JP2009145131A - 濃度センサ装置 - Google Patents
濃度センサ装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009145131A JP2009145131A JP2007321225A JP2007321225A JP2009145131A JP 2009145131 A JP2009145131 A JP 2009145131A JP 2007321225 A JP2007321225 A JP 2007321225A JP 2007321225 A JP2007321225 A JP 2007321225A JP 2009145131 A JP2009145131 A JP 2009145131A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- concentration
- component
- dielectric constant
- sensor device
- mixture
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
- G01N27/221—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance by investigating the dielectric properties
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
【解決手段】センサ部10は、ガソリン及びエタノールの誘電率が略同一となるとともに水の誘電率が変化するような異なる2種類の周波数の一方を、例えば50[kHz]以上500[kHz]以下の周波数帯の中から、他方を、例えば500[kHz]以上10[MHz]以下の周波数帯の中から選択し、櫛歯電極を構成する第1電極12a及び第2電極12bにこれら選択した周波数にて交流電圧を印加する。濃度推定部は、これら周波数にて交流電圧を第1電極12a及び第2電極12bに印加することで検出された誘電率の差分に基づき水の濃度を算出・推定する。さらに、濃度推定部は、混合燃料がガソリン及びエタノールからのみ構成されるとみなし、推定した水の濃度を用いることで、ガソリンの濃度及びエタノールの濃度を算出・推定する。
【選択図】図3
Description
(数1)
c=(ε1−ε2)/(εc1−εc2)・・・(1)
また、上記請求項1または2に記載の構成において、例えば請求項3に記載の発明のように、前記濃度推定部は、前記注目する成分以外の成分である第1成分及び第2成分並びに前記注目する成分である第3成分の3種類の成分によって前記混合物が構成されるものとみなし、前記異なる2種類の周波数において予め計測された第1成分及び第2成分の誘電率並びに当該濃度推定部によって推定された第3成分の濃度に基づいて、第1成分及び第2成分の濃度を算出・推定することとしてもよい。これにより、混合物の構成比を算出・推定することができるようになる。
(数2)
a=(ε1−εb1+(εb1−εc1)×c)/(εa1−εb1)・・・(2)
b=1−a−c・・・(3)
これにより、濃度推定部は、第1成分の濃度a及び第2成分の濃度bを簡単な演算によって算出・推定することができるようになる。
(数3)
ε1=εa1×a+εb1×b+εc1×c・・・(4)
ε2=εa2×a+εb2×b+εc2×c・・・(5)
ここで、ガソリン単体及びエタノール単体の比誘電率は上記周波数f1及びf2において略同一である(すなわちεa1=εa2及びεb1=εb2)ため、上式(4)及び(5)の差分は下式(6)によって表される。
(数4)
ε1−ε2=(εc1−εc2)×c・・・(6)
したがって、ガソリン及びエタノールの影響が上記差分から排除され、水の誘電率及び濃度の影響のみが上記差分に表れることになる。そのため、濃度推定部20は、上式(6)に基づく下式(7)によって水の濃度cを算出・推定する。
(数5)
c=(ε1−ε2)/(εc1−εc2)・・・(7)
また、濃度推定部20は、ガソリン及びエタノール並びに水によって混合燃料51が構成されるとみなすことにより、ガソリンの濃度a及びエタノールの濃度bをそれぞれ、下式(8)及び(9)にて算出・推定する。
(数6)
a=(ε1−εb1+(εb1−εc1)×c)/(εa1−εb1)・・・(8)
b=1−a−c・・・(9)
なお、濃度推定部20が上式(7)〜(9)に基づき、ガソリンの濃度a及びエタノールの濃度b並びに水の濃度cを推定・算出するためには、少なくとも、周波数f1におけるガソリンの誘電率εa1、エタノールの誘電率εb1、並びに、周波数f1及びf2における水の誘電率εc1及びεc2が既知である必要がある。そのため、図1に示すように、当該濃度センサ1は、ガソリン単独の誘電率εa1及びεa2、エタノール単独の誘電率εb1及びεb2、並びに、水単独の誘電率εc1及びεc2を予め求めておき、これを記憶保持する記憶保持部30をさらに備えている。
(数7)
a=1−b−c・・・(10)
b=(εa2−(εa2−εc2)×c−ε2)/(εa2−εb2)・・・(11)
上記実施の形態(変形例を含む)では、濃度推定部20は、上式(8)及び(9)あるいは上式(10)及び(11)によって、ガソリンの濃度a及びエタノールの濃度bを算出・推定していた。換言すれば、濃度推定部20は、混合燃料51がガソリン及びエタノール並びに水によって主に構成されものとみなしていた(すなわち「a+b+c=1」)が、これにも限らない。濃度推定部20は、混合燃料51がガソリン及びエタノールによって主に構成されるものとみなし(すなわち「a+b=1」)、周波数f1及びf2におけるガソリン及びエタノールの誘電率(すなわちεa1及びεa2並びにεb1及びεb2)に基づいて、ガソリンの濃度a及びエタノールの濃度bを算出・推定することとしてもよい。換言すれば、上式(9)に替えて下式(12)を、上式(10)に替えて下式(13)を、それぞれ用いることとしてもよい。
(数8)
b=1−a・・・(12)
a=1−b・・・(13)
上記実施の形態(変形例を含む)では、混合燃料51を構成するガソリンの濃度a及びエタノールの濃度b並びに水の濃度cを算出・推定することとしていた。しかしながら、混合燃料51が構成される成分をこれら3成分に限る必要はない。要は、センサ部は、注目する成分以外の成分の誘電率が略同一となるとともに注目する成分の誘電率が変化する、異なる2種類の周波数にて交流電圧を混合物に印加して混合物の誘電率を検出し、濃度推定部は、検出された混合物の誘電率の差分、及び、異なる2種類の周波数において予め測定された注目する成分の誘電率に基づいて、注目する成分の濃度を推定すればよい。これにより、混合燃料を構成する成分のうち注目する成分の濃度を推定することはできる。
Claims (14)
- 複数の成分から構成される混合物中に配置されて交流電圧が印加される一対の電極を有し、前記複数の成分の種類及び濃度並びに前記交流電圧の周波数に応じて変化する前記混合物の誘電率を前記一対の電極間の静電容量に基づき検出するセンサ部と、前記複数の成分の中から注目する成分の濃度を前記混合物の誘電率に基づき推定する濃度推定部とを備える濃度センサ装置であって、
前記センサ部は、前記注目する成分以外の成分の誘電率が略同一となるとともに前記注目する成分の誘電率が変化する、異なる2種類の周波数にて交流電圧を前記一対の電極に印加して前記混合物の誘電率を検出し、
前記濃度推定部は、検出された前記混合物の誘電率の差分、及び、前記異なる2種類の周波数において予め測定された前記注目する成分の誘電率に基づいて、前記注目する成分の濃度を推定することを特徴とする濃度センサ装置。 - 前記濃度推定部は、前記異なる2種類の周波数としてf1[Hz]及びf2[Hz]を選択し、これら周波数f1及びf2において検出される前記混合物の誘電率をε1及びε2とし、これら周波数f1及びf2において予め計測された前記注目する成分の誘電率をそれぞれεc1及びεc2とすると、前記注目する成分の濃度cを下式(1)によって算出・推定することを特徴とする請求項1に記載の濃度センサ装置。
(数1)
c=(ε1−ε2)/(εc1−εc2)・・・(1) - 前記濃度推定部は、前記注目する成分以外の成分である第1成分及び第2成分並びに前記注目する成分である第3成分の3種類の成分によって前記混合物が構成されるものとみなし、前記異なる2種類の周波数において予め計測された第1成分及び第2成分の誘電率並びに当該濃度推定部によって推定された第3成分の濃度に基づいて、第1成分及び第2成分の濃度を算出・推定することを特徴とする請求項1または2に記載の濃度センサ装置。
- 前記濃度推定部は、前記異なる2種類の周波数のうちの1つである周波数f1において予め計測された第1成分及び第2成分の誘電率をそれぞれεa1及びεb1とすると、第1成分の濃度a及び第2成分の濃度bを下式(2)及び(3)によってそれぞれ算出・推定することを特徴とする請求項3に記載の濃度センサ装置。
(数2)
a=(ε1−εb1+(εb1−εc1)×c)/(εa1−εb1)・・・(2)
b=1−a−c・・・(3) - 当該濃度センサ装置は、前記異なる2種類の周波数において予め計測された前記注目する成分単独の誘電率を記憶保持する記憶保持部をさらに備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の濃度センサ装置。
- 前記記憶保持部は、前記異なる2種類の周波数において予め計測された前記注目する成分単独の誘電率を温度別に記憶保持しており、
当該濃度センサ装置は、前記混合物の温度を検出する温度検出部をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の濃度センサ装置。 - 前記センサ部は、極性が繰り返し反転する交番電圧を前記交流電圧として前記一対の電極に印加することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の濃度センサ装置。
- 前記センサ部は、矩形波状、三角波状もしくは正弦波状の電圧を前記交流電圧として前記一対の電極に印加することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の濃度センサ装置。
- 前記一対の電極は、前記混合物と接触する部分が絶縁膜により被覆されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の濃度センサ装置。
- 前記一対の電極は、櫛歯状に形成されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の濃度センサ装置。
- 前記混合物は、ガソリン、エタノール及び水を含むことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の濃度センサ装置。
- 前記センサ部は、50kHz以上500kHz以下の周波数帯の中から前記異なる2種類の周波数のうちの一方を選択するとともに、500kHz以上10MHz以下の周波数帯の中から前記異なる2種類の周波数のうちの他方を選択することを特徴とする請求項11に記載の濃度センサ装置。
- 前記センサ部は、50kHz以上500kHz以下の周波数帯の中から前記異なる2種類の周波数を両方とも選択することを特徴とする請求項11に記載の濃度センサ装置。
- 前記混合物は、軽油、脂肪酸メチルエステル及び水を含むことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の濃度センサ装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007321225A JP4416033B2 (ja) | 2007-12-12 | 2007-12-12 | 濃度センサ装置 |
DE102008044312A DE102008044312A1 (de) | 2007-12-12 | 2008-12-03 | Erfassungsvorrichtung zum Erfassen einer in einem Kraftstoffgemisch enthaltenen Komponentendichte |
BRPI0805346-4A BRPI0805346A2 (pt) | 2007-12-12 | 2008-12-10 | dispositivo detector para detectar uma densidade de um componente contido em combustìvel de mistura |
US12/314,462 US20090157345A1 (en) | 2007-12-12 | 2008-12-11 | Detector device for detecting component density contained in mixture fuel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007321225A JP4416033B2 (ja) | 2007-12-12 | 2007-12-12 | 濃度センサ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009145131A true JP2009145131A (ja) | 2009-07-02 |
JP4416033B2 JP4416033B2 (ja) | 2010-02-17 |
Family
ID=40680201
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007321225A Expired - Fee Related JP4416033B2 (ja) | 2007-12-12 | 2007-12-12 | 濃度センサ装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20090157345A1 (ja) |
JP (1) | JP4416033B2 (ja) |
BR (1) | BRPI0805346A2 (ja) |
DE (1) | DE102008044312A1 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011065340A1 (ja) * | 2009-11-25 | 2011-06-03 | 出光興産株式会社 | 潤滑油の劣化・変質度測定方法及びその測定装置 |
JP2012036761A (ja) * | 2010-08-04 | 2012-02-23 | Toyota Motor Corp | 燃料性状検出装置 |
DE112010005131T5 (de) | 2010-01-14 | 2012-10-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Konzentrationserfassungsvorrichtung |
DE112010005488T5 (de) | 2010-04-15 | 2013-01-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Anomalieerfassungsvorrichtung für Kraftstoffeigenschaft-Erfassungsvorrichtung |
JP2013221751A (ja) * | 2012-04-12 | 2013-10-28 | Yazaki Corp | 液体濃度検出装置 |
JP2015001431A (ja) * | 2013-06-14 | 2015-01-05 | 株式会社デンソー | 液体濃度測定装置 |
KR101856929B1 (ko) * | 2016-07-04 | 2018-05-11 | 현대자동차주식회사 | 터치 입력장치, 이를 포함하는 차량, 및 그 제어방법 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8578761B2 (en) | 2008-03-26 | 2013-11-12 | Denso Corporation | Concentration sensor device and concentration detecting method |
JP4465725B2 (ja) * | 2008-04-04 | 2010-05-19 | 株式会社デンソー | 液体用濃度測定装置 |
GB2485766A (en) * | 2010-11-18 | 2012-05-30 | Michael John Sherratt | Contaminant detection using permittivity measurement and creation of a reference sample |
US9052065B2 (en) | 2010-12-01 | 2015-06-09 | Gp Strategies Corporation | Liquid dispenser |
BR102014009745B1 (pt) * | 2014-04-24 | 2021-03-30 | Centro Nacional De Pesquisa Em Energia De Materiais | Dispositivo sensor para determinação da concentração de analitos em fase líquida, preferencialmente álcool e/ou água, e método de construção do dispositivo sensor |
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 |
JP2017026560A (ja) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | 株式会社日立製作所 | 油分測定装置 |
CN110441354B (zh) * | 2019-08-13 | 2021-09-28 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 基于电容层析成像的高聚物粘结炸药密度分布检测方法 |
DE102023205917A1 (de) | 2023-06-23 | 2024-06-20 | Vitesco Technologies GmbH | Verwendung eines Feuchtigkeitssensors zum Ermitteln der Qualität eines Kraftstoffs |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5103181A (en) * | 1988-10-05 | 1992-04-07 | Den Norske Oljeselskap A. S. | Composition monitor and monitoring process using impedance measurements |
DE59008731D1 (de) * | 1990-08-30 | 1995-04-20 | Siemens Ag | Vorrichtung zum Feststellen des Alkoholgehaltes oder des Heizwertes eines Gemischs. |
US5363052A (en) * | 1993-02-16 | 1994-11-08 | Solid State Farms, Inc. | Permittivity spectroscopy apparatus and method |
JP2006527855A (ja) * | 2003-06-16 | 2006-12-07 | シーメンス ヴィディーオー オートモティヴ コーポレイション | 流体中の成分の濃度を決定するための方法および装置 |
EP1637875A1 (en) * | 2004-09-17 | 2006-03-22 | Fondazione Torino Wireless | A multi-frequency capacitive measurement device and a method of operating the same |
EP1885823A2 (en) * | 2005-05-26 | 2008-02-13 | Ben Gurion University of the Negev Research and Development Authority Ltd. | Production of biodiesel from balanites aegyptiaca |
US9116104B2 (en) * | 2006-03-22 | 2015-08-25 | Agar Corporation, Ltd. | Method and apparatus for detecting water in a fluid media |
-
2007
- 2007-12-12 JP JP2007321225A patent/JP4416033B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-12-03 DE DE102008044312A patent/DE102008044312A1/de not_active Withdrawn
- 2008-12-10 BR BRPI0805346-4A patent/BRPI0805346A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2008-12-11 US US12/314,462 patent/US20090157345A1/en not_active Abandoned
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011065340A1 (ja) * | 2009-11-25 | 2011-06-03 | 出光興産株式会社 | 潤滑油の劣化・変質度測定方法及びその測定装置 |
US8854058B2 (en) | 2009-11-25 | 2014-10-07 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Measurement method of degradation/alteration degree of lubricant oil and measurement device thereof |
JP5706830B2 (ja) * | 2009-11-25 | 2015-04-22 | 出光興産株式会社 | 潤滑油の劣化・変質度測定方法及びその測定装置 |
DE112010005131T5 (de) | 2010-01-14 | 2012-10-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Konzentrationserfassungsvorrichtung |
DE112010005488T5 (de) | 2010-04-15 | 2013-01-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Anomalieerfassungsvorrichtung für Kraftstoffeigenschaft-Erfassungsvorrichtung |
JP5278601B2 (ja) * | 2010-04-15 | 2013-09-04 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料性状検出装置の異常検出装置 |
JP2012036761A (ja) * | 2010-08-04 | 2012-02-23 | Toyota Motor Corp | 燃料性状検出装置 |
JP2013221751A (ja) * | 2012-04-12 | 2013-10-28 | Yazaki Corp | 液体濃度検出装置 |
JP2015001431A (ja) * | 2013-06-14 | 2015-01-05 | 株式会社デンソー | 液体濃度測定装置 |
KR101856929B1 (ko) * | 2016-07-04 | 2018-05-11 | 현대자동차주식회사 | 터치 입력장치, 이를 포함하는 차량, 및 그 제어방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20090157345A1 (en) | 2009-06-18 |
DE102008044312A1 (de) | 2009-06-18 |
JP4416033B2 (ja) | 2010-02-17 |
BRPI0805346A2 (pt) | 2011-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4416033B2 (ja) | 濃度センサ装置 | |
CN102985812B (zh) | 土壤的水分状态确定装置及其方法 | |
US11802863B2 (en) | Oil condition determination system, oil condition determination method, and oil condition determination program | |
Moya | Influence of dc electric current on the electrochemical impedance of ion-exchange membrane systems | |
Moya | Electric circuits modelling the low-frequency impedance of ideal ion-exchange membrane systems | |
JP4616069B2 (ja) | Sf6ガス中の水分濃度検出装置 | |
JP2011257396A5 (ja) | ||
Wang et al. | Methane recognition and quantification by differential capacitance at the hydrophobic ionic liquid-electrified metal electrode interface | |
Wang et al. | Physical origin of dynamic ion transport features through single conical nanopores at different bias frequencies | |
JP2013519076A (ja) | 2種以上のガス種の検出法 | |
Aoki et al. | Resistance associated with measurements of capacitance in electric double layers | |
Moya | Study of the electrochemical impedance and the linearity of the current–voltage relationship in inhomogeneous ion-exchange membranes | |
Costa et al. | Electric double layer studies at the interface of mercury–binary ionic liquid mixtures with a common anion | |
Eskiner et al. | Determining the aging degree of domestic heating oil blended with biodiesel by means of dielectric spectroscopy | |
JP5299522B2 (ja) | 濃度検出装置 | |
JPS6138822B2 (ja) | ||
JP2007047006A (ja) | 静電容量式センサ | |
JP4500993B2 (ja) | 絶縁ガス分解検出装置及び分解ガス検出方法 | |
Moya | Electrochemical impedance of ion-exchange membranes in asymmetric arrangements | |
Minagawa et al. | Development of SF6 decomposition gas sensor | |
US10859524B2 (en) | Humidity sensing element and hygrometer | |
RU104727U1 (ru) | Первичный преобразователь для измерения электрической емкости (диэлектрической проницаемости) и электрического сопротивления (удельной электропроводности) жидкости или газа | |
Jägle et al. | Thermal-electrical impedance spectroscopy for fluid characterisation | |
Satpati et al. | Electrochemical study of the mechanism of interaction of 1, 2, 3-benzotriazole on SS304 surface in HCl medium | |
Kassanos et al. | Comparison of tetrapolar injection-measurement techniques for coplanar affinity-based impedimetric immunosensors |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090515 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091023 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091104 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4416033 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091117 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121204 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131204 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |