JPS60210725A - 液位検出装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は．水，蒸気，油，液化ガス等の液体の液位状況
を簡便でかつ精度良く検出する液位検出装置に関する。

従来技術 従来，正特性サーミスターは第１図に示す如く。

そのキュリ一温度付近で抵抗が急変する温度特性を呈す
ることは周知である。この温度特性を利用してこれまで
液体等の液位を検知する装置（例えば特公昭５５−６８
８，特公昭５５−１５３０）がいくつか実用されている
。これら従来装置は。

正特性サーミスターに電流を流し，自己加熱させたする
ため，この抵抗変化を測定し，液位として検知１表示す
るものである。

かかる装置では、正特性サーミスターの温度変化による
抵抗変化を測定する処理回路、該測定結果を液位に換算
し表示する表示回路などを必要とし。

演算増幅器（オペアンプ）などの複雑な機能素子を使わ
ざるを得ない。従って、装置全体が複雑かつ高価になり
、更に機能素子数が多いため信頼性。

耐久性が劣ると云う実用上の欠点を有する。

発明の目的 本発明は、従来の問題点を解消すると共に、主に、測定
すべき液体中か否かに応じて温度変化を受けることによ
？て抵抗変化する半導体素子と該抵抗変化に対応して点
滅周期を変化する発光素子とを有効利用した液位検出装
置であって、オペアンプ等の機能素子を使わない、極め
て簡単な構成とすることにより従来にはみられない、簡
便で精度、信頼性、耐久性等々に優れた液位検出装置を
提供することを目的とする。すなわち０本発明は半導体
素子として正特性サーミスターとリードリレーの駆動コ
イルを直列接続し、該リレーの接点の。

一方に前記正特性サーミスターと駆動コイルとの接続点
を接続し、前記リレー接点の他方に発光素子として発光
ダイオードを接続し、更に前記正特性サーミスターと並
列にコンデンサを接続してなシ。

前記正特性サーミスターが液体中か空気中かによって前
記発光ダイオードの点滅周期を変えて、液位として表示
させるようにした装置であって、従来技術のようなオペ
アンプやトランジスタ等の機能素子を必要とせず、極め
て容易に液位を検出できる実用上極めて有効な装置を提
供することを目的とするものである。

発明の構成 本発明の液位検出装置は、直流電圧を発生する電源手段
と、該電源手段に接続するコンデンサと継電器との直列
回路と、該継電器の接点の一方をコンデンサと継電器の
接続部に接続すると共に継電器の接点の他方を発光素子
に接続して成る表示手段と、該コンデンサに並列的に接
続し自らの温度により抵抗変化を生ずる半導体素子から
成る検出手段とによシ構成し、該半導体素子が測定すべ
き液体中か否かに応じて前記発光素子の点滅周期を変化
せしめ液体の液位を検出するようにした構成からなる。

さらに９本発明の装置は前記コンデンサと継電器及び半
導体素子とによシ充電回路を構成すると共に、該コンデ
ンサと発光素子とにより放電回路を構成し、前記半導体
素子の温度変化による抵抗変化に基づき該放電回路の作
動周期を変化し前記発光素子の点滅周期を液化せしめ液
体の液位を検出するようにした構成からなる。

発明の効果 とすることによシ、当該正特性サーミスターが測定すべ
き液体中か否かに応じて温度変化を受けて生じる大きな
抵抗変化を大きな電流変化として。

前記継電器に付与できる。従って当該の大きな電流変化
は継電器を直接作動できることとなり、極めて簡単な構
成で液体等の液位検出装置を実施できると云う大きな効
果を奏する。

更に本発明は、前記半導体素子の配置において。

当該半導体素子が温度変化を受けるべく状態にあれば良
く、液体に対する上限、下限及び最適位置など自在なる
配置とすることが可能であυ、その使用範囲は極めて広
範囲に適用できると云う大きな効果を奏する。

更に本発明は、前記半導体素子を固定すべく検出部は小
形、軽量なる構成で実施でき、自動車等のエンジンオイ
ルのレベルを検出するべくオイルパン等への装着が極め
て容易であり、運転者にエンジンオイルのレベルを運転
席等へ表示、警告する手段に適用できると云う自動車の
安全性向上にもつながる極めて大きな効果を奏する。

実施例 正特性サーミスターは、そのキュリ一温度付近で急激な
抵抗変化を示すスイッチ特性を有するが。

本発明にかかる液位検出器も、この正特性サーミスター
のスイッチ特性を有効に利用するものである。

以下第２図、第３図にもとづいて１本発明の具体的な実
施例を説明する。

第２図において液位検出器は電源部１と、コンデンサＣ
，リレーＬ９発光ダイオードＤからなる表示部２と正特
性サーミスターＰから成る検出部３とから構成される。

以上の構成において、電源１は、正特性サーミスターＰ
とリレー・Ｌの駆動コイ）ｖＬｃと直列接続され、コン
デンサＣは正特性サーミスターＰに並列接続される。更
に正特性サーミスターＰとリレーＬの駆動コイ）ｖＬａ
との接続点から、リレーＬの接点Ｌｐを介して９発光ダ
イオードＤが接続される。

かかる構成、接続において、正特性サーミスターＰが液
体Ｏ中にあるかもしくは空気中にあるかによυ、正特性
サすミスターＰ自体の温度変化による抵抗変化によって
、コンデンサＣと駆動コイルＬｃおよび正特性サーミス
ターＰ自体の抵抗値によって決定される周期によって、
コンデンサＣが九 光放電動作を行い１発光ダイオードＤが、前記周期で点
滅する。

従って発光ダイオードＤの点滅周期は、正特性サーミス
ターＰの温度状態による抵抗値によって変化するため、
正特性サーミスターＰが液体０中か否かを、前記発光ダ
イオードＤの点滅周期で表示できる。すなわち発光ダイ
オードＤの点滅周期は液位を示すこととなる。

第２図の構成、接続にもとづく液位検出の原理を第３図
、第４図によって詳細に説明する。

第２図は等測的に第６図で表わすことができ。

電源部１は電圧源Ｅ、コンデンサはＣ１正特性サーミヌ
タぜはＲｐ１発光ダイオードＤ及びリレー接点Ｌｐはス
イッチＳ、リレーの駆動コイ）ｖＬａはＺ／と表わす。

電圧源ＥからＥｏなる電圧を印加すると、駆動コイルの
両端には第４図及び第５図に示す充放電電圧Ｅ１が表わ
れる。

第４図は、正特性サーミスターＰが液体中に没入してお
り、それ自体の抵抗Ｒｐが小さい場合でおる。この時の
抵抗ＲｐをＲｐｏとすると、コンデンｒ　ＯハＣ（Ｒｐ
ｏ　＋　Ｚ！　）　ナル時定数Ｔｏ　テ充放電をくり返
す。

すなわち、駆動コイ／ｌ／　Ｌ　Ｑの両端の電圧Ｅ１が
ＴＯなる時定数で上昇し、駆動コイ）ｖＬａの動作電丘
Ｅｌに達するとリレー接点Ｌｐが閉じ１発光ダイオード
Ｄが点灯するため、前記両端の電圧Ｅ１は発光ダイオー
ドの動作電圧Ｅｄまで急激に低下する。駆動コイ／Ｌ’
　Ｌ　ｃの両端電圧Ｅ１が発光ダイオードＤの動作電圧
ＥｄＫ７１′ると駆動コイｙｖ　Ｌ　ｃは動作を維持で
きなくなシ、リレー接点ＬｐがＯＦＦ　となシ１発光ダ
イオードＤは消灯する。

次に再び駆動コイルＬｃの両端電圧Ｅ、は前記時定数Ｔ
ｏ　で上昇し９ｗｈ動コイＩＶ　Ｌ　ｃの動作電圧Ｅｌ
ｌに達する。

以上の動作をくシ返すことによシ、正特性サーミスター
が液体中に没入している時は小さい時定数すなわち早い
周期で発光ダイオードＤが点滅をくシ返す。（第４図） 次に正特性サーミスターＰが液体中から空気中に出ると
、正特性サーミスターＰ自体の加熱が進み、その抵抗値
は急激に大きくなる。この空気中における抵抗値をＲｐ
ａとすると前記時定数はＴａ＝（３（Ｒｐａ＋ＺＩｌ）
　となｊ９．Ｒｐａ＞＞ＲＰＯの条件から発光ダイオー
ドＤは大きな時定数すなわち遅い周期そ点滅をくシ返す
。（第５図ｆ）。

以上の動作原理から、正特性サーミスターＰが液体中Ｏ
に没入している時は正特性サーミスターＰ自体が冷却さ
れているため、その抵抗値Ｒｐは小さく、これと並列接
続されるコンデンサＣとリレオードＤが点滅し、正特性
サーミスターＰが空気中に出ると、正特性サーミスター
Ｐの加熱が進み、その抵抗値Ｒｐは急激に大きくなる。

従って、前記時定数が大きくなシ、遅い周期で発光ダイ
オードＤが点滅するため１発光ダイオードＤの点滅周期
は、正特性サーミスターＰが液体中か空気中かによって
液位を表示できることになる。

以上の結果１本発明の液位検出器は、正特性サーミスタ
ーとコンデンサの並列接続にリレーと発光ダイオードを
付加することによシ、オペアンプやトランジメタなどの
複雑な機能素子を使うことなく。

前記発光ダイオードの点滅周期で液位を表示できると云
う、極めて有効な方式を提供できるものである。

次に第２図に示した本発明の検出部３における好適な実
施例を第６図及び第７図によって説明する。

第６図は検出部３の正面図で、第７図はその断面図を示
す。

検出部３は治具３０と治具５０の内側に配設する正特性
サーミスターＰと、＃正特性サーミスターＰのリード線
３２とから構成する。

かかる構成の検出部５において、治具３０は中空とし、
その先端は開口構造かつ１円周上に液体等の流入を良く
する通路穴３１を有し、前記正特性サーミスターＰは、
前記通路穴３１付近に前記治具３０とは空間を隔てて、
配設する。

更に当該正特性サーミスターＰのリード線３２は治具３
０内を貫穴し、絶縁モーμド材３４にて固定され、治具
３０上端部よシリードカバー５５と共に外部へ導出され
る。更に治具３０はその上部に取付部６６を有し、自動
車等のオイルパンへ取付けることが可能である。以上の
構造による検出部３において、治具３０の先端を開口と
し、更に先端線に通路穴５１を設は正特性サーミスター
を空路的に配設してなる構造は、正特性サーミスターＰ
の温度によるスイッチ特性の時定数を改善できると共に
、正特性サーミスターＰの表面に付着したオイ／Ｌ／等
の油切れを良くでき、正特性サーミスターＰがオイル中
から空気中に出た時、正特性サーミスターＰ自体がすば
やく、空気中の加熱状態に達することができる。すなわ
ち、正特性サーミスターＰの表面の油切れ等を良くする
ことは、液位検出の応答性サーミスター、コンデンサ、
すＶ・−および発光ダイオードから構成されるのみで、
オペアンプやトランジスタなどの複雑な機能素子を使う
ことなく。

極めて簡単な方法によシ、液位な発光ダイオードの点滅
周期で表示できる。液位検出のセンサ部は正特性サーミ
スターのみであり、センサ自体の小型。

低コスト化が極めて容易で車載センサとして勝れている
。

更に複雑な回路素子を使わないため、信頼性。

耐べ性にも勝れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は正特性サーミスターの温度特性を示す線図、第
２図は本発明の実施例を示す概要図、第３図は実施例の
電気等価回路を示す線図、第４図。 第５図社それぞれ等価回路における電圧波形を示す線図
、第６図、第７図は検出部の具体的な実施例をそれぞれ
示す正面図及び縦断面図である。 図中　１・・・電源、Ｐ・・・正特性サーミスター。 Ｌ・・・　リレー、Ｃ・・・　コンデンサ、Ｄ・・・発
光ダイオード、Ｏ・・・液体 特許出願人　株式会社　豊田中央研究所’Ｉ！−６図 第７回

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電圧を発生する電源手段と、該電源手段に接
   続するコンデンサと継電器との直列回路と。 該継電器の接点の一方をコンデンサと継電器の接続部に
   接続すると共に継電器の接点の他方を発光素子に接続し
   て成る表示手段と、該コンデンサに並列的に接続し自ら
   の温度により抵抗変化を生ずる半導体素子から成る検出
   手段と罠より構成し。 該半導体素子が測定すべき液体中にあるか否かにより前
   記発光素子の点滅周期を変化せしめ液体の液位を検出す
   るようにしたことを特徴とする液位検出装置。
2. （２）前記コンデンサと継電器及び半導体素子とにより
   充電回路を構成すると共に、該コンデンサと発光素子と
   により放電回路を構成し、前記半導体素子の温度変化に
   よる抵抗変化に基づき該放電回路の作動周期を変化し前
   記発光素子の点滅周期を変化せしめ液体の液位を検出す
   るようにしたことを特徴とする特許 液位検出装置。