JPH05312755A - Detecting apparatus for concentration of alcohols of fuel - Google Patents

Detecting apparatus for concentration of alcohols of fuel

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JPH05312755A
JPH05312755A JP12027792A JP12027792A JPH05312755A JP H05312755 A JPH05312755 A JP H05312755A JP 12027792 A JP12027792 A JP 12027792A JP 12027792 A JP12027792 A JP 12027792A JP H05312755 A JPH05312755 A JP H05312755A
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JP
Japan
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fuel
methanol
winding coil
layer winding
variable capacitor
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JP12027792A
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Inventor
Akira Okada
章 岡田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain the concentration detection apparatus, of alcohols of a fuel, wherein the detection accuracy of the concentration of methanol can be enhanced. CONSTITUTION:A fuel with which methanol has been mixed is made to flow through an insulated pipe 1; a conductive electrode 3 is installed inside the insulated pipe 1; a single-layer winding coil 4 is wound on the outside of the insulated pipe 1 so as to be faced with the conductive electrode 3; a variable capacitor 9 is connected in parallel with the single-layer winding coil 4; a parallel-resonant circuit is formed. The capacity of the variable capacitor 9 is made variable in such a way that the resonance frequency of a prescribed fuel having a permittivity within a range of 10 to 25 becomes a definite value. The methanol can be detected with high accuracy irrespective of an irregularity in the accuracy of a sensor.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、特に自動車などのエ
ンジンに用いられ、例えば、メタノールなどのアルコー
ル類をガソリンや軽油などに混合した燃料から、このア
ルコール類の濃度を検出する燃料のアルコール類濃度検
知装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used in engines for automobiles and the like, for example, alcohols of fuels for detecting the concentration of alcohols from a fuel obtained by mixing alcohols such as methanol with gasoline or light oil. The present invention relates to a concentration detecting device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、米国や欧州などの各国で石油の消
費量の低減と、自動車排気ガスによる大気汚染の低減を
図るために、ガソリン中にメタノールを混合した燃料が
自動車用として導入されつつある。このようなメタノー
ル混合燃料をガソリン燃料の空燃比にマッチングされた
エンジンにそのまま用いると、メタノールがガソリンに
比べ理論空燃比が小さいため、空燃比がリーン化して、
運転が困難となるため、メタノール混合燃料中のメタノ
ール含有率を検出して、この検出値に応じて空燃比,点
火時期などを調整している。
2. Description of the Related Art In recent years, fuels in which methanol is mixed with gasoline have been introduced for automobiles in various countries such as the United States and Europe in order to reduce the consumption of oil and the air pollution caused by automobile exhaust gas. is there. When such a methanol mixed fuel is used as it is in an engine matched to the air-fuel ratio of gasoline fuel, the theoretical air-fuel ratio of methanol is smaller than that of gasoline, so the air-fuel ratio becomes lean,
Since the operation becomes difficult, the methanol content in the methanol mixed fuel is detected, and the air-fuel ratio, the ignition timing, etc. are adjusted according to the detected values.

【0003】従来、上記のようなメタノール含有率の検
出には、メタノール混合燃料の誘電率を検出する方法
と、屈折率を検出する方法が主に提案されている。これ
らの方法のうち、発明者らは誘電率を検出する方法とし
て、特願平03−022488号として特許出願中であ
る。以下に、この方法を図について説明する。
Conventionally, as a method of detecting the methanol content as described above, a method of detecting the dielectric constant of the methanol mixed fuel and a method of detecting the refractive index have been mainly proposed. Among these methods, the inventors have applied for a patent as Japanese Patent Application No. 03-022488 as a method for detecting the dielectric constant. Hereinafter, this method will be described with reference to the drawings.

【0004】図11は特願平03−022488号明細
書に記載されている実施例の構成を示す構成図、すなわ
ち、燃料の誘電率検知装置の構成図である。この図11
におけるCはセンサ部であり、1はセラミック、耐油性
プラスチックなどの絶縁体で形成され、内部に燃料が導
かれる内筒状絶縁管、3は前記絶縁管1の内側に設けら
れ、その柱面が絶縁管1の柱面と略平行で、かつ絶縁管
1と同軸の円柱状の導電性電極であり、4は絶縁管1の
外側の導電性電極3と対向する位置に巻回された単層巻
コイルである。また、4a,4bはこの単層巻コイル4
のリードであり、2は単層巻コイル4の内周面と絶縁管
1の管壁を隔てて、導電性電極3の外周面との間に形成
された燃料通路である。
FIG. 11 is a configuration diagram showing the configuration of an embodiment described in Japanese Patent Application No. 03-022488, that is, a configuration diagram of a fuel dielectric constant detecting device. This FIG.
In the figure, C is a sensor part, 1 is an inner cylindrical insulating tube formed of an insulator such as ceramic or oil-resistant plastic, and the fuel is guided into the inside, and 3 is provided inside the insulating tube 1, and its cylindrical surface Is a cylindrical conductive electrode that is substantially parallel to the columnar surface of the insulating tube 1 and is coaxial with the insulating tube 1, and 4 is a unitary electrode wound at a position facing the conductive electrode 3 outside the insulating tube 1. It is a layer winding coil. Also, 4a and 4b are single layer winding coils 4
2 is a fuel passage formed between the inner peripheral surface of the single-layer winding coil 4 and the outer peripheral surface of the conductive electrode 3 by separating the tube wall of the insulating tube 1.

【0005】5は導電性電極3が取り付けられ、絶縁管
1と燃料シール7を介して結合されて、全体で燃料容器
を形成するフランジであり、ここでは、導電性電極3と
一体に形成された例を示しており、6は燃料通路2に燃
料を導くニップルである。このニップル6を通して、矢
印A1方向に燃料が燃料通路2に入り、矢印A2方向に
燃料が排出される。
Reference numeral 5 denotes a flange to which the conductive electrode 3 is attached and which is joined to the insulating tube 1 through the fuel seal 7 to form a fuel container as a whole. Here, the flange 5 is formed integrally with the conductive electrode 3. 6 is a nipple that guides fuel to the fuel passage 2. Through this nipple 6, fuel enters the fuel passage 2 in the direction of arrow A1 and is discharged in the direction of arrow A2.

【0006】一方、Bは検知回路部を示している。この
検知回路部B内における10は、単層巻コイル4のリー
ド4aに接続されて直列回路をなす直列抵抗(RS は抵
抗値を示す)、11はこの直列抵抗10の両端の信号が
入力される0度位相比較器、12は0度位相比較器11
の出力が入力され、その出力の低域成分を抽出する低域
通過フィルタ、13は低域通過フィルタ12の出力と位
相0度に相当する所定基準電圧Vref とを比較して積分
する比較積分器、14は比較積分器13の出力が接続さ
れた電圧制御発振器、15は電圧制御発振器14の出力
を増幅して、直列抵抗10と単層巻コイル4の直列回路
と前記0度位相比較器11に出力する増幅器であり、1
6は前記電圧制御発振器14の出力周波数の分周器であ
る。
On the other hand, B indicates a detection circuit section. Reference numeral 10 in the detection circuit section B is a series resistance ( RS is a resistance value) which is connected to the lead 4a of the single-layer winding coil 4 to form a series circuit, and 11 is a signal at both ends of the series resistance 10. 0 degree phase comparator, 12 is a 0 degree phase comparator 11
Is inputted, and a low-pass filter for extracting a low-pass component of the output, 13 is a comparison integral for comparing and integrating the output of the low-pass filter 12 and a predetermined reference voltage V ref corresponding to a phase of 0 degree. , 14 is a voltage-controlled oscillator to which the output of the comparator / integrator 13 is connected, 15 is an amplifier for amplifying the output of the voltage-controlled oscillator 14, and a series circuit of the series resistor 10 and the single-layer winding coil 4 and the 0-degree phase comparator. It is an amplifier that outputs 11
Reference numeral 6 is a frequency divider for the output frequency of the voltage controlled oscillator 14.

【0007】次に、この図11に示す燃料の誘電率検知
装置の動作について説明する。センサ部Cは図3(後述
するこの発明におけるセンサ部の等価回路図)の破線で
示すセンサ部Cの等価回路で概略代替できる。この図3
において、Lは単層巻コイル4のインダクタンス、Cf
は燃料通路2の中の燃料の誘電率εに応じて変化する単
層巻コイル4と導電性電極3との間に生ずる静電容量、
S は単層巻コイル4を燃料から保護する絶縁管1の絶
縁物質を誘電体とする容量、CP はリード4aに寄生す
る浮遊容量や0度位相比較器11の入力容量など、燃料
の誘電率εとは無関係の容量である。
Next, the operation of the fuel dielectric constant detection device shown in FIG. 11 will be described. The sensor section C can be roughly replaced by an equivalent circuit of the sensor section C shown by a broken line in FIG. 3 (an equivalent circuit diagram of the sensor section in the present invention described later). This Figure 3
, L is the inductance of the single-layer winding coil 4, C f
Is a capacitance generated between the single-layer winding coil 4 and the conductive electrode 3 which changes according to the dielectric constant ε of the fuel in the fuel passage 2,
C S is the capacitance of the insulating tube 1 that protects the single-layer winding coil 4 from the fuel, and C P is the capacitance of the fuel such as the stray capacitance parasitic on the lead 4a and the input capacitance of the 0 ° phase comparator 11. It is a capacitance independent of the dielectric constant ε.

【0008】ここで、図11におけるセンサ部Cのリー
ド4aに印加する周波数を変化させると、並列LC共振
を示す。すなわち、このときの並列共振周波数fは図中
の記号を用いて、概略次の「数1」で表わされる。
When the frequency applied to the lead 4a of the sensor section C in FIG. 11 is changed, parallel LC resonance is exhibited. That is, the parallel resonance frequency f at this time is roughly represented by the following "Equation 1" using the symbols in the figure.

【0009】[0009]

【数1】 [Equation 1]

【0010】ここで、K,a,bはセンサ部Cの形状に
よって決まる定数である。例えば、絶縁管1の径や肉
厚,絶縁管1の材料の誘電率、導電性電極3と単層巻コ
イル4の間隔、単層巻コイル4の自己インダクタンスな
どによる。共振周波数fは「数1」で示したように、燃
料の誘電率εが大なるほど、共振周波数が低くなる。ま
た、メタノールとガソリンとの任意の混合燃料において
は、メタノールの含有率に応じて、概略、図12に示す
ような出力周波数fの変化を示した。すなわち、この出
力周波数fに対応する信号を検知することにより、燃料
の誘電率ε、ひいては、メタノール混合燃料中のメタノ
ール含有率を検知できる。
Here, K, a and b are constants determined by the shape of the sensor portion C. For example, it depends on the diameter and thickness of the insulating tube 1, the dielectric constant of the material of the insulating tube 1, the distance between the conductive electrode 3 and the single-layer winding coil 4, the self-inductance of the single-layer winding coil 4, and the like. As shown in "Equation 1", the resonance frequency f becomes lower as the permittivity ε of the fuel becomes larger. In addition, in an arbitrary mixed fuel of methanol and gasoline, the output frequency f changes roughly as shown in FIG. 12 depending on the content ratio of methanol. That is, by detecting the signal corresponding to the output frequency f, the permittivity ε of the fuel, and thus the methanol content in the methanol mixed fuel, can be detected.

【0011】図11における検知回路部Bは前記並列共
振周波数fを検知するように構成されており、以下、こ
の検知回路部Bの説明を続ける。この図11において、
燃料通路2にメタノール混合燃料を流した状態で増幅器
15より直列抵抗10と単層巻コイル4の直列回路に高
周波信号が与えられ、直列抵抗10の両端、すなわち、
前記直列回路に印加される高周波信号電圧と、単層巻コ
イル4に印加される高周波電圧信号が0度位相比較器1
1に入力され、両者の位相が比較される。
The detection circuit section B in FIG. 11 is configured to detect the parallel resonance frequency f, and the description of the detection circuit section B will be continued below. In this FIG.
A high frequency signal is given from the amplifier 15 to the series circuit of the series resistor 10 and the single-layer winding coil 4 while the methanol mixed fuel is flowing in the fuel passage 2, and both ends of the series resistor 10, that is,
The high-frequency signal voltage applied to the series circuit and the high-frequency voltage signal applied to the single-layer winding coil 4 are 0-degree phase comparators 1.
It is input to 1, and the phases of both are compared.

【0012】いま、前記共振周波数fと同じ周波数の高
周波電圧信号が前記直列抵抗10と単層巻コイル4との
直列回路に印加されたとすると、センサ部Cの電圧電流
位相差は0度となるので、直列抵抗10の両端の高周波
電圧の位相差は0度となる。
Now, if a high frequency voltage signal having the same frequency as the resonance frequency f is applied to the series circuit of the series resistor 10 and the single-layer winding coil 4, the voltage-current phase difference of the sensor section C becomes 0 degree. Therefore, the phase difference of the high frequency voltage across the series resistor 10 is 0 degree.

【0013】一方、前記共振周波数fより低い周波数の
高周波電圧信号が前記直列回路に印加されたとすると、
センサ部Cの電流電圧位相は0度より進んでいるので、
直列抵抗10の両端の高周波電圧の位相差は前記直列回
路に印加する高周波信号の位相を基準にすると、0度よ
り大となる。したがって、0度位相比較器11の出力を
低減フィルタ12を介して、位相差に相当する直流電圧
に変換し、前記直流電圧と位相差0度に相当する基準電
圧Vref とを比較積分器13に入力して、両者の差を積
分し、比較積分器12の出力を前記直列回路に直列抵抗
10を介して、高周波信号を印加している電圧制御発振
器14に入力することにより、位相同期ループが形成さ
れる。
On the other hand, if a high frequency voltage signal having a frequency lower than the resonance frequency f is applied to the series circuit,
Since the current-voltage phase of the sensor unit C leads 0 degrees,
The phase difference of the high frequency voltage across the series resistor 10 is greater than 0 degrees with reference to the phase of the high frequency signal applied to the series circuit. Therefore, the output of the 0-degree phase comparator 11 is converted into a DC voltage corresponding to the phase difference via the reduction filter 12, and the DC voltage and the reference voltage V ref corresponding to the phase difference of 0 degrees are compared and integrator 13 To the voltage-controlled oscillator 14 applying a high frequency signal to the series circuit through the series resistor 10 to integrate the difference between the two and the phase locked loop. Is formed.

【0014】電圧制御発振器14は前記位相同期ループ
により、直列抵抗10の両端の高周波電圧信号間の位相
差が0度となるように制御するので、電圧制御発振器1
4の発振周波数は常に前記並列共振周波数fとなる。し
たがって、電圧制御発振器14の出力周波数を分周器1
6を介して、適当な周波数に分周して並列共振周波数f
に対応する周波数出力fout が得られる。また、電圧制
御発振器14の発振周波数と制御入力電圧とが1対1に
対応することに注目すると、低域通過フィルタ12の出
力が電圧出力Vout として取り出される。
The voltage-controlled oscillator 14 controls the phase-locked loop so that the phase difference between the high-frequency voltage signals across the series resistor 10 becomes 0 degrees.
The oscillation frequency of 4 is always the parallel resonance frequency f. Therefore, the output frequency of the voltage controlled oscillator 14 is divided by the frequency divider 1
The frequency is divided into an appropriate frequency via 6 and the parallel resonance frequency f
A frequency output f out corresponding to is obtained. Further, noting that the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 14 and the control input voltage have a one-to-one correspondence, the output of the low pass filter 12 is taken out as the voltage output V out .

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の燃料の誘電率検知装置では、メタノール含有率が変
化しないにもかかわらず、センサによって絶縁管1の肉
厚や絶縁管1と導電性電極3間の距離にばらつきが生じ
るため、幾何容量が変化し、正確なメタノール含有率の
検出が困難になるという問題点があった。
However, in this conventional fuel dielectric constant detecting device, the wall thickness of the insulating tube 1 and the insulating tube 1 and the conductive electrode 3 are controlled by the sensor although the methanol content does not change. Since the distance between them varies, the geometrical capacity changes, which makes it difficult to accurately detect the methanol content.

【0016】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、常に高精度でメタノールなどの
アルコール類の含有率を検知することができる燃料のア
ルコール類濃度検知装置を得ることを目的としており、
また、可変コンデンサの容量の微調整ができ、より高精
度にアルコール類の含有率を検知できる燃料のアルコー
ル類濃度検知装置を得ることを目的としている。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and provides a device for detecting the concentration of alcohols in fuel, which can always detect the content of alcohols such as methanol with high accuracy. The purpose is
Another object of the present invention is to obtain a fuel alcohol concentration detection device capable of finely adjusting the capacity of the variable capacitor and detecting the alcohol content rate with higher accuracy.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】この発明に係る燃料のア
ルコール類濃度検知装置は、ガソリンまたは軽油に所定
量のアルコール類が加えられたアルコール類混合燃料が
流通する燃料通路の中途に設けられた導電性電極と、こ
の導電性電極との間に燃料が導入されるとともに、この
導電性電極と所定の間隔をもって離間されコイルの柱面
が対向して配置された単層巻コイルと、この単層巻コイ
ルと並列に接続され10〜25の範囲内の誘電率をもつ
燃料で単層巻コイルとの共振周波数がある一定値を示す
ように容量を調節できる可変コンデンサと、この可変コ
ンデンサと単層巻コイルとの共振周波数を検出する手段
とを設けたものである。
A fuel alcohol concentration detecting device according to the present invention is provided in the middle of a fuel passage through which an alcohol mixed fuel in which a predetermined amount of alcohol is added to gasoline or light oil flows. A fuel is introduced between the conductive electrode and the conductive electrode, and a single-layer winding coil in which the pillar surfaces of the coil are arranged so as to be separated from the conductive electrode with a predetermined gap and face each other. A variable capacitor connected in parallel with the layer-wound coil and having a dielectric constant within the range of 10 to 25, the capacitance of which can be adjusted so that the resonance frequency with the single-layer coil has a constant value, and the variable capacitor and the variable capacitor. And a means for detecting the resonance frequency with the layer winding coil.

【0018】また、基板の表裏両面に形成した電極の対
向面積を変化させて容量を微調整できる可変コンデンサ
を設けたものである。
Further, a variable capacitor capable of finely adjusting the capacitance by changing the facing area of the electrodes formed on both the front and back surfaces of the substrate is provided.

【0019】[0019]

【作用】この発明においては、単層巻コイルと並列に接
続した可変コンデンサにより10〜25の範囲内の誘電
率をもつ所定の燃料において、可変コンデンサと単層巻
コイルとの共振周波数が一定となるように可変コンデン
サの容量を調整し、燃料の誘電率に依存する単層巻コイ
ルの共振周波数を調整することにより、その共振周波数
を検出すれば、燃料中のアルコール類の含有率に相当す
る誘電率を検出することができる。
According to the present invention, the variable capacitor connected in parallel with the single-layer winding coil makes it possible to maintain a constant resonance frequency between the variable capacitor and the single-layer winding coil in a predetermined fuel having a dielectric constant in the range of 10 to 25. If the resonance frequency is detected by adjusting the capacitance of the variable capacitor so that the resonance frequency of the single-layer winding coil that depends on the permittivity of the fuel is adjusted, it corresponds to the content ratio of alcohols in the fuel. The permittivity can be detected.

【0020】また、可変コンデンサの基板の表裏両面の
電極の対向面積を変えることにより容量を微調整し、ア
ルコール類含有率を高精度に検出可能とする。
Also, the capacitance is finely adjusted by changing the facing areas of the electrodes on both the front and back surfaces of the substrate of the variable capacitor, and the alcohol content can be detected with high accuracy.

【0021】[0021]

【実施例】【Example】

実施例1.以下、この発明の燃料のアルコール類濃度検
知装置の実施例について図面に基づき説明する。図1は
その一実施例を示す構成図である。この図1は図11で
示した従来の燃料の誘電率検知装置に対応するものであ
り、その構成の説明に際し、図11と同一部分には同一
符号を付して述べる。Aはセンサ部であり、1はセラミ
ック、耐油性プラスチックなどの絶縁体で形成された円
筒状の絶縁管であり、その内部に燃料が導かれる。ま
た、3は絶縁管1の内側に設けられ、絶縁管1の柱面が
絶縁管1の柱面と略平行でかつ絶縁管1と同軸の円柱状
の導電性電極である。この導電性電極3はチタン、ステ
ンレス、表面がアルマイト処理されたアルミニウムなど
が燃料に対する耐性上、好ましい。
Example 1. An embodiment of a fuel alcohol concentration detecting device of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment thereof. This FIG. 1 corresponds to the conventional fuel dielectric constant detection device shown in FIG. 11, and in the description of the configuration, the same parts as those in FIG. 11 are designated by the same reference numerals. A is a sensor unit, 1 is a cylindrical insulating tube made of an insulating material such as ceramics or oil resistant plastic, and the fuel is introduced into the inside. Reference numeral 3 denotes a columnar conductive electrode which is provided inside the insulating tube 1 and has a columnar surface of the insulating tube 1 substantially parallel to the columnar surface of the insulating tube 1 and coaxial with the insulating tube 1. The conductive electrode 3 is preferably titanium, stainless steel, aluminum whose surface is alumite-treated, or the like in terms of resistance to fuel.

【0022】4は絶縁管1の外側の導電性電極3と対向
する位置に巻回された単層巻コイル、4a,4bはこの
単層巻コイル4のリード、2は単層巻コイル4の内周面
と絶縁管1の管壁を隔てて、導電性電極3の円柱外周面
との間に形成された燃料通路、5は導電性電極3に取り
付けられ、絶縁管1と燃料シール7を介して結合され
て、全体で燃料容器を形成するフランジであり、ここで
は、導電性電極3が一体に形成された例を示している。
6は燃料通路2内に燃料を導くニップル、9は単層巻コ
イル4と並列に接続された可変コンデンサである。
Reference numeral 4 denotes a single-layer winding coil wound at a position facing the conductive electrode 3 outside the insulating tube 1, 4a and 4b denote leads of the single-layer winding coil 4, and 2 denotes a single-layer winding coil 4. A fuel passage 5 formed between the inner peripheral surface and the wall of the insulating tube 1 and between the outer peripheral surface of the column of the conductive electrode 3 is attached to the conductive electrode 3 to connect the insulating tube 1 and the fuel seal 7. It is a flange that is joined via the above to form a fuel container as a whole, and here is shown an example in which the conductive electrode 3 is integrally formed.
Reference numeral 6 is a nipple that guides fuel into the fuel passage 2, and 9 is a variable capacitor connected in parallel with the single-layer winding coil 4.

【0023】この可変コンデンサ9は単層巻コイル4と
並列共振回路を構成し、その共振周波数が燃料の誘電
率、すなわち、メタノール含有率に相当するようになっ
ている。燃料はガソリン、または軽油にある所定量のメ
タノールが加えられたメタノール混合燃料であり、その
メタノール含有率に相当する誘電率が10〜25の範囲
内の誘電率をもつ燃料であり、前記共振周波数がある一
定値を示すように、可変コンデンサ9の容量が調節でき
るようになっている。
The variable capacitor 9 constitutes a parallel resonance circuit with the single-layer winding coil 4, and its resonance frequency corresponds to the permittivity of fuel, that is, the methanol content. The fuel is gasoline or a methanol mixed fuel to which a predetermined amount of methanol in diesel oil is added, and the dielectric constant corresponding to the methanol content is a fuel having a dielectric constant in the range of 10 to 25. The capacitance of the variable capacitor 9 can be adjusted so that a certain value is shown.

【0024】一方、検知回路部Bの内部構成は図11で
示した従来例と同様であり、図11と同一部分には、同
一符号を付してその構成の重複説明を避ける。
On the other hand, the internal structure of the detection circuit section B is the same as that of the conventional example shown in FIG. 11, and the same parts as those in FIG. 11 are designated by the same reference numerals to avoid redundant description of the structure.

【0025】図2は上記センサ部Aの外観斜視図であ
り、絶縁管1の一部を切り欠いて示している。また、図
3はセンサ部Aの等価回路であり、図4は図3の等価回
路図に対応するセンサ部Aの模式図である。この図3,
図4の両図において、CP は単層巻コイル4に生ずる線
間容量および入力容量、CS は単層巻コイル4を燃料か
ら保護する絶縁管1の絶縁物質を誘電体とする容量、C
f は燃料を誘電体とする容量、Cx は可変コンデンサ9
の容量、Lは単層巻コイル4のインダクタンスとする
と、並列共振周波数fは概略次の「数2」で表わされ、
並列共振周波数fは燃料の誘電率εに依存し、誘電率ε
が大なるほど、低下する。
FIG. 2 is an external perspective view of the sensor section A, in which a part of the insulating tube 1 is cut away. 3 is an equivalent circuit of the sensor unit A, and FIG. 4 is a schematic diagram of the sensor unit A corresponding to the equivalent circuit diagram of FIG. This Figure 3,
In both figures of FIG. 4, C P is the line capacitance and input capacitance generated in the single-layer winding coil 4, C S is the capacitance in which the insulating material of the insulating tube 1 that protects the single-layer winding coil 4 from the fuel is a dielectric, C
f is the capacity using the fuel as a dielectric, C x is the variable capacitor 9
Where L is the inductance of the single-layer winding coil 4, the parallel resonance frequency f is approximately represented by the following "Equation 2",
The parallel resonance frequency f depends on the permittivity ε of the fuel, and the permittivity ε
Becomes larger, it decreases.

【0026】[0026]

【数2】 [Equation 2]

【0027】図5に示すような可変コンデンサ9として
の容量CX の調整は、調整する環境を常に同じにし、成
分の変わることのない10〜25の範囲内の誘電率をも
つ所定の燃料または試験液(例えば、一級試薬エタノー
ル)を燃料通路2に導入して、例えば、上記実施例に示
した回路を用いるならば、そのときのセンサ部Aの検知
回路Bによる検出出力fout がその試験液におけるセン
サ部の出力のばらつきのうち、最小値を示すように、可
変コンデンサ9のつまみ9a(図2参照)を調節し、調
節後、接着剤などによりつまみ9aを動かぬように固定
する。
The adjustment of the capacitance C X as the variable capacitor 9 as shown in FIG. 5 makes the environment for adjustment always the same, and the composition of the predetermined fuel or the dielectric constant within the range of 10 to 25 without changing the composition. If a test liquid (eg, first-grade reagent ethanol) is introduced into the fuel passage 2 and, for example, the circuit shown in the above embodiment is used, the detection output f out by the detection circuit B of the sensor unit A at that time is the test result. The knob 9a (see FIG. 2) of the variable capacitor 9 is adjusted so as to show the minimum value among the variations in the output of the sensor unit in the liquid, and after the adjustment, the knob 9a is fixed so as not to move with an adhesive or the like.

【0028】試験液は、その誘電率がメタノール0〜1
00%の誘電率に相当するε=2〜33の範囲の中で
も、ε=10〜25の範囲内にあるものを選択するのが
適当であり、図6〜図8にこの一実施例により検出され
るセンサ出力周波数fout を示す。すなわち、図6は誘
電率ε=2であるシクロヘキサンを試薬液として用いた
ときのメタノールガソリンにおけるメタノール含有率に
対するセンサ出力周波数であり、図7は誘電率ε=9で
あるIPAを試薬液として用いたときのメタノールガソ
リンにおけるメタノール含有率に対するセンサ出力周波
数を示す。また、図8は誘電率ε=33であるメタノー
ルを試薬液として用いたときのメタノールガソリンにお
けるメタノール含有率に対するセンサ出力周波数を示
す。
The test liquid has a dielectric constant of methanol 0 to 1
It is appropriate to select one within the range of ε = 10 to 25 from the range of ε = 2 to 33 corresponding to the dielectric constant of 00%. The sensor output frequency f out is shown. That is, FIG. 6 shows the sensor output frequency with respect to the methanol content in methanol gasoline when cyclohexane having a dielectric constant ε = 2 is used as a reagent liquid, and FIG. 7 shows IPA having a dielectric constant ε = 9 as a reagent liquid. The sensor output frequency with respect to the methanol content rate in the methanol gasoline at the time of being shown is shown. FIG. 8 shows the sensor output frequency with respect to the methanol content in methanol gasoline when methanol having a dielectric constant ε = 33 is used as a reagent solution.

【0029】図6からも明らかなように、試験液とし
て、シクロヘキサンを用いると、メタノール100%誤
差が最大、0%で誤差が0となる。また、図8に示すよ
うに、試験液として、メタノールを用いると、メタノー
ル100%で誤差が0、0%で誤差が最大となる。さら
に、図7に示すように、試験液として、IPAを用いる
と、メタノール60%で誤差が0、0%で誤差が最大と
なる。
As is clear from FIG. 6, when cyclohexane is used as the test solution, the error of methanol 100% is maximum, and the error is 0 at 0%. Further, as shown in FIG. 8, when methanol is used as the test liquid, the error is 0 when the methanol is 100%, and the error is maximum when the methanol is 0%. Further, as shown in FIG. 7, when IPA is used as the test liquid, the error is 0 at 60% methanol, and the error becomes maximum at 0%.

【0030】これらの実施例からわかるように、試験液
として、誘電率ε=10〜25の範囲外にあるシクロヘ
キサンやメタノールなどを用いると、メタノール含有率
が小、または大の領域で検出精度が著しく悪く、誘電率
ε=10〜25の範囲内にあるIPA、エタノールなど
の試験液として選択すれば、全濃度範囲において、精度
よくメタノール含有率を検出できる。
As can be seen from these examples, when cyclohexane or methanol having a dielectric constant ε = 10 to 25 out of the range is used as the test liquid, the detection accuracy is small or large in the range of methanol content. Remarkably, if selected as a test liquid such as IPA or ethanol having a dielectric constant ε = 10 to 25, the methanol content can be detected accurately in the entire concentration range.

【0031】実施例2.上記実施例では、センサ部Aの
単層巻コイル4と導電性電極3が同軸の例を示したが、
必ずしも同軸でなく、単層巻コイル4の柱面と導電性電
極3の間に燃料による静電容量が存在するようにすれば
よい。
Example 2. Although the single-layer winding coil 4 of the sensor unit A and the conductive electrode 3 are coaxial with each other in the above embodiment,
It does not necessarily have to be coaxial, and it suffices that an electrostatic capacitance due to the fuel exists between the columnar surface of the single-layer winding coil 4 and the conductive electrode 3.

【0032】実施例3.また、上記実施例では、メタノ
ール含有率の検出に用いた場合を例示したが、試験液の
選択により、他の液体中のアルコール含有率検出用とし
て、広く適用が可能である。
Example 3. Further, in the above-mentioned embodiment, the case of using for detecting the methanol content is exemplified, but it can be widely applied for detecting the alcohol content in other liquids by selecting the test liquid.

【0033】実施例4.図9は別の可変コンデンサ9の
実施例を示す斜視図であり、基板9bの上下両面の表面
に電極9c,9dを設けて、可変コンデンサを形成して
いる。このように構成することにより、この電極9c,
9dの部分の面積を削り取るなどにより、電極9c,9
dの対向面積を可変して、容量を可変することができ、
容量の微調整が可能であり、より精度よく、メタノール
含有率を検出できる効果がある。
Example 4. FIG. 9 is a perspective view showing another embodiment of the variable capacitor 9. The electrodes 9c and 9d are provided on the upper and lower surfaces of the substrate 9b to form the variable capacitor. With this configuration, the electrodes 9c,
By removing the area of 9d, the electrodes 9c, 9
By changing the facing area of d, the capacitance can be changed,
The capacity can be finely adjusted, and there is an effect that the methanol content can be detected more accurately.

【0034】実施例5.図10はさらに別の可変コンデ
ンサ9の構成を示す斜視図である。この図10は図9の
場合と同様に、基板9bの表裏両面に電極9c1 〜9c
4 と9dを設けた可変コンデンサ9を示している。電極
のうち、表裏両面のいずれか一方、例えば、図示のごと
く、表面の電極9c1 〜9c4 で示すごとく、短冊状に
形成したものである。このように構成することにより、
一つの短冊状の電極9c1 〜9c4 のうちのいずれから
延びているパターンを切断することにより、電極9dに
対する対向面積が変化し、図9の場合と同様に容量を可
変でき、容易に容量の微調整が可能であるという効果を
有する。勿論、基板9bの表裏両面にそれぞれ短冊状の
電極を形成し、必要に応じて、対向する表裏両面側の短
冊状の電極を切断すれば、上記と同様にして容量を可変
できる。
Example 5. FIG. 10 is a perspective view showing the configuration of still another variable capacitor 9. This FIG. 10 is similar to the case of FIG. 9, and the electrodes 9c 1 to 9c are formed on both front and back surfaces of the substrate 9b.
The variable capacitor 9 provided with 4 and 9d is shown. Of the electrode, either the front and back surfaces, for example, as shown in the drawing, as shown by electrodes 9c 1 ~9c 4 surface, and is formed into a strip. By configuring in this way,
By cutting pattern extending from any one of a strip-shaped electrodes 9c 1 ~9c 4 of the facing area is changed to the electrode 9d, can be used to adjust the capacitance as in the case of FIG. 9, readily capacity The effect is that fine adjustment of can be performed. Of course, if the strip-shaped electrodes are formed on both the front and back surfaces of the substrate 9b and the strip-shaped electrodes on the opposite front and back surfaces are cut as necessary, the capacitance can be varied in the same manner as described above.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、燃料
通路の途中に燃料を挾んで導電性電極と絶縁層である絶
縁管を介して単層巻コイルを設け、この単層巻コイルと
並列に可変コンデンサを接続し、10〜25の範囲の誘
電率をもつ所定の燃料で共振周波数がある一定値を示す
ように、この可変コンデンサの容量を可変して、共振周
波数を調整するようにしたので、常に精度よく、アルコ
ール類の含有率を検知できる効果がある。
As described above, according to the present invention, the single-layer winding coil is provided in the middle of the fuel passage with the fuel interposed between the conductive electrode and the insulating tube which is the insulating layer. A variable capacitor is connected in parallel with the variable capacitor, and the capacitance of this variable capacitor is varied to adjust the resonance frequency so that the resonance frequency shows a certain value with a predetermined fuel having a dielectric constant in the range of 10 to 25. Since it has been set, there is an effect that the content rate of alcohols can always be detected accurately.

【0036】また、可変コンデンサは基板の表裏両面に
形成した電極の一部を削り取って容量を可変できるよう
にしたので、容易に容量の微調整が可能となり、高精度
にアルコール含有率を検知できる効果がある。
Further, since the variable capacitor can change the capacitance by scraping off a part of the electrodes formed on both the front and back surfaces of the substrate, the capacitance can be easily fine-tuned and the alcohol content can be detected with high accuracy. effective.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例による燃料のアルコール類
濃度検知装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a fuel alcohol concentration detecting device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同上実施例におけるセンサ部の構成を示す斜視
図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a sensor unit according to the embodiment.

【図3】同上実施例におけるセンサ部の等価回路図であ
る。
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of a sensor unit according to the above embodiment.

【図4】図3の等価回路図に対応するセンサ部の模式図
である。
FIG. 4 is a schematic diagram of a sensor unit corresponding to the equivalent circuit diagram of FIG.

【図5】同上実施例における可変コンデンサの構成を示
す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of a variable capacitor according to the same embodiment.

【図6】試験液にシクロヘキサンを用いた場合の同上実
施例による出力周波数特性図である。
FIG. 6 is an output frequency characteristic diagram according to the same example when cyclohexane is used as a test liquid.

【図7】試験液にIPAを用いた場合の同上実施例によ
る出力周波数特性図である。
FIG. 7 is an output frequency characteristic diagram according to the same example when IPA is used as a test solution.

【図8】試験液にメタノールを用いた場合の同上実施例
による出力周波数特性図である。
FIG. 8 is an output frequency characteristic diagram according to the above-mentioned embodiment when methanol is used as a test liquid.

【図9】この発明の燃料のアルコール類濃度検知装置に
使用される可変コンデンサの別の実施例を示す斜視図で
ある。
FIG. 9 is a perspective view showing another embodiment of the variable capacitor used in the fuel alcohol concentration detecting device of the present invention.

【図10】この発明の燃料のアルコール類濃度検知装置
に使用される可変コンデンサのさらに異なる実施例を示
す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing still another embodiment of the variable capacitor used in the fuel alcohol concentration detecting device of the present invention.

【図11】従来の燃料の誘電率検知装置の構成図であ
る。
FIG. 11 is a configuration diagram of a conventional fuel dielectric constant detection device.

【図12】従来の燃料の誘電率検知装置のメタノール含
有率対出力周波数特性図である。
FIG. 12 is a characteristic diagram of methanol content versus output frequency of a conventional fuel dielectric constant detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 絶縁管 2 燃料通路 3 導電性電極 4 単層巻コイル 4a リード 4b リード 9 可変コンデンサ 9a つまみ 9b 基板 9c 電極 9c1 電極 9c2 電極 9c3 電極 9c4 電極 9d 電極 10 直列抵抗 11 0度位相比較器 12 低域通過フィルタ 13 比較積分器 14 電圧制御発振器 A センサ部 B 検知回路部1 Insulation Tube 2 Fuel Passage 3 Conductive Electrode 4 Single Layer Winding Coil 4a Lead 4b Lead 9 Variable Capacitor 9a Knob 9b Substrate 9c Electrode 9c 1 Electrode 9c 2 Electrode 9c 3 Electrode 9c 4 Electrode 9d Electrode 10 Series Resistance 11 0 Degree Phase Comparison Unit 12 Low pass filter 13 Comparative integrator 14 Voltage controlled oscillator A Sensor unit B Detection circuit unit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガソリンまたは軽油に所定量のメタノー
ルが加えられた燃料が流通する燃料通路の中途に設けら
れた導電性電極と、この導電性電極との間に上記燃料が
流通されるとともに、上記導電性電極と所定の間隔離し
てコイルの柱面が対向するように配置された単層巻コイ
ルと、この単層巻コイルと並列に接続された10〜25
の範囲内の誘電率をもつ燃料で上記単層巻コイルと共振
するときの共振周波数が所定の一定値を示すように容量
を調節できる可変コンデンサと、この可変コンデンサと
上記単層巻コイルとによる共振周波数を検出する手段と
を備えたことを特徴とする燃料のアルコール類濃度検知
装置。
1. A conductive electrode provided in the middle of a fuel passage through which a fuel obtained by adding a predetermined amount of methanol to gasoline or light oil flows, and the fuel flows between the conductive electrode, A single-layer winding coil which is arranged so as to face a column surface of the coil while being separated from the conductive electrode by a predetermined distance, and 10 to 25 connected in parallel with the single-layer winding coil.
A variable capacitor whose capacitance can be adjusted so that the resonance frequency when resonating with the single-layer winding coil with a fuel having a dielectric constant within the range is a predetermined value, and the variable capacitor and the single-layer winding coil A device for detecting the alcohol concentration of fuel, comprising: means for detecting a resonance frequency.
【請求項2】 前記可変コンデンサは基板の表裏両面に
電極を形成し、この電極の対向面積を削減することによ
り容量を可変することを特徴とする請求項1に記載の燃
料のアルコール類濃度検知装置。
2. The fuel alcohol concentration detection according to claim 1, wherein the variable capacitor has electrodes formed on both front and back surfaces of a substrate, and the capacitance is varied by reducing the facing area of the electrodes. apparatus.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005069363A1 (en) * 2004-01-13 2005-07-28 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Method for producing synthetic resin mold package, alcohol concentration sensor and apparatus for measuring alcohol concentration
JP2020134372A (en) * 2019-02-22 2020-08-31 パナソニックIpマネジメント株式会社 Concentration sensor

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