BRPI0720456A2 - Sistemas e métodos para detectar composição de combustível utilizando propagação de onda emf - Google Patents

Sistemas e métodos para detectar composição de combustível utilizando propagação de onda emf Download PDF

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Description

“SISTEMAS E MÉTODOS PARA DETECTAR COMPOSIÇÃO DE COMBUSTÍVEL UTILIZANDO PROPAGAÇÃO DE ONDA EMF”
Referência remissiva a pedidos relacionados
O presente pedido reivindica o benefício do pedido provisional US número 60/875.439, também intitulado Fuel Composition Sensing Systems and methods Using EMF Wave propagation, depositado em 18 de dezembro de 2006, que também é incorporado aqui a título de referência. O presente pedido também é relacionado ao pedido de patente US número de série 11/431.912, depositado em 10 de maio de 2006, intitulado System and Method for Sensing Liquid Leveis using EMF Wave Propagation, e pedido de patente US número de série 11/800.965, depositado em 8 de maio de 2007, intitulado Liquid Level and Composition Sensing Systems and Methods using EMF Wave propagation, os quais são ambos incorporados adicionalmente aqui a título de referência.
Antecedentes da invenção
Campo da invenção
A presente invenção refere-se genericamente a sistemas e métodos para detectar tipos de líquidos que passam através de uma linha ou armazenados em tanques de com- bustível e outros recipientes. Mais particularmente, a presente invenção refere-se à detec- ção dos constituintes de combustível em um Veículo de Combustível Flexível por propagar ondas eletromagnéticas em um recipiente de líquido ou linha de combustível. Modalidades específicas da presente invenção detectam composição de combustível e teor de álcool em uma linha de combustível de um Veículo de combustível Flex.
Descrição da técnica anterior
Veículos de Combustível Flex (FFVs) são veículos a motor que são compatíveis com o uso de álcool como constituinte significativo do combustível do veículo. Combustíveis baseados em álcool são um tipo alternativo de combustível de transporte, renovável feito a partir de biomaterial, reduzindo potencialmente a dependência de combustíveis baseados em petróleo. Um motorista pode obter vantajosamente potência aumentada para melhor desempenho do motor porque combustíveis à base de álcool têm tipicamente um índice de octana mais elevado do que gasolina de primeira qualidade. Combustíveis baseados em álcool incluem “E85”, um termo para misturas de combustível de motor de 85 por cento de etanol e 15 por cento de gasolina. E85 é um combustível alternativo, como definido pelo U.S. Department of Energy e é destinado ao uso em FFVs. Etanol e outros álcoois queimam de forma mais limpa do que gasolina e são um combustível renovável, doméstico e favorá- vel ao meio ambiente. FFVs podem ser tipicamente abastecidos com qualquer mistura de etanol e gasolina, de 0% de etanol e 100% de gasolina até 85% de etanol e 15% de gasoli- na (E85).
É importante para o Sistema de Gerenciamento do Motor (EMS) de um FFV ter ín- formações sobre a composição do combustível, de modo que o EMS possa ajustar certos parâmetros do veículo para otimizar o desempenho do veículo, especificamente consumo de combustível, controle de emissões e potência do motor.
Os operadores de veículos a motor se baseiam, genericamente, em métodos indire- tos de determinar a quantidade de álcool no tanque de combustível de um FFV. O método mais comum de estabelecer o teor de álcool do combustível que resta em um veículo a mo- tor é utilizar algoritmos de software implementados no Módulo Controlador de Corpo ou EMS do veículo. O teor de álcool do combustível pode ser alterado pelo motorista em cada abastecimento do tanque de combustível visto que não há exigência de utilizar continua- mente combustível E85 ou gasolina convencional. Sistemas baseados em algoritmo são de reação lenta a alterações na composição de combustível e são tipicamente somente preci- sos para mais ou menos dez por cento de teor de álcool. Além disso, tais sistemas são ain- da mais ineficazes quando empregados em um veículo a motor com tanques do tipo sela ou disposições de armazenagem de combustível similares onde o combustível pode não ser misturado uniformemente ou onde a mistura de combustível poderia mudar com o passar do tempo à medida que o veículo é dirigido.
Existem sistemas de medição direta, porém exigem instalação de um mecanismo no interior ou em linha com, a linha de combustível. Reparo, substituição, ou ajuste de um tal mecanismo de medição de composição de combustível interno ou em linha é problemáti- co.
A técnica anterior falha em fornecer um sistema e um método seguros, baratos e precisos de medir a composição de combustível em um veículo a motor utilizando um siste- ma que possa ser instalado externo a uma linha de combustível, tanque de combustível ou similar.
Sumário
A presente invenção é dirigida a sistemas e métodos que medem, de forma precisa, a composição de combustível em um veículo a motor e mais especificamente o teor de ál- cool de combustível em um veículo a motor, particularmente etanol, por intermédio de um sensor de composição de combustível não intrusivo.
Em particular, modalidades da presente invenção podem ser utilizadas em FFVs para detectar a percentagem de teor de etanol no combustível. Essa informação pode ser constantemente relatada para o EMS ou Módulo de Controle de Corpo do FFV, permitindo que o EMS responda de acordo, desse modo promovendo desempenho, eficiência e/ou si- milar. Vantajosamente a presente invenção provê informação de teor de etanol precisa, imediata sem nenhum contato direto com combustível, minimizando emissões, risco de va- zamento de combustível, risco de grande falha de enguiço de carro e/ou similar.
De acordo com várias modalidades da presente invenção, um sensor de combustí- vel flex pode ser utilizado em combinação com a linha de transferência de combustível (por exemplo, disposto em torno de uma linha de combustível de plástico), na parte inferior ou lado de um tanque de combustível, ou disposto de outro modo próximo ao combustível.
De acordo com um método da presente invenção um circuito ressonante é ressoa- do em uma frequência ressonante, um indutor do circuito ressonante é posicionado próximo ao líquido em um espaço e um capacitor do circuito ressonante é posicionado próximo ao líquido no espaço. Uma alteração em um parâmetro elétrico associado ao circuito ressonan- te causada por uma variação pelo menos em uma propriedade do líquido é medida.
Portanto, um sensor de combustível flex da presente invenção pode compreender um circuito ressonante, com um capacitor do circuito ressonante compreendendo placas dispostas adjacentes a um espaço de combustível e um indutor disposto adjacente ao espa- ço de combustível, pelo que o combustível atua como um dielétrico no capacitor em um mo- do proporcional aos constituintes do combustível.
O espaço pode ser uma linha de transmissão de líquido, um tanque de armazena- gem, ou similar, como discutido acima. No caso de uma linha de transmissão de líquido, o capacitor do circuito ressonante pode compreender uma pluralidade de placas colocadas em qualquer lado da linha de transmissão de líquido, ou placas condutivas semicilíndricas dis- postas em torno da linha de transmissão de líquido.
O posicionamento do indutor do circuito ressonante em proximidade estreita ao es- paço faz com que a radiação eletromagnética se propague para dentro do líquido no espa- ço, pelo que o líquido atua como uma carga elétrica para o circuito ressonante em um modo proporcional aos constituintes do líquido.
De acordo com algumas modalidades da presente invenção um sinal de uma fre- quência constante pode ser gerado através de um circuito ressonante, que compreende um indutor e um capacitor de traços PCB, placas de capacitor, ou similar. Radiação eletromag- nética pode ser propagada para dentro do combustível, como o combustível que passa em um tubo de transferência de combustível. As propriedades dielétricas e condutividade do combustível podem causar impacto sobre o campo eletromagnético e podem alterar a capa- citância do capacitor, capacitor de traços, placas de capacitor ou outro dispositivo ou dispo- sitivos capacitivos que compreendem o circuito ressonante. Tais alterações podem ser pro- porcionais aos constituintes do combustível e podem, por exemplo, ser representativos do teor de etanol/álcool no combustível. Tais alterações podem ser detectadas por um micro- controlador, ou similar, e podem ser comunicadas a um segundo microcontrolador, ao EMS, a um dispositivo externo ao sensor de combustível flex, e/ou outro dispositivo. Tais comuni- cações podem ser assíncronas ou podem ser sincronizadas com um dispositivo externo, e podem ser desencadeadas por um sinal a partir de um dispositivo externo, e/ou similar. Co- mo tal a presente invenção provê uma solução eficaz em termos de custo, não invasiva, bem apropriada, não somente para aplicações de equipamento original como também para encaixe superior ou retroencaixe ou similar. Os presentes sistemas e métodos são altamen- te responsivos e fornecem informação imediata a um EMS ou dispositivo similar, permitindo que ajustes rápidos e precisos sejam feitos que podem facilitar aperfeiçoamento e/ou manu- tenção de desempenho de veículo.
De acordo com modalidades da presente invenção, um sinal RF substancialmente senoidal de uma frequência constante pode ser gerado e acoplado a um circuito LCR resso- nante (resistência-capacitância-indutância). Alternativa ou adicionalmente, um circuito res- sonante paralelo pode ser empregado. Um indutor, como por exemplo uma bobina do circui- to ressonante, pode ser colocado próximo a uma linha de combustível, tanque de combustí- vel ou similar, fazendo com que radiação eletromagnética se propague para dentro do espa- ço de combustível. Alternativa ou adicionalmente, um capacitor do circuito ressonante pode ser colocado em torno, adjacente a ou de outro modo disposto próximo a uma linha de com- bustível, tanque de combustível ou similar, fazendo com que a radiação eletromagnética se propague para dentro do espaço de combustível. Consequentemente, o combustível líquido dentro da linha ou tanque atua como uma carga elétrica para o circuito ressonante em um modo proporcional aos constituintes do combustível. O efeito de carga do combustível pode causar um deslocamento na frequência ressonante do circuito e/ou uma alteração em Q (fator de qualidade) do circuito ressonante. O efeito de carga do combustível é determinado por monitorar uma alteração em um ou mais parâmetros elétricos associados ao circuito ressonante excitado. Por exemplo, a voltagem através do resistor no circuito ressonante pode ser monitorada. Alterações nessa voltagem são detectadas e analisadas por um con- trolador de sistema, cujo resultado é utilizado para transmitir um sinal indicativo de composi- ção de combustível. Alternativa ou adicionalmente, medições podem ser feitas a partir do capacitor/capacitores e/ou indutor/indutores que compreendem o circuito ressonante como impactado pelo efeito de carga do combustível no circuito ressonante e/ou campo eletro- magnético. Tal impacto pode, por exemplo, ser detectado por medição de uma alteração de amplitude no sinal de frequência do circuito ressonante, uma alteração na frequência resso- nante do circuito ressoante e/ou similar. Independentemente, medições podem ter a forma de sinais digitais e/ou analógicos, elétricos, e/ou magnéticos.
Os presentes sistemas e métodos podem detectar e medir a composição de líquido em outras linhas de transmissão e/ou recipientes e não são limitados aos exemplos utiliza- dos nessa descrição. O sistema pode ser utilizado em uma ampla variedade de ambientes científico, de consumidor, industrial e médico, bem como em veículos como discutido aqui.
Os presentes sistemas e métodos podem empregar hardware e software de autoca- Iibragem que permitem que um sensor de combustível flex da presente invenção determine uma frequência operacional ótima do sistema. Em uma modalidade da presente invenção, a frequência operacional ótima do sistema é selecionada para ser uma frequência acima ou abaixo da frequência ressonante do circuito LCR ressonante. A escolha dessa frequência operacional em relação a frequência ressonante pode permitir alterações maiores em queda de voltagem, como impactada pelas alterações em composição de líquido. Preferivelmente, o sistema de tais modalidades é sintonizado para operar em uma frequência entre um valor mais baixo e mais elevado.
Em algumas modalidades da presente invenção, autocompensação é fornecida pa- ra ajudar a assegurar que o parâmetro elétrico medido forneça uma indicação precisa da composição de líquido na linha de combustível, tanque de combustível, recipiente de com- bustível, ou similar, independente de variações em condições operacionais, como variações em temperatura ambiente, umidade, pressão e/ou similar.
Por medir composição de combustível em linha, os presentes sistemas e métodos podem fornecer a um EMS ou outro dispositivo de controle de motor informações de compo- sição de combustível dinâmicas, precisas independente do sistema de armazenagem de combustível empregado e mistura contínua de combustível em tanques de sela ou disposi- ções de armazenagem similares.
As modalidades da presente invenção podem incluir uma interface de dados física ou sem fio para facilitar a comunicação externa ou transmissão de medições de dados bru- tas, medições codificadas, medições compensadas, e/ou similar a partir de um sensor de combustível flex para um controlador central no veículo. Tais informações podem ser comu- nicadas: periodicamente; em resposta a uma alteração; por solicitação a partir do controla- dor central, por solicitação a partir de um dispositivo externo como um dispositivo de diag- nóstico; e/ou em outros modos.
O acima delineou de forma bem ampla as características e vantagens técnicas da presente invenção para que a descrição detalhada da invenção que se segue, possa ser mais bem entendida. Características e vantagens adicionais da invenção serão descritas a seguir que formam o tema das reivindicações da invenção. Deve ser reconhecido por aque- les versados na técnica que a concepção e modalidade específica reveladas podem ser prontamente utilizadas como base para modificar ou projetar outras estruturas para realizar as mesmas finalidades da presente invenção. Deve ser percebido também por aqueles ver- sados na técnica que tais construções equivalentes não se afastam do espírito e escopo da invenção como exposto nas reivindicações apensas. Os aspectos novos que se acredita serem característicos da invenção, tanto com relação a sua organização como método de operação, juntamente com objetivos e vantagens adicionais serão mais bem entendidos a partir da seguinte descrição quando considerada com relação às figuras em anexo. Deve ser expressamente entendido, entretanto, que cada uma das figuras é fornecida para fins de ilustração e descrição somente e não é destinada como definição dos limites da presente invenção.
Breve descrição dos desenhos
Os desenhos em anexo, que são incorporados em e fazem parte do relatório descri- tivo no qual numerais similares designam partes similares, ilustram modalidades da presente invenção e juntamente com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção. Nos desenhos:
A figura 1 é uma vista em perspectiva de uma modalidade de um sensor de com- bustível flex da presente invenção usado em combinação com uma linha de combustível;
A figura 2 é uma vista em perspectiva detalhada do sensor de combustível flex da
figura 1;
A figura 3 é uma vista em perspectiva lateral traseira (em relação à perspectiva das figuras 1 e 2) do PCB e placas de capacitor do sensor de combustível flex da figura 1; e
A figura 4 é uma vista em perspectiva detalhada de outra modalidade de um sensor de combustível flex da presente invenção, mostrando o PCB e capacítores semicilíndricos.
Descrição detalhada
As figuras 1 e 2 mostram uma modalidade do sensor de combustível flex 10 da pre- sente invenção disposto em combinação com a linha de combustível 102, como montagem do alojamento de sensor de combustível flex 115 na placa de base 115, abrangendo a linha de combustível 102. Modalidades alternativas requerem a montagem de um sensor de com- 20 bustível flex da presente invenção no lado ou parte inferior de um tanque de combustível, genericamente, a linha de combustível 102 ou o tanque de combustível acima mencionado é compreendido de um material não condutivo como plástico.
A figura 3 ilustra uma modalidade de PCB 115 e placas de capacitor 110 e 112 do sensor de combustível flex 100. As modalidades do sensor de combustível flex 100 alojam 25 PCB 105 no alojamento 115. O PCB 105 pode montar e/ou definir um controlador, o contro- lador incluindo um gerador RF e um conversor de analógico em digital (ADC). O PCB 105 também pode incluir um acionador de antena tendo terminais de saída, e terminais de en- trada, acoplados ao gerador RF e um circuito ressonante acoplado ao acionador de antena e tendo um indutor posicionado próximo a um líquido em um recipiente ou linha de transmis- 30 são de combustível 102.
Um sensor de combustível flex da presente invenção pode compreender um circuito ressonante, com um capacitor do circuito ressonante compreendendo placas dispostas ad- jacentes a um espaço de combustível e um indutor disposto adjacente ao espaço de com- bustível, pelo que o combustível atua como um dielétrico no capacitor em um modo propor- cional aos constituintes do combustível.
Na modalidade das figuras 1-3 um capacitor de um circuito LCR tem a forma de uma pluralidade de placas de capacitor (110, 112). Por colocar um indutor do circuito resso- nante em proximidade estreita com uma linha de combustível, a radiação eletromagnética pode ser propagada para dentro de um espaço de combustível definido na linha. Pelo que combustível na linha atua como uma carga elétrica para o circuito ressonante em um modo proporcional aos constituintes do combustível na linha. As propriedades dielétricas e de condutividade do combustível alteram a capacitância do capacitor de traços/placas de capa- citor 110 e/ou 112.
Na modalidade ilustrada 400 da figura 4, um capacitor de um circuito LCR tem a forma de uma pluralidade de capacitores no formato semicilíndrico 410, 420 e 430 do sensor de combustível flex 100. Essa modalidade da presente invenção pode empregar dois capa- citores semicilíndricos dando um efeito capacitivo, ou alternativamente pode ter capacitores adicionais como ilustrado para aumentar a capacitância no circuito ressonante. Tais capaci- tores de formato semicilíndrico podem encaixar no alojamento moldado 440 e podem ser fixos em torno da linha de combustível utilizando um material de vedação como, por exem- plo, uma vedação de elastômero termoplástico ou outro material de vedação apropriado pa- ra evitar adequadamente contaminantes e/ou ar entre o sensor de combustível flex 100 e a linha de combustível 102.
A presente invenção mede propriedades de um líquido, como combustível do mo- tor. Essas propriedades são preferivelmente propriedades elétricas e uma alteração medida no parâmetro elétrico do líquido é uma função de uma variação na propriedade elétrica do líquido. Onde o líquido é um combustível, a variação em propriedade elétrica pode ser uma função de composição de combustível. As medições de propriedades elétricas podem incluir medir uma alteração em voltagem no circuito ressonante e/ou medir uma alteração na fre- quência ressonante do circuito ressonante.
Consequentemente, de acordo com um método da presente invenção, um circuito ressonante é ressoado em uma frequência ressonante, um indutor do circuito ressonante é posicionado próximo ao líquido em um espaço e um capacitor do circuito ressonante é posi- cionado próximo ao líquido no espaço. Uma alteração em um parâmetro elétrico associado ao circuito ressonante causada por uma variação pelo menos em uma propriedade do líqui- do é medida.
Em várias modalidades da presente invenção, o gerador RF acima mencionado ge- ra um sinal RF em uma frequência operacional do circuito ressonante e o circuito de antenas é eletricamente acoplado ao gerador RF. O circuito ressonante tem, preferivelmente, uma curva de resposta de frequência centrada em torno de uma frequência ressonante. O contro- lador pode ser operativa mente conectado ao gerador RF e ao circuito de antenas e pode ser funcional para fazer com que a frequência operacional do gerador RF esteja próxima a fre- quência ressonante do circuito ressonante, e medir uma alteração em um parâmetro elétrico associado ao circuito ressonante como pode ser impactado por alterações, por exemplo, na concentração de álcool no líquido que passa através da linha de combustível 102 ou arma- zenado no tanque de combustível ou recipiente de combustível.
Em uma modalidade da presente invenção alterações nas propriedades do com- bustível, como por exemplo, alterações nas propriedades dielétricas do combustível, condu- tividade do combustível e/ou similar, que podem resultar de alterações nos constituintes do combustível, podem se manifestar como alterações na frequência ressonante e/ou proprie- dades do circuito ressonante. Tal alteração pode ser detectada por varredura entre uma primeira frequência e uma segunda frequência para detectar a nova frequência ressonante do circuito ressonante. Alternativa ou adicionalmente, alterações nas propriedades do com- bustível podem se manifestar como alterações na amplitude do sinal de frequência resso- nante do circuito ressonante.
O controlador ou conjunto de circuitos similar do sensor 100 é preferivelmente fun- cional para monitorar e/ou comunicar a alteração medida no parâmetro elétrico, como atra- vés de condutores 125 do conector elétrico de sensor 130. Em particular, o controlador pode ser adicionalmente funcional para converter a alteração medida no parâmetro elétrico para um sinal de concentração de álcool e comunicar o sinal de concentração de álcool a um sis- tema de gerenciamento de motor de veículo de combustível flex, EMS, um dispositivo de recepção externo ou similar.
Preferivelmente, a presente invenção permite calibragem da frequência operacional do sinal RF para compensar propriedades físicas e/ou elétricas da respectiva linha ou reci- piente de combustível. Essa calibragem pode ser realizada automaticamente. Tal calibra- gem pode incluir ajustar a frequência operacional do sinal RF de modo que uma janela de sentir concentração de álcool é definida em uma parte substancialmente linear de uma curva de resposta de frequência próxima a frequência ressonante do circuito ressonante. O circui- to ressonante pode ser um circuito ressonante em série, e o controlador pode ser um módu- lo de calibragem operativo para fazer com que a frequência operacional do gerador RF este- ja em uma porção substancialmente linear da curva de resposta de frequência acima da frequência ressonante. Alternativa ou adicionalmente, a calibragem da frequência operacio- nal pode incluir varrer a frequência operacional do sinal RF em uma faixa entre uma primeira frequência e uma segunda frequência e medir um parâmetro do circuito ressonante à medi- da que a frequência do sinal RF é varrida. De acordo com tais modalidades, o controlador pode incluir um módulo de compensação funcional para ajustar o sinal de concentração de álcool para alterações em temperatura ambiente.
Desse modo, uma alteração em voltagem no circuito ressonante e/ou um desloca- mento na frequência ressonante do circuito ressonante podem ser medidos. A medição po- de ser realizada por varredura entre uma primeira frequência e uma segunda frequência para identificar uma frequência ressonante do circuito ressonante. Além disso, a frequência ressonante do circuito ressonante pode ser compensada por propriedades físicas e/ou elé- tricas de um recipiente ou linha de combustível respectiva que define o espaço. Essa cali- bragem pode ocorrer automaticamente. Por exemplo, a calibragem pode ser realizada por varredura entre um par de frequências para identificar uma frequência ressonante do circuito 5 ressonante como impactado pelo espaço individualmente. Então, a medição pode ser feita por varredura entre um par diferente, ou igual, de frequências para identificar uma frequên- cia ressonante do circuito ressonante como alterado pelo líquido no espaço.
Embora a presente invenção e suas vantagens tenham sido descritas em detalhe, deve ser entendido que várias alterações, substituições e modificações podem ser feitas na
mesma sem se afastar do espírito e escopo da invenção como definido pelas reivindicações apensas. Além disso, o escopo do presente pedido não pretende ser limitado às modalida- des específicas do processo, máquina, fabricação, composição de matéria, meio, métodos e etapas descritas no relatório descritivo. Como uma pessoa versada na técnica prontamente reconhecerá a partir da revelação da presente invenção, processos, máquinas, fabricação, 15 composições de matéria, meios, métodos ou etapas, que existem atualmente ou a serem desenvolvidos posteriormente que executam substancialmente a mesma função ou obtêm substancialmente o mesmo resultado que as modalidades correspondentes descritas aqui podem ser utilizados de acordo com a presente invenção. Por conseguinte, as reivindica- ções apensas pretendem incluir em seu escopo tais processos, máquinas, fabricação, com- 20 posição de matéria, meios, métodos ou etapas.

Claims (25)

1. Método, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: ressonar um circuito ressonante em uma frequência ressonante; posicionar um indutor do circuito ressonante próximo a líquido em um espaço; posicionar um capacitor do circuito ressonante próximo ao líquido no espaço; e medir uma alteração em um parâmetro elétrico associado ao circuito ressonante causado por uma variação em pelo menos uma propriedade do líquido.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o espaço é uma linha de transmissão de líquido.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o espaço é um tanque de armazenagem.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o espaço é uma linha de transmissão de líquido e o capacitor do circuito ressonante compre- ende uma pluralidade de placas colocadas em cada lado da linha de transmissão de líquido.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o espaço é uma linha de transmissão de líquido e o capacitor do circuito ressonante compre- ende placas condutivas semicilíndricas separadas dispostas em torno da linha de transmis- são de líquido.
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o posicionamento do indutor do circuito ressonante em proximidade estreita com o espaço faz com que a radiação eletromagnética se propague para dentro do líquido no espaço, pelo que o líquido atua como uma carga elétrica para o circuito ressonante em um modo propor- cional aos constituintes do líquido.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o líquido é um combustível e a variação é uma função de composição de combustível.
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o líquido é gasolina e a variação é uma função de teor de álcool na gasolina.
9. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a medição compreende ainda medir uma alteração em voltagem no circuito ressonante.
10. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a medição compreende medir um deslocamento na frequência ressonante do circuito resso- nante.
11. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda calibrar a frequência ressonante para compensar propriedades físicas ou elétricas de um recipiente ou linha de combustível respectiva que define o espaço.
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a frequência ressonante é calibrada automaticamente.
13. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a medição compreende varrer entre uma primeira frequência e uma segunda frequência para identificar uma frequência ressonante do circuito ressonante.
14. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda calibrar por varredura entre um par de frequências para identificar uma frequência ressonante do circuito ressonante como impactado pelo espaço, e em que a me- dição compreende varrer entre um par diferente ou igual de frequências para identificar uma frequência ressonante do circuito ressonante como alterado pelo líquido no espaço.
15. Sensor de combustível flex, CARACTERIZADO por compreender um circuito ressonante, um capacitor do circuito ressonante que compreende placas e um indutor dis- posto adjacente a um espaço de combustível, pelo que o combustível atua como um dielé- trico no capacitor em um modo proporcional aos constituintes do combustível.
16. Sensor de combustível flex, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que as placas compreendem um par de placas condutivas, cada um disposta em cada lado do espaço de combustível.
17. Sensor de combustível flex, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o espaço de combustível é uma linha de transmissão de combustível.
18. Sensor de combustível flex, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o espaço de combustível é uma linha de transmissão de combustível e as placas compreendem uma pluralidade de placas condutivas semicilín- dricas dispostas em torno de, e separadas ao longo da linha de transmissão de combustível.
19. Sensor de combustível flex, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o combustível é gasolina e a variação em propriedade elétrica é uma função de teor de álcool na gasolina.
20. Sensor de combustível flex, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que uma alteração em voltagem no circuito ressonante é medida para determinar constituintes do combustível.
21. Sensor de combustível flex, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que um deslocamento em uma frequência ressonante do circuito ressonante é medido para determinar constituintes do combustível.
22. Sensor de combustível flex, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que uma frequência ressonante do circuito ressonante é calibrada para compensar propriedades físicas ou elétricas de um recipiente ou linha de combustível respectiva que define o espaço.
23. Sensor de combustível flex, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que a frequência ressonante é calibrada automaticamente.
24. Sensor de combustível flex, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que uma frequência ressonante do circuito ressonante é identificada por varredura entre uma primeira frequência e uma segunda frequência.
25. Sensor de combustível flex, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o sensor é calibrado por varredura entre um par de frequências para identificar uma frequência ressonante do circuito ressonante como impac- tado pelo espaço individualmente, e uma alteração na frequência ressonante causada pelo líquido no espaço é medida por varredura de um par igual ou diferente de frequências.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8482298B2 (en) 2006-12-18 2013-07-09 Schrader Electronics Ltd. Liquid level and composition sensing systems and methods using EMF wave propagation
US8547110B2 (en) 2009-09-22 2013-10-01 Adem, Llc Impedance sensing systems and methods for use in measuring constituents in solid and fluid objects
WO2012037974A1 (en) 2010-09-22 2012-03-29 Delaval Holding Ab Determination of attributes of liquid substances
WO2012105897A1 (en) 2011-02-02 2012-08-09 Delaval Holding Ab Electromagnetic monitoring unit for a liquid substance
US9528814B2 (en) 2011-05-19 2016-12-27 NeoVision, LLC Apparatus and method of using impedance resonance sensor for thickness measurement
US9465089B2 (en) 2011-12-01 2016-10-11 Neovision Llc NMR spectroscopy device based on resonance type impedance (IR) sensor and method of NMR spectra acquisition
US8952708B2 (en) 2011-12-02 2015-02-10 Neovision Llc Impedance resonance sensor for real time monitoring of different processes and methods of using same
WO2016137343A1 (en) 2015-02-23 2016-09-01 Alsemix Sp. Z O.O. Method for determination of ethanol content in fuel for internal combustion engines
KR102552022B1 (ko) * 2018-09-21 2023-07-05 현대자동차 주식회사 자동차용 rf 센서 장치 및 이를 이용한 연료 성분 분석 방법
KR102633861B1 (ko) * 2018-10-16 2024-02-05 현대자동차 주식회사 자동차용 rf 센서 장치를 이용한 연료 성분 분석 시스템

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2720624A (en) * 1951-09-07 1955-10-11 Gulf Research Development Co Apparatus for detecting changes in composition of a liquid hydrocarbon stream
JPS59193343A (ja) * 1983-04-19 1984-11-01 Nippon Denso Co Ltd アルコ−ル含有率センサ
US5255656A (en) * 1991-06-27 1993-10-26 Borg-Warner Automotive, Inc. Alcohol concentration sensor for automotive fuels
JP2647578B2 (ja) * 1991-08-28 1997-08-27 三菱電機株式会社 燃料の誘電率検知センサ
JPH0572164A (ja) * 1991-09-10 1993-03-23 Mitsubishi Electric Corp 燃料の誘電率検知装置
US5301542A (en) * 1992-02-11 1994-04-12 Ford Motor Company Flexible fuel PI filter sensor
JPH0712774A (ja) * 1993-06-03 1995-01-17 Ford Motor Co 多種燃料πフィルタ・センサ
JP2001141702A (ja) * 1999-11-16 2001-05-25 Okamoto Machine Tool Works Ltd 連続流体中の鉄イオン濃度検出方法
JP2001272368A (ja) * 2000-03-28 2001-10-05 Mitsubishi Materials Corp 液体の種類の判別方法及びその判別装置
NO325535B1 (no) * 2002-09-10 2008-06-09 Epsis As Fremgangsmate og anordning til a bestemme vanninnhold i flerfaseblandinger
TW200504358A (en) * 2003-07-16 2005-02-01 Tokyo Gas Co Ltd Device for judging types of liquid in container and control method therefor
WO2006122173A2 (en) * 2005-05-10 2006-11-16 Schrader Bridgeport International, Inc. System and method for sensing the level and composition of liquid in a fuel tank

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