JPH04177148A - 液体の状態センサ - Google Patents
液体の状態センサInfo
- Publication number
- JPH04177148A JPH04177148A JP30482790A JP30482790A JPH04177148A JP H04177148 A JPH04177148 A JP H04177148A JP 30482790 A JP30482790 A JP 30482790A JP 30482790 A JP30482790 A JP 30482790A JP H04177148 A JPH04177148 A JP H04177148A
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- Japan
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- light
- liquid
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- light emitting
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- 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
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 11
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- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
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- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
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Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
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】
（ａ）産業上の利用分野
この発明は、光学的手段を用いて液体の状態を検出する
状態センサに関する。
状態センサに関する。
（ハ）従来の技術
光の透過率や屈折角（臨界角）を用いて液体の状態を検
出するためのセンサが、従来より提案されている。たと
えば、第４図に示すようにガソリンの屈折率がアルコー
ルの屈折率よりも高く、混合物の屈折率はほぼその混合
比で内分した値を示す性質を利用し、光学的にガソリン
とアルコールの混合比を検出するセンサが提案されてい
る（特開昭６２−１１２０４０号、特開昭６１−１２７
６４６号等）。
出するためのセンサが、従来より提案されている。たと
えば、第４図に示すようにガソリンの屈折率がアルコー
ルの屈折率よりも高く、混合物の屈折率はほぼその混合
比で内分した値を示す性質を利用し、光学的にガソリン
とアルコールの混合比を検出するセンサが提案されてい
る（特開昭６２−１１２０４０号、特開昭６１−１２７
６４６号等）。
このような光学式のセンサでは、発光素子として発光ダ
イオード（ＬＥＤ）を用いているが、ＬＥＤは温度上昇
によって発光量が低下する。また、ＬＥＤは経年使用に
よって発光量が低下する。
イオード（ＬＥＤ）を用いているが、ＬＥＤは温度上昇
によって発光量が低下する。また、ＬＥＤは経年使用に
よって発光量が低下する。
このようなＬＥＤの発光量の低下は測定誤差につながる
ため、上記従来のセンサにおいては、発光量の減少を防
止するため、駆動電流を増加して発光量を一定にするよ
うにしていた。
ため、上記従来のセンサにおいては、発光量の減少を防
止するため、駆動電流を増加して発光量を一定にするよ
うにしていた。
（Ｃ）発明が解決しようとする課題
しかし、ＬＥＤは駆動電流が大きいほど劣化が速い特性
を有するため、上記のように劣化に伴って駆動電流を増
加すると、さらに劣化を進めてしまう欠点があった。ま
た、高温にさらされるほどその劣化が速くなる特性があ
るため、自動車用燃料センサのように高温部に用いられ
るセンサのＬＥＤは、高温による発光量の低下を防止す
るため駆動電流を増加させなければならないことと相ま
っていっそう劣化が加速されるという欠点があった。
を有するため、上記のように劣化に伴って駆動電流を増
加すると、さらに劣化を進めてしまう欠点があった。ま
た、高温にさらされるほどその劣化が速くなる特性があ
るため、自動車用燃料センサのように高温部に用いられ
るセンサのＬＥＤは、高温による発光量の低下を防止す
るため駆動電流を増加させなければならないことと相ま
っていっそう劣化が加速されるという欠点があった。
この発明は、発光素子の発光量を一定に保つ必要をなく
したことにより、駆動電流を一定に保ち発光素子の劣化
を減少させた液体の状態センサを提供することを目的と
する。
したことにより、駆動電流を一定に保ち発光素子の劣化
を減少させた液体の状態センサを提供することを目的と
する。
（ｄ）課題を解決するための手段
この出願の請求項１の発明は、発光素子と、測定用受光
素子と、被測定液体中を通過し前記発光素子と前記測定
用受光素子とを光学的に接続する光伝送路と、前記発光
素子の光を直接受光する位置に設置された補償用受光素
子と、前記測定用受光素子の検出値と前記補償用受光素
子の検出値との比から前記被測定液体の状態を算出する
演算手段と、を設けたことを特徴とする。
素子と、被測定液体中を通過し前記発光素子と前記測定
用受光素子とを光学的に接続する光伝送路と、前記発光
素子の光を直接受光する位置に設置された補償用受光素
子と、前記測定用受光素子の検出値と前記補償用受光素
子の検出値との比から前記被測定液体の状態を算出する
演算手段と、を設けたことを特徴とする。
この出願の請求項２の発明は、被測定液体付近の温度を
測定する温度センサを存し、前記演算手段は、前記温度
センサの検出値により被測定液体の温度変化による特性
変化を補正する手段を含むことを特徴とする。
測定する温度センサを存し、前記演算手段は、前記温度
センサの検出値により被測定液体の温度変化による特性
変化を補正する手段を含むことを特徴とする。
（ｅ）作用
この発明の液体の状態センサは、発光素子と測定用受光
素子とを光伝送路を介して光学的に接続している。光伝
送路は被測定液体中を通過するように設けられている。
素子とを光伝送路を介して光学的に接続している。光伝
送路は被測定液体中を通過するように設けられている。
光伝送路はたとえば光ファイバを用いることができる。
被測定液体中では液中に光が漏れて損失を生じる。この
損失の程度で液体の状態（屈折率等）を知ることができ
る。測定用受光素子が受光する光量で損失を検出するこ
とができるが、発光素子の発光量が判らなければ損失量
を算出することができない。そこで、発光素子の光を直
接受光する補償用受光素子を設けた、この補償用受光素
子の検出値を基準として測定用受光素子の検出値の比を
求め、これによって損失を得るようにした。これにより
、温度変化や劣化で発光素子の発光量が変化しても発光
素子の駆動電流を増加することな（状態を検出すること
ができる。
損失の程度で液体の状態（屈折率等）を知ることができ
る。測定用受光素子が受光する光量で損失を検出するこ
とができるが、発光素子の発光量が判らなければ損失量
を算出することができない。そこで、発光素子の光を直
接受光する補償用受光素子を設けた、この補償用受光素
子の検出値を基準として測定用受光素子の検出値の比を
求め、これによって損失を得るようにした。これにより
、温度変化や劣化で発光素子の発光量が変化しても発光
素子の駆動電流を増加することな（状態を検出すること
ができる。
また、温度センサを設け、この検出値に基づいて温度補
償をするようにしたことにより、温度が変化した場合で
も、測定値の精度を保つことができる。
償をするようにしたことにより、温度が変化した場合で
も、測定値の精度を保つことができる。
（ｆ）実施例
図面を参照してこの発明の実施例であるガソリン−アル
コール混合比センサを説明する。このセンサは、その検
出部をガソリン−アルコール混合液の流路またはタンク
の壁面にねじ込んで使用するものであり、先端部に設け
られた光ファイバを通過する光の損失からその混合比を
測定するものである。ガソリン−アルコール混合率によ
り、光ファイバにおける損失は第５図のように変化する
第１図は同ガソリン−アルコール混合比センサの検出部
の外観図である。同図（Ａ）は平面図を示し、同図（Ｂ
）はＡ−Ａ断面図を示す。この検出部１はボルト状に構
成されており、パイプまたは流路の壁面に設けられたナ
ツト部にねし込まれる。ホルダ２の先端部にはネジ部５
が形成されており、このネジ部５の先端部には光ファイ
バ３がループ状に露出している。この光ファイバ３はホ
ルダ２の上端部に埋め込まれた発光ダイオードＬＥＤ、
測定用のフォトダイオードＰＤＩを光学的に接続してい
る。また、ＬＥＤの側面には補償用のフォトダイオード
ＰＤ２が当接して設けられている。ＬＥＤ、ＰＤＩ、Ｐ
Ｄ２の端子はそれぞれホルダ２から取り出されている。
コール混合比センサを説明する。このセンサは、その検
出部をガソリン−アルコール混合液の流路またはタンク
の壁面にねじ込んで使用するものであり、先端部に設け
られた光ファイバを通過する光の損失からその混合比を
測定するものである。ガソリン−アルコール混合率によ
り、光ファイバにおける損失は第５図のように変化する
第１図は同ガソリン−アルコール混合比センサの検出部
の外観図である。同図（Ａ）は平面図を示し、同図（Ｂ
）はＡ−Ａ断面図を示す。この検出部１はボルト状に構
成されており、パイプまたは流路の壁面に設けられたナ
ツト部にねし込まれる。ホルダ２の先端部にはネジ部５
が形成されており、このネジ部５の先端部には光ファイ
バ３がループ状に露出している。この光ファイバ３はホ
ルダ２の上端部に埋め込まれた発光ダイオードＬＥＤ、
測定用のフォトダイオードＰＤＩを光学的に接続してい
る。また、ＬＥＤの側面には補償用のフォトダイオード
ＰＤ２が当接して設けられている。ＬＥＤ、ＰＤＩ、Ｐ
Ｄ２の端子はそれぞれホルダ２から取り出されている。
なお、光ファイバ３がホルダ２から出る部分には低融点
ガラスによるバッキングが施されている。
ガラスによるバッキングが施されている。
第２図は同ガソリン−アルコール混合比センサの演算回
路の構成を示す図である。また、第３図は一定の混合比
の液を温度を変えて測定したときの演算回路各部の出力
電圧を示す図である。
路の構成を示す図である。また、第３図は一定の混合比
の液を温度を変えて測定したときの演算回路各部の出力
電圧を示す図である。
演算回路は、発光回路１０、受光回路１ｉ、１２、除算
回路１３、温度補償回路１４および電源回路１５で構成
されている。電源回路１５は３端子レギユレタＲＧによ
る定電圧回路である。発光回路１０は前記電源回路１５
に前記ＬＥＤおよび抵抗Ｒ２２が直列に接続された回路
である。すなわち、ＬＥＤの駆動電流は常に一定に維持
されることになる。
回路１３、温度補償回路１４および電源回路１５で構成
されている。電源回路１５は３端子レギユレタＲＧによ
る定電圧回路である。発光回路１０は前記電源回路１５
に前記ＬＥＤおよび抵抗Ｒ２２が直列に接続された回路
である。すなわち、ＬＥＤの駆動電流は常に一定に維持
されることになる。
受光回路１１．１２は共にオペアンプ（以下アンプとい
う、）ＯＰＩ、ＯＦ２を備えている。これらはＰＤＩ、
ＰＤ２の検出値をリニアに増幅し、増幅出力はＶｏｕＬ
ｌ、 Ｖｏｕｔ２を出力する。これらの増幅出力Ｖ
ｏｕ Ｌｌ 、 Ｖ ｏｕ ｔ２は除算回路１３に入
力される。除算回路１３は除算用アナログＩＣで構成さ
れている。除算回路はＶ ｏｕ ＬｌをＶ ｏｕ Ｌ２
で除算した値を出力する。この出力は温度補償回路１４
に入力される。温度補償回路１４において、前記出力が
アンプＯＰ３でリニアに増幅されＶ ｏｕ Ｌ４が出力
される。一方、温度センサＳの出力Ｖ ｏｕ ｔ５はア
ンプＯＰ４で増幅される。アンプ○Ｐ４はＶ ｏｕ １
６を出力する。ＶｏｕＬ４． ＶｏｕＬ６はアンプＯ
Ｐ５て減算される（Ｖｏｕｔ７）。この減算によって被
測定液体の温度変化による特性変化を補正することがで
きる。この出力Ｖ ｏｕ ｔ７がアンプＯＰ６で増幅さ
れて出力される。
う、）ＯＰＩ、ＯＦ２を備えている。これらはＰＤＩ、
ＰＤ２の検出値をリニアに増幅し、増幅出力はＶｏｕＬ
ｌ、 Ｖｏｕｔ２を出力する。これらの増幅出力Ｖ
ｏｕ Ｌｌ 、 Ｖ ｏｕ ｔ２は除算回路１３に入
力される。除算回路１３は除算用アナログＩＣで構成さ
れている。除算回路はＶ ｏｕ ＬｌをＶ ｏｕ Ｌ２
で除算した値を出力する。この出力は温度補償回路１４
に入力される。温度補償回路１４において、前記出力が
アンプＯＰ３でリニアに増幅されＶ ｏｕ Ｌ４が出力
される。一方、温度センサＳの出力Ｖ ｏｕ ｔ５はア
ンプＯＰ４で増幅される。アンプ○Ｐ４はＶ ｏｕ １
６を出力する。ＶｏｕＬ４． ＶｏｕＬ６はアンプＯ
Ｐ５て減算される（Ｖｏｕｔ７）。この減算によって被
測定液体の温度変化による特性変化を補正することがで
きる。この出力Ｖ ｏｕ ｔ７がアンプＯＰ６で増幅さ
れて出力される。
（濁発明の効果
以上のようにこの発明によれば、劣化や温度変化があっ
た場合でも、発光素子の駆動電流を増加させる必要がな
いことから、駆動電流を増加させるための補正回路の必
要がなく、ＬＥＤの劣化を助長することがない。また、
温度センサを設けて温度補償を行ったことにより、被測
定液体の温度変化による特性変化を補正することができ
るため、さらに精度を高くすることができる。
た場合でも、発光素子の駆動電流を増加させる必要がな
いことから、駆動電流を増加させるための補正回路の必
要がなく、ＬＥＤの劣化を助長することがない。また、
温度センサを設けて温度補償を行ったことにより、被測
定液体の温度変化による特性変化を補正することができ
るため、さらに精度を高くすることができる。
第１図はこの発明の実施例であるガソリン−アルコール
混合比センサの検出部の構成図、第２図は同ガソリン−
アルコールセンサの演算部の回路図、第３図は同演算部
の各部の出力電圧を示す図である。第４図はガソリンと
アルコールの混合比による屈折率の変化を示す図、第５
図はガソリンとアルコールの混合比による光学的損失の
変化を示す図である。 ＬＥＤ−発光ダイオード（発光素子）、ＰＤＩ−フォト
ダイオード（測定用受光素子）、ＰＤ２−フォトダイオ
ード（補償用受光素子）、Ｓ−温度センサ、 ３−光ファイバ（光伝送路）。
混合比センサの検出部の構成図、第２図は同ガソリン−
アルコールセンサの演算部の回路図、第３図は同演算部
の各部の出力電圧を示す図である。第４図はガソリンと
アルコールの混合比による屈折率の変化を示す図、第５
図はガソリンとアルコールの混合比による光学的損失の
変化を示す図である。 ＬＥＤ−発光ダイオード（発光素子）、ＰＤＩ−フォト
ダイオード（測定用受光素子）、ＰＤ２−フォトダイオ
ード（補償用受光素子）、Ｓ−温度センサ、 ３−光ファイバ（光伝送路）。
Claims (2)
- （１）発光素子と、測定用受光素子と、被測定液体中を
通過し前記発光素子と前記測定用受光素子とを光学的に
接続する光伝送路と、前記発光素子の光を直接受光する
位置に設置された補償用受光素子と、前記測定用受光素
子の検出値と前記補償用受光素子の検出値との比から前
記被測定液体の状態を算出する演算手段と、を設けたこ
とを特徴とする液体の状態センサ。 - （２）被測定液体付近の温度を測定する温度センサを有
し、前記演算手段は、前記温度センサの検出値により被
測定液体の温度変化による特性変化を補正する手段を含
む請求項（１）記載の液体の状態センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30482790A JPH04177148A (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 液体の状態センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30482790A JPH04177148A (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 液体の状態センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04177148A true JPH04177148A (ja) | 1992-06-24 |
Family
ID=17937734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30482790A Pending JPH04177148A (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 液体の状態センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04177148A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011013073A (ja) * | 2009-07-01 | 2011-01-20 | Tsukasa Sokken Co Ltd | オパシメータにおける発光素子光度補償装置 |
| IT201800010364A1 (it) * | 2018-11-15 | 2020-05-15 | Chemitec S R L | Metodo e sistema per l’analisi spettrofotometrica di un campione |
-
1990
- 1990-11-09 JP JP30482790A patent/JPH04177148A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011013073A (ja) * | 2009-07-01 | 2011-01-20 | Tsukasa Sokken Co Ltd | オパシメータにおける発光素子光度補償装置 |
| IT201800010364A1 (it) * | 2018-11-15 | 2020-05-15 | Chemitec S R L | Metodo e sistema per l’analisi spettrofotometrica di un campione |
| WO2020100100A1 (en) * | 2018-11-15 | 2020-05-22 | Chemitec S.R.L. | Method and system for spectrophotometric analysis of a sample |
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