本发明涉及一种对液体向传感器(sensor)的侵入进行探测的液体侵入探测装置。
背景技术：
迄今为止，揭示有用于阻止液体向装置等中侵入的技术。例如，在专利文献1中，揭示有用于提高电子设备的耐水性的电子设备及其制造方法。
详细而言，作为电子设备的接近传感器具备环形缆线(ringcord)。环形电缆包含：电缆，具有芯线及包覆材，且芯线从包覆材的长边方向的端部朝向电子零件延伸；以及环形构件，通过射出成形，以覆盖包覆材的端部的方式而形成。包覆材的端部与环形构件是彼此熔接。
因此，能够抑制、防止包覆材的端部与环形构件的接合面处的、水分侵入路径(path)的形成。
而且，揭示有一种技术，对液体侵入装置等的情况进行探测，以进行此装置的故障预报。例如，在专利文献2中揭示了一种关于开关(switch)的发明，所述开关包括：液体侵入检测开关，具备检测触点，所述检测触点在有液体侵入开关壳体(switchcase)内时，因所述液体而电性短路而导通；以及故障预报检测电路，与液体侵入检测开关的检测触点导通对应地输出故障预报信号。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2014-172273号公报(2014年9月22日公开)
专利文献2：日本专利特开昭64-43935号公报(1989年2月16日公开)
技术实现要素：
[发明所要解决的问题]
而且，在以接近传感器为代表的测量单个物理量的传感器中，存在液体侵入内部而导致故障的情况。
例如，即使将所述专利文献2中揭示的结构适用于传感器，也可能产生如下所述的问题。
在将液体侵入检测开关与传感器配置于同一框体内的结构中，存在下述问题，即，在有液体侵入所述框体内的情况下，传感器有可能在液体侵入检测的同时发生故障。
本发明的一实施方式的目的在于实现一种液体侵入探测装置，在液体侵入传感器内部而导致传感器发生故障之前，能够确保供用户实施传感器的故障对策的充分时间。
[解决问题的技术手段]
为了解决所述问题，本发明的一实施方式的液体侵入探测装置包括：多个金属线，配置在电缆内，所述电缆将来自测量单个物理量的传感器的输出值予以输出；电阻值探测部，探测所述金属线间的电阻值；以及通信部，根据所述电阻值的探测结果，将所述电阻值的探测结果发送至外部设备。
根据所述结构，能够根据金属线间的电阻值来通知电缆内的液体侵入。因而，用户能够掌握电缆内的液体侵入。
液体向传感器内的侵入多为下述情况：液体暂时侵入电缆，随后侵入所述液体传感器内。因此，用户通过确认液体向电缆内的侵入，能够提前获知随后可能发生的、液体向传感器内的侵入及传感器的故障。
例如，与在传感器内的电子基板上形成电极，对电极间的电阻值进行探测的结构相比，在所述结构中，能够确保用户在液体侵入传感器内部而导致传感器发生故障之前的期间，实施传感器故障对策的充分时间。因此，用户能够将有液体侵入电缆内的传感器识别为作为更换对象的传感器。并且，用户能够制定用于更换传感器的预防保全计划，使适用所述传感器的生产线(line)等保全停止。因而，用户能够避免以液体侵入造成的传感器故障为原因的、生产线的突然停止。
本发明的一实施方式的液体侵入探测装置中，所述电阻值探测部在与所述电缆和所述传感器相连接的所述电缆的端侧为相反的、所述电缆的端侧，与所述多个金属线相连接。
根据所述结构，在与传感器和电缆相连接侧为相反侧的电缆的端部，金属线与电阻值探测部相连接。因此，与在传感器内配置有电阻值探测部的结构相比，能够防止液体顺着金属线侵入传感器内。
本发明的一实施方式的液体侵入探测装置中，所述电缆包括：外侧护套(sheath)，覆盖所述电缆；以及内侧护套，覆盖输出线，所述输出线将来自所述传感器的输出值予以输出，所述传感器是配置于所述电缆的内部，所述金属线是配置于所述外侧护套与所述内侧护套之间。
根据所述结构，能够对侵入外侧护套内部的液体进行探测。
本发明的一实施方式的液体侵入探测装置中，所述电缆在所述金属线的周围具备吸收液体的吸收构件。
根据所述结构，当液体侵入电缆内时，吸收构件将含着侵入的液体。因此，金属线间的电阻值将根据吸收构件所含的液体的程度(量)而发生变化。即，通过在金属线间配置吸收构件，能够将侵入电缆内的液体导向金属线间。
本发明的一实施方式的液体侵入探测装置中，对所述金属线间的电阻值进行探测的电阻值探测电路包含作为信号放大电路的惠斯登电桥(wheatstonebridge)。
根据所述结构，由于介隔有惠斯登电桥，因此液体探测部的放大信号输出电压将与跟液体侵入程度相应的电阻值(绝缘电阻值)成比例，而模拟(analog)地发生变化。因此，通信部能够根据恰当的探测结果，将所述电阻值的探测结果发送至外部设备。
本发明的一实施方式的液体侵入探测装置中，所述传感器是接近传感器。
设置接近传感器的环境可能为液体飞溅的环境。因而，在所述传感器中，液体侵入传感器内的可能性高。
根据所述结构，能够实现对液体侵入传感器内的可能性高的接近传感器的液体侵入探测装置。
本发明的一实施方式的液体侵入探测装置中，所述通信部通过通信数据量多于二值化数据的通信方式，来将所述电阻值的探测结果发送至外部设备。
根据所述结构，与只能对导通/断开(on/off)信息等二值化数据进行通信的结构相比，例如能够对数值数据等进行通信。
而且，例如通信数据量多于二值化数据的通信方式为io-link通信方式。通过使用io-link通信方式，能够提高与使用io-link通信方式的外部设备的兼容性。
[发明的效果]
根据本发明的一实施方式，起到下述效果：用户能够掌握传感器的电缆内的液体侵入。
附图说明
图1是表示本发明的液体侵入探测装置的主要部分结构的框图。
图2a是表示本发明的传感器系统的结构概要的图。图2b是图2a所示的电缆与传感器的连接区域r的放大图。
图3是表示本发明的浸水探测电路的一例的图。
图4是表示本发明的电缆的剖面的一例的图。
图5是表示本发明的液体侵入探测装置的处理流程的一例的流程图。
图6是表示本发明的浸水探测电路的输出电压值与探测引线11间的绝缘电阻值的相关关系的示例的图。
[符号的说明]
1：传感器
2：电缆
3：检测元件
4：检测部
6：中继连接器
7：环型树脂零件
8：填充树脂
9：外部设备
10：液体侵入探测装置
11：探测引线(金属线)
12：浸水探测电路(电阻值探测部)
13：cpu
14：通信部
5、15：缆线
16：无纺布(吸收构件)
21：外侧护套
51：内侧护套
52：输出线
100：传感器系统
131：液体侵入判定部(通信部)
r：连接区域
s1、s2、s3：步骤
具体实施方式
以下，对于本发明的实施方式，参照图1至图6来进行详细说明。
(传感器系统100的概要)
本实施方式的传感器系统100具备液体侵入探测装置10，所述液体侵入探测装置10对与测量单个物理量的传感器1连结的电缆2内的液体侵入进行探测，并根据探测结果来将探测结果发送至外部设备9。因而，用户能够掌握液体向电缆2内的侵入，从而提前获知传感器1的故障。另外，本实施方式中，主要对侵入传感器1的液体为水的示例进行说明，但作为其他的液体例，可列举油、冷却液等在传感器1的使用环境下使用的液体。
图2a是表示传感器系统100的结构概要的图。如图2a所示，传感器系统100具备传感器1、电缆2及中继连接器6。
传感器1具备检测元件3、检测部4、中央处理器(centralprocessingunit，cpu)13及通信部14。传感器1例如为接近传感器。
设置接近传感器的环境可能为液体飞溅的环境。因而，在所述传感器中，液体侵入传感器内的可能性高。根据所述结构，能够实现对液体侵入传感器内的可能性高的接近传感器的液体侵入探测装置。
检测元件3例如为检测线圈。当在接近传感器的可检测范围内存在作为检测对象物的金属体时，激磁电流向检测元件3(检测线圈)的供给将被阻断。并且，金属体周围的磁场(检测线圈的磁场)将发生变化。其结果，在金属体中产生涡电流。由所述涡电流产生的磁通贯穿检测线圈，由此，在检测线圈中产生感应电压。当因所述感应电压，而从激磁电流向检测线圈的供给被阻断的时刻经过某固定时间时，作为检测线圈两端间的电压，所述感应电压将成为支配性的。即，通过将检测线圈两端间的电压与阈值进行比较，能够对检测对象的有无或者位置进行检测。
检测部4将检测线圈两端间的电压转换为电压探测信号，并发送至cpu13。
另外。传感器1并不特别限定于接近传感器，例如也可为光电传感器等。检测元件3对检测对象的物理量进行检测，并将检测值发送至检测部4。检测部4将检测对象的检测值转换为电信号，并发送至cpu13。
cpu13经由通信部14及缆线5，而将来自检测部4的探测信号的判定结果、传感器1的输出值输出至外部设备9。而且，cpu13经由通信部14及缆线5并根据从浸水探测电路(电阻值探测部)12接收的表示电阻值的信号，将电阻值的探测结果等输出至外部设备9。例如，也可采用传感器1具备显示装置的结构，cpu13使来自检测部4的探测信号的探测结果、传感器的输出值、与从浸水探测电路12接收的信号相应的探测结果(判定结果)等显示在所述显示装置上。
通信部14依照cpu13的指示来与外部设备9进行通信。
将所述说明换言之，也可表达为：在同一基板上(cpu13)形成有对传感器1的传感(sensing)结果进行处理并通信的处理部、及对从浸水探测电路12接收的信号进行处理并通信的处理部。
根据所述结构，可在与对传感器的传感结果进行处理并通信的处理部相同的基板上，设置对电阻值的探测结果进行处理并通信的处理部。
而且，传感器1也可采用具备保护电路部和框体部的结构，所述保护电路部通过去除信号噪声(noise)、防止反接等来电性保护cpu13，所述框体部构成传感器1的最外壳而保护传感器1的内部。
中继连接器6是与外部设备9、电源、信号线、接地(地线(earth))等相连接。中继连接器6具备浸水探测电路12。
图3是表示浸水探测电路12的一例的图。浸水探测电路12对配置在后述的电缆2内的探测引线(金属线)11间的电阻值进行探测。浸水探测电路12将探测引线11间的电阻值变化转换为电信号，并经由缆线15而将所述电信号输出至cpu13。如图3所示，例如浸水探测电路12也可为在信号放大电路的惠斯登电桥的一端形成探测引线11的结构。而且，浸水探测电路12也可将电阻值作为放大信号输出电压(换算成电阻值的电压值等)而输出至cpu13。浸水探测电路12将探测引线11间的电阻值放大至数百～数千倍。而且，惠斯登电桥是在电阻值的探测时，使与电阻值(液体侵入的程度)成比例的放大信号输出电压模拟地发生变化。根据所述结构，cpu13能够不受温度、电磁噪声等的影响，而判定电缆2内的液体侵入的状态。而且，也可采用下述结构：中继连接器6具备独立于cpu13的运算电路及独立于通信部14的通信部。在所述结构中，所述运算电路也可采用下述结构，即，将基于从浸水探测电路12接收的放大信号输出电压的探测结果经由所述通信部而输出至外部设备9。
例如，在液体侵入检测开关因侵入的液体而电性短路，从而输出故障预报信号的结构中，可能产生如下所述的问题。若短路路径的剖面积小，且所述路径的短路电阻为固定值(数mω)以上，则无法获得使液体侵入检测开关进行导通动作的充分电流。因此，无法输出故障预报信号。
在介隔惠斯登电桥的结构中，浸水探测电路12的放大信号输出电压是与跟液体侵入的程度相应的电阻值(绝缘电阻值)成比例而模拟地发生变化。因此，对于液体侵入初期的数mω左右的高电阻，也能够抑制噪声的影响，而进行准确的液体侵入的探测。因此，cpu13能够恰当地判定向电缆2内的液体侵入。因此，cpu13能够根据恰当的探测结果，将电阻值的探测结果发送至外部设备9。
另外，浸水探测电路12只要能够将探测引线11间的电阻值变化转换为电信号即可。而且，信号放大电路并不特别限定于惠斯登电桥。
而且，例如也可采用下述结构：通过通信数据量多于二值化数据的通信方式，来将与cpu13(运算电路)的信号相应的判定结果输出至外部设备9。作为所述通信方法的一例，可列举io-link通信方式。
io-link在国际电工委员会(internationalelectrotechnicalcommission，iec)61131-9中以“single-dropdigitalcommunicationinterfaceforsmallsensorsandactuators(用于小型传感器和执行器的单滴数字通信接口)”(sdci)这一名称而标准化，是用于作为控制装置的主机(master)与传感器及执行器(actuator)等设备(device)之间的通信的标准化技术。
根据所述结构，与只能对导通/断开信息等二值化数据进行通信的结构相比，例如能够对数值数据等进行通信。
而且，通过使用io-link通信方式，能够提高与使用io-link通信方式的外部设备的兼容性。
电缆2在电缆2的其中一端侧，与传感器1连接。而且，电缆2在跟电缆2的与传感器1连接的端侧不同的另一端侧，与中继连接器6连接。电缆2在内部具备多个缆线5、缆线15、多个(两个)探测引线11等。缆线5例如是用于与传感器1的电源连接的缆线、用于使传感器1接地的缆线、传感器1的输出线等。探测引线11是由金属所形成，且连结于浸水探测电路12。缆线15用于将从浸水探测电路12输出的电信号发送至cpu13。
图4是表示电缆2的剖面的一例的图。如图4所示，电缆2具备探测引线11、外侧护套21、缆线5、无纺布16(吸收构件)等。另外，在图4中，省略了缆线15的记载。
外侧护套21覆盖电缆2的整体，防止液体从电缆2的外部侵入。作为形成外侧护套21的材料，可列举聚氯乙烯、氨基甲酸酯(urethane)、氟系材料等耐水性能或耐油性能优异的材料。
无纺布16是吸收液体的吸收构件(吸液体)，以填埋电缆2内的缆线5及探测引线11之间的空间的方式而配置。尤其以填埋探测引线11间的空间的方式而配置，配置在探测引线11的周围(覆盖探测引线11)。而且，也可取代无纺布16而适用例如吸水纸、吸水性高的树脂等。
当液体侵入电缆2内时，无纺布16将含着所侵入的液体。因此，根据无纺布16所含的液体的程度(量)，探测引线11间的电阻值将发生变化。即，通过利用无纺布16来填埋探测引线11间的空间的结构，能够将侵入电缆2内的液体导向探测引线11间的空间。
例如，在传感器内的电子基板上形成电极，对电极间的电阻值进行探测的结构中，若在电极间设置引导液体的结构，则会产生使传感器发生故障的风险。
根据在电缆内配置有探测引线11的结构，即使在探测引线11间设置引导液体的结构，也不会产生使传感器1发生故障的风险。
而且，如图4所示，缆线5具备：输出线52，输出来自传感器1的输出值；以及内侧护套51，覆盖输出线52的整体。内侧护套51防止液体从缆线5的外部侵入。作为形成内侧护套51的材料，可列举聚氯乙烯、氨基甲酸酯、氟系材料等耐水性能或耐油性能优异的材料。
探测引线11是配置在外侧护套21与内侧护套51之间。根据所述结构，浸水探测电路12能够对侵入外侧护套21内部的液体进行探测。
(液体侵入探测装置10)
如图2a所示，液体侵入探测装置10具备：多个探测引线11，配置在电缆2内，所述电缆2将来自测量单个物理量的传感器的输出值予以输出；浸水探测电路12，对探测引线11间的电阻值进行探测；以及cpu13及通信部14，根据所述电阻值的探测结果，将电阻值的探测结果发送至外部设备9。
(液体向传感器1内的侵入)
图2b是图2a所示的电缆2与传感器1的连接区域r的放大图。此处，使用图2b来说明液体向传感器1内的侵入的一例。如图2b所示，在传感器1内，缆线5从外侧护套21露出，并在填充树脂8内与传感器1的通信部14连接。以覆盖缆线5的露出部分的根部及外侧护套21的剖面的方式，配置有由聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutyleneterephthalate，pbt)等所成形的环型树脂零件7。环型树脂零件7阻止沿着外侧护套21及缆线5而侵入传感器1的液体。图2b所示的箭头表示液体向传感器1的侵入路径。
在对外侧护套21及内侧护套51使用氟系材料等化学稳定性高的材料的情况下，外侧护套21及内侧护套51与传感器1的连接部位的零件的粘合力将下降。因此，在比外侧护套21及内侧护套51的劣化早的阶段，液体会从因所述粘合力下降而产生的间隙侵入。
而且，在有浸透性高的水溶性冷却油(coolantoil)、药品等飞溅至传感器1的环境下，液体会从环型树脂零件7与电缆2及缆线5的间隙逐渐侵入。而且，通常，传感器1是设置在测定对象物附近。因此，传感器1的设置环境为液体飞溅的环境。因而，中继连接器6的设置环境比传感器1的设置环境稳定。因而，传感器1内的液体侵入在传感器1与电缆2的连接区域的产生，要多于中继连接器6与电缆2的连接区域。
根据本实施方式的结构，能够根据探测引线11间的电阻值来通知探测结果。因而，用户能够掌握电缆2内的液体侵入。
液体向传感器1内的侵入多为下述情况：液体暂时侵入电缆，随后侵入传感器1内。因此，用户通过确认液体向电缆2内的侵入，能够提前获知随后可能发生的、液体向传感器1内的侵入及传感器的故障。
例如，与在传感器1内的电子基板上形成电极，对电极间的电阻值进行探测的结构相比，能够确保用户在液体侵入传感器1内部而导致传感器发生故障之前的期间，实施传感器1的故障对策的充分时间。因此，用户能够将有液体侵入电缆2内的传感器识别为作为更换对象的传感器。并且，用户能够制定用于更换传感器的预防保全计划，使适用所述传感器的生产线等保全停止。因而，用户能够避免以液体侵入造成的传感器故障为原因的、生产线的突然停止。
而且，如上所述，浸水探测电路12是配置在中继连接器6内。即，浸水探测电路12在与电缆2和传感器1相连接的电缆2的端侧为相反的电缆2的端侧，与探测引线11相连接。
根据所述结构，在与传感器和电缆相连接侧为相反侧的电缆的端部，探测引线11与浸水探测电路12相连接。因此，与在传感器内配置有浸水探测电路12的结构相比，能够防止液体顺着探测引线11侵入传感器内。
而且，在传感器1的设置位置与中继连接器6的设置位置处的液体飞溅环境为同程度的情况下，可能在电缆2与中继连接器6的连接区域产生液体的侵入。因此，为了进一步改善中继连接器6的设置位置的液体飞溅环境(为了使中继连接器6的设置位置远离传感器1的设置位置)，也可调整电缆2的长度。
另外，也可采用下述结构：在电缆2与传感器1相连接的电缆2的端侧，浸水探测电路12与探测引线11相连接。
(液体侵入探测装置10的主要部分结构及处理流程)
图1是表示液体侵入探测装置10的主要部分结构的框图。如图1所示，液体侵入探测装置10具备探测引线11、浸水探测电路12、cpu13及通信部14。cpu13具备液体侵入判定部131。对于探测引线11、浸水探测电路12及通信部14，由于已进行了详细叙述，因而此处省略说明。
图5是表示液体侵入探测装置10的处理流程的一例的流程图。对于cpu13所具备的液体侵入判定部131的处理详细，参照图5来进行说明。如图5所示，浸水探测电路12对探测引线11间的电阻值进行探测(s1)，并将输出电压值发送至液体侵入判定部131。
图6是表示浸水探测电路12的输出电压值(输出值)与探测引线11间的绝缘电阻值的相关关系的示例的图。如图6所示，当液体侵入电缆2时，绝缘电阻的值变小，浸水探测电路12的输出电压值变大。
液体侵入判定部131接收输出电压值，并算出浸水探测电路12的输出电压值从未探测到液体侵入时算起的变化量。液体侵入判定部131判定所述输出电压值的变化量是否大于预先设定的判定基准(阈值)(s2)。
若输出电压值的变化量大于阈值(s2中为是(yes))，液体侵入判定部131经由通信部14将表示传感器1的故障预报的信号发送至外部设备9(通知故障预报)(s3)，处理结束。若输出电压值的变化量为阈值以下(s2中为否(no))，则处理结束。
即，液体侵入判定部131将电缆2内的液体侵入程度作为传感器1的劣化量，来进行传感器1的故障预报。
根据所述结构，用户通过所述故障的通知，能够在传感器1发生故障之前便识别出传感器1故障的产生。
另外，本实施方式中，对液体侵入探测装置10向外部设备9发送传感器1的故障预报的结构的示例进行了说明。另一方面，液体侵入探测装置10也可采用如下所述的结构。例如，液体侵入探测装置10将浸水探测电路12的输出电压值、浸水探测电路12所探测出的绝缘电阻的值、表示液体向电缆2内的侵入程度的定量性的数值等发送至外部设备9。外部设备9根据从液体侵入探测装置10接收的值(浸水探测电路12的输出电压值、浸水探测电路12所探测出的绝缘电阻的值、表示液体向电缆2内的侵入程度的定量性的数值等)，进行传感器1的故障预报。
〔借助软件(software)的实现例〕
液体侵入探测装置10的控制块(尤其是液体侵入判定部131)既可通过形成于集成电路(集成电路(integratedcircuit，ic)芯片(chip))等上的逻辑电路(硬件(hardware))实现，也可使用中央处理器(centralprocessingunit，cpu)而通过软件来实现。
在后者的情况下，液体侵入探测装置10具备执行实现各功能的软件即程序的命令的cpu、可由计算机(或cpu)读取地记录有所述程序及各种数据的只读存储器(readonlymemory，rom)或存储装置(将它们称作“记录介质”)、以及展开所述程序的随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)等。并且，通过计算机(或cpu)从所述记录介质中读取并执行所述程序，从而达成本发明的目的。作为所述记录介质，可使用“并非临时的有形介质”，例如可使用带(tape)、盘(disk)、卡(card)、半导体存储器、可编程的逻辑电路等。而且，所述程序也可经由可传输所述程序的任意传输介质(通信网络或广播波等)而提供给所述计算机。另外，本发明也能以通过电子传输来将所述程序具现化的、被嵌入载波中的数据信号的形态来实现。
本发明并不限定于所述的各实施方式，可在权利要求所示的范围内进行各种变更，将不同的实施方式中分别揭示的技术部件适当组合而获得的实施方式也包含于本发明的技术范围内。