JP2016217745A - Device for measuring fuel concentration - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide device for measuring a fuel concentration in which measurement errors are reduced and the device is miniaturized to facilitate the arrangement.SOLUTION: A device for measuring a fuel concentration irradiates a measuring optical path LP in a combustion chamber C of an internal combustion engine with a measuring light ML, and measures the fuel concentration of a combustion chamber C from the intensity of a signal light SL transmitting a measuring optical path LP, and includes a half-mirror 25a as a branching part for branching reference light RL from the measuring light ML before incident to the measuring optical path LP. The half-mirror 25a which is the branching part is arranged inside the internal combustion engine.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、内燃機関の燃焼室の燃料濃度を測定する燃料濃度測定装置に関する。   The present invention relates to a fuel concentration measuring device for measuring a fuel concentration in a combustion chamber of an internal combustion engine.

従来から自動車のエンジン等の内燃機関において燃焼室内の燃料濃度を計測する装置が知られている(下記特許文献1及び2を参照)。特許文献1に記載されたエンジンの燃料濃度測定装置は、測定光導入光路によって燃焼室内部の測定光路に特定波長の測定光を導き、測定光導出光路によって測定光路を透過した測定光を燃焼室外部へと導き出し、燃焼室外部へ導き出された測定光の強度に応じた信号を光強度検出器によって出力する。   2. Description of the Related Art Conventionally, an apparatus for measuring a fuel concentration in a combustion chamber in an internal combustion engine such as an automobile engine is known (see Patent Documents 1 and 2 below). An engine fuel concentration measuring device described in Patent Document 1 guides measurement light having a specific wavelength to a measurement optical path inside a combustion chamber by a measurement light introduction optical path, and transmits measurement light transmitted through the measurement optical path by a measurement light extraction optical path to the combustion chamber. A light intensity detector outputs a signal corresponding to the intensity of the measurement light led to the outside and led to the outside of the combustion chamber.

また、特許文献1の燃料濃度測定装置は、光遮断手段によって光強度検出器への測定光の導出を遮断する。そして、透過測定光強度算出手段によって、測定光の導出を行ったときの光強度検出器の出力信号を、測定光の導出を遮断したときの光強度検出器の出力信号で補正し、測定光路を透過した測定光の強度を算出する。そして、燃料濃度算出手段によって、測定光路に入射した測定光の強度と透過測定光強度算出手段で算出した透過測定光の強度とに基づいて測定光路中の混合気の燃料濃度を算出する。   Further, the fuel concentration measuring device of Patent Document 1 blocks the derivation of the measurement light to the light intensity detector by the light blocking means. Then, the transmission measurement light intensity calculation means corrects the output signal of the light intensity detector when the measurement light is derived with the output signal of the light intensity detector when the measurement light is derived, and the measurement optical path The intensity of the measurement light that has passed through is calculated. Then, the fuel concentration calculation means calculates the fuel concentration of the air-fuel mixture in the measurement optical path based on the intensity of the measurement light incident on the measurement optical path and the intensity of the transmission measurement light calculated by the transmission measurement light intensity calculation means.

特許文献1によれば、前記燃料濃度測定装置は、光強度検出器のドリフト量を光遮断手段で測定光が遮断されたときに検出して測定光の強度を補正することで、検出器のドリフトに左右されず、燃焼室内の燃料濃度すなわち空燃比を精度よく計測することが可能になる、とされている。また、特許文献1に記載された燃料濃度測定装置と同様に、特許文献2に記載されたエンジンの燃料濃度測定装置は、測定光導入光路、測定光導出光路、及び光強度検出器を備えている。   According to Patent Document 1, the fuel concentration measurement device detects the drift amount of the light intensity detector when the measurement light is blocked by the light blocking means and corrects the intensity of the measurement light, thereby correcting the intensity of the detector. It is said that the fuel concentration in the combustion chamber, that is, the air-fuel ratio can be accurately measured regardless of drift. Similarly to the fuel concentration measurement device described in Patent Document 1, the engine fuel concentration measurement device described in Patent Document 2 includes a measurement light introduction optical path, a measurement light extraction optical path, and a light intensity detector. Yes.

特許文献2の燃料濃度測定装置は、燃料濃度算出手段によって、測定光路中に燃料が存在しないクランク角で検出した測定光の強度を測定光の基準強度に設定する。燃料濃度算出手段は、基準強度を設定すると共に、この基準強度と燃料濃度の測定を行うクランク角で検出した測定光の強度とに基づいて燃料濃度の測定を行うクランク角での測定光路における測定光の透過率を算出する。さらに、燃料濃度算出手段は、算出した透過率に基づいて測定光路中の混合器の燃料濃度を算出する。   In the fuel concentration measuring device of Patent Document 2, the intensity of the measurement light detected at the crank angle at which no fuel is present in the measurement optical path is set to the reference intensity of the measurement light by the fuel concentration calculation means. The fuel concentration calculation means sets a reference intensity, and measures in the measurement optical path at the crank angle for measuring the fuel concentration based on the reference intensity and the intensity of the measurement light detected at the crank angle for measuring the fuel concentration. The light transmittance is calculated. Further, the fuel concentration calculation means calculates the fuel concentration of the mixer in the measurement optical path based on the calculated transmittance.

特許文献2には、燃料以外に測定部に入射するまでの測定部から検出器までの光路における振動等による減衰や測定光路を構成する光学系素子の汚れによる減衰があることが記載されている。また、特許文献2には、前記の減衰があっても、これらの減衰は透光強度及び入射光強度に対して同一の割合で生じるので、透光率を算出する式中の除算において相殺され、これらの影響を受けることなく、精度よく算出できる、と記載されている。   Patent Document 2 describes that there is attenuation due to vibration or the like in the optical path from the measurement unit to the detector until it enters the measurement unit in addition to fuel, and attenuation due to contamination of optical system elements constituting the measurement optical path. . Further, even if the above-described attenuation is present in Patent Document 2, since these attenuations occur at the same ratio with respect to the light transmission intensity and the incident light intensity, they are canceled out in the division in the formula for calculating the light transmittance. It can be calculated accurately without being affected by these.

特開2002−340800公報JP 2002-340800 JP 特開2003−014640公報JP 2003-014640 A

前記特許文献1及び2に記載された燃料濃度測定装置では、光源(3)から出た光の一部を分岐させて出力のモニタ用として第2検出器(5)に入射させるビームスプリッタ(4)が、光源と点火プラグとを接続する光ファイバ(6)の途中に設けられている。このように、ビームスプリッタをエンジン外部に設けると、エンジン内部の光路において、エンジンの振動等によって生じる光量変動を正確に検出することができず、測定される燃料濃度の誤差が大きくなる虞がある。また、装置が大型化し、取り回しが困難になるという課題がある。   In the fuel concentration measuring devices described in Patent Documents 1 and 2, a part of the light emitted from the light source (3) is branched and incident on the second detector (5) for output monitoring. ) Is provided in the middle of the optical fiber (6) connecting the light source and the spark plug. As described above, when the beam splitter is provided outside the engine, it is not possible to accurately detect the light amount fluctuation caused by the vibration of the engine in the optical path inside the engine, and there is a possibility that the error of the measured fuel concentration becomes large. . Moreover, there exists a subject that an apparatus will enlarge and handling will become difficult.

本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、内燃機関の燃焼室の測定光路へ測定光を照射し、該測定光路を透過した信号光の強度から該燃焼室の燃料濃度を測定する燃料濃度測定装置において、測定誤差を減少させ、装置を小型化して取り回しを容易にすることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and irradiates measurement light to a measurement optical path of a combustion chamber of an internal combustion engine, and measures the fuel concentration in the combustion chamber from the intensity of signal light transmitted through the measurement optical path. An object of the fuel concentration measuring device is to reduce measurement errors and reduce the size of the device to facilitate handling.

前記目的を達成すべく、本発明の燃料濃度測定装置は、内燃機関の燃焼室の測定光路へ測定光を照射し、該測定光路を透過した信号光の強度から該燃焼室の燃料濃度を測定する燃料濃度測定装置であって、前記測定光路に入射する前の前記測定光から参照光を分岐させる分岐部を備え、前記分岐部は、前記内燃機関の内部に配置されることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the fuel concentration measuring device of the present invention irradiates the measurement light path of the combustion chamber of the internal combustion engine with the measurement light, and measures the fuel concentration in the combustion chamber from the intensity of the signal light transmitted through the measurement light path. A fuel concentration measuring apparatus comprising: a branching portion for branching reference light from the measurement light before entering the measurement optical path, wherein the branching portion is disposed inside the internal combustion engine. .

本発明の燃料濃度測定装置は、内燃機関の燃焼室の測定光路へ測定光を照射し、該測定光路を透過した信号光の強度から該燃焼室の燃料濃度を測定する装置である。より具体的には、本発明の燃料濃度測定装置は、燃焼室の内部の測定光路に入射する前の測定光から分岐部によって参照光を分岐させ、該参照光の強度と前記信号光の強度とに基づいて、燃焼室の燃料濃度を測定する。   The fuel concentration measuring apparatus according to the present invention is an apparatus that irradiates measurement light to a measurement optical path of a combustion chamber of an internal combustion engine and measures the fuel concentration in the combustion chamber from the intensity of signal light transmitted through the measurement optical path. More specifically, the fuel concentration measuring apparatus of the present invention branches the reference light from the measurement light before entering the measurement optical path inside the combustion chamber by the branching unit, and the intensity of the reference light and the intensity of the signal light Based on the above, the fuel concentration in the combustion chamber is measured.

燃焼室の空気に含まれる燃料の濃度が高ければ、燃焼室の測定光路に入射した測定光の減衰が増大し、測定光路を透過した信号光の強度が低下する。一方、燃焼室の空気に含まれる燃料の濃度が低ければ、燃焼室の測定光路に入射した測定光の減衰が減少し、測定光路を透過した信号光の強度が増加する。そのため、燃焼室の測定光路に入射する前の測定光から分岐させた参照光の強度と、測定光路を透過した信号光の強度とに基づいて、燃焼室の燃料濃度を測定することができる。   If the concentration of the fuel contained in the air in the combustion chamber is high, the attenuation of the measurement light incident on the measurement optical path of the combustion chamber increases, and the intensity of the signal light transmitted through the measurement optical path decreases. On the other hand, if the concentration of the fuel contained in the air in the combustion chamber is low, the attenuation of the measurement light incident on the measurement optical path of the combustion chamber decreases and the intensity of the signal light transmitted through the measurement optical path increases. Therefore, the fuel concentration in the combustion chamber can be measured based on the intensity of the reference light branched from the measurement light before entering the measurement optical path of the combustion chamber and the intensity of the signal light transmitted through the measurement optical path.

前記した特許文献1及び2に記載された燃料濃度測定装置は、本発明の燃料濃度測定装置と同様に、燃焼室内の燃料濃度を計測することは可能である。しかし、これら従来の燃料濃度測定装置では、光源から出た光の一部を分岐させて出力のモニタ用として第2検出器に入射させるビームスプリッタがエンジン外部に設けられている。そのため、エンジン内部の光路において、エンジンの振動等によって生じる光量変動を正確に検出することができず、燃料濃度の測定誤差が増大する虞がある。また、装置が大型化し、取り回しが困難になるという課題がある。   The fuel concentration measuring devices described in Patent Documents 1 and 2 described above can measure the fuel concentration in the combustion chamber, similarly to the fuel concentration measuring device of the present invention. However, in these conventional fuel concentration measuring apparatuses, a beam splitter is provided outside the engine to split a part of the light emitted from the light source and to enter the second detector for monitoring the output. For this reason, in the optical path inside the engine, fluctuations in the amount of light caused by engine vibration or the like cannot be accurately detected, and there is a risk that fuel concentration measurement errors will increase. Moreover, there exists a subject that an apparatus will enlarge and handling will become difficult.

これに対し、本発明の燃料濃度測定装置は、測定光から参照光を分岐させる分岐部が内燃機関の内部に配置される。したがって、本発明の燃料濃度測定装置によれば、内燃機関の内部の光路において、エンジンの振動等によって生じる光量変動を正確に検出し、燃料濃度の測定誤差を減少させることができる。また、燃料濃度測定装置を小型化することができ、装置の取り回しを容易にすることができる。   On the other hand, in the fuel concentration measuring device of the present invention, a branching portion for branching the reference light from the measuring light is arranged inside the internal combustion engine. Therefore, according to the fuel concentration measuring apparatus of the present invention, it is possible to accurately detect the light amount fluctuation caused by the vibration of the engine or the like in the optical path inside the internal combustion engine and reduce the fuel concentration measurement error. Further, the fuel concentration measuring device can be reduced in size, and the handling of the device can be facilitated.

また、本発明の燃料濃度測定装置は、前記参照光の強度を計測する参照光計測部と、前記信号光の強度を計測する信号光計測部と、前記参照光の強度と前記信号光の強度とに基づいて前記燃料濃度を算出する演算部とを備えることができる。これにより、参照光計測部によって参照光の強度を計測し、信号光計測部によって信号光の強度を計測し、これら参照光及び信号光の強度に基づいて、演算部によって燃焼室の燃料濃度を算出することができる。   Further, the fuel concentration measuring apparatus of the present invention includes a reference light measurement unit that measures the intensity of the reference light, a signal light measurement unit that measures the intensity of the signal light, the intensity of the reference light, and the intensity of the signal light. And a calculation unit for calculating the fuel concentration based on the above. Thereby, the intensity of the reference light is measured by the reference light measuring unit, the intensity of the signal light is measured by the signal light measuring unit, and the fuel concentration in the combustion chamber is calculated by the arithmetic unit based on the intensity of the reference light and the signal light. Can be calculated.

また、本発明の燃料濃度測定装置は、前記測定光を照射する光源と、該光源から前記分岐部へ前記測定光を伝達する光伝達経路と、前記測定光路から前記信号光計測部へ前記信号光を伝達する信号光伝達経路と、を備えることができる。これにより、光源から測定光を照射し、光伝達経路によって光源から分岐部へ測定光を伝達し、分岐部によって参照光が分岐された測定光を燃焼室の測定光路へ照射することができる。また、燃焼室の測定光路を透過した信号光を、信号光伝達経路によって測定光路から信号光計測部へ伝達し、信号光の強度を測定することができる。   The fuel concentration measuring device of the present invention includes a light source that irradiates the measurement light, a light transmission path that transmits the measurement light from the light source to the branching unit, and the signal from the measurement light path to the signal light measurement unit. A signal light transmission path for transmitting light. As a result, the measurement light can be irradiated from the light source, the measurement light can be transmitted from the light source to the branch portion by the light transmission path, and the measurement light having the reference light branched by the branch portion can be irradiated to the measurement light path of the combustion chamber. Further, the signal light transmitted through the measurement optical path of the combustion chamber can be transmitted from the measurement optical path to the signal light measurement unit through the signal light transmission path, and the intensity of the signal light can be measured.

また、本発明の燃料濃度測定装置は、前記分岐部から前記参照光計測部へ前記参照光を伝達する参照光伝達経路を備えることができる。この場合、分岐部によって測定光から分岐された参照光を、参照光伝達経路によって分岐部から参照光計測部へ伝達し、参照光の強度を測定することができる。   In addition, the fuel concentration measuring device of the present invention can include a reference light transmission path for transmitting the reference light from the branching unit to the reference light measuring unit. In this case, the reference light branched from the measurement light by the branching unit can be transmitted from the branching unit to the reference light measuring unit through the reference light transmission path, and the intensity of the reference light can be measured.

また、本発明の燃料濃度測定装置は、前記参照光伝達経路の代わりに、前記光源と前記光伝達経路との間にガラスミラーを備えることができる。この場合、ガラスミラーは、前記光源から前記光伝達経路に入射する前記測定光のすべてを透過させ、前記分岐部で分岐され前記光伝達経路を出た前記参照光の一部を透過させ、残りを反射させて前記参照光計測部に入射させるように設けることができる。これにより、測定光を光源から照射し、ガラスミラーを透過させて光伝達経路に入射させ、内燃機関の内部の分岐部によって参照光を分岐させ、残りの測定光を燃焼室の測定光路に照射することができる。また、分岐部によって分岐させた参照光を、光伝達経路によって測定光と逆の経路で内燃機関の外部へ導出し、光伝達経路から出た参照光をガラスミラーによって反射させて参照光計測部に入射させ、参照光の強度を測定することができる。   Moreover, the fuel concentration measuring apparatus of this invention can be equipped with a glass mirror between the said light source and the said light transmission path instead of the said reference light transmission path. In this case, the glass mirror transmits all of the measurement light incident on the light transmission path from the light source, transmits a part of the reference light branched from the light branching path and exiting the light transmission path, and remains. Can be reflected so as to be incident on the reference light measurement unit. As a result, the measurement light is emitted from the light source, is transmitted through the glass mirror, is incident on the light transmission path, the reference light is branched by the internal branching portion of the internal combustion engine, and the remaining measurement light is irradiated on the measurement optical path of the combustion chamber. can do. Further, the reference light branched by the branching portion is led out of the internal combustion engine by a light transmission path through a path opposite to the measurement light, and the reference light emitted from the light transmission path is reflected by the glass mirror to be referred to as the reference light measuring section. The intensity of the reference light can be measured.

また、本発明の燃料濃度測定装置において、前記分岐部は、前記内燃機関が備える点火プラグの燃焼室側先端部に設けられてもよい。これにより、内燃機関が通常有するプラグ孔を利用して分岐部を内燃機関の内部に配置することができるだけでなく、点火プラグの先端部に測定光路を設け、点火プラグの先端部の放電ギャップの近傍における燃料濃度を測定することができる。   Further, in the fuel concentration measuring device of the present invention, the branch portion may be provided at a combustion chamber side tip portion of a spark plug provided in the internal combustion engine. As a result, the branch portion can be arranged inside the internal combustion engine by using the plug hole that the internal combustion engine normally has, and a measurement optical path is provided at the tip of the spark plug so that the discharge gap at the tip of the spark plug can be reduced. The fuel concentration in the vicinity can be measured.

以上の説明から理解できるように、本発明の燃料濃度測定装置によれば、内燃機関の内部の燃焼室以外で生じる光量変動を正確に検出し、燃料濃度の測定誤差を減少させることができる。また、燃料濃度測定装置を小型化することができ、装置の取り回しを容易にすることができる。   As can be understood from the above description, according to the fuel concentration measuring apparatus of the present invention, it is possible to accurately detect the light amount fluctuation occurring outside the combustion chamber inside the internal combustion engine and reduce the fuel concentration measurement error. Further, the fuel concentration measuring device can be reduced in size, and the handling of the device can be facilitated.

本発明の実施形態1に係る燃料濃度測定装置の概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a fuel concentration measurement device according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施形態1に係る燃料濃度測定装置の概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a fuel concentration measurement device according to Embodiment 1 of the present invention. 図1Bに示す点火プラグの概略構成を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows schematic structure of the ignition plug shown to FIG. 1B. 図2に示す点火プラグの信号光取得部の概略構成を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows schematic structure of the signal light acquisition part of the ignition plug shown in FIG. 本発明の実施形態2に係る燃料濃度測定装置の概略構成図。The schematic block diagram of the fuel concentration measuring apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態2に係る信号光取得部の概略構成を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows schematic structure of the signal light acquisition part which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図5に示す信号光取得部の変形例を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows the modification of the signal light acquisition part shown in FIG.

以下、図面を参照して本発明の燃料濃度測定装置の実施の形態を説明する。   Embodiments of a fuel concentration measuring apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

[実施形態1]
図1A及び図1Bは、本発明の実施形態1に係る燃料濃度測定装置100の概略構成図である。図2は、図1Bに示す点火プラグ10の概略構成を示す模式的な拡大断面図である。図3は、図2に示す点火プラグ10の先端部に設けられた信号光取得部25の概略構成を示す模式的な拡大断面図である。
[Embodiment 1]
1A and 1B are schematic configuration diagrams of a fuel concentration measurement apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a schematic enlarged cross-sectional view showing a schematic configuration of the ignition plug 10 shown in FIG. 1B. FIG. 3 is a schematic enlarged cross-sectional view showing a schematic configuration of the signal light acquisition unit 25 provided at the tip of the ignition plug 10 shown in FIG.

本実施形態の燃料濃度測定装置100は、自動車のエンジン等の内燃機関Eの燃焼室Cの内部の測定光路LPへ測定光MLを照射し、該測定光路LPを透過した信号光SLの強度から該燃焼室Cの燃料濃度を測定する装置である。詳細は後述するが、本実施形態の燃料濃度測定装置100は、測定光路LPに入射する前の測定光MLから参照光RLを分岐させる分岐部としてハーフミラー25a(図3参照)を備え、ハーフミラー25aが内燃機関Eの内部に配置されることを最大の特徴としている。   The fuel concentration measuring apparatus 100 of this embodiment irradiates the measurement light path LP inside the combustion chamber C of the internal combustion engine E such as an automobile engine, and the intensity of the signal light SL transmitted through the measurement light path LP. This is an apparatus for measuring the fuel concentration in the combustion chamber C. As will be described in detail later, the fuel concentration measurement apparatus 100 of the present embodiment includes a half mirror 25a (see FIG. 3) as a branching part that branches the reference light RL from the measurement light ML before entering the measurement optical path LP. The greatest feature is that the mirror 25a is arranged inside the internal combustion engine E.

燃料濃度測定装置100は、測定光MLを照射する光源1と、測定光MLを伝達する光伝達経路を構成する光ファイバ2と、信号光SLを伝達する信号光伝達経路を構成する光ファイバ3と、参照光RLを伝達する参照光伝達経路である光ファイバ4とを備える。光ファイバ2、3及び4を束ねることでバンドルファイバ5が構成されている。   The fuel concentration measuring apparatus 100 includes a light source 1 that irradiates the measurement light ML, an optical fiber 2 that forms a light transmission path that transmits the measurement light ML, and an optical fiber 3 that forms a signal light transmission path that transmits the signal light SL. And an optical fiber 4 that is a reference light transmission path for transmitting the reference light RL. A bundle fiber 5 is configured by bundling the optical fibers 2, 3 and 4.

光源1は、例えば、波長が3.39μm程度の中赤線波長の光等、燃焼室C内の燃料の蒸気によって吸収されて強度が減衰する所定の波長の光を、測定光MLとして照射する。光伝達経路を構成する光ファイバ2は、光源1側の端部に光源1からの測定光MLを受光する受光部2aを有している。光ファイバ2の受光部2aと光源1との間には、光源1から照射された測定光MLを受光部2aに集光するレンズ6が設置されている。   The light source 1 emits, as the measurement light ML, light having a predetermined wavelength that is absorbed by the fuel vapor in the combustion chamber C and attenuates in intensity, such as light having a medium red line wavelength of about 3.39 μm. . The optical fiber 2 constituting the light transmission path has a light receiving portion 2a that receives the measurement light ML from the light source 1 at the end on the light source 1 side. Between the light receiving unit 2 a of the optical fiber 2 and the light source 1, a lens 6 that collects the measurement light ML emitted from the light source 1 on the light receiving unit 2 a is installed.

燃料濃度測定装置100は、参照光RLの強度を計測する参照光計測部8と、信号光SLの強度を計測する信号光計測部7と、をさらに備える。参照光計測部8は、内燃機関Eの内部から外部へ引き出された参照光伝達経路である光ファイバ4の一端に接続されている。信号光計測部7は、内燃機関Eの内部から外部へ引き出された信号光伝達経路である光ファイバ3の一端に接続されている。   The fuel concentration measurement apparatus 100 further includes a reference light measurement unit 8 that measures the intensity of the reference light RL, and a signal light measurement unit 7 that measures the intensity of the signal light SL. The reference light measurement unit 8 is connected to one end of an optical fiber 4 that is a reference light transmission path drawn from the inside of the internal combustion engine E to the outside. The signal light measuring unit 7 is connected to one end of an optical fiber 3 that is a signal light transmission path drawn from the inside of the internal combustion engine E to the outside.

光伝達経路を構成する光ファイバ2は、光源1から内燃機関Eが備える点火プラグ10において光伝達経路を構成する光ファイバ23aへ、測定光MLを伝達する。信号光伝達経路を構成する光ファイバ3は、点火プラグ10において信号光伝達経路を構成する光ファイバ23bから信号光計測部7へ、信号光SLを伝達する。参照光伝達経路である光ファイバ4は、点火プラグ10において参照光伝達経路を構成する光ファイバ23cから参照光計測部8へ、参照光RLを伝達する。   The optical fiber 2 constituting the light transmission path transmits the measurement light ML from the light source 1 to the optical fiber 23a constituting the light transmission path in the ignition plug 10 provided in the internal combustion engine E. The optical fiber 3 constituting the signal light transmission path transmits the signal light SL from the optical fiber 23 b constituting the signal light transmission path in the ignition plug 10 to the signal light measuring unit 7. The optical fiber 4 serving as the reference light transmission path transmits the reference light RL from the optical fiber 23 c constituting the reference light transmission path in the ignition plug 10 to the reference light measurement unit 8.

燃料濃度測定装置100は、信号光計測部7が計測した信号光SLの強度と、参照光計測部8が計測した参照光RLの強度とに基づいて、燃焼室Cの燃料濃度を算出する演算部9をさらに備える。演算部9は、例えば、CPUやメモリ等の電子部品によって構成され、各種の演算を実行するとともに、光源1、信号光計測部7及び参照光計測部8等を制御する。   The fuel concentration measuring apparatus 100 calculates the fuel concentration in the combustion chamber C based on the intensity of the signal light SL measured by the signal light measuring unit 7 and the intensity of the reference light RL measured by the reference light measuring unit 8. A unit 9 is further provided. The calculation unit 9 is configured by electronic components such as a CPU and a memory, for example, and performs various calculations and controls the light source 1, the signal light measurement unit 7, the reference light measurement unit 8, and the like.

内燃機関Eは、シリンダヘッドSHにプラグ孔PHが設けられ、該プラグ孔PHに挿入されてシリンダヘッドSHにネジ固定される点火プラグ10を備えている。点火プラグ10は、ハウジング20と、該ハウジング20に支持された点火プラグ構成部30とを備えている。ハウジング20は、シリンダヘッドSHのプラグ孔PHにネジ固定される。   The internal combustion engine E includes a spark plug 10 that is provided with a plug hole PH in the cylinder head SH and is inserted into the plug hole PH and fixed to the cylinder head SH with a screw. The spark plug 10 includes a housing 20 and a spark plug component 30 supported by the housing 20. The housing 20 is screwed to the plug hole PH of the cylinder head SH.

点火プラグ構成部30は、主に、電極部材31と碍子32と固定ナット33とによって構成されている。電極部材31は、例えばニッケル合金等の導電性の高い金属材料によって製作することができ、熱伝導性を向上させるために芯部に銅を用いることができる。電極部材31は、基端部に端子部31aが設けられ、先端部に中心電極31bが設けられている。電極部材31は、先端部の中心電極31bを除いて絶縁体である碍子32によって覆われて、点火プラグ構成部30の中心部に封入されている。   The spark plug component 30 is mainly composed of an electrode member 31, an insulator 32, and a fixing nut 33. The electrode member 31 can be made of a highly conductive metal material such as a nickel alloy, and copper can be used for the core portion in order to improve thermal conductivity. The electrode member 31 is provided with a terminal portion 31a at a proximal end portion and a center electrode 31b at a distal end portion. The electrode member 31 is covered with an insulator 32, which is an insulator, except for the center electrode 31b at the tip, and is enclosed in the center of the spark plug component 30.

電極部材31の基端部の端子部31aは、外部の点火コイルに接続された高電圧ケーブル34の高電圧端子34aに接続される。電極部材31の先端部の中心電極31bは、さらにその先端に、例えばプラチナやイリジウム等のレアメタルによって構成された先端チップ31cが設けられている。中心電極31bの先端チップ31cは、所定の放電ギャップGを有してハウジング20に設けられた接地電極26に対向している。点火プラグ構成部30は、電極部材31の中心電極31bとハウジング20との間にガスケット35が配置され、電極部材31がガスケット35と碍子32によってハウジング20に対して絶縁された状態で、碍子32の周囲に配置された固定ナット33によってハウジング20の支持部21に固定されている。   A terminal portion 31a at the base end portion of the electrode member 31 is connected to a high voltage terminal 34a of a high voltage cable 34 connected to an external ignition coil. The center electrode 31b at the tip of the electrode member 31 is further provided with a tip 31c made of a rare metal such as platinum or iridium at the tip. The tip 31c of the center electrode 31b is opposed to the ground electrode 26 provided in the housing 20 with a predetermined discharge gap G. In the spark plug component 30, the gasket 35 is disposed between the center electrode 31b of the electrode member 31 and the housing 20, and the insulator 32 is insulated from the housing 20 by the gasket 35 and the insulator 32. Are fixed to the support portion 21 of the housing 20 by fixing nuts 33 arranged around the periphery of the housing 20.

ハウジング20は、点火プラグ構成部30を支持する支持部21と、光源1側のバンドルファイバ5のコネクタ部5aを接続するコネクタ部22と、バンドルファイバ23を挿通させるガイド孔24とを有している。また、ハウジング20は、測定光路LPに測定光MLを照射して測定光路LPを透過した信号光SLを受光する信号光取得部25と、接地電極26と、ガイド孔24に緩衝材を注入するための複数の注入孔27とを有している。接地電極26は、例えばニッケル鋼によって製作され、ハウジング20の先端部に溶接されている。注入孔27は、ガイド孔24に緩衝剤を注入するのに用いられる。ガイド孔24に注入された緩衝剤は、ガイド孔24に挿通されたバンドルファイバ23とハウジング20との間の振動を緩和する。   The housing 20 includes a support portion 21 that supports the spark plug constituting portion 30, a connector portion 22 that connects the connector portion 5 a of the bundle fiber 5 on the light source 1 side, and a guide hole 24 through which the bundle fiber 23 is inserted. Yes. In addition, the housing 20 injects a buffer material into the signal light acquisition unit 25 that receives the signal light SL that irradiates the measurement light path LP with the measurement light ML and transmits the measurement light path LP, the ground electrode 26, and the guide hole 24. And a plurality of injection holes 27. The ground electrode 26 is made of nickel steel, for example, and is welded to the tip of the housing 20. The injection hole 27 is used to inject a buffer into the guide hole 24. The buffer injected into the guide hole 24 relaxes vibration between the bundle fiber 23 inserted through the guide hole 24 and the housing 20.

ハウジング20の支持部21は、点火プラグ構成部30を挿入可能な筒状に形成され、点火プラグ構成部30の固定ナット33を螺合させるネジ部21aを有している。支持部21は、点火プラグ構成部30の中心電極31bと支持部21との間にガスケット35が配置された状態で、点火プラグ構成部30の先端チップ31cとハウジング20の接地電極26との間に、所定の放電ギャップGをあけて点火プラグ構成部30を支持する。   The support portion 21 of the housing 20 is formed in a cylindrical shape into which the spark plug component 30 can be inserted, and has a screw portion 21 a into which the fixing nut 33 of the spark plug component 30 is screwed. The support portion 21 is disposed between the tip tip 31c of the spark plug component 30 and the ground electrode 26 of the housing 20 in a state where the gasket 35 is disposed between the center electrode 31b of the spark plug component 30 and the support portion 21. In addition, the spark plug component 30 is supported with a predetermined discharge gap G.

ハウジング20に端部には、ガイド孔24を通るバンドルファイバ23のコネクタ部22が嵌合して固定されている。ガイド孔24は、ハウジング20を長手軸方向に貫通してバンドルファイバ23を挿通させている。ガイド孔24に挿通されたバンドルファイバ23は、一端がハウジング20のコネクタ部22に接続され、他端がハウジング20の信号光取得部25に達している。   A connector portion 22 of a bundle fiber 23 that passes through the guide hole 24 is fitted and fixed to an end portion of the housing 20. The guide hole 24 penetrates the housing 20 in the longitudinal axis direction and allows the bundle fiber 23 to pass therethrough. One end of the bundle fiber 23 inserted into the guide hole 24 is connected to the connector portion 22 of the housing 20, and the other end reaches the signal light acquisition portion 25 of the housing 20.

ガイド孔24を通るバンドルファイバ23のコネクタ部22は、光源1、信号光計測部7及び参照光計測部8からの光ファイバ2,3及び4を束ねたバンドルファイバ5の端部に設けられたコネクタ部5aに接続される。これにより、ガイド孔24を通るバンドルファイバ23を構成する各々の光ファイバ23a,23b,23cは、それぞれ光伝達経路、信号光伝達経路、及び参照光伝達経路を構成する光源1、信号光計測部7及び参照光計測部8からの光ファイバ2,3及び4に接続され、各光伝達経路の一部を構成する。   The connector part 22 of the bundle fiber 23 passing through the guide hole 24 is provided at the end of the bundle fiber 5 in which the optical fibers 2, 3 and 4 from the light source 1, the signal light measurement part 7 and the reference light measurement part 8 are bundled. It is connected to the connector part 5a. Thereby, each optical fiber 23a, 23b, 23c which comprises the bundle fiber 23 which passes along the guide hole 24 is the light source 1 which comprises a light transmission path | route, a signal light transmission path | route, and a reference light transmission path | route, and a signal light measurement part, respectively. 7 and the optical fibers 2, 3 and 4 from the reference light measuring unit 8, and constitutes a part of each optical transmission path.

信号光取得部25は、点火プラグ構成部30の電極放電部分である先端チップ31cと接地電極26との間の放電ギャップGに臨んで設けられている。信号光取得部25は、光伝達経路からの測定光MLの一部を透過させ、残りを参照光RLとして反射するハーフミラー25aと、ハーフミラー25aによって反射された参照光RLを反射するミラー25bと、ハーフミラー25aを透過した測定光MLを集光するレンズ25cと、これらを燃焼室Cから隔離する窓部25dとを有している。ハーフミラー25aは、一方から入射した光をすべて透過させるガラスミラーとは異なり、一方から入射した光の一部を透過させ、残りを反射させる。ハーフミラー25a及びミラー25bは、光ファイバ23a,23cの端面に接着された被膜からなる鏡面でもよく、光ファイバ23a,23cとは別の部材である固体鏡面でもよい。   The signal light acquisition unit 25 is provided facing the discharge gap G between the tip tip 31 c that is an electrode discharge portion of the spark plug component 30 and the ground electrode 26. The signal light acquisition unit 25 transmits a part of the measurement light ML from the light transmission path and reflects the rest as reference light RL, and a mirror 25b that reflects the reference light RL reflected by the half mirror 25a. And a lens 25c that collects the measurement light ML that has passed through the half mirror 25a, and a window portion 25d that isolates the measurement light ML from the combustion chamber C. Unlike the glass mirror that transmits all the light incident from one side, the half mirror 25a transmits a part of the light incident from one side and reflects the rest. The half mirror 25a and the mirror 25b may be a mirror surface made of a film bonded to the end faces of the optical fibers 23a and 23c, or may be a solid mirror surface which is a member different from the optical fibers 23a and 23c.

また、信号光取得部25は、信号光SLを得るための計測ギャップgを燃焼室Cの内部に形成するギャップ形成部25eと、該ギャップ形成部25eに設けられた凹面ミラー25fとを有している。ギャップ形成部25eは、窓部25dと所定の間隔をあけて対向するようにハウジング20の先端に設けられ、窓部25dと対向する面に凹面ミラー25fを支持し、窓部25dと凹面ミラー25fとの間に所定の間隔の計測ギャップgを形成している。   Further, the signal light acquisition unit 25 includes a gap forming unit 25e that forms a measurement gap g for obtaining the signal light SL in the combustion chamber C, and a concave mirror 25f provided in the gap forming unit 25e. ing. The gap forming portion 25e is provided at the front end of the housing 20 so as to face the window portion 25d with a predetermined interval, supports the concave mirror 25f on the surface facing the window portion 25d, and the window portion 25d and the concave mirror 25f. A measurement gap g with a predetermined interval is formed between the two.

ガイド孔24を通るバンドルファイバ23は、コネクタ部22をハウジング20の端部に嵌合させることで、信号光取得部25に対して位置決めされ、窓部25dとの間に所定の間隙Sをあけて配置される。ハーフミラー25a、ミラー25b、及びレンズ25cは、バンドルファイバ23の端部と窓部25dとの間の間隙Sに配置されている。   The bundle fiber 23 passing through the guide hole 24 is positioned with respect to the signal light acquisition unit 25 by fitting the connector portion 22 to the end portion of the housing 20, and a predetermined gap S is formed between the bundle fiber 23 and the window portion 25d. Arranged. The half mirror 25a, the mirror 25b, and the lens 25c are disposed in the gap S between the end portion of the bundle fiber 23 and the window portion 25d.

また、ガイド孔24を通るバンドルファイバ23のコネクタ部22をハウジング20の端部に嵌合させることで、光伝達経路を構成する光ファイバ23aの端部は、ハーフミラー25aに測定光MLを入射させるように、ハーフミラー25aに隣接して配置される。また、信号光伝達経路を構成する光ファイバ23bの端部は、レンズ25cを透過した信号光SLが入射する位置に配置される。また、参照光伝達経路を構成する光ファイバ23cの端部は、ミラー25bによって反射された参照光RLが入射するように、ミラー25bに隣接して配置される。   Further, by fitting the connector portion 22 of the bundle fiber 23 passing through the guide hole 24 to the end portion of the housing 20, the end portion of the optical fiber 23a constituting the light transmission path is incident on the half mirror 25a with the measurement light ML. So as to be adjacent to the half mirror 25a. Further, the end of the optical fiber 23b constituting the signal light transmission path is disposed at a position where the signal light SL transmitted through the lens 25c is incident. Further, the end of the optical fiber 23c constituting the reference light transmission path is arranged adjacent to the mirror 25b so that the reference light RL reflected by the mirror 25b is incident.

ハーフミラー25aは、光伝達経路を構成する光ファイバ23aの端部に隣接して配置され、光伝達経路を介して伝達された測定光MLが入射する測定光入射面F1を有している。測定光入射面F1は、測定光MLの入射方向に対して所定の角度で傾斜し、光ファイバ23aを介して入射した測定光MLの一部を透過させ、残りを参照光RLとして隣接するミラー25bへ向けて反射させる。   The half mirror 25a is disposed adjacent to the end of the optical fiber 23a constituting the light transmission path, and has a measurement light incident surface F1 on which the measurement light ML transmitted through the light transmission path is incident. The measurement light incident surface F1 is inclined at a predetermined angle with respect to the incident direction of the measurement light ML, transmits a part of the measurement light ML incident through the optical fiber 23a, and the remaining mirror as an adjacent reference light RL. Reflected toward 25b.

ミラー25bは、参照光伝達経路を構成する光ファイバ23cの端部に隣接して配置され、ハーフミラー25aで反射された参照光RLが入射する参照光入射面F2を有している。参照光入射面F2は、参照光RLの入射方向に対して所定の角度で傾斜し、ハーフミラー25aの測定光入射面F1と略90°の角度を成して対向している。ミラー25bは、参照光入射面F2に入射した参照光RLを反射させて参照光経路を構成する光ファイバ23cに入射させる。   The mirror 25b is disposed adjacent to the end of the optical fiber 23c constituting the reference light transmission path, and has a reference light incident surface F2 on which the reference light RL reflected by the half mirror 25a is incident. The reference light incident surface F2 is inclined at a predetermined angle with respect to the incident direction of the reference light RL, and is opposed to the measurement light incident surface F1 of the half mirror 25a at an angle of approximately 90 °. The mirror 25b reflects the reference light RL incident on the reference light incident surface F2 and makes it incident on the optical fiber 23c constituting the reference light path.

レンズ25cは、ハーフミラー25aを透過した測定光MLが窓部25d及び計測ギャップgを透過して凹面ミラー25fに入射するように、測定光MLを集光する。また、レンズ25cは、窓部25dから計測ギャップgへ照射された測定光MLが計測ギャップgを透過し、凹面ミラー25fによって反射され、再び計測ギャップgを透過することで得られる信号光SLを、信号光伝達経路を構成する光ファイバ23bに入射させる。すなわち、窓部25dとギャップ形成部25eとの間の計測ギャップg、より詳細には、窓部25dと凹面ミラー25fとの間の計測ギャップgは、測定光MLを透過させて信号光SLを得るための燃焼室Cの測定光路LPになる。   The lens 25c condenses the measurement light ML so that the measurement light ML transmitted through the half mirror 25a passes through the window portion 25d and the measurement gap g and enters the concave mirror 25f. Further, the lens 25c receives the signal light SL obtained by the measurement light ML irradiated to the measurement gap g from the window portion 25d passing through the measurement gap g, reflected by the concave mirror 25f, and again transmitted through the measurement gap g. The light is incident on the optical fiber 23b constituting the signal light transmission path. That is, the measurement gap g between the window portion 25d and the gap forming portion 25e, more specifically, the measurement gap g between the window portion 25d and the concave mirror 25f transmits the measurement light ML and transmits the signal light SL. It becomes the measurement optical path LP of the combustion chamber C to obtain.

窓部25dは、ギャップ形成部25eに対向し、計測ギャップgに臨む位置に設けられ、ハーフミラー25a、ミラー25b、レンズ25c及びバンドルファイバ23等をハウジング20の内部に封止し、これらの内部構造を燃焼室Cから隔離している。窓部25dは、例えば、耐熱性の高いサファイアガラス等、測定光ML及び信号光SLを透過する透明な材質によって製作することができる。   The window portion 25d is provided at a position facing the gap forming portion 25e and facing the measurement gap g, and seals the half mirror 25a, the mirror 25b, the lens 25c, the bundle fiber 23, and the like inside the housing 20, The structure is isolated from the combustion chamber C. The window portion 25d can be made of a transparent material that transmits the measurement light ML and the signal light SL, such as sapphire glass having high heat resistance.

以上説明したように、本実施形態の燃料濃度測定装置100は、内燃機関Eの燃焼室Cの測定光路LPへ測定光MLを照射し、該測定光路LPを透過した信号光SLの強度から該燃焼室Cの燃料濃度を測定する装置である。燃料濃度測定装置100は、測定光路LPに入射する前の測定光MLから参照光RLを分岐させる分岐部としてハーフミラー25aを備え、分岐部としてのハーフミラー25aは、内燃機関Eの内部に配置されている。   As described above, the fuel concentration measuring apparatus 100 according to the present embodiment irradiates the measurement light ML to the measurement optical path LP of the combustion chamber C of the internal combustion engine E, and determines the intensity of the signal light SL transmitted through the measurement optical path LP. It is an apparatus for measuring the fuel concentration in the combustion chamber C. The fuel concentration measuring apparatus 100 includes a half mirror 25a as a branching part for branching the reference light RL from the measurement light ML before entering the measurement optical path LP, and the half mirror 25a as the branching part is disposed inside the internal combustion engine E. Has been.

また、本実施形態の燃料濃度測定装置100は、参照光RLの強度を計測する参照光計測部8と、信号光SLの強度を計測する信号光計測部7と、参照光RLの強度と信号光SLの強度とに基づいて燃料濃度を算出する演算部9とを備えている。   In addition, the fuel concentration measurement apparatus 100 according to the present embodiment includes a reference light measurement unit 8 that measures the intensity of the reference light RL, a signal light measurement unit 7 that measures the intensity of the signal light SL, and the intensity and signal of the reference light RL. And an arithmetic unit 9 that calculates the fuel concentration based on the intensity of the light SL.

また、本実施形態の燃料濃度測定装置100は、測定光MLを照射する光源1と、該光源1から分岐部としてのハーフミラー25aへ測定光MLを伝達する光伝達経路としての光ファイバ2と、測定光路LPから信号光計測部7へ信号光SLを伝達する信号光伝達経路としての光ファイバ3と、を備える。   Further, the fuel concentration measuring apparatus 100 of the present embodiment includes a light source 1 that irradiates the measurement light ML, and an optical fiber 2 that serves as a light transmission path for transmitting the measurement light ML from the light source 1 to the half mirror 25a serving as a branching unit. , And an optical fiber 3 as a signal light transmission path for transmitting the signal light SL from the measurement light path LP to the signal light measurement unit 7.

また、本実施形態の燃料濃度測定装置100は、分岐部であるハーフミラー25aから参照光計測部8へ参照光RLを伝達する参照光伝達経路としての光ファイバ4を備えている。   In addition, the fuel concentration measurement device 100 of the present embodiment includes an optical fiber 4 as a reference light transmission path for transmitting the reference light RL from the half mirror 25a that is a branching portion to the reference light measurement unit 8.

さらに、分岐部であるハーフミラー25aは、内燃機関Eが備える点火プラグ10の燃焼室C側先端部に設けられている。   Furthermore, the half mirror 25a which is a branching portion is provided at the front end portion of the ignition plug 10 provided in the internal combustion engine E on the combustion chamber C side.

以下、以上の構成を備えた本実施形態の燃料濃度測定装置100の作用について説明する。   Hereinafter, the operation of the fuel concentration measuring apparatus 100 of the present embodiment having the above configuration will be described.

燃料濃度測定装置100によって内燃機関Eの燃焼室Cの燃料濃度を測定するには、例えば演算部9の制御の下、光源1から測定光MLを照射する。光源1から照射された測定光MLは、レンズ6に入射して集光され、光伝達経路を構成する光ファイバ2の受光部2aに入射する。受光部2aに入射した測定光MLは、光伝達経路を構成する光ファイバ2を通り、バンドルファイバ5のコネクタ部5aに到達し、コネクタ部22を介して点火プラグ10のハウジング20のガイド孔24を通る光伝達経路を構成する光ファイバ23aに入射する。   In order to measure the fuel concentration in the combustion chamber C of the internal combustion engine E by the fuel concentration measuring device 100, for example, the measurement light ML is emitted from the light source 1 under the control of the calculation unit 9. The measurement light ML emitted from the light source 1 is incident on the lens 6 and collected, and then enters the light receiving portion 2a of the optical fiber 2 constituting the light transmission path. The measurement light ML incident on the light receiving portion 2a passes through the optical fiber 2 constituting the light transmission path, reaches the connector portion 5a of the bundle fiber 5, and passes through the connector portion 22 to guide holes 24 in the housing 20 of the spark plug 10. Is incident on an optical fiber 23a that constitutes a light transmission path passing through.

コネクタ部22を介して点火プラグの光ファイバ23aに入射した測定光MLは、光ファイバ23aを通り、コネクタ部22と反対側の光ファイバ23aの端部から出て、信号光取得部25のハーフミラー25aの測定光入射面F1に入射する。ハーフミラー25aの測定光入射面F1に入射した測定光MLの一部は、ハーフミラー25aの測定光入射面F1によって反射され、ミラー25bの参照光入射面F2に入射して再び反射され、点火プラグ10のハウジング20のガイド孔24を通る参照光伝達経路を構成する光ファイバ23cに参照光RLとして入射する。ハーフミラー25aの測定光入射面F1に入射した測定光MLの残りの部分は、ハーフミラー25aを透過してレンズ25cに入射する。   The measurement light ML incident on the optical fiber 23a of the spark plug through the connector part 22 passes through the optical fiber 23a, exits from the end of the optical fiber 23a opposite to the connector part 22, and is half of the signal light acquisition part 25. The light enters the measurement light incident surface F1 of the mirror 25a. Part of the measurement light ML incident on the measurement light incident surface F1 of the half mirror 25a is reflected by the measurement light incident surface F1 of the half mirror 25a, is incident on the reference light incident surface F2 of the mirror 25b, is reflected again, and is ignited. The light enters the optical fiber 23c constituting the reference light transmission path passing through the guide hole 24 of the housing 20 of the plug 10 as the reference light RL. The remaining part of the measurement light ML incident on the measurement light incident surface F1 of the half mirror 25a is transmitted through the half mirror 25a and incident on the lens 25c.

レンズ25cに入射した測定光MLは、レンズ25cによって集光され、窓部25dを透過して測定光路LPとしての計測ギャップgに照射される。窓部25dを透過して測定光路LPに照射された測定光MLは、計測ギャップgを通過して凹面ミラー25fに入射し、凹面ミラー25fによって反射されて再び計測ギャップgを通過し、測定光路LPを透過した信号光SLとして窓部25dに入射する。   The measurement light ML incident on the lens 25c is collected by the lens 25c, passes through the window portion 25d, and is applied to the measurement gap g as the measurement optical path LP. The measurement light ML that has passed through the window portion 25d and has been irradiated onto the measurement optical path LP passes through the measurement gap g, enters the concave mirror 25f, is reflected by the concave mirror 25f, and passes through the measurement gap g again. The signal light SL transmitted through the LP enters the window 25d.

測定光路LPに入射した測定光MLは、測定光路LPを透過する過程で、測定光路LPに存在する燃料の蒸気によって、燃料の濃度に応じた吸収率で吸収される。そのため、測定光路LPに測定光MLを照射し、測定光路LPを透過した信号光SLを取得することで、測定光路LPに存在する燃料の濃度に応じた強度の信号光SLを取得することができる。   The measurement light ML incident on the measurement optical path LP is absorbed by the fuel vapor existing in the measurement optical path LP at an absorptance corresponding to the fuel concentration in the process of passing through the measurement optical path LP. Therefore, by irradiating the measurement light path LP with the measurement light ML and acquiring the signal light SL transmitted through the measurement light path LP, the signal light SL having an intensity corresponding to the concentration of fuel present in the measurement light path LP can be acquired. it can.

測定光路LPを透過して窓部25dに入射した信号光SLは、窓部25dを透過してレンズ25cに入射する。レンズ25cに入射した信号光SLは、レンズ25cを透過して点火プラグ10の信号光伝達経路を構成する光ファイバ23bに入射する。なお、凹面ミラー25fを用いることで、信号光SLがハーフミラー25aに入射するのを防止できる。また、凹面ミラー25fとレンズ25cにより、信号光SLのS/N比を向上させることができる。   The signal light SL that has passed through the measurement optical path LP and entered the window 25d passes through the window 25d and enters the lens 25c. The signal light SL that has entered the lens 25 c passes through the lens 25 c and enters the optical fiber 23 b that forms the signal light transmission path of the spark plug 10. In addition, by using the concave mirror 25f, it is possible to prevent the signal light SL from entering the half mirror 25a. Further, the S / N ratio of the signal light SL can be improved by the concave mirror 25f and the lens 25c.

点火プラグ10の信号光伝達経路を構成する光ファイバ23bに入射した信号光SLは、点火プラグ10のバンドルファイバ23のコネクタ部22及び光源1側のバンドルファイバ5のコネクタ部5aを介して、信号光計測部7に接続された信号光伝達経路を構成する光ファイバ3に入射して、信号光計測部7に到達する。信号光計測部7は、例えば、演算部9の制御の下、信号光SLの強度を測定する。   The signal light SL incident on the optical fiber 23b constituting the signal light transmission path of the spark plug 10 passes through the connector portion 22 of the bundle fiber 23 of the spark plug 10 and the connector portion 5a of the bundle fiber 5 on the light source 1 side. The light enters the optical fiber 3 constituting the signal light transmission path connected to the optical measurement unit 7 and reaches the signal light measurement unit 7. For example, the signal light measurement unit 7 measures the intensity of the signal light SL under the control of the calculation unit 9.

一方、参照光RLは、ハーフミラー25aの測定光入射面F1で反射され、さらにミラー25bの参照光入射面F2で反射され、点火プラグ10のハウジング20のガイド孔24を通る参照光伝達経路を構成する光ファイバ23cに入射する。そして、参照光RLは、点火プラグ10のバンドルファイバ23のコネクタ部22及び光源1側のバンドルファイバ5のコネクタ部5aを介して、参照光計測部8に接続された参照光伝達経路を構成する光ファイバ4に入射して、参照光計測部8に到達する。参照光計測部8は、例えば演算部9の制御の下、参照光RLの強度を測定する。   On the other hand, the reference light RL is reflected by the measurement light incident surface F1 of the half mirror 25a, is further reflected by the reference light incident surface F2 of the mirror 25b, and passes through the reference light transmission path passing through the guide hole 24 of the housing 20 of the spark plug 10. The light enters the constituent optical fiber 23c. The reference light RL constitutes a reference light transmission path connected to the reference light measurement unit 8 via the connector part 22 of the bundle fiber 23 of the spark plug 10 and the connector part 5a of the bundle fiber 5 on the light source 1 side. The light enters the optical fiber 4 and reaches the reference light measurement unit 8. The reference light measurement unit 8 measures the intensity of the reference light RL, for example, under the control of the calculation unit 9.

演算部9は、信号光計測部7が測定した信号光SLの強度と、参照光計測部8が測定した参照光RLの強度とに基づいて、燃焼室Cの燃料濃度を算出する。例えば、信号光SLの強度をAとし、参照光RLの強度をBとすると、測定光MLの透過率は、透過率(%)=(A/B)×100として求めることができる。演算部9は、例えば、測定光MLの透過率を算出し、予め保存された透過率と燃料濃度との関係に基づいて、透過率を燃料濃度に換算し、燃焼室Cの燃料濃度を算出することができる。   The calculation unit 9 calculates the fuel concentration in the combustion chamber C based on the intensity of the signal light SL measured by the signal light measurement unit 7 and the intensity of the reference light RL measured by the reference light measurement unit 8. For example, when the intensity of the signal light SL is A and the intensity of the reference light RL is B, the transmittance of the measurement light ML can be obtained as transmittance (%) = (A / B) × 100. For example, the calculation unit 9 calculates the transmittance of the measurement light ML, converts the transmittance to the fuel concentration based on the relationship between the transmittance stored in advance and the fuel concentration, and calculates the fuel concentration in the combustion chamber C. can do.

ここで、本実施形態の燃料濃度測定装置100は、燃焼室Cの測定光路LPに入射する前の測定光MLから参照光RLを分岐させる分岐部としてのハーフミラー25aが、点火プラグ10の燃焼室C側先端部に設けられている。これにより、ハーフミラー25aは、プラグ孔PHを介して内燃機関Eの内部に配置されている。したがって、本実施形態の燃料濃度測定装置100によれば、内燃機関Eの内部の光路において、エンジン等の内燃機関Eの振動等によって生じる光量変動を正確に検出し、当該光量変動を補償することができ、燃料濃度の測定誤差を従来よりも減少させることができる。また、参照光RLを分岐させるハーフミラー25aを内燃機関Eの内部に配置することで、燃料濃度測定装置100を小型化することができ、装置の取り回しを容易にすることができる。   Here, in the fuel concentration measuring apparatus 100 of the present embodiment, the half mirror 25a serving as a branching portion for branching the reference light RL from the measurement light ML before entering the measurement light path LP of the combustion chamber C includes the combustion of the spark plug 10. It is provided at the front end of the chamber C side. Thereby, the half mirror 25a is arrange | positioned inside the internal combustion engine E through the plug hole PH. Therefore, according to the fuel concentration measuring apparatus 100 of the present embodiment, in the optical path inside the internal combustion engine E, the light quantity fluctuation caused by the vibration of the internal combustion engine E such as the engine is accurately detected, and the light quantity fluctuation is compensated. Thus, the measurement error of the fuel concentration can be reduced as compared with the conventional case. Further, by arranging the half mirror 25a for branching the reference light RL inside the internal combustion engine E, the fuel concentration measuring device 100 can be reduced in size, and the handling of the device can be facilitated.

また、本実施形態の燃料濃度測定装置100は、分岐部であるハーフミラー25aから参照光計測部8へ参照光RLを伝達する参照光伝達経路として光ファイバ4及び23cを備えている。これにより、ハーフミラー25aによって測定光MLから分岐された参照光RLを、参照光伝達経路である光ファイバ4及び23cによって分岐部であるハーフミラー25aから参照光計測部8へ伝達し、参照光RLの強度を測定することができる。したがって、燃料濃度測定装置100の外部に参照光RLを反射させるハーフミラーを配置する必要がなく、燃料濃度測定装置100をより小型化することができ、装置の取り回しをより容易にすることができる。   Further, the fuel concentration measuring apparatus 100 of the present embodiment includes optical fibers 4 and 23c as reference light transmission paths for transmitting the reference light RL from the half mirror 25a that is a branching portion to the reference light measuring unit 8. As a result, the reference light RL branched from the measurement light ML by the half mirror 25a is transmitted from the half mirror 25a, which is the branching portion, to the reference light measuring unit 8 by the optical fibers 4 and 23c, which are the reference light transmission paths, and the reference light. The strength of RL can be measured. Therefore, it is not necessary to arrange a half mirror that reflects the reference light RL outside the fuel concentration measuring apparatus 100, the fuel concentration measuring apparatus 100 can be further downsized, and the handling of the apparatus can be facilitated. .

[実施形態2]
次に、本発明の実施形態2に係る燃料濃度測定装置100Aについて、図1B及び図2を援用し、図4及び図5を用いて説明する。図4は、実施形態1の図1Aに相当する実施形態2に係る燃料濃度測定装置100Aの概略構成図である。図5は、実施形態1の図3に相当する実施形態2に係る燃料濃度測定装置100Aの信号光取得部25Aの概略構成を示す模式的な断面図である。
[Embodiment 2]
Next, a fuel concentration measuring apparatus 100A according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5 with reference to FIGS. 1B and 2. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a fuel concentration measuring apparatus 100A according to the second embodiment corresponding to FIG. 1A of the first embodiment. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the signal light acquisition unit 25A of the fuel concentration measurement device 100A according to the second embodiment corresponding to FIG. 3 of the first embodiment.

本実施形態の燃料濃度測定装置100Aは、信号光取得部25Aの分岐部であるハーフミラー25aから参照光計測部8へ参照光RLを伝達する光ファイバ23c及び4を有しない点、光源1と光伝達経路である光ファイバ2との間にガラスミラー2bを備える点、及び、信号光取得部25にミラー25bを有しない点で、前述の実施形態1で説明した燃料濃度測定装置100と異なっている。本実施形態の燃料濃度測定装置100Aのその他の点は、実施形態1で説明した燃料濃度測定装置100と同様であるので、同様の部分には同一の符号を付して、説明を省略する。   The fuel concentration measuring device 100A of the present embodiment does not have the optical fibers 23c and 4 that transmit the reference light RL from the half mirror 25a that is a branching portion of the signal light acquiring unit 25A to the reference light measuring unit 8, the light source 1 and It differs from the fuel concentration measuring apparatus 100 described in the first embodiment in that the glass mirror 2b is provided between the optical fiber 2 serving as a light transmission path and the mirror 25b is not provided in the signal light acquisition unit 25. ing. Since the other points of the fuel concentration measuring apparatus 100A of the present embodiment are the same as those of the fuel concentration measuring apparatus 100 described in the first embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

燃料濃度測定装置100Aは、光源1と光伝達経路を構成する光ファイバ2との間にガラスミラー2bを備えている。ガラスミラー2bは、一方から入射した光をすべて透過させるとともに、他方から入射した光の一部を透過させ、残りを反射させる。ガラスミラー2bは、光源1から光伝達経路を構成する光ファイバ2に入射する測定光MLをすべて透過させ、分岐部である信号光取得部25のハーフミラー25aで分岐されて光ファイバ2を出た参照光RLの一部を透過させ、残りを反射させて参照光計測部8に入射させるように設けられている。信号光取得部25Aのハーフミラー25aは、点火プラグ10のバンドルファイバ23Aの光伝達経路を構成する光ファイバ23aの端面に設けられ、測定光MLの一部を参照光RLとして反射させ、残りの測定光MLを透過させる。   The fuel concentration measuring apparatus 100A includes a glass mirror 2b between the light source 1 and the optical fiber 2 constituting the light transmission path. The glass mirror 2b transmits all the light incident from one side, transmits part of the light incident from the other side, and reflects the rest. The glass mirror 2b transmits all of the measurement light ML incident on the optical fiber 2 constituting the light transmission path from the light source 1, and is branched by the half mirror 25a of the signal light acquisition unit 25 that is a branching unit to exit the optical fiber 2. A part of the reference light RL is transmitted, and the rest is reflected so as to be incident on the reference light measurement unit 8. The half mirror 25a of the signal light acquisition unit 25A is provided on the end face of the optical fiber 23a constituting the light transmission path of the bundle fiber 23A of the spark plug 10, reflects a part of the measurement light ML as the reference light RL, and the remaining The measurement light ML is transmitted.

以上のように、本実施形態の燃料濃度測定装置100Aは、光源1と光伝達経路としての光ファイバ2との間にガラスミラー2bを備えている。そして、ガラスミラー2bは、光源1から光伝達経路である光ファイバ2に入射する測定光MLを透過させ、分岐部である信号光取得部25のハーフミラー25aで分岐され光伝達経路である光ファイバ2を出た参照光RLを反射させて参照光計測部8に入射させるように設けられている。   As described above, the fuel concentration measuring apparatus 100A of the present embodiment includes the glass mirror 2b between the light source 1 and the optical fiber 2 serving as the light transmission path. Then, the glass mirror 2b transmits the measurement light ML incident on the optical fiber 2 which is a light transmission path from the light source 1, and is branched by the half mirror 25a of the signal light acquisition unit 25 which is a branching part. The reference light RL exiting the fiber 2 is reflected so as to enter the reference light measurement unit 8.

以下、本実施形態の燃料濃度測定装置100Aの作用について説明する。   Hereinafter, the operation of the fuel concentration measuring apparatus 100A of the present embodiment will be described.

燃料濃度測定装置100Aによって内燃機関Eの燃焼室Cの燃料濃度を測定するには、例えば、演算部9の制御の下、光源1から測定光MLを照射する。光源1から照射された測定光MLは、ガラスミラー2bを透過し、レンズ6に入射して集光され、光伝達経路を構成する光ファイバ2の受光部2aに入射する。受光部2aに入射した測定光MLは、光伝達経路を構成する光ファイバ2を通り、バンドルファイバ5のコネクタ部5aに到達し、コネクタ部22を介して点火プラグ10のハウジング20のガイド孔24を通る光伝達経路を構成する光ファイバ23aに入射する。   In order to measure the fuel concentration in the combustion chamber C of the internal combustion engine E by the fuel concentration measuring device 100A, for example, the measurement light ML is emitted from the light source 1 under the control of the calculation unit 9. The measurement light ML emitted from the light source 1 passes through the glass mirror 2b, enters the lens 6 and is collected, and enters the light receiving portion 2a of the optical fiber 2 constituting the light transmission path. The measurement light ML incident on the light receiving portion 2a passes through the optical fiber 2 constituting the light transmission path, reaches the connector portion 5a of the bundle fiber 5, and passes through the connector portion 22 to guide holes 24 in the housing 20 of the spark plug 10. Is incident on an optical fiber 23a that constitutes a light transmission path passing through.

コネクタ部22を介して点火プラグ10の光ファイバ23aに入射した測定光MLは、光ファイバ23aを通り、コネクタ部22と反対側の光ファイバ23aの端部から出て、信号光取得部25のハーフミラー25aの測定光入射面F1に入射する。ハーフミラー25aの測定光入射面F1に入射した測定光MLの一部は、ハーフミラー25aの測定光入射面F1によって反射され、光伝達経路を構成する光ファイバ23aを測定光MLと逆の方向に参照光RLとして戻る。ハーフミラー25aの測定光入射面F1に入射した測定光MLの残りの部分は、ハーフミラー25aを透過してレンズ25cに入射する。   The measurement light ML that has entered the optical fiber 23a of the spark plug 10 through the connector portion 22 passes through the optical fiber 23a, exits from the end of the optical fiber 23a on the opposite side of the connector portion 22, and passes through the signal light acquisition portion 25. The light enters the measurement light incident surface F1 of the half mirror 25a. A part of the measurement light ML incident on the measurement light incident surface F1 of the half mirror 25a is reflected by the measurement light incident surface F1 of the half mirror 25a, and the optical fiber 23a constituting the light transmission path is directed in the direction opposite to the measurement light ML. To the reference light RL. The remaining part of the measurement light ML incident on the measurement light incident surface F1 of the half mirror 25a is transmitted through the half mirror 25a and incident on the lens 25c.

レンズ25cに入射した測定光MLは、レンズ25cによって集光され、窓部25dを透過して測定光路LPとしての計測ギャップgに照射される。窓部25dを透過して測定光路LPに照射された測定光MLは、計測ギャップgを通過して凹面ミラー25fに入射し、凹面ミラー25fによって反射されて再び計測ギャップgを通過し、測定光路LPを透過した信号光SLとして窓部25dに入射する。   The measurement light ML incident on the lens 25c is collected by the lens 25c, passes through the window portion 25d, and is applied to the measurement gap g as the measurement optical path LP. The measurement light ML that has passed through the window portion 25d and has been irradiated onto the measurement optical path LP passes through the measurement gap g, enters the concave mirror 25f, is reflected by the concave mirror 25f, and passes through the measurement gap g again. The signal light SL transmitted through the LP enters the window 25d.

測定光路LPに入射した測定光MLは、測定光路LPを透過する過程で、測定光路LPに存在する燃料の蒸気によって燃料の濃度に応じた吸収率で吸収される。そのため、測定光路LPに測定光MLを照射し、測定光路LPを透過した信号光SLを取得することで、測定光路LPに存在する燃料の濃度に応じた強度の信号光SLを取得することができる。   The measurement light ML incident on the measurement optical path LP is absorbed by the fuel vapor existing in the measurement optical path LP at an absorptance according to the fuel concentration in the process of passing through the measurement optical path LP. Therefore, by irradiating the measurement light path LP with the measurement light ML and acquiring the signal light SL transmitted through the measurement light path LP, the signal light SL having an intensity corresponding to the concentration of fuel present in the measurement light path LP can be acquired. it can.

測定光路LPを透過して窓部25dに入射した信号光SLは、窓部25dを透過してレンズ25cに入射する。レンズ25cに入射した信号光は、レンズ25cを透過して点火プラグ10の信号光伝達経路を構成する光ファイバ23bに入射する。点火プラグ10の信号光伝達経路を構成する光ファイバ23bに入射した信号光SLは、点火プラグ10のバンドルファイバ23Aのコネクタ部22及び光源1側のバンドルファイバ5のコネクタ部5aを介して、信号光計測部7に接続された信号光伝達経路を構成する光ファイバ3に入射して、信号光計測部7に到達する。信号光計測部7は、例えば、演算部9の制御の下、信号光SLの強度を測定する。   The signal light SL that has passed through the measurement optical path LP and entered the window 25d passes through the window 25d and enters the lens 25c. The signal light that has entered the lens 25 c passes through the lens 25 c and enters the optical fiber 23 b that forms the signal light transmission path of the spark plug 10. The signal light SL incident on the optical fiber 23b constituting the signal light transmission path of the spark plug 10 passes through the connector portion 22 of the bundle fiber 23A of the spark plug 10 and the connector portion 5a of the bundle fiber 5 on the light source 1 side. The light enters the optical fiber 3 constituting the signal light transmission path connected to the optical measurement unit 7 and reaches the signal light measurement unit 7. For example, the signal light measurement unit 7 measures the intensity of the signal light SL under the control of the calculation unit 9.

一方、参照光RLは、ハーフミラー25aの測定光入射面F1で反射され、光伝達経路を構成する光ファイバ23aを測定光MLと逆方向に戻る。そして、参照光RLは、点火プラグ10のバンドルファイバ23Aのコネクタ部22及び光源1側のバンドルファイバ5のコネクタ部5aを介して、光源1側の光伝達経路を構成する光ファイバ2に入射し、光ファイバ2から出てレンズ6に入射する。   On the other hand, the reference light RL is reflected by the measurement light incident surface F1 of the half mirror 25a, and returns to the opposite direction to the measurement light ML through the optical fiber 23a constituting the light transmission path. The reference light RL is incident on the optical fiber 2 constituting the light transmission path on the light source 1 side via the connector part 22 of the bundle fiber 23A of the spark plug 10 and the connector part 5a of the bundle fiber 5 on the light source 1 side. , Exits the optical fiber 2 and enters the lens 6.

レンズ6に入射した参照光RLは、レンズ6を透過してガラスミラー2bに入射し、一部がガラスミラー2bを透過し、残りがガラスミラー2bによって反射されて参照光計測部8に入射する。参照光計測部8は、例えば、演算部9の制御の下、参照光RLの強度を測定する。演算部9は、前述の実施形態1と同様に、信号光計測部7が測定した信号光SLの強度と、参照光計測部8が測定した参照光RLの強度とに基づいて、燃焼室Cの燃料濃度を算出する。   The reference light RL incident on the lens 6 is transmitted through the lens 6 and incident on the glass mirror 2b, a part thereof is transmitted through the glass mirror 2b, and the rest is reflected by the glass mirror 2b and incident on the reference light measuring unit 8. . For example, the reference light measurement unit 8 measures the intensity of the reference light RL under the control of the calculation unit 9. As in the first embodiment, the calculation unit 9 is based on the intensity of the signal light SL measured by the signal light measurement unit 7 and the intensity of the reference light RL measured by the reference light measurement unit 8. The fuel concentration is calculated.

本実施形態の燃料濃度測定装置100Aは、燃焼室Cの測定光路LPに入射する前の測定光MLから参照光RLを分岐させる分岐部としてのハーフミラー25aが、点火プラグ10の燃焼室C側先端部に設けられている。これにより、ハーフミラー25aがプラグ孔PHを介して内燃機関Eの内部に配置されている。したがって、本実施形態の燃料濃度測定装置100Aによれば、内燃機関Eの内部の光路において、内燃機関Eの振動等によって生じる光量変動を正確に検出し、当該光量変動を補償することができ、燃料濃度の測定誤差を従来よりも減少させることができる。また、参照光RLを分岐させるハーフミラー25aを内燃機関Eの内部に配置することで、燃料濃度測定装置100Aを小型化することができ、装置の取り回しを容易にすることができる。   In the fuel concentration measurement device 100A of the present embodiment, the half mirror 25a as a branching portion for branching the reference light RL from the measurement light ML before entering the measurement optical path LP of the combustion chamber C is provided on the combustion chamber C side of the ignition plug 10. It is provided at the tip. Thereby, the half mirror 25a is arrange | positioned inside the internal combustion engine E through the plug hole PH. Therefore, according to the fuel concentration measuring apparatus 100A of the present embodiment, the light quantity fluctuation caused by the vibration of the internal combustion engine E or the like can be accurately detected in the optical path inside the internal combustion engine E, and the light quantity fluctuation can be compensated for. The measurement error of the fuel concentration can be reduced as compared with the conventional case. Further, by arranging the half mirror 25a for branching the reference light RL inside the internal combustion engine E, the fuel concentration measuring device 100A can be reduced in size, and the handling of the device can be facilitated.

なお、本実施形態の燃料濃度測定装置100Aにおいて、信号光取得部25Aの構成は図5に示す構成に限定されない。図6に、本実施形態の燃料濃度測定装置100Aにおける信号光取得部25Aの変形例を示す。本変形例において、信号光取得部25Bは、ハーフミラー25aの光ファイバ23aとの反対側に偏向無依存型光アイソレータ25gが配置され、ギャップ形成部25eには凹面ミラー25fの代わりに平面ミラー25hが設けられている。これにより、平面ミラー25hによって反射された信号光SLがハーフミラー25aに入射することを防止することができる。したがって、本変形例の信号光取得部25Bを有する燃料濃度測定装置によれば、実施形態2の燃料濃度測定装置100Aと同様の効果を得ることができる。   In the fuel concentration measuring apparatus 100A of the present embodiment, the configuration of the signal light acquisition unit 25A is not limited to the configuration shown in FIG. FIG. 6 shows a modification of the signal light acquisition unit 25A in the fuel concentration measurement apparatus 100A of the present embodiment. In this modification, the signal light acquisition unit 25B includes a deflection-independent optical isolator 25g on the opposite side of the half mirror 25a from the optical fiber 23a, and the gap forming unit 25e has a flat mirror 25h instead of the concave mirror 25f. Is provided. Thereby, it is possible to prevent the signal light SL reflected by the flat mirror 25h from entering the half mirror 25a. Therefore, according to the fuel concentration measurement apparatus having the signal light acquisition unit 25B of this modification, the same effect as that of the fuel concentration measurement apparatus 100A of Embodiment 2 can be obtained.

以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。例えば、分岐部を有する信号光取得部を内燃機関の内部へ配置するのに、プラグ孔以外の貫通孔を用いてもよい。また、分岐部を有する信号光取得部は、点火プラグと別に設けてもよい。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. They are also included in the present invention. For example, a through hole other than the plug hole may be used to arrange the signal light acquisition unit having the branching unit inside the internal combustion engine. Further, the signal light acquisition unit having the branching unit may be provided separately from the spark plug.

1 光源
2 光ファイバ(光伝達経路)
2b ガラスミラー
3 光ファイバ(信号光伝達経路)
4 光ファイバ(参照光伝達経路)
7 信号光計測部
8 参照光計測部
9 演算部
10 点火プラグ
23a 光ファイバ(光伝達経路)
23b 光ファイバ(信号光伝達経路)
25a ハーフミラー(分岐部)
100 燃料濃度測定装置
100A 燃料濃度測定装置
C 燃焼室
E 内燃機関
LP 測定光路
ML 測定光
PH プラグ孔
RL 参照光
SL 信号光
1 Light source 2 Optical fiber (light transmission path)
2b Glass mirror 3 Optical fiber (signal light transmission path)
4 Optical fiber (reference light transmission path)
7 Signal light measurement unit 8 Reference light measurement unit 9 Calculation unit 10 Spark plug 23a Optical fiber (optical transmission path)
23b Optical fiber (signal light transmission path)
25a Half mirror (branch part)
100 Fuel Concentration Measuring Device 100A Fuel Concentration Measuring Device C Combustion Chamber E Internal Combustion Engine LP Measuring Optical Path ML Measuring Light PH Plug Hole RL Reference Light SL Signal Light

Claims (6)

内燃機関の燃焼室の測定光路へ測定光を照射し、該測定光路を透過した信号光の強度から該燃焼室の燃料濃度を測定する燃料濃度測定装置であって、
前記測定光路に入射する前の前記測定光から参照光を分岐させる分岐部を備え、
前記分岐部は、前記内燃機関の内部に配置されることを特徴とする燃料濃度測定装置。
A fuel concentration measuring device for irradiating measurement light to a measurement optical path of a combustion chamber of an internal combustion engine and measuring a fuel concentration in the combustion chamber from the intensity of signal light transmitted through the measurement optical path,
A branching portion for branching reference light from the measurement light before entering the measurement optical path;
The fuel concentration measuring device according to claim 1, wherein the branch portion is disposed inside the internal combustion engine.
前記参照光の強度を計測する参照光計測部と、前記信号光の強度を計測する信号光計測部と、前記参照光の強度と前記信号光の強度とに基づいて前記燃料濃度を算出する演算部とを備えることを特徴とする請求項1に記載の燃料濃度測定装置。   A reference light measurement unit that measures the intensity of the reference light, a signal light measurement unit that measures the intensity of the signal light, and an operation that calculates the fuel concentration based on the intensity of the reference light and the intensity of the signal light The fuel concentration measuring device according to claim 1, further comprising a unit. 前記測定光を照射する光源と、該光源から前記分岐部へ前記測定光を伝達する光伝達経路と、前記測定光路から前記信号光計測部へ前記信号光を伝達する信号光伝達経路と、を備えることを特徴とする請求項2に記載の燃料濃度測定装置。   A light source that irradiates the measurement light, a light transmission path that transmits the measurement light from the light source to the branching unit, and a signal light transmission path that transmits the signal light from the measurement light path to the signal light measurement unit. The fuel concentration measuring device according to claim 2, further comprising: 前記分岐部から前記参照光計測部へ前記参照光を伝達する参照光伝達経路を備えることを特徴とする請求項3に記載の燃料濃度測定装置。   The fuel concentration measuring device according to claim 3, further comprising a reference light transmission path for transmitting the reference light from the branching unit to the reference light measuring unit. 前記光源と前記光伝達経路との間にガラスミラーを備え、
前記ガラスミラーは、前記光源から前記光伝達経路に入射する前記測定光を透過させ、前記分岐部で分岐され前記光伝達経路を出た前記参照光を反射させて前記参照光計測部に入射させるように設けられていることを特徴とする請求項3に記載の燃料濃度測定装置。
A glass mirror is provided between the light source and the light transmission path,
The glass mirror transmits the measurement light incident on the light transmission path from the light source, reflects the reference light branched at the branching section and exiting the light transmission path, and enters the reference light measurement section. The fuel concentration measuring device according to claim 3, wherein the fuel concentration measuring device is provided as described above.
前記分岐部は、前記内燃機関が備える点火プラグの燃焼室側先端部に設けられることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の燃料濃度測定装置。   The fuel concentration measuring device according to any one of claims 1 to 5, wherein the branch portion is provided at a combustion chamber side tip of an ignition plug provided in the internal combustion engine.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0893542A (en) * 1994-09-29 1996-04-09 Nissan Motor Co Ltd Air-fuel ratio detecting device for internal combustion engine
JP2002340800A (en) * 2001-05-14 2002-11-27 Nissan Motor Co Ltd Apparatus for measuring fuel concentration of engine
JP2003004633A (en) * 2001-06-22 2003-01-08 Nissan Motor Co Ltd Apparatus for measuring fuel concentration of engine
JP2009042192A (en) * 2007-08-11 2009-02-26 Okayama Univ Gas concentration detection device
US20130327943A1 (en) * 2012-06-08 2013-12-12 Ut-Battelle Llc Egr distribution and fluctuation probe based on co2 measurements

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0893542A (en) * 1994-09-29 1996-04-09 Nissan Motor Co Ltd Air-fuel ratio detecting device for internal combustion engine
JP2002340800A (en) * 2001-05-14 2002-11-27 Nissan Motor Co Ltd Apparatus for measuring fuel concentration of engine
JP2003004633A (en) * 2001-06-22 2003-01-08 Nissan Motor Co Ltd Apparatus for measuring fuel concentration of engine
JP2009042192A (en) * 2007-08-11 2009-02-26 Okayama Univ Gas concentration detection device
US20130327943A1 (en) * 2012-06-08 2013-12-12 Ut-Battelle Llc Egr distribution and fluctuation probe based on co2 measurements

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