JPH0117102B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0117102B2 JPH0117102B2 JP18401780A JP18401780A JPH0117102B2 JP H0117102 B2 JPH0117102 B2 JP H0117102B2 JP 18401780 A JP18401780 A JP 18401780A JP 18401780 A JP18401780 A JP 18401780A JP H0117102 B2 JPH0117102 B2 JP H0117102B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impedance
- alcohol
- water content
- frequency
- mixing ratio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 238000002847 impedance measurement Methods 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/06—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a liquid
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、アルコールを含有する液体のアルコ
ール混合率と含水率とを簡潔な構成で別々に検出
できるようにしたアルコール混合率および含水率
検出器に関する。
ール混合率と含水率とを簡潔な構成で別々に検出
できるようにしたアルコール混合率および含水率
検出器に関する。
最近車両の燃料として従来使われているガソリ
ンに代えてアルコール混合ガソリンが検討されて
いる。このようなアルコール混合ガソリンのアル
コール混合率を検出する検出器としては、たとえ
ば第１図に示すようなものがある。このアルコー
ル混合率検出器は、アルコール混合ガソリン中に
一対の電極板を一定間隔をおいて対向配置して測
定電極部１を構成し、この電極部１の電極板間の
インピーダンスを予め定められた周波数ｆで測定
し、そのインピーダンスの変化からアルコールの
混合率を求めるものである。第１図の場合、接続
した抵抗Ｒと、出力電圧ＶおよびV0とからイン
ピーダンスＺは次の式で求めることができる。
ンに代えてアルコール混合ガソリンが検討されて
いる。このようなアルコール混合ガソリンのアル
コール混合率を検出する検出器としては、たとえ
ば第１図に示すようなものがある。このアルコー
ル混合率検出器は、アルコール混合ガソリン中に
一対の電極板を一定間隔をおいて対向配置して測
定電極部１を構成し、この電極部１の電極板間の
インピーダンスを予め定められた周波数ｆで測定
し、そのインピーダンスの変化からアルコールの
混合率を求めるものである。第１図の場合、接続
した抵抗Ｒと、出力電圧ＶおよびV0とからイン
ピーダンスＺは次の式で求めることができる。
｜Ｚ｜＝Ｖ／V0・Ｒ
この検出器では高い周波数よりも低い周波数で
測定した方がアルコールの混合率に対するインピ
ーダンスの変化幅が大きくとれるから1KHz以下
程度の比較的低い周波数を用いて測定が行なわれ
ている。
測定した方がアルコールの混合率に対するインピ
ーダンスの変化幅が大きくとれるから1KHz以下
程度の比較的低い周波数を用いて測定が行なわれ
ている。
ところが、このような比較的低周波の単一周波
数や直流を用いてインピーダンスの測定を行なう
と、インピーダンスの測定値が第２図からわかる
ようにアルコール混合率のみによらず混合ガソリ
ン中の含水率によつても変化してしまう。このた
めにアルコール混合率を精度良く測定することが
困難であつた。一方車両のエンジン制御を行なう
立場からは、燃料中の含水率自体を知ることも重
要なことであり、アルコールの混合率と含水率と
が独立して検出できるのが望ましい。
数や直流を用いてインピーダンスの測定を行なう
と、インピーダンスの測定値が第２図からわかる
ようにアルコール混合率のみによらず混合ガソリ
ン中の含水率によつても変化してしまう。このた
めにアルコール混合率を精度良く測定することが
困難であつた。一方車両のエンジン制御を行なう
立場からは、燃料中の含水率自体を知ることも重
要なことであり、アルコールの混合率と含水率と
が独立して検出できるのが望ましい。
本発明は上記の点にかんがみてなされたもの
で、異なる周波数を用いて測定した２種類のイン
ピーダンスのうち高い周波数に対するインピーダ
ンスからアルコール混合率を検出し、低い周波数
に対するインピーダンスを高い周波数に対するイ
ンピーダンスと比較し演算することにより簡潔な
構成でアルコール混合率と含水率とを別々に検出
するようにしたものである。
で、異なる周波数を用いて測定した２種類のイン
ピーダンスのうち高い周波数に対するインピーダ
ンスからアルコール混合率を検出し、低い周波数
に対するインピーダンスを高い周波数に対するイ
ンピーダンスと比較し演算することにより簡潔な
構成でアルコール混合率と含水率とを別々に検出
するようにしたものである。
以下本発明を図面に基づいて説明する。
第３図は本発明による検出器の一実施例を示す
図である。
図である。
図において、２は正弦波発振器であり、切換信
号発生器３からの周波数切換信号により周波数の
異なる２種類の正弦波出力を周期的に交互に発生
する。この発振出力は固定抵抗（抵抗値Ｒ）４を
介してそれと直列に接続された電極部１に印加さ
れる。電極部１は、互いに一定間隔をおいて対向
配置された一対の平行平板電極あるいは絶縁板上
に形成された櫛歯状の電極対など、電極板間に燃
料が充填されたときの電極板間のインピーダンス
（抵抗）が計測できるものであればどのようなも
のでもよい。固定抵抗４での電圧降下分は増幅器
５で増幅された後整流回路７でアナログ電圧VR
に変換される。一方電極部１での電圧降下分は増
幅器６で増幅された後整流回路８でアナログ電圧
VZに変換される。９は割算器であり、VZ／VRの
演算を行なうことにより正弦波発振器２の出力レ
ベルの変動に影響されずに電極部１のインピーダ
ンス｜Ｚ｜に比例した出力Ｖが得られる。ここで
正弦波発振器２は周期的に２種の異なる周波数で
交互に発振を繰返しているからその発振周波数を
f1、f2（ただしf1＜f2）とすると、VZはそれぞれの
周波数におけるインピーダンス値｜Ｚ｜f1、｜Ｚ
｜f2に対応した値VZf1とVZf2とをとる（VZf1≠
VZf2）。一方VRは周波数には依存しない。
号発生器３からの周波数切換信号により周波数の
異なる２種類の正弦波出力を周期的に交互に発生
する。この発振出力は固定抵抗（抵抗値Ｒ）４を
介してそれと直列に接続された電極部１に印加さ
れる。電極部１は、互いに一定間隔をおいて対向
配置された一対の平行平板電極あるいは絶縁板上
に形成された櫛歯状の電極対など、電極板間に燃
料が充填されたときの電極板間のインピーダンス
（抵抗）が計測できるものであればどのようなも
のでもよい。固定抵抗４での電圧降下分は増幅器
５で増幅された後整流回路７でアナログ電圧VR
に変換される。一方電極部１での電圧降下分は増
幅器６で増幅された後整流回路８でアナログ電圧
VZに変換される。９は割算器であり、VZ／VRの
演算を行なうことにより正弦波発振器２の出力レ
ベルの変動に影響されずに電極部１のインピーダ
ンス｜Ｚ｜に比例した出力Ｖが得られる。ここで
正弦波発振器２は周期的に２種の異なる周波数で
交互に発振を繰返しているからその発振周波数を
f1、f2（ただしf1＜f2）とすると、VZはそれぞれの
周波数におけるインピーダンス値｜Ｚ｜f1、｜Ｚ
｜f2に対応した値VZf1とVZf2とをとる（VZf1≠
VZf2）。一方VRは周波数には依存しない。
従つて割算器９の出力Ｖもそれぞれの周波数に
対応して２つのレベルの出力Vf1とVf2が交互に繰
返して出力される。ここでVf1∝｜Ｚ｜f1、Vf2∝
｜Ｚ｜f2であり、またf1＜f2であるから｜Ｚ｜f1＞
｜Ｚ｜f2従つてVf1＞Vf2が成立している。割算器
９の出力Ｖは上限ピークホールド回路１０および
下限ピークホールド回路１１によりVf1とVf2とが
分離され出力される。１２はｎ剰演算を行なう回
路であり、ここでは（Vf2）nの演算を行ない、次
の剰算器１３により割算（Vf2）n／Vf1を行ない出
力V′を得る。ここでVf2がアルコール混合率に対
応しV′が含水率に対応することとなる。
対応して２つのレベルの出力Vf1とVf2が交互に繰
返して出力される。ここでVf1∝｜Ｚ｜f1、Vf2∝
｜Ｚ｜f2であり、またf1＜f2であるから｜Ｚ｜f1＞
｜Ｚ｜f2従つてVf1＞Vf2が成立している。割算器
９の出力Ｖは上限ピークホールド回路１０および
下限ピークホールド回路１１によりVf1とVf2とが
分離され出力される。１２はｎ剰演算を行なう回
路であり、ここでは（Vf2）nの演算を行ない、次
の剰算器１３により割算（Vf2）n／Vf1を行ない出
力V′を得る。ここでVf2がアルコール混合率に対
応しV′が含水率に対応することとなる。
第４図にはメチルアルコールについて前記した
ように周波数を変えてインピーダンスの測定を行
なつた結果を示す。まずアルコール混合率とイン
ピーダンスとの関係を見ると、アルコール混合率
が増加するに従つてインピーダンスが低下してい
ることがわかるが、周波数が103〜104Hz程度を境
として周波数−インピーダンスの特性に特徴的な
変化が認められる。すなわち103Hz以下では周波
数によらずインピーダンスは一定となつておりア
ルコール混合率に対する変化も大きく現われてい
る。一方104Hz以上では、インピーダンスが周波
数の逆数に比例して含水率に対する変化は無視で
きるほど小さい。この特性が本発明の基礎をなす
ものである。すなわち実験結果から104Hz以上、
厳密には２×104Hz以上の周波数を用いれば、含
水率の影響を受けることなく純粋にアルコール混
合率が計算でき、一方、103Hz以下の周波数を用
いての測定結果に着目すれば、その領域でのイン
ピーダンスはアルコール混合率と含水率との両者
に依存していることがわかる。
ように周波数を変えてインピーダンスの測定を行
なつた結果を示す。まずアルコール混合率とイン
ピーダンスとの関係を見ると、アルコール混合率
が増加するに従つてインピーダンスが低下してい
ることがわかるが、周波数が103〜104Hz程度を境
として周波数−インピーダンスの特性に特徴的な
変化が認められる。すなわち103Hz以下では周波
数によらずインピーダンスは一定となつておりア
ルコール混合率に対する変化も大きく現われてい
る。一方104Hz以上では、インピーダンスが周波
数の逆数に比例して含水率に対する変化は無視で
きるほど小さい。この特性が本発明の基礎をなす
ものである。すなわち実験結果から104Hz以上、
厳密には２×104Hz以上の周波数を用いれば、含
水率の影響を受けることなく純粋にアルコール混
合率が計算でき、一方、103Hz以下の周波数を用
いての測定結果に着目すれば、その領域でのイン
ピーダンスはアルコール混合率と含水率との両者
に依存していることがわかる。
ここで第４図のインピーダンス特性から、f2＝
200KHzの周波数で測定されたインピーダンス｜
Ｚ｜f2に対するf1＝200Hzの周波数で測定されたイ
ンピーダンス｜Ｚ｜f1を第５図に示す。第５図に
見られるように、｜Ｚ｜f1は含水率の増加に応じ
て一定比率で減少し、しかもその減少の比率はア
ルコール混合率に関係なく一定であることがわか
る。さらに｜Ｚ｜f1と｜Ｚ｜f2との関係は｜Ｚ｜f1
∝（｜Ｚ｜f2）nで現わされることも明白である。
第５図の場合ｎ≒４となつている。
200KHzの周波数で測定されたインピーダンス｜
Ｚ｜f2に対するf1＝200Hzの周波数で測定されたイ
ンピーダンス｜Ｚ｜f1を第５図に示す。第５図に
見られるように、｜Ｚ｜f1は含水率の増加に応じ
て一定比率で減少し、しかもその減少の比率はア
ルコール混合率に関係なく一定であることがわか
る。さらに｜Ｚ｜f1と｜Ｚ｜f2との関係は｜Ｚ｜f1
∝（｜Ｚ｜f2）nで現わされることも明白である。
第５図の場合ｎ≒４となつている。
以上の結果から、インピーダンス｜Ｚ｜f2から
アルコール混合率を求め、Ｋ〔｜Ｚ｜f2〕n（Ｋは
含水率０％のときの比例定数）から含水率０％の
時の基準｜Z0｜f1を算出し、実測された｜Ｚ｜f1
との比すなわちＫ〔｜Ｚ｜f2〕n／｜Ｚ｜f1を算出すれ
ばその 値が含水率に対応することが分かる。
アルコール混合率を求め、Ｋ〔｜Ｚ｜f2〕n（Ｋは
含水率０％のときの比例定数）から含水率０％の
時の基準｜Z0｜f1を算出し、実測された｜Ｚ｜f1
との比すなわちＫ〔｜Ｚ｜f2〕n／｜Ｚ｜f1を算出すれ
ばその 値が含水率に対応することが分かる。
上記実施例では測定インピーダンスをアナログ
処理したが、デジタル演算処理によつても可能な
ことは明らかである。また、本発明はアルコール
含有ガソリンに限らずアルコールを含有した絶縁
性の液体の測定に適用することができる。
処理したが、デジタル演算処理によつても可能な
ことは明らかである。また、本発明はアルコール
含有ガソリンに限らずアルコールを含有した絶縁
性の液体の測定に適用することができる。
以上説明したように、本発明においては、アル
コールを含有する液体中に浸漬された一対の電極
板間のインピーダンスを２種類の異なる周波数で
測定し測定された２つのインピーダンス値を演算
することにより同一の検出器でアルコール混合率
と含水率との両者を分離して検出できるので、ア
ルコール混合率と含水率との両パラメータにより
車両のエンジン制御において空燃比や点火時期の
最適制御を行なうことが可能となり、動力性能や
燃費の向上に貢献できる。
コールを含有する液体中に浸漬された一対の電極
板間のインピーダンスを２種類の異なる周波数で
測定し測定された２つのインピーダンス値を演算
することにより同一の検出器でアルコール混合率
と含水率との両者を分離して検出できるので、ア
ルコール混合率と含水率との両パラメータにより
車両のエンジン制御において空燃比や点火時期の
最適制御を行なうことが可能となり、動力性能や
燃費の向上に貢献できる。
第１図は従来のアルコール混合率検出器の電気
回路、第２図は第１図に示した検出器による測定
結果であるインピーダンス特性図、第３図は本発
明によるアルコール混合率および含水率検出器、
第４図は本発明の検出器による周波数−インピー
ダンス特性図、第５図は異なる周波数に対するイ
ンピーダンス値の関係を示すインピーダンス特性
図である。 １……電極部、２……正弦波発振器、３……切
換信号発生器、４，６……固定抵抗、５……増幅
器、７，８……整流回路、９，１３……割算器、
１０……上限ピークホールド回路、１１……下限
ピークホールド回路。
回路、第２図は第１図に示した検出器による測定
結果であるインピーダンス特性図、第３図は本発
明によるアルコール混合率および含水率検出器、
第４図は本発明の検出器による周波数−インピー
ダンス特性図、第５図は異なる周波数に対するイ
ンピーダンス値の関係を示すインピーダンス特性
図である。 １……電極部、２……正弦波発振器、３……切
換信号発生器、４，６……固定抵抗、５……増幅
器、７，８……整流回路、９，１３……割算器、
１０……上限ピークホールド回路、１１……下限
ピークホールド回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アルコールを含有する液体中に配置される一
対の電極板と、該一対の電極間に２つの異なる周
波数f1、f2（f1＜f2）を交互に印加する手段と、前
記一対の電極間のインピーダンスを前記異なる周
波数f1、f2ごとに検出するインピーダンス検出手
段と、前記周波数f2に対するインピーダンスから
アルコール混合率を出力するとともに前記周波数
f2に対するインピーダンスをｎ乗（ｎは４近傍の
数）した後前記周波数f1に対するインピーダンス
と比較し演算して含水率を出力するアルコール混
合率および含水出力手段とを有することを特徴と
するアルコール混合率および含水率検出器。 ２ 前記周波数f1、f2が、 f2／f1＞100且つf2≧20KHz であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載のアルコール混合率および含水率検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18401780A JPS57108650A (en) | 1980-12-26 | 1980-12-26 | Device for detecting mixing ratio of alcohol and water content ratio |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18401780A JPS57108650A (en) | 1980-12-26 | 1980-12-26 | Device for detecting mixing ratio of alcohol and water content ratio |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57108650A JPS57108650A (en) | 1982-07-06 |
| JPH0117102B2 true JPH0117102B2 (ja) | 1989-03-29 |
Family
ID=16145875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18401780A Granted JPS57108650A (en) | 1980-12-26 | 1980-12-26 | Device for detecting mixing ratio of alcohol and water content ratio |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57108650A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62220849A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-29 | Suzuki Motor Co Ltd | アルコ−ル濃度測定方法及びその装置 |
| US6278281B1 (en) * | 1998-12-23 | 2001-08-21 | Eaton Corporation | Fluid condition monitor |
| US6577112B2 (en) * | 2001-03-09 | 2003-06-10 | The Lubrizol Corporation | Method and apparatus for on-line monitoring of quality and/or condition of highly resistive fluids |
-
1980
- 1980-12-26 JP JP18401780A patent/JPS57108650A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57108650A (en) | 1982-07-06 |
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