用于确定界面的位置的传感器、液位计的制作方法

专利2025-11-16  3


本公开涉及用于确定两种类的物质的界面的位置的传感器(以下,称为界面传感器)以及包含该界面传感器的液位计。


背景技术:

1、图1是专利文献1的图1的复制件,示出了现有技术的水位传感器的原理图。现有技术的水位传感器测定从水槽1内的规定的基准位置(例如,水槽底面)起到液面l为止的水位。基准线10是假想线,在基准线10上预先设定了z个观测点qz(z=1、2、...、z)。在图1所示的例子中z=7,示出了7个观测点q1~q7。

2、电极对p1~p7被一对一地配置于观测点q1~q7的水平面(level)上。判定单元11~17与电极对p1~p7一对一地连接。判定单元11~17的每一个具有对电极对p1~p7中的对应的电极对的静电电容值是否超过了规定的基准值进行判定的功能。例如,在判定单元13判定为配置于观测点q3的水平面上的电极对p3的静电电容值超过了规定的基准值的情况下,则在该观测点q3的水平面存在液体,在判定单元13判定为配置于观测点q3的水平面上的电极对p3的静电电容值没有超过规定的基准值的情况下,则在该观测点q3的水平面不存在液体。

3、在z个判定单元中从第1个起到第i个(i∈{1,2,...,z})为止的i个判定单元输出了表示超过了基准值的判定结果时,水位输出单元20输出表示第i个观测点的水平面的信息。在图1所示的例子中,与比液面l靠下的(即,浸入在液体中)电极对p1~p4对应的判定单元11~14输出表示超过了基准值的判定结果,与比液面l靠上的(即,没有浸入在液体中)电极对p5~p7对应的判定单元15~17输出表示没有超过基准值的判定结果,因此水位输出单元20输出表示第4个观测点q4的水平面的信息。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1:日本国特开平11-311562号公报


技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、上述的现有技术的水位传感器通过基于在水位变化的方向(以下,称为水平面变化方向)上设定的2个以上的观测点的水平面一对一地配置的2个以上的电极对的每一个的静电电容值来判定该2个以上的观测点的每一个的水平面的液体的有无,从而确定水位。上述的现有技术的水位传感器根据离散值而近似地确定水位。因此,根据上述的现有技术的水位传感器,为了以高的分辨率(resolution)来确定水位,需要多个电极对,其结果,与多个电极对对应地还需要多个导线。

3、例如,在为了以高的分辨率来确定水位而在水平面变化方向上设定了z个观测点的情况下,上述的现有技术的水位传感器不仅需要z个电极对,还需要z+1个导线。这是因为,z个电极对的一方的电极与1个公共导线连接,z个电极对的另一方的电极与相互不同的z个导线一对一地连接。

4、鉴于上述的背景技术,公开具有能够使从传感器块引出的导线的总数l少于z+1(其中,z是观测点的总数)的结构的界面传感器、和包含该界面传感器的液位计。

5、用于解决课题的手段

6、在此所述的技术事项并不是为了明示地或暗示地限定本发明的保护范围中所述的发明而被提供,此外,也不是为了使本发明的受益人(例如申请人与专利权人)之外的人员能够限定本发明的保护范围中所述的发明而提供,只是简单地为了便于理解本发明的要旨而提供。本发明的其它角度的概况例如能够根据该专利申请申请时的保护范围进行理解。

7、本公开的传感器是用于确定两种类的物质(即,相互不同的第1物质和第2物质)的界面的位置的传感器。该传感器包含e个电极对、l个导线、和导线选择器。关于e和l,下式成立。在这些式子中,k是满足2≤k的被预先确定的整数,对于各j∈{x∈n:1≤x≤k},n(j)是满足2≤n(j)的被预先确定的整数,n是正整数全体的集合。

8、[数学式1]

9、

10、e个电极对按照遵循集合{x∈n:1≤x≤e}的元素的大小关系的顺序,位于相互不一致且相互平行的e个平面上。

11、对于各p∈{x∈n:1≤x≤e-1},e个电极对中的第p个电极对具有:与l个导线中的第s(p)个导线连接的一方的电极、和与l个导线中的第l个导线连接的另一方的电极。关于s(p),下式成立。在该式中n(0)=1。

12、[数学式2]

13、

14、在上式中r通过p∈w(r)而被确定。对于各k∈{x∈n:1≤x≤k},第k个集合w(k)通过下式来表示。在该式中第k+1个集合w(k+1)是空集。

15、[数学式3]

16、

17、e个电极对中的第e个电极对具有:与l个导线中的第l-1个导线连接的一方的电极、和与l个导线中的第l个导线连接的另一方的电极。

18、除了第l个导线之外,导线选择器能够选择l个导线中的任意的1个导线。

19、或者,对于各k∈{x∈n:1≤x≤k},导线选择器

20、1)在k≠k且n(k)≠2的情况下,

21、对于各y∈{x∈n:1≤x≤n(k)-2},选择l个导线中的、由属于集合y(y)的元素确定的两个导线,其中,

22、[数学式4]

23、

24、对于y=n(k)-1,选择l个导线中的、由属于集合y的元素确定的 (2+σj=k+1k(n(j)-1))个导线,其中,

25、 [数学式5]

26、

27、2)在k≠k且n(k)=2的情况下,

28、选择l个导线中的、由属于集合y的元素确定的 (2+σj=k+1k(n(j)-1))个导线,其中,

29、 [数学式6]

30、

31、3)在k=k的情况下,

32、对于各y∈{x∈n:1≤x≤n(k)-1},选择l个导线中的、由属于集合y(y)的元素确定的2个导线,其中,

33、[数学式7]

34、

35、发明效果

36、根据本发明,能够使从传感器块引出的导线的总数l少于z+1(其中,z是观测点的总数)。



技术特征:

1.一种液位计,其特征在于,具备输入电路、传感器部、调整部、切换单元、判别单元以及液位决定单元,

2.在权利要求1所述的液位计中,其特征在于,

3.在权利要求2所述的液位计中,其特征在于,

4.在权利要求1至3中任一项所述的液位计中,其特征在于,

5.在权利要求1至3中任一项所述的液位计中,其特征在于,

6.在权利要求5所述的液位计中,其特征在于,

7.在权利要求1至3中任一项所述的液位计中,其特征在于,

8.一种传感器,用于确定第1物质和第2物质的界面的位置,

9.一种传感器,用于确定第1物质和第2物质的界面的位置,

10.如权利要求8或权利要求9所述的传感器,其特征在于,

11.一种液位计,包含权利要求8到权利要求10的任一项所述的传感器,

12.如权利要求11所述的液位计,


技术总结
液位计具备输入电路30、传感器部40、调整部50、切换单元60、判别单元70以及液位决定单元80,传感器部40具有在液位检测方向上排列的多个电极对41,电极对41被分为n个组,第i组(i=1,2,…,n)由从最下方起第2<supgt;i‑1</supgt;(2k‑1)个(k是从1到2<supgt;n‑i</supgt;的自然数)位置的电极对41构成,电极对41的一端与输入电路30连接,另一端与属于相同组的电极对41并联连接并与切换单元60连接,判别单元70对于i=1、2、…、n‑1判别第i组的检测值和将第i+1组到第n组合并的组的检测值的大小,判别第n组的检测值和通过调整部50而得的检测值的大小,切换单元60依次切换组和判别单元70的连接,液位决定单元80基于判别单元70的判别来决定液位。

技术研发人员:市川真太郎,山根康平
受保护的技术使用者:日本航空电子工业株式会社
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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