JPH05503574A - 作動伝達液の状態を測定するための装置 - Google Patents

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】 作動伝達液の状態を測定するための装置この発明は、作動伝達液の状態を測定す るための装置に関するもので、特に吸湿性ブレーキ液の水分量または沸騰温度を 監視、またはチェックするため、試験液の中に浸される電気加熱センサ素子と、 一定振幅の電流を供給する電源と、電流供給の際にセンサ素子を介して電圧降下 を測ることができ、センサ素子の温度依存性抵抗を確定することができる測定器 とを備え、センサ素子の形状、および寸法並びに加熱電流は、センサ素子加熱後 、測定期間の間、液の沸騰温度より低い温度範囲において安定した細胞状対流を 生じるように設定されていて、且つ、センサ素子における電圧降下は、液の状態 を示す基準として利用することができる。

このような装置は西独特許公開公報第３５２２７７４Ａ１号に知られている。こ の装置のセンサ素子は、測定する時点で安定細胞状対流を生じるように形成され 、電流供給が決められる。これらは、試験液の沸騰温度より低い位置にある温度 範囲の規定温度までの加熱を前提とする。試験液の沸騰温度までセンサ素子を加 熱しないということは、絶対的な前提である。

上記西独特許公開公報によれば、測定期間の対流セルもしくは安定細胞状対流の 発生を促進するために、側壁に穴をあけた中空体の形状、中空つるまき線の形状 、穴を開けた筒のようなものでセンサ索子を形成することが提案されている。

このようなセンサ素子はしかしながら比較的費用のかかるものである。これらを もしすべての乗物もしくは乗物の車輪ブレーキに取り付けるとすると、負担する ための費用が特にかかる。また、そのような場合、センサ素子を機械的に安定し た状態で固定するために高い費用か掛かる。

この発明は、安価で、しかも機械的に安定した状態で固定されたセンサ素子を用 いて、測定期間中に安定した細胞状対流が生成されるように構成された装置を提 供するという課題に基づいている。

この課題は、驚くべきことに、両端を装着された直線導線の大変単純な形状、例 えば１本の短い導線で形成されるセンサ素子で解決するということか判明した。

このセンサ素子は、このような形状の複数の直線導線を並列または直列に接続す ることにより構成することもできる。但し、すべての直線導線で対流セルか生じ るように適切に配置されなければならない。

この発明に都合のよい実施例によれば、センサ素子は、構成比がプラチナ９０％ とイリジウム１０％の合金からできて５ｍｍから２０ｍｍで、そして直径３０μ ｍから８０μｍ１特に４０μｍから６０μｍである。

この発明のもう一つの都合のよい実施例によれば、センサ素子は、試験液の中に おおよそ垂直に配置されている。このセンサ索子は、また試験液の中において所 定の傾きで配置し、または測定特性を調整するために傾きを変えて配置すること もできる。少なくとも両端か開かれている同軸の筒で部分的に囲まれているセン サ素子の場合、直線導線と筒との間における包み込む流れもしくは安定細胞状対 流の発生を妨げず、多くの場合さらに都合がよい。このようなセンサ素子は、試 験液の流れの動きに対して比較的影響を受けにくい。そのような生成は、手動操 作型の測定試験子を構成するために同様に都合がよい。

この発明の更に他の特徴、利点と応用の可能性は、図面を参照して説明する実施 例をもとにしてより明らかとなろう。

図１はこの発明に適った方式のセンサ素子において、このセンサ素子を流れる電 流に対する温度および抵抗の変化の基本的なパターンを示す図、 図２はこの発明による装置のための測定回路の基本的な構成を示す図、 図３はこの発明による装置のためのセンサ索子を示す概略図、 図４ａ〜４ｅはそれぞれセンサ素子の異なった実施形状を示す図である。

この発明による装置は、沸騰せず安定細胞状対流を生じるよう加熱され形成され るセンサ素子を用いた沸騰温度測定法ｊこ基づいている。

もし、直接境を接する液体領域の中で対流生成本体として使用したセンサ素子が 、「薄層状対流」　（流体熱伝導）を介して、回りを囲む全容量の液体に対して 十分に速く、しかし、また沸騰した気泡を生じない熱量を発生するとき、そのよ うな細胞状対流が生じる。発熱センサ素子を取り囲む小間隔の複数の境界層が生 成される。熱蓄積が、「細胞」の中の発熱センサ素子のまわりに発生する。この 細胞自身は、薄層状対流を介してその外側の液体領域の中にじかに多量の熱を発 散することができ、この領域の中で時間単位毎に分散させることができる。

発熱センサ素子とそのまわりの対流セルとは、共同の加熱装置として動作する。

この加熱装置は、薄層状対流状態に関連して、残りの試験液に対して加熱下にお ける測定状態にある。境界層は、境界層の内部における蓄熱温度が外側の残りの 試験液より高いあいだは安定している。液が対流セル生成温度を越えて加熱され ると、もはや対流セルは生成されず、この発明による装置を使った沸騰温度ｐｊ 定はもはや不可能となる。対流セル内部に発生した蓄熱温度の発散は、とりわけ 細胞中の液の運動に依存している。この運動は、液の濃度と粘度（粘性）並びに 浮力現象に依存している。

この発明による装置を使った沸騰温度測定のために、センサ素子の変動する熱抵 抗が、センサ素子表面と対流セル中の試験液との間の境界層における蓄熱温度に よって解析される。

吸湿性のブレーキ液における水分との混合は、濃度と粘性、即ち蓄熱温度に関し て特定の変動を引き起こす。この変動は沸騰温度の測定のために解析される。図 １のグラフは動作の具体的な説明をするために用いられる。上昇する加熱電流Ｉ に依存している蓄熱温度Ｔか、またはこの温度に規定されるセンサ素子の対応す る電気抵抗Ｒの変化の様子が示されている。

室内温度（１）から出た温度は、まず初めに上方の数値（２）を通って放物線の 形状で最大値（３）まで上昇する。

このパターンは、専ら薄層状対流の範囲に相当する。この特性曲線は、その後、 特徴のはっきりした負の過程（３）−（４）と、それから続く低い値から点（６ ）までほぼ一定の割合で持続して上昇する。試験液の沸騰温度７ｊＰＪ定のため にこの発明によって分析される特性曲線区域（４）−（６）は、細胞状対流の範 囲に特徴的に表われる。点（５）は好都合な動作点を示す。

（２）−Ｃ３）−（４）の三角形部分は、分岐区域と呼ばれる。なぜなら、この 特性曲線は上昇熱エネルギが与えられる場合は恒常的に（２）−（３）−（４） の過程をたどり、しかし逆の順序では点（３）を省略した下方（４）−（２）の 過程をたどるからである。分岐区域は上述した境界層の始めの形成範囲を特徴づ ける。このような特性曲線過程を示すセンサ素子もしくは加熱素子は、この発明 による装置のための対流生成本体もしくはセンサ素子として原則的に適している 。特徴のはっきりした分岐区域は、通例、センサ素子の好適な構造を示す徴候で ある。

（４）−（６）の特性曲線平坦域は、試験液における水分割合に依存して変わる 。特性曲線１０と１１は、特性曲線９（より高い水分濃度の場合）に比較して沸 点がより低い液のために適用される。この発明による装置によって定電流Ｉｃか 供給されると、センサ素子を介した所定の電気抵抗もしくは電圧降下により、特 性曲線９における作用点５の代わりに作用点（７）かまたは作用点（８）（特性 曲線１０ないしは１１）が得られる。

図２は、この発明による装置のために適した測定回路の基本的な構成を示す。こ の測定回路は、主として直流または一定振幅の交流電流Ｉｃを供給する電源１２ 、容量が１４の記号で表されている試験液の中へ浸されるセンサ素子１３、並び に端子Ｋｌ、に２に接続されている高抵抗電圧計１５をもって構成されている。

図３は、図２の測定回路を備えたこの発明による装置の具体的な実施例を説明す るものである。

センサ素子として用いられる直線導線１３′は、この実施例において、両端か固 定された導線部がプラチナ９０％とイリジウム１０％の合金でできている短いも のから構成されている。このセンサ素子１３′は、長さｌＱｍｍから１５ｍｍで 直径５０μｍを備えている。この長さは、１．７オームから２．３オームの範囲 のオーム抵抗を持つように選ばれる。

安定細胞状対流の発生のための動作電流は、１アンペアの範囲に設定される。

図３の実施例において、この発明による装置の直線導線１３−は、電気絶縁体で 平らな支持体１８に埋め込まれている洋銀板製の２つの電極１６．１７の間に装 着、接続されている。図２に示したと同様に、一定振幅電源は１２、電圧計は１ ５の記号で示されている。この場合、センサ素子１３−は、点溶接によって電極 １６．１７に結合されている。センサ素子１３′は試験液の満たされた容器１９ の中に浸されている。

２つまたは複数の同様の単純な構造をしたセンサ素子を組み合わせて、電気的に 並列または直列に接続して構成することも全（可能である。立体的な配置と個々 のセンサ素子相互の間隔は、この発明による基本的な細胞状対流か形成されるよ うに選ばれなければならない。たとえば、電極１６．１７の間に同様の他の直線 導線１３′が並列に並べられ、夫々の両端が電極に溶接されるようにしてもよい 。

個別の単純直線導線の基本的な形状と配置は、図４に一緒に並べて示されている 。

図４ａのセンサ素子は、理論上、取囲む内部空間のない状態で伸ばされて退化し たつるまき線として見なすことのできる短い直線導線２０から成り、その際、極 端な場合には波形かまたは全く真っ直ぐな直線導線となる。所定の抵抗値を持っ たつるまき線の加熱素子、即ちセンサ素子を用いると、細胞状対流の発生のため に必要な動作型ｅＬｊｌは、つるまきのピッチに対して所定の比の値となる。

ピッチの細いつるまき線においては動作電流は最小量とされ、伸ばした導線の退 化したつるまき線においてはいくらかより高めの値か必要とされる。

しかし、伸ばされたつるまき線内部直径と電線直径との比が小さい場合は、機械 的に固有な高い剛度を示し、これはこの発明によるセンサ素子に好適な実用性を 与える。

図４ａは、このような伸びて退化したつるまき線を示す。

補強材により補強され、且つ高いコンダクタンスが与えられた両端の点ＡとＢは 、センサ素子の実効長を規定している。

図４ｂと４０とは、完全に伸びた直線導線の形状の直線導線２１を示す。図４ｂ におけるセンサ素子２１は垂直に配置されているのに対し、図４Ｃにおいてはそ の軸が所定角度だけ傾いて配置されている。

前記２つの事例において、センサ素子２１を包み込む流れ２３の様子が示されて いる。センサ素子である直線導線２１の傾斜、および包み込む流れ２３に基づく 浮力に応じて、直線導線２１の一定の部分が包み込む流れ２３の作用範囲内に入 る。

測定器として用いられるセンサ素子の特徴曲線は、この傾斜を調整することによ って変えられ、規定要求に適応させられる。例えば、図４ｂにおいては全センサ 素子が包み込まれているが、図４０においては長さｄＬの部分が包み込む流れ２ ３の外に出る。この状態は、図１における直線区間（４）−（６）の特性曲線に 対応するように特性を変化させるために利用できる。

図４ｄと４８に示した他の実施例において、センサ素子を示す伸ばした直線導線 ２１は、覆い、即ち両端が開放しである円筒２２で囲まれ、従って包み込む流れ は直線導線２１と円筒２２との間を導かれる。このようなセンサ素子は、試験液 の他の要因による動きに対して、このような覆いなしのセンサ素子２１よりもわ ずかしか反応しない。図４ｄと４ｅとに示したセンサ素子は、特に手動で操作す る試験子を構成するときに好適する。固定的に用いられるシステムでは、例えば 原動機付き車両ブレーキに取り付けるためには、通例は図４ａ〜４Ｃに示した単 純な実施形状で十分である。

４ａ　４ｂ　ｋｃ　ｂｄ　４ｅ 補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成４年７月２７日

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．試験液の中に浸し電気的に加熱可能なセンサ素子と、一定振幅の電流を供給 する電源と、電流供給の際にセンサ素子における電圧降下とセンサ素子の温度に 左右される抵抗を測定するための測定器とを有し、加熱電流はセンサ素子加熱後 の測定期間、液の沸騰温度より低い位置にある温度範囲において安定細胞状対流 を生じるように量定されていて、その際のセンサ素子における電圧降下は液の状 態の測定のための基準として解析され、センサ素子（１３）は両端を固定された 直線状導線（１３′，２０，２１）の形状、例えば１本の導線で構成されている ことを特徴とする、特に吸湿性ブレーキ液の沸騰温度等の作動伝達液の状態を測 定するための装置。
2. ２．センサ素子（１３）は、並列または直列に接続された複数の直線導線（１３ ′．２０，２１）から構成されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. ３．直線導線（１３′，２０．２１）は、例えばプラチナ９０％とインゴット１ ０％から形成される、合金から成ることを特徴とする請求項１または２記載の装 置。
4. ４．直線導線（１３′，２０，２１）は、長さ１０ｍｍから３０ｍｍ、特に１５ ｍｍから２０ｍｍで、そして直径３０ｕｍから８０ｕｍ、特に４０ｕｍから６０ ｕｍであることを特徴とする請求項１ないし３の１つまたは複数に記載の装置。
5. ５．センサ素子（１３）即ち直線導線（１３′，２０，２１）は、試験液の中に おおよそ垂直に配置されていることを特徴とする請求項１ないし４の１つまたは 複数に記載の装置。
6. ６．直線導線（２１）は、試験液の中に所定の傾斜（β）で配置されていること を特徴とする請求項１ないし４の１つまたは複数に記載の装置。
7. ７．試験液の中に配置されている直線導線（２１）の傾斜は、センサ素子（１３ ）の測定特性を確定するために変化されることを特徴とする請求項６記載の装置 。
8. ８．直線導線（２１）は、少なくとも部分的に両端を開かれている円筒（２２） に囲まれていて、直線導線（２１）と筒（２２）との間における包み込む流れ（ ２３）もしくは安定細胞状対流の発生を妨げないことを特徴とする請求項１ない し７の１つまたは複数に記載の装置。