JPS6318247A - 燃料成分検出装置 - Google Patents
燃料成分検出装置Info
- Publication number
- JPS6318247A JPS6318247A JP16267186A JP16267186A JPS6318247A JP S6318247 A JPS6318247 A JP S6318247A JP 16267186 A JP16267186 A JP 16267186A JP 16267186 A JP16267186 A JP 16267186A JP S6318247 A JPS6318247 A JP S6318247A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- fuel
- refractive index
- temperature
- light guide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
- G01N21/43—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length by measuring critical angle
- G01N21/431—Dip refractometers, e.g. using optical fibres
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は燃料成分検出装置の改良に係り、詳しくは、温
度の変化によっても、正確に燃料成分の検出ができる燃
料成分検出装置に関する。これは、例えば自動車用燃料
などの成分検出の分野で利用される。
度の変化によっても、正確に燃料成分の検出ができる燃
料成分検出装置に関する。これは、例えば自動車用燃料
などの成分検出の分野で利用される。
国内では自動市川燃料に無鉛プレミアムとレギュラーと
が使用されているが、コーロノパにおいてはガソリンに
少量のメタノールまたはエタノールなどのアルコール成
分を混合したものが実用に供されている。したがって、
近い将来、我が国においても石油の代替燃料として最有
力視されているメタノールが自動車用燃料としてガソリ
ンや軽油に混合されるようになることが確実視されてい
る。
が使用されているが、コーロノパにおいてはガソリンに
少量のメタノールまたはエタノールなどのアルコール成
分を混合したものが実用に供されている。したがって、
近い将来、我が国においても石油の代替燃料として最有
力視されているメタノールが自動車用燃料としてガソリ
ンや軽油に混合されるようになることが確実視されてい
る。
このような燃料成分多様化の実態は地域によって様々で
あり、自動車メーカーは仕向地別にエンジンの点火タイ
ミングなどを調整することにより対処している。しかし
、同一地域においても上記多様化が進行しつつある現状
では、エンジンに充分な調整を施すことができない場合
があり、そのため種々のトラブルが発生している。した
がって、このような燃料成分の多様化に対応できるワイ
ドレンジフューエルエンジンの開発は必須とされ、それ
に伴い燃料成分を検出できるコンパクトなセンサーの開
発が必要となっている。
あり、自動車メーカーは仕向地別にエンジンの点火タイ
ミングなどを調整することにより対処している。しかし
、同一地域においても上記多様化が進行しつつある現状
では、エンジンに充分な調整を施すことができない場合
があり、そのため種々のトラブルが発生している。した
がって、このような燃料成分の多様化に対応できるワイ
ドレンジフューエルエンジンの開発は必須とされ、それ
に伴い燃料成分を検出できるコンパクトなセンサーの開
発が必要となっている。
このような現状の下に、ガソリン燃料の成分の迎いに応
じて光の屈折率が変化することを利用した燃料成分検出
装置が、第４Ｉ国際アルコール燃料技術シンポジウム（
ＩＶ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉ−
ｕｍ Ａｌｃｏｈｏｌ Ｆｕｅｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙ、開催国−ブラジル、開催時期−１９８０年１０月５
〜８日）の議事録筒１１（ｖｏｌ、Ｉ ）の８ ２．４
９’ｌに発表されている。
じて光の屈折率が変化することを利用した燃料成分検出
装置が、第４Ｉ国際アルコール燃料技術シンポジウム（
ＩＶ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉ−
ｕｍ Ａｌｃｏｈｏｌ Ｆｕｅｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙ、開催国−ブラジル、開催時期−１９８０年１０月５
〜８日）の議事録筒１１（ｖｏｌ、Ｉ ）の８ ２．４
９’ｌに発表されている。
この燃料成分検出Ｗ置は、燃料中に浸される透明な導光
路と、該導光路の一端に光を入射する発光部と、該導光
路の他端から出る光を受光する受光部とよりなり、受光
量の多少により燃料の成分を検出するものである。すな
わち、発光部から出た光は、導光路と燃料の界面で反射
と屈折を繰り返しながら、受光部に到達するので、受光
部の受光量が燃料の屈折率に応じて変化することを利用
し、屈折率の変化に寄与する燃料中の成分の多少を検出
するものである。
路と、該導光路の一端に光を入射する発光部と、該導光
路の他端から出る光を受光する受光部とよりなり、受光
量の多少により燃料の成分を検出するものである。すな
わち、発光部から出た光は、導光路と燃料の界面で反射
と屈折を繰り返しながら、受光部に到達するので、受光
部の受光量が燃料の屈折率に応じて変化することを利用
し、屈折率の変化に寄与する燃料中の成分の多少を検出
するものである。
上記のような従来の検出装置では、燃料の屈折率自体温
度によって変化する一方、導光路の屈折率も変化し、温
度の上昇に伴い導光路の屈折率に対する燃料の屈折率の
比率が小さくなる。したがって、温度の上昇により導光
路から光が洩れにくくなり、受光量が増加していわゆる
温度ドリフトが発生する。
度によって変化する一方、導光路の屈折率も変化し、温
度の上昇に伴い導光路の屈折率に対する燃料の屈折率の
比率が小さくなる。したがって、温度の上昇により導光
路から光が洩れにくくなり、受光量が増加していわゆる
温度ドリフトが発生する。
ところで、燃料成分を検出するには、高い精度で燃料の
屈折率を検出しなければならないため、光電変換素子な
どで形成される受光部の感度を高める必要がある。しか
し、受光部の検出感度を高めると上記の温度ドリフトは
増大し、検出精度に影響する。そこで、従来はサーミス
タなどの温度検知素子を用いて受光部の温度を検出し、
マイクロコンピュータなどで温度ドリフトを補正してい
た。ところが、可燃性の燃料にサーミスタなどの半導体
を近接または接触させることは、防爆や耐腐食性の点か
ら適切でなく、また、装置自体が複雑化しかつ大型で高
価なものとなるという３′！ｆ点があった。
屈折率を検出しなければならないため、光電変換素子な
どで形成される受光部の感度を高める必要がある。しか
し、受光部の検出感度を高めると上記の温度ドリフトは
増大し、検出精度に影響する。そこで、従来はサーミス
タなどの温度検知素子を用いて受光部の温度を検出し、
マイクロコンピュータなどで温度ドリフトを補正してい
た。ところが、可燃性の燃料にサーミスタなどの半導体
を近接または接触させることは、防爆や耐腐食性の点か
ら適切でなく、また、装置自体が複雑化しかつ大型で高
価なものとなるという３′！ｆ点があった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、
温度の変化によっても、正確に燃料成分の検出ができる
燃料成分検出装置を提供することを目的とする。
温度の変化によっても、正確に燃料成分の検出ができる
燃料成分検出装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明の手段は、燃料に接す
る導光路の一端に発光部が、他端に受光部が設けられた
燃料成分検出装置であって、上記導光路が第一部材とそ
れに連結される第二部材とからなり、第二部材の屈折率
は温度の上昇に伴い、上記第一部材の屈折率との差が大
きくなるように変化するものであることである。
る導光路の一端に発光部が、他端に受光部が設けられた
燃料成分検出装置であって、上記導光路が第一部材とそ
れに連結される第二部材とからなり、第二部材の屈折率
は温度の上昇に伴い、上記第一部材の屈折率との差が大
きくなるように変化するものであることである。
発光部から導光路に入射される光が、温度の上昇による
第一部材に対する燃料の屈折率比の低下によりその洩れ
量が少なくなり、導光路内の光量が増す。一方、第二部
材の屈折率は温度の上昇に伴い第一部材との差が大きく
なるように変化し、・ その境界面での反射率が増大す
る。
第一部材に対する燃料の屈折率比の低下によりその洩れ
量が少なくなり、導光路内の光量が増す。一方、第二部
材の屈折率は温度の上昇に伴い第一部材との差が大きく
なるように変化し、・ その境界面での反射率が増大す
る。
したがって、温度の上昇による光量の増加分を第一部材
と第二部材の境界面で反射させ、受光部に到達させない
ようにし、自動的に受光量の温度補正が行われる。
と第二部材の境界面で反射させ、受光部に到達させない
ようにし、自動的に受光量の温度補正が行われる。
本発明の燃料成分検出装置は、燃料に接する導光路の一
端に発光部が、他端に受光部が設けられた燃料成分検出
装置であって、上記導光路が第一部材とそれに連結され
る第二部材とからなり、第二部材の屈折率は温度の上昇
に伴い、上記第一部材の屈折率との差が大きくなるよう
に変化するものであるので、温度の上昇による光量の増
加分が第一部材と第二部材間の境界面で反射され、受光
量の補正がなされる。したがって、温度変化の如何にか
かわらず、燃料の屈折率を正確に把握することができ、
燃料成分を正確に検出できる。
端に発光部が、他端に受光部が設けられた燃料成分検出
装置であって、上記導光路が第一部材とそれに連結され
る第二部材とからなり、第二部材の屈折率は温度の上昇
に伴い、上記第一部材の屈折率との差が大きくなるよう
に変化するものであるので、温度の上昇による光量の増
加分が第一部材と第二部材間の境界面で反射され、受光
量の補正がなされる。したがって、温度変化の如何にか
かわらず、燃料の屈折率を正確に把握することができ、
燃料成分を正確に検出できる。
〔実 施 例〕
以下に、本発明をその実施例に基づき詳細に説明する。
本実施例の燃料成分検出装置は、いわゆるワイドレンジ
フューエルエンジンの燃料配管に装着され、温度変化の
如何を問わず正確に燃料成分を検出し、その検出成分に
応してエンジン本体に付属する各種アクチュエータを自
動調整できるようにするものである。装置本体は、第１
図に示すように、図示しない燃料配管から分岐されて燃
料セル１に導入される燃料２に導光路３が浸され、その
一端に発光部４が、他端に受光部５が設けられる。
フューエルエンジンの燃料配管に装着され、温度変化の
如何を問わず正確に燃料成分を検出し、その検出成分に
応してエンジン本体に付属する各種アクチュエータを自
動調整できるようにするものである。装置本体は、第１
図に示すように、図示しない燃料配管から分岐されて燃
料セル１に導入される燃料２に導光路３が浸され、その
一端に発光部４が、他端に受光部５が設けられる。
導光路３は第一部材６とそれに連結される第二部材７と
からなり、第二部材７の屈折率は温度の上昇に伴い、上
記第一部材６の屈折率との差が大きくなるように変化す
る。
からなり、第二部材７の屈折率は温度の上昇に伴い、上
記第一部材６の屈折率との差が大きくなるように変化す
る。
導光路３はＵ字型の棒状体に形成され、発光部４が設け
られる一端から湾曲部を含むそのほとんど大部分が光量
測定のための第一部材６よりなり、これに連続して他端
に至る小部分が温度補正を行うための第二部材７よりな
る。なお、第二部材７は遮光性部材８により周囲が被覆
され、第一部材６との境界面で有効に光が反射されるよ
うなっている。導光路３の両端部は燃料セル１の外部に
突出し、その一端には光源である発光部５ｔが、他端に
は例えば光電変換素子よりなる受光部５が設けられる。
られる一端から湾曲部を含むそのほとんど大部分が光量
測定のための第一部材６よりなり、これに連続して他端
に至る小部分が温度補正を行うための第二部材７よりな
る。なお、第二部材７は遮光性部材８により周囲が被覆
され、第一部材６との境界面で有効に光が反射されるよ
うなっている。導光路３の両端部は燃料セル１の外部に
突出し、その一端には光源である発光部５ｔが、他端に
は例えば光電変換素子よりなる受光部５が設けられる。
そして、発光部４から導光路３の一端側に投射された光
が導光部３内を進行し、燃料２の屈折率で定まる一定割
合の光が洩らされて他端＋！’！へ出、受光部５によっ
て受光されるようになっている。そして、発光部４の発
光量と受光部５で受光される受光量は、マイクロコンピ
ュータなどよりなる成分検出部９に人力され、燃料成分
の検出が行われる。
が導光部３内を進行し、燃料２の屈折率で定まる一定割
合の光が洩らされて他端＋！’！へ出、受光部５によっ
て受光されるようになっている。そして、発光部４の発
光量と受光部５で受光される受光量は、マイクロコンピ
ュータなどよりなる成分検出部９に人力され、燃料成分
の検出が行われる。
よく知られるように、オクタン価の高いアロマ系のベン
ゼンなどは屈折率が高く、オクタン価の低いパラフィン
系の物質は屈折率が低い。また、メタノールやエタノー
ルなどのアルコール成分−よ屈折率が低い。この屈折率
は発光部４の発する発光量に対する、受光部５で受光さ
れる受光量の割合に基づいて検出することができる。し
たがって、検出した屈折率により、一般のガソリンの場
合ｌまオクタン価を知ることができ、アルコールを混合
したガソリンの、場合はアルコールの含を量を知ること
ができるのである。なお、導光路３をＵ字型に形成した
のは、光をできるだけ多（燃料２中に洩らすことにより
、受光ｇＩＳ５では燃料成分の検出に寄与する光量のみ
を受光させ、検出精度を向上させると共に上載用として
装置をコンパクトに形成するためである。
ゼンなどは屈折率が高く、オクタン価の低いパラフィン
系の物質は屈折率が低い。また、メタノールやエタノー
ルなどのアルコール成分−よ屈折率が低い。この屈折率
は発光部４の発する発光量に対する、受光部５で受光さ
れる受光量の割合に基づいて検出することができる。し
たがって、検出した屈折率により、一般のガソリンの場
合ｌまオクタン価を知ることができ、アルコールを混合
したガソリンの、場合はアルコールの含を量を知ること
ができるのである。なお、導光路３をＵ字型に形成した
のは、光をできるだけ多（燃料２中に洩らすことにより
、受光ｇＩＳ５では燃料成分の検出に寄与する光量のみ
を受光させ、検出精度を向上させると共に上載用として
装置をコンパクトに形成するためである。
ところで、既に述べたように、燃料２の屈折率は温度に
よって変化するので、より高精度に屈折率を検出するた
めには、適切な温度補正を行う必要がある。そごで、本
実施例でヒ、前記第一部材６を石英ガラスで形成し、第
二部材７を石英ガラスより屈折率の大きい方解石ＣａＣ
Ｏ３で形成し、両部材の境界面で光の一部を反射するこ
とにより、受光量を減じて温度補正を行うようにしてい
る。
よって変化するので、より高精度に屈折率を検出するた
めには、適切な温度補正を行う必要がある。そごで、本
実施例でヒ、前記第一部材６を石英ガラスで形成し、第
二部材７を石英ガラスより屈折率の大きい方解石ＣａＣ
Ｏ３で形成し、両部材の境界面で光の一部を反射するこ
とにより、受光量を減じて温度補正を行うようにしてい
る。
なお、燃ｔＩ２の常温での屈折率ｎ ＝ １．４２〜１
．４３テ、温度に対する変化率ｄｎ ／ｄＴ＝ −２〜
−３Ｘ １０−’、石英ガラスの屈折率ｎ＋ ＝ １．
４５６で、温度に対する変化率ｄｎ＋ ／ ｄＴ−３Ｘ
１０−６、方解石の屈折率ｎ２＝ １．６５４ 、温
度変化率ｄｎ２／ ｄＴ＝ ５ Ｘ １０−６である。
．４３テ、温度に対する変化率ｄｎ ／ｄＴ＝ −２〜
−３Ｘ １０−’、石英ガラスの屈折率ｎ＋ ＝ １．
４５６で、温度に対する変化率ｄｎ＋ ／ ｄＴ−３Ｘ
１０−６、方解石の屈折率ｎ２＝ １．６５４ 、温
度変化率ｄｎ２／ ｄＴ＝ ５ Ｘ １０−６である。
また、境界面での反射率Ｒは（ｎ＋ −ｎｚ ／ ｎ＋
＋ ｒ１２）２である。したがって、第二部材７の屈
折率ｎ２は、第２図に示すように、温度の上昇に伴い、
上記第一部材６の屈折率間との差、つまり上記の反射率
Ｒが大きくなるように変化する。
＋ ｒ１２）２である。したがって、第二部材７の屈
折率ｎ２は、第２図に示すように、温度の上昇に伴い、
上記第一部材６の屈折率間との差、つまり上記の反射率
Ｒが大きくなるように変化する。
このように構成することによって、温度上昇に伴い第一
部材６の屈折率間に対する燃料２の屈折率ｎの比率が低
下し、光の洩れ量が少なくなり、第一部材６内の光量が
増加する。この増加分を上記境界面で反射させることに
より、受光部５に到達させないようにすることができる
。つまり、周囲温度の上昇に基づく屈折率の温度ドリフ
トに対して、反射率Ｒが増加することにより自動的に反
射光量が増加して補正されるのである。
部材６の屈折率間に対する燃料２の屈折率ｎの比率が低
下し、光の洩れ量が少なくなり、第一部材６内の光量が
増加する。この増加分を上記境界面で反射させることに
より、受光部５に到達させないようにすることができる
。つまり、周囲温度の上昇に基づく屈折率の温度ドリフ
トに対して、反射率Ｒが増加することにより自動的に反
射光量が増加して補正されるのである。
なお、上記とは別に、第一部材６に使用される石英ガラ
スより屈折率の小さい第二部材７を採用する場合、例え
ば螢石ＣａＦ２（屈折率ｎ３＝ １．４３２゜温度変
化率ｄｎ３／ ｄＴ−５Ｘ １Ｏ−５）を用いると、そ
の屈折率ｎ３は、第３図に示すように、温度の上昇に伴
って前記第一部材６の屈折率間との差、つまり反射率Ｒ
が大きくなるように変化する。したがって、前記と同様
に、温度ドリフトを補正し高い精度で燃料成分の検出を
することができる。なお、上記実施例では、光を第一部
材６から第二１；１３材７に導いているが、反対の経路
を採って受光させるようにしてもよい。
スより屈折率の小さい第二部材７を採用する場合、例え
ば螢石ＣａＦ２（屈折率ｎ３＝ １．４３２゜温度変
化率ｄｎ３／ ｄＴ−５Ｘ １Ｏ−５）を用いると、そ
の屈折率ｎ３は、第３図に示すように、温度の上昇に伴
って前記第一部材６の屈折率間との差、つまり反射率Ｒ
が大きくなるように変化する。したがって、前記と同様
に、温度ドリフトを補正し高い精度で燃料成分の検出を
することができる。なお、上記実施例では、光を第一部
材６から第二１；１３材７に導いているが、反対の経路
を採って受光させるようにしてもよい。
このように、本装誼によれば、温度検出素子などを用い
た補正回路を設けることなく、コンパクトな装置で、自
動釣に光量の温度ドリフトを正確に補正することができ
る。したがって、特に、従来は必ずしも容易でなかった
ハイオクタン価ガソリンとレギュラーガソリンとの混合
率をも検出でき、実用的な効果は大きくなる。なお、本
実施例では導光路３をＵ字型に形成したが、本発明はそ
の形状を特定するものではない。また、成分検出部９に
は、必ずしもマイクロコンピユータを用いる必要はな（
、受光部５の出力を増幅して直接各種アクチュエータを
駆動させるようにすることもできる。
た補正回路を設けることなく、コンパクトな装置で、自
動釣に光量の温度ドリフトを正確に補正することができ
る。したがって、特に、従来は必ずしも容易でなかった
ハイオクタン価ガソリンとレギュラーガソリンとの混合
率をも検出でき、実用的な効果は大きくなる。なお、本
実施例では導光路３をＵ字型に形成したが、本発明はそ
の形状を特定するものではない。また、成分検出部９に
は、必ずしもマイクロコンピユータを用いる必要はな（
、受光部５の出力を増幅して直接各種アクチュエータを
駆動させるようにすることもできる。
第１図は本発明の実施例の概要構成を示す模式図、第２
図は第一部材と第二部材の屈折率の温度変化を示すグラ
フ、第３図は異なる実施例における第一部材と第二部材
の屈折率の温度変化を示すグラフである。 ２−燃料、３−導光路、４−発光部、５−受光部、６・
−・第一部材、７−第二部材。
図は第一部材と第二部材の屈折率の温度変化を示すグラ
フ、第３図は異なる実施例における第一部材と第二部材
の屈折率の温度変化を示すグラフである。 ２−燃料、３−導光路、４−発光部、５−受光部、６・
−・第一部材、７−第二部材。
Claims (1)
- （１）燃料に接する導光路の一端に発光部が、他端に受
光部が設けられた燃料成分検出装置であって、 上記導光路が第一部材とそれに連結される第二部材とか
らなり、 第二部材の屈折率は温度の上昇に伴い、上記第一部材の
屈折率との差が大きくなるように変化するものであるこ
とを特徴する燃料成分検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16267186A JPS6318247A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 燃料成分検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16267186A JPS6318247A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 燃料成分検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6318247A true JPS6318247A (ja) | 1988-01-26 |
Family
ID=15759071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16267186A Pending JPS6318247A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 燃料成分検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6318247A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5784337A (en) * | 1980-09-18 | 1982-05-26 | Battelle Memorial Institute | Double optical probe apparatus for measuring refractive index of fluid reduced in case of specified reference temperature |
-
1986
- 1986-07-10 JP JP16267186A patent/JPS6318247A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5784337A (en) * | 1980-09-18 | 1982-05-26 | Battelle Memorial Institute | Double optical probe apparatus for measuring refractive index of fluid reduced in case of specified reference temperature |
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