JPH0625751U - 静電容量式アルコールセンサ用処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 静電容量式アルコールセンサ用処理回路にお
いて、静電容量式センサの出力側のノイズをアースに逃
すことにより、高精度にアルコール濃度を測定する。 【構成】 処理回路をブリッジ回路１１により構成し、
一辺に静電容量式センサ１、他の三辺に基準コンデンサ
１２、基準抵抗１３，１３を接続する。そして、各基準
抵抗１３の接続点ａと静電容量式センサ１，基準コンデ
ンサ１２の接続点ｂの間に発振器４を接続し、他の接続
点ｃ，ｄが出力端子となる。また、静電容量式センサ１
の他の電極板２Ｂは接続点ｂを介してアースに接続され
る。これにより、静電容量式センサ１からのノイズをア
ースに逃すことができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば自動車用のアルコール燃料または印刷機用の湿し水等のアル コール濃度を検出する静電容量式アルコールセンサに用いて好適な静電容量式ア ルコールセンサ用処理回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、静電容量式アルコールセンサは、アルコールを含む液体のアルコール 濃度を測定するために、平行平板型電極または同軸円筒型電極からなる静電容量 式センサを前記溶液中に設け、電極間に発生する液体中のアルコール濃度による 比誘電率の変化を静電容量の変化として検出し、この検出信号を処理して、自動 車用のエンジン制御または印刷機の湿し水の濃度制御等に適用している。

【０００３】 ここで、従来技術としての静電容量式アルコールセンサ用処理回路を図２に基 づいて説明する。

【０００４】 図中、１はアルコールを含む液体中に設けられた静電容量式センサを示し、該 静電容量式センサ１は例えば平行平板型電極により構成され、一方の電極板２Ａ には後述の発振器４が接続され、他方の電極板２Ｂには微分回路５が接続されて いる。また、該静電容量式センサ１は前記液体のアルコール濃度による比誘電率 を各電極板２Ａ，２Ｂで静電容量ＣS として検出し、この静電容量に対応した検 出電圧ＶS を出力するものである。なお、該静電容量式センサ１の各電極板２Ａ ，２Ｂ間には抵抗値ＲC を有する内部抵抗３が並列に存在している。

【０００５】 ４は発振器を示し、該発振器４は基準波となる交流電圧Ｖ0 （高周波ｆ）を前 記静電容量式センサ１の一方の電極板２Ａに出力するものである。

【０００６】 ５は静電容量式センサ１の他方の電極板２Ｂに接続された微分回路を示し、該 微分回路５はオペアンプ６と、該オペアンプ６の出力端子と反転端子との間に接 続された抵抗値Ｒを有する帰還抵抗７とから構成され、前記オペアンプ６の非反 転端子はアースに接続され、当該微分回路５からは微分電圧Ｖi を出力する。

【０００７】 ８は微分回路５の出力側に接続された全波整流回路を示し、該全波整流回路８ は微分回路５から出力される微分電圧Ｖi を全波整流して直流電圧Ｖとして図示 しない制御回路に出力するものである。

【０００８】 このように構成される従来技術による静電容量式アルコールセンサ用処理回路 は、所謂『オートブリッジ回路』として構成し、静電容量式センサ１の各電極板 ２Ａ，２Ｂ間で液体中のアルコール濃度を静電容量ＣS として検出し、検出電圧 ＶS を微分回路５に出力する。

【０００９】 そして、微分回路５および全波整流回路８においては、静電容量式センサ１か らの検出電圧ＶS を微分すると共に、全波整流して直流電圧Ｖとして制御装置に 出力するようになっている。

【００１０】 従って、自動車エンジンに用いられるアルコール混合ガソリンのアルコール濃 度測定に用いた場合には、制御装置により燃料噴射量制御および点火時期制御を 行い。印刷機の湿し水に含まれるイソプロピルアルコ−ルの濃度測定に用いた場 合には、制御装置により湿し水の濃度制御を行うことができる。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述した従来技術による処理回路はオートブリッジ回路で構成され ているから、出力がリニアリティを有するものの、静電容量式センサ１はアース に接続されていないために、他方の電極板２Ｂの出力側は高インピーダンスとな る。このため、発振器４からの高周波に対して他方の電極板２Ｂの出力側にはノ イズが発生し易く、このノイズにより液体中のアルコール濃度が正確に測定でき ないという問題がある。

【００１２】 本考案は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本考案は静電容量セ ンサの一方の電極をアースに接続することにより、ノイズを低減し、液体中のア ルコール濃度を正確に測定できる静電容量式アルコールセンサ用処理回路を提供 することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

上述した課題を解決するために本考案が採用する静電容量式アルコールセンサ 用処理回路の構成は、アルコールを含んだ液体中に設けられ、一対の電極からな る静電容量式センサと、基準波を出力する発振器と、該発振器からの基準波が入 力され、前記静電容量式センサおよび複数個の基準素子からなるブリッジ回路と を備え、該ブリッジ回路のアースを、前記静電容量式センサの一方の電極に接続 したことにある。

【００１４】

【作用】

上記構成により、発振器からの高周波のノイズは静電容量式センサの他方の電 極からアースに逃すことができ、液体中のアルコール濃度の変化をブリッジの平 衡が崩れることにより正確に検出することができる。

【００１５】

【実施例】

ここで、本考案による実施例を図１に基づいて説明する。なお、前述した従来 技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

【００１６】 図中、１１は処理回路を構成するブリッジ回路を示し、該ブリッジ回路１１の 一辺には静電容量式センサ１と、他の三辺には基準素子となる基準コンデンサ１ ２，基準抵抗１３，１３がそれぞれ接続され、各基準抵抗１３，１３の接続点ａ と静電容量式センサ１，基準コンデンサ１２の接続点ｂとの間には、発振器４が 接続され、一方の基準抵抗１３，静電容量式センサ１の接続点ｃ（一方の出力端 ）および他方の基準抵抗１３，基準コンデンサ１２の接続点ｄ（他方の出力端） は、それぞれ出力電圧Ｖ1 ，Ｖ2 を導出する出力端子となって、当該接続点ｃ， ｄは後述する差動増幅器１４の入力端子にぞれぞれ接続されている。なお、前記 静電容量式センサ１の他方の電極板２Ｂは接続点ｂを介してアースに接続されて いる。

【００１７】 １４は差動増幅器を示し、該差動増幅器１４はオペアンプにより構成され、入 力端子には前記ブリッジ回路１１の接続点ｃ，ｄがそれぞれ接続され、出力電圧 Ｖ1 ，Ｖ2 が入力され、出力端子は全波整流回路８に接続され、差動電圧Ｖa を 出力する。そして、全波整流回路８からは直流電圧Ｖ′が制御装置（図示せず） に出力される。

【００１８】 このように構成される本実施例による静電容量式アルコールセンサ用処理回路 においては、ブリッジ回路１１の一辺に接続された静電容量式センサ１で液体中 のアルコール濃度を静電容量の変化として検出し、当該ブリッジ回路１１の平衡 状態の崩れを差動増幅器１４により検出し、この差動電圧Ｖa を全波整流回路に より直流電圧Ｖ′として出力するものである。

【００１９】 そして、本実施例の処理回路においては、静電容量式センサ１の他方の電極板 ２Ｂを接続点ｂを介してアースに接続しているから、電極板２Ｂの出力側と基準 コンデンサ１２との接続点ｂの電位差が零になり、高周波ノイズをアースに逃す ことができる。これにより、静電容量式センサ１から発生するノイズを低減する ことができ、ブリッジ回路１１から出力される出力電圧Ｖ1 ，Ｖ2 のノイズを確 実に低減することができる。

【００２０】 従って、静電容量式センサ１により検出される液体中のアルコール濃度を高精 度に測定することができる。これにより、本実施例による処理回路を、自動車用 エンジンのアルコール混合燃料のアルコール濃度測定に用いた場合には、制御装 置における燃料噴射量制御および点火時期制御を適確に行うことができる。さら に、印刷機の湿し水中のイソプロピルアルコールの濃度測定に用いた場合には、 制御装置により湿し水の濃度制御を正確に行い、印刷を奇麗に仕上げることがで きる。

【００２１】 なお、静電容量式センサ１は電極板２Ａ，２Ｂからなる平行平板型電極に限ら ず、同軸円筒型電極からなる静電容量式センサを用いてもよく、この場合には、 中心電極を発振器４側に接続し、外側の円筒状電極をアースに接続するようにす ればよい。

【００２２】

【考案の効果】

以上詳述した如く、本考案による静電容量式アルコールセンサ用処理回路は、 アルコールを含んだ液体中に設けられ、一対の電極からなる静電容量式センサと 、基準波を出力する発振器と、該発振器からの基準波が入力され、前記静電容量 式センサおよび複数個の基準素子からなるブリッジ回路とを備え、該ブリッジ回 路のアースを、前記静電容量式センサの一方の電極に接続する構成としたから、 静電容量式センサの出力側に発生するノイズをアースに逃すことができ、液体中 のアルコール濃度を正確に測定することができる。そして、自動車用エンジンに 使用されるアルコール混合燃料の測定に用いた場合には、燃料噴射量制御および 点火時期制御を正確に行うことができ、印刷機の湿し水中のイソプロピルアルコ ール濃度測定に用いた場合には、湿し水の濃度制御を正確に行うことができ印刷 を奇麗に仕上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例による静電容量式アルコールセ
ンサ用処理回路の回路構成図である。

【図２】従来技術による静電容量式アルコールセンサ用
処理回路の回路構成図である。

【符号の説明】

１ 静電容量式センサ ２Ａ，２Ｂ 電極板 ３ 内部抵抗 ４ 発振器 １１ ブリッジ回路 １２ 基準コンデンサ １３ 基準抵抗 １４ 差動増幅器

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルコールを含んだ液体中に設けられ、
   一対の電極からなる静電容量式センサと、基準波を出力
   する発振器と、該発振器からの基準波が入力され、前記
   静電容量式センサおよび複数個の基準素子からなるブリ
   ッジ回路とを備え、該ブリッジ回路のアースを、前記静
   電容量式センサの一方の電極に接続してなる静電容量式
   アルコールセンサ用処理回路。