JPH04262250A - 燃料の誘電率検知装置 - Google Patents
燃料の誘電率検知装置Info
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- JPH04262250A JPH04262250A JP2248991A JP2248991A JPH04262250A JP H04262250 A JPH04262250 A JP H04262250A JP 2248991 A JP2248991 A JP 2248991A JP 2248991 A JP2248991 A JP 2248991A JP H04262250 A JPH04262250 A JP H04262250A
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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。
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、燃焼器等に供給され
る燃料の誘電率を非接触で検知して燃料の性状を判別す
る装置に関し、特に自動車等エンジンに用いられるアル
コール混合燃料中のアルコール含有率を測定する装置に
関するものである。
る燃料の誘電率を非接触で検知して燃料の性状を判別す
る装置に関し、特に自動車等エンジンに用いられるアル
コール混合燃料中のアルコール含有率を測定する装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、米国や欧州等の各国で、石油の消
費量の低減と、自動車排気ガスによる大気汚染の低減を
図るため、ガソリン中にアルコールを混合した燃料が自
動車用として導入されつつある。このようなアルコール
混合燃料をガソリン燃料の空燃比にマッチングされたエ
ンジンにそのまま用いると、アルコールがガソリンに比
べ理論空燃比が小さいため空燃比がリーン化して運転が
困難となるため、アルコール混合燃料中のアルコール含
有率を検出して、この検出値に応じて空燃比、点火時期
等を調整している。
費量の低減と、自動車排気ガスによる大気汚染の低減を
図るため、ガソリン中にアルコールを混合した燃料が自
動車用として導入されつつある。このようなアルコール
混合燃料をガソリン燃料の空燃比にマッチングされたエ
ンジンにそのまま用いると、アルコールがガソリンに比
べ理論空燃比が小さいため空燃比がリーン化して運転が
困難となるため、アルコール混合燃料中のアルコール含
有率を検出して、この検出値に応じて空燃比、点火時期
等を調整している。
【０００３】従来、上記のようなアルコール含有率の検
出にはアルコール混合燃料の誘電率を検出する方式と、
屈折率を検出する方式が提案されている。かかる方式の
内、誘電率を検出する方式の従来装置として、例えば特
公昭６３−３１７３４号公報に記載されたように非接触
で液体中の誘電率を検出するものが利用できる。この装
置をアルコール混合燃料中のアルコール含有率の検出に
使用した場合について図５、図６、および図３を用いて
説明する。
出にはアルコール混合燃料の誘電率を検出する方式と、
屈折率を検出する方式が提案されている。かかる方式の
内、誘電率を検出する方式の従来装置として、例えば特
公昭６３−３１７３４号公報に記載されたように非接触
で液体中の誘電率を検出するものが利用できる。この装
置をアルコール混合燃料中のアルコール含有率の検出に
使用した場合について図５、図６、および図３を用いて
説明する。
【０００４】図５は従来の燃料の誘電率検知装置を示す
構成図で、１はセラミックや耐油性プラスチック等の絶
縁体で作られ、内部に燃料通路２を設けた絶縁管、３は
絶縁管１の一部にリング状に巻回された励起電極、４は
この励起電極３より所定距離離れてやはり絶縁管１に巻
回された単層巻検出コイルであり、かかる構成１〜４に
よってセンサ部が構成される。２０は定周波発振器で、
増幅器１５を介して励起電極３に一定周波数の電圧を供
給しており、一方、検出コイル４の一端は接地され、他
端の信号が高域通過フィルタ１７、全波整流器１８、増
幅器１５を介して出力Ｖｏｕｔ として出力される。
構成図で、１はセラミックや耐油性プラスチック等の絶
縁体で作られ、内部に燃料通路２を設けた絶縁管、３は
絶縁管１の一部にリング状に巻回された励起電極、４は
この励起電極３より所定距離離れてやはり絶縁管１に巻
回された単層巻検出コイルであり、かかる構成１〜４に
よってセンサ部が構成される。２０は定周波発振器で、
増幅器１５を介して励起電極３に一定周波数の電圧を供
給しており、一方、検出コイル４の一端は接地され、他
端の信号が高域通過フィルタ１７、全波整流器１８、増
幅器１５を介して出力Ｖｏｕｔ として出力される。
【０００５】図３はセンサ部の周波数特性を示す図で、
燃料がガソリン、メタノールの場合において、励起電極
３に印加される電圧を一定として周波数を変化させた場
合の、検出コイル４の誘起電圧と、前記励起電極３の励
起信号に対する前記誘起電圧信号の位相の変化を示すも
のである。また、図６は従来装置の出力特性を示す図で
、定周波発振器２０より図３に示す一定周波数ｆｏ の
信号を励起電極３に与えた場合のメタノール含有率に対
する従来装置の出力Ｖｏｕｔを示している。
燃料がガソリン、メタノールの場合において、励起電極
３に印加される電圧を一定として周波数を変化させた場
合の、検出コイル４の誘起電圧と、前記励起電極３の励
起信号に対する前記誘起電圧信号の位相の変化を示すも
のである。また、図６は従来装置の出力特性を示す図で
、定周波発振器２０より図３に示す一定周波数ｆｏ の
信号を励起電極３に与えた場合のメタノール含有率に対
する従来装置の出力Ｖｏｕｔを示している。
【０００６】つぎにかかる従来装置の動作について説明
する。図３において、励起電極３に印加する周波数を変
化させると、検出コイル４の誘起電圧は、燃料の誘電率
が異なると異なった周波数で最大値を示す。これは、励
起電極３と検出コイル４の間の燃料の誘電率εに対応す
る静電容量Ｃｆ を検出コイル４の自己インダクタンス
ＬとでＬＣ共振を生じ、共振周波数でコイルの誘起電圧
が最大となるためであり、この共振周波数ｆは次式で表
される。
する。図３において、励起電極３に印加する周波数を変
化させると、検出コイル４の誘起電圧は、燃料の誘電率
が異なると異なった周波数で最大値を示す。これは、励
起電極３と検出コイル４の間の燃料の誘電率εに対応す
る静電容量Ｃｆ を検出コイル４の自己インダクタンス
ＬとでＬＣ共振を生じ、共振周波数でコイルの誘起電圧
が最大となるためであり、この共振周波数ｆは次式で表
される。
【０００７】
ｆ＝ｋ／√｛Ｌ×（Ｃｆ ＋Ｃｓ ）｝＝ｋ／√（
ａ＋ｂ×Ｃｆ ）
ａ＋ｂ×Ｃｆ ）
【０００８】ここで、Ｃｓ はセンサ
部の形状できまる静電容量、ｋ、ａ、ｂは同じくセンサ
部の形状により決まる定数である。共振周波数ｆは上式
のように燃料の誘電率εに依存するため、燃料の誘電率
εが大なるほど共振周波数は低下する。例えば、所定の
センサ形状で測定した結果では、燃料が誘電率ε＝３３
のメタノールでは共振周波数ｆｍ は約５ＭＨｚ であ
り、誘電率ε＝２のガソリンでは共振周波数ｆｇは約５
．７ＭＨｚ であった。そこで、図５において、燃料通
路２にメタノール混合ガソリンを流し、定周波発振器２
０より共振周波数ｆｍ よりやや高い周波数ｆｏ の信
号を発振させ、増幅器１５を介し励起電極３を一定電圧
で励起すると、検出コイル４に生じた誘起電圧信号は高
域通過フィルタ１７で交流成分のみが抽出され、全波整
流器１８で全波整流されてその交流振幅が検出され、増
幅器１５で所定の電圧範囲に調整されて出力される。こ
れによって、図３において、周波数ｆｏでの誘起電圧は
メタノールの含有率が大なるほど大きくなり、したがっ
て出力Ｖｏｕｔ は図６に示すごとく、メタノール含有
率にほぼ比例する。
部の形状できまる静電容量、ｋ、ａ、ｂは同じくセンサ
部の形状により決まる定数である。共振周波数ｆは上式
のように燃料の誘電率εに依存するため、燃料の誘電率
εが大なるほど共振周波数は低下する。例えば、所定の
センサ形状で測定した結果では、燃料が誘電率ε＝３３
のメタノールでは共振周波数ｆｍ は約５ＭＨｚ であ
り、誘電率ε＝２のガソリンでは共振周波数ｆｇは約５
．７ＭＨｚ であった。そこで、図５において、燃料通
路２にメタノール混合ガソリンを流し、定周波発振器２
０より共振周波数ｆｍ よりやや高い周波数ｆｏ の信
号を発振させ、増幅器１５を介し励起電極３を一定電圧
で励起すると、検出コイル４に生じた誘起電圧信号は高
域通過フィルタ１７で交流成分のみが抽出され、全波整
流器１８で全波整流されてその交流振幅が検出され、増
幅器１５で所定の電圧範囲に調整されて出力される。こ
れによって、図３において、周波数ｆｏでの誘起電圧は
メタノールの含有率が大なるほど大きくなり、したがっ
て出力Ｖｏｕｔ は図６に示すごとく、メタノール含有
率にほぼ比例する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来装置では、燃料に特に導電率の高い不純物、たとえ
ば燃料配管系の金属くず、錆び等で生ずる金属イオンが
混入した場合や、イオン系の燃料添加剤、雨水等がわず
かに混入した場合、図３の破線にて示すごとく誘電率ε
、即ちメタノール含有率は殆ど変わらないにも関わらず
、出力Ｖｏｕｔ が大幅に変化するといった問題点があ
った。
従来装置では、燃料に特に導電率の高い不純物、たとえ
ば燃料配管系の金属くず、錆び等で生ずる金属イオンが
混入した場合や、イオン系の燃料添加剤、雨水等がわず
かに混入した場合、図３の破線にて示すごとく誘電率ε
、即ちメタノール含有率は殆ど変わらないにも関わらず
、出力Ｖｏｕｔ が大幅に変化するといった問題点があ
った。
【００１０】これは図３の破線にて示すように、燃料の
導電率が上がったため、ＬＣ共振のＱが低下し、同一周
波数ｆｏ での誘起電圧が大きく低下するためである。 また、センサ部の環境の温湿度が変化しても、励起電極
３と検出コイル４との間の絶縁抵抗が変化するため、出
力変動が生じる等、燃料中のわずかな不純物やセンサ部
の環境による励起電極３と検出コイル４との間の導電率
の変化のため、正確なメタノール含有率の検出が困難に
なるといった問題点があった。
導電率が上がったため、ＬＣ共振のＱが低下し、同一周
波数ｆｏ での誘起電圧が大きく低下するためである。 また、センサ部の環境の温湿度が変化しても、励起電極
３と検出コイル４との間の絶縁抵抗が変化するため、出
力変動が生じる等、燃料中のわずかな不純物やセンサ部
の環境による励起電極３と検出コイル４との間の導電率
の変化のため、正確なメタノール含有率の検出が困難に
なるといった問題点があった。
【００１１】この発明は上記のような問題点を除去する
ためになされたもので、燃料中に不純物が混入していて
も、アルコール含有率を精度よく検知することのできる
燃料の誘電率検知装置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、燃料中に不純物が混入していて
も、アルコール含有率を精度よく検知することのできる
燃料の誘電率検知装置を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明に係る燃料の誘
電率検知装置は、燃料通路の中途に設けられ励起信号が
印加される励起電極と、前記励起電極との間に燃料が導
入されるとともに、前記励起電極に近接して配置された
単層巻検出コイルと、前記励起電極に印加される励起信
号と前記検出コイルの誘起信号が入力され、両者の位相
差を比較検出する位相比較器と、前記位相比較器の出力
の直流信号成分を出力する低域通過フィルタと、前記低
域通過フィルタに接続され、前記励起電極に印加される
励起信号と前記検出コイルの誘起信号の位相差が９０°
となるよう出力信号が制御される比較積分器と、前記比
較積分器に接続され前記励起電極に出力する励起信号の
周波数が前記比較積分器の出力信号に応じて変化する電
圧制御発振器とからなり、前記比較積分器の電圧出力信
号、あるいは前記電圧制御発振器の周波数出力信号によ
り前記燃料の誘電率を検出することを特徴とする。
電率検知装置は、燃料通路の中途に設けられ励起信号が
印加される励起電極と、前記励起電極との間に燃料が導
入されるとともに、前記励起電極に近接して配置された
単層巻検出コイルと、前記励起電極に印加される励起信
号と前記検出コイルの誘起信号が入力され、両者の位相
差を比較検出する位相比較器と、前記位相比較器の出力
の直流信号成分を出力する低域通過フィルタと、前記低
域通過フィルタに接続され、前記励起電極に印加される
励起信号と前記検出コイルの誘起信号の位相差が９０°
となるよう出力信号が制御される比較積分器と、前記比
較積分器に接続され前記励起電極に出力する励起信号の
周波数が前記比較積分器の出力信号に応じて変化する電
圧制御発振器とからなり、前記比較積分器の電圧出力信
号、あるいは前記電圧制御発振器の周波数出力信号によ
り前記燃料の誘電率を検出することを特徴とする。
【００１３】
【作用】この発明においては、比較積分器の出力信号に
より、電圧制御発振器で励起電極に印加される励起信号
の周波数を、該励起信号と誘起電圧信号の位相差が９０
°となるよう制御し、この時の前記比較積分器の出力信
号、あるいは前記励起信号の周波数より燃料の誘電率を
検出することができる。
より、電圧制御発振器で励起電極に印加される励起信号
の周波数を、該励起信号と誘起電圧信号の位相差が９０
°となるよう制御し、この時の前記比較積分器の出力信
号、あるいは前記励起信号の周波数より燃料の誘電率を
検出することができる。
【００１４】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明に係る燃料の誘電率検知装置の一
実施例を示す構成図であり、図中１〜４に示すセンサ部
は従来装置と同一である。１０は検出コイル４の一端が
接続された波形整形器、１１は前記波形整流器１０の出
力と、励起電極３への励起信号が接続された９０°位相
比較器、１２は位相比較器の出力が接続された低域通過
フィルタ、１３はこの低域通過フィルタ１２の出力と位
相９０°に相当する所定基準電圧が接続された比較積分
器、１４はこの比較積分器１３の出力が接続された電圧
制御発振器、１５は電圧制御発振器１４の出力の増幅器
であり、その出力は励起電極３に接続され、１６は電圧
制御発振器１４の出力周波数の分周器である。図３はセ
ンサ部の周波数特性図、図４ａ，４ｂはこの発明に係る
一実施例における出力特性図である。
する。図１はこの発明に係る燃料の誘電率検知装置の一
実施例を示す構成図であり、図中１〜４に示すセンサ部
は従来装置と同一である。１０は検出コイル４の一端が
接続された波形整形器、１１は前記波形整流器１０の出
力と、励起電極３への励起信号が接続された９０°位相
比較器、１２は位相比較器の出力が接続された低域通過
フィルタ、１３はこの低域通過フィルタ１２の出力と位
相９０°に相当する所定基準電圧が接続された比較積分
器、１４はこの比較積分器１３の出力が接続された電圧
制御発振器、１５は電圧制御発振器１４の出力の増幅器
であり、その出力は励起電極３に接続され、１６は電圧
制御発振器１４の出力周波数の分周器である。図３はセ
ンサ部の周波数特性図、図４ａ，４ｂはこの発明に係る
一実施例における出力特性図である。
【００１５】次に、この発明の動作について説明する。
図１および図３において、燃料通路２に燃料を流して、
励起電極３に印加する励起信号の周波数を変化させると
、検出コイル４に誘起電圧が生ずる。この時、前記励起
信号と前記誘起電圧信号の位相差は励起電極３と検出コ
イル４の間の燃料の静電容量Ｃｆ と検出コイル４のＬ
とで生じるＬＣ共振周波数で９０°となり、同時に前記
誘起電圧は最大値を示す。また前記共振周波数で前記位
相差は１８０°より０°に急変する。
励起電極３に印加する励起信号の周波数を変化させると
、検出コイル４に誘起電圧が生ずる。この時、前記励起
信号と前記誘起電圧信号の位相差は励起電極３と検出コ
イル４の間の燃料の静電容量Ｃｆ と検出コイル４のＬ
とで生じるＬＣ共振周波数で９０°となり、同時に前記
誘起電圧は最大値を示す。また前記共振周波数で前記位
相差は１８０°より０°に急変する。
【００１６】容量Ｃｆ は励起電極３と検出コイル４の
間の燃料通路２に流れる燃料の誘電率εに依存するため
、燃料の誘電率εが大なるほど共振周波数、即ち、前記
位相差が９０°となる周波数は低下する。かかる共振周
波数はセンサ素子部の形状、例えば絶縁管１の径や肉厚
、励起電極３と検出コイル４の間隔、検出コイル４のＬ
等によりかわるが、所定の形状で測定した例では、前述
したごとく燃料が誘電率ε＝３３のメタノールでは共振
周波数ｆｍ は約５ＭＨｚ であり、燃料が誘電率ε＝
２ガソリンでは共振周波数ｆｇは約５．７ＭＨｚ であ
った。従って、燃料通路２にメタノール混合ガソリンを
流して、そのメタノール含有率を増加させると、前記位
相差が９０°となる周波数は約５．７ＭＨｚ より約５
ＭＨｚ まで連続的に変化する。
間の燃料通路２に流れる燃料の誘電率εに依存するため
、燃料の誘電率εが大なるほど共振周波数、即ち、前記
位相差が９０°となる周波数は低下する。かかる共振周
波数はセンサ素子部の形状、例えば絶縁管１の径や肉厚
、励起電極３と検出コイル４の間隔、検出コイル４のＬ
等によりかわるが、所定の形状で測定した例では、前述
したごとく燃料が誘電率ε＝３３のメタノールでは共振
周波数ｆｍ は約５ＭＨｚ であり、燃料が誘電率ε＝
２ガソリンでは共振周波数ｆｇは約５．７ＭＨｚ であ
った。従って、燃料通路２にメタノール混合ガソリンを
流して、そのメタノール含有率を増加させると、前記位
相差が９０°となる周波数は約５．７ＭＨｚ より約５
ＭＨｚ まで連続的に変化する。
【００１７】次に、図１において、かかる共振周波数の
検出方法を具体的に説明する。燃料通路２にメタノール
混合ガソリンを流した状態で、増幅器１５より励起電極
３に励起信号が与えられると、検出コイル４に生ずる誘
起電圧信号はその励起信号の周波数により変わる。この
時、検出素子部のＱは燃料中に不純物が含まれた状態で
もかなり高いため、励起電極３に印加される励起信号が
矩形波であっても、検出コイル４に生じる誘起電圧信号
は正弦波となるため、電圧制御発振器１４は正弦波発振
器である必要はなく、矩形波発振器でよく、またこの場
合増幅器１５は単なるディジタル論理バッファでもこと
足りる。
検出方法を具体的に説明する。燃料通路２にメタノール
混合ガソリンを流した状態で、増幅器１５より励起電極
３に励起信号が与えられると、検出コイル４に生ずる誘
起電圧信号はその励起信号の周波数により変わる。この
時、検出素子部のＱは燃料中に不純物が含まれた状態で
もかなり高いため、励起電極３に印加される励起信号が
矩形波であっても、検出コイル４に生じる誘起電圧信号
は正弦波となるため、電圧制御発振器１４は正弦波発振
器である必要はなく、矩形波発振器でよく、またこの場
合増幅器１５は単なるディジタル論理バッファでもこと
足りる。
【００１８】前記検出コイル４に生じた誘起電圧信号は
、波形整形器１０を介して波形整形され、前記励起信号
と波形整形器１０の出力信号の位相が９０°位相比較器
１１で比較され、位相比較器１１は両者の位相差に相当
する信号を出力する。ここで位相比較器１１は前記励起
信号と波形整形器１０の出力信号が矩形波の場合、エク
スクルーシブオア回路を使用すればよく、この時波形整
形器１０もディジタル論理回路を利用できる。
、波形整形器１０を介して波形整形され、前記励起信号
と波形整形器１０の出力信号の位相が９０°位相比較器
１１で比較され、位相比較器１１は両者の位相差に相当
する信号を出力する。ここで位相比較器１１は前記励起
信号と波形整形器１０の出力信号が矩形波の場合、エク
スクルーシブオア回路を使用すればよく、この時波形整
形器１０もディジタル論理回路を利用できる。
【００１９】次に、位相比較器１１の出力信号は低域通
過フィルタ１２により直流電圧信号に変換され、比較積
分器１３は低域通過フィルタ１２の位相９０°に相当す
る基準電圧と、低域通過フィルタ１２の出力を比較積分
し、比較積分器１３の電圧出力により励起電極３に増幅
器１５を介して印加される励起信号の周波数が電圧制御
発振器１４により決定される。即ち、かかる位相同期ル
ープにより電圧制御発振器１４の発振周波数は前記励起
電極３の励起信号と検出コイル４の誘起電圧信号の位相
差が９０°となるよう制御されるため、比較積分器１３
の電圧出力Ｖｏｕｔ あるいは電圧制御発振器１４の周
波数出力はセンサ部の共振周波数、即ち燃料の誘電率ε
、言い換えればメタノール含有率に対応した値となる。
過フィルタ１２により直流電圧信号に変換され、比較積
分器１３は低域通過フィルタ１２の位相９０°に相当す
る基準電圧と、低域通過フィルタ１２の出力を比較積分
し、比較積分器１３の電圧出力により励起電極３に増幅
器１５を介して印加される励起信号の周波数が電圧制御
発振器１４により決定される。即ち、かかる位相同期ル
ープにより電圧制御発振器１４の発振周波数は前記励起
電極３の励起信号と検出コイル４の誘起電圧信号の位相
差が９０°となるよう制御されるため、比較積分器１３
の電圧出力Ｖｏｕｔ あるいは電圧制御発振器１４の周
波数出力はセンサ部の共振周波数、即ち燃料の誘電率ε
、言い換えればメタノール含有率に対応した値となる。
【００２０】かかる電圧制御発振器の周波数出力は図３
にて説明したように、数ＭＨｚ の高周波であるため分
周器１６により出力測定に適当な周波数まで分周されて
周波数出力ｆｏｕｔ される。図４ａはかかる実施例に
おけるアルコール含有率に対する上記比較積分器１３の
電圧出力Ｖｏｕｔ を、また図４ｂは同じくアルコール
含有率に対する上記分周器１６からの周波数出力ｆｏｕ
ｔ を示したもので、両出力ともメタノール含有率が増
加し、誘電率εが大なるとともに単調に出力が低下する
特性となる。
にて説明したように、数ＭＨｚ の高周波であるため分
周器１６により出力測定に適当な周波数まで分周されて
周波数出力ｆｏｕｔ される。図４ａはかかる実施例に
おけるアルコール含有率に対する上記比較積分器１３の
電圧出力Ｖｏｕｔ を、また図４ｂは同じくアルコール
含有率に対する上記分周器１６からの周波数出力ｆｏｕ
ｔ を示したもので、両出力ともメタノール含有率が増
加し、誘電率εが大なるとともに単調に出力が低下する
特性となる。
【００２１】かかる構成においては、図３の破線で示す
ごとく、燃料中の不純物による燃料の導電率の上昇やセ
ンサ部の温湿度環境変化による励起電極３と検出コイル
４との間の絶縁抵抗の低下等、励起電極３と検出コイル
４との間の導電率が上がり共振点のＱが低下しても、励
起信号と誘起電圧信号の位相差が９０°となる共振点周
波数には殆ど影響しないため、従来装置のごとき出力変
動を生ずることがないという利点がある。
ごとく、燃料中の不純物による燃料の導電率の上昇やセ
ンサ部の温湿度環境変化による励起電極３と検出コイル
４との間の絶縁抵抗の低下等、励起電極３と検出コイル
４との間の導電率が上がり共振点のＱが低下しても、励
起信号と誘起電圧信号の位相差が９０°となる共振点周
波数には殆ど影響しないため、従来装置のごとき出力変
動を生ずることがないという利点がある。
【００２２】図２はこの発明に係る燃料の誘電率検知装
置の他の実施例を示す構成図であり、１７は検出コイル
４の一端に接続された高域通過フィルタ、１８は高域通
過フィルタ１７に接続された全波整流器、１９は比較積
分器１３の信号が入力され、その入力値に応じて増幅ゲ
インが可変されるゲイン可変増幅器である。かかる構成
において、励起電極３に印加される励起信号と、検出コ
イル４で検出される誘起電圧信号は、共に波形整形器１
０で波形整形され、上記実施例と同じく、９０°位相比
較器１１、低域通過フィルタ１２、比較積分器１３、電
圧制御発振器１４により位相同期ループが形成され、励
起信号と誘起電圧信号の位相差が９０°となるよう励起
信号の周波数がフィードバック制御され、かかる周波数
出力が分周器を介して出力される。
置の他の実施例を示す構成図であり、１７は検出コイル
４の一端に接続された高域通過フィルタ、１８は高域通
過フィルタ１７に接続された全波整流器、１９は比較積
分器１３の信号が入力され、その入力値に応じて増幅ゲ
インが可変されるゲイン可変増幅器である。かかる構成
において、励起電極３に印加される励起信号と、検出コ
イル４で検出される誘起電圧信号は、共に波形整形器１
０で波形整形され、上記実施例と同じく、９０°位相比
較器１１、低域通過フィルタ１２、比較積分器１３、電
圧制御発振器１４により位相同期ループが形成され、励
起信号と誘起電圧信号の位相差が９０°となるよう励起
信号の周波数がフィードバック制御され、かかる周波数
出力が分周器を介して出力される。
【００２３】さらに、検出コイル４の誘起電圧信号は高
域通過フィルタ１７を介してその交流成分が抽出され、
全波整流器１８で交流成分の振幅に対応した直流出力に
変換され、比較積分器１３で所定の基準振幅に対応した
電圧Ｖｒｅｆ と比較されて、その出力によりゲイン可
変増幅器１９の励起信号の交流増幅率が可変される。即
ち、かかる実施例においては検出コイル４の誘起電圧信
号が常に一定振幅に保たれるため、位相引き込みがスム
ースになるとともに、燃料中の不純物の変化やセンサ環
境の変化によりＱが変動しても常時、正確に共振周波数
が検出でき、出力の精度を向上できるという効果がある
。
域通過フィルタ１７を介してその交流成分が抽出され、
全波整流器１８で交流成分の振幅に対応した直流出力に
変換され、比較積分器１３で所定の基準振幅に対応した
電圧Ｖｒｅｆ と比較されて、その出力によりゲイン可
変増幅器１９の励起信号の交流増幅率が可変される。即
ち、かかる実施例においては検出コイル４の誘起電圧信
号が常に一定振幅に保たれるため、位相引き込みがスム
ースになるとともに、燃料中の不純物の変化やセンサ環
境の変化によりＱが変動しても常時、正確に共振周波数
が検出でき、出力の精度を向上できるという効果がある
。
【００２４】なお、誘起電圧信号の周波数範囲は検出導
電率εの範囲により限定されるため、高域通過フィルタ
１７はかかる周波数のみを通過させる帯域通過フィルタ
を用いたほうがＳ／Ｎ比向上の点では有利である。
電率εの範囲により限定されるため、高域通過フィルタ
１７はかかる周波数のみを通過させる帯域通過フィルタ
を用いたほうがＳ／Ｎ比向上の点では有利である。
【００２５】上記各実施例では、位相比較器として９０
°位相比較器１１を使用した場合を示したが、位相比較
器への前記励起信号、誘起電圧信号のいずれかを９０°
移相器で移相した後、乗算器等の０°位相比較器にて位
相比較してもよい。
°位相比較器１１を使用した場合を示したが、位相比較
器への前記励起信号、誘起電圧信号のいずれかを９０°
移相器で移相した後、乗算器等の０°位相比較器にて位
相比較してもよい。
【００２６】また、上記実施例では本装置をメタノール
燃料中のメタノール含有率の検出に用いた場合を示した
が、他の液体中の誘電率検出用として広く適用が可能で
ある。
燃料中のメタノール含有率の検出に用いた場合を示した
が、他の液体中の誘電率検出用として広く適用が可能で
ある。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、燃料通路の中途に燃料を挟んで励起電極と単層巻検出
コイルを設け、前記励起電極に印加される励起信号と前
記検出コイルの出力信号の位相差が９０°となるよう位
相比較器、低域通過フィルタ、比較積分器、電圧制御発
振器で前記励起信号の周波数をフィードバック制御し、
前記周波数よりアルコール含有率を検知するようにした
ため、燃料中の不純物等による燃料の導電率の上昇やセ
ンサの温湿度環境等の変化に拘わらず常に精度よくアル
コール含有率を検知できる。
、燃料通路の中途に燃料を挟んで励起電極と単層巻検出
コイルを設け、前記励起電極に印加される励起信号と前
記検出コイルの出力信号の位相差が９０°となるよう位
相比較器、低域通過フィルタ、比較積分器、電圧制御発
振器で前記励起信号の周波数をフィードバック制御し、
前記周波数よりアルコール含有率を検知するようにした
ため、燃料中の不純物等による燃料の導電率の上昇やセ
ンサの温湿度環境等の変化に拘わらず常に精度よくアル
コール含有率を検知できる。
【図１】この発明に係る燃料の誘電率検知装置の一実施
例を示す構成図である。
例を示す構成図である。
【図２】この発明に係る他の実施例を示す誘電率検知装
置の構成図である。
置の構成図である。
【図３】センサ部の周波数特性図である。
【図４】一実施例におけるアルコール含有率に対する出
力特性図である。
力特性図である。
【図５】従来の燃料の誘電率検知装置を示す構成図であ
る。
る。
【図６】従来装置の出力特性図である。
１ 絶縁管
２ 燃料通路
３ 励起電極
４ 検出コイル
１０ 波形整形器
１１ ９０°位相比較器
１２ 低域通過フィルタ
１３ 比較積分器
１４ 電圧制御発振器
１５ 増幅器
１６ 分周器
１７ 高域通過フィルタ
１８ 全波整流器
１９ ゲイン可変増幅器
Claims (1)
- 【請求項１】 燃料通路の中途に設けられ励起信号が
印加される励起電極と、前記励起電極との間に燃料が導
入されるとともに、前記励起電極に近接して配置された
単層巻検出コイルと、前記励起電極に印加される励起信
号と前記検出コイルの誘起信号が入力され、両者の位相
差を比較検出する位相比較器と、前記位相比較器の出力
の直流信号成分を出力する低域通過フィルタと、前記低
域通過フィルタに接続され、前記励起電極に印加される
励起信号と前記検出コイルの誘起信号の位相差が９０°
となるよう出力信号が制御される比較積分器と、前記比
較積分器に接続され前記励起電極に出力する励起信号の
周波数が前記比較積分器の出力信号に応じて変化する電
圧制御発振器とからなり、前記比較積分器の電圧出力信
号、あるいは前記電圧制御発振器の周波数出力信号によ
り前記燃料の誘電率を検出することを特徴とする燃料の
誘電率検知装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2248991A JPH04262250A (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 燃料の誘電率検知装置 |
| US07/826,392 US5225783A (en) | 1991-02-18 | 1992-01-27 | Dielectric constant detection apparatus for fuel |
| EP92101386A EP0499841B1 (en) | 1991-02-18 | 1992-01-28 | Dielectric constant detection apparatus for fuel |
| DE69204318T DE69204318T2 (de) | 1991-02-18 | 1992-01-28 | Vorrichtung zur Bestimmung der Dielektrizitätskonstante von Kraftstoff. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2248991A JPH04262250A (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 燃料の誘電率検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04262250A true JPH04262250A (ja) | 1992-09-17 |
Family
ID=12084145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2248991A Pending JPH04262250A (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 燃料の誘電率検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04262250A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018100932A (ja) * | 2016-12-21 | 2018-06-28 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 濃度センサ |
-
1991
- 1991-02-18 JP JP2248991A patent/JPH04262250A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018100932A (ja) * | 2016-12-21 | 2018-06-28 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 濃度センサ |
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