JPH0626908A - レベル検出装置 - Google Patents
レベル検出装置Info
- Publication number
- JPH0626908A JPH0626908A JP4081983A JP8198392A JPH0626908A JP H0626908 A JPH0626908 A JP H0626908A JP 4081983 A JP4081983 A JP 4081983A JP 8198392 A JP8198392 A JP 8198392A JP H0626908 A JPH0626908 A JP H0626908A
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- impedance element
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
レベル検出装置
【目的】液体のレベル変化と出力信号電圧変化との間の
直線性に優れ、構成が簡単なレベル検出装置を提供す
る。 【構成】発振回路１から出力された交流電圧はインピー
ダンス素子７とレベル検出コンデンサ６との直列回路に
印加され、インピーダンス素子７の両端の電位差が差動
増幅回路３により差動増幅される。レベル検出コンデン
サ６の他端は接地される。インピーダンス素子７のイン
ピーダンスをＺ、レベル検出コンデンサ６の静電容量を
Ｃ、角周波数をωとすれば、ωＣＺを１よりなるべく小
さくすることにより、増幅回路から出力される信号電圧
の直線性が向上する。また、レベル検出コンデンサ６の
一方の電極は接地されているので、信号電圧に高周波ノ
イズが重畳したり、信号電圧の直流レベルが変動したり
することが少なくなる。
直線性に優れ、構成が簡単なレベル検出装置を提供す
る。 【構成】発振回路１から出力された交流電圧はインピー
ダンス素子７とレベル検出コンデンサ６との直列回路に
印加され、インピーダンス素子７の両端の電位差が差動
増幅回路３により差動増幅される。レベル検出コンデン
サ６の他端は接地される。インピーダンス素子７のイン
ピーダンスをＺ、レベル検出コンデンサ６の静電容量を
Ｃ、角周波数をωとすれば、ωＣＺを１よりなるべく小
さくすることにより、増幅回路から出力される信号電圧
の直線性が向上する。また、レベル検出コンデンサ６の
一方の電極は接地されているので、信号電圧に高周波ノ
イズが重畳したり、信号電圧の直流レベルが変動したり
することが少なくなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一対の電極間の静電容
量変化により連続レベルを検出するレベル検出装置に関
する。
量変化により連続レベルを検出するレベル検出装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】液体のレベル変化に伴う一対の電極間の
静電容量変化を検出してレベルを検出するレベル検出装
置として例えば特開昭６２ー１８００４号公報の装置が
ある。この装置は、上記静電容量変化をＣＲ発振回路の
周波数の変化として検出することを開示している。
静電容量変化を検出してレベルを検出するレベル検出装
置として例えば特開昭６２ー１８００４号公報の装置が
ある。この装置は、上記静電容量変化をＣＲ発振回路の
周波数の変化として検出することを開示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記説
明したレベル変化に伴う電極対間の静電容量変化を発振
周波数の変化として検出する場合、ω＝（ＬＣ）ー1/2と
なり、周波数と静電容量Ｃが直線関係をもたないので、
例えばｆ／Ｖ変換した信号電圧が液体のレベル（ほぼ電
極間の静電容量と直線関係を有する）と直線関係をもた
ず、その後の信号処理が複雑となった。
明したレベル変化に伴う電極対間の静電容量変化を発振
周波数の変化として検出する場合、ω＝（ＬＣ）ー1/2と
なり、周波数と静電容量Ｃが直線関係をもたないので、
例えばｆ／Ｖ変換した信号電圧が液体のレベル（ほぼ電
極間の静電容量と直線関係を有する）と直線関係をもた
ず、その後の信号処理が複雑となった。
【０００４】本発明は、このような問題に鑑みなされた
ものであり、流体のレベル変化と出力信号電圧変化との
間の直線性に優れ、構成が簡単なレベル検出装置を提供
することを、その目的としている。
ものであり、流体のレベル変化と出力信号電圧変化との
間の直線性に優れ、構成が簡単なレベル検出装置を提供
することを、その目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のレベル検出装置
は、被測定流体を収容する容器内の所定位置に所定間隔
を隔てて垂下される一対の長尺状の電極で構成され、一
方の電極が接地されるレベル検出コンデンサと、前記電
極対の他方に信号電圧検出用のインピーダンス素子を通
じて定周波数の交流電圧を印加する発振回路と、前記イ
ンピーダンス素子の両端の電位差を増幅する増幅回路と
を備えることを特徴としている。
は、被測定流体を収容する容器内の所定位置に所定間隔
を隔てて垂下される一対の長尺状の電極で構成され、一
方の電極が接地されるレベル検出コンデンサと、前記電
極対の他方に信号電圧検出用のインピーダンス素子を通
じて定周波数の交流電圧を印加する発振回路と、前記イ
ンピーダンス素子の両端の電位差を増幅する増幅回路と
を備えることを特徴としている。
【０００６】好適な態様において、前記インピーダンス
素子のインピーダンスをＺ、前記レベル検出コンデンサ
の静電容量をＣ、前記交流電圧の角周波数をωとする
時、ωＣＺをＯ．１以下とされる。好適な態様におい
て、前記インピーダンス素子はコンデンサからなり、前
記インピーダンス素子と前記レベル検出コンデンサとの
接続点の信号電圧は、直流遮断用の直流遮断コンデンサ
を通じて前記増幅回路の一入力端に入力される。
素子のインピーダンスをＺ、前記レベル検出コンデンサ
の静電容量をＣ、前記交流電圧の角周波数をωとする
時、ωＣＺをＯ．１以下とされる。好適な態様におい
て、前記インピーダンス素子はコンデンサからなり、前
記インピーダンス素子と前記レベル検出コンデンサとの
接続点の信号電圧は、直流遮断用の直流遮断コンデンサ
を通じて前記増幅回路の一入力端に入力される。
【０００７】好適な態様において、前記レベル検出コン
デンサは同軸筒形状を有し、外筒からなる外部電極は前
記定電位のラインに接続され、前記外筒内に同軸状に収
容される内部電極が前記インピーダンス素子の一端に接
続される。
デンサは同軸筒形状を有し、外筒からなる外部電極は前
記定電位のラインに接続され、前記外筒内に同軸状に収
容される内部電極が前記インピーダンス素子の一端に接
続される。
【０００８】
【作用】発振回路から出力された交流電圧はインピーダ
ンス素子とレベル検出コンデンサとの直列回路に印加さ
れ、レベル検出コンデンサの他端が接地され、インピー
ダンス素子の両端の電位差が差動増幅回路により差動増
幅される。ここで、インピーダンス素子のインピーダン
スをＺ、レベル検出コンデンサの静電容量をＣ、角周波
数をωとすれば、ωＣＺを１よりなるべく小さくするこ
とにより、増幅回路から出力される信号電圧の直線性が
向上する。
ンス素子とレベル検出コンデンサとの直列回路に印加さ
れ、レベル検出コンデンサの他端が接地され、インピー
ダンス素子の両端の電位差が差動増幅回路により差動増
幅される。ここで、インピーダンス素子のインピーダン
スをＺ、レベル検出コンデンサの静電容量をＣ、角周波
数をωとすれば、ωＣＺを１よりなるべく小さくするこ
とにより、増幅回路から出力される信号電圧の直線性が
向上する。
【０００９】
【発明の効果】以上説明したように本発明のレベル検出
装置は、発振回路から出力された交流電圧をインピーダ
ンス素子とレベル検出コンデンサとからなる直列回路に
印加し、レベル検出コンデンサの他端を接地し、インピ
ーダンス素子の両端の電位差を差動増幅するので、簡単
な回路で流体のレベル変化に対して直線性の高い信号電
圧を出力することができる。またレベル検出コンデンサ
の一方の電極を接地できるので、高周波ノイズの重畳や
直流レベルの変動が小さい。
装置は、発振回路から出力された交流電圧をインピーダ
ンス素子とレベル検出コンデンサとからなる直列回路に
印加し、レベル検出コンデンサの他端を接地し、インピ
ーダンス素子の両端の電位差を差動増幅するので、簡単
な回路で流体のレベル変化に対して直線性の高い信号電
圧を出力することができる。またレベル検出コンデンサ
の一方の電極を接地できるので、高周波ノイズの重畳や
直流レベルの変動が小さい。
【００１０】
【実施例】本発明のレベル検出装置の一実施例を図１に
示す。この装置は、発振回路１と、レベル検出用のコン
デンサ回路２と、差動増幅回路３と、検波回路４と、平
滑回路５とからなる。発振回路１は、一定周波数の正弦
波交流電圧を出力する回路であるが、他の波形の発振回
路でもよい。
示す。この装置は、発振回路１と、レベル検出用のコン
デンサ回路２と、差動増幅回路３と、検波回路４と、平
滑回路５とからなる。発振回路１は、一定周波数の正弦
波交流電圧を出力する回路であるが、他の波形の発振回
路でもよい。
【００１１】コンデンサ回路２は、一端が発振回路１の
出力端に接続されたインピーダンス素子７と、一端がイ
ンピーダンス素子７の他端に接続され他端が接地された
レベル検出コンデンサ６と、直流遮断コンデンサ２２と
からなる。直流遮断コンデンサ２２は、インピーダンス
素子７とレベル検出コンデンサ６との接続点と差動増幅
回路３のマイナス入力端とを接続する。ここでは、イン
ピーダンス素子７としてレベル検出コンデンサ６より容
量が２０分の１以下のコンデンサが採用される。
出力端に接続されたインピーダンス素子７と、一端がイ
ンピーダンス素子７の他端に接続され他端が接地された
レベル検出コンデンサ６と、直流遮断コンデンサ２２と
からなる。直流遮断コンデンサ２２は、インピーダンス
素子７とレベル検出コンデンサ６との接続点と差動増幅
回路３のマイナス入力端とを接続する。ここでは、イン
ピーダンス素子７としてレベル検出コンデンサ６より容
量が２０分の１以下のコンデンサが採用される。
【００１２】増幅回路３は所定の入力インピーダンスを
有するリニア増幅回路であり、オペアンプにより構成さ
れている。検波回路４及び平滑回路５の構成は周知であ
るので説明を省略する。レベル検出コンデンサ６を除く
他の部品は密閉ケース（図示せず）内に収容されてい
る。コンデンサ回路２について更に説明する。
有するリニア増幅回路であり、オペアンプにより構成さ
れている。検波回路４及び平滑回路５の構成は周知であ
るので説明を省略する。レベル検出コンデンサ６を除く
他の部品は密閉ケース（図示せず）内に収容されてい
る。コンデンサ回路２について更に説明する。
【００１３】レベル検出コンデンサ６は、図２に示すよ
うに、誘電性の被測定液体（図示せず）を収容する容器
（図示せず）内の所定位置に垂下される同軸円筒からな
る外部電極６２及び内部電極６１を有し、両者の上部に
は樹脂製の蓋６３が嵌められている。この蓋６３は上蓋
部から同軸状に垂下する中央円柱部と外筒部とをもち、
中央円柱部は内部電極６１内に嵌入され、外筒部は外部
電極６２に嵌着されている。内部電極６１及び外部電極
６２の隙間の下部には樹脂製のスペーサ６４が嵌めら
れ、この隙間を一定に保持している。
うに、誘電性の被測定液体（図示せず）を収容する容器
（図示せず）内の所定位置に垂下される同軸円筒からな
る外部電極６２及び内部電極６１を有し、両者の上部に
は樹脂製の蓋６３が嵌められている。この蓋６３は上蓋
部から同軸状に垂下する中央円柱部と外筒部とをもち、
中央円柱部は内部電極６１内に嵌入され、外筒部は外部
電極６２に嵌着されている。内部電極６１及び外部電極
６２の隙間の下部には樹脂製のスペーサ６４が嵌めら
れ、この隙間を一定に保持している。
【００１４】内部電極６１及び外部電極６２の上端には
爪６１ａ及び６２ａが上方に伸びており、これら爪６１
ａ及び６２ａは一対の信号ケーブルの両終端に個別には
んだ付けされている。信号ケーブル６４はそれぞれ金網
シールド線からなり、上記密閉ケースまで延設されてい
る。外部電極６２の下端には底付き円筒形状の樹脂又は
金属製のキャップ６５が嵌着固定されており、キャップ
６５の側壁には燃料流出入用の小孔６６が開口されてい
る。この小孔６６はメカニカルローパスフィルタとして
作用する。
爪６１ａ及び６２ａが上方に伸びており、これら爪６１
ａ及び６２ａは一対の信号ケーブルの両終端に個別には
んだ付けされている。信号ケーブル６４はそれぞれ金網
シールド線からなり、上記密閉ケースまで延設されてい
る。外部電極６２の下端には底付き円筒形状の樹脂又は
金属製のキャップ６５が嵌着固定されており、キャップ
６５の側壁には燃料流出入用の小孔６６が開口されてい
る。この小孔６６はメカニカルローパスフィルタとして
作用する。
【００１５】以下、この装置の作動を説明する。発振回
路１の交流電圧はインピーダンス素子７とレベル検出コ
ンデンサ６とで分圧される。なお、直流遮断コンデンサ
２２のインピーダンス又は直流遮断コンデンサ２２から
みた差動増幅回路３のマイナス入力端の入力インピーダ
ンスは大きく、直流遮断コンデンサ２２を流れる信号電
流は無視できるとする。
路１の交流電圧はインピーダンス素子７とレベル検出コ
ンデンサ６とで分圧される。なお、直流遮断コンデンサ
２２のインピーダンス又は直流遮断コンデンサ２２から
みた差動増幅回路３のマイナス入力端の入力インピーダ
ンスは大きく、直流遮断コンデンサ２２を流れる信号電
流は無視できるとする。
【００１６】誘電性の液体のレベル変化が生じると、電
極６１、６２からなるレベル検出コンデンサ６の容量変
化ΔＣはこのレベル変化量ΔＬにほぼ比例する。インピ
ーダンス素子７を流れる信号電流ｉは、レベル検出コン
デンサ６の静電容量をＣ、インピーダンス素子７のイン
ピーダンスをＺとし、発振回路１が出力する交流電圧を
Ｖｏ、発振回路１の出力インピーダンスは小さくて無視
できるものとすると、 ｉ＝Ｖｏ／（Ｚ＋（１／ｊωＣ））となる。
極６１、６２からなるレベル検出コンデンサ６の容量変
化ΔＣはこのレベル変化量ΔＬにほぼ比例する。インピ
ーダンス素子７を流れる信号電流ｉは、レベル検出コン
デンサ６の静電容量をＣ、インピーダンス素子７のイン
ピーダンスをＺとし、発振回路１が出力する交流電圧を
Ｖｏ、発振回路１の出力インピーダンスは小さくて無視
できるものとすると、 ｉ＝Ｖｏ／（Ｚ＋（１／ｊωＣ））となる。
【００１７】したがって、インピーダンス素子７の両端
の電位差ΔＶは、 ΔＶ＝ＺＶｏ／（Ｚ＋（１／ｊωＣ）） ＝ｊωＣＺＶｏ／（１＋ｊωＣＺ） いま、ｊωＣＺを１より大幅に小さくなるように例えば
Ｏ．１以下とすれば、ΔＶ＝ｊωＣＺＶｏとみなすこと
ができ、信号電圧Ｖｃはレベル検出コンデンサ６の静電
容量Ｃに比例し、Ｃの変化ΔＣがレベル変化ΔＬに比例
するので、信号電圧ΔＶの変化はレベル変化ΔＬに比例
すると見なすことができる。
の電位差ΔＶは、 ΔＶ＝ＺＶｏ／（Ｚ＋（１／ｊωＣ）） ＝ｊωＣＺＶｏ／（１＋ｊωＣＺ） いま、ｊωＣＺを１より大幅に小さくなるように例えば
Ｏ．１以下とすれば、ΔＶ＝ｊωＣＺＶｏとみなすこと
ができ、信号電圧Ｖｃはレベル検出コンデンサ６の静電
容量Ｃに比例し、Ｃの変化ΔＣがレベル変化ΔＬに比例
するので、信号電圧ΔＶの変化はレベル変化ΔＬに比例
すると見なすことができる。
【００１８】すなわち、ω、Ｃ、Ｚを小さくすればよ
い。接続点の信号電圧Ｖｃは差動増幅回路３で増幅さ
れ、検波回路４で検波され、平滑回路５で直流化されて
出力される。なお、上記した直流遮断コンデンサ２２は
レベル検出コンデンサ６に直流電流が印加されるのを防
止するものであり、この場合にはインピーダンス素子７
もコンデンサとされる。このようにすれば、レベル検出
コンデンサ６の電極間における直流電流の漏電などの事
故を防ぐことができる。
い。接続点の信号電圧Ｖｃは差動増幅回路３で増幅さ
れ、検波回路４で検波され、平滑回路５で直流化されて
出力される。なお、上記した直流遮断コンデンサ２２は
レベル検出コンデンサ６に直流電流が印加されるのを防
止するものであり、この場合にはインピーダンス素子７
もコンデンサとされる。このようにすれば、レベル検出
コンデンサ６の電極間における直流電流の漏電などの事
故を防ぐことができる。
【００１９】本実施例では、同軸円筒状のレベル検出コ
ンデンサ６の外部電極６２が接地され、内部電極６１が
直流遮断コンデンサ２２を通じて差動増幅回路３の入力
端に接続されている。このようにすれば、外部電極６２
とタンク（図示せず）などとの間の寄生容量を無視する
ことができ、また、接続点とタンクとの間の寄生容量も
大幅に削減され、レベル検出コンデンサ６の取り付け位
置などの変動により変化しても、信号電圧Ｖｃの変化と
なりにくい利点がある。
ンデンサ６の外部電極６２が接地され、内部電極６１が
直流遮断コンデンサ２２を通じて差動増幅回路３の入力
端に接続されている。このようにすれば、外部電極６２
とタンク（図示せず）などとの間の寄生容量を無視する
ことができ、また、接続点とタンクとの間の寄生容量も
大幅に削減され、レベル検出コンデンサ６の取り付け位
置などの変動により変化しても、信号電圧Ｖｃの変化と
なりにくい利点がある。
【００２０】以下、本実施例の他の変形態様を説明す
る。直流遮断コンデンサ２２は省略可能である。インピ
ーダンス素子７は、コンデンサの他、抵抗やリアクタン
スで置換することができる。ただインピーダンス素子７
をコンデンサとし直流遮断コンデンサ２２を用いると、
レベル検出コンデンサ６に直流電流が伝送されないの
で、安全性に優れる。
る。直流遮断コンデンサ２２は省略可能である。インピ
ーダンス素子７は、コンデンサの他、抵抗やリアクタン
スで置換することができる。ただインピーダンス素子７
をコンデンサとし直流遮断コンデンサ２２を用いると、
レベル検出コンデンサ６に直流電流が伝送されないの
で、安全性に優れる。
【００２１】更に、レベル検出コンデンサ６の内部電極
６１は円筒の他に円柱とすることもできる。また、被測
定流体は粉体でもよい。
６１は円筒の他に円柱とすることもできる。また、被測
定流体は粉体でもよい。
【図１】本発明の一実施例を示す等価回路図
【図２】レベル検出コンデンサの断面図、
１…発振回路、 ２…コンデンサ回路、 ３…増幅回路、 ４…検波回路、 ５…平滑回路、 ６…レベル検出コンデンサ、 ７…インピーダンス素子、 ２２…直流遮断コンデンサ、
Claims (4)
- 【請求項１】被測定流体を収容する容器内の所定位置に
所定間隔を隔てて垂下される一対の長尺状の電極で構成
され、一方の電極が接地されるレベル検出コンデンサ
と、 前記電極対の他方に信号電圧検出用のインピーダンス素
子を通じて定周波数の交流電圧を印加する発振回路と、 前記インピーダンス素子の両端の電位差を増幅する増幅
回路とを備えることを特徴とするレベル検出装置。 - 【請求項２】前記インピーダンス素子のインピーダンス
をＺ、前記レベル検出コンデンサの静電容量をＣ、前記
交流電圧の角周波数をωとする時、ωＣＺをＯ．１以下
とした請求項１記載のレベル検出装置。 - 【請求項３】前記インピーダンス素子はコンデンサから
なり、前記インピーダンス素子と前記レベル検出コンデ
ンサとの接続点の信号電圧は、直流遮断用の直流遮断コ
ンデンサを通じて前記増幅回路の一入力端に入力される
ものである請求項１記載のレベル検出装置。 - 【請求項４】前記レベル検出コンデンサは同軸筒形状を
有し、外筒からなる外部電極は前記定電位のラインに接
続され、前記外筒内に同軸状に収容される内部電極が前
記インピーダンス素子の一端に接続されるものである請
求項１記載のレベル検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4081983A JPH07113566B2 (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | レベル検出装置 |
| US08/328,571 US5611240A (en) | 1992-04-03 | 1994-10-24 | Level detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4081983A JPH07113566B2 (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | レベル検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0626908A true JPH0626908A (ja) | 1994-02-04 |
| JPH07113566B2 JPH07113566B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=13761720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4081983A Expired - Lifetime JPH07113566B2 (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | レベル検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07113566B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011226901A (ja) * | 2010-04-20 | 2011-11-10 | Mitsutoyo Corp | 容量変化型変位計 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61188818A (ja) * | 1985-02-15 | 1986-08-22 | 日東電工株式会社 | 異方導電性シ−ト |
-
1992
- 1992-04-03 JP JP4081983A patent/JPH07113566B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61188818A (ja) * | 1985-02-15 | 1986-08-22 | 日東電工株式会社 | 異方導電性シ−ト |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011226901A (ja) * | 2010-04-20 | 2011-11-10 | Mitsutoyo Corp | 容量変化型変位計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07113566B2 (ja) | 1995-12-06 |
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