JPH01304348A - Fuel sensor - Google Patents
Fuel sensorInfo
- Publication number
- JPH01304348A JPH01304348A JP13462488A JP13462488A JPH01304348A JP H01304348 A JPH01304348 A JP H01304348A JP 13462488 A JP13462488 A JP 13462488A JP 13462488 A JP13462488 A JP 13462488A JP H01304348 A JPH01304348 A JP H01304348A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- sensor
- resistance value
- thin film
- film resistor
- 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.)
- Pending
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 102
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 claims description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 20
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 33
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 32
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 5
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide 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
- G01N27/14—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of an electrically-heated body in dependence upon change of temperature
- G01N27/18—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of an electrically-heated body in dependence upon change of temperature caused by changes in the thermal conductivity of a surrounding material to be tested
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、混合燃料の組成比の検出に好適な燃料セン
サに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a fuel sensor suitable for detecting the composition ratio of mixed fuel.
（従来の技術）
従来、この種の燃料センサとしては、アルコール混合ガ
ソリンのアルコール濃度検出センサが知られている。(Prior Art) Conventionally, as this type of fuel sensor, an alcohol concentration detection sensor for alcohol-mixed gasoline is known.
例えば日産技法第２１号１６３頁〜１６５頁（昭和６０
年１２月発行）に記載のものにあっては、アルコール混
合ガソリンの比誘電率の違いを利用して、静電容量の値
からアルコール濃度を検出するようなされている。For example, Nissan Techi No. 21, pages 163-165 (1986)
In the method described in the publication (published in December 2013), the alcohol concentration is detected from the capacitance value by utilizing the difference in dielectric constant of alcohol-mixed gasoline.
また、Ｆｏｒｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙ
ｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ａｌｃｈｏｈｏｌ Ｆｕｅｌｓ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｓａｏ Ｐａｕｌｏ、Ｂｒａ
ｓｉｌ Ｏｃｔ。Also, Forth International Sy.
mposium on Alcohol Fuels
Technology (Sao Paulo, Bra
sil Oct.
ｂｅｒ ５−８．１９８０）におけるＦ”Ａ Ｒｅｔｒ
ｏｆｉｔｔａｂｌｅ Ａｌｃｏｈｏｌ／Ｐｅｔｒｏｌ
Ｃａｒｂｕｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ Ｊと題した論
文中では、アルコールとガソリンの光の屈折率の差を利
用したアルコール濃度検出センサが提案されている。F”A Retr in ber 5-8.1980)
Alcohol/Petrol
In a paper entitled Carbration System J, an alcohol concentration detection sensor that utilizes the difference in the refractive index of light between alcohol and gasoline is proposed.
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、上記の如き燃料センサにあっては、例え
ば前者のものにあっては、比誘電率の違いを利用してア
ルコール濃度を検出するようなされているので、アルコ
ールが水に極めて溶けやすいことと相俟ってアルコール
混合ガソリン中に溶ける水の割合が増大すると、水に含
まれているイオン物質の影響が増大して、アルコール混
合ガソリンは誘電体としての性質より導電体としての性
質が顕著となり、誘電特性が不安定になるという問題点
がおった。(Problem to be Solved by the Invention) However, in the above-mentioned fuel sensors, for example, in the former type, the alcohol concentration is detected using the difference in dielectric constant. Combined with the fact that alcohol is extremely soluble in water, when the proportion of water dissolved in alcohol-mixed gasoline increases, the influence of ionic substances contained in water increases, and alcohol-mixed gasoline becomes less effective as a dielectric material. There was a problem that the properties as a conductor became more pronounced than the properties, and the dielectric properties became unstable.
こうした問題は、アルコール濃度が低い場合、例えば３
０％以下の場合はアルコール混合ガソリン中に溶は込む
水の量がそれ程多くないので問題ないが、アルコール濃
度が高くなってアルコール混合ガソリン中に溶は込む水
の量が増大した場合顕著になる。These problems arise when the alcohol concentration is low, e.g.
If it is less than 0%, there is no problem because the amount of water that dissolves in the alcohol-mixed gasoline is not that large, but it becomes noticeable when the alcohol concentration increases and the amount of water that dissolves in the alcohol-mixed gasoline increases. .
一方、後者のものにあっては、ガソリンとアルコールの
光の屈折率の差を利用してアルコール混合ガソリン中の
アルコール濃度を検出するようなされているので、ガソ
リン中に着色剤が混入されてガソリンの色彩が変化した
場合等においては光の屈折率も変化し、アルコール濃度
検出の誤差が増大するという問題点がめった。On the other hand, in the latter case, the alcohol concentration in alcohol-mixed gasoline is detected by using the difference in the refractive index of light between gasoline and alcohol. When the color of the alcohol changes, the refractive index of light also changes, which often causes a problem in that the error in alcohol concentration detection increases.
例えば、ガソリンは１．３５７ （１５，７℃）、エヂ
ルアルコールは１．３６２ （１８，４°Ｃ）、メチル
アルコールは１．３３１ （’１４．５°Ｃ）の屈折率
を有し、この屈折率の差を利用するものであるが、ガソ
リンは他の燃料、例えば軽油や灯油と区別させるため着
色剤が混入されている。そしてこの着色剤は石油精製メ
ーカにより異なり、オレンジ色系のものと黄色系のもの
に大別される。For example, gasoline has a refractive index of 1.357 (15.7°C), alcohol has a refractive index of 1.362 (18.4°C), and methyl alcohol has a refractive index of 1.331 ('14.5°C). This difference in refractive index is utilized, but gasoline is mixed with a coloring agent to distinguish it from other fuels, such as diesel oil and kerosene. This coloring agent differs depending on the oil refinery, and is roughly divided into orange-colored and yellow-based colorants.
このため、メーカによりガソリンの色彩が異なり、光の
屈折率もこの燃料の色彩に依存して変わるのである。For this reason, the color of gasoline varies depending on the manufacturer, and the refractive index of light also changes depending on the color of the fuel.
また、燃料は長時間使用されると、その間に異物が混入
され、色彩が変化する場合もある。Furthermore, when fuel is used for a long period of time, foreign matter may be mixed in during that time, causing the color to change.
（発明の目的）
この発明は、上記問題点に鑑み、燃料中に溶ける水や燃
料の色彩に影響されることなく、常に精度良く混合燃料
の組成比を検出することのできる燃料センサを提供する
ことを目的とする。(Object of the Invention) In view of the above problems, the present invention provides a fuel sensor that can always accurately detect the composition ratio of a mixed fuel without being affected by the water dissolved in the fuel or the color of the fuel. The purpose is to
（問題点を解決するための手段）
この発明は、基板の表面上に設けられた薄膜抵抗を常時
燃料が浸漬するよう燃料タンク内底位位置に配置し、前
記薄膜抵抗に一定時間給電して薄膜抵抗の抵抗値を上昇
させるとともに一定時間経過後は前記薄膜抵抗への給電
を停止して薄膜抵抗の抵抗値を下降させ、前記抵抗値が
所定量変化する経過時間に基づいて前記燃料の熱伝導率
特性を検出することに関する。(Means for Solving the Problems) This invention provides a thin film resistor provided on the surface of a substrate, which is placed at the bottom of a fuel tank so that it is constantly immersed in fuel, and which is supplied with electricity for a certain period of time. The resistance value of the thin film resistor is increased, and after a certain period of time has elapsed, power supply to the thin film resistor is stopped and the resistance value of the thin film resistor is decreased, and the heat of the fuel is determined based on the elapsed time in which the resistance value changes by a predetermined amount. Concerning detecting conductivity properties.
（実施例の説明） 次にこの発明を図面に基づいて説明する。(Explanation of Examples) Next, this invention will be explained based on the drawings.
第１図は、この発明が適用された一実施例の断面図で、
自動車の燃料タンク内に本発明になる燃料センサを配置
した場合の例でおる。FIG. 1 is a sectional view of an embodiment to which this invention is applied.
This is an example in which a fuel sensor according to the present invention is placed inside a fuel tank of an automobile.
同図に示す如く、燃料タンク１内にはアルコール混合ガ
ソリンよりなる燃料１０が注入されているとともに、そ
の底位位置には上面を開口したマス状のせん回漕３が設
けられ、このぜん回漕３の底面には燃料センサ６が配置
されている。As shown in the figure, a fuel 10 made of alcohol-mixed gasoline is injected into a fuel tank 1, and a mass-shaped spiral tank 3 with an open top is provided at the bottom of the tank. A fuel sensor 6 is arranged on the bottom surface of the fuel tank.
また、燃料タンク１の上方には、燃料注入用のインレッ
トチューブ５および燃料送出用のアウトレットチューブ
４が垂設されているとともに、フロート式の燃料ゲージ
２が設けられている。Moreover, above the fuel tank 1, an inlet tube 5 for fuel injection and an outlet tube 4 for fuel delivery are vertically provided, and a float-type fuel gauge 2 is also provided.
また、上記燃料センサ６はリード線８を介してタンク１
の上面に設けられたセンサ回路７と接続されている。Further, the fuel sensor 6 is connected to the tank 1 via a lead wire 8.
It is connected to a sensor circuit 7 provided on the top surface of the .
なお、上記せん回漕３は、燃料タンク１に注入された燃
料１０の液位が低下した場合であって燃料１０の揺動が
大きい場合でも、アウトレットチューブ４から燃料が吸
込みやすくするために設けられたもので、このぜん回漕
３の下位部分には常時燃料１０が存在するようなされて
いる。Note that the swirl tank 3 is provided to facilitate the suction of fuel from the outlet tube 4 even when the liquid level of the fuel 10 injected into the fuel tank 1 decreases and the fluctuation of the fuel 10 is large. The fuel 10 is always present in the lower part of the full circulation tank 3.
従って、このぜん回漕３の底部に設けられた燃料センサ
６は、常時燃料中に浸漬された状態に置かれ、アルコー
ル混合ガソリンよりなる燃料１０の組成比が常時検出で
きるようなされている。Therefore, the fuel sensor 6 provided at the bottom of the whirlpool tank 3 is always immersed in the fuel so that the composition ratio of the fuel 10 made of alcohol-mixed gasoline can be detected at all times.
また、このぜん回漕３はマス状で、周囲は側壁３ａによ
って外部の燃料１０と遮断されているので、燃料１０の
揺動はぜん回漕内では比較的小さく、特に燃料センサ６
の設けられた底部では燃料の揺動はほとんど生じないよ
う構成されている。Furthermore, since the peristaltic tank 3 is in the form of a mass and its periphery is isolated from the external fuel 10 by the side wall 3a, the fluctuation of the fuel 10 is relatively small within the peristaltic tank, and especially when the fuel sensor 6
The structure is such that almost no fuel oscillation occurs at the bottom where the fuel is provided.
このため、後述する燃料の熱伝導率に依存する燃料の組
成比の検出は、燃料センサ６周囲の燃料の揺動に影響さ
れることなく、常に精度良く行えることになる。Therefore, the detection of the composition ratio of the fuel, which depends on the thermal conductivity of the fuel, which will be described later, can always be performed with high accuracy without being affected by the fluctuation of the fuel around the fuel sensor 6.
第２図は、上記燃料センサ６の拡大断面図、第３図は同
平面図であるが、燃料センサ６はセンサ支持体１１を介
してぜん回漕３の底部に固定されているとともに、この
センサ支持体１１の上方には、ビス１６．１６を介して
基板１２が固定されている。FIG. 2 is an enlarged sectional view of the fuel sensor 6, and FIG. 3 is a plan view thereof. A substrate 12 is fixed above the support 11 via screws 16.16.
この基板１りは、１００μｍ程度の厚さでアルミナやシ
リカ等の無機質材料より形成され、この基板１２上には
スパッタリング法等で燃料１０の組成分比を検出する薄
膜抵抗１５が蒸着形成されている。This substrate 12 has a thickness of about 100 μm and is made of an inorganic material such as alumina or silica, and a thin film resistor 15 for detecting the composition ratio of the fuel 10 is formed by vapor deposition on this substrate 12 by sputtering or the like. There is.
この薄膜抵抗１５は、０．５〜１μｍ程度の厚さで、白
金やニッケル等の金属材料より形成されるとともに、こ
の薄膜抵抗１５の両端部には、同じくスパッタリング法
等で電極１３．１３が蒸着形成されている。This thin film resistor 15 has a thickness of about 0.5 to 1 μm and is made of a metal material such as platinum or nickel. Electrodes 13.13 are also formed at both ends of the thin film resistor 15 by sputtering or the like. It is formed by vapor deposition.
この電極１３は、２〜４μｍ程度の厚さで、白金、金ま
たはニッケル等の金属祠料より形成され、リード線８を
介してセンサ回路７と接続されるよう構成されている。This electrode 13 has a thickness of about 2 to 4 μm, is made of a metal abrasive material such as platinum, gold, or nickel, and is configured to be connected to the sensor circuit 7 via a lead wire 8 .
第４図には、上記センサ回路７の回路構成図が示されて
いる。FIG. 4 shows a circuit diagram of the sensor circuit 7. As shown in FIG.
同図において、一定の周波数信号を出力する発振器２１
は単安定マルチバイブレータ２２と接続されている。In the figure, an oscillator 21 that outputs a constant frequency signal
is connected to a monostable multivibrator 22.
この単安定マルチバイブレータ２２は、発振器２１の立
上り時に信号を発生し、所定の間この信号を一定に保つ
（第６図参照）。This monostable multivibrator 22 generates a signal when the oscillator 21 rises and keeps this signal constant for a predetermined period (see FIG. 6).
次に、単安定マルチバイブレータ２２からの信号は、ト
ランジスタ２４に入力される。The signal from monostable multivibrator 22 is then input to transistor 24 .
そして、このトランジスタ２４がオフのときは、燃料セ
ンサ６を構成する薄膜抵抗１５の抵抗値Ｒと抵抗２５の
抵抗値Ｒｏとの比率に依存する所定電圧か燃料センサ６
に印加される。When this transistor 24 is off, a predetermined voltage that depends on the ratio between the resistance value R of the thin film resistor 15 and the resistance value Ro of the resistor 25 constituting the fuel sensor 6 is applied to the fuel sensor 6.
is applied to
一方、トランジスタ２４がオンのときは、燃料センサ６
には電圧は印加されない。On the other hand, when the transistor 24 is on, the fuel sensor 6
No voltage is applied to.
また、バッテリ電源ＶＣＣからの電圧は、抵抗２６Ａと
抵抗２６Ｂの抵抗比に応じて比較器２７の一側入力嫡子
２７ａに入力される。Further, the voltage from the battery power supply VCC is inputted to the first input terminal 27a of the comparator 27 according to the resistance ratio between the resistor 26A and the resistor 26B.
一方、燃料センサ６に印加される電圧は、比較器２７の
他側入力端子２７ｂに入力される。On the other hand, the voltage applied to the fuel sensor 6 is input to the other input terminal 27b of the comparator 27.
次に比較器２７は、上記入力端子２７ａおよび２７ｂに
人力された２つのパノノ信号の大小比較を行い、入力端
子２７ｂに入力される部位■の信号レベルが入力端子２
７ ａに入力される部位■′の信号レベルより大きい場
合のみオフされるよう構成されている。Next, the comparator 27 compares the magnitude of the two pano signals inputted to the input terminals 27a and 27b, and the signal level of the part
7a is configured to be turned off only when the signal level is higher than the signal level of the part 7a.
さらに、この比較器２７を通過した信号は、ＡＮＤ回路
２８の一側入力端子２８ａに入力される。Further, the signal that has passed through the comparator 27 is input to one side input terminal 28a of the AND circuit 28.
また、ＡＮＤ回路２８の他側入力端子２８ｂには、単安
定マルチバイブレータ２２の信号出力が、反転器２９に
より反転された信号として入力される。Further, the signal output of the monostable multivibrator 22 is inputted to the other side input terminal 28b of the AND circuit 28 as a signal inverted by the inverter 29.
従って、ＡＮＤ回路２８は比較器２７から出力される部
位■の信号と、反転器２９を介して出力される部位■の
信号のＡＮＤをとり、第６図に示す如く部位■の信号と
して出力される。Therefore, the AND circuit 28 ANDs the signal of the part (2) outputted from the comparator 27 and the signal of the part (2) outputted via the inverter 29, and outputs the signal of the part (2) as shown in FIG. Ru.
本発明に係わる燃料センサ６は上記の如く構成されてい
るが、次にその動作を説明する。The fuel sensor 6 according to the present invention is constructed as described above, and its operation will be explained next.
第５図は、熱伝導率の異なる２種類の燃料１０Ａ、１０
Ｂ中に燃料センサを浸漬させた場合の薄膜抵抗１５の抵
抗値変化を示すタイムチレートである。Figure 5 shows two types of fuels 10A and 10A with different thermal conductivities.
This is a time chill rate showing the change in resistance value of the thin film resistor 15 when the fuel sensor is immersed in B.
同図において、時刻Ｔ１の時点で燃料センサ６に対する
給電を開始する。In the figure, power supply to the fuel sensor 6 is started at time T1.
これによって薄膜抵抗１５の温度が上昇し、同時にその
抵抗値Ｒも抵抗温度係数に応じて上昇する。As a result, the temperature of the thin film resistor 15 increases, and at the same time, its resistance value R also increases in accordance with the resistance temperature coefficient.
次に、一定時間経過後、燃料センサ６への供給熱量と燃
料センサ６の表面から燃料中に放出される熱量が平衡状
態になると、薄膜抵抗１５の抵抗値Ｒは第５図で直線り
の如く一定の値となる。Next, after a certain period of time has elapsed, when the amount of heat supplied to the fuel sensor 6 and the amount of heat released from the surface of the fuel sensor 6 into the fuel reach an equilibrium state, the resistance value R of the thin film resistor 15 becomes linear as shown in FIG. It becomes a constant value.
次に、一定時間経過後時刻Ｔ２の時点で燃料センサ６へ
の給電を絶つ。Next, after a certain period of time has elapsed, at time T2, power supply to the fuel sensor 6 is cut off.
すると、薄膜抵抗１５は、燃料１０Ａ、１０Ｂの持つ固
有の熱伝導率に応じて冷却され、抵抗値Ｒも低下されて
いく。Then, the thin film resistor 15 is cooled according to the inherent thermal conductivity of the fuels 10A and 10B, and the resistance value R is also reduced.
ところで、第５図において、燃料１０Ａは燃料１０Ｂよ
り熱伝導率の大きい燃料でおり、同図に示す如く熱伝導
率の大きい燃料１０Ａ中に燃料センサ６が配置された場
合の方が薄膜抵抗１５の抵抗値Ｒの低下率は大きい。Incidentally, in FIG. 5, the fuel 10A has a higher thermal conductivity than the fuel 10B, and as shown in the figure, when the fuel sensor 6 is placed in the fuel 10A having a higher thermal conductivity, the thin film resistor 15 The rate of decrease in the resistance value R is large.
そこで、センサ６への給電が停止された時刻Ｔ２からの
薄膜抵抗１５の抵抗値変化を測定し、抵抗値Ｒが所定の
抵抗値に低下するまでの経過時間を検出することにより
Ｈ’Ａ’Ａ低抗１５が浸漬された燃料の熱伝導率特性が
特定される。Therefore, H'A' The thermal conductivity characteristics of the fuel in which the A-low resistance 15 is immersed are determined.
そして、これにより燃料の組成比を検出することも可能
で市る。This also makes it possible to detect the composition ratio of the fuel.
次に、上記の如き燃料センサ６を用いてアルコール混合
ガソリン中のアルコール濃度を検出する場合について述
べる。Next, a case will be described in which the alcohol concentration in alcohol-mixed gasoline is detected using the fuel sensor 6 as described above.
例えば、メチルアルコール混合ガソリンを例にとると、
メチルアルコールの熱伝導率は２．１１ｘ１０” （ｗ
ａｔｔ／ｍ−に、３０’Ｃ） 、ガソリンの熱伝導率は
’＋、４−７〜１．４−８ｘ１０−’ （ｗａｔ’ｔ／
ｍ−Ｋ。For example, if we take methyl alcohol mixed gasoline as an example,
The thermal conductivity of methyl alcohol is 2.11x10” (w
att/m-, 30'C), the thermal conductivity of gasoline is '+, 4-7~1.4-8x10-' (wat/m-),
m-K.
２０’Ｃ）で、ガソリンに比べてメチルアルコールの熱
伝導率は約４４％大ぎい。20'C), the thermal conductivity of methyl alcohol is approximately 44% greater than that of gasoline.
従って、メチルアルコール混合ガソリンの場合、メチル
アルコールの濃度が高い程混合ガソリンの有する熱伝導
率は大きくなる。Therefore, in the case of methyl alcohol mixed gasoline, the higher the concentration of methyl alcohol, the higher the thermal conductivity of the mixed gasoline.
すなわち、第５図で燃料１０△はメチルアルコール濃度
が５０％の混合ガソリン、燃料１０Ｂはメチルアルコー
ル濃度が３０％の混合ガソリンを示している。That is, in FIG. 5, fuel 10Δ represents a mixed gasoline with a methyl alcohol concentration of 50%, and fuel 10B represents a mixed gasoline with a methyl alcohol concentration of 30%.
このように、センサ６への給電か停止された時刻Ｔ２か
らの薄膜抵抗１５の抵抗値変化を測定し、抵抗値Ｒが所
定の抵抗値に低下するまでの経過時間を検出することに
よって薄膜抵抗１５が浸漬された燃料の熱伝導率が特定
され、これによってアルコール混合ガソリンのアルコー
ル濃度も検出することができることになる。In this way, by measuring the change in the resistance value of the thin film resistor 15 from time T2 when power supply to the sensor 6 is stopped, and detecting the elapsed time until the resistance value R decreases to a predetermined resistance value, the thin film resistor The thermal conductivity of the fuel in which No. 15 was immersed was determined, and thereby the alcohol concentration of the alcohol-mixed gasoline could also be detected.
ところで、アルコール混合ガソリンには、アルコールの
種類、アルコール濃度、混合ガソリンの温度に応じた水
の許容濃度がある。Incidentally, alcohol-mixed gasoline has an allowable water concentration depending on the type of alcohol, alcohol concentration, and temperature of the mixed gasoline.
この許容される濃度以上に水が溶は込むと相分離と呼ば
れる現象が発生し、混合ガソリンには、アルコールのみ
の相と、アルコール濃度が低下した混合ガソリンの相と
に分離し、ざらに水が溶は込むと、再下層には水の相の
みが分離する。If water is dissolved in a concentration higher than this allowable concentration, a phenomenon called phase separation will occur, and the mixed gasoline will separate into a phase containing only alcohol and a phase of mixed gasoline with a reduced alcohol concentration, with a roughly water-based mixture. When dissolved, only the water phase separates into the lower layer.
ところで、上記相分離現象が生じる水の濃度をメチルア
ルコール混合ガソリンを例として説明すると、例えばメ
チルアルコール濃度か１０％、２０％、３０％、４０％
＋５０％の場合、相分離現象の生じる水の濃度はそれぞ
れ０．３％、０．５％、０．８％、１．２％、１，７％
である。By the way, to explain the concentration of water at which the above phase separation phenomenon occurs, using methyl alcohol mixed gasoline as an example, the methyl alcohol concentration is 10%, 20%, 30%, 40%.
In the case of +50%, the concentrations of water at which phase separation occurs are 0.3%, 0.5%, 0.8%, 1.2%, and 1.7%, respectively.
It is.
ただし、混合ガソリンの温度は２８°Ｃ１ガソリンは市
販の無鉛ガソリン、メチルアルコールは試薬１級品、水
は蒸溜水を使用した場合でおる。However, the temperature of the mixed gasoline is 28°C.1 gasoline is commercially available unleaded gasoline, methyl alcohol is a first grade reagent, and water is distilled water.
ここで、水の熱伝導率は６．０７Ｘ１０” （Ｗａｕ／
ｍ−Ｋ、 ３０’Ｃ）で市るが、相分離現象が生ずる水
の濃度は上記の如く極めて小さい。Here, the thermal conductivity of water is 6.07X10” (Wau/
m-K, 30'C), but the concentration of water at which the phase separation phenomenon occurs is extremely small as mentioned above.
従って、相分離現象前に溶は込んだ水の量は極めて微量
で、熱伝導率に与える影響も微小である。Therefore, the amount of water that has entered the solution before the phase separation phenomenon is extremely small, and its effect on thermal conductivity is also minimal.
従って、溶は込んだ水の量を無視してもアルコール濃度
の検出はほとんど影響がないことなる。Therefore, even if the amount of water introduced into the solution is ignored, the detection of alcohol concentration will have almost no effect.
上記の如く、本実施例では、燃料の有する固有の熱伝導
率を利用して、燃料センサ６に設けられた薄膜抵抗１５
の抵抗値Ｒが所定の抵抗値にまで低下する経過時間を検
出することにより燃料の組成比を検出するようなされて
いるが、次に上記の場合のセンサ回路７の動作を説明す
る。As described above, in this embodiment, the thin film resistor 15 provided in the fuel sensor 6 is
The composition ratio of the fuel is detected by detecting the elapsed time for the resistance value R to decrease to a predetermined resistance value.Next, the operation of the sensor circuit 7 in the above case will be explained.
第６図は、第４図に示したセンサ回路構成図における各
部位の動作状態を示す信号波形図であるが、同図に示す
如く、燃料センサ６に対する給電が時刻Ｔ１で開始され
ると、一定時間経過後の時刻Ｔ２まで給電が継続される
よう予め発振器２１と単安定マルチバイブレータ２２は
構成されている。FIG. 6 is a signal waveform diagram showing the operating state of each part in the sensor circuit configuration diagram shown in FIG. 4. As shown in the diagram, when power supply to the fuel sensor 6 is started at time T1, The oscillator 21 and the monostable multivibrator 22 are configured in advance so that power supply continues until time T2 after a certain period of time has elapsed.
そして、燃料センサ６に対する給電が停止されると、薄
膜抵抗１５が冷却され始めるとともに、その抵抗値Ｒも
低下するので、部位■の信号出力は徐々に大きくなる。Then, when the power supply to the fuel sensor 6 is stopped, the thin film resistor 15 begins to cool down and its resistance value R also decreases, so that the signal output at the portion (2) gradually increases.
そして、この実施例では、上記薄膜抵抗１５の抵抗値Ｒ
が予め定められた値まで低下する時間、ずなわち部位■
の信号出力が予め定められた値まで大きくなる時間を検
出することにより、燃料の組成比を検出する構成とされ
ている。In this embodiment, the resistance value R of the thin film resistor 15 is
The time when the decreases to a predetermined value, that is, the location■
The composition ratio of the fuel is detected by detecting the time when the signal output increases to a predetermined value.
ところで、部位■−の信号出力は、抵抗２６Ａと抵抗２
６Ｂで決定される電圧比により決められる。By the way, the signal output of part ■- is connected to resistor 26A and resistor 2
It is determined by the voltage ratio determined by 6B.
従って、薄膜抵抗１５の抵抗値Ｒが徐々に低下し、所定
の抵抗値になったとぎ、すなわち部位■の電圧が部位■
−の電圧に等しくなったとき（第６図でＱ点）、比較器
２７が動作し、このときの時刻Ｔ×が検出されるととも
に、部位■の信号はオフ状態となるよう構成されている
。Therefore, the resistance value R of the thin film resistor 15 gradually decreases, and when it reaches a predetermined resistance value, that is, the voltage at the point
- When the voltage becomes equal to the voltage of - (point Q in Fig. 6), the comparator 27 operates, the time Tx at this time is detected, and the signal of the part (■) is turned off. .
一方、この部位■の信号と部位■の信号はＡＮＤ回路２
８によりＡＮＤ信号を形成することにより、部位■の信
号か得られる。On the other hand, the signal of this part ■ and the signal of part ■ are AND circuit 2
By forming an AND signal with 8, the signal of part 2 can be obtained.
従って、部位■の信号が示す立上り時刻Ｔ２から立下り
時刻下×までの時間Ｔ Ｘ−Ｔ２が、薄膜抵抗１５を所
定温度に上昇させた後に所定温度（すなわち所定抵抗値
）に至らせた時間に相当することになる。Therefore, the time T It will be equivalent to .
そして、□このＴＸ−Ｔ２の時間をカウンタて計測する
ことにより、燃料センサ６が所定の温度まで下降する時
間か求められ、燃料の組成比に応じた下降時間か得られ
ることになる。By measuring this TX-T2 time with a counter, the time required for the fuel sensor 6 to drop to a predetermined temperature can be determined, and the falling time corresponding to the fuel composition ratio can be obtained.
ところで、本実施例では上記の如く、燃料センサ６を構
成する薄膜抵抗１５への給電を停止して＝ １５−
から薄膜抵抗１５の抵抗値Ｒが一定値まで低下する時間
を検出することにより燃料組成比を検出するようなされ
ているが、その他、薄膜抵抗１５への給電が停止された
ときの薄膜抵抗１５の抵抗値と、給電か停止されてから
一定時間経過後の薄膜抵抗１５の抵抗値を比較し、一定
時間経過後の抵抗値の変化率を検出することにより燃料
の組成比を検出することもてきる。By the way, in this embodiment, as described above, the fuel is stopped by stopping the power supply to the thin film resistor 15 constituting the fuel sensor 6 and detecting the time for the resistance value R of the thin film resistor 15 to decrease from =15- to a constant value. In addition to detecting the composition ratio, the resistance value of the thin film resistor 15 when the power supply to the thin film resistor 15 is stopped, and the resistance value of the thin film resistor 15 after a certain period of time has passed after the power supply is stopped. It is also possible to detect the composition ratio of the fuel by comparing the values and detecting the rate of change in the resistance value after a certain period of time.
この場合、良く知られているようにホイーストンブリッ
チ回路を利用して、一定時間経過前後の抵抗値差を電圧
差として検出するよう構成することができる。In this case, as is well known, a Wheatstone bridge circuit can be used to detect the difference in resistance value before and after the elapse of a certain period of time as a voltage difference.
一方、上記実施例においては、燃料センサ６を構成する
薄膜抵抗１５への給電を停止した時刻下２から、薄膜抵
抗１５の抵抗値が所定の値に低下するまでの時間下×を
検出し、これにより燃料の組成比を検出したが、薄膜抵
抗１５への給電開始時Ｔ１から薄膜抵抗１５の抵抗値Ｒ
が所定の抵抗値まで上昇する時間（第５図で丁ｙＴ＋）
を検出することにより燃料の組成比を検出することも＝
１６−
できる。On the other hand, in the above-mentioned embodiment, the time period from the time 2 when power supply to the thin film resistor 15 constituting the fuel sensor 6 is stopped until the resistance value of the thin film resistor 15 decreases to a predetermined value is detected, The composition ratio of the fuel was detected by this, and the resistance value R of the thin film resistor 15 starts from T1 when power is started to be supplied to the thin film resistor 15.
The time it takes for the resistance to rise to a predetermined resistance value (TyT+ in Figure 5)
It is also possible to detect the fuel composition ratio by detecting =
16- I can.
本実施例に係わる燃料センサは、上記の如く、燃料の熱
伝導率の違いを利用して、その組成比を検出するような
されている。As described above, the fuel sensor according to this embodiment detects the composition ratio of fuel by utilizing the difference in thermal conductivity of the fuel.
このため、従来の誘電率の違いを利用した燃料センサの
如く、導電性物質が燃料中に混入されたとき誘電特性が
不安定となり、燃料の組成比検出の誤差が増大するとい
うことはない。Therefore, unlike conventional fuel sensors that utilize differences in dielectric constant, when a conductive substance is mixed into fuel, the dielectric characteristics become unstable and errors in fuel composition ratio detection do not increase.
また、従来の光の屈折率の違いを利用した燃料センサの
如く、ガソリンの着色剤に影響されて、着色剤の色に応
じて燃料の屈折率が変わったり、また燃料の持つ色彩が
経時的に変化し、これにより燃料の組成比検出誤差が増
大するということもない。In addition, like conventional fuel sensors that utilize differences in the refractive index of light, the refractive index of the fuel changes depending on the color of the colorant due to the influence of the colorant in gasoline, and the color of the fuel changes over time. This does not increase the fuel composition ratio detection error.
従って、常に安定して精度良く燃料の組成比を検出する
ことかできることになる。Therefore, the fuel composition ratio can always be detected stably and accurately.
（発明の効果）
本発明に係わる燃料センサは、上記の如く、薄膜抵抗を
常時燃料か浸漬するよう燃料タンク内底位位置に配置し
、この薄膜抵抗に一定時間給電して薄膜抵抗の抵抗値を
上昇させるとともに、一定時間経過後は前記薄膜抵抗へ
の給電を停止して薄膜抵抗の抵抗値を下降させ、該抵抗
値が所定値変化する経過時間に基づいて燃料の熱伝導率
特性を検出するよう構成したので、燃料中に溶ける水や
燃料の色彩に影響されることなく、常に精度良く混合燃
料の組成比を検出することをかできる等の効果を有する
。(Effects of the Invention) As described above, in the fuel sensor according to the present invention, the thin film resistor is placed at the bottom of the fuel tank so as to be constantly immersed in the fuel, and the resistance value of the thin film resistor is determined by supplying power to the thin film resistor for a certain period of time. is increased, and after a certain period of time has elapsed, power supply to the thin film resistor is stopped to lower the resistance value of the thin film resistor, and the thermal conductivity characteristics of the fuel are detected based on the elapsed time during which the resistance value changes by a predetermined value. Since the present invention is configured to do this, it is possible to always accurately detect the composition ratio of the mixed fuel without being affected by water dissolved in the fuel or the color of the fuel.
第１図は本発明に係る燃料センサが燃料タンク内に配置
された場合の断面図、第２図は燃料センサの拡大断面図
、第３図は同平面図、第４図はセンサ回路の回路構成図
、第５図は異なる燃料中に浸漬された場合の薄膜抵抗の
抵抗値の変化を示すタイムチャート、第６図は第４図に
示されたセンサ回路構成図の各部位における信号波形図
である。
１・・・燃料タンク
３・・・ぜん四槽
６・・・燃料センサ
７・・・センサ回路
１２・・・基板
１３・・・電極
１５・・・薄膜抵抗
２１・・・発振器
２２・・・単安定マルチバイブレータ
２７・・・比較器
２８・・・ＡＮＤ回路
特許出願人 日産自動車株式会社Fig. 1 is a sectional view of the fuel sensor according to the present invention arranged in a fuel tank, Fig. 2 is an enlarged sectional view of the fuel sensor, Fig. 3 is a plan view of the same, and Fig. 4 is a circuit of the sensor circuit. 5 is a time chart showing the change in resistance value of the thin film resistor when immersed in different fuels, and FIG. 6 is a signal waveform diagram at each part of the sensor circuit diagram shown in FIG. 4. It is. 1... Fuel tank 3... All tanks 6... Fuel sensor 7... Sensor circuit 12... Substrate 13... Electrode 15... Thin film resistor 21... Oscillator 22... Monostable multivibrator 27...Comparator 28...AND circuit Patent applicant Nissan Motor Co., Ltd.
Claims (1)
漬するよう燃料タンク内底位位置に配置し、前記薄膜抵
抗に一定時間給電して薄膜抵抗の抵抗値を上昇させると
ともに一定時間経過後は前記薄膜抵抗への給電を停止し
て薄膜抵抗の抵抗値を下降させ、前記抵抗値が所定量変
化する経過時間に基づいて前記燃料の熱伝導率特性を検
出することを特徴とする燃料センサ。1. A thin film resistor provided on the surface of the substrate is placed at the bottom of the fuel tank so that it is constantly immersed in fuel, and power is supplied to the thin film resistor for a certain period of time to increase the resistance value of the thin film resistor and a certain period of time elapses. After that, power supply to the thin film resistor is stopped to lower the resistance value of the thin film resistor, and the thermal conductivity characteristics of the fuel are detected based on the elapsed time during which the resistance value changes by a predetermined amount. sensor.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13462488A JPH01304348A (en) | 1988-06-01 | 1988-06-01 | Fuel sensor |
| DE19893917935 DE3917935A1 (en) | 1988-06-01 | 1989-06-01 | Device and method for determining the thermal conductivity and concentration of liquid mixtures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13462488A JPH01304348A (en) | 1988-06-01 | 1988-06-01 | Fuel sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01304348A true JPH01304348A (en) | 1989-12-07 |
Family
ID=15132728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13462488A Pending JPH01304348A (en) | 1988-06-01 | 1988-06-01 | Fuel sensor |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01304348A (en) |
| DE (1) | DE3917935A1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005026709A1 (en) * | 2003-09-11 | 2005-03-24 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Urea concentration identification device for urea solution |
| WO2005026710A1 (en) * | 2003-09-11 | 2005-03-24 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Urea concentration identification device for urea solution |
| JP2010025628A (en) * | 2008-07-16 | 2010-02-04 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | Fluid identification method and fluid identification device |
| JP5412006B1 (en) * | 2012-09-12 | 2014-02-12 | 光明理化学工業株式会社 | Gas concentration measurement method |
| WO2014041830A1 (en) * | 2012-09-12 | 2014-03-20 | 光明理化学工業株式会社 | Method for measuring gas concentration |
| WO2023210553A1 (en) * | 2022-04-27 | 2023-11-02 | 株式会社サンエー | Composition identification program, composition identification device, and composition identification system |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10318752B4 (en) * | 2003-04-25 | 2019-05-29 | Valeo Systèmes d'Essuyage | Sensor and device for measuring a concentration of a freezing point reducing agent in a water mixture |
| JP4342855B2 (en) * | 2003-07-11 | 2009-10-14 | 三井金属鉱業株式会社 | Gas oil liquid type identification device and light oil liquid type identification method |
| DE102004019147A1 (en) * | 2004-04-21 | 2005-11-17 | Daimlerchrysler Ag | Device and method for freezing point determination of cleaning fluid |
| JP4498983B2 (en) * | 2005-06-10 | 2010-07-07 | Ｕｄトラックス株式会社 | Liquid reducing agent discrimination device |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4251809A (en) * | 1979-02-16 | 1981-02-17 | Alco Standard Corporation | Method and apparatus for detecting the presence of water in oil |
| DE3242506C2 (en) * | 1982-11-18 | 1986-02-27 | Collins, Hans-Jürgen, Prof. Dr.-Ing., 3300 Braunschweig | Method and device for determining whether a predetermined limit value has been reached or exceeded for the portion contained in a liquid mixture with a lower evaporation temperature than the rest of the liquid |
-
1988
- 1988-06-01 JP JP13462488A patent/JPH01304348A/en active Pending
-
1989
- 1989-06-01 DE DE19893917935 patent/DE3917935A1/en active Granted
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005026709A1 (en) * | 2003-09-11 | 2005-03-24 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Urea concentration identification device for urea solution |
| WO2005026710A1 (en) * | 2003-09-11 | 2005-03-24 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Urea concentration identification device for urea solution |
| US7722813B2 (en) | 2003-09-11 | 2010-05-25 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Urea concentration identification device for urea solution |
| US7829024B2 (en) | 2003-09-11 | 2010-11-09 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Urea concentration identification device for urea solution |
| JP2010025628A (en) * | 2008-07-16 | 2010-02-04 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | Fluid identification method and fluid identification device |
| JP5412006B1 (en) * | 2012-09-12 | 2014-02-12 | 光明理化学工業株式会社 | Gas concentration measurement method |
| WO2014041830A1 (en) * | 2012-09-12 | 2014-03-20 | 光明理化学工業株式会社 | Method for measuring gas concentration |
| WO2023210553A1 (en) * | 2022-04-27 | 2023-11-02 | 株式会社サンエー | Composition identification program, composition identification device, and composition identification system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3917935C2 (en) | 1991-09-05 |
| DE3917935A1 (en) | 1989-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3112279B2 (en) | Method of measuring alcohol content and / or calorific value of fuel | |
| US7441455B2 (en) | Apparatus for measuring and indicating the level and/or volume of a liquid stored in a container | |
| JP4316083B2 (en) | Thermal flow meter with fluid discrimination function | |
| CA2076510C (en) | Method and apparatus for detecting a contaminated alcohol-gasoline fuel mixture | |
| JPH01304348A (en) | Fuel sensor | |
| JPH02264829A (en) | Capacitive liquid sensor | |
| US20060243248A1 (en) | Gasoline identification system and method for identifying gasoline type | |
| JP2007292724A (en) | Apparatus and method for identifying fluid | |
| JP2006153635A (en) | Leak detector for liquid in tank | |
| JP2007292730A (en) | Apparatus and method for identifying fluid | |
| JPH0781918B2 (en) | Calorimeter | |
| US5623252A (en) | Liquid level detector using audio frequencies | |
| JPH03262949A (en) | Liquid kind detecting device | |
| US3271111A (en) | Method and apparatus for boron trihalide analysis | |
| US3369394A (en) | Meters for non-conducting liquids | |
| JPS6218004B2 (en) | ||
| JP2007225609A (en) | Fluid identification device and fluid identification method | |
| JPH0580014A (en) | Alcohol fuel ratio sensor | |
| JP2006047185A (en) | Apparatus for detecting leakage of liquid in tank | |
| JPH0450535Y2 (en) | ||
| Du et al. | Measurements of moisture solubility for differently conditioned transformer oils | |
| RU26134U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE OCTAN NUMBER OF AUTOMOBILE GASOLINES | |
| JP2593744B2 (en) | Alcohol concentration detector | |
| RU19157U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE PARAMETERS OF ALCOHOL-CONTAINING LIQUID | |
| JP2007263950A (en) | Fluid identification device and method |