JPH0781899B2 - 液位検出装置 - Google Patents
液位検出装置Info
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- JPH0781899B2 JPH0781899B2 JP61146814A JP14681486A JPH0781899B2 JP H0781899 B2 JPH0781899 B2 JP H0781899B2 JP 61146814 A JP61146814 A JP 61146814A JP 14681486 A JP14681486 A JP 14681486A JP H0781899 B2 JPH0781899 B2 JP H0781899B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、容器内の液位を検出する装置に関する。
〈従来の技術〉 従来、水冷式内燃機関において冷却水温度(以下水温と
いう)を検出する温度センサからの信号により、水温が
所定値以上に達するとオーバーヒート状態であると警報
するように構成したものがある。
いう)を検出する温度センサからの信号により、水温が
所定値以上に達するとオーバーヒート状態であると警報
するように構成したものがある。
しかしながら、このものでは水温が上昇した結果からオ
ーバーヒートを判断していたため、時には警報時に既に
高温になり過ぎてしまう場合がある。
ーバーヒートを判断していたため、時には警報時に既に
高温になり過ぎてしまう場合がある。
ところでオーバーヒートは冷却水量の不足によって生じ
るから、例えばラジエータの水位を検出し、該水位が規
定に達しないときに警報するようにすればオーバーヒー
トを未然に防止できる。
るから、例えばラジエータの水位を検出し、該水位が規
定に達しないときに警報するようにすればオーバーヒー
トを未然に防止できる。
この場合ラジエータ液位を検出する装置を取り付ける必
要があるが、フロートレバー等を利用した機械的なもの
は、スペースの確保や取付構造が複雑になる等の問題が
あり、液面を電気的に感知するものではセンサ部の腐食
による劣化が問題となる。
要があるが、フロートレバー等を利用した機械的なもの
は、スペースの確保や取付構造が複雑になる等の問題が
あり、液面を電気的に感知するものではセンサ部の腐食
による劣化が問題となる。
また、内燃機関の燃料タンクに設けられ燃料タンク内の
燃料残量を検出する装置として、例えば、燃料タンク内
にフロートレバーを設け、該フロートレバーの燃料残量
に応じた揺動角度をポテンショメータによって検出する
ようにして燃料残量を検出するものがある(昭和58年5
月31日株式会社図書出社版発行「新編自動車工学ハンド
ブック」第10頁〜第71頁,昭和58年5月31日社団法人自
動車技術会発行「新編自動車工学便覧第7編」第1頁〜
第62頁等参照)。
燃料残量を検出する装置として、例えば、燃料タンク内
にフロートレバーを設け、該フロートレバーの燃料残量
に応じた揺動角度をポテンショメータによって検出する
ようにして燃料残量を検出するものがある(昭和58年5
月31日株式会社図書出社版発行「新編自動車工学ハンド
ブック」第10頁〜第71頁,昭和58年5月31日社団法人自
動車技術会発行「新編自動車工学便覧第7編」第1頁〜
第62頁等参照)。
しかしながら、このような従来の燃料残量検出装置にあ
っては、検出精度に誤差があり、正確な燃料残量の検出
ができなかった。
っては、検出精度に誤差があり、正確な燃料残量の検出
ができなかった。
また、液体中に透光性体を浸して該透光性体に光に入射
させ出射した光量を検出することによって液位を検出す
るようにしたものがある(特開昭54−118865号公報参
照)。即ち、透光性体の液中に浸されている部分では液
外の空気中にある部分より光の漏れ量が多くなることを
利用したものである。
させ出射した光量を検出することによって液位を検出す
るようにしたものがある(特開昭54−118865号公報参
照)。即ち、透光性体の液中に浸されている部分では液
外の空気中にある部分より光の漏れ量が多くなることを
利用したものである。
しかしながら、このものでは燃料等液の組成が異なるも
のの液位を検出する場合には、屈折率の相違により光の
漏れ量が異なるため、同一の液位に対して検出値が相違
してしまうという問題があった。
のの液位を検出する場合には、屈折率の相違により光の
漏れ量が異なるため、同一の液位に対して検出値が相違
してしまうという問題があった。
本発明は、このような従来の実状に鑑みなされたもの
で、光を利用した液位検出方式において、異なる組成を
有する液に対しても高精度で液位を検出できるようにし
た液位検出装置を提供することを目的とする。
で、光を利用した液位検出方式において、異なる組成を
有する液に対しても高精度で液位を検出できるようにし
た液位検出装置を提供することを目的とする。
〈問題点を解決するための手段〉 このため、本発明は、下部が液体を貯溜した容器内に臨
ませた透光性体を備えると共に、前記透光性体の上端部
に、該透光性体に光を入光させる入光手段と、透光性体
を透過した光を受光する受光手段とからなる光量検出手
段を、取付け形態を変えて複数系統備え、前記複数系統
の光量検出手段毎に透光性体が容器内の液中に浸される
量によって変化する前記受光手段からの受光量に応じた
出力信号を取り出し、これら出力信号に基づいて該液体
の組成を検出し、この組成に基づいて液位を検出するよ
うにしたことを特徴とする。
ませた透光性体を備えると共に、前記透光性体の上端部
に、該透光性体に光を入光させる入光手段と、透光性体
を透過した光を受光する受光手段とからなる光量検出手
段を、取付け形態を変えて複数系統備え、前記複数系統
の光量検出手段毎に透光性体が容器内の液中に浸される
量によって変化する前記受光手段からの受光量に応じた
出力信号を取り出し、これら出力信号に基づいて該液体
の組成を検出し、この組成に基づいて液位を検出するよ
うにしたことを特徴とする。
〈作用〉 透光性体の下部は液中に浸され、上部は空気中に触れて
いる。入光手段によって透光性体に入光した光は、該透
光性体を透過後出光手段から出光するが、その際透光性
体の屈折率と透光性体外側物質との屈折率の比によって
透光性体から外側物質へ漏れる光量の割合が決定され
る。このため、透光性体の液中に浸された下部と空気中
に面した上部とでは漏光割合が異なるので液位が変化す
ると透光性体を透過する光量が変化する。また、該光量
は液の組成によっても変化するが、光量検出手段を取付
け形態を変えて複数系統備えているので、各光量検出手
段からの検出値に基づいて液の組成が検出され、該組成
に基づいて液位を検出することができる。
いる。入光手段によって透光性体に入光した光は、該透
光性体を透過後出光手段から出光するが、その際透光性
体の屈折率と透光性体外側物質との屈折率の比によって
透光性体から外側物質へ漏れる光量の割合が決定され
る。このため、透光性体の液中に浸された下部と空気中
に面した上部とでは漏光割合が異なるので液位が変化す
ると透光性体を透過する光量が変化する。また、該光量
は液の組成によっても変化するが、光量検出手段を取付
け形態を変えて複数系統備えているので、各光量検出手
段からの検出値に基づいて液の組成が検出され、該組成
に基づいて液位を検出することができる。
〈実施例〉 以下、本発明を、内燃機関の燃料タンク内の燃料残量を
検出する燃料残量検出装置に適用した第1〜第8の各実
施例について説明する。
検出する燃料残量検出装置に適用した第1〜第8の各実
施例について説明する。
燃料タンク内部の構成を示す第1図において、燃料タン
ク1には燃料を注入するためのフィラーチューブ2と、
図示しない内燃機関に燃料を提供するためのアウトレッ
トチューブ3が取り付けられると共に、燃料タンク1の
頂壁と底壁との間及び頂壁から一部を突出させて本発明
に係る燃料残量検出装置(液位検出装置)4が取り付け
られている。
ク1には燃料を注入するためのフィラーチューブ2と、
図示しない内燃機関に燃料を提供するためのアウトレッ
トチューブ3が取り付けられると共に、燃料タンク1の
頂壁と底壁との間及び頂壁から一部を突出させて本発明
に係る燃料残量検出装置(液位検出装置)4が取り付け
られている。
前記燃料残量検出装置4の詳細を第2図に基づいて説明
する。
する。
燃料残量検出装置4は、燃料タンク1頂壁から突出して
設けられ入光手段と受光手段としての機能を有する入出
光部5と燃料タンク1の頂壁との間に設けられ透光性体
としての多モード光ファイバを備えるセンサ部6とで構
成され、入出光部5のケース本体7壁に形成されたフラ
ンジ部7aを燃料タンク1頂壁に固定して取り付けられ
る。
設けられ入光手段と受光手段としての機能を有する入出
光部5と燃料タンク1の頂壁との間に設けられ透光性体
としての多モード光ファイバを備えるセンサ部6とで構
成され、入出光部5のケース本体7壁に形成されたフラ
ンジ部7aを燃料タンク1頂壁に固定して取り付けられ
る。
入出光部5は、ケース7頂壁から突出して図示しない光
源に接続された一対の入光素子8,9と図示しない光電変
換器等に接続された一対の受光素子10,11を備える。一
対の受光端子8,9には、夫々多モード光ファイバ12,13が
ケース7内部に垂下して取り付けられ、これら多モード
光ファイバ12,13の下端は夫々ケース7内部に図示の如
く水平に対して45゜の角度を有して設けられた半透鏡
(一方向の光は透過させ、逆方向の光は反射させる)1
4,15の上方に臨ませて取り付けられ、一対の受光端子1
0,11には夫々多モード光ファイバ16,17の下端が前記半
透鏡14,15の下側に水平に臨ませて取り付けられてい
る。
源に接続された一対の入光素子8,9と図示しない光電変
換器等に接続された一対の受光素子10,11を備える。一
対の受光端子8,9には、夫々多モード光ファイバ12,13が
ケース7内部に垂下して取り付けられ、これら多モード
光ファイバ12,13の下端は夫々ケース7内部に図示の如
く水平に対して45゜の角度を有して設けられた半透鏡
(一方向の光は透過させ、逆方向の光は反射させる)1
4,15の上方に臨ませて取り付けられ、一対の受光端子1
0,11には夫々多モード光ファイバ16,17の下端が前記半
透鏡14,15の下側に水平に臨ませて取り付けられてい
る。
また、前記半透鏡14,15の下方には、それぞれ上端を臨
ませた多モード光ファイバ18,19(以下全てのファイバ
は多モード光ファイバであるがファイバと略記する)
が、ケース7底壁を貫通してセンサ部6の上部ケース20
内を垂下し、下端を上部ケース20底壁を貫通して取り付
けられている。ファイバ18,19は中間部が上部ケース20
壁との間にゴム材等からなる支持部材21によって支持さ
れており、一方のファイバ19は、コアの外周をクラッド
で被覆されている。その他のファイバ12,13,16,17,18は
コアのみで形成されている。
ませた多モード光ファイバ18,19(以下全てのファイバ
は多モード光ファイバであるがファイバと略記する)
が、ケース7底壁を貫通してセンサ部6の上部ケース20
内を垂下し、下端を上部ケース20底壁を貫通して取り付
けられている。ファイバ18,19は中間部が上部ケース20
壁との間にゴム材等からなる支持部材21によって支持さ
れており、一方のファイバ19は、コアの外周をクラッド
で被覆されている。その他のファイバ12,13,16,17,18は
コアのみで形成されている。
前記一方のファイバ18の下方には、全反射鏡22が上部ケ
ース20底壁に固定して取り付けられ、他方のファイバ19
の下端には、下部ケース23内に収納され、二重螺旋状に
巻回されたファイバ24の上端が突き合わせ接合され、フ
ァイバ24の下端は下部ケース23底壁を貫通してその下方
に設けられた全反射鏡25に臨ませてある。
ース20底壁に固定して取り付けられ、他方のファイバ19
の下端には、下部ケース23内に収納され、二重螺旋状に
巻回されたファイバ24の上端が突き合わせ接合され、フ
ァイバ24の下端は下部ケース23底壁を貫通してその下方
に設けられた全反射鏡25に臨ませてある。
上部ケース20及び下部ケース23の周壁には、夫々内部に
燃焼を導入させるための多数の孔20a,23aが設けられ、
これにより、ケース20,23内部の燃料液面は等しく保た
れる。
燃焼を導入させるための多数の孔20a,23aが設けられ、
これにより、ケース20,23内部の燃料液面は等しく保た
れる。
前記ファイバ24はコアのみで形成されており、燃料タン
ク1の最下部に位置して通常は全体が燃料に浸漬され
る。
ク1の最下部に位置して通常は全体が燃料に浸漬され
る。
次に、本実施例の作用を説明する。
まず、基本的な構成を示す第3図及び第4図を用いて説
明すると、ファイバのコアの一端から光を入光させる
と、第3図に示すように光はコアの内部を反射しながら
伝播する。この時光の一部は屈折によって外部の媒体に
漏れるため、光ファイバの入力光量に比べ他端での出力
光量は減衰する。この屈折による漏れ量はファイバのコ
アと外側の媒体の絶対屈折率の比で決まり、同一のファ
イバのコアにおいては外側の媒体の種類によって決ま
る。
明すると、ファイバのコアの一端から光を入光させる
と、第3図に示すように光はコアの内部を反射しながら
伝播する。この時光の一部は屈折によって外部の媒体に
漏れるため、光ファイバの入力光量に比べ他端での出力
光量は減衰する。この屈折による漏れ量はファイバのコ
アと外側の媒体の絶対屈折率の比で決まり、同一のファ
イバのコアにおいては外側の媒体の種類によって決ま
る。
ある媒体にあるファイバのコアがあり、このコアの単位
長さ当りの入力光量に対して、屈折によって外側の媒体
に漏れる光量の割合(以下「屈折漏光割合」という)を
qとすると、この媒体中の長さlのコアの一端に光量Q
INの光を入光した場合、他方からの出力光量QOUTは次式
により求められる。
長さ当りの入力光量に対して、屈折によって外側の媒体
に漏れる光量の割合(以下「屈折漏光割合」という)を
qとすると、この媒体中の長さlのコアの一端に光量Q
INの光を入光した場合、他方からの出力光量QOUTは次式
により求められる。
QOUT=(1−q)lOIN ……(1) 次に、第4図に示すように、コアが2種類の媒体1,2に
またがっている場合を考える。媒体1,2における「屈折
漏光割合」をq1,q2、コアの媒体1,2に中の長さをl1,l2
とする。
またがっている場合を考える。媒体1,2における「屈折
漏光割合」をq1,q2、コアの媒体1,2に中の長さをl1,l2
とする。
媒体1のコア端から光量QINの光を入光すると、媒体1,2
の境界面での光量は(1−q1)L1QINとなり、この光量
の光がさらに媒体2側のコアを通過するため結局コアの
他端の出力光量QOUTは、 QOUT=(1−q1)l 1・(1−q2)l 2QIN ……(2) となる。よって、q1,q2が既知であり、またコアの長さl
1+l2が一定が既知であれば、入出力光量の比から媒体
1,2の境界面の位置(l1ないしl2)を求めることができ
る。
の境界面での光量は(1−q1)L1QINとなり、この光量
の光がさらに媒体2側のコアを通過するため結局コアの
他端の出力光量QOUTは、 QOUT=(1−q1)l 1・(1−q2)l 2QIN ……(2) となる。よって、q1,q2が既知であり、またコアの長さl
1+l2が一定が既知であれば、入出力光量の比から媒体
1,2の境界面の位置(l1ないしl2)を求めることができ
る。
ここで、媒体が空気の場合は、コアの形状により屈折漏
光割合qAは予め知ることができるが、媒体が燃料の場合
は燃料の性状により屈折漏光割合qFは異なる。
光割合qAは予め知ることができるが、媒体が燃料の場合
は燃料の性状により屈折漏光割合qFは異なる。
したがって、燃料のみを媒体とするファイバの入出光量
比を求めれば(1)式より燃料の屈曲漏光割合qFを求め
られ、一方、空気と燃料とを媒体とするファイバの入出
力光量比を求めればqAとqFが既知であるため、媒体の境
界下面の位置即ち燃料液位を検出することができる。
比を求めれば(1)式より燃料の屈曲漏光割合qFを求め
られ、一方、空気と燃料とを媒体とするファイバの入出
力光量比を求めればqAとqFが既知であるため、媒体の境
界下面の位置即ち燃料液位を検出することができる。
また、予め燃料の性状(異種類の燃料の混合比)と屈折
漏光割合qFとの関係を調べておけば、qFを求めることに
よって燃料の性状を知ることができる。
漏光割合qFとの関係を調べておけば、qFを求めることに
よって燃料の性状を知ることができる。
本実施例は、以上の原理に基づいて燃料液位と燃料性状
を求めるようにしたものである。
を求めるようにしたものである。
本実施例の光ファイバ部分の長さを模式的に第5図に示
す。入光端子8,9への既知の入力光量をQ1IN,Q2IN、出力
端子10,11からの出力光量をQ1OUT,Q2OUT、ファイバ18,1
9の長さをl0、同じく燃料タンク1底壁から燃料液面ま
での高さをl1、ファイバ24の展開した長さをl2、半透鏡
24のファイバ12からファイバ18への光の透過率をα11、
同じくファイバ18からファイバ16への反射率をα12、半
透鏡15のファイバ13からファイバ19への光の透過率をα
21、同じくファイバ19からファイバ17への光の反射率を
α22、全反射鏡22,25の光の反射率を夫々β1,β2、フ
ァイバのコアから空気中への屈折漏光割合をqA、同じく
燃料中への屈折漏光割合をqFとする。
す。入光端子8,9への既知の入力光量をQ1IN,Q2IN、出力
端子10,11からの出力光量をQ1OUT,Q2OUT、ファイバ18,1
9の長さをl0、同じく燃料タンク1底壁から燃料液面ま
での高さをl1、ファイバ24の展開した長さをl2、半透鏡
24のファイバ12からファイバ18への光の透過率をα11、
同じくファイバ18からファイバ16への反射率をα12、半
透鏡15のファイバ13からファイバ19への光の透過率をα
21、同じくファイバ19からファイバ17への光の反射率を
α22、全反射鏡22,25の光の反射率を夫々β1,β2、フ
ァイバのコアから空気中への屈折漏光割合をqA、同じく
燃料中への屈折漏光割合をqFとする。
前記qAは予め調べてあり既知であるが、qFは2種の燃料
(例えばガソリンとアルコール、レギュラーガソリンと
ハイオクタンガソリン)の混合比によって変化する。
(例えばガソリンとアルコール、レギュラーガソリンと
ハイオクタンガソリン)の混合比によって変化する。
この混合比とqFとの第6図に示すような関係が予め調べ
られている。以上既知の値及び関係式は、後述するよう
にこの燃料残量検出装置の出力装置に基づいて燃料残
量,混合比を演算するマイクロコンピュータのメモリに
記憶されている。
られている。以上既知の値及び関係式は、後述するよう
にこの燃料残量検出装置の出力装置に基づいて燃料残
量,混合比を演算するマイクロコンピュータのメモリに
記憶されている。
また、ファイバ19は、コアがクラッドで被覆しているた
め、空気中,燃料中共屈折漏光割合はゼロである。
め、空気中,燃料中共屈折漏光割合はゼロである。
以下、一連の作用を説明すると、図示しない光源から入
光端子8に入光された光は、ファイバ12,半透鏡14,ファ
イバ18を経て全反射鏡22に至り該全反射鏡22で反射さ
れ、ファイバ18を経た後半透鏡14により反射され、ファ
イバ16を経て出力端子10から出光される。
光端子8に入光された光は、ファイバ12,半透鏡14,ファ
イバ18を経て全反射鏡22に至り該全反射鏡22で反射さ
れ、ファイバ18を経た後半透鏡14により反射され、ファ
イバ16を経て出力端子10から出光される。
一方、同様に入光端子9に入光された光は、ファイバ1
3,半透鏡15,ファイバ19,24を経て全反射鏡25に至り、全
反射鏡25で反射され、ファイバ19を経た後半透鏡15によ
り反射され、ファイバ17を経て出光端子11から出光され
る。
3,半透鏡15,ファイバ19,24を経て全反射鏡25に至り、全
反射鏡25で反射され、ファイバ19を経た後半透鏡15によ
り反射され、ファイバ17を経て出光端子11から出光され
る。
両者の光路において、ファイバから媒体への屈折漏光,
半透鏡及び全反射鏡での反射,透過による減衰を考慮す
ると、出力光量Q1OUT,Q2OUTは次のようになる。
半透鏡及び全反射鏡での反射,透過による減衰を考慮す
ると、出力光量Q1OUT,Q2OUTは次のようになる。
Q1OUT=α11・α12・β1・(1−qA)2( l 0- l 1) ・(1−qF)2 l 1・Q1IN ……(3) Q2OUT=α21・α22・β2・(1−qF)2 l 2・Q2IN ……
(4) そして、出力端子10,11に接続される図示しない光電変
換器により前記光量Q1OUT,Q2OUTを電気信号に変換して
同じく図示しないマイクロコンピュータに入力させ、マ
イクロコンピュータは、以下の演算処理を行って燃料残
量(液位)及び燃料の性状(2種の燃料の混合比)を求
める。
(4) そして、出力端子10,11に接続される図示しない光電変
換器により前記光量Q1OUT,Q2OUTを電気信号に変換して
同じく図示しないマイクロコンピュータに入力させ、マ
イクロコンピュータは、以下の演算処理を行って燃料残
量(液位)及び燃料の性状(2種の燃料の混合比)を求
める。
まず、(4)式により燃料への屈折漏光割合qFが求めら
れる。
れる。
このqFと(3)式より燃料の液位l1すなわち燃料残量が
求められる また、qFと第6図に示した関係式(メモリにマップとし
て記憶)とにより2種の燃料の混合比が求められる。
求められる また、qFと第6図に示した関係式(メモリにマップとし
て記憶)とにより2種の燃料の混合比が求められる。
このようにして、光量によって燃料残量を求めることが
できるため、精度が向上し接点不良等による誤検出もな
くなって信頼性にも優れる。
できるため、精度が向上し接点不良等による誤検出もな
くなって信頼性にも優れる。
また、異種燃料の混合比に応じて燃料噴射制御等のパラ
メータを変化させるような機関にあっては、混合比を同
時に検出できるため、専用の検出手段を設ける必要がな
く、コスト性,コンパクト性でも有利である。
メータを変化させるような機関にあっては、混合比を同
時に検出できるため、専用の検出手段を設ける必要がな
く、コスト性,コンパクト性でも有利である。
第7図は前記実施例においてファイバ19をクラッドのな
いファイバ19′に変更した実施例(第2実施例)のファ
イバ部分の模式図を示す。
いファイバ19′に変更した実施例(第2実施例)のファ
イバ部分の模式図を示す。
光の経路は、第1の実施例と同様であるが、本実施例で
は光がファイバ19′を通過する際にも屈折漏光が起き
る。
は光がファイバ19′を通過する際にも屈折漏光が起き
る。
この場合の各出光端子10,11からの出力光量は、Q1OUTは
(3)式と同じであり、Q2OUTは次のようになる。
(3)式と同じであり、Q2OUTは次のようになる。
Q2OUT=α21・α22・β2(1−qA)2( l 0- l 1) ・(1−qF)2( l 1+ l 2)・Q2IN ……(5) (1),(5)式から、 このqFを用いて、前記(4)式から燃料の流位l1が求め
られ、また、第6図の関係式から2種の燃料の混合比が
求められる。
られ、また、第6図の関係式から2種の燃料の混合比が
求められる。
第8図は、第3の実施例の構成を示し、入出力光部にお
いて1個の入力端子8と2個の出力端子10,31とを備え
る。入光端子8にファイバ12が接続され、その下方に半
透鏡14を介してファイバ18が接続され、一方の出光端子
10に接続された16の下端を半透鏡14の下側に水平に臨ま
せた構成部分については第1,第2実施例と同様である
(同一符号を付してある)。
いて1個の入力端子8と2個の出力端子10,31とを備え
る。入光端子8にファイバ12が接続され、その下方に半
透鏡14を介してファイバ18が接続され、一方の出光端子
10に接続された16の下端を半透鏡14の下側に水平に臨ま
せた構成部分については第1,第2実施例と同様である
(同一符号を付してある)。
前記ファイバ18下端の下方には、半透鏡(一部の光を透
過させ、残りは反射させる)32が水平に設けられ、その
下方に2重螺旋状のファイバ33の一端を臨ませ、該ファ
イバ33の他端は、出力端子31に上端が接続されたファイ
バ34の下端に突き合わせて接続してある。
過させ、残りは反射させる)32が水平に設けられ、その
下方に2重螺旋状のファイバ33の一端を臨ませ、該ファ
イバ33の他端は、出力端子31に上端が接続されたファイ
バ34の下端に突き合わせて接続してある。
尚、前記ファイバ34は、コアをクラッドで被覆してあ
り、他のファイバはコアのみで構成されている。
り、他のファイバはコアのみで構成されている。
その他の構成については第3,第4実施例と同様であり、
同一符号を付してある。
同一符号を付してある。
第9図は、前記第3実施例のファイバ部分の模式図を示
す。
す。
光の経路を説明すると、入光端子8に入光された光は、
ファイバ12,半透鏡14を経てファイバ18から半透鏡32に
至り、一部は半透鏡32に反射させてファイバ18から半透
鏡14に至り、半透鏡14に反射され、ファイバ16を経て一
方の出光端子10から出光される。
ファイバ12,半透鏡14を経てファイバ18から半透鏡32に
至り、一部は半透鏡32に反射させてファイバ18から半透
鏡14に至り、半透鏡14に反射され、ファイバ16を経て一
方の出光端子10から出光される。
また、半透鏡32に至った光の残りは、半透鏡32を透過し
てファイバ33,34を経て他方の出力端子31から出光され
る。屈折漏光はファイバ18,33で起きる。
てファイバ33,34を経て他方の出力端子31から出光され
る。屈折漏光はファイバ18,33で起きる。
入光端子8からの入力光量をQIN,半透鏡14の透過率をα
1,反射率をα2,半透鏡32の光の透過率を(1−β)、反
射率をβとすると、各出力端子10,31からの出力光量Q
1OUT,Q2OUTは次式で求められる。
1,反射率をα2,半透鏡32の光の透過率を(1−β)、反
射率をβとすると、各出力端子10,31からの出力光量Q
1OUT,Q2OUTは次式で求められる。
Q1OUT=α1・α2・β(1−qA)2( l 0- l 1) ・(1−qF)2 l 1・QIN ……(7) Q2OUT=α1(1−β)(1−qA)( l 0- l 1) ・(1−qF)( l 1+ l 2)・QIN ……(8) これら(7),(8)式より燃料の屈折漏光割合qFは、 となり、又、燃料の液位l1は、 となる。
したがって、本実施例においても燃料残量及び2種の燃
料の混合比を検出できる。
料の混合比を検出できる。
第10図は、前記第3実施例においてファイバ34をクラッ
ドのないファイバ34′に変更した第6実施例のファイバ
部分の模式図とする。
ドのないファイバ34′に変更した第6実施例のファイバ
部分の模式図とする。
光の経路は第5実施例と同一であるが、光がファイバ3
4′を通過する際にも「屈折漏光」が起きる。
4′を通過する際にも「屈折漏光」が起きる。
出力端子10からの出力光量Q1OUTは(7)式と同一であ
るが、出力端子31からの出力光量Q2OUTは次式のように
なる。
るが、出力端子31からの出力光量Q2OUTは次式のように
なる。
Q2OUT=α1・(1−β)・(1−qA)2( l 0- l 1) ・(1−qF)(2 l 1+ l 2)・QIN ……(11) (7),(11)式より、燃料の屈折漏光割合qFは となり、燃料の液位l1は、(10)式から求められる。
したがって、本実施例においても燃料残量,2種類の燃料
の混合比を検出できる。
の混合比を検出できる。
第11図は第5の実施例を示し、硬質ゴムあるいはプラス
チック樹脂等からなる支柱41は、上端部及び下端部が相
対的に大径で、これらの間が相対的に小径の段付円柱形
状を有している。該支柱41の外周には、薄肉円筒に多数
の孔42aを開いて格子状とした形状のカバー42を冠せ、
その上端部と下端部を夫々支柱41の上端部と下端部に嵌
合して固定してある。
チック樹脂等からなる支柱41は、上端部及び下端部が相
対的に大径で、これらの間が相対的に小径の段付円柱形
状を有している。該支柱41の外周には、薄肉円筒に多数
の孔42aを開いて格子状とした形状のカバー42を冠せ、
その上端部と下端部を夫々支柱41の上端部と下端部に嵌
合して固定してある。
支柱41及びカバー42の上端部は、燃料タンク1の頂壁か
ら突出し、下端部は底壁に当接して固定される。支柱41
の頂壁には、1個の入光端子43と2個の出光端子44,45
とが固定され、上端を入光端子43に接続したファイバ46
の下端を水平に対して45゜に設けられた半透鏡47の上方
に臨ませ、出光端子44に上端を接続したファイバ48の下
端を半透鏡47の下側に水平に臨ませてある。前記半透鏡
47の下方に上端を臨ませ支柱41の外周に螺旋状に巻回し
たファイバ49の下端を支柱41の中間内部で半透鏡50の一
面に直角に対向して臨ませてある。
ら突出し、下端部は底壁に当接して固定される。支柱41
の頂壁には、1個の入光端子43と2個の出光端子44,45
とが固定され、上端を入光端子43に接続したファイバ46
の下端を水平に対して45゜に設けられた半透鏡47の上方
に臨ませ、出光端子44に上端を接続したファイバ48の下
端を半透鏡47の下側に水平に臨ませてある。前記半透鏡
47の下方に上端を臨ませ支柱41の外周に螺旋状に巻回し
たファイバ49の下端を支柱41の中間内部で半透鏡50の一
面に直角に対向して臨ませてある。
また、前記半透鏡50の他面に一端を直角に対向して臨ま
せ、支柱41の外周に螺旋状に巻回したファイバ51の他端
を支柱41の中心を通して他方の出光端子45に接続してあ
る。
せ、支柱41の外周に螺旋状に巻回したファイバ51の他端
を支柱41の中心を通して他方の出光端子45に接続してあ
る。
尚、これら入出光端子,ファイバ,半透鏡は、支柱41と
共に一体に成形される。
共に一体に成形される。
このものの作用を説明すると、ファイバ49,51の支柱41
に螺旋状に巻回された部分は、断面の内側部分は支柱41
に接しており、光が漏れることはないが、外側半分は燃
料ないし空気に接しており光が漏れる。
に螺旋状に巻回された部分は、断面の内側部分は支柱41
に接しており、光が漏れることはないが、外側半分は燃
料ないし空気に接しており光が漏れる。
第12図はファイバ部分の模式図を示し、ファイバ49の螺
旋部分の展開した長さをl0−l12、同じくファイバ51の
螺旋部分の展開した長さはl12、ファイバ49,51の燃料に
面した螺旋部分を展開した長さをl11+l12とし、半透鏡
47のファイバ46からファイバ49への光の透過率をα1,フ
ァイバ49からファイバ48への光の反射率をα2,半透鏡50
のファイバ49からファイバ51への光の透過率を1−β,
ファイバ49からファイバ49への光の反射率をβとする。
尚、ファイバ46及びファイバ51の燃料に面しない部分は
支柱41内にあるため、屈折漏光割合はゼロである。
旋部分の展開した長さをl0−l12、同じくファイバ51の
螺旋部分の展開した長さはl12、ファイバ49,51の燃料に
面した螺旋部分を展開した長さをl11+l12とし、半透鏡
47のファイバ46からファイバ49への光の透過率をα1,フ
ァイバ49からファイバ48への光の反射率をα2,半透鏡50
のファイバ49からファイバ51への光の透過率を1−β,
ファイバ49からファイバ49への光の反射率をβとする。
尚、ファイバ46及びファイバ51の燃料に面しない部分は
支柱41内にあるため、屈折漏光割合はゼロである。
入光端子43から入光された光はファイバ46,半透鏡47,フ
ァイバ49を経て半透鏡50に至り、一部は反射されファイ
バ49を経て半透鏡47に反射された後、ファイバ48を経て
出光端子44から出光される。
ァイバ49を経て半透鏡50に至り、一部は反射されファイ
バ49を経て半透鏡47に反射された後、ファイバ48を経て
出光端子44から出光される。
また、半透鏡50を透過した光は、ファイバ51を経て出力
端子45から出光される。
端子45から出光される。
両出光端子44,45からの出力光量Q1OUT,Q2OUTは次式で示
される。
される。
Q1OUT=α1・α2・β(1−qA)2( l 0- l 11- l 12) ・(1−qF)2 l 12・QIN ……(13) Q2OUT=α1・(1−β)・(1−qA)( l 0- l 11- l 1) ・(1−qF)( l 11+ l 12)・QIN ……(14) (13),(14)式により、 このqFと(13)式より、燃料の液位を示す値となるl11
+l12は、 したがって、本実施例においても燃料残量と2種の燃料
の混合比が求められる。
+l12は、 したがって、本実施例においても燃料残量と2種の燃料
の混合比が求められる。
そして、本実施例ではファイバ49,51が支柱41の外周に
螺旋状に巻回して形成することにより、支柱41の長手方
向の長さに比べて展開長さを著しく長くすることができ
る。
螺旋状に巻回して形成することにより、支柱41の長手方
向の長さに比べて展開長さを著しく長くすることができ
る。
このため液位の変化に対する出力光量の変化が大きくな
り、測定精度を向上させることができる。
り、測定精度を向上させることができる。
また、ファイバを支柱41と一体成形することによって強
度を向上させることができる。
度を向上させることができる。
第13図は第6の実施例を示し、第7の実施例において、
ファイバ49の下端を支柱41の下端部付近に位置させるよ
うにファイバ49′の長さを増大すると共に、このファイ
バ49′の下端に一端が半透鏡50′を介して対向し、他端
が出光端子45に接続されるファイバ51′の中間大部分を
支柱41の下端部上面に渦巻状に形成して長さを稼ぐよう
にしたものである。
ファイバ49の下端を支柱41の下端部付近に位置させるよ
うにファイバ49′の長さを増大すると共に、このファイ
バ49′の下端に一端が半透鏡50′を介して対向し、他端
が出光端子45に接続されるファイバ51′の中間大部分を
支柱41の下端部上面に渦巻状に形成して長さを稼ぐよう
にしたものである。
第14図はファイバ部分の模式図を示す。
ファイバ49′の展開された長さをl0,液中部分の長さをl
1,ファイバ51′の渦巻部分の展開長さをl2とすると、 Q1OUT=α1・α2・β(1−qA)2( l 0- l 1) ・(1−qF)2 l 1・QIN ……(17) Q2OUT=α1・(1−β)・(1−qA)(L0-L1) ・(1−qF)( l 1+ l 2)・QIN ……(18) (17),(18)式により、 が得られ、これにより燃料残量,2種の燃料の混合比を求
められる。
1,ファイバ51′の渦巻部分の展開長さをl2とすると、 Q1OUT=α1・α2・β(1−qA)2( l 0- l 1) ・(1−qF)2 l 1・QIN ……(17) Q2OUT=α1・(1−β)・(1−qA)(L0-L1) ・(1−qF)( l 1+ l 2)・QIN ……(18) (17),(18)式により、 が得られ、これにより燃料残量,2種の燃料の混合比を求
められる。
〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば取付け形態を変え
て複数備えた光量検出手段の各投光性体を透過する光量
により液の組成を検出し、該組成に基づいて液位を検出
する構成としたため、燃料等組成の異なる液に対しても
高精度に液位を検出することができ、かつ、液中又は液
面近傍のセンサ部を通電する必要がなく、センサ部の腐
食が防止されて耐久性を向上できると共に、通常のフロ
ート等を用いた機械式のものに比べてもコンパクトな構
造となって取付スペースが小さくて済むためレイアウト
性にも優れる等種々の特長を備える。
て複数備えた光量検出手段の各投光性体を透過する光量
により液の組成を検出し、該組成に基づいて液位を検出
する構成としたため、燃料等組成の異なる液に対しても
高精度に液位を検出することができ、かつ、液中又は液
面近傍のセンサ部を通電する必要がなく、センサ部の腐
食が防止されて耐久性を向上できると共に、通常のフロ
ート等を用いた機械式のものに比べてもコンパクトな構
造となって取付スペースが小さくて済むためレイアウト
性にも優れる等種々の特長を備える。
【図面の簡単な説明】 第1図は第1図は本発明の第1実施例の全体構成を示す
図、第2図(A)は第1の実施例の構成を示す要部断面
図、同図(B)は(A)のA−A断面図、第3図及び第
4図は夫々本発明の作動原理を説明するための図、第5
図は第1実施例のファイバ部分の模式図、第6図は2種
の燃料の混合比に対する燃料中への屈折漏光割合を示す
線図、第7図は第2実施例のファイバ部分の模式図、第
8図は第3実施例の構成を示す要部断面図、第9図は第
3実施例のファイバ部分の模式図、第10図は第4実施例
のファイバ部分の模式図、第11図(A)は第5実施例の
要部断面図、同図(B)は同図(A)のB−B断面図、
第12図は第6実施例のファイバ部分の模式図、第13図
(A)は第7実施例の要部断面図、同図(B)は同図
(A)のC−C断面図、第14図は第8実施例のファイバ
部分の模式図である。 4……燃料残量検出装置、5……入出光部、6……セン
サ部、8,9……入光端子、10,11……出光端子、12,13,1
6,17,18,19,19′,24……多モード光ファイバ、14,15…
…半透鏡、22,25……全反射鏡、31……出光端子、32…
…半透鏡、33,34,34′……多モード光ファイバ、43……
入光端子、44,45……出光端子、46,48,49,49′,51,51′
……多モード光ファイバ、47,50……半透鏡
図、第2図(A)は第1の実施例の構成を示す要部断面
図、同図(B)は(A)のA−A断面図、第3図及び第
4図は夫々本発明の作動原理を説明するための図、第5
図は第1実施例のファイバ部分の模式図、第6図は2種
の燃料の混合比に対する燃料中への屈折漏光割合を示す
線図、第7図は第2実施例のファイバ部分の模式図、第
8図は第3実施例の構成を示す要部断面図、第9図は第
3実施例のファイバ部分の模式図、第10図は第4実施例
のファイバ部分の模式図、第11図(A)は第5実施例の
要部断面図、同図(B)は同図(A)のB−B断面図、
第12図は第6実施例のファイバ部分の模式図、第13図
(A)は第7実施例の要部断面図、同図(B)は同図
(A)のC−C断面図、第14図は第8実施例のファイバ
部分の模式図である。 4……燃料残量検出装置、5……入出光部、6……セン
サ部、8,9……入光端子、10,11……出光端子、12,13,1
6,17,18,19,19′,24……多モード光ファイバ、14,15…
…半透鏡、22,25……全反射鏡、31……出光端子、32…
…半透鏡、33,34,34′……多モード光ファイバ、43……
入光端子、44,45……出光端子、46,48,49,49′,51,51′
……多モード光ファイバ、47,50……半透鏡
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 康雄 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 宮崎 孝雄 東京都千代田区丸の内1丁目1番2号 日 本鋼管株式會社内 (72)発明者 山田 善郎 東京都千代田区丸の内1丁目1番2号 日 本鋼管株式會社内 (56)参考文献 特開 昭54−118865(JP,A)
Claims (1)
- 【請求項1】液体を貯留した容器内に臨ませた透光性体
を備えると共に、前記透光性体の上端部に、該透光性体
に光を入光させる入光手段と、透光性体を透過した光を
受光する受光手段からなる光量検出手段を、取付け形態
を変えて複数系統備え、 前記複数系統の光量検出手段毎に透光性体が容器内の液
中に浸される量によって変化する前記受光手段からの受
光量に応じた出力信号を取り出し、これら出力信号に基
づいて該液体の組成を検出し、この組成に基づいて液位
を検出するようにしたことを特徴とする液位検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61146814A JPH0781899B2 (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 液位検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61146814A JPH0781899B2 (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 液位検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS635220A JPS635220A (ja) | 1988-01-11 |
| JPH0781899B2 true JPH0781899B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=15416131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61146814A Expired - Lifetime JPH0781899B2 (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 液位検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0781899B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6271792U (ja) * | 1985-10-21 | 1987-05-08 | ||
| CN107757994A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-03-06 | 山东荣粮机械设备有限公司 | 一种智能粮食打包机 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0003566A1 (de) * | 1978-02-03 | 1979-08-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Füllstandsanzeiger |
-
1986
- 1986-06-25 JP JP61146814A patent/JPH0781899B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS635220A (ja) | 1988-01-11 |
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