(57)【要約】【課題】広い環境条件下で、耐ノイズ性の高い水位検知ができる水位検知装置を提供する。【解決手段】水位を検知するサーミスタ１０１とそれに直列に接続された抵抗器１０２の直列回路に電流を供給する第１の直流電源１００と、電圧が第１の直流電源１００の電圧より低い第２の直流電源１１４と、第２の直流電源１１４から電流が供給されると共にサーミスタ１０１の電圧を第１の電圧変換回路１０８を介して受ける第１のアナログ電圧検知回路１１１とを有し、第１のアナログ電圧検知回路１１１の値より、サーミスタ１０１まで水位が達しているか否かを検知するようにしたもので、第１のアナログ電圧検知回路１１１はサーミスタ１０１の電圧に対応したアナログ電圧を検知することができることから分解能が高く、環境条件が変化した場合にそれに応じたきめ細かい判定基準の調整が可能となり、ノイズによる誤動作が起こりにくく、広い環境条件に対応できる。【選択図】図１
2006300525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水位を検知するサーミスタと、前記サーミスタに直列に接続された抵抗器と、前記サーミスタと前記抵抗器の直列回路に電流を供給する第１の直流電源と、電圧が前記第１の直流電源の電圧より低い第２の直流電源と、前記第２の直流電源から電流が供給されると共に前記サーミスタの電圧を第１の電圧変換回路を介して受ける第１のアナログ電圧検知回路とを有し、前記第１のアナログ電圧検知回路の値を受けて、前記サーミスタまで水位が達しているか否かを検知するようにした水位検知装置。
【請求項２】
サーミスタと抵抗器に直列に接続されかつ第１の直流電源から電流が供給される開閉手段を設け、第１のアナログ電圧検知回路は、前記開閉手段がオフの期間に前記第１の直流電源の電源電圧に応じた電圧を第１の電圧変換回路を介して受けるようにした請求項１に記載の水位検知装置。
【請求項３】
開閉手段に、オン期間とオフ期間を交互に設けた請求項２に記載の水位検知装置。
【請求項４】
第２の電圧変換回路と、第１の直流電源を前記第２の電圧変換回路を介して受ける第２のアナログ電圧検知回路とを備え、第１のアナログ電圧検知回路と前記第２のアナログ電圧検知回路の両方の出力を受けて、前記サーミスタまで水位が達しているか否かを検知するようにした請求項１に記載の水位検知装置。
【請求項５】
サーミスタの近傍の温度を検知する温度検知手段を備えた請求項１〜４のいずれか１項に記載の水位検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗濯機、食器洗い機、空調装置などに用いられる水位検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の水位検知装置は、自己発熱型サーミスタを用いて構成した水位センサと、動作点抵抗および動作点切り替え抵抗と、動作点切り替えトランジスタを設けて水位の検知を行うようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、上記特許文献１に記載された従来の水位検知装置の回路図を示すものである。
【０００４】
図６に示すように、自己発熱型サーミスタで構成した水位センサ１と水位検知抵抗０１の直列回路は定電圧電源２に接続され、動作点抵抗３の電圧との比較を行う比較器４が設けられていて、貯水タンク７の水位を検知して、制御手段（マイクロコンピュータ）１０に検知信号を送るものとなっている。
【０００５】
動作点切り替え抵抗１１、１２、１３、１４は、制御手段（マイクロコンピュータ）１０からの信号によってオンオフする、動作点切り替えトランジスタ２１、２２、２３、２４によって、動作点抵抗３との分圧比が変化するため、比較器４に入力される動作点電圧が変化する回路構成となっており、制御手段（マイクロコンピュータ）１０は、水温サーミスタ３１と気温サーミスタ３２による検出値に応じて、最適な動作点電圧となるように動作点切り替えトランジスタ２１、２２、２３、２４のオンオフを行うことにより、使用できる温度範囲の広い水位検知装置を実現するという構成のものであった。
【特許文献１】特開２００１−１５９５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、自己発熱サーミスタで構成した水位センサ１により、水位がそのサーミスタにまで達しているか否かを検知する従来のこの種の水位検知装置の場合、サーミスタが水中に没しているのか、空気中にあるのかを、直列に接続された抵抗との分圧による電圧によって検知するものとなるが、水中にある場合と、空気中にある場合のサーミスタの電圧は、いずれの場合もサーミスタ素子自体の温度によって変化するものであるが、周囲温度、サーミスタに当たる風の強さ、水流の有無などの環境条件によって、サーミスタ素子自体の温度はかなり変化し、サーミスタの電圧も同様に変化するものである。
【０００７】
このため、前記従来の水位検知装置の構成では、各動作点切り替えトランジスタを制御手段（マイクロコンピュータ）から切り替えて、環境条件の１つである水温あるいは気温という周囲温度について対応しているが、切り替えトランジスタは、オン／オフの２つの状態のみであるので、例え動作点切り替えトランジスタの数を４個というような多数設けたとしても、連続的な動作点電圧の変化はできず、よって切り替えを行う温度条件付近では、比較器４に入力される水位センサ１の電圧と動作点電圧との差が少なくなる条件となり、ノイズなどによる誤動作が起こりやすいという課題を有していた。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、より分解能の高い比較電圧の設定を可能とし、ノイズによる誤動作がより発生しにくく、広い環境条件での使用が可能な水位検知装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明の水位検知装置は、水位を検知するサーミスタと、前記サーミスタに直列に接続された抵抗器と、前記サーミスタと前記抵抗器の直列回路に電流を供給する第１の直流電源と、電圧が前記第１の直流電源の電圧より低い第２の直流電源と、前記第２の直流電源から電流が供給されると共に前記サーミスタの電圧を第１の電圧変換回路を介して受ける第１のアナログ電圧検知回路とを有し、前記第１のアナログ電圧検知回路の値を受けて、前記サーミスタまで水位が達しているか否かを検知するようにしたもので、高い電圧を有する第１の直流電源からの電力供給により、サーミスタをしっかりと自己発熱させることが可能となるため、サーミスタが水中であるか空中であるかの抵抗値の比率が大きくなり、サーミスタの端子電圧の差としても非常に大きなものが得られるものとなり、サーミスタ自身の検知性能が鋭いものとなり、その上、第２の直流電源で働くマイクロコンピュータなどに内蔵されていて、かなりの分解能を有するＡＤコンバータなどの第１のアナログ電圧検知回路によって、電圧を読み込むことができることから、分解能も相当に高くとれるものとなる。
【００１０】
よって、読み取った電圧に対して、例えば周囲温度の変化に応じてサーミスタが水中にあるか、空中にあるかを判定する場合の閾値を微小に変化させることが可能となり、本来のサーミスタが持つ特性を有効に活用したノイズマージンを確保しながら、動作を行うことができる。
【００１１】
また周囲温度以外の他の環境条件に関しても、例えばサーミスタに風が作用する場合／しない場合、あるいは水に流れが有る場合／無い場合など、アプリケーションとして使用される機器の動作モードの変化などによって変化があると、それによる誤動作についても、例えば比較値を微調整するなどの必要性が発生してくるものとなるが、これについても前記述べた高分解能にて読み込みが行えることから、やはり閾値の微小な変化が効果的に作用し、対応することができるものとなる。
【００１２】
したがって、読み込んだ電圧に対する比較値を例えば周囲温度など環境条件に応じてきめ細かく変化させることにより、ノイズによる誤動作の起こしにくい優れた特性を、広い環境条件下で実現することができるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の水位検知装置は、自己発熱するサーミスタの電圧を分解能高く読み込むことができることから、環境条件の変化への対応力が高く、ノイズによる誤動作を起こしにくく、安定性の高いものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
第１の発明は、水位を検知するサーミスタと、前記サーミスタに直列に接続された抵抗器と、前記サーミスタと前記抵抗器の直列回路に電流を供給する第１の直流電源と、電圧が前記第１の直流電源の電圧より低い第２の直流電源と、前記第２の直流電源から電流が供給されると共に前記サーミスタの電圧を第１の電圧変換回路を介して受ける第１のアナログ電圧検知回路とを有し、前記第１のアナログ電圧検知回路の値を受けて、前記サーミスタまで水位が達しているか否かを検知するようにしたもので、高い電圧を有する第１の直流電源からの電力供給により、サーミスタをしっかりと自己発熱させることが可能となるため、サーミスタが水中であるか空中であるかの抵抗値の比率が大きくなり、サーミスタの端子電圧の差としても非常に大きなものが得られるものとなり、サーミスタ自身の検知性能が鋭いものとなり、その上、第２の直流電源で働くマイクロコンピュータなどに内蔵されていて、かなりの分解能を有するＡＤコンバータなどの第１のアナログ電圧検知回路によって、電圧を読み込むことができることから、分解能も相当に高くとれるものとなる。よって、読み取った電圧に対して、例えば周囲温度の変化に応じてサーミスタが水中にあるか、空中にあるかを判定する場合の閾値を微小に変化させることが可能となり、本来のサーミスタが持つ特性を有効に活用したノイズマージンを確保しながら、動作を行うことができる。
【００１５】
また周囲温度以外の他の環境条件に関しても、例えばサーミスタに風が作用する場合／しない場合、あるいは水に流れが有る場合／無い場合など、アプリケーションとして使用される機器の動作モードの変化などによって変化があると、それによる誤動作についても、例えば比較値を微調整するなどの必要性が発生してくるものとなるが、これについても前記述べた高分解能にて読み込みが行えることから、やはり閾値の微小な変化が効果的に作用し、対応することができるものとなる。
【００１６】
したがって、読み込んだ電圧に対する比較値を例えば周囲温度など環境条件に応じてきめ細かく変化させることにより、ノイズによる誤動作の起こしにくい優れた特性を、広い環境条件下で実現することができるものである。
【００１７】
第２の発明は、特に、第１の発明のサーミスタと抵抗器に直列に接続されかつ第１の直流電源から電流が供給される開閉手段を設け、第１のアナログ電圧検知回路は、前記開閉手段がオフの期間に前記第１の直流電源の電源電圧に応じた電圧を第１の電圧変換回路を介して受けるようにしたもので、比較的簡単な構成で、広い環境条件においてノイズによる誤動作を抑えた動作が可能であるとともに、第１の直流電源と第２の直流電源の電圧バラツキに対しても、誤検知を防ぎ、優れた対応力を発揮するものとなる。
【００１８】
第３の発明は、特に、第２の発明の開閉手段に、オン期間とオフ期間を交互に設けたもので、比較的簡単な構成で、第１の直流電源と第２の直流電源の初期の電圧バラツキに加え、時間とともに電圧値が変動していくような特性に対しても効果的に対応が可能となり、極めて高い誤動作抑制機能を実現することができる。
【００１９】
第４の発明は、特に、第１の発明の水位検知装置に、第２の電圧変換回路と、第１の直流電源を前記第２の電圧変換回路を介して受ける第２のアナログ電圧検知回路とを備え、第１のアナログ電圧検知回路と前記第２のアナログ電圧検知回路の両方の出力を受けて、前記サーミスタまで水位が達しているか否かを検知するようにしたもので、第１の直流電源と第２の直流電源のバラツキと時間軸での変化に対応し、かつ連続して水位検知を行うことができる。
【００２０】
第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか一つの発明の水位検知装置にサーミスタの近傍の温度を検知する温度検知手段を備えたもので、たとえば、前記温度検知手段の出力に応じて水位検知時の閾値を変えるようにすれば、環境条件の一つであって、影響度合いが大きな温度条件に対する対応力を十分にとったものとすることができる。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における水位検知装置の回路を示したもので、１２ボルトの電圧を出力する第１の直流電源１００と、サーミスタ１０１と２５０オームの抵抗器１０２の直列回路を有しており、第１の直流電源１００から電流を供給されてサーミスタ１０１が自己発熱するものとなっている。
【００２３】
なお、サーミスタ１０１は、２ピンのコネクタ１０３からリード線（図示せず）で接続されており、サーミスタ１０１の低電位側の端子は、ＮＰＮ形のトランジスタで構成した開閉手段１０４を有し、サーミスタ１０１と抵抗器１０２と開閉手段１０４は直列に接続されて、開閉手段１０４がオンしている状態においては、第１の直流電源１００から電流が供給され、サーミスタ１０１が自己発熱を起こすものとなっている。
【００２４】
サーミスタ１０１の自己発熱の大きさが小さいと、サーミスタ１０１が水中にある場合と空気中にある場合との内部の素子温度の差が小さくなり、抵抗値の比率としても低い値となってしまう傾向があるが、本実施の形態においては、通常のマイクロコンピュータチップなどによく使用される５Ｖ電源よりも高い、１２Ｖという高電圧を持つ第１の直流電源１００を使用していることから、１００ｍＷ程度の自己発熱パワーを得ることができるため、サーミスタ１０１が水中にある場合と、空気中にある場合との内部素子の温度差が多くとれるものとなり、抵抗値の比率としても大きいものが得られるため鋭い検知特性が実現できるものとなっている。
【００２５】
ちなみに、マイコンと共通の５Ｖ電源からサーミスタを自己発熱させようとした場合には、数十オーム程度というかなり低い抵抗値のものを使用することになり、サーミスタ１０１がかなり特殊な仕様のものとなってコストが高くなる上に、５Ｖ電源からの流入電流も空気中の時に百数十ｍＡとかなり大きくなり、また０から５Ｖの範囲内での変化を見ることになるため、本実施の形態と比較すると、水中と空気中での電圧差の絶対値もその分低いものとなるため、ノイズ面においても弱めのものとなる。
【００２６】
なお、ダイオード１０５は、開閉手段１０４がオフした瞬間に、配線のインダクタンス成分などで発生する誘起電圧を逃がし、開閉手段１０４に過電圧が印加されることを防止する作用を行うものとして設けたものである。
【００２７】
サーミスタ１０１の高電位側の端子の電圧Ｖ１は、抵抗器１０６、１０７によって構成された第１の電圧変換回路１０８に入力される。
【００２８】
本実施の形態では抵抗器１０６、１０７の直列抵抗値は、１０キロオーム程度とし、抵抗器１０２と比較して高い値としたことから、サーミスタ１０１と抵抗器１０２による分圧出力Ｖ１に対する第１の電圧変換回路１０８の影響は小さくほぼ無視できるものとなっており、Ｖ１を抵抗器１０６、１０７で分圧し３７．５％に減衰した電圧が、出力されるものとなっている。
【００２９】
第１の電圧変換回路１０８から出力された電圧は、さらにノイズ成分を除去するため、抵抗器１０９、コンデンサ１１０を通した後、第１のアナログ電圧検知回路１１１に入力される。
【００３０】
なお、本実施の形態においては、第１のアナログ電圧検知回路１１１は、ワンチップ形のマイクロコンピュータ１１２内に設けたＡＤ変換（アナログ／デジタル変換）回路にて構成されており、８ビットのデジタル値をマイクロコンピュータ１１２の処理回路１１３に出力する構成となっている。
【００３１】
なお、マイクロコンピュータ１１２は、第１の直流電源１１１の電圧より低い５Ｖの電圧を有する第２の直流電源１１４からの電源供給により動作するものとなっており、第１のアナログ電圧検知回路１１１は、入力されたアナログ電圧Ｖ１ａを第２の直流電源１１４から供給されている５Ｖで除した値を最大２５６として処理回路１１３に出力するものとなっている。
【００３２】
また、ダイオード１１５については、電源投入時や電源切断時、またサージの発生時において、第１の電圧変換回路１０８の出力が第２の直流電源１１４の電圧よりも高くならないようにクランプし、マイクロコンピュータ１１２を保護するために設けられている。処理回路１１３の出力であるＱ端子は、開閉手段１０４のベースに接続され、開閉手段１０４をオンオフするものである。
【００３３】
本実施の形態では、第１の直流電源１００の電圧１２Ｖは、第２の直流電源１１４の電圧５Ｖよりも高い値としており、これによって、マイクロコンピュータ１１２としては、一般に良く用いられている５Ｖ電源のものを使用しながら、サーミスタ１０１に関しては精度の高い水位検知を行うという特性上、必要となる自己発熱を十分に行わせることができる１２Ｖが第１の直流電源１００として確保された状態となり、サーミスタ１０１の電圧Ｖ１の値として取りうる０から１２Ｖという電圧範囲に関しては、第１の電圧変換回路１０８を介して第１のアナログ電圧検知回路１１１が受けることにより、０から５Ｖの範囲内でデジタル値に変換できるものとなっている。
【００３４】
さらに、本実施の形態では、サーミスタ１０１の近傍の温度を検知するため、やはりサーミスタを用いた温度検知手段１１６がコネクタ１１７を介して接続されている。温度検知手段１１６は、低電位側の端子がグランド（ＧＮＤ）に接続されるとともに、高電位側の端子は、抵抗器１１８によって５Ｖの第２の直流電源１１４に接続され、温度検知手段１１６の高電位側端子に発生する分圧の電圧は、さらに抵抗器１１９とコンデンサ１２０によってノイズの影響が抑えられて、Ｖ２電圧として第３のアナログ電圧検知回路１２１で受けられる。
【００３５】
本実施の形態においては、第３のアナログ電圧検知回路１２１は、第１のアナログ電圧検知回路１１１と全く同様に、ワンチップ式のマイクロコンピュータ１１２内に設けられたものであって、０Ｖから５Ｖの範囲内にある電圧Ｖ２を入力し、２５６段階にデジタル変換して処理回路１１３へと出力するものとなっている。処理回路１１３では、内部のプログラムが働くことにより、温度検知手段１１６の温度のデータに変換されるものとなっている。
【００３６】
図２は、本実施の形態におけるサーミスタ１０１と、温度検知手段１１６の配置図である。
【００３７】
図２において、サーミスタ１０１の周囲には、外径が３ｍｍの絶縁性および耐熱製に富んだテフロン（登録商標）製のチューブ１３０およびチューブ１３０の上下両端から注入した耐熱樹脂を用いた充填材１３１により構成された絶縁層１３２が設けられており、サーミスタ１０１の端子１３３、１３４は、絶縁被覆付のリード線１３５から引き出されているが、端子１３３、１３４は水位が上昇して水中に没した状態となった時でも、水との間の電気的な絶縁が保てる構成となっている。
【００３８】
さらに、本実施の形態では、樹脂製の直径９ｍｍパイプで構成した管形状をした防風体１３６の中に、絶縁層１３２で覆われたサーミスタ１０１を設けている。
【００３９】
このような絶縁層１３２の外側に、管形状の防風体１３６を設けたことにより、水位が低く、サーミスタ１０１が空中にある場合には、防風体１３６がサーミスタ１０１への空気の流れを弱めるという作用があり、これによりサーミスタ１０１が自己発熱することによる熱の逃げが小さくなることから、よりサーミスタ１０１の温度が高く、セ１４０度程度にまで達するものとなり、また、サーミスタ１０１が水に没した場合には、防風体１３６の下側の開口部１３６ａから水が侵入して、防風体１３６内の水位が上昇すると共に、上側の開口部１３６ｂから空気が自由に逃げていくことができるようになっている。
【００４０】
よって水位がＬ１まで上昇した時点では、水位が低い場合と比較して、サーミスタ１０１からの熱の逃げ方の差をより大きくすることができ、ノイズなどによる誤検知に対してのマージンをより大きくとることが可能となる。
【００４１】
防風体１３６の直径や、材質によっては、防風性能や水位が上がってきた場合のサーミスタ１０１からの熱の逃げ方が変化するが、本実施の形態では、直径９ｍｍの管形状を用いたことにより、良好な特性が得られた。
【００４２】
なお、パイプからなる防風体１３６の上端、下端が開放しているので、水位が上昇してきた場合には、下側の開口部１３６ａを水が通過し、絶縁層１３２との間に水が存在する状態を許す構成となっている。
【００４３】
よって、水がサーミスタ１０１の高さまで達すると、サーミスタ１０１の自己発熱による熱が絶縁層１３２越しに水に逃げ、サーミスタ１０１が冷却されることからサーミスタ１０１の温度が低下し、すなわち水の検知に至るものとなる。
【００４４】
本実施の形態では、サーミスタ１０１とほぼ同じ高さＬ１に、別のサーミスタからなりサーミスタ１０１の近傍の温度を検知する温度検知手段１１６を設けており、温度検知手段１１６は、樹脂製の絶縁層１４０をその周囲に配しており、これにより絶縁被覆付リード線１４１から引き出した端子１４２、１４３と周囲の水との間の電気的な絶縁を確保するようにしている。
【００４５】
なお、温度検知手段１１６は、自己発熱はほとんど無視できる程度の電流値で使用するようにしているので、周囲の絶縁層１４０については特別に耐熱性の高い樹脂材料を使用する必要はない。
【００４６】
図３は、本実施の形態における水位検知装置の動作特性を示すグラフであり、縦軸にはアナログ電圧Ｖ１、横軸には温度を取っているが、温度検知手段１１６による温度検出値に相当するものとして扱われている。なお、第１のアナログ電圧検知回路１１１には、Ｖ１の電圧値に対して、第１の電圧変換回路１０８による分圧により、一定の係数がかかった電圧値Ｖ１ａが入力され、デジタル値に変換されるものとなる。
【００４７】
一点鎖線Ｔは、Ｖ１に対しての閾値であり、閾値よりも高いと水中、すなわち水位がＬ１を超えていると判断し、閾値よりも低い場合には空気中、すなわち水位はＬ１よりも低いと処理回路１１３において判定される。
【００４８】
本実施の形態においては、温度検知手段１１６で検知した温度値により、１℃刻みで各温度における閾値が設定されているものとなっているため、いずれの温度においても、ほぼ滑らかなカーブが実現されているので、従来の階段状の閾値を切り替えて、水位検知を行う構成と比較し、ノイズなどに対しての余裕度も全温度範囲で十分大きいものとして、より安定性の高いものとすることが可能となっている。
【００４９】
図４は、本実施の形態における水位検知装置の各部動作波形を示したものであり、（ア）はマイクロコンピュータ１１２の処理回路１１３のＱ出力端子の信号波形、（イ）はサーミスタ１０１の高電位側の端子の電圧Ｖ１、（ウ）は第１のアナログ電圧検知回路１１１の入力電圧Ｖ１ａの波形である。
【００５０】
本実施の形態においては、Ｑ信号がＨｉｇｈで開閉手段１０４がオンしている期間Ｔｏｎを２分間としており、Ｑ信号がＬｏｗで開閉手段１０４がオフしている期間Ｔｏｆｆを１００ｍｓとしている。Ｔｏｎ期間中には、第１の直流電源１００から抵抗器１０２、サーミスタ１０１の直列回路に１２Ｖの電圧が印加されるため、サーミスタ１０１が自己発熱し、サーミスタ１０１の高電位側の端子の電圧Ｖ１は、図３に示した周囲温度条件（サーミスタ１０１の近傍の温度の条件）、およびサーミスタ１０１が水中にあるか空中にあるかにより電圧が生ずるものとなり、Ｔｏｆｆ期間に入ると、サーミスタ１０１は低電位側の端子がグランドから切り離されてオープンとなった状態となるため、２５０オームの抵抗器１０２によりＶ１は、１２Ｖの第１の直流電源１００によって引き上げられた状態となる。
【００５１】
ここで、前述したように本実施の形態では、第１の電圧変換回路１０８の抵抗器１０６、１０７の和となる抵抗値は抵抗器１０２よりもかなり大きい値に設定されていることから、結果としてＶ１は、Ｔｏｆｆ期間中においては、第１の直流電源１００の出力電圧である１２Ｖに近い値となる。
【００５２】
なお、Ｔｏｆｆ期間中においては、サーミスタ１０１への電流供給はなされない状態となることから、サーミスタ１０１の素子の温度は低下していくが、本実施の形態においては、Ｔｏｆｆの時間は１００ｍｓと短いものとしていることから、Ｔｏｆｆ期間中におけるサーミスタ１０１の素子温度低下は僅かなものとなり、次にＴｏｎに入った時点では、心持ちサーミスタ１０１温度の低下によるＶ１電圧値の上昇はあるものの、短時間の間に元の温度に復帰するものとなり、２分間のＴｏｎで十分に定常の状態になり、Ｖ１も安定した値となる。
【００５３】
このように、Ｔｏｆｆを１００ｍｓというような短い時間とすることにより、サーミスタ１０１の温度の変化が少ない条件で使用する場合は、サーミスタ１０１の温度サイクル寿命という点で有利なものとなり、長年の使用に対してもサーミスタ１０１の素子およびカシメ部分（図示せず）などの熱ストレスが少なく、高い信頼性で安定感に富んだ使用が可能となるという効果がある。（ウ）に示したＶ１ａについては、第１の電圧変換回路１０８により、Ｖ１に０．３７５倍を乗じた値の電圧となる。
【００５４】
これにより、５Ｖの第２の直流電源１１４出力に接続されたマイクロコンピュータ１１２は、内蔵された第１のアナログ電圧検知回路１１１の電圧検知範囲である０Ｖから５Ｖの間で、有効かつ合理的な動作が行われるものとなり、サーミスタ１０１による水位検知において必要な自己発熱の程度を確保するためには必要となる第１の直流電源１００の電圧出力値である１２Ｖという値を、一般的なこの種のマイクロコンピュータが動作する５Ｖ電圧を出力する第２の直流電源１１４よりも十分高い値としながらも、第１の電圧変換回路１０８の作用による電圧の変換（減衰）動作が、比較的簡単な回路構成で実現され、優れた水位検知の特性確保と一般的なマイクロコンピュータデバイスの採用が両立でき、コスト的に有利でかつ、信頼性、安定性にも優れた水位検知装置を提供することができる。
【００５５】
しかし、ここで第１の直流電源１００と第２の直流電源１１４とは全く別系統のもので構成していることから、相互の初期バラツキは、それぞれ独立して発生するものとなり、例えば第１の直流電源１００に関しては、高めの１２．５Ｖとなる一方で、第２の直流電源１１４については、逆に低めにばらついて４．７Ｖになってしまうというような可能性もあり、その場合には、電圧Ｖ１およびＶ１ａは高めとなり、第１のアナログ電圧検知回路１１１においては、自己の電源として４．７Ｖが供給されていることから、デジタル値に変換する場合のフルスケール電圧が０．３Ｖだけ低下した分、高めのデジタル値を処理回路１１３に対して出力するという傾向もあることから、トータルかなり高めのデジタル値としてサーミスタ１０１の電圧を読み込んでしまうことになる。
【００５６】
また、上記と逆のバラツキ傾向が生じた場合には、サーミスタ１０１が置かれている状態としては変わりのないものであっても、かなりの低めのデジタル値として処理回路１１３への入力がなされるものとなってしまうものとなる。
【００５７】
そこで、本実施の形態における水位検知装置では、Ｔｏｆｆ期間中のＶ１ａの読み込みから第１の直流電源１００の電圧値を検知し、これによって開閉手段１０４のオン期間中のＶ１ａ値に補正を加えるという動作を行っている。
【００５８】
補正の仕方としては、第１の直流電源１００の電圧値として標準である１２Ｖに対する実際のオフ期間のＶ１ａ値が何パーセント高い／低いかを求めておき、その値を補正値とおいて、オン期間中の安定値に補正を当てるという方法をとっているものである。
【００５９】
ただし、このような方法でなくても、例えばテーブルなどを使用する方法や、オン期間のＶ１ａ読み値とオフ期間のＶ１ａ読み値との割り算を行った値を用いる方法などでもよく、要するに第１の直流電源１００の電源電圧値に相当するオフ期間の読み値により補正を当てる方法は各種のものが考えられ、そのいずれのもので実現してもかまわない。
【００６０】
なお、抵抗器１０６、１０７によって構成している第１の電圧変換回路１０８についても、使用している抵抗値のバラツキは当然あり、そのために発生する分圧比（入力／出力電圧の特性）にもバラツキが発生するものとなるが、本実施の形態においては、同一の第１の電圧変換回路１０８を用いたＶ１ａ電圧からＶ１検知を行っていることから、その影響もキャンセルされるものとなり、よって例えば５％というような比較的精度の低い安価な抵抗器１０６、１０７を使用することも可能となりコスト面でも極めて有効と言える。
【００６１】
部品の初期バラツキという面だけでなく、例えば、水位検知装置を電源が投入された後に動作を続けていると機体内部の発熱などのため、例えば第１の直流電源１００の出力電圧の変動、第２の直流電源１１４の出力電圧の変動、抵抗器１０６、１０７の抵抗値の温度特性による抵抗値の変化などが生じてくることもあるが、本実施の形態においては、このような変化に対しても、２分間隔で補正がかかるものとなることから、問題ないものとなり、例えば、多少温度特性による変動が大きい低コストのものを使用する場合でも、十分安定した水位検知特性が得られるものとなり、これも有効である。
【００６２】
このように本実施の形態における水位検知装置は、処理回路１１３が第１のアナログ電圧検知回路１１１の値を受けてサーミスタ１０１まで水位が達しているか否かを検知するものである。また、第１のアナログ電圧検知回路１１１は、開閉手段１０４がオフの期間に第１の直流電源１００の電源電圧に応じた電圧を、第１の電圧変換回路１０８を介して受けることにより、第１の直流電源１００と第２の直流電源１１４の電圧値の初期バラツキによる特性バラツキを吸収するように作用し、かつ開閉手段１０４は、オン期間とオフ期間を交互に設けたものとしていることから、運転開始から例えば第１の直流電源１００と第２の直流電源１１４の温度上昇によって、それぞれの出力電圧が変動してきた場合などにおいても、その変動分も吸収するように作用することから、初期バラツキと温度特性にも影響されにくい優れた特性を有するものとすることができる。
【００６３】
なお、本実施の形態では自己発熱を持つサーミスタ１０１に加えて、温度検知手段１１６を設け、サーミスタ１０１の周囲温度を検知する構成としているが、回路構成に多少の変更を加え、温度検知手段１１６無しとし、サーミスタ１０１に流れる電流の大きさを変化させることにより、サーミスタ１０１の自己発熱の大きさを切り替えるようにすることも可能であり、自己発熱によるサーミスタ１０１の温度上昇が無視できる程度にした期間において近傍の温度（周囲温度）を検知し、その値によってしきい値を決定し、自己発熱がある状態でのアナログ電圧値との比較を行うようにした構成などでもかまわない。
【００６４】
（実施の形態２）
図５は、本発明の第２の実施の形態における水位検知装置の回路図を示している。なお、上記第１の実施の形態と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００６５】
本実施の形態は、図５に示すように、マイクロコンピュータ１５０は、上記第１の実施の形態で述べた第１のアナログ電圧検知回路１１１に加え、同等の構成の第２のアナログ電圧検知回路１５１を有している。
【００６６】
そして、抵抗器１５３と抵抗器１５４によって構成された第２の電圧変換回路１５５を第１の直流電源１００に接続し、抵抗値の比率で分圧されて減衰した信号電圧は、ノイズ取りのための抵抗器１５６、コンデンサ１５７を通して、得られる電圧Ｖ３ａを第２のアナログ電圧検知回路１５１に入力している。
【００６７】
これにより、第１の直流電源１００を第２の電圧変換回路１５５を介して受ける構成となっており、処理回路１５２においては、第１のアナログ電圧検知回路１１１の出力と、第２のアナログ電圧検知回路１５１の出力の両方を受けて、さらにサーミスタ１０１の近傍の温度を検知している温度検知手段１１６からの信号も受けて、サーミスタ１１６まで水位が達しているか否かを検知するものとなっている。
【００６８】
なお、ダイオード１５８は、水位検知装置の電源投入時、電源切断時などにマイクロコンピュータ１５０の第３のアナログ電圧検知回路１２１の入力端子に電源電圧を超える電圧が加わることを防いで保護する作用のために設けられたものである。
【００６９】
その他の構成は、上記第１の実施の形態と同等である。
【００７０】
本実施の形態においては、処理回路１５２のＱ端子からの出力信号は、水位検知動作が必要となる期間全般にわたって、ずっとＨｉｇｈであり、開閉手段１０４はオンの状態が保たれるものとなっている。
【００７１】
本実施の形態では、サーミスタ１０１には常に自己発熱が加えられていることから、Ｖ１ａについては、常にサーミスタ１０１の電圧Ｖ１が第１の電圧変換回路１０８により０から５Ｖの範囲に変換された電圧Ｖ１ａが第１のアナログ電圧検知回路１１１に入力されるものとなり、第１の直流電源１００の電圧値については、第２の電圧変換回路１５５によって、変換が行われ、Ｖ３ａとして第２のアナログ電圧検知回路１５１から読み込まれて、デジタル値に変換されるものとなる。
【００７２】
したがって、サーミスタ１０１の自己発熱を絶やすことなく、サーミスタ１０１電圧の検知と、第１の直流電源１００の電圧検知の両方が行われ、検知されて処理回路１５２に送られた後は、上記第１の実施の形態と同様に、第１の直流電源１００からの検知電圧値によって、第１のアナログ電圧検知回路１１１に補正が掛けられ、さらにサーミスタ１０１の近傍の温度によっての閾値によって水位がＬ１にまで来ているのか否かの判定がなされるものとなる。
【００７３】
したがって、特に水位が増加してサーミスタ１０１が水没することを検知する動作に即応性が要求される場合には有利となる。また、第１の直流電源１００の特性として、負荷電流に対する出力電圧の変動が大きいような特性である場合、第１の実施の形態のように、開閉手段１０４をオフし、サーミスタ１０１の自己発熱の電流をオフしてしまうと、第１の直流電源１００としては、負荷電流が減少し、出力電圧が上昇する傾向があるという特性が一般的であるが、そのような特性が比較的大きい（ロードレギュレーションが劣る）構成においても、本第２の実施の形態の構成であれば、常に生の負荷電流条件での第１の直流電源１００の電圧値に対応したＶ３ａ値として検知できることから、安価な電源であっても使用が可能となる。
【００７４】
もっとも、第１の実施の形態の構成であっても、第１の直流電源１００の負荷電流と出力電圧との特性を用いて、補正をかけるなどすればかなりカバーできる場合もあり、それらは設計者に任せられるものとなる。なお、開閉手段１０４はオフされることがないのであれば設ける必要もなく、省いてもかまわないが、本実施の形態においては、水位検知が全く必要でない期間が長時間続く場合に、処理回路１５２からＱ端子にＬｏｗが出力されてオフされ、自己発熱のために必要な無駄な電力が遮断されるものとしている。
【００７５】
特に、溢水検知など、正常な動作状態にある場合には、空気中にサーミスタ１０１があるような水位検知装置の場合、長時間に渡ってサーミスタ１０１に自己発熱の電流が供給されていると、サーミスタ１０１の素子の温度はかなり高温となり、周囲の絶縁物の寿命が問題となる場合もあるが、本実施の形態においては、不必要な発熱はなくすことができるため有利となる。
【００７６】
なお、本実施の形態においては、第１の実施の形態と同様、サーミスタ１０１の近傍の温度を検知する温度検知手段１１６を設けているが、例えば水位検知装置の運転シーケンス上、温度の変化の波形が予想できる場合や、サーミスタ１０１近傍の温度でない別の部分の温度との相関関係により、実質的にサーミスタ１０１の近傍の温度が推定できる場合は、特にサーミスタ１０１近傍の温度の測定を行う温度検知手段１１６を設けず、推定等によりテーブルや関数などで閾値を変化させてもよく、その場合においても閾値の加減が従来の段階的なものと比較して、非常に高い分解能で行えることから、ノイズに対する誤動作を防ぐなど、高い効果が上げられるものとなる。
【００７７】
さらに、ファンなどによる風がサーミスタ１０１に当たる構成となっているような水位検知装置、あるいは水に水流があるような構成の水位検知装置においては、予め風の強弱、あるいは水流の強さの程度がわかっていることが多く、それによる閾値の変化を適宜行うことにより、各種環境条件に沿った水位の検知を行うことも可能となり、これも有効に作用する。
【００７８】
例えば、上記第１、第２の実施の形態の構成にて、水位検知装置が使用される機器が、ある動作モード、例えば洗濯乾燥機において、それが乾燥モードに入り、一定の強さの風がサーミスタ１０１に当たる条件になった場合については、空気中におけるサーミスタ電圧Ｖ１と周囲温度との関係は、図３の破線Ａ１に示すように、無風条件の実線のＡに対して若干高めの値となる。
【００７９】
これは、自己発熱しているサーミスタ１０１が、風による冷却効果を受けて、素子の部分の温度が低下するため、抵抗値が増大し、図３のグラフ上では上側に移動した状態となる。
【００８０】
ここで、閾値を一点鎖線Ｔで示したままの状態で水位検知装置を動作させると、水中での特性カーブＷとの間隔は変わらないが、空気中での特性がＡからＡ１に上昇した分狭くなり、特に高温時には空気中に有るにもかかわらず、ちょっとしたノイズなどで「水有り」と誤った検知がなされる可能性が高くなる。
【００８１】
その場合、サーミスタ１０１に風が当たるモードであることが処理回路１１３、または処理回路１５２が、自己の制御ソフトにより、あるいは他の制御マイコンから通信手段等を介して認識して、閾値のカーブをＴからＴ１へと若干上側に移すことにより、水中側であるＷと、空気中でのＡ１のほぼ中間となるレベルに閾値Ｔ１が存在するものとすることができることから、ノイズなどによる誤動作のマージンを水中側と空気中側でもってほぼ等しく分け合った状態に保って使用することができるものとなり、環境条件の一つである風の影響に対しても、対応させることができる。
【００８２】
なお、上記各実施の形態においては、閾値を水位検知のサーミスタ１０１の周囲温度に応じて変化させることにより、広範囲の温度に対する良好な検知特性を得る構成としているが、閾値を変化させることが、絶対的に必要とされるものではなく、例えば、温度検知手段１１６の出力値に対応した補正値を数式あるいはテーブルから導き出し、この補正値を第１のアナログ電圧変換回路１１１に加減乗除するなどした上で、一定の閾値との比較を行い、閾値との大小関係からサーミスタ１０１まで水位が達しているのか否かの検知を行うようにしてもよく、要は、温度検知手段１１６の検知出力を水位検知の１つの関数として機能させるものであれば、いかなる回路構成およびプログラムアルゴ構成にあっても同等の効果が得られるものとなる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
以上のように、本発明にかかる水位検知装置は、広い環境条件下で、精度良く水位を検知することができるもので、洗濯機、乾燥機、洗濯乾燥機、食器洗い器、空調機など、水や液体を扱う各種機器、装置に幅広く使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施の形態１における水位検知装置の回路図
【図２】（ａ）同水位検知装置のサーミスタ取り付け部の断面図（ｂ）同水位検知装置の温度検知手段の断面図
【図３】同水位検知装置の周囲温度とサーミスタ電圧Ｖ１の特性グラフ
【図４】（ア）〜（ウ）同水位検知装置の各部の動作波形図
【図５】本発明の実施の形態２における水位検知装置の回路図
【図６】従来の水位検知装置の回路図
【符号の説明】
【００８５】
１００  第１の直流電源
１０１  サーミスタ
１０２  抵抗器
１０４  開閉手段
１０８  第１の電圧変換回路
１１１  第１のアナログ電圧検知回路
１１４  第２の直流電源
１１６  温度検知手段
１２１  第３のアナログ電圧検知回路
１５１  第２のアナログ電圧検知回路
１５５  第２の電圧変換回路
【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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