JPH04501769A - アルコール―ガソリン混合体のアルコール濃度測定用センサと方法 - Google Patents

アルコール―ガソリン混合体のアルコール濃度測定用センサと方法

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 アルコール−ガソリン混合体のアルコール濃度測定用センサと方法 技術分野 ここで述べる本発明は、アルコール炭化水素混合物中のアルコールの濃度を測定 するセンサと測定方法に関する。このセンサと方法は、メタノールまたはエタノ ールのようなアルコールを含む燃料、およびガソリンまたはこれらの混合体の燃 料供給システムに対して特に適用される。
背景技術 アルコールは輸送用車両の代替燃料として使用される潜在的可能性のあることが 知られている０世界の石油埋蔵量は有限であり、現在の消費量では比較的短い寿 命しかないという認識以外に、環境上の関心と国家の安全上の問題によって、ハ イオクタン価ガソリンの増量剤または代替物として、燃焼のクリーンなアルコー ル（主としてエタノールとメタノール）の使用が促進されている。
メタノールは、恐らく原油に基礎をおく液体燃料にとって代わる最も可能性のあ る候補である。地理上広範囲にわたって販路を存するアルコールの供給システム を確立することは、ガソリンのみを燃焼させるように設計されたエンジンによっ て動力を供給されている自動車およびその他の輸送用車両を代替するのと同様に かなりの時間を要する。純粋なメタノール燃料のようなアルコール燃料への変換 すなわち転換は、ガソリン、メタノール（または他のアルコール）またはガソリ ンとアルコール類とのいずれかの混合物を使用して満足に動作することのできる メタノールを燃料とする車両によって促進される。しかし、点火によって動作す るエンジンで適切な燃焼をおこなうには、メタノールまたはエタノールの空燃比 とは実質的に異なったガソリン用の空燃比を必要とする。この問題は、ガソリン とアルコールの混合物がその組成によって変化する化学量論的比率を有している ため、更に複雑になる。
したがって、燃料中のアルコールの比率を測定することができ空燃比を制御する ための代表的な信号を供給することのできる自動車または他の燃料システムで使 用することのできるセンサに対する必要性が存在する。この燃料システムの機能 は、エンジンの吸入する空気の量に基づいて供給される燃料の燃料の量とセンサ の検出した燃料の組成を制御することである。自動車メーカーは燃料組成センサ からの信号に応答して空燃比を調整する種々の機構と制御装置を開発している。
最も可能性のあるこのような調整は、燃料組成センサからの信号に応答して空燃 比を自動的に調整するようにプログラムする車載コンピュータによって制御され る。
このコンピュータは、また点火タイミングのようなセンサの出力に応答してエン ジンの他の動作パラメータも制御する。
幾つかの赤外線燃料組成センサが開発および（または）提案されている。米国特 許第４，５９４．９６８号は、アルコールの含有量の変化する燃料混合物を供給 されるエンジンを自動的に制御する場合に使用するアルコール−ガソリン混合物 の組成を決定する装置を開示している。このセンサは平均波長９４０ｎｍの赤外 線領域で光線を出射するダイオードを使用している。この光線は半反射分離板に よって２つの部分に分割される。この光の１つの部分は測定用セルを介して第１ フオトトランジスタに達し、この光の他の部分は純メタノールのような既知の組 成の基準液体を含有する基準セルを介して第１フオトトランジスタに達する。こ れらのフォトトランジスタはメタノールのパーセンテージを表すと考えられる測 定信号を供給する差動増幅器の２つの入力に接続される。
赤外線の吸収に基づく上で留意したセンサ以外に他の提案または研究されている センサは、屈折率、超音波または屈折率に基づいている。これらの従来技術のセ ンサには、温度に対する感度、燃料の流量、不純物混合物の不均一性、周辺温度 の制限、信親性、複雑性およびコストを含む１つ以上の欠陥がある。
発明の開示 本発明は、アルコール−炭化水素混合物中のアルコールの濃度を測定するセンサ と測定方法を提供する０本発明のセンサと方法は、車両のエンジンの燃料システ ムで使用するために開発または提案されている既知の燃料組成センサおよび方法 と関連する１つ以上の欠陥を解消または最小にする。このセンサおよび方法の特 徴は、燃料によって伝達されるエネルギーの２つの異なった波長帯域の吸収度を 検出する１対の検出器または検出素子である。第１波長帯域はその吸収度が燃料 混合物のアルコール含有量に比例し、この第１波長帯域は、燃料混合物中のアル コールによって吸収されると共に炭化水素およびその他の非アルコールによって 実質的に吸収されない、第２すなわち基準波長帯域は、アルコールおよび炭化水 素（非アルコール）の吸収が基本的に同じであり、望ましくは基本的にゼロにな るように選択される。２つの検出器または検出素子の出力の比率は、燃料混合物 のアルコールの含有量を表す信号を発生するように設定される。
本発明の広範な面では、アルコール−ガソリン燃料混合物中のアルコールの量を 測定するセンサは、アルコールによって吸収されると共にガソリンによって実質 的に吸収されない第１波長帯域のエネルギーとアルコールおよびガソリンによっ て実質的に等しく吸収される第２波長帯域のエネルギーを含む広範な帯域のエネ ルギーを発生する手段、アルコール−ガソリン燃料混合物を介して第１および第 ２波長帯域のエネルギーを通過させるためにこの混合物を受け取る手段、および アルコール−ガソリン燃料混合物を介して通過した第１および第２波長帯域のエ ネルギー内に残存するエネルギーの量を検出し、検出されたエネルギー量に比例 する信号を発生する手段によって構成される。
好適な実施例では、検出手段には、第１および第２検出素子を有する差動熱電対 列が含まれる。第１および第２帯域フイルタが、発生手段と第１および第２検出 素子との間にそれぞれ配設され、第１および第２波長帯域がアルコール−ガソリ ン混合物を介して通過している間に吸収されない程度にこれらの第１および第２ 波長帯域を検出素子に対して通過させる。特にメタノール−ガソリン混合物のメ タノール含有量を測定する好適な実施例では、第１波長帯域は約１５５０ｎ■に 中心を有する帯域であり、第２波長帯域は約１３０　Ｏｎ−に中心を有する帯域 であることが望ましい。
本発明の他の広範な面では、アルコール−ガソリン混合物中のアルコールの量を 測定するセンサは、アルコールによって吸収されると共にガソリンによって実質 的に吸収されない第１波長帯域のエネルギーとアルコールおよびガソリンによっ て実質的に等しく吸収される第２波長帯域のエネルギーを含む広範な帯域のエネ ルギーを発生する手段、第１および第２波長帯域のエネルギーをアルコール−ガ ソリン混合物を介して搬送するためにこの混合物を受け取る手段、およびアルコ ール−ガソリン混合物を介して搬送された第１および第２波長帯域のエネルギー 内に残存するエネルギーの量をそれぞれ検出する第１および第２検出手段によっ て構成される。
好適な実施例では、上述の受け取り手段は細い平坦な壁を有するチャンバである ことが望ましく、このチャンバはその上端でベンチュリの入口と出口に至るそれ ぞれの通路に接続され、このベンチュリはアルコール−ガソリン燃料混合物の通 過する燃料パイプと接続される。このベンチエリによて燃料混合物が連続してチ ャンバ内に吸いこまれ、アルコールの濃度が測定される。好適な実施例の発生手 段は白熱電球であることが好ましくこの白熱電球は電球の寿命を伸ばすために定 格電圧以下で動作し、この電球によって発生する熱を最小にする。更にこの好適 な実施例の特徴は、これらの波長帯域のエネルギーをサンプリング・チャンバを 介して効率よく通過させ検出手段に集めるための反射器とレンズ群である０本発 明には、また車両の車載コンピュータのようなデータ処理手段に遠隔転送するた めに検出器の出力を増幅しおよび（ま。
たは）これに条件を与える電子回路が設けられ、この車載コンピュータはセンサ の出力に応答して車両のエンジンの１つ以上のパラメータを調整するように動作 することができる。
本発明は、またアルコール−ガソリン燃料混合物中のアルコールの量を測定する 方法を提供し、この方法は、アルコールによって吸収されると共にガソリンによ って実質的に吸収されない第１波長帯域のエネルギーとアルコールおよびガソリ ンによって実質的に等しく吸収される第２波長帯域のエネルギーを含む広範な帯 域のエネルギーを発生するステップ、第１および第２波長帯域のエネルギーをア ルコール−ガソリン燃料混合物を介して通過させるステップ、および検出された エネルギーの量に比例する信号を発生するステップによって構成される。
本発明は、アルコール（メタノール）−ガソリン燃料混合物中のアルコールおよ び特にメタノールを決定する改良されたセンサと方法と関連して上で要約したが 、本発明の原理は他のエネルギー吸収化合物と共にあるエネルギー吸収化合物を 含有している混合物中のこのエネルギー吸収化合物の量を決定するセンサおよび 方法にも適用することができる。このより一般的な用途では、測定されたエネル ギー吸収化合物によって吸収され他の化合物によって吸収されない波長帯域内で 搬送された放射量と測定された化合物と他の化合物によって等しく吸収されると 共にかかる化合物によって実質的に吸収されないことが好ましい波長帯域の放射 量との間で比較が行われる０本発明の種々の面は、これ以外の種々の種類のセン サおよび検出方法に適用することができる。
本発明は、以下で十分に説明し特に特許請求の範囲で指摘した上述およびその他 の特徴によって構成され、以下の説明および添付図は本発明のある種の図示され た実施例を詳細に説明するが、これは本発明を採用することのできる原理の種々 の方法の１つを示すにすぎない。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明の原理を具現化するセンサのブロック図と概略図の組み合わせ である。
第２図は、本発明によるセンサの側面図である。
第３図は、第２図の線３−３から見たセンサの上部平面図である。
第４図は、第２図の線４−４で切断したセンサの垂直断面図である。
第５図は、第４図の線５−５で切断したセンサの水平断面図である。
第６図は、第２図の線６−６で切断したセンサの垂直断面図である。
第７図は、第４図の！７−７で切断したセンサの水平部分断面図である。
第８図は、第４図の線８−８で切断したセンサの垂直断面図である。
第９図は、第８図の線９−９から見たセンサの側面図である。
第１０図は、センサで使用する検出器−フィルタ・アッセンブリの拡大端面図で ある。
第１１図は、第１０図の線１１−１１から見た検出器−フィルタ・アッセンブリ の拡大図である。
第１２図は、基準電源の概略回路図である。
第１３図は、センサで使用する電球の電源の概略回路図である。
第１４図は、センサの出力回路の概略回路図である。
第１５図は、フォトレジスタ検出器に有用な出力回路の他の実施例である。
発明を実施するための最良の形態 ここで図面、特に先ず第１図を詳細に参照して、メタノール−ガソリン燃料混合 物のメタノール含有量を決定するセンサを概略図的に番号２０で表示する。セン サの測定する燃料のメタノール含有量に対応して、内燃機関２２の１つ以上のパ ラメータを自動的に調整するシステム２１のその他の部品と、センサ２０の概略 図的関係を示す。この詳細な説明の重点は、主としてメタノール−ガソリン燃料 混合物に置かれる。というのはメタノールがガソリンやその他の原油系液体燃料 にもっとも近い代替燃料と認められているからである。しかし本発明を、特にエ タノール−ガソリン燃料混合物を含むその他のアルコール−炭化水素混合物で実 施することもできる。また本発明を、内燃機関２２駆動の車両で実施されるもの として説明する。
センサ２０は一般的に、光源２５、サンプリング・チャンバ２６、一対の検出器 ２７および２８ならびにそれぞれの検出器用フィルタ２９および３０から構成さ れる。これら部品はハウジングに配置される（折線３２で示す）、センサはさら にデータ・プロセッサ３３への遠隔送信のため、検出器２７および２８の出力を 増幅する電子回路３２を含む、データ・プロセッサの機能はエンジン２２の１つ 以上のパラメータを制御することである。データ・プロセッサはメタノール濃度 の視覚読取り用のディスプレーに接続してもいい。
データ・プロセッサ３３はセンサ２０の出力に対応して、空燃比を自動的に調整 するようにプログラムされた車両積載用のコンピュータでもいい、このようにし て空燃比は、エンジン２２に供給されるどのような所与のメタノール−ガソリン 混合物（オクタン他の炭化水素。ガソリンの中にオクタン増強剤のような添加物 を加えてもいい）にたいしても最適値となる。燃料構成センサからの信号に対応 して空燃比を調節するいろいろなコンピュータ・システムがこれまで開発されて きたが、既知の燃料構成センサの代りに、そのようなシステムに日常的にこのセ ンサ２ｏを使用してもよく、以下説明するように、そのより優れた性能と特徴に よってよりよい結果をもたらす。
さて部品の詳細とセンサ２０の性能の説明に入るが、光源２５は安定し、よく調 節されたＤＣ電源３６から電力を供給される、安くて、広い帯状の光を発する白 熱電球が望ましい、ランプ２５は、特にサンプリング・チャンバ２６を介して発 せられる、または送られる赤外線に近い光またはエネルギを含む広い帯状の光を 発する。ランプは寿命を延ばすため、その定格電圧よりも低い電圧で出力するこ とが望ましい、たとえば、定格１２．８ボルトの自動車の半球形ランプを９．０ ボルトで使用した時には、後記で確認する光域中の赤外光予測ロス率１０％で、 寿命の延び予測率は３５００％となる。
サンプリング・チャンバは、車両の燃料管から燃料をとり入れる平らな壁の小室 が望ましい、サンプリング・チャンバから発する光はフィルタ２９および３０を それぞれ遣って、検出器２７および２８に当たる、検出器２７および２８は、光 源から各検出器までの距離がお互いに一定で同じになるような位置に配置される 。
図の示すとおり、検出器は光源２５とシンメトリックな状態の位置に、並んで位 置し、フィルタも同様な検出器の感知エリアをカバするように配置される。
フィルタ２９および３０は帯域フィルタで、限られた、狭い幅で検出器２７およ び２８に当たる光を通すだけである。ここで使う狭い幅のエネルギとは、すなわ ちただ１つの波長またはごく近い範囲でグループ化した波長のエネルギ帯を意味 する。狭域の幅は約１２ｎ−から約１０ｏｎ−の範囲が望ましく、約６Ｏｎ鵬の 狭域幅がもっとも望ましい、しかし以下で検討するように、大きな域幅をなお使 用してもいい。一方、広い幅のエネルギとは、広い範囲で多くの波長を含むもの をいう。
より詳しく説明すると、フィルタ２９は帯幅６０ｎｍを存する１５５０ｎｍ（中 間で１５５０ｎｍ）の帯域フィルタである。この波長帯をメタノールは吸収する が、炭化水素その他、ガソリン燃料に典型的に見られる非アルコールは実質的に は吸収しない。したがって、メタノール−ガソリン燃料混合物によるこの波長帯 の吸収は、燃料のメタノール含有量に比例している。もう１つのフィルタ３０は 帯幅６０ｎｍを存する１３００ｎｍ（中間で１３００ｎｍ）の狭帯域フィルタで ある。メタノールおよび典型的なガソリン系炭化水素ならびに非アルコール添加 物によるこの波長の吸収は基本的にはゼロであり、もっと重要なことは実質的に は同じということである。
検出器２７および２８は、運ばれた波長帯に残るエネルギ量を検出し、それに比 例する出力を提供する。これらの出力値は比率化されて、燃料混合物のメタノー ル含有量を表わす信号を提供する。上述のとおり、この信号すなわちセンサの出 力値は車両積載のコンピュータ３３に送信され、そこでセンサの出力信号からメ タノール濃度を決定するため、たとえば参照用テーブルを使用してもいい。
いずれ分るように、この２重のセンサのアプローチはセンサ２０を汚染物質にた いして鈍感にして、そのことはい（つかの従来の体系にとって問題であった。こ れは２つの検出器がどちらも同じ燃料を見るからである。しかも、ランプの老化 、濁った燃料または染料による光源の強さの変化を、２つの検出器は同時に検出 するだろう。したがって双方の出力値はいつも同じである。
次に第２図〜第９図はセンサ２０の部品をより詳細に示す、第２図、第３図に見 るように、センサ２０のハウジングはランプ・ハウジング４０、ランプ・カバ４ １および検出器２０のハウジング４２から構成されるアッセンブリである。この ようにいくつかの部分からなるアッセンブリによってセンサ２０の組立ては容易 になる。ランプ・ハウジング３１と検出器ハウジング４２とはセメントまたはそ の他の手段によって、分割線４３の所で恒久的に結合されて１重位のハウジング 体を形成している。これにたいしてランプ・カバ４１は、第４図、第５図で白熱 電球として図示された光源２５を容易に互換できるように、着脱自在のねし留め またはその他の適当な手段（図には出ない）によって、着脱自在にランプ・ハウ ジングにとり付けられる。
ランプ・ハウジング４０、ランプ・カバ４１および検出器ノ−ウランプ４２は、 メタノール−ガソリン燃料混合体と一緒に使用するのに都合がいいので、ポリス ルフォンから作られている。しかし、たとえばＰＥＴ、エポキシのような他の材 料も使うことができる。一般的に本材料は、選ばれた波長帯にたいして透過性、 少なくとも半透過性でなければならず、また燃料混合物成分にたいして高い化学 的抗力がなければならない、さらに本材料はランプから、また偶発的に周囲の温 度から発生する熱に耐えられなければならない。
ハウジング・アセンブリ３１は第３図で概略図として折れ線４４で示すように、 ケーシングに格納するのがいい、ケーシングはアルミニウムかその他ＥＭＦ遮蔽 力を有する金属から作るのがいい、ケーシングは、必要なら装着ブラケットおよ び（または）その他適当な装着具を利用して、車両に装着することも可能である 。これらの要求は、典型的には車両製造業者から専ら出るであろう、ケーシング は光の進入にたいして不透明であり、また密封され、それによってセンサを周囲 の光から遮蔽するのが望ましい。
第４図および第８図が示すように、ランプ・ハウジング４０はランプ・ハウジン グの外側（検出器ハウジング４２からは離れた側）に開く容器４８を有する。白 熱電球の形になっている光源２５を、何らかの適当な手段によってこの容器に収 容するのがいい。
図示した実施例において、ランプは装置したランプ・ホルダ４９および５０によ って容器内に据えつけられ、ホルダは同時にランプを電源に接続するめ電気端子 の役割をする。ランプ・ホルダには電気リード線５１が付いていて、接続のため ランプ・ハウジングから電源３６に延びている（第１図）。リード線は一般的に 以下で説明するようにランプ・ハウジングから外れることが望ましい。
図示したランプ・ホルダ４９および５０は相互に軸の方向に対置され、両者の間 でランプ２５を共同で支える。ランプ・ホルダ４９は、ランプ・ハウジングの側 壁５３の穴に取りつけられたスリーブ５２に据えられる。もう１つのランプ５０ は、ランプ・ハウジングの反対側の壁５４の穴で動くことができる状態にあり、 スプリング５５によってランプ・ホルダ４９の方へ弾力的に片寄っている。ラン プをホルダの間に差入れるには、第５図のように、ランプ・ホルダ５０をスプリ ングの力を押えながら左へ押せばいい０図のように、ランプを据えつけた後、ラ ンプ・ハウジングにランプ・カバ４１をしっかり被せて、はこりや湿気が容器に 入ってこないように容器の開放側を閉鎖する。
第８図で最も良く分かるように、ランプ２５は、その直線フィラメント５９がリ セプタクル４８の底部のランプ・ハウジングの内壁６２上に形成されると共にこ れと一体化されるのが好ましい凸型直線レンズ６１の焦点線に沿って延びるよう に保持される。
レンズ６１は、第８図の右から左にこのレンズを透過する光線を収束するように 機能し、その結果、ランプ・ハウジングの平坦な内部表面を通る光線は、一般的 に平行な関係でこのような内部表面に対して直角に延びる。更に重要なことは、 これらの光線がサンプリング・チャンバの厚さ方向に対して平行な方向、すなわ ち細いサンプリング・チャンバ２６の平坦な範囲に対して垂直な方向でこのサン プリング・チャンバを通過するように広がることである。
好ましくは、リフレクタ６５は、ランプ２５により発生されたすべての光をサン プリング室２６へ向けるのに使用する０図示した好ましい実施態様におけるリフ レクタ６５は、シート状のアルミフォイルから成り、このアルミフォイルのりフ レフタは、ランプの外側円筒面のまわりに巻かれ、シリコーン接着剤によりこの 面に固定されているが、リフレクタの固定に他の手段を用いてもよい、更にこの リフレクタはランプの裏面のまわりまで延び、ランプの前面に両端を有し、これ ら両端はレンズ６１に対向するスリット６６を構成している。このスリット６６ は、ランプのフィラメントに平行であり、光がレンズ６１の凸面に向うことがで きるようにしている。スリット６６の幅は、レンズ６１の幅だけ光が通過し、そ の後サンプリング室２６の作用面を通過できるような値に選択されている。
リフレクタと、ランプと、ホルダとの組立体は、センサの較正を便利に行うこと ができるようになっている。センサごとのラン４ブのスペクトル出力の差および 熱電対の応答差を調節するように較正することが好ましい、ランプ２５の軸芯を 中心にスリット６６を回転することにより、フィルタに到達する光の相対量（強 度）を変えることができる。例えば、第８図において、スリット６６を時計方向 に回転すれば、上方検出器およびレンズに向う光エネルギーのパーセントを大き くし、下方検出器およびレンズに向う光エネルギーのパーセントを小さくできる 。較正を行うには、好ましくはセンサが純粋の（１００％の）ガソリン、すなわ ちメタノール濃度ゼロに対しゼロを出力するようにリフレクタ６５を回転し、ス リット６６の位置決めをする。
好ましい実施態様では、ランプ２５をその軸芯まわりに回転することによりリフ レクタを回転する。リフレクタ６５は、ランプに固定されているので、リフレク タはランプの回転に対応して回転することになる。完成した組立体内でランプが 回転できるように、スリーブ５２の外側端部には、スロット６７　（第２図）が 設けられている。このスロット６７は、センサのハウジングの外側からアクセス できる。ドライバをスロット６７内に入れ、メタノール濃度ゼロに対し、センサ 出力がゼロとなるようにランプおよびリフレクタを回転する。このように較正す ると、センサごとのランプのスペクトル出力の差および熱電対の応答差が補正さ れ、この結果センサはメタノールとガソリンとの混合物中の同じメタノール濃度 に対し同一の出力信号を出力することになる。
第６図に最良に示すように、サンプリング室２６は、厚み方向に垂直な横断面が ほぼ矩形であり、その頂部が水平方向に離間する通路７０および７１によりベン チュリー７２の上流端および下流体に接続されている。ベンチュリー７２の上流 および下流端は、テーバ付き接続ボート７３および７４（本明細書ではそれぞれ 入口ボートおよび出口ボートとも称す）に接続されている。このテーバ付接続ポ ートは、ベンチュリーを車両の燃料ライン３７（第１図）に直線状に接続するた めのものである。
後に理解できるように、燃料ライン、すなわちペンチエリ−７２を通過する燃料 の流れにより燃料はサンプリング室２６へ向けられる。このようなベンチュリー の使用により、検出器の受ける光量を変える恐れのある乱流、気化燃料および気 泡の影響が最小になる。通路７０および７１は、サンプリング室の上端に接続さ れているので、サンプリング室に引き寄せられた気泡は、サンプリング室の上方 領域を通過するので、光源からサンプリング室の中間領域内の検出器へ向う光と 干渉しない。
図示した実施Ｂ様では、サンプリング室２６、通路７０および７１およびベンチ ュリー７２は、検出器のハウジングの内側表面内の溝およびチャンネルにより形 成されている。これらの溝およびチャンネルを囲む検出器のハウジングの内側表 面７８は接着剤によりランプのハウジングの嵌合内側面６４に固定されている。
゛　ランプのハウジングの内側表面は、溝およびチャンネルの開放面を閉じ、サ ンプリング室、ペンチエリ−および接続通路を形成する。
表面７８内の一つの溝の底部８０は、サンプリング室２６の片面すなわち壁面を 形成し、反対側の面は、ランプのハウジング４０の内側面６４の対応する部分に より形成される。側面８０および８４は、互いに平行でありかつ通過する光路に 垂直に延びる平滑な平坦面であることが好ましい、これにより、固体と液体との 界面における光線の散乱および内部反対が最小となり、かつサンプリング室を通 る光の通過をより効率的になる。
第５図、８図、９図に示すように検出器のハウジング４２は検出器２７．２８お よびフィルタ２９．３０を含む組立体８３を収容するための溝８２を有する。こ の溝８２は検出器のハウジングの外側面に対し開放し、サンプリング室２６およ びランプ２５に整合している。溝は比較的薄い壁８４によりサンプリング室から 分離している。溝８２の底部を形成する外側面において壁８４は上部に一対の線 状レンズ８５および８６を形成している。これらのレンズ８５および８６はラン プの軸芯と交差し、かつサンプリング室の延長面に垂直な平面に対し対称となる よう、上下に位置しかつ平行となっている０図かられかるようにこれら検出器は ランプと検出器との間の光路長が同じとなるように同様に配置されている。
各々のレンズ８５．８６の機能はサンプリング室２６からの光線をそれぞれの検 出器２７．２８の検出面に向けて収束することにある。即ち、検出器の検出面は レンズの焦点またはその近傍に位置することが好ましく、図示した実施態様では 線状レンズの合焦ラインまたはその近傍に位置する。
収束光線は検出器２７および２８の検出面に入射する前にそれぞれフィルタ２９ ．３０を通過する。先に述べたようにフィルタ２９は１５５０ｎ＋ｗの狭帯域通 過フィルタであり、フィルタ３ｏは１３００ｎ−の狭帯域通過フィルタである。
比較的狭帯域通過フィルタが好ましいが、本発明はより広い帯域幅でも実施でき る。例えば検出器２７（本明細書では測定検出器と称す）には、１４５０〜１６ ５０ｎｍ帯域のものを使用し、検出器２８　（本明細書では基準検出器と称す） には１２００〜１４００ｎｍ帯域のものを使用できる。
第１０図および１１図には、好ましい検出器−フィルタ組立体８３の詳細を示す ０組立体８３はアルミ製プレート９ｏを含み、そのプレートはフィルタ２９およ び３０が取付けられる基板を形成する０図示すように、これらフィルタ２９およ び３ｏはプレート９０の内側面に接着されたチップ状になっている。フィルタ２ ９および３０はプレー）９０内のそれぞれの開口９２および９３をカバーしてい る。これらの開口９２および９３はスリット状となっており、これらのスリット は光線がプレー１−９０を通過して、検出器２７および２日の検出面にそれぞれ 入射するためのウィンドーとなっている。
好ましい実施態様では検出器２７および２８はユニークなマルチ接合の二重素子 の差動サーモバイル９８の検出エレメント９４および９５により形成されている 。第１１図に示すように、二重素子のサーモバイル９８は複数の熱電対９９を含 み、これら熱電対は直列に接続されている。各熱電対は高温熱接合部１ｏｏと低 温熱接合部１０１とから成る。各熱電対の低温熱接合部は第１１図に示すように それぞれの熱電対の共通導電素子を共有することによって次の直列熱電対の高温 熱接合部に接続されている。
二重素子サーモバイル９８は好ましい実施態様ではマイラーの薄膜である基板１ ０４にビスマスおよびアンチモニーを蒸着することにより製造される。アンチモ ニーおよびビスマスはマイラーに被覆されることにより、第１Ｌ図に示すように 配置された熱電対の導電素子を形成する。高温接合部１００および低温接合部１ ０１は横方向に離間し、かつそれぞれの検出面すなわち要素９４および９５を形 成するバンド状の領域に配置されている。各検出領域ではこれらの熱接合部は図 示するような一対の平行な列に配置されている。熱電対の内側グループは検出領 域において、それぞれ内側の列に配置された高温および低温接合部を有し、この 内側グループをほぼ囲む熱電対の外側グループは検出領域においてそれぞれの外 側列に配置された高温および低温接合部を有する。二重素子サーモパイルは、取 付はパッド（図示せず）まで延びる出力リード１０８および１０９を存し、取付 はパッドにはそれぞれのリードが取り付けられ、この二重素子サーモパイルを後 述する電子回路３２に接続できるようにしている。
第１Ｏ図に示すように、サーモバイル９８のマイラー基板１０４は接着剤によっ てアルミ製プレート９０の外側面に固定されているが、所望すれば他の適当な固 定手段を用いてもよい。マイラー基板の外側面には、検出面９４および９５（検 出素子とも称す）が位置し、これらはウィンドースリット９２および９３　（こ れらスリットの相対位置は第１１図に破線で概略を示す）のそれぞれに整合して いる。これらのウィンドースリット９２および９３の領域ではマイラー基板１０ ４の内側にエネルギー吸収性材料、例えばスモークブラックが塗布され、サーモ バイル９８の検出素子に入射する光エネルギーを効率的に集めることができるよ うになっている。スモークブランクまたは他のエネルギー吸収材料のスペクトル 吸収特性はサーモバイルの検出領域に入射する光の所定波長バンド内で実質的に 平坦になることが好ましい。
各検出面９４．９５に入射する光のスペクトルバンドは対応するフィルタ２９． ３０により限定されることは理解されよう。更に、端末リード線１０８と１０９ との間に発生する電圧は放射入力すなわち検出素子に入射する放射エネルギーの 比に比例することが理解されよう。更に詳細には、サーモバイルの出力はメタノ ール量ゼロに対応する最小値から純粋メタノールに対応する最大値まで変化する 。
金属プレート９０は、検出器−フィルタ組立体８３に対する支持構造体およびウ ィンド装置として機能することに加えて、組立体８３を検出器のハウジング４２ に適宜取付けるようにも機能する。第５図および第９図に対すように溝８２の内 側部分は、検出器のハウジングの外側面から差し込まれる棚またはショルダ１１ ０を形成する縮小された横断面を有する。ショルダ１１０には、金属プレー）９ ０の外周面が載り、組立体８３を溝８２内に正しく位置決めできるようになって いる。更にプレート９０は、溝７２の大きな横断面の外側領域に密に嵌合するよ うな寸法になっており、これにより組立体の横づれを阻止し、よって組立体をレ ンズ８５および８６、サンプリング室２６、レンズ６１およびランプ２５に対し 正しく整合する。検出器−フィルタ組立体は、適当な手段、例えば溝への圧入ま たはショルダへの接着によって所定位置に固定できる。ｍ立体の外側面は、適当 な手段、例えば保護ケース４４を設けることにより環境から保護することが好ま しい。
組立体の外側にシリコーンゴムを使用して組立体を所定位置に保持しかつ環境か ら保護できる。
第９図に更に示すように、検出器のハウジング４２は、溝８２から横方向に離間 した第２の溝１１２を有する。この溝１１２は、第１４図に略図として示した電 気部品を含む回路基板組立体を収容するのに使用される。この回路基板組立体は 、後により詳細に述べるが、この回路は電源および信号出力リード線（図示せず ）を有すると述べるに留める。これらのリード線孔１１３および溝１１４により 形成された通路を通って溝１１２からハウジング３１の外部へ延びる。第５．６ および９図に示すように孔１１３は、溝１１２の底部から検出器のハウジング４ ２の内側面まで延び、孔１１３は、内側面７８に形成された溝１１４に交差する 。
回路基板組立体は、検出器のハウジング４２の外側面に形成された溝１１５を介 して溝８２から溝１１２に通過できる一対のリード線により検出器組立体８３に 接続されている。第４．５および６図から判るように、ランプ２５のための電力 リード＆１１５Ｊは、溝１１４および１１８により形成された通路および孔１１ ６および１１７を介して区画室４８からセンサハウジングの外側へ通過できる。
検出器のハウジング４２の内側面７８には溝１１４および１１Ｂが形成されてい る。ハウジング部品を組立てる前に種々のリード線をこれらの孔に通し、溝に付 設できると理解されよう。
ハウジング部分を共に固定するとき、溝を閉じ種々のリード線を収容する通路を 形成する。更にランプの区画室および回路基板の区画室または溝１１２は、孔１ １３、溝１１４および孔１１６を介してハウジングの内部に固定する。これは、 ランプおよび検出器の回路の双方に共通アースすなわち基準ラインを用いて、セ ンサに対する外部リード線の数を最小にしたいときに特に有利である。
第１２図には、１２ポルトの入力から＋５ボルトおよび一５ボルトを供給する回 路１３０を示しである。このような＋５ボルトおよび一５ボルトは、この明細書 に記載したその他の回路において、例えば、入力電圧、基準電圧、バイアス電圧 および同様な電圧として使用することができる。この回路は５ボルトのＬＭ４０ ４基準電圧源１３２およびＩ　ＣＬ　７６６０１ｉ圧変換器１３４を慣用の態様 で使用している。基準電圧源１３２および電圧変換器１３４は、図示のように、 良好に調整された＋５ボルトの出力および一５ボルトの出力を供給するように接 続された市販の集積回路である。
第１３図には、電源３６用の回路１３６を例示しである０回路１３６はランプ２ ５に調整された電圧を供給し、かつランプをオンにしかつオフにする作用をする ０回路１３６においては、ランプはその耐用寿命を延長しかつ該ランプから発生 する熱量を最小限にとどめるために周期的にオンにしかつオフにすることができ る。
ランプ２５用の電圧供給回路１３６は、例えば、ＭＣ５４ＨＣ４３５３を子スイ ッチのような電子スイッチ１３Ｂを含む。電子スイッチ１３８は、入力１４２を 制御するために、自走発振器、マルチバイブレータまたは同様な回路からの信号 、例えば、周期的なオン・オフ信号に応答してゼロ（すなわち、大地）と＋５ボ ルトとの間の入力を開閉する。電子スイッチ１３８の出力１４０はＲＣ回路１４ ４を介して演算増幅器１４６の非反転入力に送られる。増幅器１４６としては、 ＬＭ２９０２演算増幅器を使用することができる。演算増幅器１４６はその非反 輸入力と反転入力との間にゼロの電位差を維持しようとする作用をする。もしも 非反転入力が＋５ボルトであれば、出力１４８において発生する信号はトランジ スタ化した回路１５０を介してその反転入力に５ボルトを維持する機能をはたそ うとする性質を有している。
トランジスタ化した回路１５０は、トランジスタ１５２．１５４および１５６と 、例示した複数個の抵抗体とを含む。演算増幅器１４６の反転入力は抵抗体１５ ８および抵抗体１６０からなる分圧器と接続されている。例示した実施例におい ては、抵抗体１５８は３７６オームの抵抗体であり、また抵抗体１６０は４７０ オームの抵抗体である。演算増幅器１４６の反転入力を一５ボルトに維持するた めに、レジスタ１６０を流れる電流は１０．６４ミリアンペア（すなわち、５ボ ルト／４７０オーム）でなければならない。演算増幅器１４６０反転入力に電流 が流れ込まないと想定すると、同じ電流が抵抗体１５８を通して流れなければな らない。
したがって、抵抗体１５８の両端間の電圧降下は４ボルト（すなわち、１０．６ ４ミリアンペア×３７６オーム）であり、したがって、ランプへの出力１６２は ９ボルト（すなわち、５ボルト＋４ボルト）である。しかしながら、電子スイッ チ１３８が演算増幅器１４６の非反転入力にゼロの入力電圧を供給するときに、 ランプへの出力電圧はゼロボルトになる。トランジスタ１５２．１５４および１ ５６は、それぞれ、ＺＮ３９０４信号トランジスタ、ＺＮ３９０６信号トランジ スタおよびＢＤ２４１パワートランジスタとすることができる。
回路１３６はより高いワット数のランプを使用する場合のようにランプ２５をオ ンにしかつオフにすることが所望される場合に使用することができる。約１２ｎ ｍないし２０ｎ鱈の程度の帯域幅を有する帯域フィルタを使用する場合に、より 高いワット数のランプを使用することが好まれるかもしれない。より高いワット 数の電球は特定の帯域においてより多量の光を発生し、また、より多量の光は所 望されたとおりに検出器においてより多くの信号を発生する。
さらに好ましい一つの構成は、連続して付勢することができる、すにわち、周期 的にオン、オフされないワット数の低いランプを使用することである０例えば、 ３ワツトおよび１２．８ボルトの定格を有する小型の自動車用ランプを使用し、 ９ボルトにおいて連続的に動作させることができる。このような一つのランプは 、ゼネラルエレクトリック社から入手される小型のＤＥ３０２２自動車用ランプ である。望ましい検出器出力信号を発生させるためには、約４０ｎｓから約１０ ｏｎ−までの帯域幅が望まれ、そして帯域幅は測定検出器および基準検出器に対 しては約６０ｎ■であることが好ましい。このランプは、周期的にオン、オフさ れないので、９ボルトの出力を発生する慣用の電圧調整器により電力を供給する ことができる。この電圧調整回路は、例えば、ＬＭ３１７電圧調整器を使用する ことができる。
さて、第１４図について述べると、差動熱電対列９８が電子回路網３２の増幅器 回路１６４に接続されている。二つの光路の間の放射線の差を検出するために使 用される差動熱電対列が１−５ミリボルトの程度の弱い出力信号を発生すること に気付かれよう。
このような信号は増幅器回路１６４の前置増幅器１．６６により行なわれる予備 増幅を必要とする。好ましい一実施例においては、このような予備増幅は電源回 路内に熱電対列を結合することにより行なわれる。そのうえ、ノイズピックアッ プに係る問題を回避するために、前置増幅器１６６は熱電対列９８の近くに配置 すべきである。熱電対列９８は正または負の電圧を供給することができる。それ 故に、前置増幅器１６６は正または負の供給電圧で動作可能でなければならず、 または大地よりも高い電圧でバイアスさせなければならない、自動車用の供給電 圧は代表的には正電圧のみであるので、バイアスされた増幅器が好ましくは使用 される。
第１４図の左側から理解されるように、絶縁された電圧源として作用する熱電対 列９８は、演算増幅器１６８と接続しかつ図示のように正の帰還および電流感知 抵抗体１７０を使用することにより、簡単な電流源に変換される。熱電対列９８ は、図示のように、演算増幅器１６８の反転入力と出力との間に接続されている 。
また、演算増幅器１６８の出力は電流感知抵抗体１７０を介して演算増幅器１６ ８の非反転入力と接続されて所望の正の帰還が得られるようになっている。した がって、前置増幅器１６６は例示した電流源の形態になっている。この電流源は その出力１７２において任意の電圧で動作する能力を有している。抵抗体１７０ の値は電流を任意の所望された値まで調節するために使用することができる。正 帰還回路１７４は、演算増幅器１６８の非反転入力および反転入力への入力電流 の作用を平衡させるために、熱電対列９８と同じ抵抗を有することが好ましい、 しかしながら、例えば、ＩＣＬ７６５０Ｓ演算増幅器１６８を使用する場合には 、もしも熱電対列９８の抵抗が比較的に低ければ、なんらかの不均衡から生ずる 電圧誤差が微々たるものになる。それ故に、正帰還回路１７４には抵抗体を設け る必要がない。
前置増幅器／電流源回路１６６の動作の一例においては、出力Ｓが接地され、か つ抵抗体Ｒは１オームである。非反転入力は大地電位にあり、したがって、反転 入力もまた大地電位に保たれなければならない、熱電対列９８から１ミリボルト が出力されるときには、１オームの抵抗体Ｒを介して反対の極性の電圧が発生し なければならない。この状態は、１ミリアンペアの電流がこの抵抗体１７０を通 して流れるときのみに発生することができる。この抵抗体１７０の値は電流を任 意の値に調節するために使用することができる。電流源は任意の電圧で動作しな ければならない。
これを例示するために、出力１７２が４ボルトの電位で動作していると想定する 。非反転入力は４ボルトに保たれている。また、反転入力を４ボルトに保つため に、１ミリアンペアの電流が１オムの抵抗体を通して流れて熱電対列９８の１ミ リボルトの出力と釣り合わなければならない、出力側の電位がどのような値であ ろうと、各々の人力において等しい電圧を発生させるために、１オームの抵抗体 に１ミリアンペアの電流が流れなければならないことは明らかである。そのうえ 、熱電対列９８の出力電圧の値が変化するときに、抵抗体Ｒを流れる電流につい ても相応した比例した変化が発生しなければならない。
前置増幅器回路１６６は供給電圧の半分である電圧で動作することが好ましい。
これは増幅器回路１６４のバイアスされた増幅器回路１７６により行なわれる。
この増幅器１７６は単一の電圧供給入力Ｅ供給を有している。演算増幅器１７Ｂ 　（ＬＭ２９０４演算増幅器を使用してもよい）への非反転入力は入力電圧を半 分に分割する分圧器１８０と接続されている。それ故に、演算増幅器１７８のバ イアス電圧はＥ供給／２である。適正な機能をはだす演算増幅器は両方の入力に おいて同一電位を維持するので、反転入力もまた供給電圧の半分に維持される。
増幅器１７６の機能を検査するために、前置増幅器１６６が全からＲオームの値 を有する抵抗体１８４を介して加算接続率　基準 である、加算接続点１８２には電流が流れていないので、Ｒ準　帰 流しているとすれば、この電流は加算接続点１８２に流れ、そし力電圧Ｅ　はＩ 　ＸＲである、抵抗体の値および基準電出力　入力　帰還 圧Ｅ　を適切に選択することにより、前置増幅器１６６からの基準 入力電流Ｉ　およびオフセットの関数として任意の所望の出力入力 電圧を発生させることができる。したがって、出力！１８８上の出力電圧Ｅ　が 熱電対列９８により発生せしめられた電圧を表出力 わし、したがって、燃料混合物中のメタノールの濃度を表わすことは理解されよ う。
第１４図に例示した回路１６４の出力は、読取りを行なうためにランプが周期的 にオンにされるときにサンプリング室内に収納された燃料混合物中のメタノール の量に比例する電気的な値を有に搭載されたコンピュータのようなデータプロセ ッサ３３に送られる。データプロセッサ３３は電気的な値をエンジン２２の一つ またはそれ以上のパラメータ、特に、空燃比を制御するために使用することがで きるディジタルの形態に変換することができる。
第１４図に例示した電気的な構成部分は、凹所８２内に別個に収納される熱電対 列９８を除いて、凹所１１２内の組立体に装着しかつ該組立体用の印刷回路板と 電気的に接続することができる。
第１３図に例示したランプ電力供給回路は、前述したように、１２ボルトの入力 および９ポルトの出力を有する標準の電圧調整器回路と置き換えることができる 。（１２，８ボルトの定格を有するランプの耐用寿命を延長するために、出力側 の電圧は９ポルトであることが好ましい、この同じ９ポルトの電圧供給回路は、 第１４図の回路のために基準電圧Ｅ　および供給電圧Ｅ　を供基準　供給 電圧Ｅ　を車両に搭載されたコンピュータに対して適正に調整出力 するために、分圧器により必要に応じて調節することができる。
上記の詳細な説明から、本発明がメタノール・ガソリン燃料混合物のメタノール 含有量を決定するための改良された装置および方法を提供することが理解できよ う、さらに一般的に述べると、本発明の原理は、混合物中のあるエネルギ吸収化 合物の量をその他のエネルギ吸収化合物に対して決定するためのその他の装置お よび方法にも適用することができる。このさらに一般的な適用においては、測定 されたエネルギ吸収化合物により吸収され、しかもその他の化合物により吸収さ れない波長帯域ならびに測定された化合物およびその他の化合物により均等に吸 収され、好ましくはこのような化合物により実質上吸収されない波長帯域をそれ ぞれ透過した放射線の比較がなされる。
以上、本発明の好ましい一実施例を例示し、記載したが、当業者には、本発明の 範囲から逸脱することなく種々の変更および変型を実施することができかつその 要素を同等のその他の要素と取り替えることができることは理解されよう、変型 の例としては、上記の熱電対列以外のその他の型式の検出器を使用することがで きる。また、−例としては、硫化鉛ホトレジスタ型検出器を使用することができ 、その一方（測定検出器）が１５５０ｎｍにおいて燃料混合物を通して透過され る光に対して高い感度を有するようにろ波され、そして他方（基準検出器）が１ ３００ｎ−において燃料混合物を通して透過される光に対して高い感度を有する ようにらろ波される。その場合に、２個の検出器の出力は、例えば、第１５図に 例示した回路を使用して一定の比率に分割することができる。
第１５図の回路において、ランプへの電圧の供給を制御するために第１３図に使 用された電子スイッチ１３８のような電子スイッチは二つの動作モードを付与す る。電子スイッチがある比率に保たれ、すなわち、測定モード（ランプがオン） にあるときに、抵抗体２００が電子スイッチチャンネル１３８ａにより接地され 、そして１３００ｎ−の帯域幅を有する基準検出供給２０１がスイン例えば、Ｌ Ｍ４４４ＡＭＤのような演算増幅器２０２の反転入力は大地電位にあり、したが って抵抗体２００には電流が流れない。
演算増幅器２０２の非反転入力は大地電位に接続されている。演算増幅器２０２ は反転入力を非反転入力と同じ電位に維持するように動作する。これは増幅器２ ０２の出力における電圧ＥＯを調節することにより行なわれる。増幅器２０２の 反転入力には本質的には電流が流れないので、１３００ｎｍの検出器２０２を通 る電流が１５５０ｎｍの検出器２０４を通る電流と等しくなければならない。も しも増幅器２０２の反転入力と接続された加算中継線が大地電位にあるので、１ ３００ｎｍの検出器２０１を流れる電流はろ渡されるホトレジスタ検出器２０１ の抵抗とする。）１５００ｒｖの検出器２０４を流れる電流は同じであるので、 出力電圧は■ＸＲＩＳＳ。でなければならない、（ただし、ＲＩＳＳＩは１５５ ０ｎ−においてろ波されるホトレジスタ検出器２０４の抵抗とする。）出けた値 である。検出器２０１および２０４としては、インフラレッド・インダストリー ス社から入手される型式１３０５の硫化鉛ホトレジスタ検出器を使用することが できる。
転入力と接続された加算接続点２０９に供給される。演算増幅器２１０としては 、慣用のＬＭ４４４ＡＭＤを使用することができる。演算増幅器２１０の比反転 入力は大地電位に接続されているので、加算接続点２０９　２０９は演算増幅器 ２１０により大地電位に保たれる。加算接続点２０９は抵抗体２１１を介して基 準器２１０の出力と接続されている。演算増幅器２１０の反転入力には電流が流 れないので、抵抗体２０８．２１１および２１２のすべての電流の代数和はゼロ と等しくならなければならない、基ン２１４上の増幅器２１０の出力Ｅ　ｖａｔ 　は抵抗体２１２の抵抗値２０Ｂ、２１１および２１２の抵抗値を等しくするこ とにより、ライン２１４上の出力Ｅ　ｖ＋ａＬは、センサの出力を車両搭載コン ピュータに対して調整するために必要なときに、比率増幅器の出力電子スイッチ １３８のその他のモードにおいては、（ランプがオフであるとき）、１３００ｎ −の検出器２０１が演算増幅器２０２したがって、２個の検出器が並列に接続さ れ、それ故に、前置増幅器の出力は２個の検出器の並列の抵抗を乗じた定数に比 例する。
これは温度補正を行なうために有用である。
検出器組立体８３のかわりに使用することができる別の型式の検出器組立体（よ り好ましくないが）は差動熱電対側組立体を構成するように接続された１対の熱 電対列からなっている。一つの形態においては、慣用の熱電対列検出器、例えば 、米国ミシガン州、デキスター在のデキスター・リサーチ・センター・インコー ホレーテッドから入手されるモデル２Ｍ熱電対列検出器がアルミニウム板に相並 ぶ関係に形成されたそれぞれの穴内に取りつけられる。検出器のケースが好まし くはアルミニウム板と熱伝導接触せしめられている。アルミニウム板は検出器の 低温接続部を所望されたときに同じ温度に維持することを助ける。検出器の低温 接続部、すなわち、負の端子は高温接続部、すなわち、正の端子を横切って出力 電圧の差を付与するように電気的に接続されている。
今述べた検出器組立体の変型は熱電対列素子、例えば、前記の型式の熱電対列検 出器のセラミックを取り付けた素子を使用している。セラミックを取りつけた素 子の各々は、順次薄いセラミックディスク上に支持されるマイラー基体上の蒸発 したビスマスおよびアンチモンから製造された熱電対列を含む、このセラミック ディスクは熱電対列の活性、すなわち、感受性領域と整列したスリットを有し、 そして活性領域上には、エネルギ吸収物質、例えば、スモークブラック（ｓｍｏ ｋｅ　ｂｌａｃｋ）が付着されている。低温接続部はセラミック基体と伝熱接触 している。１対のこれらの素子は例示した好ましい一実施例に使用されている基 体のようなアルミニウム基体に接合することにより固定することができ、各々の 素子のセラミック基体のスリットはアルミニウム基体の相応したサイズのスリッ トに整列せしめられる。これらの２個の素子の低温接続部は一緒に電気的にかつ 熱的に接続されて差動熱電対側組立体を構成している。これらの２個の素子の低 温接続部は測定波長帯域および基準波長帯域とそれぞれ組み合わされた測定感知 領域および基準感知領域として使用することができる。その結果得られた組立体 は検出器組立体８３と本質的に同じＢ様で検出器ハウジング４２内に装着するこ とができる。アルミニウム板は、低温接続部の温度をできる限り精密に保つため に、放熱子と全く類似した作用をする。
同等の変更および変型は、当業者には、この明細書を読みかつ理解することによ り、思い付かれよう１本発明はすべてのこのような同等の変更および変型を包含 するものであり、かつ以下の請゛　求の範囲のみにより限定される。
浄書（内容に変更ない ＦＩＧ、ＩＩ 手続補正書（方式） 浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、＋４ 国際調査報告

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. １．アルコール・ガソリン燃料混合物中のアルコールの量を測定するセンサにお いて、 アルコールにより吸収され、しかもガソリンにより実質的に吸収されない第１エ ネルギ波長帯域と、アルコールおよびガソリンにより実質的に均等に吸収される 第２エネルギ波長帯域とを含む広いエネルギ帯域を発生する手段と、前記の第１ および第２のエネルギ波長帯域をアルコール・ガソリン燃料混合物を通過させる ためにアルコール・ガソリン燃料混合物を収納する手段と、 アルコール・ガソリン燃料混合物を通過した第１および第２のエネルギ波長帯域 内に残存しているエネルギの量を検出し、そして検出されたエネルギの量の比率 に比例した信号を発生する手段と を備えたセンサ。
  2. ２．前記検出手段が第１および第２感知素子を有する２個の素子からなる熱電対 列と、第１および第２の波長帯域を通過させるために前記エネルギ帯域発生手段 と前記第１および第２の感知素子との間にそれぞれ配置された第１および第２の 帯域フィルタとを含む請求の範囲１記載のセンサ。
  3. ３．前記の２個の要素からなる熱電対列がそれぞれの高温および低温の熱接続部 を有する複数個の直列に接続された熱電対列を含む請求の範囲２記載のセンサ。
  4. ４．前記熱電対列の前記の高温および低温の熱雷対列が横方向に隔置された位置 において一緒にグループにまとめられて前記感知素子のそれぞれの素子を構成す る請求の範囲３記載のセンサ。
  5. ５．前記熱電対列の前記の高温および低温の熱接続部が平行な列のそれぞれの組 に配置された請求の範囲４記載のセンサ。
  6. ６．前記エネルギ帯域発生手段が白熱灯を含む請求の範囲１記載のセンサ。
  7. ７．さらに、ハウジングを含み、かつ前記混合物を収納する手段が前記ハウジン グ内の狭い平坦な壁部を有する室を含む請求の範囲１記載のセンサ。
  8. ８．さらに、入口および出口を備えたベンチュリを有するハウジングを含み、前 記混合物収納手段が第１通路により前記ベンチュリの前記入口と接続されかつ第 ２通路により前記ベンチュリの前記出口と接続された前記ハウジング内の室を含 む請求の範囲１記載のセンサ。
  9. ９．前記エネルギ帯域発生手段を収納した第１部分と、前記検出手段を収納した 第２部分とを有するハウジングを含む請求の範囲１記載のセンサ。
  10. １０．前記第１部分および第２部分が並置された面を有し、かつ前記混合物収納 手段が前記面の少なくとも一方の面内の凹所により形成された室を含む請求の範 囲９記載のセンサ。
  11. １１．さらに、ハウジングを含み、前記混合物収納手段は前記ハウジング内の室 を含み、さらに、前記エネルギ帯域発生手段により放射された光を平行な関係で 前記室を通過させるために前記エネルギ帯域発生手段と前記室との間に配置され たレンズ手段を含み、それぞれのレンズ手段が前記室からの光を前記第１および 第２感知素子上に収束させる請求の範囲１記載のセンサ。
  12. １２．第２エネルギ波長帯域がアルコールおよびガソリンの両方により実質的に 吸収されない請求の範囲１記載のセンサ。
  13. １３．前記エネルギ帯域発生手段が白熱灯を含み、さらに、前記ランプにより放 射された光を前記混合物収納手段に向かって導く反射手段を含む請求の範囲１記 載のセンサ。
  14. １４．アルコール・ガソリン混合物中のアルコールの量を測定するセンサにおい て、 アルコールにより吸収され、しかもガソリンにより実質的に吸収されない第１エ ネルギ波長帯域と、アルコールおよびガソリンにより実質的に均等に吸収される 第２エネルギ波長帯域とを含む広いエネルギ帯域を発生する手段と、前記の第１ および第２のエネルギ波長帯域をアルコール・ガソリン混合物を透過させるため にアルコール・ガソリン混合物を収納する手段と、 アルコール・ガソリン混合物を透過した第１および第２のエネルギ波長帯域内に 残存しているエネルギの量をそれぞれ検出する第１および第２検出手段とを備え たセンサ。
  15. １５．さらに、前記混合物収納手段から放射された光を前記第１および第２検出 手段上に収束させる手段を含む請求の範囲１２記載のセンサ。
  16. １６．前記第１および第２検出手段がそれぞれの感知領域を有し、かつ第１およ び第２帯域フィルタを前記集束手段と前記検出手段の前記感知領域との間に介在 させた請求の範囲１５記載のセンサ。
  17. １７．前記第１および第２波長帯域を約１５５０ｎｍおよび１３００ｎｍにおい てそれぞれ集中させた請求の範囲１２記載のセンサ。
  18. １８．前記波長帯域が約１２ｎｍから約５０ｎｍまでの範囲内の帯域幅を有して いる請求の範囲１７記載のセンサ。
  19. １９．前記第１波長帯域が１４５０−１６００ｎｍの範囲内にあり、かつ前記第 ２波長帯域が１２００−１４００ｎｍの範囲内にある請求の範囲１２記載のセン サ。
  20. ２０．前記第１および第２検出手段が異なる熱電対列のそれぞれの感知素子を含 む請求の範囲１２記載のセンサ。
  21. ２１．前記エネルギ帯域発生手段が白熱灯を含み、さらに、前記ランプにより放 射された光を前記混合物収納手段に向かって導く反射手段と、前記第１および第 ２検出手段に向かって導かれた光の相対的な強さを変えるために前記混合物収納 手段、ランプおよび反射手段の相対位置を調節する手段とを含む請求の範囲１４ 記載のセンサ。
  22. ２２．基体に適用された複数個の熱電対列を備えた２個の素子からなる熱電対列 において、各々の熱電対列が高温接続部および低温接続部を含み、前記熱電対列 が低温接続部に直列に接続された高温接続部であり、前記高温接続部が第１感知 領域を構成するようにグループにまとめられ、そして前記低温接続部が第２感知 領域を構成するようにグループにまとめられた熱電対列。
  23. ２３．アルコール・ガソリン混合物中のアルコールの量を測定する方法において 、 アルコールにより吸収され、しかもガソリンにより実質的に吸収されない第１エ ネルギ波長帯域と、アルコールおよびガソリンにより実質的に均等に吸収される 第２エネルギ波長帯域とを含む広いエネルギ帯領を発生させ、 第１および第２のエネルギ波長帯域をアルコール・ガソリン混合物を通過させ、 そして アルコール・ガソリン混合物を通過した第１および第２のエネルギ波長帯域内に 残存しているエネルギの量を検出し、そして検出されたエネルギの量の比率に比 例した信号を発生させる諸工程を含むアルコール量測定方法。
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