DE3716793A1 - Sensor fuer das mischungsverhaeltnis von benzin und alkohol oder dergleichen - Google Patents
Sensor fuer das mischungsverhaeltnis von benzin und alkohol oder dergleichenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Sensor, der das Mischungsver
hältnis von Benzin und Alkohol oder dergleichen detektiert,
die als ein Brennstoff für Brennkraftmaschinen beispiels
weise verwendet werden.
In jüngster Zeit wird geplant, flüssigen Alkohol aus Pflan
zen zu extrahieren. Der so extrahierte Alkohol wird mit
Benzin vermischt, um als flüssiger Brennstoff für Brennkraft
maschinen verwendet zu werden. Wenn man dies bei einer Brenn
kraftmaschine für Kraftfahrzeuge anwendet, so ist es notwen
dig, das Mischungsverhältnis des flüssigen Brennstoffes genau
zu regeln und zu kontrollieren, um eine maximale Abgabeleistung
zu erreichen und um nachteilige Auswirkungen auf die Gesund
heit infolge von schädlichen Abgasen zu vermeiden. Diese ge
naue Regelung wird natürlich jedesmal vorgenommen, wenn sich
die Art des flüssigen Brennstoffes ändert. Wenn das flüssige
Gemisch aus Benzin und Alkohol vermarktet wird, so ist es
bevorzugt, daß das flüssige Gemisch zusammen mit Benzin zur
Anwendung kommt.
Hierzu ist eine durchsichtige Säule in einer solchen Form
vorgesehen, daß ihre äußere Oberfläche in Kontakt mit dem
flüssigen Brennstoffgemisch aus Benzin und Alkohol ist. Eine
lichtemittierende Diode und eine Photodiode sind derart an
geordnet, daß die Säule in Längsrichtung zwischen diesen Ele
menten liegt, so daß das von der Diode emittierte Licht, das
in die Säule eintritt, sich an der Grenzfläche der Säule und
dem flüssigen Brennstoff reflektiert, um auf die Photodiode
zu treffen. Die Änderung des Mischungsverhältnisses der Flüs
sigkeit bewirkt eine Änderung des kritischen Winkels des auf
die Grenzfläche auftreffenden Lichtes, so daß hierdurch die
Lichtmenge beeinflußt wird, die auf die Photodiode trifft,
da der Brechungsindex der Säule sich im Vergleich zur Flüssig
keit in Abhängigkeit von der Änderung des Mischungsverhältnis
ses ändert.
Die lichtemittierende Diode jedoch ist Schwankungen nach Maß
gabe der Umgebungstemperatur unterworfen, so daß es unmöglich
ist, kontinuierlich eine genaue Messung eines Flüssiggemisch
verhältnisses zu erzielen, wenn nicht ein gesonderter Wärme
sensor vorgesehen ist, um einen Ausgang von der Photodiode ab
zugleichen.
Die Erfindung zielt daher darauf ab, einen weiterentwickelten
Sensor bereitzustellen, der kontinuierlich ein Verhältnis von
Alkohol und Benzin mit hoher Genauigkeit unabhängig von der
Umgebungstemperatur mißt, um den günstigsten Zeitpunkt für die
Zündung und die Einspritzung zu erhalten, wenn ein solches
Gemisch beispielsweise bei einer Brennkraftmaschine zur Anwen
dung kommt.
Nach der Erfindung weist ein Sensor für das Gemischverhältnis
des flüssigen Brennstoffes folgendes auf: ein zylindrisches
Gehäuse, das sowohl eine Einlaß- als auch eine Auslaßöffnung
hat, und das als ein Durchgang für ein durchströmendes Flüssig
brennstoffgemisch dient, eine lichtdurchlässige Säule, die
konzentrisch in dem Gehäuse derart angeordnet ist, daß ihre
äußere Fläche in Kontakt mit dem flüssigen Brennstoff ist,
eine Anordnung aus lichtemittierender Diode und Photodiode,
die jeweils derart angeordnet sind, daß die Säule in Längs
richtung dazwischenliegt, so daß das von der lichtemittieren
den Diode abgegebene Licht in die Säule an einem Ende eintritt
und an der Grenzfläche von Säule und flüssigem Brennstoff re
flektiert wird und dann am anderen Ende austritt, um auf die
Photodiode zu treffen, eine Temperaturkompensationsphotodiode,
die in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei das Licht der licht
emittierenden Diode teilweise als eine Lichtquelle dient, um
die durch die Umgebungstemperaturänderung beeinflußten Kenn
werte zu korrigieren, und eine Spannungsregelschaltung, die
vorgesehen ist, um die Spannung an der Photodiode derart zu
regeln, daß ein gleichmäßiger Ausgang von der Temperaturkom
pensationsphotodiode aufrechterhalten wird.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevor
zugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beige
fügte Zeichnung. Darin zeigt:
Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Sensors,
Fig. 2 eine Querschnittsansicht aus anderem Blickwinkel
als in Fig. 1,
Fig. 3 eine schematische Ansicht einer elektronischen
Brennstoffeinspritzregeleinrichtung für eine Fahr
zeugbrennkraftmaschine,
Fig. 4 eine Ansicht einer elektronischen Schaltung,
Fig. 5 eine elektronische Schaltung, um die lichtemittierende
Diode und die Photodiode zu kompensieren,
Fig. 5a einen elektrischen Schaltplan einer elektronischen
Schaltung,
Fig. 5b ein Diagramm zur Verdeutlichung des Zusammenhangs
zwischen dem Ausgang und der Temperatur,
Fig. 5c ein Diagramm zur Verdeutlichung des Zusammenhangs
zwischen der Anschlußspannung der lichtemittieren
den Diode und der Temperatur,
Fig. 5d ein Diagramm zur Verdeutlichung des Zusammenhangs
zwischen der Spannung und der Temperatur,
Fig. 6 ein Diagramm zur Verdeutlichung des Zusammenhangs
zwischen der Umgebungstemperatur und dem zuzufüh
renden Strom,
Fig. 7 ein Diagramm zur Verdeutlichung des Zusammenhangs
zwischen der Temperatur und dem Ausgang einer Photo
diode, und
Fig. 8 ein Diagramm zur Verdeutlichung des Zusammenhangs
zwischen dem Mischungsverhältnis des flüssigen
Brennstoffs und dem Ausgang.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung wird zuerst eine erste be
vorzugte Ausbildungsform erläutert.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 der Zeichnung ist eine Sensorein
richtung in einer Längsschnittdarstellung gezeigt. Eine licht
durchlässige Säule 1, die aus Glas hergestellt ist, ist an je
dem Ende in ein zylindrisches Verbindungsstück 4, 5 eingesetzt,
das jeweils aus Metall oder synthetischem Harz hergestellt ist.
In diesem Verbindungsstück 4 ist eine lichtemittierende Diode
2 konzentrisch angeordnet, wobei der emittierende Teil 2 A auf
ein Ende 1 a der Säule 1 weist.
Mit den Bezugsziffern 2 a, 2 b sind Eingangsanschlüsse der Diode
2 gezeigt. In dem Verbindungsstück 5 ist eine Photodiode 3
konzentrisch derart angeordnet, daß ihr Lichtaufnahmeteil dem
äußeren Ende der Säule 1 zugewandt ist. Mit den Bezugsziffern
3 a, 3 b sind Ausgangsanschlüsse der Photodiode 3 bezeichnet.
Zwischen den Verbindungsstücken 4 und 5 ist ein zylindrisches
Gehäuse 6 als Zwischenverbindungsteil vorgesehen. Ein Ringraum
ergibt sich zwischen der inneren Oberfläche des Gehäuses 6 und
der äußeren Fläche der Säule 1, um als ein Vorratsraum 7 zu
dienen, so daß ein Flüssiggemisch in Kontakt mit der äußeren
Fläche der Säule 1 zum Zeitpunkt der Messung des Verhältnis
ses des Flüssiggemisches gebracht werden kann. Einlaß- und
Auslaßanschlüsse 6 a, 6 b sind am Gehäuse 6 angebracht, die in
Verbindung mit dem Inneren des Vorratsraumes 7 sind. Jedes
Verbindungsstück 4, 5 hat eine Ausnehmung 8 a an der Innenwand,
in die ein O-Ring 8 eingesetzt ist, um zu verhindern, daß das
Flüssiggemisch zwischen der inneren Wand und der äußeren Fläche
der Säule 1 austritt.
Die lichtemittierende Diode 2 hat ein Gehäuse mit einem Deckel
10 und einer Bodenplatte 11, die jeweils starr miteinander
beispielsweise mit Hilfe von Klebstoff verbunden sind. In der
Mitte der Platte 11 ist ein Photodiodenchip 2 A vorgesehen,
der die lichtemittierende Diode 2 bildet, und eine Isolator
platte 13 ist zwischengeschaltet. Der Chip 2 A, der als Licht
quelle einer Temperaturkompensationsphotodiode 14 dient, ist
derart angeordnet, daß er in Querrichtung zu der Diode 14 aus
gerichtet ist, wozu an der Bodenplatte 11 ein Befestigungs
stück 15 für die Diode 14 vorgesehen wird. Ein Glasfenster 12
ist im Mittelabschnitt des Deckels 10 vorgesehen, um auf den
Chip 2 A blicken zu können, so daß das Licht des Chips 2 A hier
durch nach außen austritt. Mit den Bezugsziffern 2 a, 2 b sind
Ausgangs- und Eingangsanschlüsse des Chips 2 A bezeichnet, wäh
rend mit 14 a ein Ausgangsanschluß der Diode 14 bezeichnet ist.
Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Steuersystems
für eine Fahrzeugbrennkraftmaschine mit einer zugeordneten
elektronischen Regeleinrichtung für die Brennstoffeinspritzung.
In Fig. 3 ist mit 40 ein Brennkraftmaschinenzylinder, mit 50
ein Schlüsselschalter bzw. Zündschalter der Brennkraftmaschine,
mit 51 eine Steuerschaltung, mit 55 eine elektrische Strom
quelle im Fahrzeug, mit 20 ein Brennstofftank und mit A ein Sen
sor bezeichnet, der das Gemischverhältnis aus Benzin und Alko
hol detektiert. Mit 21 ist eine Brennstoffpumpe bezeichnet,
die ein Hauptteil des Brennstoffversorgungssystems bildet.
Mit 23 ist ein Druckregler, mit 24 eine Einspritzeinrichtung,
mit 26 eine Kaltstarteinspritzeinrichtung, mit 25 eine Zünd
spule, mit 30 ein Luftfilter, mit 31 ein Luftventil, mit 32
ein Luftdurchflußmesser, mit 33 eine Drosselklappe, mit 34
in Drosselklappenpositionssensor, mit 35 eine Einlaßleitung
und mit 36 eine Auslaßleitung bezeichnet. Mit den Bezugszei
chen 52 und 53 ist ein Sauerstoffsensor und ein Wassertempera
tursensor jeweils bezeichnet.
In der Schaltung 54 nach Fig. 4 hat ein Operationsverstärker
60 einen Eingangsanschluß 60 a, der über eine Batterie E 0 an
Masse liegt. Am anderen Eingangsanschluß 60 b und einem Aus
gangsanschluß 60 c sind die lichtemittierende Diode 2 und die
Wärmekompensationsphotodiode 14 vorgesehen, die in Serie zu
einander geschaltet sind. Ein elektrischer Widerstand Re ist
an dem Verknüpfungspunkt von Eingangsanschluß 60 b und der
Photodiode 14 und dem negativen Pol der Batterie E 0 angeschlos
sen. Ein Kondensator Ca ist parallel zur Diode 2 und der Wärme
kompensationsdiode 14 geschaltet, um Regelschwingungen zu ver
meiden. Ein Eingangsanschluß 61 ist mit der Steuerschaltung 51
verbunden.
Beim Betrieb wird der Schlüsselschalter bzw. Zündschalter 50
in die Anlaßstellung zum Anlassen der Brennkraftmaschine ge
bracht und Strom wird der Steuerschaltung 51 zugeführt. Ande
rerseits wird das Flüssiggemisch, das ein Gemisch aus Benzin
und Alkohol in einem geeigneten Verhältnis ist und als ein in
dem Brennstofftank vorhandener Brennstoff dient, in die Ein
spritzeinrichtung 24 mit Hilfe der Pumpe 21 über eine Brenn
stoffleitung 22 eingeleitet. Die Einspritzeinrichtung 24 spritzt
die günstigste Menge des Flüssiggemisches in die Einlaßleitung
35 nach Maßgabe der Steuerschaltung 51 ein.
Der Sensor A ist mit einem Zwischenstück der Leitung 22 über
die Anschlüsse 6 a, 6 b verbunden. Energie liegt an der Diode 2
von der Steuerschaltung 51 an, um Licht zu emittieren, das
auf ein Ende 1 a der Säule 1 fällt. Das auf die Grenzfläche
zwischen dem Flüssiggemisch und der Säule 1 auftreffende Licht
wird total reflektiert und geht durch die Säule 1, um auf die
Photodiode 3 zu treffen, wenn der Auftreffwinkel größer als
der kritische Winkel ist. Die Photodiode 3, die somit ihr
Licht erhält, wird aktiviert, um einen Ausgang proportional
zu der Lichtmenge an den Anschlüssen 3 a, 3 b zu erzeugen.
Andererseits wird das Licht, das auf die Grenzfläche bei
einem Auftreffwinkel trifft, der kleiner als der kritische
Winkel ist, an der Grenzfläche gebrochen, um die Säule 1 zu
verlassen und dieses Licht beeinflußt im wesentlichen den
Ausgang der Diode 3 nicht. Der kritische Winkel an der Grenz
fläche des Flüssiggemisches (C) ändert sich in Abhängigkeit
von dem Gemischverhältnis von Benzin und Alkohol (der im all
gemeinen als Methylalkohol bezeichnet wird), so daß das Licht,
das von der Diode 2 emittiert wird und an der Grenzfläche re
flektiert wird, von der Diode 3 aufgefangen wird, sich hin
sichtlich der Stärke nach Maßgabe des Gemischverhältnisses
aus Benzin und Alkohol ändert.
Somit ist es folglich möglich, den Ausgang der Photodiode 3
bei dem Gemischverhältnis von Benzin und Alkohol unter Ver
wendung einer elektronischen Schaltung zu reduzieren, wenn
der Zusammenhang zwischen dem Ausgang der Diode und dem Mi
schungsverhältnis von Benzin und Alkohol im voraus anhand
einer Reihe von Versuchen bestimmt wurde.
In diesem Fall ergeben sich an der lichtemittierenden Diode 2
und der Photodiode 3 Änderungen der Kennlinien in Abhängig
keit von der Umgebungstemperatur. Die Umgebungstemperaturän
derung bewirkt eine Änderung des von der lichtemittierenden
Diode 2 abgegebenen Lichtes und der Lichtmenge, die auf
die Photodiode 14 trifft, so daß sich deren Ausgang ändert.
Die Abnahme des durch die Diode 14 fließenden Stromes be
wirkt, daß der durch den Widerstand Re fließende Strom klei
ner wird. Dies bedeutet, daß der durch die Diode 14 flies
sende Strom durch die Stromzunahme an der lichtemittierenden
Diode 2 kompensiert wird, so daß der Lichtemissionsgrad im
wesentlichen unabhängig von der Umgebungstemperaturänderung
gleichmäßig gehalten wird.
Anhand den Fig. 5 bis 8 wird eine zweite Ausbildungsform
nach der Erfindung erläutert. Es ist bekannt, daß der einer
lichtemittierenden Diode 135 zugeführte Strom sich in Abhän
gigkeit von der Umgebungstemperatur ändert, wie dies aus
(1) in Fig. 6 zu ersehen ist, so daß man einen gleichmäßigen
Ausgang einer Photodiode 136 aufrechterhalten kann. Der Aus
gang der Photodiode 155 ist einer Änderung unterworfen, wie
dies mit durchgezogener Linie (m) in Fig. 7 gezeigt ist und
zwar in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur unter der
Bedingung, daß ein konstantes Mischungsverhältnis des flüssi
gen Brennstoffes aufrechterhalten wird.
Eine elektronische Schaltung 106 nach Fig. 5 hat eine Kom
pensationsschaltung 161, um den Lichtemissionsgrad der Diode
135 derart zu regeln, daß ein gleichmäßiger Ausgang von einer
Kompensationsphotodiode 136 aufrechterhalten wird. Die Schal
tung 106 weist ferner eine Kompensationsschaltung 162 auf,
die für das Abgleichen des kritischen Winkels bestimmt ist,
der infolge der Umgebungstemperatur beeinflußt wird. In der
Kompensationsschaltung 161 ist ein erstes Lichtmeßteil 163
vorhanden, das das Licht der Diode 136 in eine Spannung um
wandelt. Ein Steuerteil 164 legt einen Ausgang an die Diode
135 an, um den Ausgang des Teils 161 gleich jenem einer Bat
terie BAT 1 zu machen. Der erste Lichtmeßteil 163 hat einen
ersten Operationsverstärker OP 1, in dem die Spannung an der
Diode 136 eingegeben wird. Die abgenommene Umgebungstempera
tur führt zu einer Vergrößerung des Lichtemissionsgrades der
Diode 135, so daß der Ausgang von dem Verstärker OP 1 ver
stärkt wird. Der Steuerteil 164 hat einen zweiten Operations
verstärker OP 2, in dem der Ausgang von dem ersten Verstärker
OP 1 und die Bezugsspannung der Batterie BAT eingegeben wird.
Die abgesenkte Umgebungstemperatur bewirkt eine Reduzierung
der Spannung zu der Diode 135, so daß der Lichtemissionsgrad
vermindert wird. Eine erhöhte Umgebungstemperatur hingegen
bewirkt eine Zunahme der Spannung zu der Diode 135, so daß
der Lichtemissionsgrad verstärkt wird.
Ferner hat die Kompensationsschaltung 162 einen Spannungs
nachlaufregler 165 und einen zweiten Lichtmeßteil 166, der
das Licht der Diode 155 in eine Spannung umwandelt. Eine Er
mittlungsschaltung 167 ist in Verbindung mit der Schaltung
162 vorgesehen, um den Ausgang des Spannungsnachlaufreglers
165 von jenem des Meßteils 166 zu subtrahieren. Der Spannungs
nachlaufregler 165 hat einen dritten Operationsverstärker OP 3
und elektrische Widerstände R 4, R 5, wobei der Ausgang der
Diode 135 ein Eingang ist. Der Ausgang des Operationsverstär
kers OP 3 wird als der Ausgang der Diode 135 nach Maßgabe der
Umgebungstemperatur genommen. Der zweite Lichtmeßteil 166 hat
einen vierten Operationsverstärker OP 4, der die Spannungs
differenz der beiden Anschlüsse als einen Eingang hat und der
elektrische Widerstände R 6, R 7, R 8 enthält. Der Ausgang von
dem Verstärker OP 4 nimmt mit einer Zunahme des prozentualen
Alkoholgehalts des flüssigen Brennstoffes zu, während er mit
einer Zunahme der Umgebungstemperatur unter der Bedingung
abnimmt, daß ein gleichmäßiges Verhältnis bei dem Flüssig
brennstoffgemisch aufrechterhalten wird.
Die Ermittlungsschaltung 167 hat einen fünften Operations
verstärker OP 5, der die Ausgänge von dem dritten Operations
verstärker OP 3 und dem vierten Operationsverstärker OP 4 als
Eingang hat und einen Ausgang äquivalent zu der Subtraktion
von der Teilspannung des Verstärkers OP 4 zu dem Ausgang des
Verstärkers OP 3 erzeugt. Die Schaltung 167 hat ferner Wider
stände R 9, R 10 und R 11, wobei das Ergebnis erzielt wird,
daß die Ermittlungsschaltung 167 einen Ausgang erzeugt, der
hinsichtlich der Änderung des kritischen Winkels unter dem
Einfluß der Umgebungstemperatur kompensiert ist. Somit ändert
sich die Ausgangsspannung von der Schaltung 167 in Abhängig
keit von dem Mischungsverhältnis des flüssigen Brennstoffs,
wie dies mit durchgezogener Linie (n) in Fig. 8 gezeigt ist.
Der Zusammenhang ist im allgemeinen frei von dem Einfluß der
Temperaturänderung des Brennstoffs. Das Ablesen der Ausgangs
spannung nach Fig. 8 ermöglicht leicht eine Messung des
Mischungsverhältnisses des flüssigen Brennstoffs.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5a der Zeichnung wird eine dritte
bevorzugte Ausbildungsform nach der Erfindung nachstehend be
schrieben. Bei dieser dritten bevorzugten Ausbildungsform ist
die Ermittlungsschaltung 167 bei der zweiten Ausbildungsform
weggelassen. Anstelle der Ermittlungsschaltung 167 ist der
Operationsverstärker OP 4 derart ausgelegt, daß sein Ausgangs
anschluß als ein Ausgang der Photodiode 155 dient.
Der negative Pol der lichtemittierenden Diode 135 liegt an
Masse und der positive Pol ist mit dem Plusanschluß des Ope
rationsverstärkers OP 3 verbunden. Der Ausgangsanschluß des
Verstärkers OP 3 ist mit dem Plusanschluß des Operationsver
stärkers OP 2 anstelle mit der Batterie BAT 1 wie bei der zwei
ten Ausbildungsform verbunden. Der Minusanschluß des Verstär
kers OP 3 liegt über die Widerstände R 12, R 13 an Masse.
Bei der Auslegungsform des dritten Ausführungsbeispiels än
dert sich der Ausgang des Verstärkers OP 4 unter dem Einfluß
der Umgebungstemperatur, die auf die Photodiode 155 einen
solchen Einfluß hat, wie dies mit durchgezogener Linie in
Fig. 5b gezeigt ist, wobei der Zusammenhang zwischen der
Ausgangsspannung und der Temperatur gezeigt ist, wenn die
Batterie BAT 1 der zweiten Ausbildungsform beibehalten wird.
Ferner senkt die lichtemittierende Diode 135 die Spannung
an den Anschlüssen umgekehrt proportional zu der Temperatur
ab, wie dies in Fig. 5c gezeigt ist, wobei der Zusammenhang
zwischen der Anschlußspannung und der lichtemittierenden
Diode und der Temperatur verdeutlicht ist. Die Anschlußspan
nung der Diode 135, wie dies in Fig. 5c gezeigt ist, wird
dem Verstärker OP 3 über den Plusanschluß zugeführt und es
wird ein Ausgang über den Ausgangsanschluß erzeugt, wie dies
in Fig. 5d gezeigt ist, wobei die Spannung mit der Zunahme
der Umgebungstemperatur abnimmt. Als Folge hiervon wird eine
progressiv abnehmende Spannung an die Diode 135 über den Aus
gangsanschluß des Verstärkers OP 2 bei einer Zunahme der Um
gebungstemperatur angelegt. Als Folge hiervon nimmt die von
der Diode 135 emittierte Lichtmenge ab, um den Ausgang der
Photodiode 155 in einer solchen Weise zu verringern, wie dies
mit gebrochener Linie in Fig. 5b gezeigt ist, wobei der kon
stante Ausgang unabhängig von einer Umgebungstemperaturände
rung aufrechterhalten wird.
Bei dieser dritten Ausbildungsform sind gleiche oder ähnliche
Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
Anstelle von Benzin können andere fossile Brennstoffe, wie
Leichtöl, Gasöl von Kerosin oder dergleichen verwendet wer
den.
Auch ist noch zu erwähnen, daß die äußere Umfangsfläche der
Säule teilweise in Kontakt mit dem flüssigen Brennstoff ist.
Claims (5)
1. Sensor für das Mischungsverhältnis eines flüssigen Brenn
stoffes, gekennzeichnet durch
ein zylindrisches Gehäuse (6), das sowohl eine Einlaß als auch eine Auslaßöffnung (6 a, 6 b) hat, die als ein Durchgang dient, durch die ein Flüssiggemischbrennstoff fließt,
eine lichtdurchlässige Säule (1), die konzentrisch in dem Gehäuse (6) angeordnet ist, um die äußere Fläche in Kontakt mit dem flüssigen Brennstoff zu bringen,
eine lichtemittierende Diode (2, 135) und eine Photodiode (3), die jeweils derart angeordnet sind, daß die Säule (1) in Längsrichtung dazwischen liegt, so daß das von der licht emittierenden Diode (2, 135) emittierte Licht in die Säule (1) über ein Ende eintritt und an der Grenzfläche an der Säule (1) und des flüssigen Brennstoffs reflektiert wird und aus dem anderen Ende derselben austritt, um auf die Photodiode (3) aufzutreffen,
eine Temperaturkompensationsphotodiode (14, 136), die in dem Gehäuse (6) angeordnet ist, wobei das Licht der licht emittierenden Diode (2, 135) teilweise als eine Lichtquelle dient, um die durch die Umgebungstemperaturänderung beein flußten Kennlinien abzustimmen, und
eine Spannungssteuerschaltung (51), die vorgesehen ist, um die Spannung an der lichtemittierenden Elektrode (2, 135) derart zu regeln, daß man einen gleichförmigen Aus gang von der Temperaturkompensationsphotodiode (14, 136) erhält.
ein zylindrisches Gehäuse (6), das sowohl eine Einlaß als auch eine Auslaßöffnung (6 a, 6 b) hat, die als ein Durchgang dient, durch die ein Flüssiggemischbrennstoff fließt,
eine lichtdurchlässige Säule (1), die konzentrisch in dem Gehäuse (6) angeordnet ist, um die äußere Fläche in Kontakt mit dem flüssigen Brennstoff zu bringen,
eine lichtemittierende Diode (2, 135) und eine Photodiode (3), die jeweils derart angeordnet sind, daß die Säule (1) in Längsrichtung dazwischen liegt, so daß das von der licht emittierenden Diode (2, 135) emittierte Licht in die Säule (1) über ein Ende eintritt und an der Grenzfläche an der Säule (1) und des flüssigen Brennstoffs reflektiert wird und aus dem anderen Ende derselben austritt, um auf die Photodiode (3) aufzutreffen,
eine Temperaturkompensationsphotodiode (14, 136), die in dem Gehäuse (6) angeordnet ist, wobei das Licht der licht emittierenden Diode (2, 135) teilweise als eine Lichtquelle dient, um die durch die Umgebungstemperaturänderung beein flußten Kennlinien abzustimmen, und
eine Spannungssteuerschaltung (51), die vorgesehen ist, um die Spannung an der lichtemittierenden Elektrode (2, 135) derart zu regeln, daß man einen gleichförmigen Aus gang von der Temperaturkompensationsphotodiode (14, 136) erhält.
2. Sensor für ein Mischungsverhältnis eines flüssigen Brenn
stoffs, gekennzeichnet durch
ein zylindrisches Gehäuse (6), das sowohl eine Einlaß als auch eine Auslaßöffnung (6 a, 6 b) hat, um einen Durch gang zu bilden, durch den ein flüssiges Brennstoffgemisch fließt,
eine lichtdurchlässige Säule (1), die konzentrisch in dem Gehäuse (6) angeordnet ist, um die äußere Fläche in Kontakt mit dem flüssigen Brennstoff zu bringen,
eine lichtemittierende Diode (135) und eine Photodiode (3), die jeweils derart vorgesehen sind, daß die Säule (1) in Längsrichtung dazwischen liegt, so daß das von der licht emittierenden Diode (135) emittierte Licht in die Säule (1) über ein Ende eintritt und an der Grenzfläche von der Säule (1) und dem flüssigen Brennstoff reflektiert wird und an dem anderen Ende austritt, um auf die Photodiode (3) zu treffen,
eine Kompensationsphotodiode (136), die vorgesehen ist, um den Lichtemissionsgrad der lichtemittierenden Diode (135) zu messen,
eine Lichtemissionskompensationseinrichtung (161), die vorgesehen ist, um die Lichtemission durch den Ausgang der Kompensationsphotodiode (136) unter der Umgebungstem peraturänderung zu kompensieren, und
eine Photoempfangskompensationseinrichtung (162), die vor gesehen ist, um die Lichtmenge gegen die Photodiode (135) durch den Ausgang von der Kompensationsphotodiode (136) auszugleichen.
ein zylindrisches Gehäuse (6), das sowohl eine Einlaß als auch eine Auslaßöffnung (6 a, 6 b) hat, um einen Durch gang zu bilden, durch den ein flüssiges Brennstoffgemisch fließt,
eine lichtdurchlässige Säule (1), die konzentrisch in dem Gehäuse (6) angeordnet ist, um die äußere Fläche in Kontakt mit dem flüssigen Brennstoff zu bringen,
eine lichtemittierende Diode (135) und eine Photodiode (3), die jeweils derart vorgesehen sind, daß die Säule (1) in Längsrichtung dazwischen liegt, so daß das von der licht emittierenden Diode (135) emittierte Licht in die Säule (1) über ein Ende eintritt und an der Grenzfläche von der Säule (1) und dem flüssigen Brennstoff reflektiert wird und an dem anderen Ende austritt, um auf die Photodiode (3) zu treffen,
eine Kompensationsphotodiode (136), die vorgesehen ist, um den Lichtemissionsgrad der lichtemittierenden Diode (135) zu messen,
eine Lichtemissionskompensationseinrichtung (161), die vorgesehen ist, um die Lichtemission durch den Ausgang der Kompensationsphotodiode (136) unter der Umgebungstem peraturänderung zu kompensieren, und
eine Photoempfangskompensationseinrichtung (162), die vor gesehen ist, um die Lichtmenge gegen die Photodiode (135) durch den Ausgang von der Kompensationsphotodiode (136) auszugleichen.
3. Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Lichtemissionskompensationseinrichtung
(161) derart eingerichtet ist, daß die Spannung an der
lichtemittierenden Diode (135) derart geregelt wird, daß
man einen konstanten Ausgang von der Kompensationsphoto
diode (136) erhält, während die Photoempfangskompensations
einrichtung (162) derart eingerichtet ist, daß die Änderung
des kritischen Winkels nach Maßgabe des flüssigen Brenn
stoffs, beeinflußt durch die Umgebungstemperatur, mit Hilfe
der Spannung kompensiert wird, die der lichtemittierenden
Diode (135) über die Lichtemissionskompensationseinrichtung
(161) zugeführt wird.
4. Sensor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Lichtemissionskompensations
einrichtung (161) derart eingerichtet ist, daß die an
der lichtemittierenden Diode (135) anliegende Spannung
durch einen Operationsverstärker (OP 4) vermindert wird,
wenn bei ansteigender Umgebungstemperatur der Ausgang
der Photodiode (136) ansteigt, wobei dies zusammen mit
der Anschlußspannung an der lichtemittierenden Diode (135)
vorgenommen wird.
5. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß das flüssige Brennstoffge
misch Benzin und Alkohol (Ethanol) in einem entsprechenden
Verhältnis ist.
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DE19873714800 DE3714800A1 (de) | 1986-02-19 | 1987-05-04 | Sensor fuer das mischungsverhaeltnis von benzin und alkohol |
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