JPH067328Y2

JPH067328Y2 - 水位検知装置

Info

Publication number: JPH067328Y2
Application number: JP1989004657U
Authority: JP
Inventors: 良一柴山; 和夫宮田; 健次郎山本; 利信内山; 重博加藤
Original assignee: 倉茂電工株式会社
Priority date: 1989-01-18
Filing date: 1989-01-18
Publication date: 1994-02-23
Anticipated expiration: 2004-01-18
Also published as: JPH0295820U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は水槽の水位を検知するために用いる水位検知装
置に関するものである。

（従来の技術）従来、水槽の水位を検知する検知装置としては、例えば
第２図に示すような装置が用いられている。本図におい
て水位検知装置は、商用交流電源を降圧する電源トラン
ス１を有しており、その二次巻線には２つの巻線２ａ，
２ｂが形成される。二次巻線２ａの一端にはダイオード
ブリッジ３が接続され、その出力側にコンデンサＣ１を
介してトランジスタTr1，Tr2から成るスイッチング回路
が接続されている。他方の二次巻線２ｂの一端はダイオ
ードブリッジ４を介して直接に電極５ａに接続され又他
端は電極５ｂに接続されて、水槽６内に所定間隔を隔て
て挿入される。ダイオードブリッジ４の他端は、コンデ
ンサＣ２を介して負の直流電圧として抵抗Ｒ１を介して
トランジスタTrlのベースに接続されている。トランジ
スタTr1，Tr2は交互にオンオフするように接続され、ト
ランジスタTr2のコレクタにはリレー回路７が接続され
ている。電極５は、例えば第３図に示すように円筒形ケ
ース８の先端部を円筒状電極５ａとし、その中心に中心
電極５ｂを配置し、これらを樹脂等によって一体に成形
して構成した電極が用いられる。

さて、水槽６の水位が電極５ａ，５ｂのレベルに達しな
ければ、トランジスタTr1のベースにはこの負電圧は加
わらないため、正の所定電圧が印加されトランジスタTr
1がオン状態となり、トランジスタTr2はオフとなってそ
のコレクタに接続されたリレー回路７は作動しない。し
かし、水位の上昇により電極５ａ，５ｂのレベルに水槽
水位が達すると、ダイオードブリッジ４を介して負電圧
がトランジスタTr1のベースに加わり、トランジスタTr1
がオフ、トランジスタTr2がオンとなってリレー回路７
が作動し、図示しないポンプ等を作動させることができ
る。

又水槽の水位を検知する他の検知装置としては、水槽の
所定レベルを検知するために内部に水銀スイッチが封入
されたフロートスイッチを用いるようにした装置も知ら
れている。これは、水位の上昇に伴い水面に浮かぶよう
にしたフロートスイッチの傾きの変化に基づいてその内
部の水銀スイッチを導通させ、それによって所定レベル
の水位を検知するようにしたものである。

（考案が解決しようとする課題）しかるに、このような従来の第２，３図の水位検知装置
によれば、電極として２個の電極５ａ，５ｂを相対向さ
せて同一水位の部分に挿入する必要がある。そして、水
槽の水の抵抗値が大きいために又低電圧（例えば、１２
Ｖ又は２４Ｖ）で動作させているために、電極間の間隔
をあまり大きくすることができず、従って電極の表面に
水垢が付着したり電極間に粘着浮遊物が付着すると、低
電圧で動作させていたことからその付着の影響が大き
く、水位が電極５ａ，５ｂに達していてもいなくても即
ち水位のレベルに関係なく、誤動作してしまうことがあ
るという欠点があった。このように水垢や粘着浮遊物の
付着が水位検知に大きな影響を与えるため、定期的に電
極の清掃や取替えが必要となる。又浄水，塩水，汚水，
薬水等の水の水質によって感度調整を行ったり、多種類
の電極が必要となるという欠点があった。

又、水銀スイッチを用いたフロートスイッチによる水位
レベルを検知するばあいには、フロートスイッチの形状
が大きくなるだけでなく、フロートに粘着浮遊物が付着
してフロートの重量が増し、検知レベルが不明確となっ
て誤動作する恐れもある。又水銀の接触不良等による接
点不良やフロートスイッチの破壊による水銀汚染が起こ
り易いという欠点もあった。

本考案は、このような従来の水位検知装置及びその電極
の問題点に鑑みてなされたものであって、水垢や粘着浮
遊物の影響を少なくしかつあらゆる水質の水位検知を正
確に行うことができるようにすることを技術的課題とす
る。

（課題を解決するための手段）本願に係る考案は、一端が接地された商用交流電源より
電源が供給され、大地に電気的に接地されている水槽の
水位を検知する水位検知装置であって、商用交流電源を
整流して所定の電源電圧を得る電源回路と、水槽中の所
定水位の位置に配置され、１つの電極面を有する電極
と、電極が配置された水位に水槽の水面が達したときに
電極より得られる商用交流のリーク電流漏れ電流を増幅
し、増幅出力に基づいて水位を検知制御する検知回路
と、を有することを特徴とするものである。

（作用）このような特徴を有する本願に係る考案によれば、水位
検知装置には、一端が接地されている商用交流電源より
電源が供給される。そして大地に電気的に接地されてい
る水槽中の所定レベルの位置に１つの電極面を有する電
極棒が配置される。そして電極面に水位が達した場合に
は、一端が接地されている商用交流電源より大地及び水
槽を介して電極にリーク電流が得られる。このリーク電
流を増幅回路によって増幅し、そのレベルを検知するこ
とにより、電極の位置まで水位が達したことを検知する
ようにしている。

（実施例）次に、本願に係る考案の一実施例について第１図を参照
しつつ説明する。本実施例は、水槽の水位を所定レベル
に保つようにした水位制御装置に本考案の水位検知装置
を適用したものである。さて電柱には、例えば6,000Ｖ
の商用交流の電圧を１００Ｖの電圧に降圧する柱上トラ
ンス１１が設けられる。柱上トランス１１の二次側の一
端は送配電線の保守点検を円滑に進め、柱上トランスの
焼損等により高圧が家庭内に進入するのを防止するため
に、一端が図示のように接地されている。この柱上トラ
ンス１１の二次側よりコンセント１２及びプラグ１３を
介して水位制御装置の電源トランス１４が接続される。
電源トランス１４は商用交流電源を低圧、例えば１２Ｖ
又は２４Ｖに降圧するものであって、その二次側には整
流回路１５が接続されていて、水位検知装置の各部に電
圧を供給するものである。ここで電源トランス１４、整
流回路１５は、商用交流電源を整流して所定の電源電圧
を得る電源回路を構成している。

さて水槽１６には、所定の水位の位置に複数の電極Ｅ１
〜Ｅ３が配置される。電極Ｅ１は保持すべき水位の最も
低いレベルに配置する電極とし、該電極Ｅ１にはリード
線を介して検知回路１７が接続される。検知回路１７は
リード線に直接接続されたコンデンサＣ３、抵抗Ｒ２を
有し、その他端はトランジスタTr3のベースに接続され
る。トランジスタTr3，Tr4は増幅率を高くすると共に入
力インピーダンスを上げるためダーリントン接続されて
いる。そしてトランジスタTr4のエミッタが接地され、
トランジスタTr3のベースとの間にはコンデンサＣ４が
接続される。又共通接続されたコレクタには、コレクタ
抵抗Ｒ３を介して直流電源の正極端が接続される。又コ
レクタには抵抗Ｒ４，Ｒ５を介してＰＮＰ形トランジス
タTr5のベースが接続され、抵抗Ｒ４，Ｒ５の共通接続
端と正極端にはコンデンサＣ５が接続されて、一種のタ
イマ回路を構成しチャタリングを防止する。トランジス
タTr5とトランジスタTr6とはダーリントン接続されてお
り、トランジスタTr6のエミッタと接地端間にはリレー
Ｒ１が接続される。他の電極Ｅ２，Ｅ３についても同様
の検知回路１８，１９が接続されている。これらの検知
回路１８，１９はその詳細な構成の説明を省略するが、
夫々、リレーＲ２，Ｒ３が接続されている。

さてリレーＲ１，Ｒ２のＡ接点、Ｒ１−１ａ，Ｒ２−１
ａ及び制御リレーＸのリレーコイルが商用交流電源に直
列に接続される。リレーＲ２のＡ接点Ｒ２−１ａには制
御リレーＸのＡ接点Ｘ−３ａが並列に接続され、自己保
持回路を構成している。制御リレーＸの一対のＡ接点Ｘ
−１ａ，Ｘ−２ａは夫々電源の端子間に接続され、排水
用の水中ポンプ２０に電源を供給するものである。又リ
レーＲ３のＡ接点Ｒ３−１ａはブザーＢに接続され、警
戒水位に達したときにブザーに通電するものである。

次に本実施例の動作について説明する。水槽１６内の水
位が図示のように電極Ｅ１のレベル以上に達すると、柱
上トランス１１の二次側の接地部及び大地，水槽１６、
水槽１６内の水及び電極Ｅ１と検知回路１７及び電源ト
ランス１４の一次・二次巻線間のストレーキャパシティ
及び柱上トランス１１の二次巻線の順に交流的に結合さ
れることとなって商用交流電源より微小なレベル、例え
ば数μＡ程度のリーク電流が流れる。このリーク電流
は、ダーリントン接続されたトランジスタTr3，Tr4で増
幅される。リーク電流によるコンデンサＣ４の端子電
圧、即ちトランジスタTr3のベースとTr4のエミッタ間の
電圧が約1.5Ｖ以上になると、トランジスタTr3，Tr4が
動作し、リーク電流がこれらのトランジスタの電流増幅
率の積の増幅率で増幅され、トランジスタTr4にコレク
タ電流が流れる。従って、トランジスタTr5，トランジ
スタTr6にもベース電流が流れてリレーＲ１が付勢され
る。このときコンデンサＣ５と抵抗Ｒ４に電流が流れ、
コンデンサＣ５が充電される。このコンデンサＣ５の充
電電圧により、水位が下がって、ＴＲ３、ＴＲ４がオフ
となっても、所定時間遅れてリレーがオフとなる。それ
故、水位が電極Ｅ１〜Ｅ３のレベルを夫々越えるときに
リレーＲ１〜Ｒ３が順次オン状態となる。従って水位が
上昇し電極Ｅ２に達するとリレーＲ１，Ｒ２が動作する
ため、そのＡ接点Ｒ１−１ａ，Ｒ２−１ａがオンとなり
制御リレーＸが付勢される。従って自己保持を行うと共
に、水中ポンプ２０が動作し、水槽１６内の水を排水す
る。水位が低下し上位電極Ｅ２のレベル以下となっても
自己保持回路により制御リレーＸがオン状態に保たれる
ため、水中ポンプ２０が運転を継続している。さて、電
極Ｅ１のレベル以下となればリレーＲ１が消勢されるた
め、自己保持回路が停止し制御リレーＸがオフとなって
水中ポンプが停止する。又水位が急激に高くなり電極Ｅ
３に水位が達すれば、ブザーが鳴って警報状態を報知す
る。

尚本実施例は、複数の電極を用いて水位を一定範囲に制
御する水位制御装置について説明しているが、本考案は
特定の水位を検知する水位検知装置に適用することがで
きることはいうまでもない。

（考案の効果）このように本願に係る考案によれば、水槽の水位を検知
するために、従来例のように相対向する電極を形成する
必要がなく１つの電極面を有する電極を用いてリーク電
流によってその水位を検知することが出来る。このよう
にリーク電流を活用することから検知回路の入力インピ
ーダンスが高く且つ利得も高いものとなる。従って、電
極面に水垢が付着したり電極間に粘着浮遊物が付着した
としてもそれに影響されにくく確実に水位を検知するこ
とが可能となり、又水の水質によって感度調整を行わな
ければならないといった必要もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願に係る考案の一実施例による水位制御装置
の全体構成を示す回路図、第２図は従来の水位検知装置
の一例を示す回路図、第３図は従来の電極棒の一例を示
す断面図である。１１……柱上トランス、１４……電源トランス、１５…
…整流回路、１６……水槽、１７〜１９……検知回路、
Ｅ１〜Ｅ３……電極。

フロントページの続き (72)考案者内山利信福井県武生市下平吹町10号９番地倉茂電工株式会社内 (72)考案者加藤重博福井県武生市下平吹町10号９番地倉茂電工株式会社内 (56)参考文献特開昭56−112613（ＪＰ，Ａ) 実開昭53−28750（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】一端が接地された商用交流電源より電源が
供給され、大地に電気的に接地されている水槽の水位を
検知する水位検知装置であって、商用交流電源を整流して所定の電源電圧を得る電源回路
と、水槽中の所定水位の位置に配置され、１つの電極面を有
する電極と、前記電極が配置された水位に水槽の水面が達したとき
に、前記電極より得られる商用交流のリーク電流を増幅
し、増幅出力に基づいて水位を検知制御する検知回路
と、を有することを特徴とする水位検知装置。