JPH06249818A - 液体濃度センサ - Google Patents

液体濃度センサ

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JPH06249818A
JPH06249818A JP3540993A JP3540993A JPH06249818A JP H06249818 A JPH06249818 A JP H06249818A JP 3540993 A JP3540993 A JP 3540993A JP 3540993 A JP3540993 A JP 3540993A JP H06249818 A JPH06249818 A JP H06249818A
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JP
Japan
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electrode
fuel
passage
sensor
sensor case
Prior art date
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Pending
Application number
JP3540993A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Kawagishi
浩 川岸
Wataru Hamada
亘 浜田
Hideji Yamada
秀二 山田
Hiroshi Takizawa
浩 瀧澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 静電容量式液体濃度センサの高精度化の実
現。 【構成】 断面が有底カップ状のセンサケース26の端
板(外部電極)27の中央部を、センサケース26内の
内部電極28に向け突出させて凸部27aを形成する。
内部電極28は絶縁体29の前面に取付けられており、
内部電極28と、回路基板32はターミナル33によっ
て接続されている。センサケース26の下部と上部の側
壁26aに継手40,40aが取付けられていて、燃料
Fが下方の継手40の流入口44から流入通路47を通
って両電極部へ流れ、再び排出通路47aを通って排出
口45から排出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は混合燃料などの液体濃度
を検出する静電容量式の液体濃度センサに関する。
【0002】
【従来の技術】地球環境を守り、石油依存度を減らすな
どの目的で、石油燃料にアルコールを混合した混合燃料
を用いるエンジン等の開発が行なわれている。このよう
な混合燃料においては、石油燃料とアルコール(エタノ
ール,メタノール)混合比が変っても常に最適な出力が
得られるよう、その混合比を検出し、これに基づいて燃
料供給量や点火時期の調整を行なう必要がある。
【0003】このような石油燃料とアルコールの混合比
を検出するアルコール濃度検出センサとして、静電容量
式アルコールセンサが知られている。この静電容量式セ
ンサは混合燃料の混合比に応じて定まる誘電率から静電
容量を検出することにより、アルコール濃度を検出する
ものであり、その一例として特開平3−165248号
に開示されるごとき液体濃度センサが知られている。
【0004】特開平3−165248号の液体濃度セン
サを図2によって簡単に説明すると、金属製の円筒容器
1にリード線2を接続して外部電極が構成され、円筒容
器1内には棒状の内部電極3が配設されている。円筒容
器1の一端は、Oリング4を介して絶縁ブッシュ5で閉
塞されている。内部電極3には出力端子6が取付けられ
ると共に、この内部電極3は絶縁ブッシュ5と円筒容器
1に挿入したプラグ状サポート部材7により支持されて
いる。円筒容器1の開口端8は燃料Fの流入口とされて
いると共に、円筒容器1の側壁にはこの円筒容器1に連
通して側方に突出するコネクタを兼ねた燃料排出管9が
設けられている。
【0005】上記の液体濃度センサでは、混合燃料が開
口端8から円筒容器1内に流入し、排出管9から排出さ
れるとき、円筒容器(外部電極)1と内部電極3の間で
は燃料Fを誘電体とするコンデンサが構成される。
【0006】コンデンサの静電容量Cは、 C=A/t・ε/ε0 ・ε0 但し、A :電極板の面積 t :電極間の距離 ε :誘電体の誘電率 ε0 :真空の誘電率 ε/ε0 :誘電体の比誘電率 したがって、A,tが一定であれば、誘電体の比誘電率
ε/ε0 に比例して静電容量Cが変化し、この静電容量
Cを検出すれば、混合燃料Fの比誘電率を知ることがで
きる。そして、混合燃料の比誘電率は混合比(例えばガ
ソリンとアルコールとの混合燃料において、アルコール
の濃度)に応じた値となるので、燃料の比誘電率ε/ε
0 すなわち静電容量Cを検出すれば混合比(アルコール
濃度)を知ることができる。
【0007】上記の液体濃度センサでは、円筒状の外部
電極と棒状の内部電極との寸法関係を正確に決めるのが
難しく、作成上困難を伴なうという欠点がある。
【0008】上記の液体濃度センサに対し、図3に示す
ような平板対向電極タイプと称される液体濃度センサが
知られており、これは作成上の容易さ、静電容量の設計
の容量さという利点がある。この液体濃度センサは、同
図に示されるように、センサケース10の一端を閉塞す
る端板11が一方の電極(外部電極)を成し、この端板
11に対向してセンサケース10の内部に絶縁体19に
取付けられた平板状の他方の電極(内部電極)13が配
設されている。センサケース10の内部には処理回路を
搭載した基板14がホルダ15により取付けられてお
り、上記処理回路と静電容量を構成する内部電極13と
はリード線16により接続されている。なお、端板11
は支持板12に固定されている。
【0009】センサケース10の側壁10aを貫通して
上下対称位置に2つの継手17,17aが取付けられて
おり、各継手17,17aの内部には、センサケース1
0内に通じる燃料Fの流入通路18と排出通路18aが
形成されている。また、継手17,17aには流入通路
18と排出通路18aにそれぞれ連通する燃料流入口2
0と燃料排出口21が設けらている。また、流入通路1
8内には温度補正用の感温素子22が設けられている。
【0010】上記の液体濃度センサでは、継手17,1
7aの燃料流入口20と排出口21にそれぞれ燃料ホー
ス(図示せず)が接続され、燃料流入口20側から排出
口21側に石油燃料とアルコールを混合した燃料を通す
と、その燃料Fは流入通路18を通って端板(外部電
極)11と内部電極13の通路23に流れ、排出通路1
8aを通って排出口21から排出される。
【0011】このとき、燃料Fが誘電体となり、図2に
示すセンサの場合と同様、誘電体の比誘電率に比例して
静電容量Cが変化し、この静電容量Cを基板14上の処
理回路を含む検出部で検出し、誘電体すなわち燃料Fの
比誘電率を知り、アルコール濃度を検出できる。また、
比誘電率は誘電体である混合燃料Fの温度によっても変
化するため、燃料の流入通路18に設けた感温素子22
で燃料Fの温度を検出し、その温度変化に対応して補償
回路で処理し、温度補正を行っている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】図3に示す従来の平板
対向電極タイプの液体濃度センサでは、継手に設けられ
る燃料の流入通路から電極部の通路にかけての燃料通路
断面積が大幅に変化(拡大)するため、対向電極間の中
央部にエア等が溜りやすく、センサの濃度指示値を狂わ
せるという問題があった。この問題は、燃料の電極部へ
の流入方向が上から下(つまり天から地)方向であるこ
とも加わって一層助長され、電極部でのスムーズな還流
が妨げられていた。
【0013】本発明は上記の問題点を解決した液体濃度
センサを提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明はセンサケースの
端部に設ける一方の電極と、この一方の電極に対向して
センサケース内に設置される他方の電極と、上記両電極
部に連通する被検出液の流入通路と排出通路を具備して
なる静電容量式の液体濃度センサにおいて、上記一方ま
たは両方の電極の中央部に相手側の電極に向けて凸部を
設けたことを特徴とする。
【0015】上記燃料の流入通路と排出通路は、被検出
液を上記センサケースに向けて下から上に流すように配
置するのがよい。
【0016】また、凸部は電極をプレス等で曲げ成形す
ることにより構成するとよい。
【0017】
【作用】上記の構成によれば、両電極間の中央部の通路
断面積が周囲よりも縮小されているので、この電極中央
部での液体の流速が加速されると共に流れの方向が規制
され、渦や、この渦により生じるエアなどが溜らず液体
はスムーズに還流される。また、液体は下から上に流れ
てセンサケース内に流入するので、エアは一層スムーズ
に流れ、電極中央部の通路に溜らない。
【0018】
【実施例】以下本発明の実施例を図1を参照して説明す
る。
【0019】図1において、液体濃度センサ25は軸線
を通る断面が略カップ形状のセンサケース26を具備し
ており、その底部を閉じる端板27が外部電極とされて
いる。このセンサケース26は、銅などの薄い金属板で
プレス成形され、端板27と円筒状の側壁26aとは一
体に成形されている。
【0020】センサケース26内には、端板(外部電
極)27と対向して平行に内部電極28が設けられてい
る。内部電極28は、センサケース26内に配設された
絶縁体29の前面にネジ30により取付けられている。
また、端板(外部電極)27は、図に示されるように内
部電極28に対向する中央部分がこの内部電極28の側
に突出して設けられており、この凸部27aを形成する
ことにより、両電極間の中央部の通路31の断面積がそ
の周囲より小さくなるように形成されている。
【0021】センサケース26内は、絶縁体29によ
り、この前壁と後壁とに仕切られており、絶縁体29の
後部空間に処理回路(図示せず)を搭載した基板32が
配設されていて、内部電極28と処理回路は絶縁体29
の孔34を挿通するターミナル33により電気接続され
ている。また、内部電極28の背面には感温素子35が
設けられており、その出力端子36は絶縁体29の孔3
4を通って回路基板32に接続されている。基板32上
の処理回路からの信号は、複数のリード線37を介して
制御部(図示せず)に取出される。なお、センサケース
26の開口端38は複数の閉塞板39により閉じられて
いる。
【0022】センサケース26の側壁26aの上下対称
位置には、電極部に燃料Fを流すための通路を有する継
手40,40aが取付けられる。本実施例において、こ
の継手40,40aの取付位置は重要な要素の一つであ
る。すなわち図1において、上方が天であり、下方が地
であって、燃料Fの流入側の継手40はセンサケース2
6の下部の側壁26aに固着され、燃料Fの排出側の継
手40aはセンサケース26の上部の側壁26aに固着
される。各継手40,40aはセンサケース26の側壁
26aに形成される取付孔41に溶接されたナット部材
42と、このナット部材42にネジ込み固定される筒軸
体43と、この筒軸体43に嵌合される燃料の流入口4
4および排出口45を有する環状金具46から構成され
ている。燃料流入側と排出側の各継手40,40aの各
筒軸体43の軸中心部には、その先端から途中まで伸び
る燃料の流入通路47と排出通路47aが形成されてい
て、各通路47,47aの先端はスペーサ48の間隔を
介して内外の電極間の通路31と連通している。
【0023】そして、環状金具46を筒軸体43に嵌合
したとき、流入口44と排出口45の内端は各筒軸体4
3の流入通路47と排出通路47aに連通することがで
きる。なお、筒軸体43の外端側に形成したネジ部にキ
ャップ50をネジ込み、パッキン51を介してその先端
で環状金具46を押えている。また、環状金具46の燃
料流入口44と燃料排出口45の基端53は、ナット部
材42側に取付けたL字状の支持金具52で支えられて
いる。
【0024】次に、作用を説明する。
【0025】本実施例では、継手40,40aの燃料流
入口44と排出口45にそれぞれ燃料ホース(図示せ
ず)が接続され、燃料Fを燃料流入口44側から流すと
き、この燃料Fは流入通路47を通って上方(天)に流
れて端板(外部電極)27と内部電極28の通路31に
流入し、排出通路47aを流れ排出口45から排出され
る。この場合、燃料Fは、下方から上向きに流れるの
で、電極部の中央部にエアなどが溜ることがない。とく
に本実施例では、端板(外部電極)27の一部を内部電
極28の側に突出させることにより、通路31の断面積
を狭くして、その周囲の燃料の流速をあげ、また、流れ
を規定することで渦の発生を抑え、エアが溜らないよう
になっている。
【0026】本実施例においても、内外の電極部を流れ
る燃料Fが誘電体となり、誘電体の比誘電率に比例して
静電容量Cが変化し、この静電容量Cの変化を内部電極
28で検出し、ターミナル33を介して基板32上の処
理回路に出力し、誘電体,すなわち燃料の比誘電率を知
りアルコール濃度を検出できる。また、比誘電率は、誘
電体である燃料Fの温度によっても変化するため、燃料
Fの温度を、この燃料Fと直接接する内部電極28の温
度を感温素子35で検出することにより検知し、、その
出力信号を端子36を介して補償回路(図示せず)に出
力して温度補正を行っている。
【0027】なお、本発明は実施例の構成に限定され
ず、必要に応じて適当に変更して構わない。例えば、実
施例ではセンサケース26の端板(外部電極)27を内
部電極28の側に突出しているが、これと逆に内部電極
28の中央部を端板27の側に突出させ、あるいは両電
極を相手側の電極の中央部に向けて突出させてもよい。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は平板対向
電極タイプの液体濃度センサにおいて、電極の一方又は
両方の中央部に相手側の電極に向けた凸部を設けたこと
により、電極の中央部の通路断面積を縮小し、周囲の燃
料の流速を上げ、また流れを規定することで渦の発生を
抑え、エアが溜らないようにしてセンサの高精度化を実
現できる。また、電極部への液体の流入方向を地から天
とすることで、電極中央部でのエアの溜りを一層なく
し、液体の濃度変化に対するレスポンスの一層の向上が
図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る液体濃度センサの断面図
である。
【図2】第1従来例の断面図である。
【図3】第2従来例の断面図である。
【符号の説明】
26…センサケース、26a…側壁、27…端板(外部
電極)、27a…凸部、28…内部電極、32…基板、
40,40a…継手、47…流入通路、47a…排出通
路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀧澤 浩 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 センサケースの端部に設けられる一方の
    電極と、前記一方の電極に対向して前記センサケース内
    に設置される他方の電極と、前記両電極部に連通する被
    検出液の流入通路と排出通路を具備した静電容量式の液
    体濃度センサにおいて、 前記一方または両方の電極の中央部に相手側の電極に向
    けて凸部を設けたことを特徴とする液体濃度センサ。
  2. 【請求項2】 前記流入通路と前記排出通路は、被検出
    液を前記センサケースに向けて下から上に流入するよう
    に配置したことを特徴とする請求項1記載の液体濃度セ
    ンサ。
  3. 【請求項3】 前記凸部は、前記電極を曲げ成形するこ
    とにより構成したことを特徴とする請求項1記載の液体
    濃度センサ。
JP3540993A 1993-02-24 1993-02-24 液体濃度センサ Pending JPH06249818A (ja)

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