JP7069444B1

JP7069444B1 - 液面検知器

Info

Publication number: JP7069444B1
Application number: JP2020187023A
Authority: JP
Inventors: 雅春志水; 優太志水
Original assignee: 株式会社ワイエスアンドアソシエイツ
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2022-05-18
Anticipated expiration: 2040-11-10
Also published as: JP2022079793A

Abstract

【課題】本発明は、容器が膨張及び収縮しても、容器内に貯蔵されている液体の液面を正確に検知できる液面検知器および液体検知システムを提供することを目的とする。【解決手段】液体検知システム１００は、液面検知器１０と、液面検知器２０と、容器９０と、支柱８０と、制御部５０と、注入部９１と、排出部９２とを備える。液面検知器１０は、センサ５と、スペーサ６と、固定部１２と、連結部１１とを備える。センサ５は、例えば静電センサで構成される。連結部１１は、固定部１２およびセンサ５を連結する。連結部１１は、容器９０の方向R1へセンサ５を付勢する第１のバネ１５を有する。容器９０の膨張によってセンサ５が容器９０とは逆の方向へ押されたとき、第１のバネ１５の付勢力に抗ってセンサ５が容器９０とは逆の方向へ可動する。その際、第１のバネ１５が容器９０の方向R1へセンサ５を付勢するため、センサ５の固定を維持する。【選択図】図１

Description

本発明は、容器内に貯蔵されている液体の液面を検知するセンサを備える液面検知器に関するものである。

従来から、容器内に貯蔵されている液体の液面を検知するセンサを備える液面検知器が各種提案されている。容器は例えば、液体を貯蔵するタンクである。液体は例えば次亜塩素酸水やアルコールなどである。センサは例えば静電容量センサであり、容器の外周面に対向する状態で固定される。例えば特許文献１は、タンク内に貯蔵されている液体の液面を検出する静電容量形近接センサを開示している。

特開２００２－１１１４６９号公報

しかしながら、容器は、貯蔵する液体の量に比例して、液体から圧力を受ける。容器に貯蔵されている液体の量が多い場合、容器は外側へ膨張することがある。このとき、センサが外側へ押され、センサの固定位置が外側へ変化する。そして、容器内から液体が排出され容器内の液体が減ったとき、容器は液体の圧力から解放される。これにより容器が収縮するが、センサの固定位置は外側に変化したままとなる。すなわち、従来の液面検知器では、容器とセンサの距離が変化し、センサの精度が低下することがあった。

また、従来の液面検知器では、容器の膨張及び収縮により、固定されているセンサが外れるおそれもあった。

したがって、従来の液面検知器は、容器内に貯蔵される液体の液面を正確に検知できなくなるおそれがあった。

本発明は、容器が膨張及び収縮しても、容器内に貯蔵されている液体の液面を正確に検知できる液面検知器および液体検知システムを提供することを目的とする。

本発明の液面検知器は上記の目的を達成するために以下の手段を備える。

（１）本発明の液面検知器は、容器内に貯蔵されている液体の液面を検知するセンサと、容器の近傍に固定される支柱と、支柱を嵌めるための開口部を有し、センサが容器の外周面に対向する状態でセンサを固定する固定部と、固定部およびセンサを連結する連結部を備える。そして、連結部は、容器の方向へセンサを付勢する第１のバネ及び容器の方向へセンサを付勢する第２のバネを有し、固定部、第１のバネ、第２のバネ及びセンサはこの順に、センサが付勢される方向に対して略垂直方向に直列に連結する。

この構成では、容器の膨張によってセンサが容器とは逆の方向（容器が膨張する方向）へ押されたとき、第１のバネの付勢力に抗ってセンサが容器とは逆の方向へ可動する。その際、第１のバネが容器の方向へセンサを付勢する。そして、容器内から液体が排出され容器内の液体が減ったとき、容器は収縮する。このとき、その付勢力によってセンサが容器の収縮方向へ可動する。そのためこの構成では、第１のバネが容器の膨張及び収縮にセンサを追随させ、容器とセンサの距離を維持する。即ちセンサの精度を維持できる。

また、この構成の液面検知器は、容器が膨張及び収縮しても第１のバネによって、固定されているセンサが外れることを防止できる。

したがってこの構成の液面検知器は、容器が膨張及び収縮しても、容器内に貯蔵されている液体の液面を正確に検知できる。

削除

また、この構成では、第１のバネと第２のバネによってセンサを容器の方向へ付勢する。そのため、この構成の液面検知器は、第１のバネと第２のバネによってセンサの固定角度を調整できる。したがってセンサの固定角度の調整自由度が高まる。

また、本発明の液体検知システムは上記の目的を達成するために以下の手段を備える。

（２）本発明の液体検知システムは、上記の液面検知器と、上記の容器と、液面検知器の検知結果に基づいて液体を容器内に注入する注入部と、液面検知器の検知結果に基づいて容器内の液体を排出する排出部と、を備える。

この構成の液体検知システムは、上記の液面検知器を備える。したがってこの構成の液体検知システムは、上記の液面検知器と同様の効果を有する。

本発明の液面検知器は、容器が膨張及び収縮しても、容器内に貯蔵されている液体の液面を正確に検知できる。

本発明の第１実施形態に関する液体検知システム１００の外観図である。図１に示す液体検知システム１００の概略構成図である。図１に示す液体検知システム１００のブロック図である。図１に示す液体検知システム１００に備えられる液面検知器１０の外観図である。図４に示す液面検知器１０の正面図である。図４に示す液面検知器１０の上面図である。図４に示す液面検知器１０の変形例である液面検知器１１０の正面図である。図７に示す液面検知器１１０の上面図である。

以下、本発明の第１実施形態に関する液体検知システム１００について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に関する液体検知システム１００の外観図である。図２は、図１に示す液体検知システム１００の概略構成図である。図３は、図１に示す液体検知システム１００のブロック図である。図４は、図１に示す液体検知システム１００に備えられる液面検知器１０の外観図である。

液体検知システム１００は、液面検知器１０と、液面検知器２０と、容器９０と、支柱８０と、制御部５０と、注入部９１と、排出部９２とを備える。

容器９０は、例えばプラスチック製のタンクで構成され、液体Fを貯蔵する。液体Fは例えば次亜塩素酸水やアルコールである。容器９０は、注入部９１及び排出部９２に接続している。注入部９１は弁を有する。弁が開いたとき、液体Fが注入部９１を介して容器９０内に注入される。また排出部９２は弁を有する。弁が開いたとき、液体Fは容器９０内から排出部９２を介して排出される。注入部９１からの液体Fの注入と排出部９２からの液体Fの排出とによって、容器９０内の液面Sの高さは変化する。

液面検知器１０は、容器９０内に貯蔵されている液体Fの液面Sを検知するセンサ５を備える。液面検知器１０は、センサ５が容器９０の外周面に対向する状態で支柱８０にスペーサ６を介して固定されている。支柱８０は例えばステンレス等の金属で構成される。センサ５は例えば静電容量センサである。スペーサ６の材料は例えば樹脂である。例えば、容器９０内の液面Sの高さが変化し、液面Sがセンサ５の固定位置を通過したとき、センサ５は静電容量の変化によって液面Sを検知する。

液面検知器２０の構成は液面検知器１０の構成と同じである。液面検知器２０は、液面検知器１０の固定位置より高い位置で、センサ５が容器９０の外周面に対向する状態で支柱８０に固定されている。

制御部５０は例えばマイクロコンピュータで構成される。制御部５０は、液面検知器１０及び液面検知器２０の検知結果に基づいて注入部９１の弁を開閉する。また制御部５０は、液面検知器１０及び液面検知器２０の検知結果に基づいて排出部９２の弁を開閉する。制御部５０は例えば次のような制御を行う。液面Sが液面検知器２０より上に位置するとき、制御部５０は注入部９１の弁を閉じ排出部９２の弁を開く。液面Sが液面検知器１０及び液面検知器２０の間に位置するとき、制御部５０は注入部９１の弁を開き排出部９２の弁を開く。液面Sが液面検知器１０より下に位置するとき、制御部５０は注入部９１の弁を開き排出部９２の弁を閉じる。

次に、液面検知器２０の構成は液面検知器１０の構成と同じであるため、代表して液面検知器１０の構成について詳細に説明する。

図５は、図４に示す液面検知器１０の正面図である。図６は、図４に示す液面検知器１０の上面図である。液面検知器１０は、センサ５と、スペーサ６と、固定部１２と、連結部１１とを備える。

センサ５は、例えば静電センサで構成される。センサ５は、配線８を介して制御部５０に接続される。

固定部１２は、中央に開口部１９を形成する枠部１８と、枠部１８に接続する固定板１７とを有する。固定部１２の材料は例えばステンレス等の金属である。固定板１７は平板で構成される。枠部１８は、２枚の金属板が２つのボルトで連結されることで、中央に開口部１９を形成している。支柱８０が枠部１８の開口部１９に嵌ることで、固定部１２は支柱８０に装着される。固定部１２はセンサ５がスペーサ６を挟んで容器９０の外周面に対向する状態でセンサ５を固定する。この際、スペーサ６は容器９０の外周面に接触している。

なお、本実施形態では液面検知器１０がスペーサ６を備えているが、これに限るものではない。実施の際、使用するセンサの種類に応じてスペーサの種類やスペーサの使用不使用を決定すれば良い。

連結部１１は基板１４と基板１６とを有する。連結部１１の材料は例えばステンレス等の金属である。基板１４はT字状の平板で構成される。基板１６はT字状の平板で構成される。センサ５は基板１４に取付けられている。固定板１７は基板１６に取付けられている。これにより連結部１１は、固定部１２およびセンサ５を連結する。

さらに連結部１１は、容器９０の方向R1へセンサ５を付勢する第１のバネ１５を有する。第１のバネ１５は例えば蝶バネで構成されている。

以上の構成において容器９０は、貯蔵する液体Fの量に比例して、液体Fから圧力を受ける。容器９０に貯蔵される液体Fの量が多い場合、容器９０は外側へ膨張することがある。

そこで、本実施形態の液面検知器１０及び液体検知システム１００は、第１のバネ１５を備えている。この構成では容器９０の膨張によってセンサ５が容器９０とは逆の方向（容器９０が膨張する方向）へ押されたとき、第１のバネ１５の付勢力に抗ってセンサ５が容器９０とは逆の方向へ可動する。その際、第１のバネ１５が容器９０の方向R1へセンサ５を付勢する。

そして、容器９０内から液体Fが排出され容器９０内の液体Fが減ったとき、容器９０は収縮する。このとき、その付勢力によってセンサ５が容器９０の収縮方向へ可動する。そのため液面検知器１０では、第１のバネ１５が容器９０の膨張及び収縮にセンサ５を追随させ、容器９０とセンサ５の距離を維持する。即ちセンサ５の精度を維持できる。

また、液面検知器１０は、容器９０が膨張及び収縮しても第１のバネ１５によって、固定されているセンサ５が外れることを防止できる。

したがって、液面検知器１０及び液体検知システム１００は、容器９０が膨張及び収縮しても、容器９０内に貯蔵されている液体Fの液面Sを正確に検知できる。

なお、本実施形態では液体検知システム１００が２台の液面検知器１０及び液面検知器２０を備えているが、これに限るものではない。実施の際は、液体検知システム１００が１台の液面検知器１０のみを構わない。また、液体検知システム１００が複数台の液面検知器１０を備えても構わない。

次に、液面検知器１０は以下の変形例を採用できる。

図７は、図４に示す液面検知器１０の変形例である液面検知器１１０の正面図である。図８は、図７に示す液面検知器１１０の上面図である。液面検知器１１０が液面検知器１０と相違する点は、連結部１１１である。

連結部１１１は、容器９０の方向R２へセンサ５を付勢する第２のバネ１１５と、第１のバネ１５及び第２のバネ１１５を連結する中間板１１６とを有する。固定部１２、第１のバネ１５、第２のバネ１１５及びセンサ５はこの順に直列に連結する。

この構成では、第１のバネ１５及び第２のバネ１１５によってセンサ５を容器９０の方向へ付勢する。そのため、この構成の液面検知器１１０は、第１のバネ１５及び第２のバネ１１５によってセンサ５の固定角度を調整できる。したがってセンサ５の固定角度の調整自由度が高まる。

５センサ
６スペーサ
１０液面検知器
１１連結部
１２固定部
１５第１のバネ
２０液面検知器
５０制御部
８０支柱
９０容器
９１注入部
９２排出部
１００液体検知システム
１１５第２のバネ

Claims

容器内に貯蔵されている液体の液面を検知するセンサと、
前記容器の近傍に固定される支柱と、
前記支柱を嵌めるための開口部を有し、前記センサが前記容器の外周面に対向する状態で前記センサを固定する固定部と、
前記固定部および前記センサを連結する連結部を備え、
前記連結部は、前記容器の方向へ前記センサを付勢する第１のバネ及び前記容器の方向へ前記センサを付勢する第２のバネを有し、
前記固定部、前記第１のバネ、前記第２のバネ及び前記センサはこの順に、前記センサが付勢される方向に対して略垂直方向に直列に連結する、ことを特徴とする液面検知器。
請求項１に記載の液面検知器と、
前記容器と、
前記液面検知器の検知結果に基づいて液体を前記容器内に注入する注入部と、
前記液面検知器の検知結果に基づいて前記容器内の液体を排出する排出部と、を備える液体検知システム。