JPH04256836A - 液体混合比センサ - Google Patents
液体混合比センサInfo
- Publication number
- JPH04256836A JPH04256836A JP1856991A JP1856991A JPH04256836A JP H04256836 A JPH04256836 A JP H04256836A JP 1856991 A JP1856991 A JP 1856991A JP 1856991 A JP1856991 A JP 1856991A JP H04256836 A JPH04256836 A JP H04256836A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- fuel
- container
- mixture ratio
- ratio sensor
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２種の燃料が混合され
た混合燃料等における液体の混合比を測定するための光
学式の液体混合比センサに関する。
た混合燃料等における液体の混合比を測定するための光
学式の液体混合比センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ガソリンとアルコールとが混合
された混合燃料等の液体の混合比を測定するために、容
器内に設けられた光学プリズムの端面を容器から露出さ
せて混合液体に浸すための界面とし、端面に対して容器
の内側から光を照射した場合の界面における照射光の反
射率が、混合液体の屈折率に応じて異なることを利用し
て、混合液体の混合比を検出する液体混合比センサが考
えられている。この場合、混合液体の屈折率は、その温
度によって変化するため、検出された屈折率を、混合液
体の温度に基づいて補正する必要があり、例えば、被測
定液体の流路内に温度検知素子を配置することが考えら
れる。
された混合燃料等の液体の混合比を測定するために、容
器内に設けられた光学プリズムの端面を容器から露出さ
せて混合液体に浸すための界面とし、端面に対して容器
の内側から光を照射した場合の界面における照射光の反
射率が、混合液体の屈折率に応じて異なることを利用し
て、混合液体の混合比を検出する液体混合比センサが考
えられている。この場合、混合液体の屈折率は、その温
度によって変化するため、検出された屈折率を、混合液
体の温度に基づいて補正する必要があり、例えば、被測
定液体の流路内に温度検知素子を配置することが考えら
れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、混合液体の流
路内に温度検知素子を配するためには、流路に対する気
密性が必要になり、そのために、部品点数が増加したり
、センサの構造が複雑になるとともに、製造工程数が増
加するなどの問題がある。本発明は、液体混合比センサ
において、温度よって変化する混合液体の屈折率の補正
を行なうための手段を、簡単な構成によって設けること
を目的とする。
路内に温度検知素子を配するためには、流路に対する気
密性が必要になり、そのために、部品点数が増加したり
、センサの構造が複雑になるとともに、製造工程数が増
加するなどの問題がある。本発明は、液体混合比センサ
において、温度よって変化する混合液体の屈折率の補正
を行なうための手段を、簡単な構成によって設けること
を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、容器内に設け
られた光学プリズムの端面が前記容器から露出するとと
もに、前記容器の内側から前記端面に向かって照射光を
発する発光素子と少なくとも前記端面で反射した前記照
射光を受光する受光素子とをそれぞれ素子基板に固着し
て前記容器内に配し、前記端面が２種の透光性の液体が
混合した被測定液体に浸される光学式の液体混合比セン
サにおいて、前記素子基板に、温度検出用の素子を固着
したことを技術的手段とする。
られた光学プリズムの端面が前記容器から露出するとと
もに、前記容器の内側から前記端面に向かって照射光を
発する発光素子と少なくとも前記端面で反射した前記照
射光を受光する受光素子とをそれぞれ素子基板に固着し
て前記容器内に配し、前記端面が２種の透光性の液体が
混合した被測定液体に浸される光学式の液体混合比セン
サにおいて、前記素子基板に、温度検出用の素子を固着
したことを技術的手段とする。
【０００５】
【作用】本発明では、光学プリズムの端面に対して照射
光を発するための発光素子、あるいは端面で反射した照
射光を受光するための受光素子が固着された素子基板の
いずれかに温度検出用の素子が固着されている。混合液
体の混合比を検出する際には、容器は端面が露出した光
学プリズムを混合液体に浸すために光学プリズムととも
に混合液体に浸される。従って、容器内部の温度は、浸
された混合液体によって混合液体の温度に次第に近づき
、光学プリズムとともに容器内に設けられた素子基板に
固着された温度検出用の素子は、容器内の雰囲気温度を
混合液体の温度として検出することができる。
光を発するための発光素子、あるいは端面で反射した照
射光を受光するための受光素子が固着された素子基板の
いずれかに温度検出用の素子が固着されている。混合液
体の混合比を検出する際には、容器は端面が露出した光
学プリズムを混合液体に浸すために光学プリズムととも
に混合液体に浸される。従って、容器内部の温度は、浸
された混合液体によって混合液体の温度に次第に近づき
、光学プリズムとともに容器内に設けられた素子基板に
固着された温度検出用の素子は、容器内の雰囲気温度を
混合液体の温度として検出することができる。
【０００６】
【発明の効果】本発明では、温度検出用の素子を、発光
素子や受光素子を固着するための素子基板に固着するだ
けであるため、混合液体の流路等に対する気密性を別途
確保する必要がない。従って、構造が簡単であり製造が
容易である。
素子や受光素子を固着するための素子基板に固着するだ
けであるため、混合液体の流路等に対する気密性を別途
確保する必要がない。従って、構造が簡単であり製造が
容易である。
【０００７】
【実施例】次に、本発明を、ガソリンとアルコールとを
混合した混合燃料の燃料混合比を検出するための燃料混
合比センサ１００における実施例に基づいて説明する。 図１に示す燃料混合比センサ１００において、１０は本
発明の液体混合比センサとしてのセンサユニットであり
、１はセンサユニット１０によって混合比が検出される
混合燃料を通過させるためのステンレス製の燃料パスで
ある。
混合した混合燃料の燃料混合比を検出するための燃料混
合比センサ１００における実施例に基づいて説明する。 図１に示す燃料混合比センサ１００において、１０は本
発明の液体混合比センサとしてのセンサユニットであり
、１はセンサユニット１０によって混合比が検出される
混合燃料を通過させるためのステンレス製の燃料パスで
ある。
【０００８】燃料パス１は、図示しない燃料タンクから
内燃機関に燃料を供給するための燃料供給路中に配され
、燃料混合比を検出するための円柱状の測定室となる燃
料溜２が形成されており、燃料溜２には、燃料溜２と連
通する燃料接続管１０１、１０２が接続される接続口３
、４が、互いに対向して形成されている。燃料パス１は
、燃料溜２の上部がセンサユニット１０を嵌合するため
の嵌合用開口となっており、センサユニット１０は、Ｏ
リング５によって気密性が確保されて燃料溜２に面して
嵌められている。
内燃機関に燃料を供給するための燃料供給路中に配され
、燃料混合比を検出するための円柱状の測定室となる燃
料溜２が形成されており、燃料溜２には、燃料溜２と連
通する燃料接続管１０１、１０２が接続される接続口３
、４が、互いに対向して形成されている。燃料パス１は
、燃料溜２の上部がセンサユニット１０を嵌合するため
の嵌合用開口となっており、センサユニット１０は、Ｏ
リング５によって気密性が確保されて燃料溜２に面して
嵌められている。
【０００９】センサユニット１０は、２段構造の円筒形
状を呈するステンレス製の主体金具１１と円柱形状の光
学ガラス２０とを、所定の治具を用いた窒素雰囲気炉内
での熱処理によって融着用の環状ガラス１７によって接
合して固定し、主体金具１１と光学ガラス２０との接合
部の気密性を確保するとともに、発光素子としての発光
ダイオード３１と、発光ダイオード３１の輝度を一定に
維持するための監視用の受光素子としてのフォトダイオ
ード３２、混合比検出用の受光素子としてのフォトダイ
オード３３を、それぞれセラミックス製の素子基板３４
、３５に固着して、樹脂製の基板ホルダ４０、５０によ
って主体金具１１内で光学ガラス２０に対して所定の配
置で支持したものである。
状を呈するステンレス製の主体金具１１と円柱形状の光
学ガラス２０とを、所定の治具を用いた窒素雰囲気炉内
での熱処理によって融着用の環状ガラス１７によって接
合して固定し、主体金具１１と光学ガラス２０との接合
部の気密性を確保するとともに、発光素子としての発光
ダイオード３１と、発光ダイオード３１の輝度を一定に
維持するための監視用の受光素子としてのフォトダイオ
ード３２、混合比検出用の受光素子としてのフォトダイ
オード３３を、それぞれセラミックス製の素子基板３４
、３５に固着して、樹脂製の基板ホルダ４０、５０によ
って主体金具１１内で光学ガラス２０に対して所定の配
置で支持したものである。
【００１０】なお、発光ダイオード３１は、チップの状
態で発光用の素子基板３４に実装され、フォトダイオー
ド３２、３３は、受光用の素子基板３５に面実装されて
いる。さらに、本実施例では、被測定液体の屈折率がそ
の温度によって変化することに対して、温度補正を行な
うための温度検出用の素子として、素子基板３４には、
図２に示すとおり、シリコンダイオード７０が発光ダイ
オード３１と同様にチップの状態で導体パターン３４ａ
に実装されている。素子基板３５のフォトダイオード３
２は、発光ダイオード３１の輝度が一定に保たれるよう
にするために、発光ダイオード３１の照射光を直接受光
して、受光信号を制御回路へ伝送する。一方、素子基板
３５のフォトダイオード３３は、発光ダイオード３１か
ら照射される照射光のうち、燃料溜２に対して界面をな
す光学ガラス２０の端面２１で反射したものを、発光ダ
イオード３１から直接受光するものとともに受光して、
受光量に応じた受光信号を制御回路へ伝送する。なお、
各基板３４、３５には、導体パターンを介して各素子と
それぞれ接続された複数のリード線３６、３７がそれぞ
れ備えられている。
態で発光用の素子基板３４に実装され、フォトダイオー
ド３２、３３は、受光用の素子基板３５に面実装されて
いる。さらに、本実施例では、被測定液体の屈折率がそ
の温度によって変化することに対して、温度補正を行な
うための温度検出用の素子として、素子基板３４には、
図２に示すとおり、シリコンダイオード７０が発光ダイ
オード３１と同様にチップの状態で導体パターン３４ａ
に実装されている。素子基板３５のフォトダイオード３
２は、発光ダイオード３１の輝度が一定に保たれるよう
にするために、発光ダイオード３１の照射光を直接受光
して、受光信号を制御回路へ伝送する。一方、素子基板
３５のフォトダイオード３３は、発光ダイオード３１か
ら照射される照射光のうち、燃料溜２に対して界面をな
す光学ガラス２０の端面２１で反射したものを、発光ダ
イオード３１から直接受光するものとともに受光して、
受光量に応じた受光信号を制御回路へ伝送する。なお、
各基板３４、３５には、導体パターンを介して各素子と
それぞれ接続された複数のリード線３６、３７がそれぞ
れ備えられている。
【００１１】素子ホルダ４０は、素子基板３４および素
子基板３５を支持する主ホルダとなる樹脂製の部材で、
図３に示すとおり、略円筒形状を呈し、内周には各基板
３４、３５を挿入するための支持用スリット４１、４２
と、素子ホルダ５０を挿入するための嵌合用溝４３、４
４とが形成され、外周には、フランジ４５が備えられて
いる。また、各支持用スリット４１、４２の下端には、
挿入される各基板を係止するための係止壁４６が備えら
れている。素子ホルダ５０は、略円盤形状を呈する樹脂
製の部材で、各基板３４、３５が挿入された素子ホルダ
４０を覆うための蓋部材となる。素子ホルダ５０には、
素子ホルダ４０の嵌合用溝４３、４４に嵌め合わされる
嵌合用突子５１、５２が備えられ、また、各基板３４、
３５のリード線３６、３７を貫通させるための複数の貫
通穴５３が形成されている。なお、各基板３４、３５は
、係止壁４６にそれぞれ対応した部分が削除された切り
欠き部３８となっている。
子基板３５を支持する主ホルダとなる樹脂製の部材で、
図３に示すとおり、略円筒形状を呈し、内周には各基板
３４、３５を挿入するための支持用スリット４１、４２
と、素子ホルダ５０を挿入するための嵌合用溝４３、４
４とが形成され、外周には、フランジ４５が備えられて
いる。また、各支持用スリット４１、４２の下端には、
挿入される各基板を係止するための係止壁４６が備えら
れている。素子ホルダ５０は、略円盤形状を呈する樹脂
製の部材で、各基板３４、３５が挿入された素子ホルダ
４０を覆うための蓋部材となる。素子ホルダ５０には、
素子ホルダ４０の嵌合用溝４３、４４に嵌め合わされる
嵌合用突子５１、５２が備えられ、また、各基板３４、
３５のリード線３６、３７を貫通させるための複数の貫
通穴５３が形成されている。なお、各基板３４、３５は
、係止壁４６にそれぞれ対応した部分が削除された切り
欠き部３８となっている。
【００１２】以上の構成において、各基板３４、３５は
、素子ホルダ４０の支持用スリット４１、４２に挿入さ
れた後に、各リード線３６、３７に対応した複数の貫通
穴５３が形成された素子ホルダ５０から各リード線３６
、３７を突出させた状態で覆われ、素子ホルダ５０の各
貫通穴５３は、各リード線３６、３７を貫通させた状態
でシリコン接着剤１８によって密封され、嵌合用突子５
１、５２が嵌合用溝４３、４４に嵌め合わされて素子ホ
ルダ４０と素子ホルダ５０とが一体化され、内側にエポ
キシ樹脂１９が塗布されて気密性が確保されて、主体金
具１１内で光学ガラス２０の外側に配される素子ユニッ
トとなる。
、素子ホルダ４０の支持用スリット４１、４２に挿入さ
れた後に、各リード線３６、３７に対応した複数の貫通
穴５３が形成された素子ホルダ５０から各リード線３６
、３７を突出させた状態で覆われ、素子ホルダ５０の各
貫通穴５３は、各リード線３６、３７を貫通させた状態
でシリコン接着剤１８によって密封され、嵌合用突子５
１、５２が嵌合用溝４３、４４に嵌め合わされて素子ホ
ルダ４０と素子ホルダ５０とが一体化され、内側にエポ
キシ樹脂１９が塗布されて気密性が確保されて、主体金
具１１内で光学ガラス２０の外側に配される素子ユニッ
トとなる。
【００１３】各基板３４、３５および各ホルダ４０、５
０を一体化してなる素子ユニットは、フランジ４５が係
止されるまで主体金具１１の径大部１３側から主体金具
１１の径小部１２の内側に挿入され、内側に向かってか
しめられる主体金具１１の肉薄部１６によって、２枚の
金属リング６、７およびＯリング８を介して主体金具１
１に固定される。このとき、各基板３４、３５は、切り
欠き部３８が素子ホルダ４０の係止壁４６および素子ホ
ルダ５０にそれぞれ押圧されるが、素子ホルダ４０、５
０は樹脂製であるため、セラミックス製の各基板３４、
３５によって係止壁４６および素子ホルダ５０は弾性変
形して、各基板３４、３５に対する押圧力を生じる。従
って、各基板３４、３５は、支持用スリット４１、４２
内でがたつきがなくなり位置決めが行なわれて、光学ガ
ラス２０に対して、一定の配置で固定されることになる
。なお、素子ユニットは、Ｏリング９によって主体金具
１１との気密性が確保される。
０を一体化してなる素子ユニットは、フランジ４５が係
止されるまで主体金具１１の径大部１３側から主体金具
１１の径小部１２の内側に挿入され、内側に向かってか
しめられる主体金具１１の肉薄部１６によって、２枚の
金属リング６、７およびＯリング８を介して主体金具１
１に固定される。このとき、各基板３４、３５は、切り
欠き部３８が素子ホルダ４０の係止壁４６および素子ホ
ルダ５０にそれぞれ押圧されるが、素子ホルダ４０、５
０は樹脂製であるため、セラミックス製の各基板３４、
３５によって係止壁４６および素子ホルダ５０は弾性変
形して、各基板３４、３５に対する押圧力を生じる。従
って、各基板３４、３５は、支持用スリット４１、４２
内でがたつきがなくなり位置決めが行なわれて、光学ガ
ラス２０に対して、一定の配置で固定されることになる
。なお、素子ユニットは、Ｏリング９によって主体金具
１１との気密性が確保される。
【００１４】以上の構成を有するセンサユニット１０は
、図示しない樹脂製のセンサボディによって燃料パス１
、センサユニット１０および燃料接続管１０１、１０２
が一体化され、各リード線３６、３７には、センサボデ
ィ内に設けられるオペアンプ等を有するハイブリッドＩ
Ｃを備えた図示しない制御基板が接続される。
、図示しない樹脂製のセンサボディによって燃料パス１
、センサユニット１０および燃料接続管１０１、１０２
が一体化され、各リード線３６、３７には、センサボデ
ィ内に設けられるオペアンプ等を有するハイブリッドＩ
Ｃを備えた図示しない制御基板が接続される。
【００１５】燃料溜２内を通過する混合燃料の屈折率は
、温度が一定の場合には、混合燃料の混合比に応じて一
義的に決まり、その屈折率に応じて発光ダイオード３１
の照射光の反射角度の臨界角が決まるため、光学ガラス
２０と混合燃料との界面で反射する照射光の量は、混合
燃料の混合比に応じて決まり、混合比に応じた光量がフ
ォトダイオード３３に受光される。以上のとおり、本実
施例では、素子基板３４には、シリコンダイオード７０
がチップの状態で実装されていて、燃料溜２を通過する
混合燃料の温度がシリコンダイオード７０によって検出
できるため、検出された屈折率をその温度に応じて補正
することによって混合燃料の混合比を求めることができ
る。
、温度が一定の場合には、混合燃料の混合比に応じて一
義的に決まり、その屈折率に応じて発光ダイオード３１
の照射光の反射角度の臨界角が決まるため、光学ガラス
２０と混合燃料との界面で反射する照射光の量は、混合
燃料の混合比に応じて決まり、混合比に応じた光量がフ
ォトダイオード３３に受光される。以上のとおり、本実
施例では、素子基板３４には、シリコンダイオード７０
がチップの状態で実装されていて、燃料溜２を通過する
混合燃料の温度がシリコンダイオード７０によって検出
できるため、検出された屈折率をその温度に応じて補正
することによって混合燃料の混合比を求めることができ
る。
【００１６】さらに、本実施例の燃料混合比センサ１０
０においては、発光ダイオード３１、シリコンダイオー
ド７０およびフォトダイオード３２、３３がチップの状
態で各基板３４、３５に実装され、さらに各基板３４、
３５は、樹脂製の各ホルダ４０、５０に挟み込まれて固
定されるため、各部材が小型にできるとともに、小型で
あるにも拘らず組み付けが容易である。
０においては、発光ダイオード３１、シリコンダイオー
ド７０およびフォトダイオード３２、３３がチップの状
態で各基板３４、３５に実装され、さらに各基板３４、
３５は、樹脂製の各ホルダ４０、５０に挟み込まれて固
定されるため、各部材が小型にできるとともに、小型で
あるにも拘らず組み付けが容易である。
【図１】本発明の実施例を示す燃料混合比センサの断面
図である。
図である。
【図２】本発明の実施例のセンサユニットにおける基板
およびホルダを示す断面図である。
およびホルダを示す断面図である。
【図３】本発明の実施例のセンサユニットにおける素子
ホルダの平面図である。
ホルダの平面図である。
１０ センサユニット（液体混合比センサ）１１
主体金具（容器） ２０ 光学ガラス（光学プリズム） ３１ 発光ダイオード（発光素子） ３３ フォトダイオード（受光素子）３４ 素子基
板
主体金具（容器） ２０ 光学ガラス（光学プリズム） ３１ 発光ダイオード（発光素子） ３３ フォトダイオード（受光素子）３４ 素子基
板
Claims (1)
- 【請求項１】 容器内に設けられた光学プリズムの端
面が前記容器から露出するとともに、前記容器の内側か
ら前記端面に向かって照射光を発する発光素子と少なく
とも前記端面で反射した前記照射光を受光する受光素子
とをそれぞれ素子基板に固着して前記容器内に配し、前
記端面が２種の透光性の液体が混合した被測定液体に浸
される光学式の液体混合比センサにおいて、前記素子基
板に、温度検出用の素子を固着したことを特徴とする液
体混合比センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1856991A JPH04256836A (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 液体混合比センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1856991A JPH04256836A (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 液体混合比センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04256836A true JPH04256836A (ja) | 1992-09-11 |
Family
ID=11975259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1856991A Pending JPH04256836A (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 液体混合比センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04256836A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1048123A (ja) * | 1996-08-06 | 1998-02-20 | Kubota Corp | 分光分析装置 |
| WO2009018638A1 (en) * | 2007-08-06 | 2009-02-12 | Universidade Estadual De Campinas - Unicamp | Optical sensing system for liquid fuels |
-
1991
- 1991-02-12 JP JP1856991A patent/JPH04256836A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1048123A (ja) * | 1996-08-06 | 1998-02-20 | Kubota Corp | 分光分析装置 |
| WO2009018638A1 (en) * | 2007-08-06 | 2009-02-12 | Universidade Estadual De Campinas - Unicamp | Optical sensing system for liquid fuels |
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