JP6827915B2 - 液体検知センサおよび液体検知装置 - Google Patents
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Description
本発明は、液体検知センサおよび液体検知装置に関する。
特開２００７−１４３８９５号公報（特許文献１）には、多孔性金属シートと、無孔金属シートと、多孔性金属シートと無孔金属シートとで挟持された通水性布シートとを有する水分感知シートが開示されている。当該水分感知シートにおいては、液体が多孔性金属シートの孔部を通り、通水性布シート中で拡散することによって、多孔性金属シートと無孔金属シートとの間が導通されるように設計されている。
実開昭６１−１５８８４７号公報（特許文献２）には、吸水性テープと、吸水性テープの片面に設けられた２本の平行導体と、平行導体上に設けられた絶縁層とを有する水漏検知構造が開示されている。当該水漏検知構造においては、吸水性テープ中で水が拡散することによって、２本の平行導体の間が導通されるように設計されている。
特許文献１に開示されている水分感知シートにおいては、吸湿性の高い通水性布シートが使用されている。また特許文献２に開示されている水漏検知構造においては、吸水性テープが使用されている。そのため、特許文献１の通水性布テープおよび特許文献２の吸水性テープが空気中の水分を吸収することにより、２つの電極間の絶縁性が悪化する場合がある。結果として、２つの電極間の絶縁抵抗が徐々に低下することで、液体検知センサが誤作動する場合があった。
本発明の一実施態様は、上記の課題を解決するためになされたもので、誤作動を抑制可能な液体検知センサおよび液体検知装置を提供することを目的とする。
本発明の一実施態様に係る液体検知センサは、第１電極と、絶縁層と、第２電極とを備えている。絶縁層は、第１電極上にある。第２電極は、絶縁層上にある。第２電極の表面には、第２電極および絶縁層の各々を貫通している第１孔が設けられている。第１孔に液体が溜まることにより、液体を介して第１電極および第２電極が導通可能に構成されている。
本発明の一実施態様によれば、誤作動を抑制可能な液体検知センサおよび液体検知装置を提供することができる。
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る液体検知センサの構成について説明する。
図１および図２に示されるように、第１実施態様に係る液体検知センサ１００は、第１電極１０と、絶縁層３０と、第２電極２０と、粘着層４０とを主に有している。第１電極１０は、粘着層４０上にある。絶縁層３０は、第１電極１０上にある。第２電極２０は、絶縁層３０上にある。第１電極１０および第２電極２０の各々は、導電体である。第１電極１０および第２電極２０の各々は、たとえば布などの繊維に対して、銅またはニッケルなどの金属とカーボンとが付着されて構成されている。代替的に、第１電極１０および第２電極２０の各々は、銅箔またはアルミニウム箔などの金属箔であってもよい。第１電極１０および第２電極２０の各々の厚みは、たとえば９０μｍである。絶縁層３０は、たとえばアクリル樹脂により構成されている。絶縁層３０の厚みは、たとえば２４０μｍである。
第１電極１０、絶縁層３０、第２電極２０および粘着層４０の各々の形状は、たとえばテープ状である。具体的には、図２に示されるように、第２電極２０の表面２１に対して垂直な方向から見て、第１電極１０は、長手方向Ｘと、長手方向Ｘと垂直な短手方向Ｙとの各々に延在している。第１電極１０の長手方向Ｘの長さは、第１電極１０の短手方向Ｙの長さよりも長い。第１電極１０の厚さ方向Ｚの長さは、第１電極１０の短手方向Ｙの長さよりも短い。第２電極２０、粘着層４０および絶縁層３０の外形は、第１電極１０とほぼ同じである。なお、短手方向Ｙは、長手方向Ｘに対して垂直な方向である。厚さ方向Ｚは、長手方向Ｘおよび短手方向Ｙの各々に対して垂直な方向である。液体検知センサ１００の厚さ方向Ｚの長さＡは、たとえば０．０５ｍｍ以上５ｍｍ以下である。液体検知センサ１００の長手方向Ｘの長さＢは、たとえば１０ｍｍ以上１００００ｍｍ以下である。液体検知センサ１００の短手方向Ｙの長さＣは、たとえば５ｍｍ以上１０００ｍｍ以下である。
第２電極２０の表面２１には、第１孔１が設けられている。第１孔１には、検知する対象の液体４（図５参照）を溜めることができる。第１孔１の数は、１以上であればよいが、好ましくは複数（２以上）である。図２に示されるように、第１孔１は、長手方向Ｘおよび短手方向Ｙの各々に沿って間隔を隔てて複数配置されている。隣り合う２つの第１孔１の間隔は、第１孔１の直径よりも大きくてもよい。第１孔１の直径は、液体４が内部に入り込むことができる大きさ以上であればよい。第１孔１の直径は、たとえば２ｍｍである。
第２電極２０の表面２１には、第２孔２が設けられていてもよい。第２孔２は、後述する検知部５５の端子が配置されるように構成されている。第２孔２の数は、たとえば１であるが、２以上であってもよい。図２に示されるように、第２孔２は、第２電極２０の表面２１の角部付近に設けられている。第２孔２は、第１孔１とは離間している。図２に示されるように、第２電極２０の表面２１に対して垂直な方向から見て、第２孔２の形状は、第１孔１の形状と異なっていてもよいし、第1孔1の形状と同じであってもよい。第２孔２の開口部の面積は、第１孔１の開口部の面積よりも大きくてもよい。
第２電極２０の表面２１には、第３孔３が設けられていてもよい。第３孔３は、後述する終端抵抗部６５の端子が配置されるように構成されている。第３孔３の数は、たとえば１であるが、２以上であってもよい。図２に示されるように、第３孔３は、第２電極２０の表面２１の角部付近に設けられている。第３孔３は、第１孔１および第２孔２の各々とは離間している。図２に示されるように、第２電極２０の表面２１に対して垂直な方向から見て、第３孔３の形状は、第１孔１の形状と異なっていてもよいし、第1孔1の形状と同じであってもよい。第３孔３の開口部の面積は、第１孔１の開口部の面積よりも大きくてもよい。第２電極２０の表面２１に垂直な方向から見て、第１電極１０の形状は、略長方形である。第２電極２０の表面２１に対して垂直な方向から見て、第２孔２および第３孔３は、第１電極１０の対角線Ｄ上に配置されていてもよい。対角線Ｄは、第２電極２０の表面２１に対して垂直な方向から見て、長手方向Ｘおよび短手方向Ｙの各々に対して傾斜している。
図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面模式図である。図３に示されるように、第１孔１は、第２電極２０および絶縁層３０の各々を貫通している。第１孔１は、第１電極１０に至っている。第１孔１は、第１側面１ａと、第１側面１ａに連なる第１底面１ｂとにより規定される。第２電極２０および絶縁層３０の各々は、第１側面１ａに露出する。別の観点から言えば、第１側面１ａは、第２電極２０および絶縁層３０により構成されている。第１電極１０は、第１底面１ｂに露出している。別の観点から言えば、第１底面１ｂは、第１電極１０により構成されている。
第１電極１０は、第１主面１１と、第１主面１１の反対側の第２主面１２とを有する。同様に、第２電極２０は、第３主面２１と、第３主面２１の反対側の第４主面２２とを有する。絶縁層３０は、第５主面３１と、第５主面３１の反対側の第６主面３２とを有する。粘着層４０は、第７主面４１と、第７主面４１の反対側の第８主面４２とを有する。第１主面１１の大部分は、第６主面３２と接している。第１主面１１の一部は、第６主面３２に接しておらず露出している。別の観点から言えば、第１主面１１の一部は、第１孔１の第１底面１ｂを構成している。第２主面１２は、第７主面４１に接する。第３主面２１は、第２電極２０の表面２１である。第８主面４２は、粘着層４０の裏面である。第５主面３１は、第４主面２２に接する。
第１孔１は、内部に液体４を溜めることができる。液体４は、液体検知センサ１００の使用環境において液状であればよい。液体４は、第１電極１０と第２電極２０との間を導通可能な導電性の液体４である。液体４は、たとえば水であるが、水に限定されない。液体４は、たとえば酸であってもよいし、アルカリであってもよいし、薬液であってもよい。第１孔１の内部に効率的に液体４を溜めるためには、第１孔１の第１側面１ａを構成する材料に、当該液体４が吸収されないことが好ましい。液体４が水の場合、第１側面１ａを構成する絶縁層３０の材料は、疎水性または撥水性を有することが好ましい。絶縁層３０は、たとえばポリスチレン系、酢酸ビニル系、ポリエステル系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリアミド系、ゴム系、アクリル系などの熱可塑性樹脂である。絶縁層３０は、フェノール系、エポキシ系、ウレタン系、メラミン系、アルキッド系などの熱硬化性樹脂であってもよい。
第２孔２は、第２電極２０および絶縁層３０の各々を貫通し、第１電極１０に至っている。第２孔２は、第２側面２ａと、第２側面２ａに連なる第２底面２ｂとにより規定される。第２電極２０および絶縁層３０の各々は、第２側面２ａに露出する。別の観点から言えば、第２側面２ａは、第２電極２０および絶縁層３０により構成されている。第１電極１０は、第２底面２ｂに露出している。別の観点から言えば、第２底面２ｂは、第１電極１０により構成されている。第１主面１１の一部は、第２孔２の第２底面２ｂを構成している。
図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面模式図である。図４に示されるように、第３孔３は、第２電極２０および絶縁層３０の各々を貫通し、第１電極１０に至っている。第３孔３は、第３側面３ａと、第３側面３ａに連なる第３底面３ｂとにより規定される。第２電極２０および絶縁層３０の各々は、第３側面３ａに露出する。別の観点から言えば、第３側面３ａは、第２電極２０および絶縁層３０により構成されている。第１電極１０は、第３底面３ｂに露出している。別の観点から言えば、第３底面３ｂは、第１電極１０により構成されている。第１主面１１の一部は、第３孔３の第３底面３ｂを構成している。
次に、第１実施形態に係る液体検知センサ１００の動作について説明する。
液体検知センサ１００は、たとえば水検知センサとして使用可能である。たとえば電気自動車のバッテリーの冷却水の漏れを検知することができる。液体検知センサ１００は、たとえば冷却水を流す配管の外側に配置される。配管から漏れだした冷却水（液体４）は、液体検知センサ１００の第１孔１の内部に入る。図５に示されるように、第１孔１に液体４が溜まり、液体４が第２電極２０に接触すると、液体４を介して第１電極１０および第２電極２０とが導通する。別の観点から言えば、液体検知センサ１００は、第１孔１に液体４が溜まることにより、液体４を介して第１電極１０および第２電極２０が導通可能に構成されている。第１電極１０および第２電極２０が導通することにより、第１電極１０および第２電極２０の間の電気抵抗が変化する。電気抵抗の変化を検知することにより、液体４の漏れを検知することができる。
次に、第１実施形態に係る液体検知センサ１００の製造方法の一例について説明する。
まず、絶縁層３０と第２電極２０とがラミネートされた第１部材が準備される。穴あけ機を使用して第１部材に対してパンチングすることにより、絶縁層３０および第２電極２０の各々を貫通する複数の第１孔１が形成される。同様に、第１孔１とは異なる位置において、絶縁層３０および第２電極２０の各々を貫通する第２孔２および第３孔３が形成される。次に、第１電極１０と粘着層４０とがラミネートされた第２部材が準備される。パンチングされた第１部材が第２部材に取り付けられる。以上により、第１実施形態に係る液体検知センサ１００が製造される。
次に、第１実施形態に係る液体検知センサ１００の第１変形例の構成について説明する。
図６に示されるように、第２電極２０の表面２１に対して垂直な方向から見て、複数の第１孔１は、特定のパターンを構成していてもよい。特定のパターンは、たとえば千鳥配置である。具体的には、短手方向Ｙに沿って、２つまたは３つの第１孔１が配置されている。長手方向Ｘに沿って、２つの第１孔１と、３つの第１孔１とが交互に配置されている。短手方向Ｙにおいて、２つの第１孔１の各々は、３つの第１孔１のうち隣り合う２つの第１孔１の間に配置されている。図６に示されるように、長手方向Ｘにおいて特定のパターンが繰り返されていてもよい。繰り返しのパターンの数は、特に限定されない。繰り返しパターンの数は、たとえば３以上である。
次に、本発明の第１実施形態に係る液体検知センサ１００の第２変形例の構成について説明する。
図７に示されるように、第２電極２０の表面２１に対して垂直な方向から見て、複数の第１孔１は、格子状に配置されていてもよい。具体的には、複数の第１孔１は、長手方向Ｘにおいて等間隔に配置されていてもよい。同様に、複数の第１孔１は、短手方向Ｙにおいて等間隔に配置されていてもよい。長手方向Ｘにおける隣り合う２つの第１孔１の間隔は、短手方向Ｙにおける隣り合う２つの第１孔１の間隔と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
次に、第１実施形態に係る液体検知センサ１００の作用効果について説明する。
第１実施形態に係る液体検知センサ１００は、第１電極１０と、絶縁層３０と、第２電極２０とを有している。絶縁層３０は、第１電極１０上にある。第２電極２０は、絶縁層３０上にある。第２電極２０の表面２１には、第２電極２０および絶縁層３０の各々を貫通している第１孔１が設けられている。第１孔１に液体４が溜まることにより、液体４を介して第１電極１０および第２電極２０が導通可能に構成されている。第１実施形態に係る液体検知センサ１００によれば、絶縁層３０に液体４が吸収されることを抑制することができる。そのため、絶縁層３０に液体４が吸収されることで第１電極１０と第２電極２０とが導通する液体検知センサ１００と比較して、液体検知センサ１００が誤作動することを抑制することができる。
また第１実施形態に係る液体検知センサ１００において、表面２１には、第１孔１とは離間している第２孔２が設けられている。表面２１に対して垂直な方向から見て、第２孔２の形状は、第１孔１の形状と異なっている。第２孔２は、第２電極２０および絶縁層３０の各々を貫通し、第１電極１０に至っている。これにより、第１電極１０および第２電極２０が露出していない場合と比較して、検知部５５を容易に液体検知センサ１００に取り付けることができる。
さらに第１実施形態に係る液体検知センサ１００において、表面２１には、第１孔１および第２孔２の各々から離間している第３孔３が設けられている。表面２１に対して垂直な方向から見て、第３孔３の形状は、第１孔１の形状と異なっている。第３孔３は、第２電極２０および絶縁層３０の各々を貫通し、第１電極１０に至っている。これにより、第１電極１０および第２電極２０が露出していない場合と比較して、終端抵抗部６５を容易に液体検知センサ１００に取り付けることができる。
さらに第１実施形態に係る液体検知センサ１００において、表面２１に対して垂直な方向から見て、第２孔２および第３孔３は、第１電極１０の対角線上に配置されている。この場合、液体検知センサ１００を１８０°回転させた場合、第３孔３は第２孔２の位置と重なる。そのため、第２孔２および第３孔３のいずれにも、検知部５５を取り付けることができる。従って、検知部５５の取付け効率が向上する。
さらに第１実施形態に係る液体検知センサ１００において、表面２１に対して垂直な方向から見て、第１電極１０は、長手方向Ｘと、長手方向Ｘと垂直な短手方向Ｙとの各々に延在している。これにより、広範な領域において液体４の漏れを検知することができる。
さらに第１実施形態に係る液体検知センサ１００において、第１孔１は、複数である。表面２１に対して垂直な方向から見て、複数の第１孔１は、特定のパターンを構成している。長手方向Ｘにおいて特定のパターンが繰り返されている。これにより、液体４の漏れを検知対象物の長さに応じて、液体検知センサ１００の長さを調整することができる。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る液体検知装置２００の構成について説明する。
図８に示されるように、第２実施形態に係る液体検知装置２００は、液体検知センサ１００と、検知部５５と、終端抵抗部６５とを主に有している。検知部５５および終端抵抗部６５の各々は、液体検知センサ１００に取り付けられている。具体的には、検知部５５は、液体検知センサ１００の長手方向Ｘの一端側に取り付けられている。終端抵抗部６５は、液体検知センサ１００の長手方向Ｘの他端側に取り付けられている。液体検知センサ１００は、たとえば検知部５５と終端抵抗部６５との間に配置されている。
図８および図９に示されるように、検知部５５は、検知回路５０と、第１端子５１と、第２端子５２と、第１配線５３と、第２配線５４とを含んでいる。第１配線５３は、第１端子５１と検知回路５０とを繋いでいる。第２配線５４は、第２端子５２と検知回路５０とを繋いでいる。検知回路５０は、たとえば第１端子５１と第２端子５２との間の電圧（抵抗）を測定可能に構成されている。第１端子５１は、第２孔２を通って第１電極１０に接続可能である。第２端子５２は、第２電極２０に接続可能である。
図９に示されるように、第１端子５１の最大幅Ｗ１は、第２孔２の直径Ｗ２よりも小さくてもよい。第２電極２０の表面２１に対して垂直な方向から見て、第２孔２が円ではない形状の場合、第２孔２の直径Ｗ２は、たとえば第２孔２の内接円の直径とする。第１端子５１の高さＴ１は、絶縁層３０および第２電極２０の合計の高さＴ２よりも大きくてもよい。
図８に示されるように、第２電極２０の表面２１に対して垂直な方向から見て、第２端子５２の面積は、第１孔１の面積よりも大きい。第２端子５２の形状は、たとえば四角形である。第２端子５２の外形が第１孔１を取り囲んでもよい。第２端子５２は、第２電極２０に接するように配置される。第２端子５２は、第１孔１の第１底面１ｂに対向するように配置されてもよい。第２端子５２は、第１孔１を塞ぐように配置されてもよい。
図８および図１０に示されるように、終端抵抗部６５は、抵抗体６０と、第３端子６１と、第４端子６２と、第３配線６３と、第４配線６４とを含んでいる。第３配線６３は、第３端子６１と抵抗体６０とを繋いでいる。第４配線６４は、第４端子６２と抵抗体６０とを繋いでいる。抵抗体６０の一端は第３配線６３に接続される。抵抗体６０の他端は、第４配線６４に接続される。第３端子６１は、第３孔３を通って第１電極１０に接続可能である。第４端子６２は、第２電極２０に接続可能である。抵抗体６０の電気抵抗は、たとえば１００ｋΩである。
図１０に示されるように、第３端子６１の最大幅Ｗ３は、第３孔３の直径Ｗ４よりも小さくてもよい。第２電極２０の表面２１に対して垂直な方向から見て、第３孔３が円ではない形状の場合、第３孔３の直径Ｗ４は、たとえば第３孔３の内接円の直径とする。第３端子６１の高さＴ３は、絶縁層３０および第２電極２０の合計の高さＴ４よりも大きくてもよい。
図８に示されるように、第２電極２０の表面２１に対して垂直な方向から見て、第４端子６２の面積は、第１孔１の面積よりも大きい。第４端子６２の形状は、たとえば四角形である。第４端子６２の外形が第１孔１を取り囲んでもよい。第４端子６２は、第２電極２０に接するように配置される。第４端子６２は、第１孔１の第１底面１ｂに対向するように配置されてもよい。第４端子６２は、第１孔１を塞ぐように配置されてもよい。
なお上記においては、第２実施形態に係る液体検知装置２００の液体検知センサ１００として、第１実施形態に係る液体検知センサ１００が用いられる場合について説明したが、第２実施形態に係る液体検知装置２００の液体検知センサ１００は、第１実施形態に係る液体検知センサ１００に限定されない。第２実施形態に係る液体検知装置２００の液体検知センサ１００として、後述する第３実施形態に係る液体検知センサ１００が用いられてもよいし、その他の液体検知センサ１００が用いられてもよい。
次に、第２実施形態に係る液体検知装置２００の作用効果について説明する。
第２実施形態に係る液体検知装置２００は、上記液体検知センサ１００と、検知部５５とを有している。検知部５５は、液体検知センサ１００に取り付けられている。検知部５５は、第１端子５１と、第２端子５２とを含んでいる。第１端子５１は、第２孔２を通って第１電極１０に接続可能である。第２端子５２は、第２電極２０に接続可能である。これにより、液体検知センサ１００に検知部５５を容易に取り付けることができる。
また第２実施形態に係る液体検知装置２００において、第１端子５１の最大幅は、第２孔２の直径よりも小さく、かつ第１端子５１の高さは、絶縁層３０および第２電極２０の合計の高さよりも大きい。これにより、第１端子５１が第２電極２０に接触することを抑制することができる。
さらに第２実施形態に係る液体検知装置２００において、表面２１に対して垂直な方向から見て、第２端子５２の面積は、第１孔１の面積よりも大きい。これにより、第２端子５２が第１電極１０に接触することを抑制することができる。
さらに第２実施形態に係る液体検知装置２００において、上記液体検知センサ１００と、終端抵抗部６５とを備えていてもよい。終端抵抗部６５は、液体検知センサ１００に取り付けられている。終端抵抗部６５は、第３端子６１と、第４端子６２とを含んでいる。第３端子６１は、第３孔３を通って第１電極１０に接続可能であってもよい。第４端子６２は、第２電極２０に接続可能である。これにより、液体検知センサ１００に終端抵抗部６５を容易に取り付けることができる。液体検知センサ１００に終端抵抗部６５を取り付けることで、液体４の検知精度を向上することができる。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る液体検知センサ１００の構成について説明する。第３実施形態に係る液体検知センサ１００の構成は、主に、第１電極１０と絶縁層３０との間に可溶性絶縁膜７０が設けられている点において、第１実施形態に係る液体検知センサ１００の構成と異なっており、その他の点については、第１実施形態に係る液体検知センサ１００の構成と同様である。以下、第１実施形態に係る液体検知センサ１００と異なる構成を中心に説明する。
図１１に示されるように、第３実施形態に係る液体検知センサ１００は、第１電極１０と、絶縁層３０と、第２電極２０と、粘着層４０と、可溶性絶縁膜７０とを主に有している。可溶性絶縁膜７０は、第１電極１０と絶縁層３０との間に設けられている。第２電極２０の表面２１に対して垂直な方向から見て、可溶性絶縁膜７０は、長手方向Ｘと、長手方向Ｘと垂直な短手方向Ｙとの各々に延在していてもよい。可溶性絶縁膜７０の長手方向Ｘの長さは、可溶性絶縁膜７０の短手方向Ｙの長さよりも長くてもよい。可溶性絶縁膜７０の厚み方向の長さは、可溶性絶縁膜７０の短手方向Ｙの長さよりも短くてもよい。
図１２は、図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面模式図である。図１２に示されるように、第１孔１は、第２電極２０および絶縁層３０の各々を貫通している。第１孔１は、可溶性絶縁膜７０に至っている。第１孔１は、第１側面１ａと、第１側面１ａに連なる第１底面１ｂとにより規定される。第２電極２０および絶縁層３０の各々は、第１側面１ａに露出する。別の観点から言えば、第１側面１ａは、第２電極２０および絶縁層３０により構成されている。可溶性絶縁膜７０は、第１底面１ｂに露出している。別の観点から言えば、第１底面１ｂは、可溶性絶縁膜７０により構成されている。つまり、可溶性絶縁膜７０は、第１孔１の一部を構成している。可溶性絶縁膜７０は、第１電極１０上において第１孔１の第１底面１ｂを構成するように配置されていればよく、第１電極１０と絶縁層３０との間には配置されていなくてもよい。可溶性絶縁膜７０は、第９主面７１と、第９主面７１と反対側の第１０主面７２とを有している。第９主面７１の大部分は、第６主面３２に接している。第９主面７１の一部は、第１孔１の第１底面１ｂを構成している。第１０主面７２は、第１主面１１に接している。
可溶性絶縁膜７０は、特定の液体４に対して可溶性を有している。特定の液体４は、たとえば硫酸、塩酸、硝酸などの酸である。可溶性絶縁膜７０は、たとえば酸に対して可溶性を有している。酸に対して可溶性を有する材料は、たとえばポリエステルである。言い換えれば、ポリエステルは、酸に対する反応性が高い材料である。絶縁層３０としては、たとえばポリエチレンを採用することができる。ポリエチレンは、酸に対して非溶性を有する。言い換えれば、ポリエチレンは、酸に対する反応性が低い材料である。絶縁層３０としては、酸に対して非溶性を有する材料が用いられてもよい。なお、特定の液体４は、たとえばアルカリなどであってもよい。アルカリとしては、たとえば水酸化ナトリウムなどの公知の液体４が利用可能である。
次に、本発明の第３実施形態による液体検知センサ１００の動作について説明する。
液体検知センサ１００は、たとえば酸検知センサとして使用可能である。酸検知センサは、たとえば酸を流す配管の外側に配置される。配管から漏れだした酸（液体４）は、液体検知センサ１００の第１孔１の内部に入る。図１３に示されるように、第１孔１に酸が入ると、可溶性絶縁膜７０は、酸によって溶かされる。これにより、酸が第２電極２０に接触する。酸が第１孔１に溜まると、酸を介して第１電極１０および第２電極２０とが導通する。酸は、導電性を有する。第１電極１０および第２電極２０が導通することにより、第１電極１０および第２電極２０の間の電気抵抗が変化する。電気抵抗の変化を検知することにより、酸の漏れを検知することができる。
第３実施形態に係る液体検知センサ１００によれば、第１電極１０上に設けられた可溶性絶縁膜７０をさらに有している。可溶性絶縁膜７０は、第１孔１の一部を構成し、かつ特定の液体４に対して可溶性を有している。これにより、特定の液体４の漏れを検知することができる。
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る液体検知センサ１００の構成について説明する。第４実施形態に係る液体検知センサ１００の構成は、主に、第１電極１０に第１導電体１３が接続されており、かつ第２電極２０に第２導電体１４が設けられている点において、第１実施形態に係る液体検知センサ１００の構成と異なっており、その他の点については、第１実施形態に係る液体検知センサ１００の構成と同様である。以下、第１実施形態に係る液体検知センサ１００と異なる構成を中心に説明する。
図１４に示されるように、第４実施形態に係る液体検知センサ１００は、第１電極１０と、絶縁層３０と、第２電極２０と、粘着層４０と、第１導電体１３と、第２導電体１４とを主に有している。第４実施形態に係る液体検知センサ１００は、位置検知システムとして利用可能である。第１導電体１３および第２導電体１４の各々は、たとえば絶縁被覆された導線である。第１導電体１３は、第３一方端１３ｂおよび第３他方端１３ａを有する。同様に、第２導電体１４は、第４一方端１４ｂおよび第４他方端１４ａを有する。
第１導電体１３の第３他方端１３ａと第１電極１０の第１他方端１０ａとは短絡されている。同様に、第２導電体１４の第４他方端１４ａと第２電極２０の第２他方端２０ａとは短絡されている。図１５に示されるように、複数の第１孔１は、長手方向Ｘに沿って互いに離間して設けられている。第２電極２０の表面２１に対して垂直な方向から見て、第１孔１のピッチＰは、第１孔１の直径よりも大きい。第１電極１０の第１一方端１０ｂと第２電極２０の第２一方端２０ｂとの間の抵抗が測定可能に構成されている。第１導電体１３の第３一方端１３ｂと第２導電体１４の第４一方端１４ｂとの間の抵抗が測定可能に構成されている。
次に、第４実施形態に係る液体検知センサ１００を用いて長手方向Ｘの位置を検知する方法について説明する。
図１４に示されるように、複数の第１孔１の一つに液体４が溜まり、第１電極１０と第２電極２０との間が導通する。この場合に、第１電極１０の第１一方端１０ｂと第２電極２０の第２一方端２０ｂとの間の抵抗（Ｒｘ）と、第１導電体１３の第３一方端１３ｂと第２導電体１４の第４一方端１４ｂとの間の抵抗（Ｒｙ）とを測定することにより、長手方向Ｘのどの位置において液体４が漏れたかを特定することができる。
図１６に示されるように、第１電極１０の長手方向Ｘの全長に亘る電気抵抗および第２電極２０の長手方向Ｘの全長に亘る電気抵抗は、それぞれｒ１およびｒ２とする。第１電極１０の長手方向Ｘの全長に亘る距離および第２電極２０の長手方向Ｘの全長に亘る距離は、Ｌ０とする。第１一方端１０ｂおよび第２一方端２０ｂの各々からの液体４が入り込んだ第１孔１までの距離は、Ｌｘとする。第１一方端１０ｂおよび第２一方端２０ｂからの液体４が入り込んだ第１孔１までの電気抵抗は、それぞれｒｘ１およびｒｘ２とする。第１他方端１０ａおよび第２他方端２０ａからの液体４が入り込んだ第１孔１までの電気抵抗は、それぞれｒｙ１およびｒｙ２とする。第１孔１に入り込んでいる液体４の導通部の電気抵抗は、Ｒｓとする。第１導電体１３の長手方向Ｘの全長に亘る電気抵抗および第２導電体１４の長手方向Ｘの全長に亘る電気抵抗は、それぞれｒ３およびｒ４とする。
第１電極１０の第１一方端１０ｂと第２電極２０の第２一方端２０ｂとの間の抵抗および第１導電体１３の第３一方端１３ｂと第２導電体１４の第４一方端１４ｂとの間の抵抗は、それぞれＲｘおよびＲｙとする。ＲｘおよびＲｙは、以下の式により表される。
Ｒｘ＝ｒｘ１＋Ｒｓ＋ｒｘ２ ・・・（式１）
Ｒｙ＝ｒ３＋ｒｙ１＋Ｒｓ＋ｒｙ２＋ｒ４ ・・・（式２）
上記式１および式２から、以下の式３が導出される。
Ｒｘ−Ｒｙ＝ｒｘ１＋ｒｘ２−ｒ３−ｒｙ１−ｒｙ２−ｒ４ ・・・（式３）
式３の両辺にｒｘ１＋ｒｘ２を足して、式３を整理すると以下の式４が導出される。
ｒｘ１＋ｒｘ２＝１／２×（Ｒｘ−Ｒｙ＋ｒｙ１＋ｒｙ２＋ｒｘ１＋ｒｘ２＋ｒ３＋ｒ４） ・・・（式４）
またｒ１およびｒ２は以下の式により表される。
ｒ１＝ｒｘ１＋ｒｙ１ ・・・（式５）
ｒ２＝ｒｘ２＋ｒｙ２ ・・・（式６）
さらにＬｘは以下の式により表される。
Ｌｘ＝Ｌ０×（ｒｘ１＋ｒｘ２）／（ｒ１＋ｒ２） ・・・（式７）
上記式７に式４〜６を導入することで、以下の式８が導かれる。
Ｌｘ＝Ｌ０×１／２×（Ｒｘ−Ｒｙ＋ｒ１＋ｒ２＋ｒ３＋ｒ４）／（ｒ１＋ｒ２） ・・・（式８）
ここで、ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４およびＬ０は既知の値である。そのため、ＲｘおよびＲｙを測定することにより、式８を利用してＬｘを導出することができる。つまり、第４実施形態に係る液体検知センサ１００を利用することで、液体４が入った第１孔１の長手方向Ｘの位置を特定することができる。
第４実施態様に係る液体検知センサ１００によれば、第１電極１０に接続される第１導電体１３と、第２電極２０に接続される第２導電体１４をさらに有している。第１孔１は、複数である。複数の第１孔１は、長手方向Ｘにおいて互いに離間している。これにより、液体４の漏れた位置を特定することができる。
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 第１孔、１ａ 第１側面、１ｂ 第１底面、２ 第２孔、２ａ 第２側面、２ｂ 第２底面、３ 第３孔、３ａ 第３側面、３ｂ 第３底面、４ 液体、１０ 第１電極、１０ａ 第１他方端、１０ｂ 第１一方端、１１ 第１主面、１２ 第２主面、１３ 第１導電体、１３ａ 第３他方端、１３ｂ 第３一方端、１４ 第２導電体、１４ａ 第４他方端、１４ｂ 第４一方端、２０ 第２電極、２０ａ 第２他方端、２０ｂ 第２一方端、２１ 表面（第３主面）、２２ 第４主面、３０ 絶縁層、３１ 第５主面、３２ 第６主面、４０ 粘着層、４１ 第７主面、４２ 第８主面、５０ 検知回路、５１ 第１端子、５２ 第２端子、５３ 第１配線、５４ 第２配線、５５ 検知部、６０ 抵抗体、６１ 第３端子、６２ 第４端子、６３ 第３配線、６４ 第４配線、６５ 終端抵抗部、７０ 可溶性絶縁膜、７１ 第９主面、７２ 第１０主面、１００ 液体検知センサ、２００ 液体検知装置、Ｘ 長手方向、Ｙ 短手方向、Ｚ 厚さ方向。
Claims (10)
- 液体検知センサと、
前記液体検知センサに取り付けられる検知部とを備え、
前記液体検知センサは、
第１電極と、
前記第１電極上にある絶縁層と、
前記絶縁層上にある第２電極とを含み、
前記第２電極の表面には、前記第２電極および前記絶縁層の各々を貫通している第１孔が設けられており、
前記第１孔に液体が溜まることにより、前記液体を介して前記第１電極および前記第２電極が導通可能に構成されており、
前記表面には、前記第１孔とは離間している第２孔が設けられており、
前記表面に対して垂直な方向から見て、前記第２孔の形状は、前記第１孔の形状と異なっており、
前記第２孔は、前記第２電極および前記絶縁層の各々を貫通し、前記第１電極に至っており、
前記検知部は、第１端子と、第２端子とを含み、
前記第１端子は、前記第２孔を通って前記第１電極に接続可能であり、
前記第２端子は、前記第２電極に接続可能である、液体検知装置。 - 前記表面には、前記第１孔および前記第２孔の各々から離間している第３孔が設けられており、
前記表面に対して垂直な方向から見て、前記第３孔の形状は、前記第１孔の形状と異なっており、
前記第３孔は、前記第２電極および前記絶縁層の各々を貫通し、前記第１電極に至っている、請求項１に記載の液体検知装置。 - 前記表面に対して垂直な方向から見て、前記第２孔および前記第３孔は、前記第１電極の対角線上に配置されている、請求項２に記載の液体検知装置。
- 前記表面に対して垂直な方向から見て、前記第１電極は、長手方向と、前記長手方向と垂直な短手方向との各々に延在している、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の液体検知装置。
- 前記第１孔は、複数であり、
前記表面に対して垂直な方向から見て、複数の前記第１孔は、特定のパターンを構成し、
前記長手方向において前記特定のパターンが繰り返されている、請求項４に記載の液体検知装置。 - 前記第１電極に接続される第１導電体と、
前記第２電極に接続される第２導電体とをさらに備え、
前記第１孔は、複数であり、
複数の前記第１孔は、前記長手方向において互いに離間している、請求項４に記載の液体検知装置。 - 前記第１電極上に設けられた可溶性絶縁膜をさらに備え、
前記可溶性絶縁膜は、前記第１孔の一部を構成し、かつ特定の液体に対して可溶性を有する、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の液体検知装置。 - 前記第１端子の最大幅は、前記第２孔の直径よりも小さく、かつ前記第１端子の高さは、前記絶縁層および前記第２電極の合計の高さよりも大きい、請求項１に記載の液体検知装置。
- 前記表面に対して垂直な方向から見て、前記第２端子の面積は、前記第１孔の面積よりも大きい、請求項１または請求項８に記載の液体検知装置。
- 液体検知センサと、
前記液体検知センサに取り付けられる終端抵抗部とを備え、
前記液体検知センサは、
第１電極と、
前記第１電極上にある絶縁層と、
前記絶縁層上にある第２電極とを含み、
前記第２電極の表面には、前記第２電極および前記絶縁層の各々を貫通している第１孔が設けられており、
前記第１孔に液体が溜まることにより、前記液体を介して前記第１電極および前記第２電極が導通可能に構成されており、
前記表面には、前記第１孔とは離間している第２孔が設けられており、
前記表面に対して垂直な方向から見て、前記第２孔の形状は、前記第１孔の形状と異なっており、
前記第２孔は、前記第２電極および前記絶縁層の各々を貫通し、前記第１電極に至っており、
前記表面には、前記第１孔および前記第２孔の各々から離間している第３孔が設けられており、
前記表面に対して垂直な方向から見て、前記第３孔の形状は、前記第１孔の形状と異なっており、
前記第３孔は、前記第２電極および前記絶縁層の各々を貫通し、前記第１電極に至っており、
前記終端抵抗部は、第３端子と、第４端子とを含み、
前記第３端子は、前記第３孔を通って前記第１電極に接続可能であり、
前記第４端子は、前記第２電極に接続可能である、液体検知装置。
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