(57)【要約】【課題】簡単な構造で、安価に、完全に液体に接触しないようにして、水と油等の漏液の種類を判別する漏液センサを提供する。【解決手段】漏液の感知部を形成する平行電極と、平行電極に電気接続されている発振用回路と、平行電極及び発振用回路を被覆するチューブと、平行電極及び発振用回路で成る発振回路の発振周波数によって漏液の種類を判別する周波数弁別部と、前記判別の結果に応じて警報を発する警報部とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
漏液の感知部を形成する平行電極と、前記平行電極に電気接続されている発振用回路と、前記平行電極及び前記発振用回路を被覆するチューブと、前記平行電極及び前記発振用回路で成る発振回路の発振周波数によって前記漏液の種類を判別する周波数弁別部と、前記判別の結果に応じて警報を発する警報部とを具備することを特徴とする漏液センサ。
【請求項２】
前記周波数弁別部が、前記発振周波数を電圧に変換するＦ−Ｖ変換器と、前記電圧を基準電圧と比較して前記漏液の種類に応じた信号を前記警報部に出力するコンパレータとで構成されている請求項１に記載の漏液センサ。
【請求項３】
前記平行電極の間に空隙を有するプラスチック部材を挿設した請求項１又は２に記載の漏液センサ。
【請求項４】
前記発振回路が、前記平行電極に直列に抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１、抵抗Ｒ２、ヒステリシス付きのインバータＩＣ１の順に接続されると共に、前記抵抗Ｒ２及び前記ヒステリシス付きのインバータＩＣ１に並列に抵抗Ｒ３が接続されたマルチバイブレータである請求項１乃至３のいずれかに記載の漏液センサ。
【請求項５】
前記発振回路が、前記平行電極に演算増幅器の負入力端子が接続されると共に、前記負入力端子及び前記演算増幅器の出力の間に抵抗Ｒ３が接続され、接地された抵抗Ｒ２が前記演算増幅器の正入力端子に接続されると共に、前記正入力端子及び前記出力の間に抵抗Ｒ１が接続されて成るマルチバイブレータである請求項１乃至３のいずれかに記載の漏液センサ。
【請求項６】
前記チューブが熱収縮チューブである請求項１乃至５のいずれかに記載の漏液センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、漏液の感知部を形成する平行電極の静電容量の大きさによって漏液の種類を判別する漏液センサに関し、特に平行電極を漏液と非接触にした漏液センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来工場等の設備では、配管により液体を供給している。配管には多くの箇所に接続用の継手が設けられているため、継手から液体が漏液する場合が多い。液体の種類によっては、漏液の監視を人間が常時行わなければならなかったが、漏液を自動的に検出して報知する漏液センサが開発されている。漏液を監視するために従来用いられてきた漏液センサには、光学式の漏液センサ、磁気センサを用いた漏液センサ、導通式の漏液センサ及び静電容量式の漏液センサがある。
【０００３】
特開２００５−１５６５４１号公報（特許文献１）には、漏液と接触し得る少なくとも１つの漏液検知部を備えた漏液センサ、及びその漏液センサを少なくとも１つ使用する漏液検知システムが開示されており、漏液検知部は、少なくとも１つの光学式反射境界面若しくは光学式透過境界面を含む光学式漏液検知部、及び／又は、非絶縁性液体の存在によって電極間インピーダンスが変化する電極対を含む導電式漏液検知部からなることが記載されている。
【０００４】
特開２００８−３２４２８号公報（特許文献２）には、２線の平行電線間に発生する静電容量から漏液位置を特定することのできる漏液センサ装置が開示されている。２線の平行電線を絶縁体で被覆し、絶縁体の中央を平行電線の延長方向に沿って連続溝又は間歇溝を形成し、漏液がこの溝に貯えられるようにする。漏液が発生すると平行電線間に静電容量が発生し、平行電線間に高周波の正弦波電圧を印加したときに平行電線に流れる電流の位相が変化する。この電流の位相変化量を検出し、給電端から漏液発生位置までの距離を判定する検出／判定手段を備えることによって、漏液発生位置を特定するようにしている。
【特許文献１】特開２００５−１５６５４１号公報
【特許文献２】特開２００８−３２４２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている漏液センサ及び漏液検知システムに用いられるような、従来の導電式又は静電容量式の漏液センサは、平行電極を直接漏液に接触させて、電極間に流れる電流又は電極間の静電容量を検出するようにしている。このように平行電極を直接漏液に接触させるようにした場合、回路等が液体に浸からないようにするための防水構造が複雑になり、コストが大きくなるという問題が有る。
【０００６】
また、特許文献２に開示されている漏液センサ装置では、導線の絶縁体で被覆されていない部分及び検出／判定手段が液体に浸からないようにするのが困難である。
【０００７】
本発明は上述のような事情によってなされたものであり、本発明の目的は、簡単な構造で、安価に、完全に液体に接触しないようにして、水と油等の漏液の種類を判別する漏液センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、漏液の感知部を形成する平行電極の静電容量の大きさによって漏液の種類を判別する漏液センサに関し、本発明の上記目的は、漏液の感知部を形成する平行電極と、前記平行電極に電気接続されている発振用回路と、前記平行電極及び前記発振用回路を被覆するチューブと、前記平行電極及び前記発振用回路で成る発振回路の発振周波数によって前記漏液の種類を判別する周波数弁別部と、前記判別の結果に応じて警報を発する警報部とを具備することによって達成される。
【０００９】
本発明の上記目的は、前記周波数弁別部が、前記発振周波数を電圧に変換するＦ−Ｖ変換器と、前記電圧を基準電圧と比較して前記漏液の種類に応じた信号を前記警報部に出力するコンパレータとで構成されていることによって、或いは前記平行電極の間に空隙を有するプラスチック部材を挿設したことによって、より効果的に達成される。
【００１０】
また、本発明の上記目的は、前記発振回路が、前記平行電極に直列に抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１、抵抗Ｒ２、ヒステリシス付きのインバータＩＣ１の順に接続されると共に、前記抵抗Ｒ２及び前記ヒステリシス付きのインバータＩＣ１に並列に抵抗Ｒ３が接続されたマルチバイブレータであることによって、或いは前記発振回路が、前記平行電極に演算増幅器の負入力端子が接続されると共に、前記負入力端子及び前記演算増幅器の出力の間に抵抗Ｒ３が接続され、接地された抵抗Ｒ２が前記演算増幅器の正入力端子に接続されると共に、前記正入力端子及び前記出力の間に抵抗Ｒ１が接続されて成るマルチバイブレータであることによって、或いは前記チューブが熱収縮チューブであることによって、より効果的に達成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る漏液センサによれば、平行電極及び発振用回路から成る発振回路をチューブで被覆して、チューブを平行電極に密着するようにしているので、簡単な構造で、安価に、漏液センサを完全に液体に接触しないようにして、水と油等の漏液の種類を判別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明による漏液センサでは、平行電極及び発振用回路から成る発振回路をチューブで被覆し、チューブを平行電極に密着するようにしている。平行電極を被覆するチューブが、空気や油と接しているか、水と接しているかによって、平行電極のキャパシタンスが相違して発振回路の発振周波数が異なる。従って、この発振周波数を弁別することによって、漏液の種類を液体に接触しないで判別することができる。
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る漏液センサの全体構成を示す図であり、可撓性で熱収縮作用を有するチューブ５の内側に、平行電極１及び発振用回路３が密閉されている。本発明に係る漏液センサは、キャパシタンスＣｘを形成する平行電極１及び発振用回路３で成る発振回路と、発振回路を密閉して被覆するためのチューブ５と、発振回路の発振周波数の周波数信号Ｆを送信するための信号線４と、発信周波数の大きさによって、平行電極１がチューブ５に覆われている部分の感知部５Ｃが、空気に接触している又は油に浸かっているか、水に浸かっているかを周波数で判別する周波数弁別部６と、周波数弁別部６の判別の結果を表す信号ＤＳに応じて警報を発する警報部７とを具備している。警報部７が発する警報は、例えば警告灯８を点灯又は点滅させることによって、或いは警告音を発することによって行われる。また、図示はしていないが、発振用回路３等には電源が供給されている。
【００１５】
チューブ５は、平行電極１及び発振用回路３がチューブ５に密着して移動しないように収縮性を有している。また、チューブ５は端部等から液体が侵入しないように半円状に折り曲げてあり、漏液の検出をし易いように直線部に平行電極１が配設されるようになっている。また、１本のチューブ５の端部を例えば２つの環状部材５Ａ及び５Ｂで束ねている。本発明に係る漏液センサは、平行電極１が位置するチューブ５の直線部で漏液の検出を行い、平行電極１及び発振用回路３がチューブ５に密閉されて被覆されているので、液体に完全に非接触の状態で漏液を検出することができる。
【００１６】
図２（ａ）は、チューブ５を折り曲げる前の、平行電極１と発振用回路３から成る発振回路と、その発振回路を被覆するチューブ５の配置関係を示す斜視図である。図２（ｂ）はチューブ５が平行電極１に密着するように、チューブ５を収縮したときの斜視図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）では、発振回路を示す部分は、分かり易くするためチューブ５を透視して示している。
【００１７】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示されるように、平行電極１は感知側の電極１Ａとアース側の電極１Ｂとから成り、感知側の電極１Ａとアース側の電極１Ｂの間には空隙２Ａを有する直方体状のプラスチック部材２が挿設されている。本発明に係る漏液センサは、図２（ｂ）に示されるように、チューブ５が電極１を密着して移動しないようにチューブ５を収縮させている。
【００１８】
チューブ５はスミチューブ（登録商標）等の熱収縮チューブであり、材質は石油などの油に強いポリオレフィン樹脂、その他用途によってはポリ塩化ビニル、フッ素樹脂が用いられる。チューブ５の厚さは、強度や使い易さから０．１ｍｍ〜０．５ｍｍが適当である。
【００１９】
漏液センサの平行電極１がチューブ５に覆われている感知部５Ｃが空気に接触している場合、つまり漏液が無い場合、又は漏液で油に浸かっている場合、平行電極１によって形成されるキャパシタンスＣｘが小さいため、発振回路の発振周波数は数百ｋHzと大きくなる。感知部５Ｃが水に浸かっている場合、チューブ５の厚みの分だけ平行電極１のキャパシタンスＣｘは小さくなるが、水は電気を通すためキャパシタンスＣｘは大きくなり、発振回路の発振周波数は数十ｋHzと小さくなる。
【００２０】
図３に示されるように、周波数弁別部６は、Ｆ−Ｖ変換器６Ａとコンパレータ６Ｂとを具備している。平行電極１と発振用回路３とから成る発振回路の発信周波数の周波数信号Ｆは、信号線４を通りＦ−Ｖ変換器６Ａに入力され、周波数信号Ｆに対応した電圧Ｖに変換される。なお、Ｆ−Ｖ変換器６Ａの特性は、例えば図４に示すように周波数信号Ｆの周波数ｆに比例して変換される電圧Ｖが大きくなる。電圧Ｖはコンパレータ６Ｂに入力され、基準電圧Ｖｒ１より大きいか小さいかが比較される。電圧Ｖが基準電圧Ｖｒ１より大きい場合、感知部５Ｃは空気に接触しているか又は油に浸かっていると判定され、電圧Ｖが基準電圧Ｖｒ１より小さいときは、感知部５Ｃは水に浸かっていると判定される。周波数弁別部６は、このようにして感知部５Ｃが空気に接触しているか又は油に浸かっているか、感知部５Ｃが水に浸かっているかを判定し、その判定結果は信号ＤＳとして警報部７に出力され、警報部７は信号ＤＳに応じた警報を発する。
【００２１】
また、周波数弁別部６にＡ／Ｄ変換器付きのマイクロコンピュータ（若しくはＣＰＵ等の電子処理手段）を使用することによって、Ｆ−Ｖ変換器６Ａ及びコンパレータ６Ｂを不要にすることができる。
【００２２】
平行電極１と発振用回路３から成る発振回路は、例えば図５に示されるようなマルチバイブレータであっても良い。図５に示されるマルチバイブレータは、平行電極１の感知側の電極１Ａとアース側の電極１ＢによってできるキャパシタンスＣｘの変化を発振周波数Ｆに変換するため、電極１Ａと直列に抵抗Ｒ１と、コンデンサＣ１と、抵抗Ｒ２と、ヒステリシス付きのインバータＩＣ１とを接続し、抵抗Ｒ２とインバータＩＣ１に並列に抵抗Ｒ３を接続している。マルチバイブレータの出力である周波数信号は、インバータＩＣ２及びインバータＩＣ３で成る波形整形回路によって波形整形され、波形整形回路の出力である周波数信号Ｆが信号線４を通って周波数弁別部６に入力される。
【００２３】
また、平行電極１と発振用回路３から成る発振回路は、図６に示されるようなマルチバイブレータであっても良い。図６に示されるマルチバイブレータは演算増幅器（オペアンプ）Ｏｐを具備している。平行電極１の一方の電極が演算増幅器Ｏｐの負入力端子に接続され、接地された抵抗Ｒ２が演算増幅器Ｏｐの正入力端子に接続される。更に、演算増幅器Ｏｐの出力と負入力端子とを抵抗Ｒ３で接続し、演算増幅器Ｏｐの出力と正入力端子とを抵抗Ｒ１で接続している。このマルチバイブレータは、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２でヒステリシスを設けるようにしており、キャパシタンスＣｘと抵抗Ｒ３で発振周波数が決まるようになっている。
【００２４】
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る漏液センサの全体構成を示す図である。
【図２】チューブを折り曲げる前の、チューブとチューブの内側にある平行電極及び発振用回路を示す斜視図である。
【図３】周波数弁別部の構成例を示すブロック図である。
【図４】Ｆ−Ｖ変換器の、周波数ｆから電圧Ｖへの変換の特性例を示す特性図である。
【図５】発振回路がマルチバイブレータである場合の、マルチバイブレータの一例を示す回路図である。
【図６】発振回路がマルチバイブレータである場合の、マルチバイブレータの他の例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２６】
１                              平行電極
１Ａ                            感知側の電極
１Ｂ                            アース側の電極
２                              プラスチック部材
３                              発振用回路
４                              信号線
５                              チューブ
５Ａ、５Ｂ                      環状部材
６                              周波数弁別部
６Ａ                            Ｆ−Ｖ変換器
６Ｂ                            コンパレータ
７                              警報部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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