位置を固定した。そして、液温を−40℃〜12
0℃まで20℃ずつ変化させて、それぞれの液温におけ
る第1ホール素子21の出力電圧を測定した。また、比
較形態の液面レベル検出装置も、同様に調査した。その
結果、図6に示すグラフがそれぞれ得られた。なお、図
6の縦軸に示すホール素子の出力(センサ出力)は、実
際のホール素子の出力を400倍に増幅した後の値で示
してある。
The investigation was specifically performed as follows. In the liquid level detecting device 1 of the present embodiment, the float 3
The lifting position was fixed. And, the liquid temperature is -40C to 12C.
The output voltage of the first Hall element 21 at each liquid temperature was measured while changing the temperature by 0 ° C. in steps of 20 ° C. In addition, a liquid level detection device of a comparative example was also investigated. As a result, the graphs shown in FIG. 6 were obtained. Note that the output (sensor output) of the Hall element shown on the vertical axis in FIG. 6 is a value obtained by amplifying the actual output of the Hall element by 400 times.

【0041】グラフから判るように、比較形態の液面レ
ベル検出装置は、液温が上昇すると、それに伴ってホー
ル素子の出力がほぼ直線的に大きく減少する。つまり、
永久磁石の昇降位置が同じでも、液温が変化することに
よりホール素子の出力が大きく変化してしまうことを示
している。従って、このような従来の液面レベル検出装
置では、液面レベルを正確に検出することができない。
これに対し、本実施形態の液面レベル検出装置1は、液
温が−40℃〜120℃まで大きく変化しても、第1ホ
ール素子21の出力はほとんど変化しない。従って、本
実施形態の液面レベル検出装置1は、液温の影響を受け
ることなく、液面レベルを正確に検出することが可能で
ある。このように、本発明を液面レベル検出装置に適用
することにより、液面レベルを正確に検出することがで
きるようになる。
As can be seen from the graph, in the liquid level detection device of the comparative embodiment, as the liquid temperature increases, the output of the Hall element decreases substantially linearly and greatly. That is,
This shows that the output of the Hall element greatly changes due to a change in the liquid temperature even when the elevation position of the permanent magnet is the same. Therefore, such a conventional liquid level detecting device cannot accurately detect the liquid level.
On the other hand, in the liquid level detecting device 1 of the present embodiment, the output of the first Hall element 21 hardly changes even if the liquid temperature changes greatly from -40 ° C to 120 ° C. Therefore, the liquid level detecting device 1 of the present embodiment can accurately detect the liquid level without being affected by the liquid temperature. As described above, by applying the present invention to the liquid level detecting device, the liquid level can be accurately detected.

【0042】以上において、本発明を実施形態に即して
説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適
用できることはいうまでもない。例えば、上記実施形態
では、略リング状の永久磁石5をフロート3の内周の凹
溝3hに固着した液面レベル検出装置1を示したが、永
久磁石5の形状やフロート4への取り付け位置等はこれ
に限定されるものではなく、適宜変更することができ
る。例えば、リング状の永久磁石をフロート内部やフロ
ートの上面あるいは下面に取り付けるようにしてもよ
い。また、略板状の永久磁石を使用し、これをフロート
に取り付けることも可能である。
In the above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and it is needless to say that the present invention can be appropriately modified and applied without departing from the gist of the present invention. Nor. For example, in the above-described embodiment, the liquid level detecting device 1 in which the substantially ring-shaped permanent magnet 5 is fixed to the concave groove 3h on the inner periphery of the float 3 has been described, but the shape of the permanent magnet 5 and the mounting position on the float 4 are described. Are not limited to these, and can be changed as appropriate. For example, a ring-shaped permanent magnet may be mounted inside the float or on the upper or lower surface of the float. It is also possible to use a substantially plate-shaped permanent magnet and attach it to the float.

【0043】また、上記実施形態では、略円筒状のフロ
ート3と、フロート3の孔にステム部13が遊挿された
案内部材11と有する液面レベル検出装置1を示した
が、フロート3の内周と案内部材11の外周の形状は、
フロート3が液面に追従して案内部材11に沿って昇降
することが可能であれば、いずれの形状としてもよい。
例えば、両者の水平方向の断面形状をそれぞれ楕円状と
し、フロートを案内部材に対して回転不能となるように
してもよい。また、円盤状のフロートを筒状の案内部材
の内部に遊挿し、フロートが案内部材の内部を昇降する
ようにしてもよい。この場合、ホール素子は、案内部材
の筒状の壁面部に取り付けても良いし、案内部材の上端
及び下端に取り付けることもできる。
Further, in the above embodiment, the liquid level detecting device 1 having the substantially cylindrical float 3 and the guide member 11 in which the stem 13 is loosely inserted into the hole of the float 3 is shown. The shape of the inner circumference and the outer circumference of the guide member 11 is
The float 3 may have any shape as long as it can move up and down along the guide member 11 following the liquid surface.
For example, the cross-sectional shape in the horizontal direction may be elliptical, and the float may not be rotatable with respect to the guide member. Further, a disk-shaped float may be loosely inserted inside the cylindrical guide member, and the float may be moved up and down inside the guide member. In this case, the Hall element may be attached to the cylindrical wall surface of the guide member, or may be attached to the upper and lower ends of the guide member.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態に係る液面レベル検出装置の縦断面図
である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a liquid level detecting device according to an embodiment.

【図2】実施形態に係る液面レベル検出装置の横断面図
である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid level detecting device according to the embodiment.

【図3】実施形態に係る液面レベル検出装置について、
液面レベルと第1,第2ホール素子の出力電圧との関係
を示すグラフである。
FIG. 3 illustrates a liquid level detection device according to an embodiment.
5 is a graph showing a relationship between a liquid level and output voltages of first and second Hall elements.

【図4】実施形態に係る液面レベル検出装置の駆動制御
回路を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a drive control circuit of the liquid level detection device according to the embodiment.

【図5】実施形態に係る液面レベル検出装置の駆動制御
回路の回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram of a drive control circuit of the liquid level detecting device according to the embodiment.

【図6】実施形態と比較形態における液温とホール素子
の出力との関係を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the liquid temperature and the output of the Hall element in the embodiment and the comparative embodiment.

【符号の説明】 1 液面レベル検出装置 3 フロート 5 永久磁石 11 案内部材 21 第1ホール素子(第1磁気センサ) 23 第2ホール素子(第2磁気センサ) 31 駆動制御回路 33 第1増幅回路 35 第2増幅回路 41 反転増幅回路[Description of Signs] 1 Liquid level detection device 3 Float 5 Permanent magnet 11 Guide member 21 First Hall element (first magnetic sensor) 23 Second Hall element (second magnetic sensor) 31 Drive control circuit 33 First amplifier circuit 35 Second amplifier circuit 41 Inverting amplifier circuit

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】液面に追従して昇降するフロートと、 上記フロートに取り付けられた永久磁石と、 上記フロートの昇降を案内する案内部材と、 上記案内部材に取り付けられ、上記永久磁石の昇降位置
に応じて変化する磁束密度を検知して、その磁束密度に
対応する電気信号を出力する第1磁気センサと、 上記
案内部材に上記第1磁気センサよりも下方に取り付けら
れ、上記第1磁気センサと同様な特性を有する第2磁気
センサと、 上記第1磁気センサと第2磁気センサを駆動制御する駆
動制御回路と、を備える液面レベル検出装置であって、 上記第1磁気センサは、液面レベルの所定検知範囲内に
おいて、その出力が上記永久磁石の上昇時に徐々に増加
する位置または減少する位置に配置され、 上記第2磁気センサは、上記所定検知範囲内において、
その出力が上記永久磁石の上昇時に上記第1磁気センサ
の出力とは対称的に徐々に減少する位置または増加する
位置に配置され、 上記駆動制御回路は、上記第1磁気センサと第2磁気セ
ンサの出力の和が所定値となるように、これら第1磁気
センサ及び第2磁気センサを駆動制御する液面レベル検
出装置。
1. A float that rises and falls following a liquid surface, a permanent magnet attached to the float, a guide member that guides the float up and down, and an ascending and descending position of the permanent magnet that is attached to the guide member. A first magnetic sensor that detects a magnetic flux density that changes according to the first magnetic sensor and outputs an electric signal corresponding to the magnetic flux density; and a first magnetic sensor that is attached to the guide member below the first magnetic sensor. A liquid level detection device comprising: a second magnetic sensor having the same characteristics as described above; and a drive control circuit that drives and controls the first magnetic sensor and the second magnetic sensor. Within a predetermined detection range of the surface level, the output is arranged at a position where the output gradually increases or decreases when the permanent magnet is raised, and the second magnetic sensor is located within the predetermined detection range. At
The output is arranged at a position where the output of the first magnetic sensor gradually decreases or increases symmetrically with the output of the first magnetic sensor when the permanent magnet rises. The drive control circuit includes the first magnetic sensor and the second magnetic sensor. A liquid level detecting device for controlling the driving of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor so that the sum of the outputs of the first and second magnetic sensors becomes a predetermined value.
【請求項2】液面に追従して昇降するフロートと、 上記フロートに取り付けられた永久磁石と、 上記フロートの昇降を案内する案内部材と、 上記案内部材に取り付けられ、上記永久磁石の昇降位置
に応じて変化する磁束密度を検知して、その磁束密度に
対応する電気信号を出力する第1磁気センサと、 上記
案内部材に上記第1磁気センサよりも下方に取り付けら
れ、上記第1磁気センサと同様な特性を有する第2磁気
センサと、 上記第1磁気センサと第2磁気センサを駆動制御する駆
動制御回路と、を備える液面レベル検出装置であって、 上記第1磁気センサと第2磁気センサは、液面レベルの
所定検知範囲内において、それらの出力がいずれも上記
永久磁石の上昇時に徐々に増加または減少し、かつ、そ
れらの出力の和が永久磁石の昇降位置に拘わらず一定と
なる位置にそれぞれ配置され、 上記駆動制御回路は、上記第1磁気センサと第2磁気セ
ンサの出力の和が所定値となるように、これら第1磁気
センサ及び第2磁気センサを駆動制御する液面レベル検
出装置。
2. A float that rises and falls following a liquid level, a permanent magnet attached to the float, a guide member that guides the float up and down, and an ascending and descending position of the permanent magnet attached to the guide member. A first magnetic sensor that detects a magnetic flux density that changes according to the first magnetic sensor and outputs an electric signal corresponding to the magnetic flux density; and a first magnetic sensor that is attached to the guide member below the first magnetic sensor. A liquid level detection device comprising: a second magnetic sensor having the same characteristics as described above; and a drive control circuit that drives and controls the first magnetic sensor and the second magnetic sensor. In the magnetic sensor, within the predetermined detection range of the liquid level, all of the outputs gradually increase or decrease when the permanent magnet rises, and the sum of the outputs increases when the permanent magnet rises. Each of the first and second magnetic sensors is arranged such that the sum of the outputs of the first and second magnetic sensors becomes a predetermined value. A liquid level detection device that drives and controls the sensor.
【請求項3】請求項1または請求項2に記載の液面レベ
ル検出装置であって、 前記第1磁気センサと第2磁気センサの出力は、前記液
面レベルの所定検知範囲内において、前記永久磁石の上
昇に伴いそれぞれ直線的に変化する液面レベル検出装
置。
3. The liquid level detecting device according to claim 1, wherein outputs of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are within a predetermined detection range of the liquid level. Liquid level detector that changes linearly with the rise of the permanent magnet.
【請求項4】請求項1〜請求項3のいずれかに記載の液
面レベル検出装置であって、 前記駆動制御回路は、 前記第1磁気センサの出力電圧を増幅する第1増幅回路
と、 前記第2磁気センサの出力電圧を増幅する第2増幅回路
と、 上記第1増幅回路及び第2増幅回路でそれぞれ増幅され
た出力電圧の和と所定の基準電圧とが等しくなるよう
に、上記第1磁気センサ及び第2磁気センサの駆動電圧
をフィードバック制御する反転増幅回路と、 を備える液面レベル検出装置。
4. The liquid level detecting device according to claim 1, wherein the drive control circuit includes: a first amplifier circuit that amplifies an output voltage of the first magnetic sensor; A second amplifier circuit for amplifying the output voltage of the second magnetic sensor; and the second amplifier circuit, wherein the sum of the output voltages amplified by the first amplifier circuit and the second amplifier circuit is equal to a predetermined reference voltage. A liquid level detection device comprising: an inverting amplifier circuit that feedback-controls a drive voltage of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor.
【請求項5】請求項1〜請求項4のいずれかに記載の液
面レベル検出装置であって、 前記第1磁気センサ及び第2磁気センサのいずれか一方
の出力に基づいて、液面レベルを検出する液面レベル検
出装置。
5. The liquid level detecting device according to claim 1, wherein the liquid level is detected based on an output of one of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor. A liquid level detector that detects
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