JP6075965B2 - Liquid concentration detector - Google Patents

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Description

本発明は、液体中の特定成分の濃度を検出する液体濃度検出装置に関する。   The present invention relates to a liquid concentration detection device that detects the concentration of a specific component in a liquid.

従来、自動車用に使用される燃料であるエタノール混合ガソリンでは、燃料の誘電率を検出することで、エタノール濃度を測定することが行われる。   Conventionally, in ethanol mixed gasoline which is a fuel used for automobiles, the ethanol concentration is measured by detecting the dielectric constant of the fuel.

この種の先行技術として、アルコールセンサの出力によって内燃機関に供給される燃料量を制御する際、アルコール混合燃料の流路の途中で静電容量を検出する装置が知られている（特許文献１）。   As a prior art of this type, there is known an apparatus that detects a capacitance in the middle of a flow path of an alcohol-mixed fuel when the amount of fuel supplied to an internal combustion engine is controlled by the output of an alcohol sensor (Patent Document 1). ).

また、電極間での被検査液体の比誘電率の変化を発振周波数で計測することによって、被検査液体中のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出装置が知られている（特許文献２）。   Also, an alcohol concentration detection device that detects the alcohol concentration in a liquid to be inspected by measuring a change in relative dielectric constant of the liquid to be inspected between electrodes at an oscillation frequency is known (Patent Document 2).

また、気中と液中の静電容量の差で液位を検知する静電容量方式により、タンク内の液位を検出する液位検出装置が知られている（特許文献３参照）。この文献には、常時液中に浸漬された基準電極の電極間容量で液体の誘電率を算出し、この誘電率を用いて櫛歯電極の電極間容量から液位を検出することが示されている。   In addition, a liquid level detection device that detects a liquid level in a tank by a capacitance method that detects a liquid level based on a difference in capacitance between air and liquid is known (see Patent Document 3). This document shows that the dielectric constant of a liquid is calculated from the interelectrode capacitance of a reference electrode immersed in the liquid at all times, and the liquid level is detected from the interelectrode capacitance of the comb electrode using this dielectric constant. ing.

特開昭５６−９８５４０号公報JP 56-98540 A 特許３５８０５４７号公報Japanese Patent No. 3580547 特開昭６３−７９０１６号公報JP-A-63-79016

しかしながら、従来の液体濃度検出装置には、つぎのような問題があった。すなわち、気中と液中の静電容量の差でタンク内の液位を検出する際、液体の誘電率は温度によって変化するので、エタノール濃度及び液位を正確に検出することが困難であった。   However, the conventional liquid concentration detection device has the following problems. In other words, when the liquid level in the tank is detected by the difference in capacitance between the air and the liquid, it is difficult to accurately detect the ethanol concentration and the liquid level because the dielectric constant of the liquid changes with temperature. It was.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、静電容量で液位を検出する際、液体の温度で誘電率を補正することができ、液体中の特定成分の濃度及び液位を正確に検出することができる液体濃度検出装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and its purpose is to correct the dielectric constant with the temperature of the liquid when detecting the liquid level with capacitance, and to detect the specific component in the liquid. An object of the present invention is to provide a liquid concentration detection device capable of accurately detecting the concentration and the liquid level.

前述した目的を達成するために、本発明に係る液体濃度検出装置は、下記（１）を特徴としている。
（１） 液体中の特定成分の濃度を検出する液体濃度検出装置であって、
前記液体の誘電率を検出する誘電率検出部と、
前記液体の温度を検出する温度検出部と、
前記誘電率検出部によって検出された誘電率及び前記温度検出部によって検出された温度に対応する前記液体中の特定成分の濃度を算出する濃度算出部と、
静電容量を検出し、前記検出された静電容量及び前記誘電率検出部によって検出された誘電率に基づき、前記液体の液位を検出する液位検出部と、
を備え、
前記液位検出部は、前記液体が滞留するタンク内の鉛直方向に延びた検知電極及び接地電極を有し、前記検知電極及び接地電極間の静電容量を検出し、前記検出された静電容量及び前記誘電率検出部によって検出された誘電率に基づき、前記タンク内の液位を検出し、
前記誘電率検出部は、前記タンクの底側に配置され、前記接地電極と対向する基準電極及び前記接地電極間の静電容量を検出することにより前記液体の誘電率を検出し、
前記温度検出部は、前記タンク内の鉛直方向に延びた導電部材の、前記タンク内の警告液位に相当する高さの位置に設けられたサーミスタで構成され、
前記温度検出部によって検出された温度をもとに、前記液体が前記警告液位より下がっているか否かを判別し、
前記検知電極、前記接地電極、前記基準電極、前記サーミスタ、及び、前記導電部材が、同一のプリント基板上に一体化して形成されたこと。 In order to achieve the above-described object, the liquid concentration detection device according to the present invention is characterized by the following (1) .
(1) A liquid concentration detection device for detecting the concentration of a specific component in a liquid,
A dielectric constant detector for detecting the dielectric constant of the liquid;
A temperature detector for detecting the temperature of the liquid;
A concentration calculation unit that calculates the dielectric constant detected by the dielectric constant detection unit and the concentration of the specific component in the liquid corresponding to the temperature detected by the temperature detection unit;
A liquid level detection unit for detecting a capacitance, and detecting a liquid level of the liquid based on the detected capacitance and the dielectric constant detected by the dielectric constant detection unit;
With
The liquid level detection unit has a detection electrode and a ground electrode extending in a vertical direction in a tank in which the liquid stays, detects a capacitance between the detection electrode and the ground electrode, and detects the detected electrostatic Based on the capacitance and the dielectric constant detected by the dielectric constant detector, the liquid level in the tank is detected,
The dielectric constant detection unit is disposed on the bottom side of the tank and detects a dielectric constant of the liquid by detecting a capacitance between a reference electrode facing the ground electrode and the ground electrode,
The temperature detection unit is composed of a thermistor provided at a height corresponding to a warning liquid level in the tank of the conductive member extending in the vertical direction in the tank,
Based on the temperature detected by the temperature detector, it is determined whether the liquid is lower than the warning liquid level,
The detection electrode, the ground electrode, the reference electrode, the thermistor, and the conductive member are integrally formed on the same printed board .

上記（１）の構成の液体濃度検出装置によれば、静電容量で液位を検出する際、液体の温度で誘電率を補正することができ、液体中の特定成分の濃度及び液位を正確に検出することができる。 According to the liquid concentration detection apparatus having the configuration (1) , when detecting the liquid level by capacitance, the dielectric constant can be corrected by the temperature of the liquid, and the concentration and liquid level of the specific component in the liquid can be determined. It can be detected accurately.

本発明によれば、静電容量で液位を検出する際、液体の温度で誘電率を補正することができ、液体中の特定成分の濃度及び液位を正確に検出することができる。   According to the present invention, when the liquid level is detected by capacitance, the dielectric constant can be corrected by the temperature of the liquid, and the concentration and liquid level of a specific component in the liquid can be accurately detected.

また、温度検出部がタンク内の警告液位の高さに位置するので、液中と気中の温度差により、液面が警告液位にあることを正確に検出することができる。   In addition, since the temperature detector is positioned at the level of the warning liquid level in the tank, it is possible to accurately detect that the liquid level is at the warning liquid level based on the temperature difference between the liquid and the air.

また、液位検出部、誘電率検出部及び温度検出部を同一のプリント基板で形成することができ、液中の特定成分の濃度、液位、残燃料警告の機能を集約することができる。これにより、安価な静電容量式の液位検出装置が提供可能となる。 Further, the liquid level detection unit, the dielectric constant detection unit, and the temperature detection unit can be formed on the same printed circuit board, and the functions of the concentration of the specific component in the liquid, the liquid level, and the remaining fuel warning can be integrated. Thereby, an inexpensive electrostatic capacitance type liquid level detection device can be provided.

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。   The present invention has been briefly described above. Further, the details of the present invention will be further clarified by reading through a mode for carrying out the invention described below (hereinafter referred to as “embodiment”) with reference to the accompanying drawings. .

図１は、実施形態における液体濃度検出装置１の概略的な構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a liquid concentration detection device 1 according to the embodiment. 図２は、液体濃度検出装置１の電気的構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an electrical configuration of the liquid concentration detection apparatus 1. 図３は、燃料温度Ｔと静電容量（誘電率ε）Ｃεとエタノール濃度Ｅとの関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between fuel temperature T, capacitance (dielectric constant ε) Cε, and ethanol concentration E. 図４は、液位センサ９の出力特性を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the output characteristics of the liquid level sensor 9. 図５は、エタノール濃度及び液位検出動作手順を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing an operation procedure for detecting the ethanol concentration and the liquid level.

本発明の実施形態における液体濃度検出装置について図面を用いて説明する。本実施形態の液体濃度検出装置は、液体としてエタノール混合ガソリン（燃料）中のエタノール濃度を検出し、また、静電容量方式により液体が滞留するタンク内の液位を検出するものである。   A liquid concentration detection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The liquid concentration detection device of the present embodiment detects the ethanol concentration in ethanol-mixed gasoline (fuel) as a liquid, and detects the liquid level in the tank in which the liquid stays by an electrostatic capacity method.

図１は実施形態における液体濃度検出装置１の概略的な構成を示す図である。液体濃度検出装置１は、センサ部５、検出回路２０、制御部３０及びメータ４０から構成される。   FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a liquid concentration detection apparatus 1 according to the embodiment. The liquid concentration detection apparatus 1 includes a sensor unit 5, a detection circuit 20, a control unit 30, and a meter 40.

センサ部５は、プリント基板で形成され、タンク７内に収容される。同一のプリント基板に、液位センサ９、接地電極１２、導電部材１５、誘電率センサ１８及びサーミスタ１９が実装される。   The sensor unit 5 is formed of a printed board and is accommodated in the tank 7. The liquid level sensor 9, the ground electrode 12, the conductive member 15, the dielectric constant sensor 18, and the thermistor 19 are mounted on the same printed circuit board.

接地電極１２は、タンク７内の鉛直方向に延び、一面が液位センサ９の櫛歯電極９ａと対向する櫛歯電極１２ａ及び誘電率センサ１８の基準電極１８ａと対向する櫛歯電極１２ｂに形成され、他面が直線状に形成されたものである。   The ground electrode 12 extends in the vertical direction in the tank 7, and one surface is formed on the comb electrode 12 a facing the comb electrode 9 a of the liquid level sensor 9 and the comb electrode 12 b facing the reference electrode 18 a of the dielectric constant sensor 18. The other surface is formed in a straight line.

液位センサ９は、タンク７内の鉛直方向に延びた櫛歯電極９ａを有し、タンク７内に滞留する液体の量に応じて変化する櫛歯電極９ａ、１２ａ間の静電容量を検出する。なお、櫛歯電極９ａ、１２ａ間の距離は一様である。   The liquid level sensor 9 has a comb-tooth electrode 9 a extending in the vertical direction in the tank 7, and detects the capacitance between the comb-tooth electrodes 9 a and 12 a that changes according to the amount of liquid staying in the tank 7. To do. Note that the distance between the comb electrodes 9a and 12a is uniform.

誘電率センサ１８は、タンク７内の液体に常に浸漬されるように、タンク７の底側に配置されている。誘電率センサ１８は、櫛歯状に形成された基準電極１８ａを有し、基準電極１８ａ及び櫛歯電極１２ｂ間の静電容量を検出する。この基準電極１８ａ及び櫛歯電極１２ｂ間の静電容量は液体の誘電率の算出に用いられる。なお、基準電極１８ａ及び櫛歯電極１２ｂ間の距離は一様である。   The dielectric constant sensor 18 is disposed on the bottom side of the tank 7 so as to be always immersed in the liquid in the tank 7. The dielectric constant sensor 18 has a reference electrode 18a formed in a comb-teeth shape, and detects a capacitance between the reference electrode 18a and the comb-teeth electrode 12b. The capacitance between the reference electrode 18a and the comb electrode 12b is used to calculate the dielectric constant of the liquid. The distance between the reference electrode 18a and the comb electrode 12b is uniform.

ここで、誘電率εは、周知のように、数式（１）に従って算出される。すなわち、誘電率センサ１８によって検知電極及び接地電極間の静電容量を検出することで、タンク７内の液体（燃料）の誘電率εは算出される。
ε＝Ｃ・ｌ／Ｓ ……（１）
ここで、Ｃ：静電容量、ｌ：電極間距離、Ｓ：電極面積である。 Here, the dielectric constant ε is calculated according to Equation (1) as is well known. That is, the dielectric constant ε of the liquid (fuel) in the tank 7 is calculated by detecting the capacitance between the detection electrode and the ground electrode by the dielectric constant sensor 18.
ε = C · l / S (1)
Here, C: capacitance, l: distance between electrodes, and S: electrode area.

また、タンク７内の鉛直方向に延びた導電部材１５の先端部には、液体の温度に対応する抵抗値を示すサーミスタ１９が設けられている。サーミスタ１９は、タンク７内の液位が下がって警告を発する必要があると判断される、警告閾値に相当する液面の高さに位置する。サーミスタ１９によって検出される燃料液中と気中の温度差により、残燃料が少ないことの警告信号を出力することが可能となる。   Further, a thermistor 19 indicating a resistance value corresponding to the temperature of the liquid is provided at the tip of the conductive member 15 extending in the vertical direction in the tank 7. The thermistor 19 is positioned at the level of the liquid surface corresponding to the warning threshold value, at which it is determined that the liquid level in the tank 7 is lowered and a warning needs to be issued. Due to the temperature difference between the fuel liquid and the air detected by the thermistor 19, it is possible to output a warning signal that the remaining fuel is low.

なお、サーミスタとしては、温度の上昇に対して抵抗が減少するＮＴＣサーミスタや、逆に温度の上昇に対して抵抗が増加するＰＴＣサーミスタを用いることができる。また、燃料温度を検出するもの（温度検出部）として、本実施形態では、サーミスタを使用しているが、熱電対等の他の素子を用いてもよい。   As the thermistor, an NTC thermistor whose resistance decreases with increasing temperature, or a PTC thermistor whose resistance increases with increasing temperature can be used. Further, in the present embodiment, a thermistor is used as a device for detecting the fuel temperature (temperature detection unit), but other elements such as a thermocouple may be used.

図２は液体濃度検出装置１の電気的構成を示す図である。検出回路２０は、液位センサ９によって静電容量を検出する容量検出部２２、誘電率センサ１８によって静電容量を検出し、この静電容量から誘電率を算出する誘電率検出部２５、及びサーミスタ１９によってタンク内の温度を検出する温度検出部２６を有する。   FIG. 2 is a diagram showing an electrical configuration of the liquid concentration detection apparatus 1. The detection circuit 20 detects a capacitance by the liquid level sensor 9, detects a capacitance by the dielectric constant sensor 18, and calculates a dielectric constant from the capacitance, a dielectric constant detection unit 25, and The thermistor 19 includes a temperature detection unit 26 that detects the temperature in the tank.

温度検出部２６は、その入力端子が導電部材１５に介在するスイッチ２７を介してサーミスタ１９の一端に接続され、スイッチ２７のオン時、サーミスタ１９の抵抗値を測定する。また、スイッチ２７は、温度検出部２６側の一端が電源電圧にプルアップされており、温度測定時、制御部３０側からの駆動信号によってオンに駆動される。   The temperature detection unit 26 has an input terminal connected to one end of the thermistor 19 via a switch 27 interposed in the conductive member 15, and measures the resistance value of the thermistor 19 when the switch 27 is on. Further, one end of the temperature detection unit 26 side is pulled up to the power supply voltage, and the switch 27 is driven to turn on by a drive signal from the control unit 30 side during temperature measurement.

容量検出部２２は、液位センサ９の櫛歯電極９ａと接地電極１２の櫛歯電極１２ａをコンデンサとする発振回路の発振周波数から静電容量ＣＡを算出する。 Capacity detection unit 22 calculates the capacitance C A of the comb electrodes 12a of the comb electrodes 9a and the ground electrode 12 of the liquid level sensor 9 from the oscillation frequency of the oscillation circuit of the capacitor.

同様に、誘電率検出部２５は、誘電率センサ１８の基準電極１８ａと櫛歯電極１２ｂをコンデンサとする発振回路の発振周波数から静電容量Ｃεを算出し、さらに、既知の電極間距離ｌと電極面積Ｓから、数式（１）に従って、誘電率εを算出する。   Similarly, the dielectric constant detection unit 25 calculates the capacitance Cε from the oscillation frequency of the oscillation circuit using the reference electrode 18a and the comb electrode 12b of the dielectric constant sensor 18 as capacitors, and further, a known interelectrode distance l and From the electrode area S, the dielectric constant ε is calculated according to Equation (1).

制御部３０は、主にマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）３２から構成される。ＣＰＵ３２は、後述する動作プログラムが格納されたＲＯＭ３３、ワークメモリであるＲＡＭ３４等を内蔵し、検出回路２０からの静電容量を表す信号を入力して各種演算を行い、メータ４０に駆動信号等を出力する。   The control unit 30 is mainly composed of a microcomputer (CPU) 32. The CPU 32 includes a ROM 33 in which an operation program to be described later is stored, a RAM 34 which is a work memory, etc., inputs a signal representing the capacitance from the detection circuit 20 and performs various calculations, and sends a drive signal and the like to the meter 40. Output.

また、ＲＯＭ３３には、図３に示す関係を有するテーブル３３ａが格納されている。図３は燃料温度Ｔと静電容量（誘電率ε）Ｃεとエタノール濃度Ｅとの関係を示すグラフである。誘電率センサ１８によって検出される静電容量（誘電率ε）Ｃεは燃料温度Ｔが高くなるほど低い値になり、また、エタノール濃度Ｅが高いほど大きい値になる。   The ROM 33 stores a table 33a having the relationship shown in FIG. FIG. 3 is a graph showing the relationship between fuel temperature T, capacitance (dielectric constant ε) Cε, and ethanol concentration E. The capacitance (dielectric constant ε) Cε detected by the dielectric constant sensor 18 decreases as the fuel temperature T increases, and increases as the ethanol concentration E increases.

メータ４０は、ＣＰＵ３２からの駆動信号に応じて駆動するモータ４５、このモータ４５に軸支された指針により液位を指示するインジケータ４１、及びＣＰＵ３２からの警告信号に従って点灯する警告ランプ４２を有する。また、メータ４０は、ＣＰＵ３２からの濃度信号に従ってエタノール濃度を表示するエタノール濃度表示器４６を有する。   The meter 40 includes a motor 45 that is driven according to a drive signal from the CPU 32, an indicator 41 that indicates the liquid level by a pointer that is pivotally supported by the motor 45, and a warning lamp 42 that is lit according to a warning signal from the CPU 32. The meter 40 has an ethanol concentration indicator 46 that displays the ethanol concentration in accordance with a concentration signal from the CPU 32.

上記構成を有する液体濃度検出装置１の動作を示す。始めに、タンク７内のエタノール濃度を測定する方法について示す。ＣＰＵ３２からの駆動信号によってスイッチ２７がオンになると、温度検出部２６は、サーミスタ１９の両端電圧を検出し、サーミスタ１９の抵抗値から燃料温度Ｔを算出する。また、誘電率検出部２５は、誘電率センサ１８によって静電容量Ｃεを検出する。   The operation of the liquid concentration detection apparatus 1 having the above configuration will be described. First, a method for measuring the ethanol concentration in the tank 7 will be described. When the switch 27 is turned on by the drive signal from the CPU 32, the temperature detection unit 26 detects the voltage across the thermistor 19 and calculates the fuel temperature T from the resistance value of the thermistor 19. In addition, the dielectric constant detection unit 25 detects the electrostatic capacitance Cε by the dielectric constant sensor 18.

制御部３０は、誘電率センサ１８によって検出された静電容量（誘電率ε）Ｃεと、サーミスタ１９によって検出された燃料温度Ｔとから、図３に示すテーブル３３ａを参照し、エタノール濃度Ｅを求める。   The control unit 30 refers to the table 33a shown in FIG. 3 based on the capacitance (dielectric constant ε) Cε detected by the dielectric constant sensor 18 and the fuel temperature T detected by the thermistor 19, and determines the ethanol concentration E. Ask.

つぎに、液位センサ９を用いてタンク７内の液位を検出する方法について説明する。図４は液位センサ９の出力特性を示すグラフである。縦軸は静電容量（ｐＦ）を示し、横軸は液位（ｃｍ）を示す。   Next, a method for detecting the liquid level in the tank 7 using the liquid level sensor 9 will be described. FIG. 4 is a graph showing the output characteristics of the liquid level sensor 9. The vertical axis represents the capacitance (pF), and the horizontal axis represents the liquid level (cm).

ここで、ＣＡは液位センサ９で検出される静電容量である。ｋは、誘電率センサ１８の測定値から得られる誘電率εに基づき、静電容量ＣＡを液位ｈに換算するための液位変換係数である。液位変換係数ｋに、測定された誘電率εを用いることで、タンク内の液体中の特定成分の濃度（エタノール濃度）が変わっても、液位ｈを正確に算出することが可能である。 Here, C A is a capacitance detected by the liquid level sensor 9. k is based on the dielectric constant obtained ε from the measured value of the dielectric sensor 18, a liquid level conversion coefficient for converting the capacitance C A to the liquid level h. By using the measured dielectric constant ε as the liquid level conversion coefficient k, it is possible to accurately calculate the liquid level h even if the concentration (ethanol concentration) of the specific component in the liquid in the tank changes. .

また、ＨＡは実際の液位センサ９の長さ（ｃｍ）である。液位１は警告閾値に相当する液面の高さ（警告液位）Ｈｔｈより下にあり、液位２はそれより上にある液面を表す。 HA is the actual length (cm) of the liquid level sensor 9. The liquid level 1 is below the liquid level height (warning liquid level) Hth corresponding to the warning threshold, and the liquid level 2 represents the liquid level above it.

本実施形態では、液位変換係数ｋを使って、数式（２）に従い、静電容量ＣＡを液位ｈに換算する。
ｋ×ＣＡ＝ｈ ……（２） In the present embodiment, by using the liquid level transform coefficients k, according equation (2), converts the capacitance C A to the liquid level h.
k × C A = h (2)

また、サーミスタ１９によって検出される燃料温度Ｔとしきい値Ｔｔｈとを比較し、数式（３）を満たす場合、警告液位に配置されたサーミスタ１９が気中にあると判断し、ＣＰＵ３２は警告信号を出力する。しきい値Ｔｔｈは燃料中の温度と気中の温度の間に設定される。
Ｔ＞Ｔｔｈ ……（３） Further, the fuel temperature T detected by the thermistor 19 is compared with the threshold value Tth , and when the formula (3) is satisfied, it is determined that the thermistor 19 arranged at the warning liquid level is in the air, and the CPU 32 gives a warning. Output a signal. The threshold value T th is set between the temperature in the fuel and the temperature in the air.
T> T th ...... (3)

なお、算出された液位ｈと警告液位Ｈｔｈとを比較し、数式（４）を満たす場合、ＣＰＵ３２は警告信号を出力するようにしてもよい。
Ｈｔｈ＞ｈ ……（４） Note that the CPU 32 may output a warning signal when the calculated liquid level h and the warning liquid level Hth are compared and the mathematical formula (4) is satisfied.
H th > h ...... (4)

図５はエタノール濃度及び液位検出動作手順を示すフローチャートである。この動作プログラムは、ＣＰＵ３２内のＲＯＭ３３に格納されており、ＣＰＵ３２によって定期的に実行される。   FIG. 5 is a flowchart showing the procedure for detecting the ethanol concentration and the liquid level. This operation program is stored in the ROM 33 in the CPU 32 and is periodically executed by the CPU 32.

まず、ＣＰＵ３２は、スイッチ２７に駆動信号を送出してスイッチ２７をオンにし、サーミスタ１９によって燃料温度Ｔを測定する（ステップＳ１）。ＣＰＵ３２は、液位センサ９及び誘電率センサ１８によってそれぞれ検出される静電容量ＣＡ、Ｃεを検出する（ステップＳ２）。 First, the CPU 32 sends a drive signal to the switch 27 to turn on the switch 27, and measures the fuel temperature T by the thermistor 19 (step S1). The CPU 32 detects the capacitances C A and Cε detected by the liquid level sensor 9 and the dielectric constant sensor 18 (step S2).

ＣＰＵ３２は、誘電率センサ１８によって検出される静電容量Ｃε、及びステップＳ１で測定された燃料温度Ｔをもとに、図３に示す特性を有するテーブル３３ａを参照し、エタノール濃度Ｅを算出する（ステップＳ３）。ステップＳ３の処理は濃度算出部に相当する。   Based on the capacitance Cε detected by the dielectric constant sensor 18 and the fuel temperature T measured in step S1, the CPU 32 refers to the table 33a having the characteristics shown in FIG. (Step S3). The process in step S3 corresponds to a density calculation unit.

ＣＰＵ３２は、誘電率センサ１８によって検出された静電容量Ｃεから得られた誘電率εから、静電容量ＣＡを液位ｈに換算するための液位変換係数ｋを算出し、数式（２）に従って、静電容量ＣＡに液位変換係数ｋを乗算し、液位ｈを求める（ステップＳ４）。ステップＳ４の処理は液位検出部に相当する。 CPU32 is a dielectric constant ε obtained from the detected capacitance Cε the dielectric constant sensor 18, and calculates the liquid level transform coefficients k for converting the electrostatic capacitance C A to the liquid level h, Equation (2 ), The liquid level h is obtained by multiplying the capacitance C A by the liquid level conversion coefficient k (step S4). The process of step S4 corresponds to a liquid level detection unit.

この後、ＣＰＵ３２は、サーミスタ１９によって検出される燃料温度Ｔが数式（３）を満たすか否かを判別する（ステップＳ５）。数式（３）を満たし、サーミスタ１９が気中にあると判断された場合、ＣＰＵ３２はメータ４０に警告信号を出力する（ステップＳ６）。この警告信号が出力された場合、ＣＰＵ３２は、ステップＳ３で算出されたエタノール濃度Ｅが正確でないとして、取り消してもよい。この後、ＣＰＵ３２は本動作を終了する。   Thereafter, the CPU 32 determines whether or not the fuel temperature T detected by the thermistor 19 satisfies the formula (3) (step S5). When the mathematical formula (3) is satisfied and it is determined that the thermistor 19 is in the air, the CPU 32 outputs a warning signal to the meter 40 (step S6). When this warning signal is output, the CPU 32 may cancel the ethanol concentration E calculated in step S3 as not accurate. Thereafter, the CPU 32 ends this operation.

一方、ステップＳ５で数式（３）を満たさない場合、ＣＰＵ３２は、ステップＳ３で検出されたエタノール濃度Ｅの信号、及びステップＳ４で求められた液位ｈの信号をメータ４０に出力する（ステップＳ５）。この後、ＣＰＵ３２は本動作を終了する。   On the other hand, if the mathematical expression (3) is not satisfied in step S5, the CPU 32 outputs the ethanol concentration E signal detected in step S3 and the liquid level h signal obtained in step S4 to the meter 40 (step S5). ). Thereafter, the CPU 32 ends this operation.

このように、本実施形態の液体濃度検出装置によれば、誘電率センサ１８によって検出された静電容量（誘電率ε）Ｃεと、サーミスタ１９によって検出された燃料温度Ｔとから、図３に示すテーブル３３ａを参照し、エタノール濃度Ｅを求める。これにより、静電容量方式でタンク７内の液位を検出する際、エタノール濃度を正確に検出することができる。   As described above, according to the liquid concentration detection apparatus of the present embodiment, the capacitance (dielectric constant ε) Cε detected by the dielectric constant sensor 18 and the fuel temperature T detected by the thermistor 19 are shown in FIG. The ethanol concentration E is obtained with reference to the table 33a shown. Thereby, when the liquid level in the tank 7 is detected by the capacitance method, the ethanol concentration can be accurately detected.

また、サーミスタ１９が警告液位に配置されているので、他の部材を用いることなく、その温度変化から容易に液面の高さが警告液位より下がったことを容易に検出することができる。   Further, since the thermistor 19 is arranged at the warning liquid level, it is possible to easily detect that the liquid level has dropped below the warning liquid level from the temperature change without using other members. .

また、液位センサの電極、誘電率センサの電極及びサーミスタをプリント基板上に一体化して形成することができ、エタノール（特定成分）濃度、液位、残燃料警告の機能を集約することができる。これにより、静電容量式の安価な装置が提供可能となる。   Further, the liquid level sensor electrode, the dielectric constant sensor electrode, and the thermistor can be integrally formed on the printed circuit board, and the functions of ethanol (specific component) concentration, liquid level, and remaining fuel warning can be integrated. . This makes it possible to provide an inexpensive electrostatic device.

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られるものではなく、本実施形態の構成が持つ機能を達成できる構成であればどのようなものであっても適用可能である。   The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and any configuration that can achieve the function of the configuration of the present embodiment is applicable.

例えば、上記実施形態では、液体中の特定成分の濃度として、エタノール混合ガソリン中のエタノール濃度を検出する場合を示したが、これに限らず、誘電率が温度によって変化する液体中の特定成分の濃度を検出する、種々の場合に適用可能である。   For example, in the above-described embodiment, the case where the ethanol concentration in the ethanol-mixed gasoline is detected as the concentration of the specific component in the liquid is not limited to this, but the specific component in the liquid whose dielectric constant varies with temperature is not limited thereto. The present invention is applicable to various cases where the concentration is detected.

本発明は、液体中の特定成分の濃度を検出する際、液体の温度で誘電率を補正することができ、有用である。   The present invention is useful because the dielectric constant can be corrected by the temperature of the liquid when detecting the concentration of a specific component in the liquid.

１ 液体濃度検出装置
５ センサ部
９ 液位センサ
９ａ、１２ａ、１２ｂ 櫛歯電極
１２ 接地電極
１５ 導電部材
１８ 誘電率センサ
１８ａ 基準電極
１９ サーミスタ
２０ 検出回路
２２ 容量検出部
２５ 誘電率検出部
２６ 温度検出部
３０ 制御部
３２ ＣＰＵ
３３ ＲＯＭ
３４ ＲＡＭ
４０ メータ
４１ インジケータ
４２ 警告ランプ
４５ モータ
４６ エタノール濃度表示器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid concentration detection apparatus 5 Sensor part 9 Liquid level sensor 9a, 12a, 12b Comb electrode 12 Ground electrode 15 Conductive member 18 Dielectric constant sensor 18a Reference electrode 19 Thermistor 20 Detection circuit 22 Capacitance detection part 25 Dielectric constant detection part 26 Temperature detection Unit 30 Control unit 32 CPU
33 ROM
34 RAM
40 Meter 41 Indicator 42 Warning lamp 45 Motor 46 Ethanol concentration indicator

Claims (1)

液体中の特定成分の濃度を検出する液体濃度検出装置であって、
前記液体の誘電率を検出する誘電率検出部と、
前記液体の温度を検出する温度検出部と、
前記誘電率検出部によって検出された誘電率及び前記温度検出部によって検出された温度に対応する前記液体中の特定成分の濃度を算出する濃度算出部と、
静電容量を検出し、前記検出された静電容量及び前記誘電率検出部によって検出された誘電率に基づき、前記液体の液位を検出する液位検出部と、
を備え、
前記液位検出部は、前記液体が滞留するタンク内の鉛直方向に延びた検知電極及び接地電極を有し、前記検知電極及び接地電極間の静電容量を検出し、前記検出された静電容量及び前記誘電率検出部によって検出された誘電率に基づき、前記タンク内の液位を検出し、
前記誘電率検出部は、前記タンクの底側に配置され、前記接地電極と対向する基準電極及び前記接地電極間の静電容量を検出することにより前記液体の誘電率を検出し、
前記温度検出部は、前記タンク内の鉛直方向に延びた導電部材の、前記タンク内の警告液位に相当する高さの位置に設けられたサーミスタで構成され、
前記温度検出部によって検出された温度をもとに、前記液体が前記警告液位より下がっているか否かを判別し、
前記検知電極、前記接地電極、前記基準電極、前記サーミスタ、及び、前記導電部材が、同一のプリント基板上に一体化して形成されたことを特徴とする液体濃度検出装置。 A liquid concentration detection device for detecting the concentration of a specific component in a liquid,
A dielectric constant detector for detecting the dielectric constant of the liquid;
A temperature detector for detecting the temperature of the liquid;
A concentration calculation unit that calculates the dielectric constant detected by the dielectric constant detection unit and the concentration of the specific component in the liquid corresponding to the temperature detected by the temperature detection unit;
A liquid level detection unit for detecting a capacitance, and detecting a liquid level of the liquid based on the detected capacitance and the dielectric constant detected by the dielectric constant detection unit;
With
The liquid level detection unit has a detection electrode and a ground electrode extending in a vertical direction in a tank in which the liquid stays, detects a capacitance between the detection electrode and the ground electrode, and detects the detected electrostatic Based on the capacitance and the dielectric constant detected by the dielectric constant detector, the liquid level in the tank is detected,
The dielectric constant detection unit is disposed on the bottom side of the tank and detects a dielectric constant of the liquid by detecting a capacitance between a reference electrode facing the ground electrode and the ground electrode,
The temperature detection unit is composed of a thermistor provided at a height corresponding to a warning liquid level in the tank of the conductive member extending in the vertical direction in the tank,
Based on the temperature detected by the temperature detector, it is determined whether the liquid is lower than the warning liquid level,
The liquid concentration detection device , wherein the detection electrode, the ground electrode, the reference electrode, the thermistor, and the conductive member are integrally formed on the same printed circuit board .
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107014454A (en) * 2016-11-29 2017-08-04 北京航天试验技术研究所 A kind of method for calculating cryogenic media steady state flow
CN110514701A (en) * 2018-05-22 2019-11-29 泰科电子(上海)有限公司 Concentration detection apparatus, concentration measurement and control device and solar water heater
JP7356006B2 (en) * 2019-09-18 2023-10-04 ダイキン工業株式会社 Refrigeration equipment
WO2021117412A1 (en) * 2019-12-09 2021-06-17 Ｐｈｃホールディングス株式会社 Sensor, measurement device provided therewith, sensor unit, cell culture analyzer and liquid sample measurement method

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6379016A (en) * 1986-09-22 1988-04-09 Nippon Soken Inc Liquid level measuring apparatus
US5051921A (en) * 1989-11-30 1991-09-24 David Sarnoff Research Center, Inc. Method and apparatus for detecting liquid composition and actual liquid level
EP0472767B1 (en) * 1990-08-30 1995-03-15 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus for the determination of the alcohol content or the calorific value of a mixture
JP3323600B2 (en) * 1993-09-28 2002-09-09 マツダ株式会社 Fuel temperature detector
CA2384677A1 (en) * 1999-09-09 2001-03-15 Labarge Inc. Fuel system
US6781388B2 (en) * 2001-09-26 2004-08-24 Delphi Technologies, Inc. Liquid property sensor
JP2008122364A (en) * 2006-10-18 2008-05-29 Ngk Spark Plug Co Ltd Device for specifying environmental state
JP4416033B2 (en) * 2007-12-12 2010-02-17 株式会社デンソー Concentration sensor device
JP2010025782A (en) * 2008-07-22 2010-02-04 Panasonic Corp Liquid level sensor
JP5196329B2 (en) * 2009-09-10 2013-05-15 株式会社デンソー Liquid concentration detector

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