JPH04256835A - Liquid mixing-ratio sensor - Google Patents

Liquid mixing-ratio sensor

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Publication number
JPH04256835A
JPH04256835A JP1856891A JP1856891A JPH04256835A JP H04256835 A JPH04256835 A JP H04256835A JP 1856891 A JP1856891 A JP 1856891A JP 1856891 A JP1856891 A JP 1856891A JP H04256835 A JPH04256835 A JP H04256835A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
fuel
optical glass
metal container
refractive index
Prior art date
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Pending
Application number
JP1856891A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoto Sawaki
澤木 直人
Satoshi Ishikawa
聡 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make it possible to detect the temperature of mixed liquid readily by fixing a temperature detecting element to the inside of a metal container in the vicinity of an opening part. CONSTITUTION:A resistor 15 as a temperature detecting element for detecting the temperature of mixed fuel passing the inside of a fuel well 2 is fixed to the inside of an element chamber 14 in the vicinity of an opening part 13 of a metal container 11. The refractive index of the mixed fuel passing the fuel well 2 is unequivocally determined in response to the mixing ratio and the temperature of the mixed fuel. The critical angle of the reflecting angle of the emitted light from a light emitting diode 31 is determined in response to the refractive index. Therefore, the amount of the emitted light which is reflected from an edge 21 of optical glass 20 is determined in response to the mixing ratio of the mixed fuel. The amount of the light in response to the mixing ratio is received with a photodiode 34. The refractive index is obtained from the received signal of the photodiode 34. The refractive index is further corrected with the temperature detected with the resistor 15. Thus, the mixing ratio of the mixed fuel can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、2種の燃料が混合され
た混合燃料等における液体の混合比を測定するための光
学式の液体混合比センサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical liquid mixture ratio sensor for measuring the mixture ratio of liquids in a mixed fuel or the like in which two types of fuel are mixed.

【0002】0002

【従来の技術】例えば、ガソリンとアルコールとが混合
された混合燃料等の液体の混合比を測定するために、金
属容器内に設けられた光学ガラスの端面を金属容器から
露出させて混合液体に浸すための界面とし、端面に対し
て金属容器の内側から光を照射した場合の界面における
照射光の反射率が、混合液体の屈折率に応じて異なるこ
とを利用して、液体の混合比を検出する液体混合比セン
サが考えられている。この場合、混合液体の屈折率は、
その温度によって変化するため、検出された屈折率を、
混合液体の温度に基づいて補正する必要があり、例えば
、被測定液体の流路内に温度検知素子を配することが考
えられる。
[Prior Art] For example, in order to measure the mixing ratio of a liquid such as a mixed fuel mixture of gasoline and alcohol, the end surface of an optical glass provided in a metal container is exposed from the metal container and the mixed liquid is measured. The mixing ratio of the liquid can be adjusted by taking advantage of the fact that when the end face is irradiated with light from inside the metal container, the reflectance of the irradiated light at the interface differs depending on the refractive index of the mixed liquid. A liquid mixing ratio sensor for detecting the liquid mixture ratio has been considered. In this case, the refractive index of the mixed liquid is
Since it changes depending on the temperature, the detected refractive index is
It is necessary to make corrections based on the temperature of the mixed liquid, and for example, it is conceivable to arrange a temperature sensing element in the flow path of the liquid to be measured.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】しかし、混合液体の流
路内に温度検知素子を配するためには、流路に対する気
密性が必要になり、そのために部品点数が増加したり、
センサの構造が複雑になるとともに、製造工程数が増加
するなどの問題がある。本発明は、液体混合比センサに
おいて、温度によって変化する混合液体の屈折率の補正
を行なうための手段を、簡単な構成によって設けること
を目的とする。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in order to arrange the temperature sensing element in the flow path of the mixed liquid, airtightness for the flow path is required, which increases the number of parts,
There are problems in that the structure of the sensor becomes complicated and the number of manufacturing steps increases. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide, in a liquid mixture ratio sensor, means for correcting the refractive index of a mixed liquid that changes depending on temperature, with a simple configuration.

【0004】0004

【課題を解決するための手段】本発明は、金属容器の開
口部に光学ガラスを配し該光学ガラスの端面を前記開口
部に露出させて前記金属容器および前記光学ガラスを融
着用ガラスによって接合するとともに、前記端面に向か
って前記光学ガラスの内側から照射光を発する発光素子
と少なくとも前記端面で反射した前記照射光を受光する
受光素子とを前記金属容器内に設け、前記端面が2種の
透光性の液体が混合した被測定液体に浸される光学式の
液体混合比センサにおいて、前記開口部の近傍の前記金
属容器の内側に温度検知素子を固着したことを技術的手
段とする。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides an optical glass that is arranged in an opening of a metal container, an end surface of the optical glass is exposed to the opening, and the metal container and the optical glass are bonded together by a welding glass. At the same time, a light emitting element that emits irradiation light from inside the optical glass toward the end surface and a light receiving element that receives at least the irradiation light reflected by the end surface are provided in the metal container, and the end surface has two types. In an optical liquid mixture ratio sensor that is immersed in a liquid to be measured in which a translucent liquid is mixed, the technical means is that a temperature sensing element is fixed to the inside of the metal container near the opening.

【0005】[0005]

【作用】本発明では、光学ガラスを配するための金属容
器の開口部の近傍の内側には、温度検知素子が固着され
ている。混合液体の混合比を測定する際に、光学ガラス
の端面が混合液体に浸されるとき、開口部に光学ガラス
が接合された金属容器も同時に混合液体に浸される。こ
のため、金属容器の温度は、混合液体の温度に近づき、
金属容器の内側に固着された温度検知素子は、金属容器
を介して混合液体の温度を検知することができる。
[Operation] In the present invention, a temperature sensing element is fixed to the inside of the metal container in the vicinity of the opening for placing the optical glass. When measuring the mixing ratio of the mixed liquid, when the end surface of the optical glass is immersed in the mixed liquid, the metal container with the optical glass bonded to the opening is also immersed in the mixed liquid at the same time. Therefore, the temperature of the metal container approaches the temperature of the mixed liquid,
A temperature sensing element fixed to the inside of the metal container can detect the temperature of the mixed liquid through the metal container.

【0006】[0006]

【発明の効果】本発明では、検出される混合液体の屈折
率を温度補正するための温度検知素子を、金属容器の内
側に固着することによって、混合液体の温度を検知する
ことができる。また、温度検知素子を設けることに伴っ
て、別途気密性の確保が必要になることがないため、セ
ンサの構造を複雑にする必要がない。従って簡単な構成
によって、混合液体の温度を検知するとができる。
According to the present invention, the temperature of the mixed liquid can be detected by fixing the temperature sensing element inside the metal container for temperature-correcting the refractive index of the mixed liquid to be detected. Further, since there is no need to separately ensure airtightness due to the provision of the temperature sensing element, there is no need to complicate the structure of the sensor. Therefore, the temperature of the mixed liquid can be detected with a simple configuration.

【0007】[0007]

【実施例】次に、本発明を、ガソリンとアルコールとを
混合した混合燃料における燃料混合比を検出するための
燃料混合比センサ100における実施例に基づいて説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be explained based on an embodiment of a fuel mixture ratio sensor 100 for detecting a fuel mixture ratio in a mixed fuel mixture of gasoline and alcohol.

【0008】図1に示す燃料混合比センサ100におい
て、10は本発明の液体混合比センサとしてのセンサユ
ニットであり、1はセンサユニット10によって混合比
が検出される混合燃料を通過させるためのステンレス製
の燃料パスである。燃料パス1は、図示しない燃料タン
クから内燃機関に燃料を供給するための燃料供給路中に
配され、燃料混合比を検出するための円柱状の測定室と
なる燃料溜2が形成されており、燃料溜2には、燃料溜
2と連通する燃料接続管101、102が接続される接
続口3、4が、互いに対向して形成されている。燃料パ
ス1は、燃料溜2の上部がセンサユニット10を嵌合す
るための嵌合用開口となっており、センサユニット10
は、Oリング5によって気密性が確保されて燃料溜2に
面して嵌められている。
In the fuel mixture ratio sensor 100 shown in FIG. 1, 10 is a sensor unit as a liquid mixture ratio sensor of the present invention, and 1 is a stainless steel plate for passing the mixed fuel whose mixture ratio is detected by the sensor unit 10. This is a manufactured fuel path. The fuel path 1 is disposed in a fuel supply path for supplying fuel to the internal combustion engine from a fuel tank (not shown), and has a fuel reservoir 2 that serves as a cylindrical measurement chamber for detecting the fuel mixture ratio. , connection ports 3 and 4 are formed in the fuel reservoir 2 to face each other and to which fuel connection pipes 101 and 102 communicating with the fuel reservoir 2 are connected. In the fuel path 1, the upper part of the fuel reservoir 2 is a fitting opening for fitting the sensor unit 10.
is fitted facing the fuel reservoir 2 with airtightness ensured by an O-ring 5.

【0009】センサユニット10は、ステンレス製の主
体金具11に光学ガラス20を固定するとともに、発光
ダイオード31を発光素子として備えた発光用の素子基
板32と2つの受光素子としてのフォトダイオード33
、34を備えた受光用の素子基板35とを樹脂製の素子
ホルダ36、37によって主体金具11内で光学ガラス
20に対して所定の配置で支持したものである。
The sensor unit 10 includes an optical glass 20 fixed to a main metal fitting 11 made of stainless steel, an element substrate 32 for light emission equipped with a light emitting diode 31 as a light emitting element, and a photodiode 33 as two light receiving elements.
, 34 is supported in a predetermined position relative to the optical glass 20 within the metal shell 11 by resin element holders 36 and 37.

【0010】主体金具11は、異なる径長を有する2段
構造を呈する有底の円筒形状をなし、底部12には、燃
料溜2に面する光学ガラス20が接合された開口13が
形成され、また、外側に突出した素子室14が設けられ
ている。素子室14の内部には、燃料溜2内を通過する
混合燃料の温度を検知するための温度検知素子としての
抵抗器15が接着剤によって固着されており、抵抗器1
5には、接続用のリード線15aが接続されている。主
体金具11の外側には、センサユニット10が燃料パス
1に嵌合される際の係止壁となるフランジ16が一体に
形成されている。
The main metal fitting 11 has a bottomed cylindrical shape exhibiting a two-stage structure having different diameter lengths, and an opening 13 facing the fuel reservoir 2 and having an optical glass 20 bonded thereto is formed in the bottom portion 12. Further, an element chamber 14 projecting outward is provided. A resistor 15 as a temperature detection element for detecting the temperature of the mixed fuel passing through the fuel reservoir 2 is fixed inside the element chamber 14 with an adhesive.
5 is connected to a lead wire 15a for connection. A flange 16 that serves as a locking wall when the sensor unit 10 is fitted into the fuel path 1 is integrally formed on the outside of the metal shell 11 .

【0011】光学ガラス20は円柱形状を呈し、所定の
治具を用いた窒素雰囲気中での熱処理によって主体金具
11の底部12に融着用の環状ガラス17によって接合
されて開口13が密閉され、主体金具11と光学ガラス
20との接合部の気密性が確保される。
The optical glass 20 has a cylindrical shape, and is bonded to the bottom part 12 of the metal shell 11 by an annular glass 17 for fusion by heat treatment in a nitrogen atmosphere using a predetermined jig, and the opening 13 is sealed. The airtightness of the joint between the metal fitting 11 and the optical glass 20 is ensured.

【0012】各素子基板32、35は、いずれもアルミ
ナ基板上に各素子を接合させたもので、各表面には発光
ダイオード31あるいはフォトダイオード33、34を
接合するための導体パターンが備えられている。ここで
、発光ダイオード31はチップの状態で素子基板32に
実装され、面状のチップからなるフォトダイオード33
、34は素子基板35に面実装されている。また、各素
子基板32、35には、導体パターンを介して各素子と
接続された複数のリード線38、39がそれぞれ備えら
れている。
Each of the element substrates 32 and 35 is made by bonding each element onto an alumina substrate, and each surface is provided with a conductor pattern for bonding the light emitting diode 31 or the photodiode 33, 34. There is. Here, the light emitting diode 31 is mounted on the element substrate 32 in the form of a chip, and the photodiode 33 is made of a planar chip.
, 34 are surface-mounted on the element substrate 35. Further, each element substrate 32, 35 is provided with a plurality of lead wires 38, 39 connected to each element via a conductive pattern.

【0013】フォトダイオード33は、発光ダイオード
31の輝度が一定に保たれるようにするために、発光ダ
イオード31の照射光を直接受光して、受光信号を制御
回路へ伝送する。一方、フォトダイオード34は、発光
ダイオード31から照射される照射光のうち、燃料溜2
に対して界面をなす光学ガラス20の端面21で反射し
たものを、発光ダイオード31から直接受光するものと
ともに受光して、受光量に応じた受光信号を制御回路へ
伝送する。
The photodiode 33 directly receives the light emitted from the light emitting diode 31 and transmits a light reception signal to the control circuit in order to maintain the brightness of the light emitting diode 31 constant. On the other hand, the photodiode 34 selects a portion of the light emitted from the light emitting diode 31 from the fuel reservoir 2.
The light reflected by the end surface 21 of the optical glass 20 forming an interface with the light emitting diode 31 is received together with the light directly received from the light emitting diode 31, and a light reception signal corresponding to the amount of light received is transmitted to the control circuit.

【0014】各素子基板32、35は、フランジ36a
を備えた略円筒形状の素子ホルダ36の図示しない支持
用スリットに挿入支持された後に、各リード線38、3
9に対応した複数の貫通穴40と、リード線15aを貫
通させるための貫通穴41が形成された素子ホルダ37
から各リード線38、39を突出させ、またリード線1
5aを貫通させた状態で覆われ、各貫通穴40、41は
、各リード線38、39、15aを貫通させた状態でシ
リコン接着剤18によって密封され,素子ホルダ36と
素子ホルダ37は、エポキシ樹脂42によって内側の気
密性が確保されて一体化される。
Each element substrate 32, 35 has a flange 36a.
After being inserted and supported in a supporting slit (not shown) of a substantially cylindrical element holder 36 equipped with
An element holder 37 in which a plurality of through holes 40 corresponding to No. 9 and a through hole 41 for passing the lead wire 15a through are formed.
The lead wires 38 and 39 are made to protrude from the lead wire 1.
The through holes 40, 41 are sealed with silicone adhesive 18 with the lead wires 38, 39, 15a passing through them, and the element holders 36 and 37 are covered with epoxy adhesive. The resin 42 ensures internal airtightness and is integrated.

【0015】一体化され各素子基板32、35を有する
素子ホルダ36、37は、フランジ36aが係止される
まで主体金具11の内側に挿入され、内側に向かってか
しめられる主体金具11の肉薄部19によって、2枚の
金属リング6、7およびOリング8を介して固定される
。また、Oリング9によって主体金具11との気密性が
確保される。
The element holders 36 and 37, which are integrated and have respective element substrates 32 and 35, are inserted inside the metal shell 11 until the flange 36a is locked, and the thin part of the metal shell 11 is caulked inward. 19 through two metal rings 6, 7 and an O-ring 8. Further, the O-ring 9 ensures airtightness with the metal shell 11.

【0016】以上の構成を有するセンサユニット10は
、図示しない樹脂製のセンサボディによって燃料パス1
、センサユニット10および燃料接続管101、102
が一体化され、各リード線38、39には、センサボデ
ィ内に設けられるオペアンプ等を有するハイブリッドI
Cを備えた図示しない制御基板が接続される。また、抵
抗器15もリード線15aによって制御基板と接続され
る。
The sensor unit 10 having the above configuration has a sensor body made of resin (not shown) that connects the fuel path 1.
, sensor unit 10 and fuel connection pipes 101, 102
is integrated, and each lead wire 38, 39 is connected to a hybrid I having an operational amplifier etc. provided in the sensor body.
A control board (not shown) equipped with C is connected. Further, the resistor 15 is also connected to the control board by a lead wire 15a.

【0017】燃料溜2内を通過する混合燃料の屈折率は
、混合燃料の混合比およびその温度に応じて一義的に決
まり、その屈折率に応じて発光ダイオード31の照射光
の反射角度の臨界角が決まるため、光学ガラス20の端
面21で反射する照射光の量は、混合燃料の混合比に応
じて決まり、混合比に応じた光量がフォトダイオード3
4に受光される。制御基板では、フォトダイオード34
の受光信号から屈折率が求められ、さらに、抵抗器15
によって検知される温度によって屈折率の補正を行なう
ことによって混合燃料の混合比を求めることができる。
The refractive index of the mixed fuel passing through the fuel reservoir 2 is uniquely determined depending on the mixture ratio of the mixed fuel and its temperature, and the critical angle of reflection of the light irradiated by the light emitting diode 31 is determined depending on the refractive index. Since the angle is determined, the amount of irradiated light reflected by the end surface 21 of the optical glass 20 is determined according to the mixture ratio of the mixed fuel, and the amount of light corresponding to the mixture ratio is reflected by the photodiode 3.
The light is received at 4. On the control board, the photodiode 34
The refractive index is determined from the light reception signal of the resistor 15.
The mixture ratio of the mixed fuel can be determined by correcting the refractive index based on the temperature detected by.

【0018】以上のとおり、本実施例の燃料混合比セン
サ100においては、光学ガラス20が接合される主体
金具11の底部12に温度検知のための抵抗器15が固
着されるため、混合燃料の温度を容易に検知することが
できる。本実施例では、底部12から突出した素子室1
4を形成してその中に抵抗器15を配したが、平面の底
部12に抵抗器15を直接固着してもよい。本実施例で
は、燃料混合比センサ100を小型にするために、光学
ガラス20を主体金具11内部で偏心させているが、光
学ガラス20を、主体金具11その他と同心的に配して
もよい。上記実施例では、温度検知素子として、抵抗器
を用いたが、サーミスタ、ダイオード等他の温度検知素
子でもよい。
As described above, in the fuel mixture ratio sensor 100 of this embodiment, the resistor 15 for temperature detection is fixed to the bottom 12 of the metal shell 11 to which the optical glass 20 is bonded. Temperature can be easily detected. In this embodiment, the element chamber 1 protrudes from the bottom 12.
4 and the resistor 15 is arranged therein, however, the resistor 15 may be directly fixed to the flat bottom part 12. In this embodiment, in order to make the fuel mixture ratio sensor 100 smaller, the optical glass 20 is eccentrically placed inside the metal shell 11, but the optical glass 20 may also be arranged concentrically with the metal shell 11 and others. . In the above embodiment, a resistor is used as the temperature detection element, but other temperature detection elements such as a thermistor or a diode may be used.

【0019】[0019]

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の実施例を示す燃料混合比センサの断面
図である。
FIG. 1 is a sectional view of a fuel mixture ratio sensor showing an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10  センサユニット(液体混合比センサ)11  
主体金具(金属容器) 13  開口(開口部) 15  抵抗器(温度検知素子) 17  環状ガラス(融着用ガラス) 20  光学ガラス 21  端面 31  発光ダイオード(発光素子)
10 Sensor unit (liquid mixture ratio sensor) 11
Metal shell (metallic container) 13 Opening (opening) 15 Resistor (temperature sensing element) 17 Annular glass (glass for fusion) 20 Optical glass 21 End surface 31 Light emitting diode (light emitting element)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  金属容器の開口部に光学ガラスを配し
該光学ガラスの端面を前記開口部に露出させて前記金属
容器および前記光学ガラスを融着用ガラスによって接合
するとともに、前記端面に向かって前記光学ガラスの内
側から照射光を発する発光素子と少なくとも前記端面で
反射した前記照射光を受光する受光素子とを前記金属容
器内に設け、前記端面が2種の透光性の液体が混合した
被測定液体に浸される光学式の液体混合比センサにおい
て、前記開口部の近傍の前記金属容器の内側に温度検知
素子を固着したことを特徴とする液体混合比センサ。
1. An optical glass is disposed in an opening of a metal container, an end surface of the optical glass is exposed to the opening, and the metal container and the optical glass are bonded by a welding glass. A light emitting element that emits irradiation light from inside the optical glass and a light receiving element that receives at least the irradiation light reflected from the end face are provided in the metal container, and the end face is a mixture of two types of translucent liquids. 1. An optical liquid mixture ratio sensor immersed in a liquid to be measured, characterized in that a temperature sensing element is fixed to the inside of the metal container near the opening.
JP1856891A 1991-02-12 1991-02-12 Liquid mixing-ratio sensor Pending JPH04256835A (en)

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