液滴センサ
【課題】浮遊容量を抑制し、ノイズ電流を低減して、液滴をより確実に検出する。
【解決手段】液漏れの発生が予想される位置に配置される液滴センサ１であって、間隔をあけて配置された２つの検出用電極４，５と、これら検出用電極４，５の間に配置され接地されたグラウンド電極６と、検出用電極４，５間に交流電圧を加える電源７と、検出用電極５に流れる電流ｉを検出する電流検出部８とを備える液滴センサ１を提供する。
【解決手段】液漏れの発生が予想される位置に配置される液滴センサ１であって、間隔をあけて配置された２つの検出用電極４，５と、これら検出用電極４，５の間に配置され接地されたグラウンド電極６と、検出用電極４，５間に交流電圧を加える電源７と、検出用電極５に流れる電流ｉを検出する電流検出部８とを備える液滴センサ１を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、間隔をあけて配置された２本の電極を備え、一方の電極に加えた交流電圧信号が、２つの電極間に形成される静電容量によって他方の電極に交流電流信号として伝達されることを利用して、油、水あるいは空気のように誘電率の異なる物質を識別する静電容量センサが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１５３７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、微細な液滴を検出するセンサとして静電容量センサを使用する場合、２本の電極間の間隔を小さくして近接配置する必要があり、両電極間に形成される浮遊容量によりノイズ電流信号が増大するという不都合がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、浮遊容量を抑制し、ノイズ電流を低減して、液滴をより確実に検出することができる液滴センサ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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、液漏れの発生が予想される位置に配置される液滴センサであって、間隔をあけて配置された２つの検出用電極と、これら検出用電極の間に配置され接地されたグラウンド電極と、前記検出用電極間に交流電圧を加える電源と、前記検出用電極に流れる電流を検出する電流検出部とを備える液滴センサを提供する。
【０００６】
本発明によれば、液漏れの発生により、間隔をあけて配置された２つの検出用電極に跨るように液滴が付着すると、該液滴の誘電率に応じた静電容量が２つの検出用電極間に形成されるので、これらの検出用電極に電流が流れ、電流検出部により検出される。これにより、液漏れが発生したことを検出することができる。
【０００７】
この場合において、２つの検出用電極の間には接地されたグラウンド電極が配置されているので、該グラウンド電極によって２つの検出用電極間の浮遊容量の発生が抑制され、２つの検出用電極を十分に近接させることができる。
すなわち、検出用電極間の浮遊容量によるノイズ電流の発生が抑制されるので、液滴の付着をより確実に検出できる。また、検出用電極を近接させることにより、十分に微細な液滴まで検出することができる。
【０００８】
上記発明においては、前記２つの検出用電極および前記グラウンド電極を被覆する絶縁材料からなる保護膜を備えていてもよい。
このようにすることで、保護膜によって検出用電極およびグラウンド電極を液滴その他の外部環境から保護し、耐久性を向上することができる。また、保護膜に付着した液滴を拭き取ることで、迅速に、かつ、耐久的に再利用することができる。
【０００９】
また、上記発明においては、前記検出用電極が、相互に噛み合う櫛歯状に形成されていてもよい。
このようにすることで、液滴の検出範囲を広げ、より確実に液漏れを検出することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、浮遊容量を抑制し、ノイズ電流を低減して、液滴をより確実に検出することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の一実施形態にかかる液滴センサ１について、図１〜図３を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る液滴センサ１は、図１に示されるように、センサ部２と回路基板３とを備えている。
【００１２】
センサ部２には、平行間隔をあけて配置された直線状に延びる２本の検出用電極４，５と、これら検出用電極４，５の間に配置され接地された直線状に延びるグラウンド電極６とが備えられている。また、回路基板３には、センサ部２の一方の検出用電極４に接続され、交流電圧を発生する交流電源７と、他方の検出用電極５に接続され、該検出用電極５に流れる電流を検出する電流検出部８とを備えている。
【００１３】
センサ部２の２本の検出用電極４，５およびグラウンド電極６は、例えば、ソルダーレジストのような絶縁材料からなる保護膜９によって被覆されている。これにより、保護膜９に液滴Ａが付着しても、検出用電極４，５およびグラウンド電極６に液滴Ａが直接付着しないように保護されるとともに、液滴Ａを拭き取ることにより、即座に、かつ、耐久的に再利用することができるようになっている。
【００１４】
また、電極４，５，６の配列方向に直交する方向の保護膜９の厚さは、図２に示されるように、十分に薄く形成されている。これにより、２つの検出用電極４，５間に発生するグラウンド電極６を迂回した浮遊容量は無視できるほどに小さく抑えられている。
電流検出部８は、電流−電圧変換回路１０を備えている。検出用電極５に電流ｉが流れると、電流−電圧変換回路１０により、電流ｉ信号が電圧Ｖ信号に変換され検出されるようになっている。
【００１５】
このように構成された本実施形態に係る液滴センサ１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る液滴センサ１を用いて液漏れを検出するには、液漏れの発生が予想される場所に、本実施形態に係る液滴センサ１のセンサ部２を配置する。液滴Ａは通常、発生箇所から落下するものであるため、発生予想箇所の鉛直下方に、２本の検出用電極４，５およびグラウンド電極６が略水平に並ぶようにセンサ部２を配置する。
【００１６】
そして、一方の検出用電極４に交流電圧を加え、他方の検出用電極５に流れる電流ｉを検出する。
液漏れが発生していない場合には、２本の検出用電極４，５間に、グラウンド電極６が配置されているので、検出用電極４，５とグラウンド電極６との間には浮遊容量Ｃ１が形成されるが、検出用電極４，５間に形成される浮遊容量は極めて小さくなる。その結果、電流検出部８が接続されている検出用電極５への電圧信号の伝達が阻害され、電流検出部８に検出される電流ｉは十分に抑制されている。
【００１７】
一方、液漏れが発生して液滴Ａが落下し、図１および図３に示されるように、２本の検出用電極４，５に跨るように液滴Ａが付着すると、グラウンド電極６を迂回して、液滴Ａ内に２本の検出用電極４，５を連絡する静電容量Ｃ２が発生し、その静電容量Ｃ２によって一方の検出用電極４からの電圧信号が他方の検出用電極５に伝達されて、当該検出用電極５に電流ｉが流れ、電流検出部８により電圧信号Ｖとして検出される。
【００１８】
すなわち、本実施形態に係る液滴センサ１によれば、液滴Ａが付着していないときのノイズ電流を抑制し、液滴Ａが付着したときにのみ電流信号ｉが検出されるので、液漏れをより確実に検出することができる。
【００１９】
また、本実施形態に係る液滴センサ１によれば、２本の検出用電極４，５およびグラウンド電極６が保護膜９によって覆われているので、液滴Ａは保護膜９を介して検出用電極４，５間に静電容量Ｃ２を形成する。したがって、検出用電極４，５およびグラウンド電極６は保護膜９によって液滴Ａに直接接触しないように保護される。
したがって、液滴Ａが腐食性の液体であっても、電極４，５，６が劣化することが防止されるとともに、液滴Ａを拭き取ることにより、次の液漏れ検出に再利用することができる。
【００２０】
例えば、生理用食塩水等を流通させるチューブや継ぎ手を結合した使い捨ての配管組立体と、該配管組立体を装着する装置において、配管組立体のチューブあるいは継ぎ手からの液漏れを検出する用途に本実施形態に係る液滴センサ１を使用する場合には、チューブあるいは継ぎ手の鉛直下方の装置側に液滴センサ１を備えることにすればよい。このようにすることで、液漏れが発生したときは液滴センサ１によって、微細な液滴であってもより確実に液漏れを検出し、配管組立体の使用後は、配管組立体を取り外して液滴センサ１に付着していた液滴Ａを拭き取ることにより、次の配管組立体を装着した場合の液漏れ検出を行うことが可能となる。
【００２１】
なお、本実施形態においては、検出用電極４，５およびグラウンド電極６が直線状の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図４に示されるように、櫛歯状に形成された２つの検出用電極１１，１２を、櫛歯を噛み合わせるようにして配置し、それらの電極１１，１２間の隙間に、接地されたグラウンド電極１３を配置することにしてもよい。このようにすることで、微細な液滴Ａを広い範囲にわたって液漏れ検出することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る液滴センサを示す図面である。
【図２】図１の液滴センサの電極部分の横断面を示す図面である。
【図３】図１の液滴センサに液滴が付着した場合に形成される静電容量を説明する図面である。
【図４】図１の液滴センサの電極の変形例を示す図面である。
【符号の説明】
【００２３】
ｉ 電流
１ 液滴センサ
２ センサ部
３ 回路基板
４，５，１１，１２ 検出用電極
６，１３ グラウンド電極
７ 交流電源（電源）
８ 電流検出部
９ 保護膜
１０ 電流−電圧変換回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、間隔をあけて配置された２本の電極を備え、一方の電極に加えた交流電圧信号が、２つの電極間に形成される静電容量によって他方の電極に交流電流信号として伝達されることを利用して、油、水あるいは空気のように誘電率の異なる物質を識別する静電容量センサが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１５３７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、微細な液滴を検出するセンサとして静電容量センサを使用する場合、２本の電極間の間隔を小さくして近接配置する必要があり、両電極間に形成される浮遊容量によりノイズ電流信号が増大するという不都合がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、浮遊容量を抑制し、ノイズ電流を低減して、液滴をより確実に検出することができる液滴センサ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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、液漏れの発生が予想される位置に配置される液滴センサであって、間隔をあけて配置された２つの検出用電極と、これら検出用電極の間に配置され接地されたグラウンド電極と、前記検出用電極間に交流電圧を加える電源と、前記検出用電極に流れる電流を検出する電流検出部とを備える液滴センサを提供する。
【０００６】
本発明によれば、液漏れの発生により、間隔をあけて配置された２つの検出用電極に跨るように液滴が付着すると、該液滴の誘電率に応じた静電容量が２つの検出用電極間に形成されるので、これらの検出用電極に電流が流れ、電流検出部により検出される。これにより、液漏れが発生したことを検出することができる。
【０００７】
この場合において、２つの検出用電極の間には接地されたグラウンド電極が配置されているので、該グラウンド電極によって２つの検出用電極間の浮遊容量の発生が抑制され、２つの検出用電極を十分に近接させることができる。
すなわち、検出用電極間の浮遊容量によるノイズ電流の発生が抑制されるので、液滴の付着をより確実に検出できる。また、検出用電極を近接させることにより、十分に微細な液滴まで検出することができる。
【０００８】
上記発明においては、前記２つの検出用電極および前記グラウンド電極を被覆する絶縁材料からなる保護膜を備えていてもよい。
このようにすることで、保護膜によって検出用電極およびグラウンド電極を液滴その他の外部環境から保護し、耐久性を向上することができる。また、保護膜に付着した液滴を拭き取ることで、迅速に、かつ、耐久的に再利用することができる。
【０００９】
また、上記発明においては、前記検出用電極が、相互に噛み合う櫛歯状に形成されていてもよい。
このようにすることで、液滴の検出範囲を広げ、より確実に液漏れを検出することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、浮遊容量を抑制し、ノイズ電流を低減して、液滴をより確実に検出することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の一実施形態にかかる液滴センサ１について、図１〜図３を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る液滴センサ１は、図１に示されるように、センサ部２と回路基板３とを備えている。
【００１２】
センサ部２には、平行間隔をあけて配置された直線状に延びる２本の検出用電極４，５と、これら検出用電極４，５の間に配置され接地された直線状に延びるグラウンド電極６とが備えられている。また、回路基板３には、センサ部２の一方の検出用電極４に接続され、交流電圧を発生する交流電源７と、他方の検出用電極５に接続され、該検出用電極５に流れる電流を検出する電流検出部８とを備えている。
【００１３】
センサ部２の２本の検出用電極４，５およびグラウンド電極６は、例えば、ソルダーレジストのような絶縁材料からなる保護膜９によって被覆されている。これにより、保護膜９に液滴Ａが付着しても、検出用電極４，５およびグラウンド電極６に液滴Ａが直接付着しないように保護されるとともに、液滴Ａを拭き取ることにより、即座に、かつ、耐久的に再利用することができるようになっている。
【００１４】
また、電極４，５，６の配列方向に直交する方向の保護膜９の厚さは、図２に示されるように、十分に薄く形成されている。これにより、２つの検出用電極４，５間に発生するグラウンド電極６を迂回した浮遊容量は無視できるほどに小さく抑えられている。
電流検出部８は、電流−電圧変換回路１０を備えている。検出用電極５に電流ｉが流れると、電流−電圧変換回路１０により、電流ｉ信号が電圧Ｖ信号に変換され検出されるようになっている。
【００１５】
このように構成された本実施形態に係る液滴センサ１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る液滴センサ１を用いて液漏れを検出するには、液漏れの発生が予想される場所に、本実施形態に係る液滴センサ１のセンサ部２を配置する。液滴Ａは通常、発生箇所から落下するものであるため、発生予想箇所の鉛直下方に、２本の検出用電極４，５およびグラウンド電極６が略水平に並ぶようにセンサ部２を配置する。
【００１６】
そして、一方の検出用電極４に交流電圧を加え、他方の検出用電極５に流れる電流ｉを検出する。
液漏れが発生していない場合には、２本の検出用電極４，５間に、グラウンド電極６が配置されているので、検出用電極４，５とグラウンド電極６との間には浮遊容量Ｃ１が形成されるが、検出用電極４，５間に形成される浮遊容量は極めて小さくなる。その結果、電流検出部８が接続されている検出用電極５への電圧信号の伝達が阻害され、電流検出部８に検出される電流ｉは十分に抑制されている。
【００１７】
一方、液漏れが発生して液滴Ａが落下し、図１および図３に示されるように、２本の検出用電極４，５に跨るように液滴Ａが付着すると、グラウンド電極６を迂回して、液滴Ａ内に２本の検出用電極４，５を連絡する静電容量Ｃ２が発生し、その静電容量Ｃ２によって一方の検出用電極４からの電圧信号が他方の検出用電極５に伝達されて、当該検出用電極５に電流ｉが流れ、電流検出部８により電圧信号Ｖとして検出される。
【００１８】
すなわち、本実施形態に係る液滴センサ１によれば、液滴Ａが付着していないときのノイズ電流を抑制し、液滴Ａが付着したときにのみ電流信号ｉが検出されるので、液漏れをより確実に検出することができる。
【００１９】
また、本実施形態に係る液滴センサ１によれば、２本の検出用電極４，５およびグラウンド電極６が保護膜９によって覆われているので、液滴Ａは保護膜９を介して検出用電極４，５間に静電容量Ｃ２を形成する。したがって、検出用電極４，５およびグラウンド電極６は保護膜９によって液滴Ａに直接接触しないように保護される。
したがって、液滴Ａが腐食性の液体であっても、電極４，５，６が劣化することが防止されるとともに、液滴Ａを拭き取ることにより、次の液漏れ検出に再利用することができる。
【００２０】
例えば、生理用食塩水等を流通させるチューブや継ぎ手を結合した使い捨ての配管組立体と、該配管組立体を装着する装置において、配管組立体のチューブあるいは継ぎ手からの液漏れを検出する用途に本実施形態に係る液滴センサ１を使用する場合には、チューブあるいは継ぎ手の鉛直下方の装置側に液滴センサ１を備えることにすればよい。このようにすることで、液漏れが発生したときは液滴センサ１によって、微細な液滴であってもより確実に液漏れを検出し、配管組立体の使用後は、配管組立体を取り外して液滴センサ１に付着していた液滴Ａを拭き取ることにより、次の配管組立体を装着した場合の液漏れ検出を行うことが可能となる。
【００２１】
なお、本実施形態においては、検出用電極４，５およびグラウンド電極６が直線状の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図４に示されるように、櫛歯状に形成された２つの検出用電極１１，１２を、櫛歯を噛み合わせるようにして配置し、それらの電極１１，１２間の隙間に、接地されたグラウンド電極１３を配置することにしてもよい。このようにすることで、微細な液滴Ａを広い範囲にわたって液漏れ検出することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る液滴センサを示す図面である。
【図２】図１の液滴センサの電極部分の横断面を示す図面である。
【図３】図１の液滴センサに液滴が付着した場合に形成される静電容量を説明する図面である。
【図４】図１の液滴センサの電極の変形例を示す図面である。
【符号の説明】
【００２３】
ｉ 電流
１ 液滴センサ
２ センサ部
３ 回路基板
４，５，１１，１２ 検出用電極
６，１３ グラウンド電極
７ 交流電源（電源）
８ 電流検出部
９ 保護膜
１０ 電流−電圧変換回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液漏れの発生が予想される位置に配置される液滴センサであって、
間隔をあけて配置された２つの検出用電極と、
これら検出用電極の間に配置され接地されたグラウンド電極と、
前記検出用電極間に交流電圧を加える電源と、
前記検出用電極に流れる電流を検出する電流検出部とを備える液滴センサ。
【請求項２】
前記２つの検出用電極および前記グラウンド電極を被覆する絶縁材料からなる保護膜を備える請求項１に記載の液滴センサ。
【請求項３】
前記検出用電極が、相互に噛み合う櫛歯状に形成されている請求項１または請求項２のいずれかに記載の液滴センサ。
【請求項１】
液漏れの発生が予想される位置に配置される液滴センサであって、
間隔をあけて配置された２つの検出用電極と、
これら検出用電極の間に配置され接地されたグラウンド電極と、
前記検出用電極間に交流電圧を加える電源と、
前記検出用電極に流れる電流を検出する電流検出部とを備える液滴センサ。
【請求項２】
前記２つの検出用電極および前記グラウンド電極を被覆する絶縁材料からなる保護膜を備える請求項１に記載の液滴センサ。
【請求項３】
前記検出用電極が、相互に噛み合う櫛歯状に形成されている請求項１または請求項２のいずれかに記載の液滴センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１８６１８８（Ｐ２００９−１８６１８８Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３０８１（Ｐ２００８−２３０８１）
【出願日】平成２０年２月１日（２００８．２．１）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１日（２００８．２．１）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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