JP3271027B2 - 残圧センサ - Google Patents
残圧センサInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧力の低下を検出する
残圧センサに関し、特に、圧力を駆動源とする機械の駆
動力停止の確認をフェールセーフに行うのに好適な残圧
センサに関する。
残圧センサに関し、特に、圧力を駆動源とする機械の駆
動力停止の確認をフェールセーフに行うのに好適な残圧
センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、機械可動部のホールド状態でメ
ンテナンス作業をする場合や、機械可動部と作業者が協
調して交互に作業する場合等では、作業者を事故から守
るための安全対策が極めて重要である。例えば、圧力を
駆動源とする機械の場合は、圧力源を遮断して機械可動
部に圧力が供給されていないことを確認した後、作業者
に機械可動部への接近を許可するような方法の安全対策
がとられている。この場合、例えば残圧センサで機械可
動部への圧力供給の有無を監視し、ランプ等で表示して
作業者に知らせるような安全システムが考えられる。
ンテナンス作業をする場合や、機械可動部と作業者が協
調して交互に作業する場合等では、作業者を事故から守
るための安全対策が極めて重要である。例えば、圧力を
駆動源とする機械の場合は、圧力源を遮断して機械可動
部に圧力が供給されていないことを確認した後、作業者
に機械可動部への接近を許可するような方法の安全対策
がとられている。この場合、例えば残圧センサで機械可
動部への圧力供給の有無を監視し、ランプ等で表示して
作業者に知らせるような安全システムが考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
残圧センサは、圧力を受けた時にその圧力エネルギに応
じた出力を発生して圧力の大きさを指示する構造になっ
ている。例えば、ブルドン管を用いた残圧センサでは、
ブルドン管内に導入した圧力に応じて管端が変位し、こ
の変位を圧力指示のエネルギに変換している。即ち、従
来の残圧センサでは、圧力が存在するときに高エネルギ
状態に相当する出力が発生して圧力の大きさを指示し、
圧力がないときには出力が発生しない（低エネルギ状態
に相当）ことで圧力零の指示をする構造である。
残圧センサは、圧力を受けた時にその圧力エネルギに応
じた出力を発生して圧力の大きさを指示する構造になっ
ている。例えば、ブルドン管を用いた残圧センサでは、
ブルドン管内に導入した圧力に応じて管端が変位し、こ
の変位を圧力指示のエネルギに変換している。即ち、従
来の残圧センサでは、圧力が存在するときに高エネルギ
状態に相当する出力が発生して圧力の大きさを指示し、
圧力がないときには出力が発生しない（低エネルギ状態
に相当）ことで圧力零の指示をする構造である。
【０００４】このため、上述のような安全システムに適
用した場合、圧力が存在するときは残圧センサの出力が
高エネルギ状態で発生して危険状態を示し、圧力がない
ときは低エネルギ状態の出力となって安全状態を示すよ
うな構造をとることになる。しかし、このような構造で
は、圧力が存在して機械可動部が可動している時に、例
えば残圧センサが故障して出力が低エネルギ状態となっ
たときには、圧力が存在するにも拘らず圧力零の指示が
なされ安全状態（機械可動部停止の状態）を示すことに
なり、作業者にとって極めて危険な状態が発生する。
用した場合、圧力が存在するときは残圧センサの出力が
高エネルギ状態で発生して危険状態を示し、圧力がない
ときは低エネルギ状態の出力となって安全状態を示すよ
うな構造をとることになる。しかし、このような構造で
は、圧力が存在して機械可動部が可動している時に、例
えば残圧センサが故障して出力が低エネルギ状態となっ
たときには、圧力が存在するにも拘らず圧力零の指示が
なされ安全状態（機械可動部停止の状態）を示すことに
なり、作業者にとって極めて危険な状態が発生する。
【０００５】本発明は上記の事情に鑑みなされたもの
で、圧力が零も含む所定値以下の時に高エネルギ状態に
相当する出力を発生できるフェールセーフな残圧センサ
を提供することを目的とする。
で、圧力が零も含む所定値以下の時に高エネルギ状態に
相当する出力を発生できるフェールセーフな残圧センサ
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このため、本発明の残圧
センサでは、基台に固定され圧力を導入する圧力導入パ
イプと、該圧力導入パイプに一端が連通接続して固定さ
れ他端が閉塞され内部の圧力上昇に応じて閉塞端側が変
位する感圧パイプと、前記基台に固定した投光素子と受
光素子とを備え前記感圧パイプ内部圧力が所定値以下の
時の閉塞端変位位置で投光素子の放射光が受光素子で受
光されて高レベルの電気出力信号を発生する圧力−電気
変換部とを備えて構成した。
センサでは、基台に固定され圧力を導入する圧力導入パ
イプと、該圧力導入パイプに一端が連通接続して固定さ
れ他端が閉塞され内部の圧力上昇に応じて閉塞端側が変
位する感圧パイプと、前記基台に固定した投光素子と受
光素子とを備え前記感圧パイプ内部圧力が所定値以下の
時の閉塞端変位位置で投光素子の放射光が受光素子で受
光されて高レベルの電気出力信号を発生する圧力−電気
変換部とを備えて構成した。
【０００７】また、圧力−電気変換部としては、感圧パ
イプ閉塞端にスリット付きのプレートを固着すると共
に、投光素子と受光素子とをプレートを挟んで対向配置
し、前記感圧パイプ内部圧力が所定値以下の時の閉塞端
変位位置で投光素子の放射光が前記スリットを介して受
光素子で受光される構成としてもよく、また、感圧パイ
プ閉塞端にスリット無しのプレートを固着すると共に、
投光素子と受光素子とをプレートに対して同じ側に配置
し、前記感圧パイプ内部圧力が所定値以下の時の閉塞端
変位位置で投光素子の放射光が前記プレートで反射して
受光素子で受光される構成としてもよい。
イプ閉塞端にスリット付きのプレートを固着すると共
に、投光素子と受光素子とをプレートを挟んで対向配置
し、前記感圧パイプ内部圧力が所定値以下の時の閉塞端
変位位置で投光素子の放射光が前記スリットを介して受
光素子で受光される構成としてもよく、また、感圧パイ
プ閉塞端にスリット無しのプレートを固着すると共に、
投光素子と受光素子とをプレートに対して同じ側に配置
し、前記感圧パイプ内部圧力が所定値以下の時の閉塞端
変位位置で投光素子の放射光が前記プレートで反射して
受光素子で受光される構成としてもよい。
【０００８】また、スリット付きのプレートの場合に
は、プレートに振動子を取付けてプレートを投光素子の
光放射方向に対して略直角方向に振動させて投光素子か
ら放射される光を変調する構成とするとよい。また、互
いに異なる第１と第２の圧力レベル以下で高レベルの電
気出力信号を発生する２つの圧力−電気変換部と、第１
の圧力レベル以下で電気出力信号を発生する圧力−電気
変換部側の出力をトリガ入力信号とし、第１の圧力レベ
ルより高い第２の圧力レベル以下で電気出力信号を発生
する圧力−電気変換部側の出力をリセット入力信号とし
て前記トリガ入力信号を自己保持する自己保持回路とを
備えて構成し、残圧センサの電気出力信号にヒステリシ
スを持たせるようにしてもよい。
は、プレートに振動子を取付けてプレートを投光素子の
光放射方向に対して略直角方向に振動させて投光素子か
ら放射される光を変調する構成とするとよい。また、互
いに異なる第１と第２の圧力レベル以下で高レベルの電
気出力信号を発生する２つの圧力−電気変換部と、第１
の圧力レベル以下で電気出力信号を発生する圧力−電気
変換部側の出力をトリガ入力信号とし、第１の圧力レベ
ルより高い第２の圧力レベル以下で電気出力信号を発生
する圧力−電気変換部側の出力をリセット入力信号とし
て前記トリガ入力信号を自己保持する自己保持回路とを
備えて構成し、残圧センサの電気出力信号にヒステリシ
スを持たせるようにしてもよい。
【０００９】
【作用】かかる構成において、圧力導入パイプを介して
感圧パイプ内に圧力が導入されると感圧パイプの閉塞端
が変位し、この閉塞端と一体にプレートが変位する。導
入された圧力が所定値より高くなると、スリット付きの
プレートの場合には、スリット位置が投光素子の放射光
路から外れプレートによって放射光が遮断されて受光素
子に入射しなくなる。また、スリット無しのプレートの
場合には、プレート自体が投光素子の放射光路から外れ
プレートによる反射光がなくなり受光素子に光が入射し
なくなる。このため、圧力−電気変換部の出力は低レベ
ルとなる。
感圧パイプ内に圧力が導入されると感圧パイプの閉塞端
が変位し、この閉塞端と一体にプレートが変位する。導
入された圧力が所定値より高くなると、スリット付きの
プレートの場合には、スリット位置が投光素子の放射光
路から外れプレートによって放射光が遮断されて受光素
子に入射しなくなる。また、スリット無しのプレートの
場合には、プレート自体が投光素子の放射光路から外れ
プレートによる反射光がなくなり受光素子に光が入射し
なくなる。このため、圧力−電気変換部の出力は低レベ
ルとなる。
【００１０】一方、導入された圧力が所定値以下となる
と、スリット付きのプレートの場合には、スリットを介
して投光素子の放射光が受光素子に入射する。また、ス
リット無しのプレートの場合には、プレートによって投
光素子の放射光が反射されて受光素子に入射する。この
ため、圧力−電気変換部からは高レベルの電気出力信号
が発生する。
と、スリット付きのプレートの場合には、スリットを介
して投光素子の放射光が受光素子に入射する。また、ス
リット無しのプレートの場合には、プレートによって投
光素子の放射光が反射されて受光素子に入射する。この
ため、圧力−電気変換部からは高レベルの電気出力信号
が発生する。
【００１１】このように、圧力が存在する時は電気出力
が零となり、圧力が零若しくは低い時には高レベルの電
気出力信号が発生することで、出力が零となるようなセ
ンサ故障時に危険な高圧時と同一の出力形態となり、フ
ェールセーフな構成となる。また、スリット付きのプレ
ートを使用する透過形変換部の場合、プレートに振動子
を設けプレートを常時振動させて投光素子からの光を変
調することで、この変調信号が受光素子に入射する時の
み、高レベルの電気出力信号が発生する構成にすれば、
プレートが外れで常時投光素子からの光が受光素子に入
射しても電気出力信号が発生しないようにできる。
が零となり、圧力が零若しくは低い時には高レベルの電
気出力信号が発生することで、出力が零となるようなセ
ンサ故障時に危険な高圧時と同一の出力形態となり、フ
ェールセーフな構成となる。また、スリット付きのプレ
ートを使用する透過形変換部の場合、プレートに振動子
を設けプレートを常時振動させて投光素子からの光を変
調することで、この変調信号が受光素子に入射する時の
み、高レベルの電気出力信号が発生する構成にすれば、
プレートが外れで常時投光素子からの光が受光素子に入
射しても電気出力信号が発生しないようにできる。
【００１２】また、互いに異なる圧力レベルで高レベル
の電気出力信号を発生する圧力−電気変換部を２つ設け
て、センサの電気出力信号にヒステリシスを設ける構成
とすれば、圧力変動で感圧パイプ閉塞端が振動した時に
電気出力信号のチャタリングを防げるようになる。
の電気出力信号を発生する圧力−電気変換部を２つ設け
て、センサの電気出力信号にヒステリシスを設ける構成
とすれば、圧力変動で感圧パイプ閉塞端が振動した時に
電気出力信号のチャタリングを防げるようになる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の残圧センサの第１実施例を示す構
成図である。図１において、基台１の下部に、中空角柱
状の圧力導入パイプ２が固定されている。圧力導入パイ
プ２は、例えば圧力発生源から機械可動部に検出対象と
なる圧力を供給する供給パイプ（図示せず）に取り付け
て圧力を導入するためのもので、一端が閉塞され、他端
側に、前記供給パイプに接続するための中空円柱状の接
続ネジ部３及び接続時に圧力を取り入れるための圧力取
入口４が設けられている。略Ｃ字状に湾曲形成された感
圧パイプ５は、基端側が前記圧力導入パイプ２に連通接
続して固定され、先端側が閉塞端５Ａとなっているもの
で、圧力導入パイプ２を介して圧力が導入された時にそ
の圧力の上昇に応じて閉塞端５Ａが、図中の矢印方向
（上方）に変位する構造である。
する。図１は本発明の残圧センサの第１実施例を示す構
成図である。図１において、基台１の下部に、中空角柱
状の圧力導入パイプ２が固定されている。圧力導入パイ
プ２は、例えば圧力発生源から機械可動部に検出対象と
なる圧力を供給する供給パイプ（図示せず）に取り付け
て圧力を導入するためのもので、一端が閉塞され、他端
側に、前記供給パイプに接続するための中空円柱状の接
続ネジ部３及び接続時に圧力を取り入れるための圧力取
入口４が設けられている。略Ｃ字状に湾曲形成された感
圧パイプ５は、基端側が前記圧力導入パイプ２に連通接
続して固定され、先端側が閉塞端５Ａとなっているもの
で、圧力導入パイプ２を介して圧力が導入された時にそ
の圧力の上昇に応じて閉塞端５Ａが、図中の矢印方向
（上方）に変位する構造である。
【００１４】前記感圧パイプ５の先端閉塞端５Ａには、
プレート６が閉塞端５Ａの変位方向と略平行に固着さ
れ、該プレート６にスリット７を形成してある。また、
前記プレート６を挟んで互いに対向する投光素子８ａと
受光素子８ｂとを有するフォトカプラ８が、前記基台１
に固定されている。前記フォトカプラ８の投光素子８ａ
は、図２に示すように、信号発生器９から抵抗Ｒ１を介
して供給される交流信号によってトリガされて交流の光
ビームを発生する。受光素子８ｂは抵抗Ｒ２を介して電
源電圧ＶCCがコレクタに入力され受光した光に応じて電
気出力信号を発生する。そして、受光素子８ｂのコレク
タ出力が、コンデンサＣ１，Ｃ２とダイオードＤ１，Ｄ
２とで構成される倍電圧整流回路１０で整流され、抵抗
Ｒ３を介して表示灯１１に供給される。ここで、前記プ
レート６と、フォトカプラ８及び整流回路１０からなる
光センサとによって、圧力−電気変換部が構成される。
プレート６が閉塞端５Ａの変位方向と略平行に固着さ
れ、該プレート６にスリット７を形成してある。また、
前記プレート６を挟んで互いに対向する投光素子８ａと
受光素子８ｂとを有するフォトカプラ８が、前記基台１
に固定されている。前記フォトカプラ８の投光素子８ａ
は、図２に示すように、信号発生器９から抵抗Ｒ１を介
して供給される交流信号によってトリガされて交流の光
ビームを発生する。受光素子８ｂは抵抗Ｒ２を介して電
源電圧ＶCCがコレクタに入力され受光した光に応じて電
気出力信号を発生する。そして、受光素子８ｂのコレク
タ出力が、コンデンサＣ１，Ｃ２とダイオードＤ１，Ｄ
２とで構成される倍電圧整流回路１０で整流され、抵抗
Ｒ３を介して表示灯１１に供給される。ここで、前記プ
レート６と、フォトカプラ８及び整流回路１０からなる
光センサとによって、圧力−電気変換部が構成される。
【００１５】次に動作について説明する。例えば、圧力
源から機械可動部に駆動圧力を供給するための圧力供給
パイプに、接続ネジ部３によって圧力導入パイプ２を取
付け、その圧力取入口４を前記圧力供給パイプ内に臨ま
せる。この状態で、機械可動部に供給される圧力が殆ど
なく、圧力導入パイプ２に導入される圧力が零若しくは
所定値以下の場合、感圧パイプ５の閉塞端５Ａは変位せ
ず、信号発生器９からの交流信号によってドライブされ
た投光素子８ａからの放射光が、プレート６のスリット
７を介して受光素子８ｂで受光される。これによって、
受光素子８ｂのコレクタ出力（図２中、ｚ1で示す点）
が図３に示すように交流となり、整流回路１０の出力端
（図２中、ｚ 2 で示す点）に整流回路１０電源電圧ＶCC
より高い略２ＶCCの電位（枠外電圧）が発生し、この高
レベルの電気出力信号によって表示灯１１が点灯し、圧
力無し（機械可動部停止）の表示となる。
源から機械可動部に駆動圧力を供給するための圧力供給
パイプに、接続ネジ部３によって圧力導入パイプ２を取
付け、その圧力取入口４を前記圧力供給パイプ内に臨ま
せる。この状態で、機械可動部に供給される圧力が殆ど
なく、圧力導入パイプ２に導入される圧力が零若しくは
所定値以下の場合、感圧パイプ５の閉塞端５Ａは変位せ
ず、信号発生器９からの交流信号によってドライブされ
た投光素子８ａからの放射光が、プレート６のスリット
７を介して受光素子８ｂで受光される。これによって、
受光素子８ｂのコレクタ出力（図２中、ｚ1で示す点）
が図３に示すように交流となり、整流回路１０の出力端
（図２中、ｚ 2 で示す点）に整流回路１０電源電圧ＶCC
より高い略２ＶCCの電位（枠外電圧）が発生し、この高
レベルの電気出力信号によって表示灯１１が点灯し、圧
力無し（機械可動部停止）の表示となる。
【００１６】次に、機械可動部に供給される圧力が存在
して機械可動部が駆動状態にある場合、圧力取入口４を
介して圧力導入パイプ２内に圧力が導入される。この圧
力は感圧パイプ５内に導入され、導入された圧力に応じ
て感圧パイプ５の閉塞端５Ａが図の矢印で示す方向に変
位する。この閉塞端５Ａの変位によって、プレート６も
一体に変位し、投光素子８ａから受光素子８ｂに向かう
光がプレート６によって遮断されて受光素子８ｂに光が
伝達されなくなり、受光素子８ｂのコレクタ出力（図２
中、ｚ1 の点）が、図３に示す如く直流となり、整流回
路１０の出力端（図２中、ｚ2 の点）に高レベル（略２
ＶCC）の電位が発生せず表示灯１１は点灯せず、圧力有
り（機械可動部可動）の表示となる。
して機械可動部が駆動状態にある場合、圧力取入口４を
介して圧力導入パイプ２内に圧力が導入される。この圧
力は感圧パイプ５内に導入され、導入された圧力に応じ
て感圧パイプ５の閉塞端５Ａが図の矢印で示す方向に変
位する。この閉塞端５Ａの変位によって、プレート６も
一体に変位し、投光素子８ａから受光素子８ｂに向かう
光がプレート６によって遮断されて受光素子８ｂに光が
伝達されなくなり、受光素子８ｂのコレクタ出力（図２
中、ｚ1 の点）が、図３に示す如く直流となり、整流回
路１０の出力端（図２中、ｚ2 の点）に高レベル（略２
ＶCC）の電位が発生せず表示灯１１は点灯せず、圧力有
り（機械可動部可動）の表示となる。
【００１７】即ち、本実施例の残圧センサを用いて、例
えば、機械可動部に駆動圧力がないときは、残圧センサ
からの高エネルギ状態の電気出力信号によって安全を示
す青の信号灯を点灯し、機械可動部の駆動圧力が発生し
機械可動部が作動できる状態にある時は、この残圧検知
によって電気出力信号を零として青の信号灯を消灯させ
ることで危険を示す信号とすることができる。このよう
にすれば、フォトカプラ８の投光素子８ａが故障で光が
放射できない場合や、整流回路１０の故障時等に、整流
回路１０の出力端ｚ2 に電源電圧ＶCCより高いレベルの
電圧が発生せず、圧力が存在する時と同一の信号形態と
なり表示灯１１が消灯して危険を示すので、フェールセ
ーフとなる。
えば、機械可動部に駆動圧力がないときは、残圧センサ
からの高エネルギ状態の電気出力信号によって安全を示
す青の信号灯を点灯し、機械可動部の駆動圧力が発生し
機械可動部が作動できる状態にある時は、この残圧検知
によって電気出力信号を零として青の信号灯を消灯させ
ることで危険を示す信号とすることができる。このよう
にすれば、フォトカプラ８の投光素子８ａが故障で光が
放射できない場合や、整流回路１０の故障時等に、整流
回路１０の出力端ｚ2 に電源電圧ＶCCより高いレベルの
電圧が発生せず、圧力が存在する時と同一の信号形態と
なり表示灯１１が消灯して危険を示すので、フェールセ
ーフとなる。
【００１８】ところで、上記第１実施例のように、圧力
がない時にスリット７を介して受光素子８ｂで光を受光
させて圧力無しを検出する方式の透過形の光センサを使
用した場合、プレート６が感圧パイプ閉塞端５Ａから脱
落した場合、常時、投光素子８ａからの放射光が受光素
子８ｂで受光され表示灯１１が点灯して安全側を示す危
険が生じる。
がない時にスリット７を介して受光素子８ｂで光を受光
させて圧力無しを検出する方式の透過形の光センサを使
用した場合、プレート６が感圧パイプ閉塞端５Ａから脱
落した場合、常時、投光素子８ａからの放射光が受光素
子８ｂで受光され表示灯１１が点灯して安全側を示す危
険が生じる。
【００１９】このため、上記透過形光センサを使用する
場合には、図４の第２実施例に示すように、プレート６
に振動子２１を取付け、信号発生器２２によって振動子
２１を駆動して常時プレート６を、投光素子８ａの光放
射方向に対して略直角方向に投光素子８ａの光ビームよ
り高周波数で励振させることにより、投光素子８ａから
の光ビームを変調する構成とするとよい。この場合、整
流回路１０の時定数を振動子２１の振動周波数に合わせ
て設定する。
場合には、図４の第２実施例に示すように、プレート６
に振動子２１を取付け、信号発生器２２によって振動子
２１を駆動して常時プレート６を、投光素子８ａの光放
射方向に対して略直角方向に投光素子８ａの光ビームよ
り高周波数で励振させることにより、投光素子８ａから
の光ビームを変調する構成とするとよい。この場合、整
流回路１０の時定数を振動子２１の振動周波数に合わせ
て設定する。
【００２０】かかる構成によれば、プレート６の振動に
よって変調された光ビームが受光素子８ｂで受光された
時のみ、整流回路１０のコンデンサＣ１，Ｃ２が充放電
動作を行い、整流回路１０の出力端ｚ2 に高レベルの電
気出力信号が発生するが、プレート６が脱落して変調動
作がなくなると、受光素子８ｂに投光素子８ａからの光
が伝達されても、整流回路１０の出力端ｚ2 には電源電
圧ＶCCより高い電位は発生せず、表示灯１１は点灯せ
ず、圧力が存在するにも拘らず誤って圧力無しの表示
（表示灯１１が点灯）がなされることはない。
よって変調された光ビームが受光素子８ｂで受光された
時のみ、整流回路１０のコンデンサＣ１，Ｃ２が充放電
動作を行い、整流回路１０の出力端ｚ2 に高レベルの電
気出力信号が発生するが、プレート６が脱落して変調動
作がなくなると、受光素子８ｂに投光素子８ａからの光
が伝達されても、整流回路１０の出力端ｚ2 には電源電
圧ＶCCより高い電位は発生せず、表示灯１１は点灯せ
ず、圧力が存在するにも拘らず誤って圧力無しの表示
（表示灯１１が点灯）がなされることはない。
【００２１】上記図１及び図４では、透過形の光センサ
を示したが、図５の第３実施例に示すように、スリット
なしのプレート６′を感圧パイプ５の閉塞端５Ａに固着
し、このプレート６′に対して同じ側に、投光素子と受
光素子とを設けたフォトカプラ８′を設ける反射形の光
センサを使用してもよい。かかる構成では、圧力が存在
（機械可動部可動状態）する時には、閉塞端５Ａの変位
によってプレート６′が上昇し、投光素子からの光がプ
レート６′で反射されず受光素子に伝達されず、表示灯
１１が消灯状態で危険を示す。一方、圧力が無い（機械
可動部停止状態）時には、感圧パイプ５の変位がなく、
投光素子からの光がプレート６′で反射されて受光素子
に伝達される。これにより、整流回路１０から高レベル
の電気出力信号が発生して表示灯１１が点灯して安全を
示す。
を示したが、図５の第３実施例に示すように、スリット
なしのプレート６′を感圧パイプ５の閉塞端５Ａに固着
し、このプレート６′に対して同じ側に、投光素子と受
光素子とを設けたフォトカプラ８′を設ける反射形の光
センサを使用してもよい。かかる構成では、圧力が存在
（機械可動部可動状態）する時には、閉塞端５Ａの変位
によってプレート６′が上昇し、投光素子からの光がプ
レート６′で反射されず受光素子に伝達されず、表示灯
１１が消灯状態で危険を示す。一方、圧力が無い（機械
可動部停止状態）時には、感圧パイプ５の変位がなく、
投光素子からの光がプレート６′で反射されて受光素子
に伝達される。これにより、整流回路１０から高レベル
の電気出力信号が発生して表示灯１１が点灯して安全を
示す。
【００２２】次に、本発明の残圧センサの第４実施例を
図６〜図８に基づいて説明する。尚、図１と同一の部分
には同一符号を付して説明を省略する。この実施例で
は、感圧パイプ５の閉塞端５Ａに固着するプレート３１
に、図６に示すように、２つのスリット３２Ａ，３２Ｂ
を設けると共に、それぞれのスリット３２Ａ，３２Ｂに
対応させて図１と同様の構成の２つのフォトカプラ８
Ａ，８Ｂを設ける。前記スリット３２Ｂは、スリット３
２Ａに比べてスリット幅が広くなっており、図の鎖線で
示す残圧零の時の位置関係がずのようになっている。こ
のため、圧力が導入されて感圧パイプ５の閉塞端５Ａの
変位に伴って、スリット３２Ａ側に対応するフォトカプ
ラ８Ａの光が先にプレート３１によって遮断され、その
後にスリット３２Ｂ側に対応するフォトカプラ８Ｂの光
が遮断されるように構成されている。
図６〜図８に基づいて説明する。尚、図１と同一の部分
には同一符号を付して説明を省略する。この実施例で
は、感圧パイプ５の閉塞端５Ａに固着するプレート３１
に、図６に示すように、２つのスリット３２Ａ，３２Ｂ
を設けると共に、それぞれのスリット３２Ａ，３２Ｂに
対応させて図１と同様の構成の２つのフォトカプラ８
Ａ，８Ｂを設ける。前記スリット３２Ｂは、スリット３
２Ａに比べてスリット幅が広くなっており、図の鎖線で
示す残圧零の時の位置関係がずのようになっている。こ
のため、圧力が導入されて感圧パイプ５の閉塞端５Ａの
変位に伴って、スリット３２Ａ側に対応するフォトカプ
ラ８Ａの光が先にプレート３１によって遮断され、その
後にスリット３２Ｂ側に対応するフォトカプラ８Ｂの光
が遮断されるように構成されている。
【００２３】また、図７に示すように、各フォトカプラ
８Ａ，８Ｂの整流回路１０によって整流された出力
ｘA ，ｘB は、故障時出力を発生しない従来公知のフェ
ールセーフなＡＮＤゲート３３、整流回路３４及びダイ
オード３５によって構成される自己保持回路３６に入力
される。そして、この自己保持回路３５は、フォトカプ
ラ８Ａの出力をトリガ入力とし、フォトカプラ８Ｂの出
力をリセット入力とし、前記トリガ入力をその出力ｙで
自己保持する構成となっている。
８Ａ，８Ｂの整流回路１０によって整流された出力
ｘA ，ｘB は、故障時出力を発生しない従来公知のフェ
ールセーフなＡＮＤゲート３３、整流回路３４及びダイ
オード３５によって構成される自己保持回路３６に入力
される。そして、この自己保持回路３５は、フォトカプ
ラ８Ａの出力をトリガ入力とし、フォトカプラ８Ｂの出
力をリセット入力とし、前記トリガ入力をその出力ｙで
自己保持する構成となっている。
【００２４】次に第４実施例の動作を図８のタイムチャ
ートを参照しながら説明する。残圧が零の時には、両ス
リット３２Ａ，３２Ｂを介して各フォトカプラ８Ａ，８
Ｂの受光素子８ｂが受光して自己保持回路３６のＡＮＤ
ゲート３３の両入力が高レベルであり、自己保持回路３
６の出力信号ｙが高レベルの論理値１の出力となり、例
えば安全を示す表示灯を点灯する。
ートを参照しながら説明する。残圧が零の時には、両ス
リット３２Ａ，３２Ｂを介して各フォトカプラ８Ａ，８
Ｂの受光素子８ｂが受光して自己保持回路３６のＡＮＤ
ゲート３３の両入力が高レベルであり、自己保持回路３
６の出力信号ｙが高レベルの論理値１の出力となり、例
えば安全を示す表示灯を点灯する。
【００２５】この状態から、圧力が供給されると、圧力
の上昇に伴って感圧パイプ５の閉塞端５Ａが変位し、プ
レート３１も一体に変位（図６中、上方）する。そし
て、圧力が図８のＰA より高くなると、まず、スリット
３２Ａ側がフォトカプラ８Ａの投光素子８ａの光路から
外れて光が遮断されてフォトカプラ８Ａ側の整流出力ｘ
A がなくなり、自己保持回路３６のトリガ入力が停止す
るが、このトリガ入力は自己保持回路３６の出力ｙで自
己保持されるので、自己保持回路３６の出力信号ｙは論
理値１を維持する。その後、更に圧力が上昇して圧力が
ＰB より高くなると、スリット３２Ｂ側のフォトカプラ
８Ｂの光も遮断されてその整流出力ｘB が停止する。こ
れにより、自己保持回路３６の出力信号は低レベルの論
理値０となり、表示灯が消灯して機械可動部が可動状態
であることを知らせる。
の上昇に伴って感圧パイプ５の閉塞端５Ａが変位し、プ
レート３１も一体に変位（図６中、上方）する。そし
て、圧力が図８のＰA より高くなると、まず、スリット
３２Ａ側がフォトカプラ８Ａの投光素子８ａの光路から
外れて光が遮断されてフォトカプラ８Ａ側の整流出力ｘ
A がなくなり、自己保持回路３６のトリガ入力が停止す
るが、このトリガ入力は自己保持回路３６の出力ｙで自
己保持されるので、自己保持回路３６の出力信号ｙは論
理値１を維持する。その後、更に圧力が上昇して圧力が
ＰB より高くなると、スリット３２Ｂ側のフォトカプラ
８Ｂの光も遮断されてその整流出力ｘB が停止する。こ
れにより、自己保持回路３６の出力信号は低レベルの論
理値０となり、表示灯が消灯して機械可動部が可動状態
であることを知らせる。
【００２６】次に、機械可動部への圧力供給が停止され
る時は、圧力の停止によりプレート３１が逆方向に変位
し、残圧がＰB 以下になると、スリット３２Ｂを介して
フォトカプラ８Ｂの受光素子８ｂで受光されフォトカプ
ラ８Ｂ側の整流出力ｘB が自己保持回路３６のＡＮＤゲ
ート３３に入力する。この時は、まだ、フォトカプラ８
Ａ側の整流出力ｘA がなく自己保持回路３６の出力信号
ｙは論理値０である。
る時は、圧力の停止によりプレート３１が逆方向に変位
し、残圧がＰB 以下になると、スリット３２Ｂを介して
フォトカプラ８Ｂの受光素子８ｂで受光されフォトカプ
ラ８Ｂ側の整流出力ｘB が自己保持回路３６のＡＮＤゲ
ート３３に入力する。この時は、まだ、フォトカプラ８
Ａ側の整流出力ｘA がなく自己保持回路３６の出力信号
ｙは論理値０である。
【００２７】その後、圧力が更に低下し、残圧がＰA 以
下になると、スリット３２Ａを介してフォトカプラ８Ａ
の受光素子８ｂで受光されフォトカプラ８Ａ側の整流出
力ｘ A も自己保持回路３６のＡＮＤゲート３３に入力す
る。これにより、自己保持回路３６がトリガされ、自己
保持回路３６の出力信号ｙは高レベルの論理値１とな
る。
下になると、スリット３２Ａを介してフォトカプラ８Ａ
の受光素子８ｂで受光されフォトカプラ８Ａ側の整流出
力ｘ A も自己保持回路３６のＡＮＤゲート３３に入力す
る。これにより、自己保持回路３６がトリガされ、自己
保持回路３６の出力信号ｙは高レベルの論理値１とな
る。
【００２８】このように、本実施例では、圧力上昇時に
は圧力がＰB より高くなった時に自己保持回路３６の出
力信号ｙが論理値０となり、残圧低下時は、圧力がＰA
以下になった時に自己保持回路３６の出力信号ｙが論理
値１となる。従って、図８に示すヒステリシス幅Ｔを持
つことになり、圧力の変動に伴ってプレート３１が振動
して自己保持回路３６の出力信号ｙがＯＮ−ＯＦＦする
ようなチャタリング現象を防止することが可能となる。
は圧力がＰB より高くなった時に自己保持回路３６の出
力信号ｙが論理値０となり、残圧低下時は、圧力がＰA
以下になった時に自己保持回路３６の出力信号ｙが論理
値１となる。従って、図８に示すヒステリシス幅Ｔを持
つことになり、圧力の変動に伴ってプレート３１が振動
して自己保持回路３６の出力信号ｙがＯＮ−ＯＦＦする
ようなチャタリング現象を防止することが可能となる。
【００２９】尚、スリット無しのプレートを使用して透
過形の光センサを構成できることは明らかである。ま
た、第１実施例において、チャタリングを防止するの
に、整流回路の出力側に従来公知のフェールセーフなオ
ン・ディレー回路を接続して、立ち上がりを遅延させる
構成としてもよいことは明らかである。
過形の光センサを構成できることは明らかである。ま
た、第１実施例において、チャタリングを防止するの
に、整流回路の出力側に従来公知のフェールセーフなオ
ン・ディレー回路を接続して、立ち上がりを遅延させる
構成としてもよいことは明らかである。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、検
出対象である圧力が所定値以下に低下し時若しくは零で
ある時に高エネルギ状態の電気出力信号を発生し、所定
値より高い圧力が存在する時に低エネルギ状態の電気出
力信号を発生する構成としたので、高エネルギ状態の出
力で残圧のない安全状態を表示をし、低エネルギ状態の
出力で残圧が存在する危険状態を表示することが可能と
なり、フェールセーフ構成にできる。
出対象である圧力が所定値以下に低下し時若しくは零で
ある時に高エネルギ状態の電気出力信号を発生し、所定
値より高い圧力が存在する時に低エネルギ状態の電気出
力信号を発生する構成としたので、高エネルギ状態の出
力で残圧のない安全状態を表示をし、低エネルギ状態の
出力で残圧が存在する危険状態を表示することが可能と
なり、フェールセーフ構成にできる。
【図１】本発明に係る残圧センサの第１実施例の構成を
示す斜視図
示す斜視図
【図２】同上第１実施例の電気回路図
【図３】同上第１実施例のフォトカプラ出力波形と整流
回路出力波形を示すタイムチート
回路出力波形を示すタイムチート
【図４】本発明の残圧センサの第２実施例の要部構成図
【図５】本発明の残圧センサの第３実施例の要部構成図
【図６】本発明の残圧センサの第４実施例の要部構成図
【図７】同上第４実施例の電気回路図
【図８】同上第４実施例の残圧と電気出力信号との関係
を示すタイムチャート
を示すタイムチャート
１ 基台 ２ 圧力導入パイプ ５ 感圧パイプ ５Ａ 閉塞端 ６，６′，３１ プレート ７，３２Ａ，３２Ｂ スリット ８，８′，８Ａ，８Ｂ フォトカプラ ８ａ 投光素子 ８ｂ 受光素子 ２１ 振動子 ３６ 自己保持回路
フロントページの続き (72)発明者 蓬原 弘一 埼玉県浦和市上木崎１丁目13番８号 日 本信号株式会社 与野事業所内 (56)参考文献 特開 平２−254332（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−288849（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−137603（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−110439（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−48034（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01L 7/04 G01L 19/12
Claims (5)
- 【請求項１】基台に固定され圧力を導入する圧力導入パ
イプと、該圧力導入パイプに一端が連通接続して固定さ
れ他端が閉塞され内部の圧力上昇に応じて閉塞端側が変
位する感圧パイプと、前記基台に固定した投光素子と受
光素子とを備え前記感圧パイプ内部圧力が所定値以下の
時の閉塞端変位位置で投光素子の放射光が受光素子で受
光されて高レベルの電気出力信号を発生する圧力−電気
変換部とを備えて構成したことを特徴とする残圧セン
サ。 - 【請求項２】前記圧力−電気変換部は、スリットを有し
前記感圧パイプ閉塞端に固着されて閉塞端の変位に応じ
て変位するプレートと、該プレートを挟んで対向配置し
た投光素子と受光素子とを備えた光センサとからなり、
前記感圧パイプ内部圧力が所定値以下の時の閉塞端変位
位置で投光素子の放射光が前記スリットを介して受光素
子で受光されて高レベルの電気出力信号を発生する構成
である請求項１記載の残圧センサ。 - 【請求項３】前記プレートに振動子を取付けて投光素子
の光放射方向に対して略直角方向にプレートを振動さ
せ、投光素子から放射される光を変調する構成とした請
求項２記載の残圧センサ。 - 【請求項４】前記圧力−電気変換部は、前記感圧パイプ
閉塞端に固着されて閉塞端の変位に応じて変位するプレ
ートと、該プレートに対して同じ側に投光素子と受光素
子とを設けた光センサとからなり、前記感圧パイプ内部
圧力が所定値以下の時の閉塞端変位位置で投光素子の放
射光が前記プレートで反射して受光素子で受光され高レ
ベルの電気出力信号を発生する構成である請求項１記載
の残圧センサ。 - 【請求項５】互いに異なる第１と第２の圧力レベル以下
になった時に高レベルの電気出力信号をそれぞれ発生す
る２つの圧力−電気変換部と、第１の圧力レベル以下で
電気出力信号を発生する圧力−電気変換部側の出力をト
リガ入力信号とし、第１の圧力レベルより高い第２の圧
力レベル以下で電気出力信号を発生する圧力−電気変換
部側の出力をリセット入力信号として前記トリガ入力信
号を自己保持する自己保持回路とを備えて構成したこと
を特徴とする請求項１記載の残圧センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09577993A JP3271027B2 (ja) | 1993-04-22 | 1993-04-22 | 残圧センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09577993A JP3271027B2 (ja) | 1993-04-22 | 1993-04-22 | 残圧センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06307952A JPH06307952A (ja) | 1994-11-04 |
| JP3271027B2 true JP3271027B2 (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=14146971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09577993A Expired - Fee Related JP3271027B2 (ja) | 1993-04-22 | 1993-04-22 | 残圧センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3271027B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3482210B2 (ja) * | 1994-05-30 | 2003-12-22 | 長野計器株式会社 | 残圧センサ及び残圧センサ監視装置 |
| KR100981928B1 (ko) * | 2008-03-17 | 2010-09-13 | (주)와이즈산전 | 정전용량 방식 복합 압력계 |
| DE102008000875B4 (de) | 2008-03-28 | 2023-02-09 | Wika Alexander Wiegand Se & Co. Kg | Messgerät |
-
1993
- 1993-04-22 JP JP09577993A patent/JP3271027B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06307952A (ja) | 1994-11-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |