JP2554296B2 - 混合物のアルコール含有量または発熱量を検出するための装置 - Google Patents
混合物のアルコール含有量または発熱量を検出するための装置Info
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- 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
- G01N27/226—Construction of measuring vessels; Electrodes therefor
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/26—Oils; viscous liquids; paints; inks
- G01N33/28—Oils, i.e. hydrocarbon liquids
- G01N33/2835—Oils, i.e. hydrocarbon liquids specific substances contained in the oil or fuel
- G01N33/2852—Oils, i.e. hydrocarbon liquids specific substances contained in the oil or fuel alcohol/fuel mixtures
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルコールとガソリン
とが含まれている混合物のアルコール含有量または発熱
量を測定するための装置に関する。この場合、混合物の
少なくとも１つの物理パラメータが、該混合物の貫流す
る導電性のケーシング内で測定され、該ケーシング内に
配置されている電子測定回路においてこの測定結果が評
価され、前記ケーシングの壁の一部分がコンデンサの第
１の電極を成し、部分的に混合物により囲まれている導
電性のセンサ素子が前記コンデンサの第２の電極を成す
ように構成されている。
とが含まれている混合物のアルコール含有量または発熱
量を測定するための装置に関する。この場合、混合物の
少なくとも１つの物理パラメータが、該混合物の貫流す
る導電性のケーシング内で測定され、該ケーシング内に
配置されている電子測定回路においてこの測定結果が評
価され、前記ケーシングの壁の一部分がコンデンサの第
１の電極を成し、部分的に混合物により囲まれている導
電性のセンサ素子が前記コンデンサの第２の電極を成す
ように構成されている。
【０００２】
【従来の技術】経済上、環境保護上の努力ならびに確実
な燃料供給への要求によって、代替えとなる燃料の広範
囲にわたる探求が始められた。石油源は限られているの
で、これに代わる別のエネルギー形態が捜し求められて
いる。そして堆積性のエネルギー媒体から製造し得ない
アルコールが代替えとなることが判明した。しかしガソ
リンのように石油から製造される従来からの燃料は広く
普及しているので、燃料噴射エンジンを備えた内燃機関
において、ガソリンに任意の割合のアルコールを混ぜる
ことができるようにすべきである。この種の内燃機関を
申し分なく作動できるようにするためには、混合物中の
アルコール含有量を即ち混合物中のアルコールの体積の
割合を把握検出することが必要とされる。作動状態に適
合した燃料量を燃焼室へ噴射できるようにするために
は、アルコール含有量を絶えず測定する必要がある。
な燃料供給への要求によって、代替えとなる燃料の広範
囲にわたる探求が始められた。石油源は限られているの
で、これに代わる別のエネルギー形態が捜し求められて
いる。そして堆積性のエネルギー媒体から製造し得ない
アルコールが代替えとなることが判明した。しかしガソ
リンのように石油から製造される従来からの燃料は広く
普及しているので、燃料噴射エンジンを備えた内燃機関
において、ガソリンに任意の割合のアルコールを混ぜる
ことができるようにすべきである。この種の内燃機関を
申し分なく作動できるようにするためには、混合物中の
アルコール含有量を即ち混合物中のアルコールの体積の
割合を把握検出することが必要とされる。作動状態に適
合した燃料量を燃焼室へ噴射できるようにするために
は、アルコール含有量を絶えず測定する必要がある。
【０００３】ドイツ連邦共和国特許第３８４１３１８号
公報には、ケーシング内の混合物の物理的パラメータの
測定により、混合物のアルコール含有量および発熱量を
測定するための、電子測定回路を備えた装置が記載され
ている。この装置の場合、中央シリンダとケーシング壁
の一部分とでコンデンサの電極を構成している。この中
央シリンダは、センタリングディスクによって完全に混
合物内に保持される。さらにこの中央シリンダの内部に
は測定回路が設けられている。測定回路へのあるいは測
定回路からの電圧供給線および信号送出線は、センタリ
ングディスクを介して延在している。
公報には、ケーシング内の混合物の物理的パラメータの
測定により、混合物のアルコール含有量および発熱量を
測定するための、電子測定回路を備えた装置が記載され
ている。この装置の場合、中央シリンダとケーシング壁
の一部分とでコンデンサの電極を構成している。この中
央シリンダは、センタリングディスクによって完全に混
合物内に保持される。さらにこの中央シリンダの内部に
は測定回路が設けられている。測定回路へのあるいは測
定回路からの電圧供給線および信号送出線は、センタリ
ングディスクを介して延在している。
【０００４】中央シリンダからケーシングへの電気接続
部としてはたらくセンタリングディスクは、混合物が貫
流する空間を通って案内されている。燃料噴射エンジン
の場合、混合物は燃料ポンプによって高い圧力下で送り
出されるので、脈動する混合物のポンピングにより軸線
方向ならびに半径方向に振動が発生する可能性があり、
この振動によって装置は不安定にされる。したがってセ
ンタリングディスクを介して案内されている電圧供給線
と信号送出線も、例えば圧縮荷重のような機械的な影響
により障害を受け易い。しかも中央シリンダをケーシン
グ内でセンタリングさせるためには、著しく高い製造コ
ストが必要とされる。
部としてはたらくセンタリングディスクは、混合物が貫
流する空間を通って案内されている。燃料噴射エンジン
の場合、混合物は燃料ポンプによって高い圧力下で送り
出されるので、脈動する混合物のポンピングにより軸線
方向ならびに半径方向に振動が発生する可能性があり、
この振動によって装置は不安定にされる。したがってセ
ンタリングディスクを介して案内されている電圧供給線
と信号送出線も、例えば圧縮荷重のような機械的な影響
により障害を受け易い。しかも中央シリンダをケーシン
グ内でセンタリングさせるためには、著しく高い製造コ
ストが必要とされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、振動および圧力に強い、請求項１の上位概念記載
の混合物のアルコール含有量または発熱量を測定するた
めの装置を提供することにある。
題は、振動および圧力に強い、請求項１の上位概念記載
の混合物のアルコール含有量または発熱量を測定するた
めの装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、センサ素子は、測定回路と導電接続され中間プレー
ト中にガラスで密閉されて取り付けられており、該中間
プレートにより前記ケーシングは測定回路に対し密閉さ
れて封止されていることにより解決される。
は、センサ素子は、測定回路と導電接続され中間プレー
ト中にガラスで密閉されて取り付けられており、該中間
プレートにより前記ケーシングは測定回路に対し密閉さ
れて封止されていることにより解決される。
【０００７】本発明のそのほかの実施形態が請求項２以
下に記載されている。
下に記載されている。
【０００８】
【発明の利点】本発明の利点はとりわけ次のことにあ
る。即ち、例えば電磁的、機械的な作用、ならびに熱的
作用のような外部の影響から測定回路が保護されてお
り、さらにその寸法および製造コストが著しく僅かであ
ることにある。さらにセンサ素子を中間プレート中にガ
ラス化して取り付けることは有利な作用をもたらしてい
る。何故ならばこれによりセンサ素子はケーシングから
絶縁され、しかもこの構造は同時に振動および圧力に強
く温度に対して安定しておりさらに燃料に対して抵抗力
があるからである。このことにより、物理的にかつ化学
的に不安定なそのほかの密閉装置が省略される。さらに
センサ素子をガラス化して取り付けることは、センサ素
子の導電性の壁をとおって、電子測定回路への電気接続
が最短距離で高度な機械的堅牢性をもって達成される、
という別の利点を有する。
る。即ち、例えば電磁的、機械的な作用、ならびに熱的
作用のような外部の影響から測定回路が保護されてお
り、さらにその寸法および製造コストが著しく僅かであ
ることにある。さらにセンサ素子を中間プレート中にガ
ラス化して取り付けることは有利な作用をもたらしてい
る。何故ならばこれによりセンサ素子はケーシングから
絶縁され、しかもこの構造は同時に振動および圧力に強
く温度に対して安定しておりさらに燃料に対して抵抗力
があるからである。このことにより、物理的にかつ化学
的に不安定なそのほかの密閉装置が省略される。さらに
センサ素子をガラス化して取り付けることは、センサ素
子の導電性の壁をとおって、電子測定回路への電気接続
が最短距離で高度な機械的堅牢性をもって達成される、
という別の利点を有する。
【０００９】本発明の実施例が図面に示されており以下
で詳細に説明する。
で詳細に説明する。
【００１０】
【実施例】アルコールとガソリンが任意の割合で含まれ
ている混合物のアルコール含有量または発熱量を測定す
るためには、装置において混合物の少なくとも１つの物
理的なパラメータを測定する必要がある。容量Ｃおよび
それから算出される相対的な誘電率εγを測定すること
により、アルコール含有量を例えば混合物中のアルコー
ルの体積成分として測定することができる。
ている混合物のアルコール含有量または発熱量を測定す
るためには、装置において混合物の少なくとも１つの物
理的なパラメータを測定する必要がある。容量Ｃおよび
それから算出される相対的な誘電率εγを測定すること
により、アルコール含有量を例えば混合物中のアルコー
ルの体積成分として測定することができる。
【００１１】混合物の誘電率εγは、アルコールとガソ
リンの体積配分とそれぞれの誘電率とに依存する。ガソ
リンの相対的な誘電率は約２．０５〜２．１５であり、
アルコール−ここではメタノール−は約３２である。
リンの体積配分とそれぞれの誘電率とに依存する。ガソ
リンの相対的な誘電率は約２．０５〜２．１５であり、
アルコール−ここではメタノール−は約３２である。
【００１２】このコンデンサは、第１のセンサ素子１と
ケーシング２の壁の一部分とで構成されており、混合物
が誘電体として満たされている。このコンデンサの容量
Ｃを測定することにより、ならびに基準容量ＣOによ
り、 εγ＝Ｃ／ＣO にしたがって誘電率εγが算出される。
ケーシング２の壁の一部分とで構成されており、混合物
が誘電体として満たされている。このコンデンサの容量
Ｃを測定することにより、ならびに基準容量ＣOによ
り、 εγ＝Ｃ／ＣO にしたがって誘電率εγが算出される。
【００１３】この基準容量ＣOは、上記のコンデンサと
同じものであるが誘電体で満たされていないコンデンサ
を用いて、即ち真空中で前もって測定される。この基準
容量は定数として電子測定回路３内に記憶さており、そ
の値は約３〜５ｐＦであって存在する寄生容量も考慮さ
れている。
同じものであるが誘電体で満たされていないコンデンサ
を用いて、即ち真空中で前もって測定される。この基準
容量は定数として電子測定回路３内に記憶さており、そ
の値は約３〜５ｐＦであって存在する寄生容量も考慮さ
れている。
【００１４】混合物中のアルコール含有量を測定する
際、副次的な作用を完全に補償する目的で、例えば容量
Ｃの振動に対する依存性および誘電率εγの温度に対す
る依存性を完全に補償する目的で、次の３つの物理的パ
ラメータを測定する必要がある。即ちセンサ素子と、こ
のセンサ素子に対向するケーシング２の壁の一部分との
間の容量ＣおよびコンダクタンスＧ、ならびに混合物の
温度Ｔを測定する必要がある。
際、副次的な作用を完全に補償する目的で、例えば容量
Ｃの振動に対する依存性および誘電率εγの温度に対す
る依存性を完全に補償する目的で、次の３つの物理的パ
ラメータを測定する必要がある。即ちセンサ素子と、こ
のセンサ素子に対向するケーシング２の壁の一部分との
間の容量ＣおよびコンダクタンスＧ、ならびに混合物の
温度Ｔを測定する必要がある。
【００１５】第１のセンサ素子１とこれに対向するケー
シング２の一部分との間の容量Ｃが測定される。このケ
ーシングには混合物が貫流している。容量Ｃの測定は、
例えば混合物中の水の成分あるいはその他の汚れ（妨害
作用）によって不正確になる。混合物の不純化による容
量Ｃへの妨害作用は、コンダクタンスＧが既知であれば
例えば計算によって、あるいはマイクロコントローラ内
部の表を用いることによって補正することができる。コ
ンダクタンスＧは、同一に構成された第２のセンサ素子
４とこのセンサ素子と対向するケーシング２の別の一部
分との間で測定される。
シング２の一部分との間の容量Ｃが測定される。このケ
ーシングには混合物が貫流している。容量Ｃの測定は、
例えば混合物中の水の成分あるいはその他の汚れ（妨害
作用）によって不正確になる。混合物の不純化による容
量Ｃへの妨害作用は、コンダクタンスＧが既知であれば
例えば計算によって、あるいはマイクロコントローラ内
部の表を用いることによって補正することができる。コ
ンダクタンスＧは、同一に構成された第２のセンサ素子
４とこのセンサ素子と対向するケーシング２の別の一部
分との間で測定される。
【００１６】作動中、混合物は燃料流入口５をとおって
温度センサ６の取り付けられた第１のセンサ素子１へ流
れ込む。図１には流れの方向が矢印ＡおよびＢで示され
ている。ＮＴＣ抵抗として構成されている上記の温度セ
ンサ６には熱伝導性ペーストが塗布されており、第１の
センサ素子１の先端部に差し込まれている。プラスチッ
ク体７によりこの温度センサ６がその位置に保持されて
いる。温度センサ６の電気リード線は直線的な経路で測
定回路３へ導かれている。
温度センサ６の取り付けられた第１のセンサ素子１へ流
れ込む。図１には流れの方向が矢印ＡおよびＢで示され
ている。ＮＴＣ抵抗として構成されている上記の温度セ
ンサ６には熱伝導性ペーストが塗布されており、第１の
センサ素子１の先端部に差し込まれている。プラスチッ
ク体７によりこの温度センサ６がその位置に保持されて
いる。温度センサ６の電気リード線は直線的な経路で測
定回路３へ導かれている。
【００１７】このようにして温度センサ６はセンサ素子
１の壁と熱的に接触状態におかれており、この壁の温度
はその前を流れる混合物により定められる。ガソリンと
アルコールの所定の混合比において誘電率εγが温度Ｔ
に依存して前もって測定され、測定回路３の記憶素子例
えばＲＯＭ内に特性フィールドとして記憶される。
１の壁と熱的に接触状態におかれており、この壁の温度
はその前を流れる混合物により定められる。ガソリンと
アルコールの所定の混合比において誘電率εγが温度Ｔ
に依存して前もって測定され、測定回路３の記憶素子例
えばＲＯＭ内に特性フィールドとして記憶される。
【００１８】燃料ダクト８を介して、混合物は第１のセ
ンサ素子１から第２のセンサ素子４へ到達し、最後にエ
ンジン室内の噴射部の前に位置する燃料流出口９へ達す
る。
ンサ素子１から第２のセンサ素子４へ到達し、最後にエ
ンジン室内の噴射部の前に位置する燃料流出口９へ達す
る。
【００１９】ケーシング２は、センサ素子１または４
と、このケーシングとの間の間隔が実質的に一様である
ように形成されている。混合物中へ突出している、セン
サ素子１または４のうちの一方の尖頭部は、流量が３ l
/min のとき一方では圧力低下が０．１バールよりも小
さいように、かつ他方では混合物が渦を巻くように形成
されている。これにより約８０゜Ｃである混合物の低い
気化温度によりセンサ素子１または４の一方の壁あるい
はケーシング２の壁に生じる気泡を洗い流すことがで
き、これによって誘電率εγの測定が気泡により不正確
にならないようになる。
と、このケーシングとの間の間隔が実質的に一様である
ように形成されている。混合物中へ突出している、セン
サ素子１または４のうちの一方の尖頭部は、流量が３ l
/min のとき一方では圧力低下が０．１バールよりも小
さいように、かつ他方では混合物が渦を巻くように形成
されている。これにより約８０゜Ｃである混合物の低い
気化温度によりセンサ素子１または４の一方の壁あるい
はケーシング２の壁に生じる気泡を洗い流すことがで
き、これによって誘電率εγの測定が気泡により不正確
にならないようになる。
【００２０】両方のセンサ素子１および４は、中間プレ
ート１０（図２参照）内にガラス化されて取り付けられ
ており、この中間プレートは、混合物で満たされている
空間を測定回路３に対して気密に密封している。ガラス
化部１３は７０バールまでの圧力に耐えられる。
ート１０（図２参照）内にガラス化されて取り付けられ
ており、この中間プレートは、混合物で満たされている
空間を測定回路３に対して気密に密封している。ガラス
化部１３は７０バールまでの圧力に耐えられる。
【００２１】燃料タンクから流れ込む混合物の温度は、
エンジンルーム内の温度よりも通常低いので、測定回路
３は中間プレート１０を介して冷却される。
エンジンルーム内の温度よりも通常低いので、測定回路
３は中間プレート１０を介して冷却される。
【００２２】測定回路３は、混合物が貫流する空間の外
側にある中間プレート１０の下側に設けられている。こ
の測定回路は、物理的なパラメータを相応の電気信号に
変換するアナログ部分と、測定されたデータをマイクロ
コントローラにより評価し算出されたアルコール含有量
をエンジン制御部へ転送するディジタル部分とを有す
る。
側にある中間プレート１０の下側に設けられている。こ
の測定回路は、物理的なパラメータを相応の電気信号に
変換するアナログ部分と、測定されたデータをマイクロ
コントローラにより評価し算出されたアルコール含有量
をエンジン制御部へ転送するディジタル部分とを有す
る。
【００２３】１回の測定サイクル内で、誘電体としての
混合物を含む測定装置の容量ＣとコンダクタンスＧとが
検出され、さらに混合物の温度Ｔが検出され、それらか
らアルコール含有量が測定される。測定回路３のクロッ
ク周波数が約１０ＭＨｚである場合、１回の測定サイク
ルは約１００ｍｓかかる。アルコール含有量は噴射量を
制御するエンジン制御部へアナログ電圧の形式で、ある
いは変調された信号としてディジタル形式で伝達され
る。
混合物を含む測定装置の容量ＣとコンダクタンスＧとが
検出され、さらに混合物の温度Ｔが検出され、それらか
らアルコール含有量が測定される。測定回路３のクロッ
ク周波数が約１０ＭＨｚである場合、１回の測定サイク
ルは約１００ｍｓかかる。アルコール含有量は噴射量を
制御するエンジン制御部へアナログ電圧の形式で、ある
いは変調された信号としてディジタル形式で伝達され
る。
【００２４】ケーシング２の下側は、金属製の底部プレ
ート１１により密封されている。このことにより電子測
定回路３のための外側の保護が行なわれる。これにより
例えば、電子回路３は電磁界から遮蔽される。さらにケ
ーシング２は、シリコンから成る層１２により密閉され
ており、これにより測定回路３は酸化から保護されてい
る。
ート１１により密封されている。このことにより電子測
定回路３のための外側の保護が行なわれる。これにより
例えば、電子回路３は電磁界から遮蔽される。さらにケ
ーシング２は、シリコンから成る層１２により密閉され
ており、これにより測定回路３は酸化から保護されてい
る。
【００２５】シリンダ状に形成されたセンサ素子１、４
（図２）は、中間プレート１０にガラス化されて取り付
けられている。センサ素子１、４は、材料を節約してニ
ッケル−鉄合金から成る深絞り部材として製造される。
この場合、NiFe V450 が用いられる。この材料は、導線
による測定回路３への接触接続を良好に行なえる、とい
う利点を有する。それぞれ１つの導線がセンサ素子１お
よび４に溶接されており、それぞれ測定回路３内ではん
だ付けされている。これによりセンサ素子１または４
は、コンデンサの電極の役割も果たしかつこの電極と測
定回路３との間を電気的に接続する役割も果たす。約１
ｍｍの僅かな壁の厚さであるので、混合物からセンサ素
子１の壁を介して温度センサ６へ達する良好な熱伝導が
行なわれる。
（図２）は、中間プレート１０にガラス化されて取り付
けられている。センサ素子１、４は、材料を節約してニ
ッケル−鉄合金から成る深絞り部材として製造される。
この場合、NiFe V450 が用いられる。この材料は、導線
による測定回路３への接触接続を良好に行なえる、とい
う利点を有する。それぞれ１つの導線がセンサ素子１お
よび４に溶接されており、それぞれ測定回路３内ではん
だ付けされている。これによりセンサ素子１または４
は、コンデンサの電極の役割も果たしかつこの電極と測
定回路３との間を電気的に接続する役割も果たす。約１
ｍｍの僅かな壁の厚さであるので、混合物からセンサ素
子１の壁を介して温度センサ６へ達する良好な熱伝導が
行なわれる。
【００２６】シリンダ状に形成されたセンサ素子１、４
は、ガラス化部１３により中間プレート１０の孔の中央
に保持される。このガラスによって、センサ素子１、４
は中間プレート１０に対して絶縁されている。ガラスは
振動に強くかつ圧力に著しく強いだけでなく、混合物に
対して抵抗力があり、−４０゜Ｃから＋１２５゜Ｃまで
の仕様化温度範囲内で温度に対しても安定性がある。ガ
ラス化部を介して取り付けることにより、センサ素子
１、４はその位置に正確に位置決めされている。これに
より装置の組立の際に簡単化がもたらされる。
は、ガラス化部１３により中間プレート１０の孔の中央
に保持される。このガラスによって、センサ素子１、４
は中間プレート１０に対して絶縁されている。ガラスは
振動に強くかつ圧力に著しく強いだけでなく、混合物に
対して抵抗力があり、−４０゜Ｃから＋１２５゜Ｃまで
の仕様化温度範囲内で温度に対しても安定性がある。ガ
ラス化部を介して取り付けることにより、センサ素子
１、４はその位置に正確に位置決めされている。これに
より装置の組立の際に簡単化がもたらされる。
【００２７】センサ素子１または４と中間プレート１０
の間の間隔は、いかなる装置においても一様である。こ
のことにより電気的再現性が得られる。センサ素子１と
中間プレート１０との間の容量値は、寄生容量として誘
電率εγの測定に関与する。
の間の間隔は、いかなる装置においても一様である。こ
のことにより電気的再現性が得られる。センサ素子１と
中間プレート１０との間の容量値は、寄生容量として誘
電率εγの測定に関与する。
【００２８】中間プレート１０は、ケーシング２と同様
にダイカストによるアルミニウムから製造される。アル
ミニウムは軽量でありしかもコスト的に有利であるが、
化学的に侵食性な混合物に対しては抵抗力がない。した
がってアルミニウムには銅およびニッケルが被層され
る。同様に、良好な導電性であって混合物に対して抵抗
力のあるそのほかの材料を用いることもできる。ケーシ
ングのための材料としてプラスチックを用いることもで
き、これには電極として作用する金属被覆がほどこされ
ている。
にダイカストによるアルミニウムから製造される。アル
ミニウムは軽量でありしかもコスト的に有利であるが、
化学的に侵食性な混合物に対しては抵抗力がない。した
がってアルミニウムには銅およびニッケルが被層され
る。同様に、良好な導電性であって混合物に対して抵抗
力のあるそのほかの材料を用いることもできる。ケーシ
ングのための材料としてプラスチックを用いることもで
き、これには電極として作用する金属被覆がほどこされ
ている。
【００２９】図３には装置のケーシング２の断面図が示
されている。混合物は矢印Ａ、Ｂにより示された方向で
ケーシング２を貫流する。燃料ダクト８によって、燃料
流入口５と燃料流出口９とが結合されている。この燃料
流入口５と燃料流出口９は、ここでは図示されていない
１つのネジをそれぞれ有しており、このネジにより、燃
料タンクから導かれている燃料管と、ないしは噴射個所
へ向かう燃料管とがそれぞれ螺合される。
されている。混合物は矢印Ａ、Ｂにより示された方向で
ケーシング２を貫流する。燃料ダクト８によって、燃料
流入口５と燃料流出口９とが結合されている。この燃料
流入口５と燃料流出口９は、ここでは図示されていない
１つのネジをそれぞれ有しており、このネジにより、燃
料タンクから導かれている燃料管と、ないしは噴射個所
へ向かう燃料管とがそれぞれ螺合される。
【００３０】中間プレート１０をケーシング２に取り付
ける目的で、ケーシング２内にネジを有する固定孔１４
が設けられている。さらに、測定回路３に対してケーシ
ング２を密閉するために、ケーシング２と中間プレート
１０との間にＯリング１５がはめ込まれている。
ける目的で、ケーシング２内にネジを有する固定孔１４
が設けられている。さらに、測定回路３に対してケーシ
ング２を密閉するために、ケーシング２と中間プレート
１０との間にＯリング１５がはめ込まれている。
【００３１】ケーシング２の下部には、ネジを備えた別
の固定孔１６が設けられている。これにより底部プレー
ト１１がケーシング２に取り付けられ、したがって装置
全体が密閉される。ケーシング２は良好な導電性であっ
て電磁界を遮蔽している。また湿気からも保護されてい
る。
の固定孔１６が設けられている。これにより底部プレー
ト１１がケーシング２に取り付けられ、したがって装置
全体が密閉される。ケーシング２は良好な導電性であっ
て電磁界を遮蔽している。また湿気からも保護されてい
る。
【００３２】燃料ダクト８（図４）は、燃料流入口５と
燃料流出口９との間を斜めに延在している。このことに
より、貫流する混合物は第２のセンサ素子４において旋
回させられる。したがって穏やかな流れのときでもすで
に、第２のセンサの壁またはケーシング２の壁に形成し
得る気泡が洗い流される。
燃料流出口９との間を斜めに延在している。このことに
より、貫流する混合物は第２のセンサ素子４において旋
回させられる。したがって穏やかな流れのときでもすで
に、第２のセンサの壁またはケーシング２の壁に形成し
得る気泡が洗い流される。
【００３３】Ｏリング１５は、装置を組み立てる際に密
閉リングとして溝１７にはめ込まれる。つぎに中間プレ
ート１０がケーシング２の内側の部分にネジで固定さ
れ、さらに底部プレート１１が外側の部分にネジで固定
される。この目的で、図４には固定孔１４、１６が示さ
れている。
閉リングとして溝１７にはめ込まれる。つぎに中間プレ
ート１０がケーシング２の内側の部分にネジで固定さ
れ、さらに底部プレート１１が外側の部分にネジで固定
される。この目的で、図４には固定孔１４、１６が示さ
れている。
【００３４】ケーシング２の外周縁部には孔１６を備え
た４つのフランジが設けられており、このフランジによ
って底部プレート１１がケーシング２と固定される。プ
ラグ１９を備えた接続ケーブル１８を介して、この装置
はエンジン制御部と接続される。
た４つのフランジが設けられており、このフランジによ
って底部プレート１１がケーシング２と固定される。プ
ラグ１９を備えた接続ケーブル１８を介して、この装置
はエンジン制御部と接続される。
【００３５】特性フィールド（図５）には、混合物の相
対的な誘電率εγが混合物のアルコール含有量と温度Ｔ
とに依存していることが示されている。
対的な誘電率εγが混合物のアルコール含有量と温度Ｔ
とに依存していることが示されている。
【００３６】混合物のアルコール含有量を測定するため
にまず最初に第１のセンサ素子１を用いて、このセンサ
素子とケーシング２の壁の一部分との間の容量Ｃを測定
する。この容量Ｃの測定と同時に、温度センサ６により
混合物の温度Ｔが測定される。さらにこれと同時に、第
２のセンサ素子４を用いてコンダクタンスＧが測定され
る。その後、測定されコンダクタンスＧにより補正され
た容量Ｃ、および記憶されている基準容量ＣOから、相
対的な誘電率が算出される。
にまず最初に第１のセンサ素子１を用いて、このセンサ
素子とケーシング２の壁の一部分との間の容量Ｃを測定
する。この容量Ｃの測定と同時に、温度センサ６により
混合物の温度Ｔが測定される。さらにこれと同時に、第
２のセンサ素子４を用いてコンダクタンスＧが測定され
る。その後、測定されコンダクタンスＧにより補正され
た容量Ｃ、および記憶されている基準容量ＣOから、相
対的な誘電率が算出される。
【００３７】そしてこの特性フィールドを用いることに
より、誘電率εγおよび温度Ｔからアルコール含有量を
算出する。図５のｘ軸には、アルコールの含有量が混合
物の全体積中のパーセント（％）で示されており、ｙ軸
には誘電率εγが示されている。
より、誘電率εγおよび温度Ｔからアルコール含有量を
算出する。図５のｘ軸には、アルコールの含有量が混合
物の全体積中のパーセント（％）で示されており、ｙ軸
には誘電率εγが示されている。
【００３８】この装置によってアルコール含有量を、混
合物中の０％〜１００％の間のアルコールの体積成分と
して測定することができる。その際、測定誤差は５％以
下にとどまる。
合物中の０％〜１００％の間のアルコールの体積成分と
して測定することができる。その際、測定誤差は５％以
下にとどまる。
【００３９】ガソリンとアルコールはそれぞれ異なる発
熱量を有するので、混合物のアルコール含有量によって
混合物の発熱量を求めることができる。ガソリンの発熱
量は約３２ＭＪ／ｌであってメタノールの発熱量は約１
５．６ＭＪ／ｌである。
熱量を有するので、混合物のアルコール含有量によって
混合物の発熱量を求めることができる。ガソリンの発熱
量は約３２ＭＪ／ｌであってメタノールの発熱量は約１
５．６ＭＪ／ｌである。
【００４０】多くの適用例の場合、アルコール含有量を
検出するための本発明による装置に１つのセンサ素子だ
けを設けるようにするとより好適である。この場合に
は、容量ＣとコンダクタンスＧは、時間的に前後して測
定される。
検出するための本発明による装置に１つのセンサ素子だ
けを設けるようにするとより好適である。この場合に
は、容量ＣとコンダクタンスＧは、時間的に前後して測
定される。
【００４１】第３の実施例の場合、燃料流入口と燃料流
出口とが水平に形成されている。したがって混合物はセ
ンサ素子の先端部を介して流れる。第２のセンサ素子が
依然として設けられている場合には、混合物は燃料ダク
トをとおりさらに第２のセンサ素子の先端部の上を流れ
る。センサ素子の位置は第１の実施例の場合と同じであ
る。
出口とが水平に形成されている。したがって混合物はセ
ンサ素子の先端部を介して流れる。第２のセンサ素子が
依然として設けられている場合には、混合物は燃料ダク
トをとおりさらに第２のセンサ素子の先端部の上を流れ
る。センサ素子の位置は第１の実施例の場合と同じであ
る。
【００４２】これら３つの実施例全てにおいて、温度Ｔ
を測定するための温度センサは、容量Ｃも測定するセン
サ素子内に配置されている。
を測定するための温度センサは、容量Ｃも測定するセン
サ素子内に配置されている。
【００４３】
【発明の効果】本発明による装置により、振動および圧
力に強い、混合物のアルコール含有量または発熱量を測
定するための装置が提供される。
力に強い、混合物のアルコール含有量または発熱量を測
定するための装置が提供される。
【図１】本発明による装置の断面図である。
【図２】図１の装置の中間プレートにガラス化されて取
り付けられた２つのセンサ素子を示す図である。
り付けられた２つのセンサ素子を示す図である。
【図３】図１の装置のケーシングの断面図である。
【図４】図３のケーシングを下から見た図である。
【図５】アルコール含有量と温度Ｔに依存する混合物の
相対的な誘電率εγを特性フィールドとして示す図であ
る。
相対的な誘電率εγを特性フィールドとして示す図であ
る。
１ センサ素子 ２ ケーシング ３ 測定回路 ４ センサ素子 ５ 燃料流入口 ６ 温度センサ ７ プラスチック体 ８ 燃料ダクト ９ 燃料流出口 １０ 中間プレート １１ 底部プレート １２ 層 １３ ガラス化部 １４ 固定孔 １５ Ｏリング １６ 固定孔 １７ 溝 １８ 接続ケーブル １９ プラグ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴァルデマール シュヴァルツ ドイツ連邦共和国 シュヴァルツェンブ ルック ノイマルクター シュトラーセ ７ (56)参考文献 特開 昭57−57253（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−213760（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−213761（ＪＰ，Ａ)
Claims (9)
- 【請求項１】 アルコールとガソリンとが含まれている
混合物のアルコール含有量または発熱量を測定するため
の装置であって、混合物の少なくとも１つの物理パラメ
ータが、該混合物の貫流する導電性のケーシング（２）
内で測定され、該ケーシング（２）内に配置されている
電子測定回路（３）においてこの測定結果が評価され、 前記ケーシング（２）の壁の一部分がコンデンサの第１
の電極を成し、部分的に混合物により囲まれている導電
性のセンサ素子（１）が前記コンデンサの第２の電極を
成すように構成されている、混合物のアルコール含有量
または発熱量を測定するための装置において、 前記センサ素子（１）は、測定回路（３）と導電接続さ
れ中間プレート（１０）中にガラスで密閉されて取り付
けられており、 該中間プレート（１０）により前記ケーシング（２）は
測定回路（３）に対し密閉されて封止されていることを
特徴とする、 混合物のアルコール含有量または発熱量を測定するため
の装置。 - 【請求項２】 前記センサ素子（１）はその表面全体に
わたりケーシング（２）に対し等しい間隔を有する、請
求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記センサ素子（１）はシリンダ状に形
成されており、該センサ素子（１）の壁厚は約１ｍｍで
ある、請求項１記載の装置。 - 【請求項４】 前記測定回路（３）は、混合物の貫流す
る空間の外側で中間プレート（１０）に配置されてい
る、請求項１記載の装置。 - 【請求項５】 前記センサ素子（１）に温度センサ
（６）が設けられており、該温度センサ（６）は前記セ
ンサ素子（１）の壁と熱的接触状態にある、請求項１記
載の装置。 - 【請求項６】 前記中間プレート（１０）に第２のセン
サ素子（４）が取り付けられている、請求項１記載の装
置。 - 【請求項７】 前記ケーシング（２）は、第１のセンサ
素子（１）と第２のセンサ素子（４）との間に、混合物
の流入口（５）および流出口９の中心を結ぶ直線に対し
て斜めに配置された燃料ダクト（８）を有しており、斜
めに配置されたことで混合物は回転状態におかれる、請
求項６記載の装置。 - 【請求項８】 前記ケーシング（２）と前記中間プレー
ト（１０）はアルミニウムから成り銅およびニッケルで
被覆されている、請求項１記載の装置。 - 【請求項９】 前記センサ素子（１，４）は鉄−ニッケ
ル合金により形成されている、請求項１記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP90116687A EP0472767B1 (de) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | Vorrichtung zum Feststellen des Alkoholgehaltes oder des Heizwertes eines Gemischs |
| DE90116687.6 | 1990-08-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0587764A JPH0587764A (ja) | 1993-04-06 |
| JP2554296B2 true JP2554296B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=8204396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3219470A Expired - Lifetime JP2554296B2 (ja) | 1990-08-30 | 1991-08-30 | 混合物のアルコール含有量または発熱量を検出するための装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5182523A (ja) |
| EP (1) | EP0472767B1 (ja) |
| JP (1) | JP2554296B2 (ja) |
| DE (1) | DE59008731D1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| EP0557327B1 (de) * | 1990-11-16 | 1995-01-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Messgerät zum bestimmen des alkoholgehaltes eines gemisches |
| US5361035A (en) * | 1992-02-11 | 1994-11-01 | Ford Motor Company | Resonant cavity flexible fuel sensor and system |
| ZA934445B (en) * | 1992-06-22 | 1994-01-24 | David John Radford | Radio frequency measuring apparatus |
| JPH0658897A (ja) * | 1992-08-11 | 1994-03-04 | Mitsubishi Electric Corp | 液体のアルコール濃度検知装置 |
| US6129895A (en) * | 1993-08-12 | 2000-10-10 | Emcee Electronics, Inc. | Fuel additive analyzer system and process |
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| US6586949B1 (en) | 1999-12-03 | 2003-07-01 | John S. Sargent | Volume charge density measuring system |
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-
1990
- 1990-08-30 EP EP90116687A patent/EP0472767B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-08-30 DE DE59008731T patent/DE59008731D1/de not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-08-30 US US07/753,206 patent/US5182523A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-08-30 JP JP3219470A patent/JP2554296B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
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| US5182523A (en) | 1993-01-26 |
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| EP0472767A1 (de) | 1992-03-04 |
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