液面高度檢測計的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及液面高度檢測計。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，公知有液面高度檢測計。例如，專利第4681127號公報中公開以下的液面高度檢測計。該液面高度檢測計以檢測金屬熔液(熔融金屬)的液面位置的方式構(gòu)成。具體而言，上述液面高度檢測計在上部敞開的敞開系容器的側(cè)壁埋設(shè)多個熱電偶，利用多個熱電偶測定熱通量差，根據(jù)該測定結(jié)果計算液面位置。該熱通量差是指從容器內(nèi)部的金屬熔液(液體)朝向容器外部的熱通量與從液面上側(cè)的氣體朝向容器外部的熱通量之差。若為敞開系容器，則在金屬熔液與氣體之間存在溫度差，產(chǎn)生熱通量差，因此基于熱通量差能夠計算液面位置。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本專利第4681127號公報
[0004]但是，在封閉的關(guān)閉系容器的情況下，容器內(nèi)部的液體與氣體幾乎沒有溫度差，不產(chǎn)生熱通量差，因此上述的以往技術(shù)無法檢測液面位置。
[0005]另外，在上述的專利文獻(xiàn)公開的技術(shù)中，從在容器的側(cè)壁埋設(shè)熱電偶可知，對進(jìn)入容器的液體的液面進(jìn)行檢測，不對未進(jìn)入容器的液體的液面高度進(jìn)行檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種液面高度檢測計，該液面高度檢測計不僅在敞開系容器、在封閉系容器也能夠檢測液面高度，并且也能夠檢測未進(jìn)入容器的液體的液面高度。
[0007]作為本發(fā)明的典型的一個例子的液面高度計，具備:檢測元件(10)，其具有第一面(1a)和與該第一面(1a)相反的一側(cè)的第二面(10b)，上述第一面朝向檢測對象的液體并且上述第一面成為與液面的高度方向平行的狀態(tài);加熱機構(gòu)(20)，其設(shè)置于上述檢測元件的第二面?zhèn)?檢測處理機構(gòu)(30)，其進(jìn)行上述液體的液面高度的檢測處理；一個傳感器單元，其由一個上述檢測元件構(gòu)成，一個上述檢測元件在液面高度方向上的長度是與液面高度的檢測范圍相同的長度;多個第一、第二通孔(101、102)，它們形成于上述檢測元件，并在厚度方向上貫穿由熱塑性樹脂構(gòu)成的絕緣基材(100);以及第一、第二層間連接部件(130、140)，它們埋入于上述檢測元件，且由相互不同的金屬形成于上述第一、第二通孔。
[0008]根據(jù)上述液面高度檢測計，上述加熱機構(gòu)形成從上述第二面朝向上述第一面在上述檢測元件的內(nèi)部通過并朝向上述液體或氣體的熱流。上述檢測元件具有上述第一、第二層間連接部件交替串聯(lián)連接的構(gòu)造，通過交替串聯(lián)連接的上述第一、第二層間連接部件，產(chǎn)生與在上述檢測元件的內(nèi)部通過的熱流對應(yīng)的電動勢，將與該電動勢對應(yīng)的電信號向上述檢測處理機構(gòu)輸出。而且，上述檢測處理機構(gòu)基于上述檢測元件的輸出值、和上述檢測元件的輸出值與液面高度的關(guān)系計算液面高度。
[0009]另外，作為典型的其他一個例子的液面高度計，具備:多個檢測元件(10)，檢測元件(10)具有第一面(1a)和與該第一面(1a)相反的一側(cè)的第二面(10b)，上述第一面朝向檢測對象的液體并且上述第一面成為與液面的高度方向平行的狀態(tài);加熱機構(gòu)(20)，其設(shè)置于上述多個檢測元件的第二面?zhèn)?檢測處理機構(gòu)(30)，其進(jìn)行上述液體的液面高度的檢測處理;一個傳感器單元，其由上述多個檢測元件構(gòu)成，上述多個檢測元件遍及液面高度的檢測范圍沿液面高度方向并列；多個第一、第二通孔(101、102)，它們形成于上述多個檢測元件，并分別在厚度方向上貫穿由熱塑性樹脂構(gòu)成的絕緣基材(100);以及第一、第二層間連接部件(I30、140)，它們埋入于上述多個檢測元件，由相互不同的金屬形成于上述第一、第二通孔。
[0010]根據(jù)上述液面高度檢測計，上述加熱機構(gòu)形成從上述第二面朝向上述第一面在上述多個檢測元件的內(nèi)部通過并朝向上述液體或氣體的熱流，上述多個檢測元件通過交替串聯(lián)連接的上述第一、第二層間連接部件，產(chǎn)生與在上述檢測元件的內(nèi)部通過的熱流對應(yīng)的電動勢，并將與該電動勢對應(yīng)的電信號向上述檢測處理機構(gòu)輸出，上述檢測處理機構(gòu)基于上述多個檢測元件的總輸出值、以及上述多個檢測元件的總輸出值與液面高度的關(guān)系計算液面高度。
[0011]根據(jù)上述的本發(fā)明的典型的例子，形成從加熱機構(gòu)在檢測元件的內(nèi)部通過而朝向液體或氣體的熱流，基于在檢測元件的內(nèi)部通過的熱流的大小，檢測液面高度。此處，一般，液體比氣體熱傳導(dǎo)更高。因此，熱流朝向液體時相比熱流朝向氣體時在檢測元件的內(nèi)部通過的熱流更大。因此，根據(jù)在檢測元件的內(nèi)部通過的熱流的大小能夠確定出液面的位置。
[0012]此時，在液體與氣體沒有溫度差的情況下，朝向液體的熱流與朝向氣體的熱流的大小產(chǎn)生差。因此，根據(jù)上述的液面高度計的例子，不僅在敞開系容器，在關(guān)閉系容器也能夠檢測液面高度。此外，在上述的液面高度計的例子中，能夠?qū)鞲衅鲉卧O(shè)置于容器的側(cè)壁外表面，或設(shè)置于容器的內(nèi)部。
[0013]另外，根據(jù)上述的液面高度計的例子，通過將傳感器單元浸漬于液體而使用，也能夠?qū)ξ催M(jìn)入容器的液體的液面高度進(jìn)行檢測。
[0014]此外，該欄以及權(quán)利要求書所記載的各機構(gòu)的括弧內(nèi)的附圖標(biāo)記是表示與后述的實施方式所記載的具體的機構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系的一個例子。
【附圖說明】
[0015]圖1是表示第一實施方式的車輛用燃料計的結(jié)構(gòu)的圖。
[0016]圖2是表示第一實施方式的車輛用燃料計的結(jié)構(gòu)的圖。
[0017]圖3是圖2中的檢測元件以及珀爾帖元件的俯視圖。
[0018]圖4是沿著圖3中的IV-1V線的剖視圖。
[0019]圖5是沿著圖3中的V-V線的剖視圖。
[0020]圖6是表示檢測元件的制造工序的剖視圖。
[0021]圖7是用于對圖2中的檢測元件以及珀爾帖元件的工作進(jìn)行說明的剖視圖。
[0022]圖8是表示圖2中的檢測元件的輸出值與液面高度的關(guān)系的圖。
[0023]圖9是圖1、圖2中的控制部執(zhí)行的控制處理的流程圖。
[0024]圖10是表示圖2中的珀爾帖元件的外加電壓值與檢測元件的輸出值的關(guān)系的圖。
[0025]圖11是表示第二實施方式的車輛用燃料計的結(jié)構(gòu)的圖。
[0026]圖12是表示周圍溫度為T°C、Τ-α °C、Τ+α °C時的圖11中的檢測元件的輸出值與液面高度的關(guān)系的圖。
[0027]圖13是表示第三實施方式的車輛用燃料計的結(jié)構(gòu)的圖。
[0028]圖14是圖13中的容器、檢測元件以及珀爾帖元件的剖視圖。
[0029]圖15是表示圖13中的多個檢測元件的總輸出值與液面高度的關(guān)系的圖。
[0030]圖16是圖13中的控制部執(zhí)行的控制處理的流程圖。
[0031]圖17是表示第四實施方式的車輛用燃料計的結(jié)構(gòu)的圖。
[0032]圖18是表示周圍溫度為T°C、Τ-α °C、Τ+α °C時的圖17中的檢測元件的輸出值與液面高度的關(guān)系的圖。
[0033]圖19是第五實施方式的容器以及傳感器單元的外觀圖。
[0034]圖20是圖19中的容器以及傳感器單元的剖視圖。
[0035]圖21是第六實施方式的容器以及傳感器單元的剖視圖。
[0036]圖22是表示圖21中的第一傳感器單元的多個檢測元件的總輸出值與液面高度的關(guān)系的圖。
[0037]圖23是表示圖21中的第二傳感器單元的多個檢測元件的總輸出值與液面高度的關(guān)系的圖。
[0038]圖24A是第七實施方式的容器以及傳感器單元的剖視圖。
[0039]圖24B是第七實施方式的容器以及傳感器單元的剖視圖。
[0040]圖25是第八實施方式的容器以及傳感器單元的外觀圖，且是表示液面與容器底面平行的狀態(tài)的圖。
[0041]圖26是表示液面位置在圖25所示的位置時的各傳感器單元的輸出值的一個例子的圖。
[0042]圖27是第八實施方式的容器以及傳感器單元的外觀圖，且是表示液面相對于容器傾斜的狀態(tài)的圖。
[0043]圖28是表示液面位置在圖27所示的位置時的各傳感器單元的輸出值的一個例子的圖。
[0044]圖29是第九實施方式的容器以及傳感器單元的外觀圖，且是表示液面與容器底面平行的狀態(tài)的圖。
[0045]圖30是表示液面位置在圖29所示的位置時的各傳感器單元的輸出值的一個例子的圖。
[0046]圖31是第九實施方式的容器以及傳感器單元的外觀圖，且是表示液面相對于容器底面傾斜的狀態(tài)的圖。
[0047]圖32是表示液面位置在圖31所示的位置時的各傳感器單元的輸出值的一個例子的圖。
[0048]圖33是第十實施方式的容器以及傳感器單元的剖視圖。
[0049]圖34是第十一實施方式的容器以及傳感器單元的剖視圖。
[0050]圖35A是第十二實施方式的容器以及傳感器單元的剖視圖。
[0051 ]圖35B是第十二實施方式的容器以及傳感器單元的剖視圖。
[0052]圖36是用于對第十二實施方式解決的課題進(jìn)行說明的容器以及傳感器單元的剖視圖。
[0053]圖37是第十三實施方式的容器以及傳感器單元的剖視圖。
[0054]圖38是第十四實施方式的容器以及傳感器單元的外觀圖，且是表示液面與容器底面平行的狀態(tài)的圖。
[0055]圖39是第十四實施方式的容器以及傳感器單元的外觀圖，且是表示液面相對于容器底面傾斜的狀態(tài)的圖。
[0056]圖40是第十五實施方式的容器以及傳感器單元的外觀圖，且是表示液面與容器底面平行的狀態(tài)的圖。
[0057]圖41是第十五實施方式的容器以及傳感器單元的外觀圖，且是表示液面相對于容器底面傾斜的狀態(tài)的圖。
【具體實施方式】
[0058]以下，基于圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。此外，在以下的各實施方式彼此中，對相互相同或等同的部分標(biāo)注相同附圖標(biāo)記進(jìn)行說明。
[0059](第一實施方式)
[0060]本實施方式將本發(fā)明的液面高度檢測計應(yīng)用于搭載于車輛的車輛用燃料計。
[0061]如圖1、圖2所示那樣，車輛用燃料計具備一個傳感器部10、20、控制部30、以及顯示部40。傳感器部10、20具有檢測元件10和珀爾帖元件20，并設(shè)置于容器I的側(cè)壁外表面。在本實施方式中，通過一個傳感器部10、20構(gòu)成一個傳感器單元Ul。
[0062]容器I是收納作為液面高度的檢測對象的液體2即燃料的立方體形狀的封閉容器(關(guān)閉系容器)。在容器I的內(nèi)部進(jìn)入液體2和氣體3。在容器I的四個側(cè)壁中的一個側(cè)壁的外表面通過粘合帶、粘合劑等粘貼有傳感器部1、20。
[0063]檢測元件10是產(chǎn)生與兩面的溫度差對應(yīng)的電動勢的熱電轉(zhuǎn)換元件。檢測元件10是具有一面1a(第一面)和其相反的一側(cè)的另一面1b(第二面)的板狀，厚度為Imm以下，平面形狀是長方形。檢測元件10使一面1a作為容器I側(cè)，另一面1b作為外側(cè)而粘貼于容器I的側(cè)壁。即，檢測元件10以一面1a以及另一面1b與容器I的高度方向(圖1、圖2中上下方向)平行的方式設(shè)置于容器I。
[0064]容器I的高度方向上的檢測元件10的長度是與容器I全體的高度幾乎相同的長度。這是為了對容器I的內(nèi)部的高度方向全域的液面高度進(jìn)行檢測。若欲檢測液面高度的范圍比容器I的高度方向全域狹窄，則也可以使檢測元件1的長度比容器I全體的高度短。這樣，檢測元件10的長度根據(jù)欲檢測液面高度的范圍適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。
[0065]珀爾帖元件20設(shè)置于檢測元件10的另一面1b側(cè)即外側(cè)。珀爾帖元件20是具有一面20a和其相反的一側(cè)的另一面20b的板狀，是在被施加電力時一面20a和另一面20b的一方發(fā)熱而另一方吸熱的熱電轉(zhuǎn)換元件。將珀爾帖元件20的一面20a側(cè)作為檢測元件10側(cè)來設(shè)置珀爾帖元件20。容器I的高度方向上的珀爾帖元件20的長度與檢測元件10相同。
[0066]珀爾帖元件20如圖3?圖5所示那樣，具有與檢測元件10相同的構(gòu)造，與檢測元件10層疊而一體化。即，檢測元件10與珀爾帖元件20是將相同的構(gòu)造的熱電轉(zhuǎn)換元件層疊了兩層而形成的層疊體，構(gòu)成為將一方的熱電轉(zhuǎn)換元件作為檢測元件10，另一方的熱電轉(zhuǎn)換元件作為珀爾帖元件20。
[0067]具體而言，如圖3?圖5所示那樣，檢測元件10與