JPH04256839A - 液体混合比センサ - Google Patents
液体混合比センサInfo
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- JPH04256839A JPH04256839A JP1875191A JP1875191A JPH04256839A JP H04256839 A JPH04256839 A JP H04256839A JP 1875191 A JP1875191 A JP 1875191A JP 1875191 A JP1875191 A JP 1875191A JP H04256839 A JPH04256839 A JP H04256839A
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Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光の屈折率の差を利
用して２種以上の透光性の液体が混合した被測定液体の
混合比を測定する液体の混合比センサに係わり、とくに
ガソリンとアルコールとの混合液体を燃料とするエンジ
ンに装着するのに適した液体（燃料）混合比センサの耐
久性と安全性の向上に関する。
用して２種以上の透光性の液体が混合した被測定液体の
混合比を測定する液体の混合比センサに係わり、とくに
ガソリンとアルコールとの混合液体を燃料とするエンジ
ンに装着するのに適した液体（燃料）混合比センサの耐
久性と安全性の向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】液体混合比センサとして、被測定液体に
一面を接触させたガラス（プリズム）に、その近傍に配
置した発光素子で発光させた光を、該一面以外から入射
させて該一面で反射させ、該発光素子と対向的に配置し
た受光素子で受光し、その光量でガソリンとアルコール
との混合比を検出する方式のものがある。
一面を接触させたガラス（プリズム）に、その近傍に配
置した発光素子で発光させた光を、該一面以外から入射
させて該一面で反射させ、該発光素子と対向的に配置し
た受光素子で受光し、その光量でガソリンとアルコール
との混合比を検出する方式のものがある。
【０００３】この液体混合比センサは、自動車のエンジ
ンルームなど温度変化が大きく、かつ振動の加わる状況
で使用されるため、コンパクトで装着性に優れるととも
に頑丈であることが重要である。かかる要件を満たすセ
ンサとして、この発明者は、筒状の主体金具の先端に光
学ガラス製プリズムを嵌め込んで融着ガラスで融着し、
主体金具内に発光素子と受光素子とを組み込んだ構造の
ものを開発している。
ンルームなど温度変化が大きく、かつ振動の加わる状況
で使用されるため、コンパクトで装着性に優れるととも
に頑丈であることが重要である。かかる要件を満たすセ
ンサとして、この発明者は、筒状の主体金具の先端に光
学ガラス製プリズムを嵌め込んで融着ガラスで融着し、
主体金具内に発光素子と受光素子とを組み込んだ構造の
ものを開発している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、この構造に
おいては、金属である主体金具と融着ガラスとは材質が
異なるため接着力が不十分となりやすい。この発明の目
的は、上記構成の液体混合比センサにおいて、主体金具
と融着ガラスとの固着力が大きくでき、耐久性と安全性
に優れた液体の混合比センサの提供にある。
おいては、金属である主体金具と融着ガラスとは材質が
異なるため接着力が不十分となりやすい。この発明の目
的は、上記構成の液体混合比センサにおいて、主体金具
と融着ガラスとの固着力が大きくでき、耐久性と安全性
に優れた液体の混合比センサの提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、こ
の発明の液体混合比センサは、２種以上の透光性の液体
が混合した被測定液体に接触した反射面を有するプリズ
ム、発光素子および受光素子を組み合わせた光学式液体
混合比センサにおいて、光学ガラス製で円柱状部を有す
るプリズムを、Ｎｉ−Ｆｅ合金製で、酸化膜が形成され
た円筒状内周面を有する主体金具に遊び嵌めし、主体金
具の円筒状内周とプリズムの円柱状外周との間隙を融着
ガラスで融着した構成を採用した。
の発明の液体混合比センサは、２種以上の透光性の液体
が混合した被測定液体に接触した反射面を有するプリズ
ム、発光素子および受光素子を組み合わせた光学式液体
混合比センサにおいて、光学ガラス製で円柱状部を有す
るプリズムを、Ｎｉ−Ｆｅ合金製で、酸化膜が形成され
た円筒状内周面を有する主体金具に遊び嵌めし、主体金
具の円筒状内周とプリズムの円柱状外周との間隙を融着
ガラスで融着した構成を採用した。
【０００６】
【実施例】図１はこの発明の一実施例であるガソリン−
アルコール混合燃料の混合比検出装置１００を示し、混
合燃料が流れるエンジンの燃料供給路２００に装着され
、燃料混合比を検出する。混合比検出装置１００は、図
示上部にセンサ回路基板の設置室３０１が設けられてい
る樹脂製のセンサボディ３００内に、液体混合比センサ
ユニット１および被測定液体の測定室を形成するハウジ
ング２を射出成形によりモールドしてなる。またハウジ
ング２には前記燃料供給路２００を構成する燃料パイプ
２０１、２０２がろう付けされている。
アルコール混合燃料の混合比検出装置１００を示し、混
合燃料が流れるエンジンの燃料供給路２００に装着され
、燃料混合比を検出する。混合比検出装置１００は、図
示上部にセンサ回路基板の設置室３０１が設けられてい
る樹脂製のセンサボディ３００内に、液体混合比センサ
ユニット１および被測定液体の測定室を形成するハウジ
ング２を射出成形によりモールドしてなる。またハウジ
ング２には前記燃料供給路２００を構成する燃料パイプ
２０１、２０２がろう付けされている。
【０００７】センサユニット１は、有底円筒状のステン
レス製ハウジング２の後部にその先部が嵌め込まれた主
体金具３と、該主体金具３の先端（図示下端）部に融着
ガラス４１で融着されたプリズム４と、主体金具３内に
嵌め込まれ、発光素子および受光素子を保持している電
気絶縁体製の素子ホルダ５とからなる。
レス製ハウジング２の後部にその先部が嵌め込まれた主
体金具３と、該主体金具３の先端（図示下端）部に融着
ガラス４１で融着されたプリズム４と、主体金具３内に
嵌め込まれ、発光素子および受光素子を保持している電
気絶縁体製の素子ホルダ５とからなる。
【０００８】ハウジング２は、先端面中心が円錐台状に
先方に膨出した底２１と、円筒状の胴２２とを有する。 胴２２の先部には、燃料の流入口２３と流出口２４とが
開けられ、前記燃料パイプ２０１、２０２に連結されて
いる。また内部は前記流入口２３がらガソリンとアルコ
ールとの混合燃料が流入し、前記流出口２４から流出す
る燃料溜Ｃとなっている。
先方に膨出した底２１と、円筒状の胴２２とを有する。 胴２２の先部には、燃料の流入口２３と流出口２４とが
開けられ、前記燃料パイプ２０１、２０２に連結されて
いる。また内部は前記流入口２３がらガソリンとアルコ
ールとの混合燃料が流入し、前記流出口２４から流出す
る燃料溜Ｃとなっている。
【０００９】主体金具３はＮｉ−Ｆｅ合金製であり、先
端部３１が内周縁状に形成されたやや径小の先部３２と
、後端部３３が薄肉に形成された径大の後部３４とから
なり、中間にフランジ３５が設けられている。先端部３
１の内周は円筒状のプリズム融着壁３６となっており、
先部３２が前記ハウジング２の後部に嵌め込まれたとき
先端面は前記燃料溜Ｃに面し、フランジ３５はハウジン
グ２の後端面に当接する。内周は前記フランジ３５に対
応する位置に形成した段３７を境にして、先部が径小、
後部が径大に形成されている。またプリズム融着壁３６
の表面に、膜厚１ミクロンの酸化膜３８が形成されてい
る。
端部３１が内周縁状に形成されたやや径小の先部３２と
、後端部３３が薄肉に形成された径大の後部３４とから
なり、中間にフランジ３５が設けられている。先端部３
１の内周は円筒状のプリズム融着壁３６となっており、
先部３２が前記ハウジング２の後部に嵌め込まれたとき
先端面は前記燃料溜Ｃに面し、フランジ３５はハウジン
グ２の後端面に当接する。内周は前記フランジ３５に対
応する位置に形成した段３７を境にして、先部が径小、
後部が径大に形成されている。またプリズム融着壁３６
の表面に、膜厚１ミクロンの酸化膜３８が形成されてい
る。
【００１０】プリズム４は、この実施例では円柱状のブ
ロック状の光学ガラスからなり、先端部４０が前記円筒
状融着壁３６に嵌め込まれた環状融着ガラス４１により
融着されて主体金具３に固着されている。この融着は融
着ガラスと光学ガラスの融点の差を利用してなされ、こ
の融着ガラス４１が固着手段であるとともに、混合燃料
の一次シールとなっている。プリズム４は主体金具の先
部３２に位置し、該先部３２の内周壁とプリズム外周壁
との間には環状の空間４３が形成される。
ロック状の光学ガラスからなり、先端部４０が前記円筒
状融着壁３６に嵌め込まれた環状融着ガラス４１により
融着されて主体金具３に固着されている。この融着は融
着ガラスと光学ガラスの融点の差を利用してなされ、こ
の融着ガラス４１が固着手段であるとともに、混合燃料
の一次シールとなっている。プリズム４は主体金具の先
部３２に位置し、該先部３２の内周壁とプリズム外周壁
との間には環状の空間４３が形成される。
【００１１】素子ホルダ５は、この実施例では先後に２
分割された先側ホルダ６および後側ホルダ７を有する。 先側ホルダ６は、前記環状空間４３に差し込まれた筒部
６１と、その上端に展長され、前記段３７に当接した鍔
部６２とを有し、内壁に軸方向の溝６３、６４対向して
設けられている。後側ホルダ７は、先側ホルダ６に蓋設
された盤状を呈し、先面に凹所７１が設けられ、先端外
周にＯリング溝７２が形成されるとともに、後端外周に
は段７３が周設されている。また前記溝６３、６４に対
応する小穴７５が開けられリードピン取り出し口となっ
ている。
分割された先側ホルダ６および後側ホルダ７を有する。 先側ホルダ６は、前記環状空間４３に差し込まれた筒部
６１と、その上端に展長され、前記段３７に当接した鍔
部６２とを有し、内壁に軸方向の溝６３、６４対向して
設けられている。後側ホルダ７は、先側ホルダ６に蓋設
された盤状を呈し、先面に凹所７１が設けられ、先端外
周にＯリング溝７２が形成されるとともに、後端外周に
は段７３が周設されている。また前記溝６３、６４に対
応する小穴７５が開けられリードピン取り出し口となっ
ている。
【００１２】前記溝６３、６４には、それぞれ発光素子
、受光素子５１、５２が固着されるとともに、これら素
子のリードがプリントされた帯板状のセラミック製素子
基板５３、５４が嵌め込まれている。これら素子基板５
３、５４の上端は前記凹所７１内へ突き出ており、この
部分でリードピン５５がろう付けされている。リードピ
ン５５は、前記小穴７５を挿通して上部に取り出されて
おり、小穴７５内にはシリコン樹脂によるシールがなさ
れている。また前記凹所内にはエポキシ樹脂５７が充填
されている。
、受光素子５１、５２が固着されるとともに、これら素
子のリードがプリントされた帯板状のセラミック製素子
基板５３、５４が嵌め込まれている。これら素子基板５
３、５４の上端は前記凹所７１内へ突き出ており、この
部分でリードピン５５がろう付けされている。リードピ
ン５５は、前記小穴７５を挿通して上部に取り出されて
おり、小穴７５内にはシリコン樹脂によるシールがなさ
れている。また前記凹所内にはエポキシ樹脂５７が充填
されている。
【００１３】このホルダ５は、上記組付体の状態で主体
金具３内に嵌め込まれ、主体金具の上端部を内側にかし
めることにより、主体金具３内に固定される。この際前
記段７３とかしめ部３７との間にはメタルリング間にＯ
リングを挟んでなる緩衝材３９が介在される。
金具３内に嵌め込まれ、主体金具の上端部を内側にかし
めることにより、主体金具３内に固定される。この際前
記段７３とかしめ部３７との間にはメタルリング間にＯ
リングを挟んでなる緩衝材３９が介在される。
【００１４】主体金具３は、光学ガラス製であるプリズ
ム４と熱膨張率を合わせるため、Ｎｉ−Ｆｅ合金が使用
される。ガソリンとアルコールとの混合燃料の場合、光
学ガラスの熱膨張係数は使用温度域で８．４×１０−６
／℃程度となるので、熱膨張係数が９．８×１０−６／
℃である５０％Ｎｉ−Ｆｅ合金製を使用することが最も
望ましい。また融着ガラス４１とプリズム４とは、ガラ
ス同士であるため強固に融着し、また融着ガラス４１と
酸化膜３８が施された主体金具のプリズム融着壁３６と
は強固に接着する。
ム４と熱膨張率を合わせるため、Ｎｉ−Ｆｅ合金が使用
される。ガソリンとアルコールとの混合燃料の場合、光
学ガラスの熱膨張係数は使用温度域で８．４×１０−６
／℃程度となるので、熱膨張係数が９．８×１０−６／
℃である５０％Ｎｉ−Ｆｅ合金製を使用することが最も
望ましい。また融着ガラス４１とプリズム４とは、ガラ
ス同士であるため強固に融着し、また融着ガラス４１と
酸化膜３８が施された主体金具のプリズム融着壁３６と
は強固に接着する。
【００１５】〔データ〕５０％Ｎｉ−Ｆｅ合金の主体金
具を、脱脂・酸による洗浄後、低酸素濃度の窒素炉で、
１０００℃、１０分間から６０分間酸化処理した。この
酸化処理により合金成分中のＦｅを酸化し、酸化膜の厚
さＮ＝０．５〜５ミクロンの厚さが均一で滑らかな酸化
膜を形成した。
具を、脱脂・酸による洗浄後、低酸素濃度の窒素炉で、
１０００℃、１０分間から６０分間酸化処理した。この
酸化処理により合金成分中のＦｅを酸化し、酸化膜の厚
さＮ＝０．５〜５ミクロンの厚さが均一で滑らかな酸化
膜を形成した。
【００１６】この主体金具３を、図３に示す如く、平滑
なカーボン板８１の上に光学ガラス製プリズム４と同軸
的に並置し、両者の環状間隙に低融点の環状融着ガラス
４１をセットし、カーボンリング８２を介して荷重８３
を乗せた。これを窒素雰囲気炉に入れ、摂氏７００度で
５分間熱処理を行い、主体金具３とプリズム４との融着
を行った。
なカーボン板８１の上に光学ガラス製プリズム４と同軸
的に並置し、両者の環状間隙に低融点の環状融着ガラス
４１をセットし、カーボンリング８２を介して荷重８３
を乗せた。これを窒素雰囲気炉に入れ、摂氏７００度で
５分間熱処理を行い、主体金具３とプリズム４との融着
を行った。
【００１７】この融着体を各２０個のテストピースにつ
き、１０００時間５０％ガソリン−５０％エタノールの
混合燃料に浸漬した後、Ｈｅリークディテクターで接合
部の機密性を測定した。 （１）Ｎ＝０．５ 全てが１０−６ＡＴＭｃｃ／ｓｅ
ｃ以上 （２）Ｎ＝１ 全てが１０−９ＡＴＭｃｃ／
ｓｅｃ以下 （３）Ｎ＝１ 全てが１０−９ＡＴＭｃｃ／
ｓｅｃ以下 （４）Ｎ＝２ 全てが１０−９ＡＴＭｃｃ／
ｓｅｃ以下 （５）Ｎ＝３ 全てが１０−９ＡＴＭｃｃ／
ｓｅｃ以下 （６）Ｎ＝４ ３個が１０−６ＡＴＭｃｃ／
ｓｅｃ以上 １７個が１０−９ＡＴＭｃｃ／ｓｅｃ以下（７）Ｎ＝５
全てが１０−６ＡＴＭｃｃ／ｓｅｃ以上
き、１０００時間５０％ガソリン−５０％エタノールの
混合燃料に浸漬した後、Ｈｅリークディテクターで接合
部の機密性を測定した。 （１）Ｎ＝０．５ 全てが１０−６ＡＴＭｃｃ／ｓｅ
ｃ以上 （２）Ｎ＝１ 全てが１０−９ＡＴＭｃｃ／
ｓｅｃ以下 （３）Ｎ＝１ 全てが１０−９ＡＴＭｃｃ／
ｓｅｃ以下 （４）Ｎ＝２ 全てが１０−９ＡＴＭｃｃ／
ｓｅｃ以下 （５）Ｎ＝３ 全てが１０−９ＡＴＭｃｃ／
ｓｅｃ以下 （６）Ｎ＝４ ３個が１０−６ＡＴＭｃｃ／
ｓｅｃ以上 １７個が１０−９ＡＴＭｃｃ／ｓｅｃ以下（７）Ｎ＝５
全てが１０−６ＡＴＭｃｃ／ｓｅｃ以上
【００１８】上記データから、酸化膜厚は１ミクロンか
ら３ミクロン程度がよいことが分かる。酸化膜が薄すぎ
ると融着ガラスとの接着力が弱く、厚すぎると主体金具
のＦｅが抜け表面が多孔質になるため、シール性が低下
するためである。なお酸化雰囲気の酸素濃度が高いと滑
らかな酸化膜の代わりに荒い錆が発生する。また酸化温
度が低いと融着ガラスによる融着時に酸化が進行する。 このため数ｐｐｍの酸素濃度雰囲気と１０００℃程度の
高温による酸化が望ましい。
ら３ミクロン程度がよいことが分かる。酸化膜が薄すぎ
ると融着ガラスとの接着力が弱く、厚すぎると主体金具
のＦｅが抜け表面が多孔質になるため、シール性が低下
するためである。なお酸化雰囲気の酸素濃度が高いと滑
らかな酸化膜の代わりに荒い錆が発生する。また酸化温
度が低いと融着ガラスによる融着時に酸化が進行する。 このため数ｐｐｍの酸素濃度雰囲気と１０００℃程度の
高温による酸化が望ましい。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の液体混
合比センサは、融着ガラスは主体金具に施された酸化膜
に強固に接着するので、高い気密性が長期間維持できる
。
合比センサは、融着ガラスは主体金具に施された酸化膜
に強固に接着するので、高い気密性が長期間維持できる
。
【図１】液体混合比センサの断面図である。
【図２】主体金具とプリズムとの融着工程を示す断面図
である。
である。
【図３】融着工程の組付図である。
１ 混合比センサユニット
２ ハウジング
３ 主体金具
４ プリズム
３８ 酸化膜
４１ 融着ガラス
５１ 発光素子
５２ 受光素子
Claims (1)
- 【請求項１】 ２種以上の透光性の液体が混合した被
測定液体に接触した反射面を有するプリズム、発光素子
および受光素子を組み合わせた光学式液体混合比センサ
において、光学ガラス製で円柱状部を有するプリズムを
、Ｎｉ−Ｆｅ合金製で、酸化膜が形成された円筒状内周
面を有する主体金具に遊び嵌めし、主体金具の円筒状内
周とプリズムの円柱状外周との間隙を融着ガラスで融着
したことを特徴とする液体の混合比センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1875191A JPH04256839A (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 液体混合比センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1875191A JPH04256839A (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 液体混合比センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04256839A true JPH04256839A (ja) | 1992-09-11 |
Family
ID=11980355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1875191A Pending JPH04256839A (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 液体混合比センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04256839A (ja) |
-
1991
- 1991-02-12 JP JP1875191A patent/JPH04256839A/ja active Pending
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