JPS6367644B2 - - Google Patents
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- JPS6367644B2 JPS6367644B2 JP55085095A JP8509580A JPS6367644B2 JP S6367644 B2 JPS6367644 B2 JP S6367644B2 JP 55085095 A JP55085095 A JP 55085095A JP 8509580 A JP8509580 A JP 8509580A JP S6367644 B2 JPS6367644 B2 JP S6367644B2
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- JP
- Japan
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- ribbon
- coil
- support
- magnetostrictive
- magnetostrictive ribbon
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-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING SYSTEMS, e.g. PERSONAL CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B19/00—Alarms responsive to two or more different undesired or abnormal conditions, e.g. burglary and fire, abnormal temperature and abnormal rate of flow
- G08B19/02—Alarm responsive to formation or anticipated formation of ice
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D21/00—Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
- F25D21/02—Detecting the presence of frost or condensate
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/025—Change of phase or condition
- G01N2291/0251—Solidification, icing, curing composites, polymerisation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/02845—Humidity, wetness
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/042—Wave modes
- G01N2291/0427—Flexural waves, plate waves, e.g. Lamb waves, tuning fork, cantilever
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
- Defrosting Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は霜センサに関するものである。
第１図は従来の霜センサの構成を示した図で、
従来の霜センサは両端を支持体１により支持され
た磁歪リボン２に弾性波励起用コイル３と弾性波
検出用コイル４がリボン２の支持点９ａ，９ｂ間
において巻線されている。支持体１には磁歪リボ
ン２用のバイアス磁石５が設けられている。弾性
波励起コイル３には発振器６の出力が接続され、
検出コイル４で検出した信号は検知回路７に入力
されるよう接続されている。検知回路７では検出
された信号が増幅された後整流され、その信号は
比較器（図示せず）において設定基準信号と比較
されるようになつている。弾性波励起コイル３と
検出コイル４との間の磁歪リボン２の中央部Ａが
着霜検知部となつている。
従来の霜センサは両端を支持体１により支持され
た磁歪リボン２に弾性波励起用コイル３と弾性波
検出用コイル４がリボン２の支持点９ａ，９ｂ間
において巻線されている。支持体１には磁歪リボ
ン２用のバイアス磁石５が設けられている。弾性
波励起コイル３には発振器６の出力が接続され、
検出コイル４で検出した信号は検知回路７に入力
されるよう接続されている。検知回路７では検出
された信号が増幅された後整流され、その信号は
比較器（図示せず）において設定基準信号と比較
されるようになつている。弾性波励起コイル３と
検出コイル４との間の磁歪リボン２の中央部Ａが
着霜検知部となつている。
以下その動作を説明する。発振器６と弾性波励
起コイル３とにより磁歪リボン２には定振幅の弾
性波が励起される。この弾性波は磁歪リボン２を
伝播し、検出コイル４により再び電気信号に変換
される。
起コイル３とにより磁歪リボン２には定振幅の弾
性波が励起される。この弾性波は磁歪リボン２を
伝播し、検出コイル４により再び電気信号に変換
される。
もしこのとき、弾性波励起コイル３と検出コイ
ル４との間の磁歪リボン２のＡの部分に着霜があ
れば、弾性波の伝播損失が増大する。このため前
記、検出コイル４で検出された電気信号は着霜が
ない場合よりも小さいものとなる。
ル４との間の磁歪リボン２のＡの部分に着霜があ
れば、弾性波の伝播損失が増大する。このため前
記、検出コイル４で検出された電気信号は着霜が
ない場合よりも小さいものとなる。
この検出信号の大小により着霜を検知する。
しかしながら、前述した従来の霜センサは、弾
性波の励起コイル３および検出コイル４を磁歪リ
ボン２の両端の支持間に設けることから次の欠点
がある。
性波の励起コイル３および検出コイル４を磁歪リ
ボン２の両端の支持間に設けることから次の欠点
がある。
第２図に示すようにリボン２とコイル３および
４との間に水滴８が留り易く、着霜以前に水滴が
凍結し、弾性波の伝播を防たげるため着霜による
伝播損失増大と同一の作用をする。このため誤動
作し易い。
４との間に水滴８が留り易く、着霜以前に水滴が
凍結し、弾性波の伝播を防たげるため着霜による
伝播損失増大と同一の作用をする。このため誤動
作し易い。
上記の欠点を補うために、リボン２とコイル３
およびコイル４との空隙を大きくとると、信号雑
音比Ｓ／Ｎが十分にとれず、感度の低下をきた
す。これは励起コイル３と検出コイル４との信号
の伝送を考えればわかる。励起コイル３の面積を
S1、検出コイル４の面積をS2、磁歪リボン２の断
面積をS3、弾性波信号と電気信号の変換係数をＫ
とすれば、弾性波信号量Sig1およびコイル３，４
間の直接信号Sig2は Sig1（KS3）×（KS3） Sig2（S1−S3）×（S2−S3） でありＳ／Ｎは Ｓ／Ｎ＝Sig1／Sig2＝K2S2 3／｛（S1−S3）（S2
−S3）｝ であるからS1とS2が大きくなるとＳ／Ｎは小さく
なることがわかる。Ｓ／Ｎが小さいことはすなわ
ち着霜の検知範囲が狭く、感度の悪いセンサしか
できないことになる。
およびコイル４との空隙を大きくとると、信号雑
音比Ｓ／Ｎが十分にとれず、感度の低下をきた
す。これは励起コイル３と検出コイル４との信号
の伝送を考えればわかる。励起コイル３の面積を
S1、検出コイル４の面積をS2、磁歪リボン２の断
面積をS3、弾性波信号と電気信号の変換係数をＫ
とすれば、弾性波信号量Sig1およびコイル３，４
間の直接信号Sig2は Sig1（KS3）×（KS3） Sig2（S1−S3）×（S2−S3） でありＳ／Ｎは Ｓ／Ｎ＝Sig1／Sig2＝K2S2 3／｛（S1−S3）（S2
−S3）｝ であるからS1とS2が大きくなるとＳ／Ｎは小さく
なることがわかる。Ｓ／Ｎが小さいことはすなわ
ち着霜の検知範囲が狭く、感度の悪いセンサしか
できないことになる。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、誤動作のない、しかもＳ／Ｎを高め着霜量
に対する検知のダイナミツクレンジを拡げ、高感
度にした霜センサを提供するにある。
くし、誤動作のない、しかもＳ／Ｎを高め着霜量
に対する検知のダイナミツクレンジを拡げ、高感
度にした霜センサを提供するにある。
上記の目的を達成するため本発明では弾性波励
起コイルおよび検出コイルの設置位置を磁歪リボ
ンの支持部に設け、支持部に延びている磁歪リボ
ンの上にコイルを設ける。
起コイルおよび検出コイルの設置位置を磁歪リボ
ンの支持部に設け、支持部に延びている磁歪リボ
ンの上にコイルを設ける。
以下本発明を実施例によつて説明する。
本発明の霜センサの実施例の斜視図を第３図に
示す。本発明の霜センサはアモルフアス磁歪リボ
ン２と入力コイル３と出力コイル４とバイアス用
磁石５とこれらの支持体１からなつている。アモ
ルフアス磁歪リボン２は両端を支持体１に接着さ
れ支持されている。アモルフアス磁歪リボン２の
長さは支持体１の支持点間隔よりも長くしてあ
り、この長い部分が支持体１への接着しろとなつ
ている。入力コイル３および出力コイル４はそれ
ぞれアモルフアス磁歪リボン２の両端のこの接着
しろ部分に支持体１の足を含めて巻線されてい
る。支持点間のリボンＢが着霜面である。バイア
ス用磁石５は支持体１の下に接着され、アモルフ
アス磁歪リボン２にバイアス磁界が印加されるよ
うになつている。アモルフアス磁歪リボン２には
Fe―Ni―Si―Ｂ組成で、厚さ13μm、幅５mm、長
さ30mmのものを用い、両端５mmが接着しろに用い
られている。入出力コイル３，４はウレタン線を
各50回巻回したものである。支持体１はしんちゆ
うの曲げ加工品である。バイアス磁石５はゴムフ
エライトであり磁歪リボン２に対し、15Oeのバ
イアス磁界を印加している。
示す。本発明の霜センサはアモルフアス磁歪リボ
ン２と入力コイル３と出力コイル４とバイアス用
磁石５とこれらの支持体１からなつている。アモ
ルフアス磁歪リボン２は両端を支持体１に接着さ
れ支持されている。アモルフアス磁歪リボン２の
長さは支持体１の支持点間隔よりも長くしてあ
り、この長い部分が支持体１への接着しろとなつ
ている。入力コイル３および出力コイル４はそれ
ぞれアモルフアス磁歪リボン２の両端のこの接着
しろ部分に支持体１の足を含めて巻線されてい
る。支持点間のリボンＢが着霜面である。バイア
ス用磁石５は支持体１の下に接着され、アモルフ
アス磁歪リボン２にバイアス磁界が印加されるよ
うになつている。アモルフアス磁歪リボン２には
Fe―Ni―Si―Ｂ組成で、厚さ13μm、幅５mm、長
さ30mmのものを用い、両端５mmが接着しろに用い
られている。入出力コイル３，４はウレタン線を
各50回巻回したものである。支持体１はしんちゆ
うの曲げ加工品である。バイアス磁石５はゴムフ
エライトであり磁歪リボン２に対し、15Oeのバ
イアス磁界を印加している。
次に動作を説明する。入出コイル３，４の設置
部のアモルフアス磁歪リボン２すなわち支持体１
への接着しろ部分が磁歪材ではなく磁気回路とし
て機能させることが要点である。アモルフアス磁
歪リボン２は磁歪材でありながら透磁率が大きく
都合がよい。
部のアモルフアス磁歪リボン２すなわち支持体１
への接着しろ部分が磁歪材ではなく磁気回路とし
て機能させることが要点である。アモルフアス磁
歪リボン２は磁歪材でありながら透磁率が大きく
都合がよい。
入力コイル３に電流を流すと前述した接着部の
リボンが磁気ヨークとして働き、非接着部のアモ
ルフアス磁歪リボン２が磁化される。この磁化に
より非接着部に歪が生じ、アモルフアス磁歪リボ
ン２を検出コイル４へ向つて弾性波が伝播してい
く。検出コイル４においては逆過程、逆磁歪効果
により電気信号として再生される。
リボンが磁気ヨークとして働き、非接着部のアモ
ルフアス磁歪リボン２が磁化される。この磁化に
より非接着部に歪が生じ、アモルフアス磁歪リボ
ン２を検出コイル４へ向つて弾性波が伝播してい
く。検出コイル４においては逆過程、逆磁歪効果
により電気信号として再生される。
以上の動作過程において弾性波の伝播路のアモ
ルフアス磁歪リボン２に着霜があると弾性波の伝
播損失が増加する。
ルフアス磁歪リボン２に着霜があると弾性波の伝
播損失が増加する。
入力コイル３に交番定電流を流しておけば着霜
による伝播損失の増加を検出コイル４の再生電圧
の減少としてとらえることができる。
による伝播損失の増加を検出コイル４の再生電圧
の減少としてとらえることができる。
第４図は本発明の霜センサを冷凍冷蔵庫の冷凍
室に配置し、再生電圧の変化を横軸に時間をとつ
て示したものである。再生電圧は初期値を１とす
ると着霜により約30分後に0.1に低下する。この
再生電圧の変化によつて着霜を検知することがで
きる。
室に配置し、再生電圧の変化を横軸に時間をとつ
て示したものである。再生電圧は初期値を１とす
ると着霜により約30分後に0.1に低下する。この
再生電圧の変化によつて着霜を検知することがで
きる。
本発明の霜センサはコイル３，４部におけるア
モルフアス磁歪リボン２は支持体１に接着されて
おり、コイル部３，４部に水滴が付着し、凍結し
ても、弾性波の伝播に支承はない。また、アモル
フアス磁歪リボン２の弾性波伝播部Ｂにはコイル
３，４が配置されていないため、従来の霜センサ
のようなコイル部に生じた水滴の凍結による誤動
作は発生しない。
モルフアス磁歪リボン２は支持体１に接着されて
おり、コイル部３，４部に水滴が付着し、凍結し
ても、弾性波の伝播に支承はない。また、アモル
フアス磁歪リボン２の弾性波伝播部Ｂにはコイル
３，４が配置されていないため、従来の霜センサ
のようなコイル部に生じた水滴の凍結による誤動
作は発生しない。
以上説明したように本発明によれば着霜による
損失変化と結露凍結障害との比を高めることがで
き、誤動作のない着霜検知のダイナミツクレンジ
を拡げた高感度の霜センサを提供できる。
損失変化と結露凍結障害との比を高めることがで
き、誤動作のない着霜検知のダイナミツクレンジ
を拡げた高感度の霜センサを提供できる。
また本発明の霜センサの構成にすれば副次的効
果として組作業が改善される。なぜならば従来の
ように支持体に支持された薄いリボンの途中にコ
イルを設け、または既に巻れたコイルの中にリボ
ンを通すことは極めて作業性が悪い。これに対し
て本発明の霜センサはリボンを支持体に支持接着
後に支持体を含めてコイルを巻線でき、またはコ
イルをはめることができるので作業性が良い。
果として組作業が改善される。なぜならば従来の
ように支持体に支持された薄いリボンの途中にコ
イルを設け、または既に巻れたコイルの中にリボ
ンを通すことは極めて作業性が悪い。これに対し
て本発明の霜センサはリボンを支持体に支持接着
後に支持体を含めてコイルを巻線でき、またはコ
イルをはめることができるので作業性が良い。
第１図は従来の霜センサの斜視図、第２図は従
来の霜センサの断面図、第３図は本発明の霜セン
サの斜視図、第４図は本発明の霜センサの特性図
である。 １；支持体、２；磁歪リボン、３，４；コイ
ル、５；磁石、６；発振器、７；検知回路、８；
結露。
来の霜センサの断面図、第３図は本発明の霜セン
サの斜視図、第４図は本発明の霜センサの特性図
である。 １；支持体、２；磁歪リボン、３，４；コイ
ル、５；磁石、６；発振器、７；検知回路、８；
結露。
Claims (1)
- １ 磁歪特性を有する帯状の磁性金属からなり、
弾性波の伝幡線路となる磁歪リボンと、この磁歪
リボンに弾性波を励起する弾性波励起コイルと、
上記弾性波励起コイルにより上記磁歪リボンに励
起された弾性波を検出する検出用コイルと、上記
磁歪リボンの両端を支持する支持体と、この支持
体に取り付けられ、上記磁歪リボンにバイアス磁
界を印加するバイアス用磁石とからなり、上記磁
歪リボンの弾性波の伝幡線路が霜の付着する着霜
面とされた霜センサにおいて、上記支持体は、そ
の両端部が外方向へ向つてＬ字形に形成され、上
記磁歪リボンは、その長さが上記支持体の支持間
隔よりも長く形成されて、上記支持体の外方向へ
向つて形成された両端部において、上記支持体に
支持され、上記弾性波励起コイルと検出用コイル
は、上記支持体の外方向に向つて形成された両端
部にそれぞれ巻回されていることを特徴とする霜
センサ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8509580A JPS5712329A (en) | 1980-06-25 | 1980-06-25 | Frost sensor |
| IT22533/81A IT1137913B (it) | 1980-06-25 | 1981-06-24 | Sensore di brina |
| DE3124855A DE3124855C2 (de) | 1980-06-25 | 1981-06-24 | Vereisungsfühler |
| US06/276,816 US4404852A (en) | 1980-06-25 | 1981-06-24 | Frost sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8509580A JPS5712329A (en) | 1980-06-25 | 1980-06-25 | Frost sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5712329A JPS5712329A (en) | 1982-01-22 |
| JPS6367644B2 true JPS6367644B2 (ja) | 1988-12-27 |
Family
ID=13849040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8509580A Granted JPS5712329A (en) | 1980-06-25 | 1980-06-25 | Frost sensor |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4404852A (ja) |
| JP (1) | JPS5712329A (ja) |
| DE (1) | DE3124855C2 (ja) |
| IT (1) | IT1137913B (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3205370C1 (de) * | 1982-02-16 | 1983-07-07 | Bosch-Siemens Hausgeräte GmbH, 7000 Stuttgart | Sensor zur Überwachung von Reif- und/oder Eisablagerungen auf Oberflächen, insbesondere auf Verdampferoberflächen von Kältemaschinen, Wärmepumpen oder dergleichen |
| GB2124764B (en) * | 1982-08-03 | 1986-01-08 | Atomic Energy Authority Uk | Ice detector |
| US5189914A (en) * | 1988-02-29 | 1993-03-02 | The Regents Of The University Of California | Plate-mode ultrasonic sensor |
| WO1989008336A1 (en) * | 1988-02-29 | 1989-09-08 | The Regents Of The University Of California | Plate-mode ultrasonic sensor |
| US5212988A (en) * | 1988-02-29 | 1993-05-25 | The Reagents Of The University Of California | Plate-mode ultrasonic structure including a gel |
| US4991283A (en) * | 1989-11-27 | 1991-02-12 | Johnson Gary W | Sensor elements in multilayer ceramic tape structures |
| US5051645A (en) * | 1990-01-30 | 1991-09-24 | Johnson Service Company | Acoustic wave H2 O phase-change sensor capable of self-cleaning and distinguishing air, water, dew, frost and ice |
| US5187980A (en) * | 1990-05-31 | 1993-02-23 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method and apparatus for acoustic plate mode liquid-solid phase transition detection |
| FI95751C (fi) * | 1993-12-09 | 1996-03-11 | Labko Ab Oy | Menetelmä veden eri faasien tunnistamiseksi ja menetelmässä käytettäväanturijärjestely |
| US5922958A (en) * | 1996-05-22 | 1999-07-13 | Rosemount Aerospace Inc. | Acoustic channel for contaminant detection on a surface |
| US6121856A (en) * | 1998-08-21 | 2000-09-19 | Lockheed Martin Corporation | Bulk acoustic wave device with lamb wave mode selection |
| US20080223052A1 (en) * | 2007-03-14 | 2008-09-18 | Ronald Ravi Khosla | Retrofittable air conditioner to refrigeration conversion unit |
| US9062906B2 (en) * | 2007-03-14 | 2015-06-23 | Store It Cold, Llc | Retrofittable air conditioner to refrigeration conversion unit |
| US7969566B2 (en) * | 2008-06-05 | 2011-06-28 | The Boeing Company | Apparatus and method for detection of a film on a surface |
| KR20100058813A (ko) * | 2008-11-25 | 2010-06-04 | 삼성전자주식회사 | 냉각 장치 및 그 제어 방법 |
| US20110185755A1 (en) * | 2010-01-29 | 2011-08-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Cooling apparatus and frost detecting method thereof |
| ES2833102T3 (es) * | 2010-02-23 | 2021-06-14 | Lg Electronics Inc | Refrigerador |
| US10343783B2 (en) | 2016-04-28 | 2019-07-09 | Rosemount Aerospace Inc. | Method and apparatus of detecting liquid water in a cloud |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2414756A (en) * | 1943-05-07 | 1947-01-21 | Honeywell Regulator Co | Condition responsive device |
| US2789281A (en) * | 1954-03-15 | 1957-04-16 | Clevite Corp | Ice detector |
| US4054255A (en) * | 1976-04-01 | 1977-10-18 | System Development Corporation | Microwave ice detector |
| DE2632323C3 (de) * | 1976-07-17 | 1979-02-22 | Thyssen Niederrhein Ag Huetten- Und Walzwerke, 4200 Oberhausen | Vorrichtung zur Ultraschallprüfung von plattenförmigen Körpern, insbesondere Blechband, nach dem Impuls-Echo-Verfahren mit Lambwellen |
| DE2632632A1 (de) * | 1976-07-20 | 1978-01-26 | Ici Ltd | Verfahren und geraet zur ueberwachung von parametern |
| DE2730648A1 (de) * | 1977-07-07 | 1979-01-25 | Stiebel Eltron Gmbh & Co Kg | Abtaubarer verdampfer |
| FI61249C (fi) * | 1979-10-10 | 1982-06-10 | Vaisala Oy | Anordning foer indikering av nedisning av asfaltsvaeg eller motsvarande |
-
1980
- 1980-06-25 JP JP8509580A patent/JPS5712329A/ja active Granted
-
1981
- 1981-06-24 DE DE3124855A patent/DE3124855C2/de not_active Expired
- 1981-06-24 US US06/276,816 patent/US4404852A/en not_active Expired - Lifetime
- 1981-06-24 IT IT22533/81A patent/IT1137913B/it active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT1137913B (it) | 1986-09-10 |
| IT8122533A0 (it) | 1981-06-24 |
| US4404852A (en) | 1983-09-20 |
| JPS5712329A (en) | 1982-01-22 |
| DE3124855A1 (de) | 1982-02-25 |
| DE3124855C2 (de) | 1985-12-05 |
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|---|---|---|
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