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JP5934563B2 - Electrode failure diagnosis device - Google Patents
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Description

本発明は、電極間の故障を診断する電極故障診断装置に関する。   The present invention relates to an electrode failure diagnosis apparatus that diagnoses a failure between electrodes.

従来、電極間の静電容量を検出することにより、タンク内の液体の液面レベル(液位)を検出する静電容量式レベルセンサが知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a capacitance type level sensor that detects a liquid level (liquid level) of a liquid in a tank by detecting a capacitance between electrodes is known.

静電容量式レベルセンサは、誘電率補正電極及び接地電極間の静電容量Crから誘電率εを算出し、この誘電率εを用い、液位検出電極及び接地電極間の静電容量Cpから液位Lを検出する(図2参照)。   The capacitance type level sensor calculates the dielectric constant ε from the capacitance Cr between the dielectric constant correction electrode and the ground electrode, and uses the dielectric constant ε from the capacitance Cp between the liquid level detection electrode and the ground electrode. The liquid level L is detected (see FIG. 2).

この種の先行技術として、特許文献1には、電極間の静電容量を検出する静電容量検出回路が示されている。この静電容量検出回路は、第1センサの電極間の静電容量を周波数に変換して液位(液面レベル)を検出し、第2センサの電極間の静電容量を周波数に変換して液体の比誘電率を求める。   As this type of prior art, Patent Document 1 discloses a capacitance detection circuit that detects capacitance between electrodes. This capacitance detection circuit detects the liquid level (liquid level) by converting the capacitance between the electrodes of the first sensor into a frequency, and converts the capacitance between the electrodes of the second sensor into a frequency. To determine the relative permittivity of the liquid.

特開2007−278968号公報JP 2007-278968 A

しかしながら、上記従来の電極故障診断装置には、つぎのような問題があった。導電性を有する液体に、静電容量式レベルセンサを浸漬させて測定する場合、電極の表面を絶縁材(絶縁被覆)で覆う必要がある。この絶縁被覆により電極と液体が絶縁される。   However, the conventional electrode failure diagnosis apparatus has the following problems. When measuring by immersing a capacitance type level sensor in a liquid having conductivity, it is necessary to cover the surface of the electrode with an insulating material (insulating coating). This insulating coating insulates the electrode from the liquid.

しかし、数年の経時変化、製造時の傷、ピンホール等により、絶縁被覆が破損し、電極と液体とが完全に絶縁状態にならず、電極間でリーク電流が流れた場合、適正な電極間の出力が得られない。つまり、静電容量の値が小さいのは、検出対象である液体によるもののか、それとも導通(リーク電流)によるものかを判断することができず、検出される静電容量が正しいものでなくなる。   However, if the insulation coating is damaged due to changes over time over several years, scratches during manufacturing, pinholes, etc., the electrode and liquid are not completely insulated, and a leak current flows between the electrodes, the appropriate electrode No output can be obtained. That is, it cannot be determined whether the capacitance value is small due to the liquid to be detected or due to conduction (leakage current), and the detected capacitance is not correct.

このため、電極間の故障を診断するために、電極部の構成を変更することも考えられるが、複雑なものとなる。   For this reason, in order to diagnose the failure between electrodes, changing the structure of an electrode part can be considered, but it becomes complicated.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電極部の構成を変更することなく、簡単に電極間の故障診断を行うことができる電極故障診断装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an electrode failure diagnosis apparatus that can easily perform failure diagnosis between electrodes without changing the configuration of the electrode portion. It is in.

前述した目的を達成するために、本発明に係るは、下記(1)〜(3)を特徴としている。
(1) 電極間にリーク電流が流れるという故障を診断する電極故障診断装置であって、
前記電極間に電圧を印加する印加部と、
前記電極間の電圧を検出する電圧検出部と、
検出された電圧と故障判定の電圧である閾値とを比較する比較部と、
前記比較の結果、前記電極間の電圧が前記閾値以下である場合、前記電極間にリーク電流が流れるという故障が発生していると判断する判断部と、
を備えること。
(2) 上記(1)の構成の電極故障診断装置であって、
前記電極間の静電容量を検出する検出回路と、
前記電極間を前記検出回路または前記印加部に接続する切替部と、を備え、
前記切替部によって前記電極間と前記検出回路が接続された場合、前記検出回路は、前記電極間の静電容量を検出し、
前記切替部によって前記電極間と前記印加部が接続された場合、前記印加部は、前記電極間に電圧を印加すること。
(3) 上記(1)または(2)の構成の電極故障診断装置であって、
前記電極の少なくとも一方の表面が絶縁材で覆われ、
導電性を有する液体に前記電極間が浸かっている状態で、前記印加部は前記電極間に電圧を印加すること。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is characterized by the following (1) to (3).
(1) An electrode failure diagnosis device for diagnosing a failure in which a leakage current flows between electrodes,
An application unit for applying a voltage between the electrodes;
A voltage detector for detecting a voltage between the electrodes;
A comparison unit that compares the detected voltage with a threshold that is a voltage for failure determination;
As a result of the comparison, when the voltage between the electrodes is equal to or lower than the threshold value, a determination unit that determines that a failure has occurred in which a leakage current flows between the electrodes;
Be provided.
(2) An electrode failure diagnosis device having the configuration of (1) above,
A detection circuit for detecting a capacitance between the electrodes;
A switching unit for connecting between the electrodes to the detection circuit or the application unit,
When the detection circuit is connected between the electrodes by the switching unit, the detection circuit detects a capacitance between the electrodes,
When the switching unit connects the electrodes and the application unit, the application unit applies a voltage between the electrodes.
(3) An electrode failure diagnosis device configured as described in (1) or (2) above,
At least one surface of the electrode is covered with an insulating material;
The application unit applies a voltage between the electrodes in a state where the electrodes are immersed in a conductive liquid.

本発明によれば、電圧が印加されている状態で、電極間の電圧と故障判定の電圧である閾値とを比較し、比較の結果、電極間の電圧が閾値以下である場合、電極間にリーク電流が流れるという故障が発生していると判断する。これにより、電極部の構成を変更することなく、簡単に電極間の故障診断を行うことができる。また、電極間に故障が無いことを確認してから、導電性を有する液体に浸漬させて、電極間の静電容量を測定することが可能となる。 According to the present invention, in a state where a voltage is applied, compares the threshold value and the voltage and fault voltage determined between electrodes, the result of the comparison, when the voltage between the electrodes is below a threshold, between electrodes It is determined that a failure that a leak current flows has occurred . Thereby, the failure diagnosis between electrodes can be easily performed, without changing the structure of an electrode part. Moreover, after confirming that there is no failure between the electrodes, it is possible to measure the capacitance between the electrodes by immersing them in a conductive liquid.

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という。)を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。   The present invention has been briefly described above. Further, the details of the present invention will be further clarified by reading through a mode for carrying out the invention described below (hereinafter referred to as “embodiment”) with reference to the accompanying drawings. .

図1は、実施形態における電極故障診断装置が適用された静電容量式レベルモニタ1の検出回路10の構成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a detection circuit 10 of a capacitance type level monitor 1 to which an electrode failure diagnosis apparatus according to an embodiment is applied. 図2は、導電性を有する液体に浸漬された静電容量式レベルモニタ1による静電容量の測定を説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the measurement of capacitance by the capacitance type level monitor 1 immersed in a liquid having conductivity. 図3は、電極間の電圧の時間変化を示すグラフであるFIG. 3 is a graph showing the time change of the voltage between the electrodes. 図4は、電極間の故障診断手順を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a failure diagnosis procedure between electrodes.

本発明の実施形態における電極故障診断装置について図面を用いて説明する。本実施形態の電極故障診断装置は、タンク内の液面レベル(液位)を検出する静電容量式レベルモニタに適用される。   An electrode failure diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The electrode failure diagnosis apparatus of this embodiment is applied to a capacitance level monitor that detects a liquid level (liquid level) in a tank.

この静電容量式レベルモニタは、液位センサの電極間の静電容量をコンデンサとする発振回路を有し、その発振周波数(周期)から液面レベルを検出する。また、静電容量式レベルモニタは、誘電率センサの電極間の静電容量をコンデンサとする発振回路を有し、その発振周波数(周期)から誘電率(比誘電率)を検出し、液面レベルを算出する際の補正に用いる。   This capacitance type level monitor has an oscillation circuit using a capacitance between the electrodes of the liquid level sensor as a capacitor, and detects the liquid level from the oscillation frequency (period). The capacitance type level monitor has an oscillation circuit that uses the capacitance between the electrodes of the dielectric constant sensor as a capacitor, and detects the dielectric constant (relative dielectric constant) from the oscillation frequency (period). Used for correction when calculating the level.

始めに、静電容量式レベルモニタを用いた静電容量の測定について説明する。図2は導電性を有する液体に浸漬された静電容量式レベルモニタ1による静電容量の測定を説明する図である。タンク9内には、液位センサ2及び誘電率センサ6が収容されている。液位センサ2は、鉛直方向にそれぞれ延びた、液位検出電極4及び接地電極5を有し、液位検出電極4及び接地電極5間の電圧を測定することにより、その静電容量Cpを検出する。液位検出電極4の表面は、絶縁被覆11で覆われている。なお、液位検出電極4の代わりにあるいは液位検出電極4と共に、接地電極5の表面を絶縁被覆で覆うようにしてもよい。   First, capacitance measurement using a capacitance level monitor will be described. FIG. 2 is a diagram for explaining the measurement of capacitance by the capacitance type level monitor 1 immersed in a liquid having conductivity. A liquid level sensor 2 and a dielectric constant sensor 6 are accommodated in the tank 9. The liquid level sensor 2 has a liquid level detection electrode 4 and a ground electrode 5 that extend in the vertical direction, respectively, and measures the voltage between the liquid level detection electrode 4 and the ground electrode 5 to obtain its capacitance Cp. To detect. The surface of the liquid level detection electrode 4 is covered with an insulating coating 11. The surface of the ground electrode 5 may be covered with an insulating coating instead of the liquid level detection electrode 4 or together with the liquid level detection electrode 4.

また、誘電率センサ6は、タンク9内の液体に常に浸漬されるように、底側に配置され、鉛直方向にそれぞれ延びた、誘電率検出電極7及び接地電極8を有し、誘電率検出電極7及び接地電極8間の電圧を測定することにより、その静電容量Crを検出する。誘電率検出電極7の表面は、絶縁被覆16で覆われている。なお、誘電率検出電極7の代わりにあるいは誘電率検出電極7と共に、接地電極8の表面を絶縁被覆で覆うようにしてもよい。   The dielectric constant sensor 6 has a dielectric constant detection electrode 7 and a ground electrode 8 that are arranged on the bottom side and extend in the vertical direction so as to be always immersed in the liquid in the tank 9. The capacitance Cr is detected by measuring the voltage between the electrode 7 and the ground electrode 8. The surface of the dielectric constant detection electrode 7 is covered with an insulating coating 16. Instead of the dielectric constant detection electrode 7 or together with the dielectric constant detection electrode 7, the surface of the ground electrode 8 may be covered with an insulating coating.

図1は実施形態における電極故障診断装置が適用された静電容量式レベルモニタ1の検出回路10の構成を示す回路図である。検出回路10は、液位センサ2を含む発振器21、誘電率センサ6を含む発振器23、ANDゲート26、27、カウンタ28、29及びマイクロコンピュータ(以下、CPUという)30を有する。   FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a detection circuit 10 of a capacitance level monitor 1 to which an electrode failure diagnosis apparatus according to an embodiment is applied. The detection circuit 10 includes an oscillator 21 including a liquid level sensor 2, an oscillator 23 including a dielectric constant sensor 6, AND gates 26 and 27, counters 28 and 29, and a microcomputer (hereinafter referred to as a CPU) 30.

発振器21は、前述した液位センサ2、インバータ32及び抵抗R1から構成されるCR発振器である。この発振周波数は、液位センサ2の静電容量Cpと抵抗R1の抵抗値とを乗算した時定数Cp・R1で決定される。   The oscillator 21 is a CR oscillator including the liquid level sensor 2, the inverter 32, and the resistor R1. This oscillation frequency is determined by a time constant Cp · R1 obtained by multiplying the capacitance Cp of the liquid level sensor 2 by the resistance value of the resistor R1.

同様に、発振器23は、前述した誘電率センサ6、インバータ34及び抵抗R2から構成されるCR発振器である。この発振周波数は、誘電率センサ6の静電容量Crと抵抗R2の抵抗値とを乗算した時定数Cr・R2で決定される。   Similarly, the oscillator 23 is a CR oscillator including the dielectric constant sensor 6, the inverter 34, and the resistor R2 described above. This oscillation frequency is determined by a time constant Cr · R2 obtained by multiplying the capacitance Cr of the dielectric constant sensor 6 by the resistance value of the resistor R2.

また、検出回路10は、液位センサ2の液位検出電極4と抵抗R5を介した電源電圧(直流電圧)V1との接続、及び誘電率センサ6の誘電率検出電極7と抵抗R6を介した電源電圧V1との接続を同時にオン/オフに切り替えるスイッチSW1を有する。スイッチSW1がオンになると、液位検出電極4はCPU30のポートP6に接続され、誘電率検出電極7はポートP4に接続される。尚、本実施形態では、直流電圧V1が印加される場合について説明するが、電源電圧は交流電圧でもよい。   Further, the detection circuit 10 connects the liquid level detection electrode 4 of the liquid level sensor 2 and the power supply voltage (DC voltage) V1 via the resistor R5, and the dielectric constant detection electrode 7 of the dielectric constant sensor 6 and the resistor R6. The switch SW1 that switches the connection with the power supply voltage V1 on / off at the same time is provided. When the switch SW1 is turned on, the liquid level detection electrode 4 is connected to the port P6 of the CPU 30, and the dielectric constant detection electrode 7 is connected to the port P4. In the present embodiment, the case where the DC voltage V1 is applied will be described. However, the power supply voltage may be an AC voltage.

また、検出回路10は、液位センサ2の液位検出電極4とインバータ32の入力端子との接続、及び誘電率センサ6の誘電率検出電極7とインバータ34の入力端子との接続を同時にオン/オフに切り替えるスイッチSW2を有する。スイッチSW2がオンになると、液位検出電極4はインバータ32に接続され、誘電率検出電極7はインバータ34に接続される。   The detection circuit 10 simultaneously turns on the connection between the liquid level detection electrode 4 of the liquid level sensor 2 and the input terminal of the inverter 32 and the connection between the dielectric constant detection electrode 7 of the dielectric constant sensor 6 and the input terminal of the inverter 34. Switch SW2 for switching to / off. When the switch SW2 is turned on, the liquid level detection electrode 4 is connected to the inverter 32, and the dielectric constant detection electrode 7 is connected to the inverter.

スイッチSW1、SW2は、CPU30からポートP3を介して出力される駆動信号によって排他的にオン/オフになる。   The switches SW1 and SW2 are exclusively turned on / off by a drive signal output from the CPU 30 via the port P3.

発振器21の出力は、ANDゲート26の一方の入力端子に入力され、発振器23の出力は、ANDゲート27の一方の入力端子に入力される。また、ANDゲート26、27他方の入力端子には、CPU30のポートP2から出力される基準パルスが入力される。   The output of the oscillator 21 is input to one input terminal of the AND gate 26, and the output of the oscillator 23 is input to one input terminal of the AND gate 27. A reference pulse output from the port P2 of the CPU 30 is input to the other input terminal of the AND gates 26 and 27.

ANDゲート26の出力端子は、カウンタ28の入力端子に接続され、カウンタ28の出力端子は、CPU30のポートP5に接続される。同様に、ANDゲート27の出力端子は、カウンタ29の入力端子に接続され、カウンタ29の出力端子は、CPU30のポートP1に接続される。   The output terminal of the AND gate 26 is connected to the input terminal of the counter 28, and the output terminal of the counter 28 is connected to the port P 5 of the CPU 30. Similarly, the output terminal of the AND gate 27 is connected to the input terminal of the counter 29, and the output terminal of the counter 29 is connected to the port P 1 of the CPU 30.

CPU30は、ROM36、RAM37、タイマ38等を内蔵する汎用のマイクロコンピュータである。ROM36には、後述する制御プログラム、閾値V2(図3参照)、テーブル36a等が格納されている。テーブル36aには、液面レベル(液位)に対応する液位センサ2の静電容量Cpの値が、液体の比誘電率εごとに登録されている。   The CPU 30 is a general-purpose microcomputer incorporating a ROM 36, a RAM 37, a timer 38, and the like. The ROM 36 stores a control program, threshold value V2 (see FIG. 3), a table 36a, and the like which will be described later. In the table 36a, the value of the capacitance Cp of the liquid level sensor 2 corresponding to the liquid level (liquid level) is registered for each relative dielectric constant ε of the liquid.

また、CPU30は、メータ等のシステム40と信号のやりとりを行う。   Further, the CPU 30 exchanges signals with the system 40 such as a meter.

上記構成を有する静電容量式レベルモニタ1の動作を示す。始めに、電極間の電圧を測定する際の診断方法について説明する。図3は電極間の電圧の時間変化を示すグラフである。スイッチSW1をオンにし、液位センサ2の液位検出電極4に電源電圧V1が印加されると、液位センサ2の電極間のコンデンサ容量が増加し、その電圧Vpは、曲線aに示すように、時間の経過につれて上昇し、電源電圧V1の近くにまで達して飽和した一定電圧となる。   An operation of the capacitive level monitor 1 having the above-described configuration will be described. First, a diagnostic method for measuring the voltage between the electrodes will be described. FIG. 3 is a graph showing the time change of the voltage between the electrodes. When the switch SW1 is turned on and the power supply voltage V1 is applied to the liquid level detection electrode 4 of the liquid level sensor 2, the capacitor capacity between the electrodes of the liquid level sensor 2 increases, and the voltage Vp is as shown by the curve a. In addition, the voltage rises as time passes, reaches the vicinity of the power supply voltage V1, and becomes a constant voltage saturated.

しかし、絶縁被覆11の破損等、電極間の故障が発生した場合、導電性を有する液体中では、液位検出電極4と接地電極5の間にリーク電流が流れ、電極間の電圧降下が発生する。   However, when a failure occurs between the electrodes, such as breakage of the insulating coating 11, a leakage current flows between the liquid level detection electrode 4 and the ground electrode 5 in the conductive liquid, and a voltage drop occurs between the electrodes. To do.

このため、液位センサ2の電圧Vpは、電源電圧V1の近くに達することなく、曲線bに示すように、それより手前の閾値V2より低い飽和した一定電圧に留まる。ここで、閾値V2は、電極間の故障を診断可能な値であり、電源電圧V1に応じた、つまり電源電圧V1より低い任意の値に設定される。これにより、液位センサ2に電極間の故障が発生したとの診断が可能となる。なお、このことは、誘電率センサ6の電圧Vrを測定する場合にも同様である。また、飽和に達するまでの時間は、センサの構造、液体の種類、浸漬度合い等により変わるが、故障判定の電圧測定を行う時間は、仕様に合わせた十分な時間であればよい。   For this reason, the voltage Vp of the liquid level sensor 2 does not reach near the power supply voltage V1, but remains at a saturated constant voltage lower than the threshold V2 before it, as shown by the curve b. Here, the threshold value V2 is a value that can diagnose a failure between the electrodes, and is set to an arbitrary value corresponding to the power supply voltage V1, that is, lower than the power supply voltage V1. Accordingly, it is possible to diagnose that a failure between the electrodes has occurred in the liquid level sensor 2. This also applies to the case where the voltage Vr of the dielectric constant sensor 6 is measured. The time until saturation is reached varies depending on the structure of the sensor, the type of liquid, the degree of immersion, and the like, but the time for performing voltage measurement for failure determination may be sufficient as long as the specification is met.

図4は電極間の故障診断手順を示すフローチャートである。この動作プログラムは、CPU30内のROM36に格納されており、CPU30によって定期的に実行される。   FIG. 4 is a flowchart showing a failure diagnosis procedure between electrodes. This operation program is stored in the ROM 36 in the CPU 30 and is periodically executed by the CPU 30.

CPU30は、まず、ポートP3から駆動信号を出力し、スイッチSW1をオンにし、スイッチSW2をオフにする(ステップS1)。これにより、誘電率センサ6及び液位センサ2にそれぞれ抵抗R6、R5を介して電源電圧V1が印加される。ステップS1の処理は印加部に相当する。そして、CPU30は、ポートP4から入力される誘電率センサ6の電圧Vrを測定し、また、ポートP6から入力される液位センサ2の電圧Vpを測定する(ステップS2)。ステップS2の処理は電圧検出部に相当する。   First, the CPU 30 outputs a drive signal from the port P3, turns on the switch SW1, and turns off the switch SW2 (step S1). As a result, the power supply voltage V1 is applied to the dielectric constant sensor 6 and the liquid level sensor 2 via the resistors R6 and R5, respectively. The process of step S1 corresponds to an application unit. And CPU30 measures the voltage Vr of the dielectric constant sensor 6 input from the port P4, and measures the voltage Vp of the liquid level sensor 2 input from the port P6 (step S2). The process of step S2 corresponds to a voltage detection unit.

CPU30は、測定された電圧Vr、Vpが数式(1)を満たすか否か、つまり、電圧Vr、Vpのいずれもが閾値V2より大きいか否かを判別する(ステップS3)。ステップS3の処理は比較部に相当する。
Vp>V2 かつVr>V2 ……(1)
The CPU 30 determines whether or not the measured voltages Vr and Vp satisfy Expression (1), that is, whether or not both of the voltages Vr and Vp are larger than the threshold value V2 (step S3). The process of step S3 corresponds to a comparison unit.
Vp> V2 and Vr> V2 (1)

数式(1)を満たす場合、CPU30は、液位センサ2及び誘電率センサ6に電極間の故障が発生していないと判断し、ステップS4以降の静電容量方式による液面レベル(液位)の検出処理に進む。   When satisfy | filling numerical formula (1), CPU30 judges that the failure between electrodes has not generate | occur | produced in the liquid level sensor 2 and the dielectric constant sensor 6, and the liquid level (liquid level) by the electrostatic capacitance system after step S4 Proceed to the detection process.

CPU30は、ポートP3から駆動信号を出力し、スイッチSW1をオフにし、スイッチSW2をオンにする(ステップS4)。ステップS1、S4の処理切替部に相当する。   The CPU 30 outputs a drive signal from the port P3, turns off the switch SW1, and turns on the switch SW2 (step S4). This corresponds to the process switching unit in steps S1 and S4.

CPU30は、ポートP2からON時間(0.1秒)の基準パルスを出力し、ANDゲート26、27の他方の入力端子に入力する(ステップS5)。ANDゲート26は、発振器21からのパルス信号とON時間の基準パルスとの論理積演算を行い、ON時間つまりゲート時間(例えば0.1 秒)のみ通過したパルス信号を出力し、カウンタ28に供給する。   The CPU 30 outputs a reference pulse of ON time (0.1 seconds) from the port P2, and inputs it to the other input terminals of the AND gates 26 and 27 (step S5). The AND gate 26 performs a logical product operation of the pulse signal from the oscillator 21 and the reference pulse of the ON time, outputs a pulse signal that has passed only the ON time, that is, the gate time (for example, 0.1 second), and supplies the pulse signal to the counter 28. To do.

同様に、ANDゲート27は、発振器23からのパルス信号とON時間の基準パルスとの論理積演算を行い、ON時間つまりゲート時間(例えば0.1 秒)のみ通過したパルス信号を出力し、カウンタ29に供給する。   Similarly, the AND gate 27 performs an AND operation on the pulse signal from the oscillator 23 and the reference pulse of the ON time, and outputs a pulse signal that has passed only the ON time, that is, the gate time (for example, 0.1 second), and the counter 29.

CPU30は、カウンタ29のカウント動作を開始させ、カウンタ29に入力されたパルス信号の、ON時間(0.1秒)分のパルス数を入力する(ステップS6)。   The CPU 30 starts the counting operation of the counter 29, and inputs the number of pulses corresponding to the ON time (0.1 seconds) of the pulse signal input to the counter 29 (step S6).

CPU30は、入力したパルス数のカウント値に対応する静電容量Crの値を求め、液体の比誘電率εを算出する(ステップS7)。   The CPU 30 obtains the value of the electrostatic capacitance Cr corresponding to the count value of the input number of pulses, and calculates the relative dielectric constant ε of the liquid (step S7).

CPU30は、カウンタ28のカウント動作を開始させ、カウンタ28に入力されたパルス信号の、ON時間(0.1秒)分のパルス数を入力する(ステップS8)。   The CPU 30 starts the counting operation of the counter 28, and inputs the number of pulses corresponding to the ON time (0.1 second) of the pulse signal input to the counter 28 (step S8).

CPU30は、入力したパルス数のカウント値に対応する静電容量Cpの値を求め、テーブル36aを参照し、液体の液面レベルを算出する(ステップS9)。   The CPU 30 obtains the value of the capacitance Cp corresponding to the input pulse number count value, refers to the table 36a, and calculates the liquid level (step S9).

CPU30は、カウンタ28、29をリセットし(ステップS10)、ステップS1の処理に戻る。   The CPU 30 resets the counters 28 and 29 (step S10), and returns to the process of step S1.

一方、ステップS3で数式(1)を満たさない場合、つまり電圧Vr、Vpの少なくとも一方が閾値V2以下である場合、CPU30は、液位センサ2、誘電率センサ6の少なくとも一方に、絶縁被覆の破損等、電極間の故障が発生していると判断する。そして、CPU30は、エラー信号をシステム40に出力する(ステップS11)。ステップS11の処理は判断部に相当する。この後、CPU30は本動作を終了する。   On the other hand, if the formula (1) is not satisfied in step S3, that is, if at least one of the voltages Vr and Vp is equal to or less than the threshold value V2, the CPU 30 applies an insulating coating to at least one of the liquid level sensor 2 and the dielectric constant sensor 6. It is determined that a failure such as damage has occurred between the electrodes. Then, the CPU 30 outputs an error signal to the system 40 (step S11). The process in step S11 corresponds to a determination unit. Thereafter, the CPU 30 ends this operation.

本実施形態の電極故障診断装置によれば、直流電圧V1が印加されている状態で、電極間の電圧と閾値V2とを比較し、比較の結果、電極間の電圧が閾値V2以下である場合、電極間が故障していると判断する。これにより、電極部の構成を変更することなく、簡単に電極間の故障診断を行うことができる。従って、液体レベルモニタとしての品質を維持することができる。また、この診断は、液体レベルモニタの製造時に行うことが可能であるので、製品の出荷検査にも利用できる。   According to the electrode failure diagnosis apparatus of the present embodiment, when the DC voltage V1 is applied, the voltage between the electrodes is compared with the threshold value V2, and as a result of the comparison, the voltage between the electrodes is equal to or lower than the threshold value V2. , It is determined that there is a failure between the electrodes. Thereby, the failure diagnosis between electrodes can be easily performed, without changing the structure of an electrode part. Therefore, the quality as a liquid level monitor can be maintained. In addition, since this diagnosis can be performed at the time of manufacturing the liquid level monitor, it can also be used for product shipment inspection.

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られるものではなく、本実施形態の構成が持つ機能を達成できる構成であればどのようなものであっても適用可能である。   The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and any configuration that can achieve the function of the configuration of the present embodiment is applicable.

例えば、上記実施形態では、静電容量を周波数変換により求めたが、スイッチトキャパシタやインピーダンスを計測することにより求めてもよい。   For example, in the above embodiment, the capacitance is obtained by frequency conversion, but it may be obtained by measuring a switched capacitor or impedance.

本発明は、電極間の故障を診断する際、電極部の構成を変更することなく、簡単に電極間の故障診断を行うことができ、有用である。   INDUSTRIAL APPLICATION When diagnosing the failure between electrodes, this invention can perform the failure diagnosis between electrodes easily, without changing the structure of an electrode part, and is useful.

1 静電容量式レベルモニタ
2 液位センサ
4 液位検出電極
7 誘電率検出電極
5、8 接地電極
6 誘電率センサ
9 タンク
10 検出回路
11、16 絶縁被覆
21、23 発振器
26、27 ANDゲート
28、29 カウンタ
30 マイクロコンピュータ(CPU)
32、34 インバータ
36 ROM
36a テーブル
37 RAM
38 タイマ
40 システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Capacitance type level monitor 2 Liquid level sensor 4 Liquid level detection electrode 7 Dielectric constant detection electrode 5, 8 Ground electrode 6 Dielectric constant sensor 9 Tank 10 Detection circuit 11, 16 Insulation coating 21, 23 Oscillator 26, 27 AND gate 28 , 29 Counter 30 Microcomputer (CPU)
32, 34 Inverter 36 ROM
36a Table 37 RAM
38 timer 40 system

Claims (3)

電極間にリーク電流が流れるという故障を診断する電極故障診断装置であって、
前記電極間に電圧を印加する印加部と、
前記電極間の電圧を検出する電圧検出部と、
検出された電圧と故障判定の電圧である閾値とを比較する比較部と、
前記比較の結果、前記電極間の電圧が前記閾値以下である場合、前記電極間にリーク電流が流れるという故障が発生していると判断する判断部と、
を備えることを特徴とする電極故障診断装置。
An electrode failure diagnosis device for diagnosing a failure in which leakage current flows between electrodes,
An application unit for applying a voltage between the electrodes;
A voltage detector for detecting a voltage between the electrodes;
A comparison unit that compares the detected voltage with a threshold that is a voltage for failure determination;
As a result of the comparison, when the voltage between the electrodes is equal to or lower than the threshold value, a determination unit that determines that a failure has occurred in which a leakage current flows between the electrodes;
An electrode failure diagnosis apparatus comprising:
請求項1記載の電極故障診断装置であって、
前記電極間の静電容量を検出する検出回路と、
前記電極間を前記検出回路または前記印加部に接続する切替部と、を備え、
前記切替部によって前記電極間と前記検出回路が接続された場合、前記検出回路は、前記電極間の静電容量を検出し、
前記切替部によって前記電極間と前記印加部が接続された場合、前記印加部は、前記電極間に電圧を印加することを特徴とする電極故障診断装置。
The electrode failure diagnosis device according to claim 1,
A detection circuit for detecting a capacitance between the electrodes;
A switching unit for connecting between the electrodes to the detection circuit or the application unit,
When the detection circuit is connected between the electrodes by the switching unit, the detection circuit detects a capacitance between the electrodes,
When the switching unit connects between the electrodes and the applying unit, the applying unit applies a voltage between the electrodes.
請求項1または2記載の電極故障診断装置であって、
前記電極の少なくとも一方の表面が絶縁材で覆われ、
導電性を有する液体に前記電極間が浸かっている状態で、前記印加部は前記電極間に電圧を印加することを特徴とする電極故障診断装置。
The electrode failure diagnosis device according to claim 1 or 2,
At least one surface of the electrode is covered with an insulating material;
The electrode failure diagnosis apparatus, wherein the application unit applies a voltage between the electrodes in a state where the electrodes are immersed in a conductive liquid.
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