JPH02236144A - 光学式液体センサ及びその製造方法 - Google Patents
光学式液体センサ及びその製造方法Info
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- JPH02236144A JPH02236144A JP5763889A JP5763889A JPH02236144A JP H02236144 A JPH02236144 A JP H02236144A JP 5763889 A JP5763889 A JP 5763889A JP 5763889 A JP5763889 A JP 5763889A JP H02236144 A JPH02236144 A JP H02236144A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えば自動車燃料としてのアルコール／ガソ
リン混合燃料の混合比や屈折率等の測定に用いられる、
光学式液体センサ及びその製造方法に関する． （従来の技術〕 この種光学式液体センナの内、特に、アルコール／ガソ
リン混合比を測定するのに適した光学式液体センサに関
する従来の技術を説明する．近い将来に、自動車燃料と
して排気公害対策や石油省資源対策の必要性からアルコ
ール燃料が普及し、アルコール／ガソリン混合燃料の形
で使用されるものと予想されている．しかし、その混合
比は一定ではなく、供給側又は使用側の事情によって変
動する．この混合比が変わると、それに応じて空燃比、
点火時期、燃料供給速度等のエンジンのパラメータが調
整されないと、始動性、燃焼特性、燃料経済性、運転性
、機関出力、排気ガス組成が損なわれる．そして、実車
テストを重ねる中で、この混合比を正確に測定でき構造
も簡単な液体センサが望まれるようになっている．この
ような液体センサとして、特開昭５７−５ｌ９２０には
、第９図に示す光学式液体センサが提案されている．こ
の光学式液体センサａは石英のガラスロッドｂとその両
端に配置された発光素子Ｃと受光素子ｄとから成ってい
る．そして、このガラスロッドｂは、燃料配管ｅの途中
に設けられたヘッダｆにシールｇを介して、接液状態で
挿入されている．この液体センサａの測定原理は、第７
図に示すようにアルコール／ガソリン混合比に応じて燃
料の屈折率が変化し、この屈折率が変化するとガラスロ
ッドｂと混合燃料ｈ間の境界面から混合燃料中へ屈折し
て透視する光量が変化することを応用したものである．
すなわち、一定出力の発光素子Ｃに対して、受光素子ｄ
の出力を測定し、キヤリプレーシッンデータと付き合わ
せて混合比を知るものである．この光学式液体センサは
応答性に優れており注目されつつある．〔発明が解決し
ようとする課題〕 従来の技術で説明した光学式液体センサにおいては、応
答性に優れるものの、ガラスロッドｂが直線的であるた
め、ガラスロッドｂに入射される光の各モードのほとん
どが最初に液体との境界面に到達した点での入射角によ
って、反射してガラスロンドｂ中を伝播するものと、屈
折して液体中へ透過するものとに分けられるので、ガラ
スロッドｂからの出射光量を液体屈折率との関係を直線
的なものとし、測定感度を良くするためには、かなり大
口径で長いガラスロッドｂを用いる必要があり、液体セ
ンサが大型化する（口径約５１、長さ好ましくは５ｃ一
以上）という問題点があった．また、ガラスロッドｂを
液体のへッダｆ又は管路を貫通するように取付ける必要
があるため、ガラスロッドｂが破損したり、汚れたりし
たときの取り換えや保全が容易でないという問題点もあ
った． 本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、小型で保守、保全が容易であり
、測定感度の良い光学式液体センサ及びその製造方法を
提供しようとするものである． 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、本発明の光学式液体センサ
においては、大口径のガラス系光ファイバを逆方向に折
り返し、この光ファイバの一端に発光素子を他端に受光
素子を設け、光ファイバの折り返し部は検出部として露
出させ以降は本体内に密封して収納した光学式液体セン
サであって、前記折り返し部は底部が直線状のＵ字形に
形成されているものである． そして、この光学式液体センサの製造方法としては、光
ファイバのＵ字形両端の折り曲げ点を局部加熱による自
重変形で成形し、次いでこの成形された底部が直線状の
Ｕ字形光ファイバを本体内に密封して収納する製造方法
がある． 〔作用〕 光ファイバの折り返し部による検出部は、単にこの折り
返し部を液体内に露出させるだけでよいガで、光学式液
体センサ全体の小型化を可能にするよう働く．また、底
部が直線状のＵ字形の折り返し部の形状は、光ファイバ
に対する加工部が両端の折り曲げ点だけとなり、ガラス
系光ファイバの加工には最適の形状である．また、光フ
ァイバを折り返すことによって伝送ロスが適度に多くな
り、この伝送ロスの程度が液体の屈折率の変化に応じて
変化することで測定が可能となる．そして、大口径の光
ファイバとしたのは、伝送ロスを極小にする通信ケーブ
ルとは異なり、検知対象である液体の屈折率に応じた適
度な伝送ロスが生じることを必要とするからである． そして、光ファイバのＵ字形両端の折り曲げ点を局部加
熱するという製造方法によると、コアとクラッドという
光ファイバの基本構造を損なうことのない一定形状のも
のとなる．そして、水平に光ファイバを保持して局部加
熱すると、自重で所定の角度まで自然に折れ曲がり、簡
単な加工方法となる． 〔実施例〕 以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する． 第１図は本発明の光学式液体センサの断面図、第２図は
第１図の光学式液体センサの底面図、第３図は第１図の
Ａ部拡大図、第４図は第３図のＢ部拡大図である． 第１図において、光学式液体センサ１は、大口径のガラ
ス系光ファイバ２とこの光ファイバ２の両端の発光素子
３と受光素子４とこれらを収納する零体５とからなって
いる． 光ファイバ２は、略平行（多少模状に傾斜していてもよ
い）の往路２ａと復路２ｂ、折り返し部２Ｃで形成され
ている．この折り返し部２Ｃが接液し、検出部を構成し
ている．特に折り返し部２Ｃの折り曲げ点２ｄは伝送ロ
スが多《その伝送ロスの量は液体の屈折率で左右され、
測定感度を向上させるので重要である．また、折り返し
部２Ｃを設けたことで光学式液体センサｌ全体としての
小型化を可能としている． また、光ファイバ２は、ファイバの中心でその周囲より
屈折率が高く、光が伝播されるコア６と、コア６の外側
でコアより屈折率が低いクラッド７の基本構造である（
第３図参照）．また、この光ファイバ２の材料は石英ガ
ラスや多成分ガラスのガラス系である．その材質特に屈
折率は測定される液体の屈折率の変化範囲に基づいて選
定される．そして、この光ファイバ２の口径は、通常の
通信ケーブル用の如く０．１一一台のものではな《、よ
り大口径のものが選定される．適度の伝送ロスが必要な
こと及び形状の安定性や加工性から好ましくは０．５ｍ
ｍ以上のものが使用される．発光素子３は往路２ａの始
端に、受光素子４は復路２ｂの終端に配置され、発光素
子３よりの一定量の発光が、光ファイバ２を通ってどれ
だけ伝送されたかを受光素子４からの出力を測定するこ
とによって液体の屈折率またはそれに対応する燃料の組
成を知ることができる． 本体５は耐蝕金属製のホルダ゜８とアクリル製のアグブ
タ９とからなっている．ホルダ８は全体として６角形状
をしておりその下方に取付ネジ８ａが加工されている（
第１図及び第２図参照）．この取付ネジ８ａで光学式液
体センサ１全体を、検出部が接液するようにして配管等
に取付ける．また、このホルダ８には２本の孔８ｂが加
工されており、この孔８ｂに光ファイバ２を挿入して接
着剤１０等で密封する．アダプタ９は、発光素子３と受
光素子４を収納し、ホルダ８内に挿入されてエボキシ樹
脂等でホルダ８に固着されている．つぎに、上述した光
学式液体センサ１の作動を第３図及び第４図に基づいて
説明する．第３図において、往路２ａからの光はコア６
とクラッド７の境界面で反射しつつ折り返し部２Ｃの折
り曲げ点２ｄに至る．第４図に示すように、折り曲げ点
２ｄに至った光は入射角Φが小さくなり、コア６とクラ
ッド７の屈折率の比できまる臨界角以下となるため屈折
透過光となってクラッド７に至る量が多《なる．しかし
、更に、液体１２まで至るかはクラッド７と液体１２の
屈折率の比と光の入射角で決まる．もし、液体１２の屈
折率がクラッド７の屈折率と同じかそれ以上であれば、
クラッド７に至った光はすべて液体ｌ２中に透過し、伝
送ロスが大となって受光素子４の出力は小さくなる．液
体ｌ２の屈折率がクラッド７の屈折率より小さいほど、
クラッド７と液体ｌ２の境界面での反射が多くなり伝送
ロスが小となって受光素子４の出力は大きくなる．した
がって、液体１２の屈折率がクラッド７の屈折率より小
さい方向に変化するとそれに応じて受光素子４の出力が
増大し、混合比等を測定することができる．第５図（ａ
）（ｂ）（ｃ）は、上述した光学式液体センサｌの製造
方法の一例を示す図である．第５図（ａ）において、直
線状の光ファイバ２を非熱伝導性の型１３の上に乗せて
、コーナ部１４を小型バーナ１５等で局部加熱して光フ
ァイバ２を軟化させる．光ファイバ２の先端部ｌ６は自
重で略９０度折れ曲がる．つぎに、第５図（ｂ）に示す
ように、光ファイバ２の根元部１８を型ｌ３の側面に沿
わせるよう反時計方向９０度回転させる．そして、新た
なコーナ一部ｌ９を小型バーナｌ５等で局部加熱して、
先端部１６を自重で略９０度折り曲げる．そして、第５
図（Ｃ）において、余分な部分の光ファイバ２に切断す
ると底部が直線状のＵ字型光ファイバ２となる．この光
ファイバ２の表面にエポキシ樹脂を薄く塗って本体５の
孔８ｂに挿入する．また、発光素子３と受光素子４も本
体５内に挿入してエポキシ樹脂で固定する． 第５図（ｄ）（ｅ）は光学式液体センサ１の製造方法の
他の例を示す図である． まず、第５図（ｄ）において、直線状の光ファイバ２の
一端を、例えばホルダ２０の固定アーム２０ａに対し回
転可能な把持用アーム２０ｂで水平に保持し、コーナ部
ｌ４を小型バーナｌ５等で加熱して光ファイバ２を軟化
させる． 光ファイバ２の先端部１６は自重で略９０度折れ曲がる
．つぎに、第５図（ｅ）に示すように、ホルダ２０の把
持用アーム２０ｂを反時計方向に９０度回転して、光フ
ァイバ２の根本部１８を垂直に保持し、新たなコーナ部
ｌ９を小型バーナｌ５等で局部加熱して、先端部１６を
自重で９０度折り曲げる．以下、同様にして余分な部分
の光ファイバ２を切断すると底部が直線状のＵ字型光フ
ァイバ２を得る．以上の製造方法によれば、光ファイバ
２の成形は２回の局部加熱を受けるだけであり、コア６
やクラッド７の損傷が少な《同一形状のものを製造でき
る．したがって、製品毎の測定感度のばらつきが少なく
安定した品質が確保できる．また、製造方法も簡単であ
る． つぎに、本発明の光学式液体センサｌをアルコール／ガ
ソリン混合比の測定に適用した場合を説明する． 第６図は検出装置２１の断面図である．検出装置２１に
は、燃料通路２２が設けられ、この燃料通路２２内の燃
料を測定する光学式液体センサｌと温度検出器２３とが
並列的に内蔵されている．また、プリント基盤２４も内
蔵されてコンパクトにまとめられている．例えば、光フ
ァイバとして口径０．７５−鵬のものを使用し：．Ｕ字
型の折り返し部２ｃの巾を５１とすると、光学式液体セ
ンサ１は長さ２５−一程度まで小型化できる．したがっ
て、検出装置２０全体としても４〇一角程度以下の小型
のものとすることができる． つぎに、アルコール／ガソリン混合比の測定の場合の光
ファイバ２の材質の選定について、第７図と第８図に基
づいて説明する． 第７図はアルコール濃度の変化に応じた屈折率の変化を
示すグラフ図、第８図は石英ガラスと多成分ガラスの出
力の一例を示すグラフ図である．第７図において、液温
によっても変動するが、アルコール濃度が増すにつれて
屈折率が減少している．したがって、クラッドの屈折率
が１．４６の石英ガラスを用いると、屈折率が１．４６
より高くなる低アルコール濃度のものは測定できなくな
る（伝送ロスが多すぎる）が、高アルコール濃度のもの
に対しては高感度で測定可能となる（第８図において、
出力線の勾配が急である）．一方、全アルコール濃度範
囲の屈折率の最高値より高いクラッドの屈折率が１．５
５の多成分ガラスを用いると、全アルコール濃度範囲の
測定が可能となる．しかし、感度は鈍くなる（第８図に
おいて勾配が緩やかとなる）．このように、測定したい
アルコールの種類、濃度範囲や測定感度に応じて材料を
選定すればよい． （発明の効果） 本発明は、以上説明したように構成されているので、次
に記載されるような効果を奏する．大口径のガラス系光
ファイバを逆方向に折り返し、この光ファイバの一端に
発光素子を他端に受光素子を設け、光ファイバの折り返
し部は検出部として露出させ以降は本体内に密封して収
納した光学式液体センサであって、前記折り返し部は底
部が直線状のＵ字形に形成されており、単にこの折り返
し部を接液させる構造であるので、光学式液体センサ全
体を小型化することができ保守、保全も容易である． そして、この光学式液体センサの製造方法．とじては、
光ファイバのＵ字形両端の折り曲げ点を局部加熱による
自重変形で成形し、次いでこの成形された底部が直線状
のＵ字形光ファイバを本体内に密封して収納する製造方
法とすれば、コアとクラッドという光ファイバの基本構
造を損なうことな《一定形状のものとなるので、製品毎
の測定感度のばらつきを少なくすることができる．しか
も、簡単に製造することができる．
リン混合燃料の混合比や屈折率等の測定に用いられる、
光学式液体センサ及びその製造方法に関する． （従来の技術〕 この種光学式液体センナの内、特に、アルコール／ガソ
リン混合比を測定するのに適した光学式液体センサに関
する従来の技術を説明する．近い将来に、自動車燃料と
して排気公害対策や石油省資源対策の必要性からアルコ
ール燃料が普及し、アルコール／ガソリン混合燃料の形
で使用されるものと予想されている．しかし、その混合
比は一定ではなく、供給側又は使用側の事情によって変
動する．この混合比が変わると、それに応じて空燃比、
点火時期、燃料供給速度等のエンジンのパラメータが調
整されないと、始動性、燃焼特性、燃料経済性、運転性
、機関出力、排気ガス組成が損なわれる．そして、実車
テストを重ねる中で、この混合比を正確に測定でき構造
も簡単な液体センサが望まれるようになっている．この
ような液体センサとして、特開昭５７−５ｌ９２０には
、第９図に示す光学式液体センサが提案されている．こ
の光学式液体センサａは石英のガラスロッドｂとその両
端に配置された発光素子Ｃと受光素子ｄとから成ってい
る．そして、このガラスロッドｂは、燃料配管ｅの途中
に設けられたヘッダｆにシールｇを介して、接液状態で
挿入されている．この液体センサａの測定原理は、第７
図に示すようにアルコール／ガソリン混合比に応じて燃
料の屈折率が変化し、この屈折率が変化するとガラスロ
ッドｂと混合燃料ｈ間の境界面から混合燃料中へ屈折し
て透視する光量が変化することを応用したものである．
すなわち、一定出力の発光素子Ｃに対して、受光素子ｄ
の出力を測定し、キヤリプレーシッンデータと付き合わ
せて混合比を知るものである．この光学式液体センサは
応答性に優れており注目されつつある．〔発明が解決し
ようとする課題〕 従来の技術で説明した光学式液体センサにおいては、応
答性に優れるものの、ガラスロッドｂが直線的であるた
め、ガラスロッドｂに入射される光の各モードのほとん
どが最初に液体との境界面に到達した点での入射角によ
って、反射してガラスロンドｂ中を伝播するものと、屈
折して液体中へ透過するものとに分けられるので、ガラ
スロッドｂからの出射光量を液体屈折率との関係を直線
的なものとし、測定感度を良くするためには、かなり大
口径で長いガラスロッドｂを用いる必要があり、液体セ
ンサが大型化する（口径約５１、長さ好ましくは５ｃ一
以上）という問題点があった．また、ガラスロッドｂを
液体のへッダｆ又は管路を貫通するように取付ける必要
があるため、ガラスロッドｂが破損したり、汚れたりし
たときの取り換えや保全が容易でないという問題点もあ
った． 本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、小型で保守、保全が容易であり
、測定感度の良い光学式液体センサ及びその製造方法を
提供しようとするものである． 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、本発明の光学式液体センサ
においては、大口径のガラス系光ファイバを逆方向に折
り返し、この光ファイバの一端に発光素子を他端に受光
素子を設け、光ファイバの折り返し部は検出部として露
出させ以降は本体内に密封して収納した光学式液体セン
サであって、前記折り返し部は底部が直線状のＵ字形に
形成されているものである． そして、この光学式液体センサの製造方法としては、光
ファイバのＵ字形両端の折り曲げ点を局部加熱による自
重変形で成形し、次いでこの成形された底部が直線状の
Ｕ字形光ファイバを本体内に密封して収納する製造方法
がある． 〔作用〕 光ファイバの折り返し部による検出部は、単にこの折り
返し部を液体内に露出させるだけでよいガで、光学式液
体センサ全体の小型化を可能にするよう働く．また、底
部が直線状のＵ字形の折り返し部の形状は、光ファイバ
に対する加工部が両端の折り曲げ点だけとなり、ガラス
系光ファイバの加工には最適の形状である．また、光フ
ァイバを折り返すことによって伝送ロスが適度に多くな
り、この伝送ロスの程度が液体の屈折率の変化に応じて
変化することで測定が可能となる．そして、大口径の光
ファイバとしたのは、伝送ロスを極小にする通信ケーブ
ルとは異なり、検知対象である液体の屈折率に応じた適
度な伝送ロスが生じることを必要とするからである． そして、光ファイバのＵ字形両端の折り曲げ点を局部加
熱するという製造方法によると、コアとクラッドという
光ファイバの基本構造を損なうことのない一定形状のも
のとなる．そして、水平に光ファイバを保持して局部加
熱すると、自重で所定の角度まで自然に折れ曲がり、簡
単な加工方法となる． 〔実施例〕 以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する． 第１図は本発明の光学式液体センサの断面図、第２図は
第１図の光学式液体センサの底面図、第３図は第１図の
Ａ部拡大図、第４図は第３図のＢ部拡大図である． 第１図において、光学式液体センサ１は、大口径のガラ
ス系光ファイバ２とこの光ファイバ２の両端の発光素子
３と受光素子４とこれらを収納する零体５とからなって
いる． 光ファイバ２は、略平行（多少模状に傾斜していてもよ
い）の往路２ａと復路２ｂ、折り返し部２Ｃで形成され
ている．この折り返し部２Ｃが接液し、検出部を構成し
ている．特に折り返し部２Ｃの折り曲げ点２ｄは伝送ロ
スが多《その伝送ロスの量は液体の屈折率で左右され、
測定感度を向上させるので重要である．また、折り返し
部２Ｃを設けたことで光学式液体センサｌ全体としての
小型化を可能としている． また、光ファイバ２は、ファイバの中心でその周囲より
屈折率が高く、光が伝播されるコア６と、コア６の外側
でコアより屈折率が低いクラッド７の基本構造である（
第３図参照）．また、この光ファイバ２の材料は石英ガ
ラスや多成分ガラスのガラス系である．その材質特に屈
折率は測定される液体の屈折率の変化範囲に基づいて選
定される．そして、この光ファイバ２の口径は、通常の
通信ケーブル用の如く０．１一一台のものではな《、よ
り大口径のものが選定される．適度の伝送ロスが必要な
こと及び形状の安定性や加工性から好ましくは０．５ｍ
ｍ以上のものが使用される．発光素子３は往路２ａの始
端に、受光素子４は復路２ｂの終端に配置され、発光素
子３よりの一定量の発光が、光ファイバ２を通ってどれ
だけ伝送されたかを受光素子４からの出力を測定するこ
とによって液体の屈折率またはそれに対応する燃料の組
成を知ることができる． 本体５は耐蝕金属製のホルダ゜８とアクリル製のアグブ
タ９とからなっている．ホルダ８は全体として６角形状
をしておりその下方に取付ネジ８ａが加工されている（
第１図及び第２図参照）．この取付ネジ８ａで光学式液
体センサ１全体を、検出部が接液するようにして配管等
に取付ける．また、このホルダ８には２本の孔８ｂが加
工されており、この孔８ｂに光ファイバ２を挿入して接
着剤１０等で密封する．アダプタ９は、発光素子３と受
光素子４を収納し、ホルダ８内に挿入されてエボキシ樹
脂等でホルダ８に固着されている．つぎに、上述した光
学式液体センサ１の作動を第３図及び第４図に基づいて
説明する．第３図において、往路２ａからの光はコア６
とクラッド７の境界面で反射しつつ折り返し部２Ｃの折
り曲げ点２ｄに至る．第４図に示すように、折り曲げ点
２ｄに至った光は入射角Φが小さくなり、コア６とクラ
ッド７の屈折率の比できまる臨界角以下となるため屈折
透過光となってクラッド７に至る量が多《なる．しかし
、更に、液体１２まで至るかはクラッド７と液体１２の
屈折率の比と光の入射角で決まる．もし、液体１２の屈
折率がクラッド７の屈折率と同じかそれ以上であれば、
クラッド７に至った光はすべて液体ｌ２中に透過し、伝
送ロスが大となって受光素子４の出力は小さくなる．液
体ｌ２の屈折率がクラッド７の屈折率より小さいほど、
クラッド７と液体ｌ２の境界面での反射が多くなり伝送
ロスが小となって受光素子４の出力は大きくなる．した
がって、液体１２の屈折率がクラッド７の屈折率より小
さい方向に変化するとそれに応じて受光素子４の出力が
増大し、混合比等を測定することができる．第５図（ａ
）（ｂ）（ｃ）は、上述した光学式液体センサｌの製造
方法の一例を示す図である．第５図（ａ）において、直
線状の光ファイバ２を非熱伝導性の型１３の上に乗せて
、コーナ部１４を小型バーナ１５等で局部加熱して光フ
ァイバ２を軟化させる．光ファイバ２の先端部ｌ６は自
重で略９０度折れ曲がる．つぎに、第５図（ｂ）に示す
ように、光ファイバ２の根元部１８を型ｌ３の側面に沿
わせるよう反時計方向９０度回転させる．そして、新た
なコーナ一部ｌ９を小型バーナｌ５等で局部加熱して、
先端部１６を自重で略９０度折り曲げる．そして、第５
図（Ｃ）において、余分な部分の光ファイバ２に切断す
ると底部が直線状のＵ字型光ファイバ２となる．この光
ファイバ２の表面にエポキシ樹脂を薄く塗って本体５の
孔８ｂに挿入する．また、発光素子３と受光素子４も本
体５内に挿入してエポキシ樹脂で固定する． 第５図（ｄ）（ｅ）は光学式液体センサ１の製造方法の
他の例を示す図である． まず、第５図（ｄ）において、直線状の光ファイバ２の
一端を、例えばホルダ２０の固定アーム２０ａに対し回
転可能な把持用アーム２０ｂで水平に保持し、コーナ部
ｌ４を小型バーナｌ５等で加熱して光ファイバ２を軟化
させる． 光ファイバ２の先端部１６は自重で略９０度折れ曲がる
．つぎに、第５図（ｅ）に示すように、ホルダ２０の把
持用アーム２０ｂを反時計方向に９０度回転して、光フ
ァイバ２の根本部１８を垂直に保持し、新たなコーナ部
ｌ９を小型バーナｌ５等で局部加熱して、先端部１６を
自重で９０度折り曲げる．以下、同様にして余分な部分
の光ファイバ２を切断すると底部が直線状のＵ字型光フ
ァイバ２を得る．以上の製造方法によれば、光ファイバ
２の成形は２回の局部加熱を受けるだけであり、コア６
やクラッド７の損傷が少な《同一形状のものを製造でき
る．したがって、製品毎の測定感度のばらつきが少なく
安定した品質が確保できる．また、製造方法も簡単であ
る． つぎに、本発明の光学式液体センサｌをアルコール／ガ
ソリン混合比の測定に適用した場合を説明する． 第６図は検出装置２１の断面図である．検出装置２１に
は、燃料通路２２が設けられ、この燃料通路２２内の燃
料を測定する光学式液体センサｌと温度検出器２３とが
並列的に内蔵されている．また、プリント基盤２４も内
蔵されてコンパクトにまとめられている．例えば、光フ
ァイバとして口径０．７５−鵬のものを使用し：．Ｕ字
型の折り返し部２ｃの巾を５１とすると、光学式液体セ
ンサ１は長さ２５−一程度まで小型化できる．したがっ
て、検出装置２０全体としても４〇一角程度以下の小型
のものとすることができる． つぎに、アルコール／ガソリン混合比の測定の場合の光
ファイバ２の材質の選定について、第７図と第８図に基
づいて説明する． 第７図はアルコール濃度の変化に応じた屈折率の変化を
示すグラフ図、第８図は石英ガラスと多成分ガラスの出
力の一例を示すグラフ図である．第７図において、液温
によっても変動するが、アルコール濃度が増すにつれて
屈折率が減少している．したがって、クラッドの屈折率
が１．４６の石英ガラスを用いると、屈折率が１．４６
より高くなる低アルコール濃度のものは測定できなくな
る（伝送ロスが多すぎる）が、高アルコール濃度のもの
に対しては高感度で測定可能となる（第８図において、
出力線の勾配が急である）．一方、全アルコール濃度範
囲の屈折率の最高値より高いクラッドの屈折率が１．５
５の多成分ガラスを用いると、全アルコール濃度範囲の
測定が可能となる．しかし、感度は鈍くなる（第８図に
おいて勾配が緩やかとなる）．このように、測定したい
アルコールの種類、濃度範囲や測定感度に応じて材料を
選定すればよい． （発明の効果） 本発明は、以上説明したように構成されているので、次
に記載されるような効果を奏する．大口径のガラス系光
ファイバを逆方向に折り返し、この光ファイバの一端に
発光素子を他端に受光素子を設け、光ファイバの折り返
し部は検出部として露出させ以降は本体内に密封して収
納した光学式液体センサであって、前記折り返し部は底
部が直線状のＵ字形に形成されており、単にこの折り返
し部を接液させる構造であるので、光学式液体センサ全
体を小型化することができ保守、保全も容易である． そして、この光学式液体センサの製造方法．とじては、
光ファイバのＵ字形両端の折り曲げ点を局部加熱による
自重変形で成形し、次いでこの成形された底部が直線状
のＵ字形光ファイバを本体内に密封して収納する製造方
法とすれば、コアとクラッドという光ファイバの基本構
造を損なうことな《一定形状のものとなるので、製品毎
の測定感度のばらつきを少なくすることができる．しか
も、簡単に製造することができる．
第１図は本発明の光学式液体センサの断面図、第２図は
第１図の光学式液体センサの底面図、第３図は第１図の
Ａ部拡大図、第４図は第３図のＢ部拡大図、第５図は本
発明の光学式液体センサの製造方法を示す図、第６図は
本発明の光学式液体センサをアルコール／ガソリン混合
比の測定に適用した場合の検出装置の断面図、第７図は
アルコール濃度の変化に応じた屈折率の変化を示すグラ
フ図、第８図は石英ガラスと多成分ガラスの出力の一例
を示すグラフ図、第９図は従来の光学式液体センサの断
面図である．なお、図面中の主な符号の説明は下記の通
りである． ２・・・光ファイバ、２ ｃ ＝折り返し部（検出部）
、２ ｄ−・・折り曲げ点、３・・・発光素子、４・・
・受光素子、１４、１９−・・コーナ一部（折り曲げ点
）．特許出一大 株式会社日立製作所 タック電線株式会社 代理人 弁理士 梶 良 之 第９
第１図の光学式液体センサの底面図、第３図は第１図の
Ａ部拡大図、第４図は第３図のＢ部拡大図、第５図は本
発明の光学式液体センサの製造方法を示す図、第６図は
本発明の光学式液体センサをアルコール／ガソリン混合
比の測定に適用した場合の検出装置の断面図、第７図は
アルコール濃度の変化に応じた屈折率の変化を示すグラ
フ図、第８図は石英ガラスと多成分ガラスの出力の一例
を示すグラフ図、第９図は従来の光学式液体センサの断
面図である．なお、図面中の主な符号の説明は下記の通
りである． ２・・・光ファイバ、２ ｃ ＝折り返し部（検出部）
、２ ｄ−・・折り曲げ点、３・・・発光素子、４・・
・受光素子、１４、１９−・・コーナ一部（折り曲げ点
）．特許出一大 株式会社日立製作所 タック電線株式会社 代理人 弁理士 梶 良 之 第９
Claims (2)
- （１）大口径のガラス系光ファイバを逆方向に折り返し
、この光ファイバの一端に発光素子を他端に受光素子を
設け、光ファイバの折り返し部は検出部として露出させ
以降は本体内に密封して収納した光学式液体センサであ
って、前記折り返し部は底部が直線状のＵ字形に形成さ
れていることを特徴とする光学式液体センサ。 - （２）光ファイバのＵ字形両端の折り曲げ点を局部加熱
による自重変形で成形し、次いでこの成形された底部が
直線状のＵ字形光ファイバを本体内に密封して収納する
請求項１記載の光学式液体センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5763889A JPH02236144A (ja) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | 光学式液体センサ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5763889A JPH02236144A (ja) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | 光学式液体センサ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02236144A true JPH02236144A (ja) | 1990-09-19 |
Family
ID=13061432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5763889A Pending JPH02236144A (ja) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | 光学式液体センサ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02236144A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008215845A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Mitsubishi Electric Corp | 車両用燃料性状検出装置 |
-
1989
- 1989-03-08 JP JP5763889A patent/JPH02236144A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008215845A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Mitsubishi Electric Corp | 車両用燃料性状検出装置 |
| US7859662B2 (en) | 2007-02-28 | 2010-12-28 | Mitsubishi Electric Corporation | On-vehicle fuel property detection device |
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