JPH03186733A - 被測定液体の混合割合検出器 - Google Patents
被測定液体の混合割合検出器Info
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- JPH03186733A JPH03186733A JP1326585A JP32658589A JPH03186733A JP H03186733 A JPH03186733 A JP H03186733A JP 1326585 A JP1326585 A JP 1326585A JP 32658589 A JP32658589 A JP 32658589A JP H03186733 A JPH03186733 A JP H03186733A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
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-
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、２種以上の物質を混合してなる液体の混合物
質の混合割合を工学的に検出する検出器に係わり、特に
ガソリン・アルコール混合燃料の混合割合の検出に好適
な検出器に関する。
質の混合割合を工学的に検出する検出器に係わり、特に
ガソリン・アルコール混合燃料の混合割合の検出に好適
な検出器に関する。
［従来の技術］
近年、低公害を図るため、自動車にガソリンの代わりに
、ガソリンとアルコールとの混合燃料を用いることが考
えられてきている。このような自動車では最適な点火時
期を決定するためにガソリンとアルコールとの混合割合
を検出することが必要である。
、ガソリンとアルコールとの混合燃料を用いることが考
えられてきている。このような自動車では最適な点火時
期を決定するためにガソリンとアルコールとの混合割合
を検出することが必要である。
このため、従来より透光体の下面を混合燃料に接触させ
、発光素子、受光素子を前記透光体を挟んで側面外部に
配し、メタノールの混合割合が大きくなる程、受光素子
の入射量が大きくなるという原理を採用した被測定液体
の混合割合検出器が知られている。
、発光素子、受光素子を前記透光体を挟んで側面外部に
配し、メタノールの混合割合が大きくなる程、受光素子
の入射量が大きくなるという原理を採用した被測定液体
の混合割合検出器が知られている。
［発明が解決しようとする課題］
しかるに、従来の検出器では、つぎのような欠点がある
。
。
メタノールの混合割合が大きい程、受光素子の出力は増
加するが、光路が長くなることと、出射方向の正面方向
からのずれが大きくなることにより、検出器は、メタノ
ール混合割合が大きくなる程、出力が飽和する出力特性
（第６図参照）を示す。このため、受光素子の出力値か
ら混合割合を求める際の信号処理が複雑であったり、温
度補償が困難になったりする。
加するが、光路が長くなることと、出射方向の正面方向
からのずれが大きくなることにより、検出器は、メタノ
ール混合割合が大きくなる程、出力が飽和する出力特性
（第６図参照）を示す。このため、受光素子の出力値か
ら混合割合を求める際の信号処理が複雑であったり、温
度補償が困難になったりする。
本発明の目的は、受光素子から取り出される電気値３の
出力特性の補正が容易にできる被測定液体の混合割合検
出器の提供にある。
出力特性の補正が容易にできる被測定液体の混合割合検
出器の提供にある。
［課題を解決するための手段］
上記目的達成のため本発明は、少なくとも２つの物質を
混合してなる被測定液体中に一端面が浸されるとともに
、前記被測定液体より大きい屈折率を有する柱状の透光
体と、前記一端面での入射角が、前記透光体と被測定液
体とにより決まる臨界角以上の場合に全反射を起こして
受光素子に入射するように配される発光素子および受光
素子とを備えてなり、前記受光素子の入射量を電気信号
に変換して取り出すことにより、前記２つの物質の混合
割合を求める被測定液体の混合割合検出器において、前
記被測定液体を構成する２つの物質の混合割合に封する
前記電気信号の出力特性を、前記受光素子の受光形状に
より補正した構成を採用した。
混合してなる被測定液体中に一端面が浸されるとともに
、前記被測定液体より大きい屈折率を有する柱状の透光
体と、前記一端面での入射角が、前記透光体と被測定液
体とにより決まる臨界角以上の場合に全反射を起こして
受光素子に入射するように配される発光素子および受光
素子とを備えてなり、前記受光素子の入射量を電気信号
に変換して取り出すことにより、前記２つの物質の混合
割合を求める被測定液体の混合割合検出器において、前
記被測定液体を構成する２つの物質の混合割合に封する
前記電気信号の出力特性を、前記受光素子の受光形状に
より補正した構成を採用した。
［作用および発明の効果１
本発明は、つぎの作用および効果を有する。
被測定液体を構成する２つの物質の混合割合に対する電
気信号の出力特性を、受光素子の受光形状により補正し
ている。このため、受光素子の受光形状を変えることに
より、受光素子から取り出される電気信号の出力特性を
容易に補正することができる。
気信号の出力特性を、受光素子の受光形状により補正し
ている。このため、受光素子の受光形状を変えることに
より、受光素子から取り出される電気信号の出力特性を
容易に補正することができる。
例えば、電気出力を、２つの物質の混合割合に対して直
線的に変化するように受光素子の受光形状を決めれば、
受光素子の出力値から２つの物質の混合割合を求める際
の信号処理および温度補償が容易になる。
線的に変化するように受光素子の受光形状を決めれば、
受光素子の出力値から２つの物質の混合割合を求める際
の信号処理および温度補償が容易になる。
［実施例］
つぎに、本発明を第１図ないし第５図に示す一矢施例に
基づき説明する。
基づき説明する。
第２図に示すように、混合燃料の混合割合検出器Ａは、
底部に円形孔１１が開けられた金属製ホルダ１に円柱ガ
ラス２を嵌め込んでなる。このホルダ１内には、発光ダ
イオード３、出力用ホトダイオード４、および補償用ホ
トダイオード５が配されている。また、この検出器Ａは
、混合燃料６の流れる金属製燃料バイブロ１の検出器取
付孔６２に０リング６３を介して配設されている。
底部に円形孔１１が開けられた金属製ホルダ１に円柱ガ
ラス２を嵌め込んでなる。このホルダ１内には、発光ダ
イオード３、出力用ホトダイオード４、および補償用ホ
トダイオード５が配されている。また、この検出器Ａは
、混合燃料６の流れる金属製燃料バイブロ１の検出器取
付孔６２に０リング６３を介して配設されている。
金属製ホルダ１は、略円筒状を呈し、下部が内側に曲げ
られ、上部外周は防水のために歯合構造１２が採用され
ている。また金属製ホルダ１の内壁には樹脂円筒１３が
固着され、さらに該樹脂円筒１３の内側には、前記発光
ダイオード３、出力用ホトダイオード４および補償用ホ
トダイオード５が取り付けられた配設用基板１４が固着
されている。
られ、上部外周は防水のために歯合構造１２が採用され
ている。また金属製ホルダ１の内壁には樹脂円筒１３が
固着され、さらに該樹脂円筒１３の内側には、前記発光
ダイオード３、出力用ホトダイオード４および補償用ホ
トダイオード５が取り付けられた配設用基板１４が固着
されている。
円柱ガラス２は、屈折率１．５８のフリントガラスであ
り、底面２２が前記混合燃料６に浸されるように前記円
形孔１１に接着用ガラスリング２１を介して前記金属製
ホルダ１に固着されている。
り、底面２２が前記混合燃料６に浸されるように前記円
形孔１１に接着用ガラスリング２１を介して前記金属製
ホルダ１に固着されている。
なお、底面２２、前記接着用ガラスリング２１の下面２
３、金属製ホルダ１の下面１５は面一である。
３、金属製ホルダ１の下面１５は面一である。
発光ダイオード３は、正面方向３１の発光強度３２を１
００％とすると、４０°ずれた方向３３では発光強度３
４が９５％程度、６０°ずれた方向３５では発光強度３
６が８０％程度、９０”ずれた方向３７では発光強度３
８が６０％程度に減少し、第３図の実線で示す指向特性
を有する。
００％とすると、４０°ずれた方向３３では発光強度３
４が９５％程度、６０°ずれた方向３５では発光強度３
６が８０％程度、９０”ずれた方向３７では発光強度３
８が６０％程度に減少し、第３図の実線で示す指向特性
を有する。
出力用ホトダイオード４は、前記配設用基板１４の中央
から見た場合に、第１図に示すように、有効受光部分４
１が下方程狭い台形とされている。
から見た場合に、第１図に示すように、有効受光部分４
１が下方程狭い台形とされている。
補償用ホトダイオード５は、前記出力用ホトダイオード
４より上方に配され、常に前記発光ダイオード３からの
光５１が入射するようになっている。このダイオード５
は、発光ダイオード３の経時変化、および環境温度によ
る発光ダイオード３の発光効率低下による発光ダイオー
ド３の発光強度の補正のために設けられている。
４より上方に配され、常に前記発光ダイオード３からの
光５１が入射するようになっている。このダイオード５
は、発光ダイオード３の経時変化、および環境温度によ
る発光ダイオード３の発光効率低下による発光ダイオー
ド３の発光強度の補正のために設けられている。
混合燃料６は、ガソリンとメタノールを混合したもので
、屈折率が１．３３〜１．４３の間で変化する。
、屈折率が１．３３〜１．４３の間で変化する。
つぎに、混合燃料の混合割合検出器Ａの作動原理の説明
をする。
をする。
混合燃料６がガソリン１００％の場合は、臨界角θｇ以
上の場合に底面２２で全反射が起こる。
上の場合に底面２２で全反射が起こる。
なお、この時の発光ダイオード３の出射角は前記方向３
３（約４０°〉であり、発光強度３４は９５％程度であ
る。
３（約４０°〉であり、発光強度３４は９５％程度であ
る。
混合燃料６がメタノール１００％の場合は、臨界角θｍ
以上の場合に底面２２で全反射が起こる。
以上の場合に底面２２で全反射が起こる。
なお、この時の発光ダイオード３の出射角は前記方向３
５（約６０°）であり、発光強度３６は８０％程度であ
る。また、臨界角θｍの時の光路４２は前記臨界角θｇ
の時の光路４３より長いので、光の広がり割合が多い。
５（約６０°）であり、発光強度３６は８０％程度であ
る。また、臨界角θｍの時の光路４２は前記臨界角θｇ
の時の光路４３より長いので、光の広がり割合が多い。
本実施例では、出力用ホトダイオード４の有効受光部分
４１を下方程狭くなる台形形状にし、単位面積当りの光
の強度が低下する上方部分４４を大きくし、下方部分４
５を小さくとっているので、温度一定の場合、出力特性
４０は第４図に示すようになり、メタノール混合割合に
対して出力用ホトダイオード４の出力は直線的に変化す
る。
４１を下方程狭くなる台形形状にし、単位面積当りの光
の強度が低下する上方部分４４を大きくし、下方部分４
５を小さくとっているので、温度一定の場合、出力特性
４０は第４図に示すようになり、メタノール混合割合に
対して出力用ホトダイオード４の出力は直線的に変化す
る。
つぎに、温度補償についての作動説明をする。
混合燃料６は、温度上昇に伴い屈折率が変化（約−４Ｘ
１０−’／°Ｃ）するので、混合割合が一定であって
も、温度上、昇に伴い出力用ホトダイオード４の受光量
が増加し、出力が増加する傾向にある。ここで、メタノ
ール混合割合と出力用ホトダイオード４の出力との関係
が直線的であるので、第５図で示されるように混合燃料
６の温度変化による出力用ホトダイオード４の出力変化
も直線的になる。
１０−’／°Ｃ）するので、混合割合が一定であって
も、温度上、昇に伴い出力用ホトダイオード４の受光量
が増加し、出力が増加する傾向にある。ここで、メタノ
ール混合割合と出力用ホトダイオード４の出力との関係
が直線的であるので、第５図で示されるように混合燃料
６の温度変化による出力用ホトダイオード４の出力変化
も直線的になる。
発光ダイオード３の両端の電圧は、環境温度が高くなる
とダイオードの性質により抵抗値が下がるため、第５図
に示すように温度によって両端の電圧が降下する特性を
有する。
とダイオードの性質により抵抗値が下がるため、第５図
に示すように温度によって両端の電圧が降下する特性を
有する。
前記混合燃料６の温度変化をこの電圧降下特性により補
正することにより、容易に、温度変化時の出力用ホトダ
イオード４の出力変化が無いようにできる。また、メタ
ノール混合割合と出力用ホトダイオード４の出力の関係
が直線的であるので、混合割合を容易に求めることがで
きる。
正することにより、容易に、温度変化時の出力用ホトダ
イオード４の出力変化が無いようにできる。また、メタ
ノール混合割合と出力用ホトダイオード４の出力の関係
が直線的であるので、混合割合を容易に求めることがで
きる。
本発明は、上記実施例以外につぎの実施態様を含む。
ａ、受光素子への入射光の位置は一端面での反射角によ
って決まり、同じ位置に入射する光はほぼ同じ反射角で
反射した光であり、反射角が変化した時の入射位置は連
続的に変化するように、発光素子および受光素子を配す
るようにすれば、所望の出力特性を決める際の受光素子
の受光形状の決定は容易になる。
って決まり、同じ位置に入射する光はほぼ同じ反射角で
反射した光であり、反射角が変化した時の入射位置は連
続的に変化するように、発光素子および受光素子を配す
るようにすれば、所望の出力特性を決める際の受光素子
の受光形状の決定は容易になる。
ｂ、透光体は多角柱であっても良い。
Ｃ９厳密には、ガソリンおよびメタノールの屈折率の温
度変化は若干異なっており、ガソリンの方が変化量が多
い。このため、−層正確な温度補償が必要な場合には、
第４図の出力特性４０を下に凸になるように有効受光部
分４１の形状を決めれば良い。
度変化は若干異なっており、ガソリンの方が変化量が多
い。このため、−層正確な温度補償が必要な場合には、
第４図の出力特性４０を下に凸になるように有効受光部
分４１の形状を決めれば良い。
第１図は本発明にかかる混合燃料の混合割合検出器に用
いられる出力用ホトダイオードの正面図、第２図はその
検出器の概略断面図、第３図はその検出器に用いられる
発光ダイオードの指向特性図、第４図はその検出器にお
けるメタノール混合割合と出力用ホトダイオードの出力
との関係を示す出力特性図、第５図はその検出器におけ
る温度補償の原理を説明するための特性図である。 第６図は従来の検出器におけるメタノール混合割合と出
力用ホトダイオードの出力との関係を示す出力特性図で
ある。
いられる出力用ホトダイオードの正面図、第２図はその
検出器の概略断面図、第３図はその検出器に用いられる
発光ダイオードの指向特性図、第４図はその検出器にお
けるメタノール混合割合と出力用ホトダイオードの出力
との関係を示す出力特性図、第５図はその検出器におけ
る温度補償の原理を説明するための特性図である。 第６図は従来の検出器におけるメタノール混合割合と出
力用ホトダイオードの出力との関係を示す出力特性図で
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）少なくとも２つの物質を混合してなる被測定液体中
に一端面が浸されるとともに、前記被測定液体より大き
い屈折率を有する柱状の透光体と、前記一端面での入射
角が、前記透光体と被測定液体とにより決まる臨界角以
上の場合に全反射を起こして受光素子に入射するように
配される発光素子および受光素子とを備えてなり、 前記受光素子の入射量を電気信号に変換して取り出すこ
とにより、前記２つの物質の混合割合を求める被測定液
体の混合割合検出器において、前記被測定液体を構成す
る２つの物質の混合割合に対する前記電気信号の出力特
性を、前記受光素子の受光形状により補正したことを特
徴とする被測定液体の混合割合検出器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1326585A JPH03186733A (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 被測定液体の混合割合検出器 |
| US07/626,024 US5046842A (en) | 1989-12-15 | 1990-12-12 | Mixing ratio detecting device for composite liquid |
| EP90313646A EP0433080B1 (en) | 1989-12-15 | 1990-12-14 | Apparatus for measuring the mix ratio of a composite liquid |
| DE69030242T DE69030242T2 (de) | 1989-12-15 | 1990-12-14 | Vorrichtung zur Messung des Mischungsverhältnisses mehrerer Flüssigkeiten |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1326585A JPH03186733A (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 被測定液体の混合割合検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03186733A true JPH03186733A (ja) | 1991-08-14 |
Family
ID=18189461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1326585A Pending JPH03186733A (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 被測定液体の混合割合検出器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5046842A (ja) |
| EP (1) | EP0433080B1 (ja) |
| JP (1) | JPH03186733A (ja) |
| DE (1) | DE69030242T2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2694629B1 (fr) * | 1992-08-10 | 1995-06-30 | Berechet Ion | Sensor refractometrique semiglobulaire-compact. |
| FI108259B (fi) * | 1998-01-30 | 2001-12-14 | Janesko Oy | Refraktometri |
| US8934102B2 (en) * | 2013-06-17 | 2015-01-13 | Intellectual Reserves, LLC | System and method for determining fluid parameters |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4749274A (en) * | 1986-01-24 | 1988-06-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Apparatus for detecting fuel mixture ratio |
| JPS62192633A (ja) * | 1986-02-19 | 1987-08-24 | Ngk Spark Plug Co Ltd | アルコ−ル混合燃料の混合比センサ |
| EP0281337B1 (en) * | 1987-02-26 | 1993-07-21 | NGK Spark Plug Co. Ltd. | A detector device for mixing ratio for petrol and alcohol or the like |
| EP0292097B1 (en) * | 1987-04-17 | 1993-05-26 | NGK Spark Plug Co. Ltd. | Device for detecting the mixing ratio of petrol and an alcohol or the like |
| US5015091A (en) * | 1988-04-13 | 1991-05-14 | Mitsubishi Denki K.K. | Device for detecting alcoholic content |
| DE8807364U1 (ja) * | 1988-06-06 | 1989-01-19 | Herz, Helmut, Dipl.-Ing. | |
| US4962746A (en) * | 1988-11-23 | 1990-10-16 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Mixing liquid ratio detector device |
-
1989
- 1989-12-15 JP JP1326585A patent/JPH03186733A/ja active Pending
-
1990
- 1990-12-12 US US07/626,024 patent/US5046842A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-12-14 DE DE69030242T patent/DE69030242T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-12-14 EP EP90313646A patent/EP0433080B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69030242T2 (de) | 1997-06-26 |
| EP0433080B1 (en) | 1997-03-19 |
| EP0433080A2 (en) | 1991-06-19 |
| DE69030242D1 (de) | 1997-04-24 |
| US5046842A (en) | 1991-09-10 |
| EP0433080A3 (en) | 1992-04-08 |
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