JPH0650066B2 - マイクロ波・光プロ−ブ - Google Patents
マイクロ波・光プロ−ブInfo
- Publication number
- JPH0650066B2 JPH0650066B2 JP59173072A JP17307284A JPH0650066B2 JP H0650066 B2 JPH0650066 B2 JP H0650066B2 JP 59173072 A JP59173072 A JP 59173072A JP 17307284 A JP17307284 A JP 17307284A JP H0650066 B2 JPH0650066 B2 JP H0650066B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coaxial
- microwave
- coaxial line
- optical probe
- hole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/04—Testing internal-combustion engines
- G01M15/06—Testing internal-combustion engines by monitoring positions of pistons or cranks
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関の燃焼室内のピストン位置をマイク
ロ波で検出し、燃焼光をフオトセンサで検出するマイク
ロ波・光プローブに関するものである。
ロ波で検出し、燃焼光をフオトセンサで検出するマイク
ロ波・光プローブに関するものである。
この種のマイクロ波・光プローブでは、検出部への信号
を伝送する伝送路において光を直進させ、マイクロ波を
９０度曲げ、両者を分離するようになつている。このマ
イクロ波の伝送には前記９０度の曲げ部分があることか
ら、導波管同軸変換部が用いられていた。
を伝送する伝送路において光を直進させ、マイクロ波を
９０度曲げ、両者を分離するようになつている。このマ
イクロ波の伝送には前記９０度の曲げ部分があることか
ら、導波管同軸変換部が用いられていた。
ところが、導波管同軸変換部の横断面の幅は管内波長の
半分以上とする必要があり、大型となる。このため、取
扱い上不便であり、また、エンジンの他の部品と干渉し
ないように特別な配慮をする必要があつた。
半分以上とする必要があり、大型となる。このため、取
扱い上不便であり、また、エンジンの他の部品と干渉し
ないように特別な配慮をする必要があつた。
また、特定形状の導波管同軸変換部で伝送できる周波数
帯域は狭い。一方、内燃機関の燃焼室の形状はエンジン
の種類毎に異なり、これに応じて使用するマイクロ波の
波長を変更する必要が生ずる。このため、エンジンの種
類に応じて導波管同軸変換部の寸法を変更する必要があ
つた。
帯域は狭い。一方、内燃機関の燃焼室の形状はエンジン
の種類毎に異なり、これに応じて使用するマイクロ波の
波長を変更する必要が生ずる。このため、エンジンの種
類に応じて導波管同軸変換部の寸法を変更する必要があ
つた。
上記問題を解決するために、本発明に係るマイクロ波・
光プローブでは一端部が燃焼室内に挿入される同軸線路
部と、同軸線路部の燃焼内に突出した部分へ設けられた
ダイポールアンテナと、光センサが一端へ同軸線路部と
対向して取付けられ同軸線路部により導かれた光を案内
する透視孔と、同軸線路部と透視孔の間に介在されイン
ピーダンス整合をとる同軸インピーダンス変換部と、透
視孔の側壁へ連通される孔へ取付けられた同軸マイクロ
波コネクタと、同軸マイクロ波コネクタの内導体と同軸
インピーダンス変換部の内導体とを接続する屈曲同軸線
路部とを有し、同軸線路部、同軸インピーダンス変換部
及び透視孔は同軸となつており、同軸線路部は真直筒状
の外導体へ同軸的に内導体が挿入され外導体と内導体の
間に透明絶縁体が介在されている。
光プローブでは一端部が燃焼室内に挿入される同軸線路
部と、同軸線路部の燃焼内に突出した部分へ設けられた
ダイポールアンテナと、光センサが一端へ同軸線路部と
対向して取付けられ同軸線路部により導かれた光を案内
する透視孔と、同軸線路部と透視孔の間に介在されイン
ピーダンス整合をとる同軸インピーダンス変換部と、透
視孔の側壁へ連通される孔へ取付けられた同軸マイクロ
波コネクタと、同軸マイクロ波コネクタの内導体と同軸
インピーダンス変換部の内導体とを接続する屈曲同軸線
路部とを有し、同軸線路部、同軸インピーダンス変換部
及び透視孔は同軸となつており、同軸線路部は真直筒状
の外導体へ同軸的に内導体が挿入され外導体と内導体の
間に透明絶縁体が介在されている。
したがつて、燃焼室内へ貫通されたエンジンの取付孔へ
マイクロ波・光プローブの同軸部側を挿入固着すれば、
燃焼光は同軸線路部の透明絶縁体を透過し、同軸インピ
ーダンス変換部の外導体と内導体の間を通り、透視孔を
通つて光センサへ入射される。光センサはこの燃焼光を
電気信号に変換する。これにより、燃焼状態を調べるこ
とができる。
マイクロ波・光プローブの同軸部側を挿入固着すれば、
燃焼光は同軸線路部の透明絶縁体を透過し、同軸インピ
ーダンス変換部の外導体と内導体の間を通り、透視孔を
通つて光センサへ入射される。光センサはこの燃焼光を
電気信号に変換する。これにより、燃焼状態を調べるこ
とができる。
また、マイクロ波送受信器から同軸ケーブルを介して同
軸マイクロ波コネクタへ伝送されたマイクロ波は、屈曲
同軸線路部、同軸インピーダンス変換部、内導体と外導
体で構成される同軸線路部へと伝送され、ダイポールア
ンテナから放射される。放射されたマイクロ波は、エン
ジン内の燃焼室壁により吸収（共振時）・反射され、ダ
イポールアンテナにより受信され、前記と逆方向へ伝送
され、送受分離器により受信波が分離されてマイクロ波
検波器により電気信号に変換される。この受信されたマ
イクロ波の信号レベルより、ピストン位置を測定するこ
とができる。
軸マイクロ波コネクタへ伝送されたマイクロ波は、屈曲
同軸線路部、同軸インピーダンス変換部、内導体と外導
体で構成される同軸線路部へと伝送され、ダイポールア
ンテナから放射される。放射されたマイクロ波は、エン
ジン内の燃焼室壁により吸収（共振時）・反射され、ダ
イポールアンテナにより受信され、前記と逆方向へ伝送
され、送受分離器により受信波が分離されてマイクロ波
検波器により電気信号に変換される。この受信されたマ
イクロ波の信号レベルより、ピストン位置を測定するこ
とができる。
本発明ではマイクロ波のプローブへの送受を屈曲同軸線
路部で行なうので従来の導波管同軸変換部に比べ、小型
化できるとともに、同軸線路は周波数特性を持たないの
で広帯域化を可能にするという利点を有する。また本発
明は、同軸インピーダンス変換部を備えているので、同
軸線路部の外導体の内径を小さくすることができるとと
もに、インピーダンスミスマツチによる反射損失、共振
波形の変形を防止することが可能となつている。また、
透視孔の光センサ側には内導体が存在しないので、光セ
ンサ側へマイクロ波が進行しないようになつている。さ
らに、内導体と外導体の間に透明絶縁体が介在している
ので、内導体が支持されるとともに、光を透過させ、ま
た、燃焼室内の燃焼ガスやカーボン等がマイクロ波、光
プローブ内を侵入でき難くなつている。
路部で行なうので従来の導波管同軸変換部に比べ、小型
化できるとともに、同軸線路は周波数特性を持たないの
で広帯域化を可能にするという利点を有する。また本発
明は、同軸インピーダンス変換部を備えているので、同
軸線路部の外導体の内径を小さくすることができるとと
もに、インピーダンスミスマツチによる反射損失、共振
波形の変形を防止することが可能となつている。また、
透視孔の光センサ側には内導体が存在しないので、光セ
ンサ側へマイクロ波が進行しないようになつている。さ
らに、内導体と外導体の間に透明絶縁体が介在している
ので、内導体が支持されるとともに、光を透過させ、ま
た、燃焼室内の燃焼ガスやカーボン等がマイクロ波、光
プローブ内を侵入でき難くなつている。
この透明絶縁体はマイクロ波に対して低損失であり、か
つ、耐熱性を有するものが好ましく、例えば、熔融石英
が用いられる。
つ、耐熱性を有するものが好ましく、例えば、熔融石英
が用いられる。
同軸線路部の内導体と透明絶縁体との間及び外導体と透
明絶縁体との間のシールは、同軸インピーダンス変換部
側の端部で行えば、比較的低温であるため、シール性、
接着性に優れたエポキシ系接着剤を用いることが可能で
ある。
明絶縁体との間のシールは、同軸インピーダンス変換部
側の端部で行えば、比較的低温であるため、シール性、
接着性に優れたエポキシ系接着剤を用いることが可能で
ある。
このシールは、例えば、同軸線路部の内導体外径を小径
とし、外導体内径を大径とした接着部を形成し、その間
隙へエポキシ系接着剤を装填することにより行う。この
場合には、接着部の長さを、これを通るマイクロ波の波
長の半分とすることにより、接着部のインピーダンスミ
スマツチによる反射を防止可能である。
とし、外導体内径を大径とした接着部を形成し、その間
隙へエポキシ系接着剤を装填することにより行う。この
場合には、接着部の長さを、これを通るマイクロ波の波
長の半分とすることにより、接着部のインピーダンスミ
スマツチによる反射を防止可能である。
同軸線路の燃焼室側端部は、透明絶縁体の先端部を面取
りしてテーパ状とし、外導体に該テーパ状に対応した円
形状の筒状キヤツプを冠着することにより、透明絶縁体
の損傷による燃焼室内への落下を防止でき、吸排気弁等
に破損を与えないようにすることが可能である。
りしてテーパ状とし、外導体に該テーパ状に対応した円
形状の筒状キヤツプを冠着することにより、透明絶縁体
の損傷による燃焼室内への落下を防止でき、吸排気弁等
に破損を与えないようにすることが可能である。
高負荷エンジン用の場合には、同軸線路部の燃焼室側端
部へ、縦断面コ字状の底面に透明絶縁体の内径より大き
く外径より小さい孔が穿設されたキヤツプを冠着するこ
とにより、透明絶縁体の熱的、機械的損傷から保護する
ことが可能である。
部へ、縦断面コ字状の底面に透明絶縁体の内径より大き
く外径より小さい孔が穿設されたキヤツプを冠着するこ
とにより、透明絶縁体の熱的、機械的損傷から保護する
ことが可能である。
ダイポールアンテナは、同軸線路部の内導体を、マイク
ロ波の波長の1/8〜3/8の長さの範囲で外導体から突出さ
せたものを用いることにより、構造を簡単化できる。
ロ波の波長の1/8〜3/8の長さの範囲で外導体から突出さ
せたものを用いることにより、構造を簡単化できる。
同軸インピーダンス変換部は、これを通るマイクロ波の
波長の1/4の長さとすることにより、小型かつ、簡単な
構造とすることができる。
波長の1/4の長さとすることにより、小型かつ、簡単な
構造とすることができる。
透視孔の内径は、円形同波管のカツトオフ周波数から決
定される径より小さくすることにより、光サンサ側へ進
行するマイクロ波を遮断することができる。また、屈曲
同軸線路部の組付を容易にする寸法上の余裕もある。こ
の場合には、透視孔と同軸インピーダンス変換部の間へ
内導体外径と外導体内径の比が一定でテーパ状となつた
テーパ部を設けることにより、特性インピーダンスを一
定にしている。
定される径より小さくすることにより、光サンサ側へ進
行するマイクロ波を遮断することができる。また、屈曲
同軸線路部の組付を容易にする寸法上の余裕もある。こ
の場合には、透視孔と同軸インピーダンス変換部の間へ
内導体外径と外導体内径の比が一定でテーパ状となつた
テーパ部を設けることにより、特性インピーダンスを一
定にしている。
同軸線路部をケースへ挿着し、ホルダへ光センサ、透視
孔、同軸インピーダンス変換部及び連結部を設け、ホル
ダをケースへ着脱可能に嵌着する構造とすることによ
り、マイクロ波・光プローブのエンジンへの取付、取外
しを容易にすることができ、透明絶縁体へ付着したカー
ボンの掃除を容易に行うことが可能である。
孔、同軸インピーダンス変換部及び連結部を設け、ホル
ダをケースへ着脱可能に嵌着する構造とすることによ
り、マイクロ波・光プローブのエンジンへの取付、取外
しを容易にすることができ、透明絶縁体へ付着したカー
ボンの掃除を容易に行うことが可能である。
上記構成に加え、インピーダンス変換部の外導体をホル
ダで構成することにより、構造を簡単化することが可能
である。
ダで構成することにより、構造を簡単化することが可能
である。
第１図乃至第３図に従つて本発明の第１実施例を説明す
る。
る。
第１図に示す如く、マイクロ波・光プローブＰは、デイ
ーゼルエンジンのエンジンブロツクＥＢのグロープラグ
取付孔ＧＨへ挿着されており、燃焼室ＣＨ内のピストン
位置及び燃焼光を検出するようになつている。マイクロ
波・光プローブＰの上端部にはコネクタＢＣが取付けら
れるようになつており、ホトダイオード１１により電気
信号に変換された光情報を伝送するシールド線（図示し
ない）の接続用となつている。また、マイクロ波・光プ
ローブＰの上側部には、コネクタＣＣが取付けられるよ
うになつており、ピストン位置検出用のマイクロ波を伝
送する同軸ケーブル（図示しない）の接続用となつてい
る。
ーゼルエンジンのエンジンブロツクＥＢのグロープラグ
取付孔ＧＨへ挿着されており、燃焼室ＣＨ内のピストン
位置及び燃焼光を検出するようになつている。マイクロ
波・光プローブＰの上端部にはコネクタＢＣが取付けら
れるようになつており、ホトダイオード１１により電気
信号に変換された光情報を伝送するシールド線（図示し
ない）の接続用となつている。また、マイクロ波・光プ
ローブＰの上側部には、コネクタＣＣが取付けられるよ
うになつており、ピストン位置検出用のマイクロ波を伝
送する同軸ケーブル（図示しない）の接続用となつてい
る。
マイクロ波プローブＰは、ケース１の下部がグロープラ
グ取付孔ＧＨへ挿着されており、ケース１の上部にはホ
ルダ２が着脱可能に嵌着されている。また、本体２の軸
心部には同軸線路部９が挿着されている。この同軸線路
部９は円筒状の外導体３と、外導体３へ同軸的に挿入さ
れる直線状の内導体４と、外導体３と内導体４の間に介
在する透明絶縁体（誘電体）８とを備えており、マイク
ロ波及び光の伝送用となつている。内導体４の下端部は
外導体３から突出してダイポールアンテナ１０を形成し
ており、マイクロ波の放射及び受信が行われるようにな
つている。
グ取付孔ＧＨへ挿着されており、ケース１の上部にはホ
ルダ２が着脱可能に嵌着されている。また、本体２の軸
心部には同軸線路部９が挿着されている。この同軸線路
部９は円筒状の外導体３と、外導体３へ同軸的に挿入さ
れる直線状の内導体４と、外導体３と内導体４の間に介
在する透明絶縁体（誘電体）８とを備えており、マイク
ロ波及び光の伝送用となつている。内導体４の下端部は
外導体３から突出してダイポールアンテナ１０を形成し
ており、マイクロ波の放射及び受信が行われるようにな
つている。
前記同軸線路部９は、本実施例では機械的強度、加工の
し易さ等の観点から内導体４の外径を１．１mmにし、外
導体３の外径を４．３mmにするため外導体３の内径を
２．５mmにしてある。また、絶縁体８は、内導体４を支
持し、燃焼室ＣＨ内の発光を透過させるとともにマイク
ロ波に対して低損失であり、しかも耐熱性を有する熔融
石英を使用している。さらに、ダイポールアンテナ１０
の長さは３mmとし、電磁波の放射受信が良好に行なえる
ようにするとともに、ケース１をエンジンブロツクＥＢ
に挿入、取り付ける際に、破損等が生じにくいようにし
ている。
し易さ等の観点から内導体４の外径を１．１mmにし、外
導体３の外径を４．３mmにするため外導体３の内径を
２．５mmにしてある。また、絶縁体８は、内導体４を支
持し、燃焼室ＣＨ内の発光を透過させるとともにマイク
ロ波に対して低損失であり、しかも耐熱性を有する熔融
石英を使用している。さらに、ダイポールアンテナ１０
の長さは３mmとし、電磁波の放射受信が良好に行なえる
ようにするとともに、ケース１をエンジンブロツクＥＢ
に挿入、取り付ける際に、破損等が生じにくいようにし
ている。
ホルダ２の同軸部分の拡大図を第２図に示す。内導体４
と連結部１２は通常のマイクロ波コネクタと同様に割り
ピン構造で接続されており着脱が自由に簡単にできるよ
うにしている。そして、接続時には割りピン部のバネに
より低抵抗の接触ができ、マイクロ波の損失がないよう
にしてある。内導体４、連結部１２とホルダ２とは同軸
線路を構成しており、1/4波長インピーダンス変換部
Ｉ、５０Ω同軸部II、テーパ部III、５０Ω同軸部IVを
形成している。これは、同軸線路部９の特性インピーダ
ンスは約２４Ωで、マイクロ波コネクタＣＣの特性イン
ピーダンスが５０Ωであるため、インピーダンス変換す
る必要があり、1/4波長インピーダンス変換部Ｉ（特性
インピーダンス約３５Ω）を用いて、同軸線路部９の５
０Ω同軸部IIから下方をみた特性インピーダンスを５０
Ωにしたものである。また、マイクロ波コネクタＣＣの
内導体の外径と同一寸法である連結部１３とハンダ付さ
れている連結部１２の最大径は１．２７mmとなつてお
り、５０Ω同軸部Ｉ（内導体外径１mm、外導体内径２．
３mm）の内導体の外径と５０Ω同軸部IV（内導体外径
１．６mm、外導体内径３．６mm）は異つているため、テ
ーパ部IIIを用いて特性インピーダンスの変化を伴うこ
となく５０Ω同軸部Ｉと５０Ω同軸部IVを連結したもの
である。このテーパ部IIIでは内導体外径と外導体内径
の比をほぼ１：２．３にするようなテーパ状にしてあ
り、特性インピーダンス５０Ωとなつている。
と連結部１２は通常のマイクロ波コネクタと同様に割り
ピン構造で接続されており着脱が自由に簡単にできるよ
うにしている。そして、接続時には割りピン部のバネに
より低抵抗の接触ができ、マイクロ波の損失がないよう
にしてある。内導体４、連結部１２とホルダ２とは同軸
線路を構成しており、1/4波長インピーダンス変換部
Ｉ、５０Ω同軸部II、テーパ部III、５０Ω同軸部IVを
形成している。これは、同軸線路部９の特性インピーダ
ンスは約２４Ωで、マイクロ波コネクタＣＣの特性イン
ピーダンスが５０Ωであるため、インピーダンス変換す
る必要があり、1/4波長インピーダンス変換部Ｉ（特性
インピーダンス約３５Ω）を用いて、同軸線路部９の５
０Ω同軸部IIから下方をみた特性インピーダンスを５０
Ωにしたものである。また、マイクロ波コネクタＣＣの
内導体の外径と同一寸法である連結部１３とハンダ付さ
れている連結部１２の最大径は１．２７mmとなつてお
り、５０Ω同軸部Ｉ（内導体外径１mm、外導体内径２．
３mm）の内導体の外径と５０Ω同軸部IV（内導体外径
１．６mm、外導体内径３．６mm）は異つているため、テ
ーパ部IIIを用いて特性インピーダンスの変化を伴うこ
となく５０Ω同軸部Ｉと５０Ω同軸部IVを連結したもの
である。このテーパ部IIIでは内導体外径と外導体内径
の比をほぼ１：２．３にするようなテーパ状にしてあ
り、特性インピーダンス５０Ωとなつている。
テーパ部IIIの上部には、燃焼室ＣＨでの発光をホトダ
イオード１１に導くために透視孔１９が設けられてお
り、その内径は３．６mmとなつている。透視孔１９の上
部には内導体が存在せず、また、カツトオフ周波数から
決定される径より小さくなつているので使用している周
波数のマイクロ波が遮断され、５０Ω同軸部IVとホルダ
２とで構成されているマイクロ波線路からのマイクロ波
の漏れは無視できる。このため透視孔１９を設ける事に
よるマイクロ波線路への影響はなくなる。
イオード１１に導くために透視孔１９が設けられてお
り、その内径は３．６mmとなつている。透視孔１９の上
部には内導体が存在せず、また、カツトオフ周波数から
決定される径より小さくなつているので使用している周
波数のマイクロ波が遮断され、５０Ω同軸部IVとホルダ
２とで構成されているマイクロ波線路からのマイクロ波
の漏れは無視できる。このため透視孔１９を設ける事に
よるマイクロ波線路への影響はなくなる。
連結部１３は中心軸に０．７φの穴があけられており、
この穴によりマイクロ波コネクタＣＣの中心導体（図示
しない）と同軸状にハンダ付により固着されている。こ
の連結部１３は、マイクロ波損失の少ないテフロンを用
いた誘電体１４で支持されており、エンジン振動により
連結部１３が振動してマイクロ波信号に雑音が生じるの
を防止している。
この穴によりマイクロ波コネクタＣＣの中心導体（図示
しない）と同軸状にハンダ付により固着されている。こ
の連結部１３は、マイクロ波損失の少ないテフロンを用
いた誘電体１４で支持されており、エンジン振動により
連結部１３が振動してマイクロ波信号に雑音が生じるの
を防止している。
燃焼室ＣＨに挿入する同軸線路部９の下端部の拡大図を
第３図に示す。
第３図に示す。
透明絶縁体８が万一損傷を受け、この破片が燃焼室ＣＨ
内に落下し、エンジン部品たとえば吸排気弁に破損を与
えないように、燃焼室ＣＨ側の透明絶縁体８の下端外周
部は６０゜のテーパにしてある。一方同軸線路部９の筒
状キヤツプ２１の内周部も６０゜のテーパにして、透明
絶縁体８の損傷時の落下を防ぐようにしてある。透明絶
縁体８の下端面と、筒状キヤツプ２１の燃焼室ＣＨ側の
端面はほぼ同一平面にしてある。同軸線路３と筒状キヤ
ツプ２１とは溶着されている。筒状キヤツプ２１の燃焼
室ＣＨ側の外周は、同軸線路部９をケース１へ挿入する
際、Ｏリング１５を傷つけないように、面取りをほどこ
してある。
内に落下し、エンジン部品たとえば吸排気弁に破損を与
えないように、燃焼室ＣＨ側の透明絶縁体８の下端外周
部は６０゜のテーパにしてある。一方同軸線路部９の筒
状キヤツプ２１の内周部も６０゜のテーパにして、透明
絶縁体８の損傷時の落下を防ぐようにしてある。透明絶
縁体８の下端面と、筒状キヤツプ２１の燃焼室ＣＨ側の
端面はほぼ同一平面にしてある。同軸線路３と筒状キヤ
ツプ２１とは溶着されている。筒状キヤツプ２１の燃焼
室ＣＨ側の外周は、同軸線路部９をケース１へ挿入する
際、Ｏリング１５を傷つけないように、面取りをほどこ
してある。
次に、マイクロ波・光プローブＰのシールについて説明
する。
する。
内導体４と透明絶縁体８との間のシールは、燃焼室ＣＨ
の反対側の上端の接着部２０（第２図参照）で行つてい
る。接着部２０では、内導体４の外径を１mmにし、外導
体３の内径を２．６mmにして、透明絶縁体８との接着層
の厚さを５０μｍにしている。接着部２０は２００℃以
上にはならないため、シール性、接着性にすぐれている
エポキシ系接着剤を使用している。このように比較的低
温な部分でシールしているので、エンジンの全運転領域
でシールを確保でき、燃焼ガスおよびカーボンの同軸線
路部９の内部への漏れを防ぐことができる。なお、同軸
線路部９の接着部２０は、他の部分とわずかに特性イン
ピーダンスが変化するので、接着部２０のインピーダン
スミスマツチにより反射をなくするために、接着部２０
の全長を使用周波数で決定される同軸線路部９内の波長
の半分（ ここに、λ0：真空中の波長、εγ：絶縁体８の比誘電
率）の長さに等しくしてある。
の反対側の上端の接着部２０（第２図参照）で行つてい
る。接着部２０では、内導体４の外径を１mmにし、外導
体３の内径を２．６mmにして、透明絶縁体８との接着層
の厚さを５０μｍにしている。接着部２０は２００℃以
上にはならないため、シール性、接着性にすぐれている
エポキシ系接着剤を使用している。このように比較的低
温な部分でシールしているので、エンジンの全運転領域
でシールを確保でき、燃焼ガスおよびカーボンの同軸線
路部９の内部への漏れを防ぐことができる。なお、同軸
線路部９の接着部２０は、他の部分とわずかに特性イン
ピーダンスが変化するので、接着部２０のインピーダン
スミスマツチにより反射をなくするために、接着部２０
の全長を使用周波数で決定される同軸線路部９内の波長
の半分（ ここに、λ0：真空中の波長、εγ：絶縁体８の比誘電
率）の長さに等しくしてある。
同軸線路部９の外周部とケース１の間隙からの燃焼ガス
の漏れは、オーリング１５、オーリング６により防止し
ている。また、ケース１の外周面からの燃焼ガスの漏れ
は、テーパ面２２で防止している。
の漏れは、オーリング１５、オーリング６により防止し
ている。また、ケース１の外周面からの燃焼ガスの漏れ
は、テーパ面２２で防止している。
ケース１と同軸線路部９は２本の締付ネジ５で固定され
ている。また、ケース１とホルダ２とはボールプランジ
ヤー７とケース１の上部に設けたロツク溝２４とにより
容易に着脱可能となつている。
ている。また、ケース１とホルダ２とはボールプランジ
ヤー７とケース１の上部に設けたロツク溝２４とにより
容易に着脱可能となつている。
次に、マイクロ波・光プローブＰのエンジンブロツクＥ
Ｂへの取付は、エンジンブロツクＥＢに取付けるグロー
プラグと同じ寸法のねじをたてたケース１をグロープラ
グ取付孔ＧＨに締付ける。取付の際には、ケース１の上
部２３に形成した六角部にトルクレンチをたてて容易に
エンジン本体へ締付け、固着することが可能である。
Ｂへの取付は、エンジンブロツクＥＢに取付けるグロー
プラグと同じ寸法のねじをたてたケース１をグロープラ
グ取付孔ＧＨに締付ける。取付の際には、ケース１の上
部２３に形成した六角部にトルクレンチをたてて容易に
エンジン本体へ締付け、固着することが可能である。
次に、本実施例の作用を説明する。
燃焼室ＣＨ内での燃焼光は、絶縁体８、透視孔１９を通
つてホトダイオード１１に受光され、電気信号に変換さ
れてコネクタＢＣに接続されるシールド線（図示しな
い）により伝送される。
つてホトダイオード１１に受光され、電気信号に変換さ
れてコネクタＢＣに接続されるシールド線（図示しな
い）により伝送される。
また、マイクロ波発振器（図示しない）により発信され
たマイクロ波は、コネクタＣＣに接続される同軸ケーブ
ル（図示しない）によりマイクロ波・光プローブＰへ伝
送され、連結部１３と１４の所で９０度曲げられ、同軸
線路部９を通つてダイポールアンテナ１０から放射され
る。この放射されたマイクロ波は、主燃焼室（図示しな
い）により吸収（共振時）・反射され、ダイポールアン
テナ１０に受信されて前記と逆方向へ伝送され、送受分
離器（図示しない）を介してマイクロ波検波器により電
気信号に変換される。
たマイクロ波は、コネクタＣＣに接続される同軸ケーブ
ル（図示しない）によりマイクロ波・光プローブＰへ伝
送され、連結部１３と１４の所で９０度曲げられ、同軸
線路部９を通つてダイポールアンテナ１０から放射され
る。この放射されたマイクロ波は、主燃焼室（図示しな
い）により吸収（共振時）・反射され、ダイポールアン
テナ１０に受信されて前記と逆方向へ伝送され、送受分
離器（図示しない）を介してマイクロ波検波器により電
気信号に変換される。
本実施例に係るマイクロ波・光プローブＰでは、同軸線
路部９の先端外径を４mmに抑えることができ、デイーゼ
ルエンジンのグロープラク取付孔を利用しての装着が可
能である。また燃焼室ＣＨ内に突出する同軸線路部９の
先端部は小型であり、熱容量も小さいので燃焼室内の状
態を乱さない。
路部９の先端外径を４mmに抑えることができ、デイーゼ
ルエンジンのグロープラク取付孔を利用しての装着が可
能である。また燃焼室ＣＨ内に突出する同軸線路部９の
先端部は小型であり、熱容量も小さいので燃焼室内の状
態を乱さない。
さらに、マイクロ波伝送路を全て同軸線路で構成するこ
とにより、小型化、高帯域化することができ、しかもプ
ローブの脱着が容易、簡単となつている。このため、エ
ンジンの他の部品との干渉が少なく、取付位置の制約が
なく、最適な周波数をマイクロ波・光プローブＰとは関
係なく選択できる。そのうえ、ホルダ２が脱着可能とな
つているのでホルダへケーブルを装着したままマイクロ
波・光プローブＰの脱着ができ、使用し易い。
とにより、小型化、高帯域化することができ、しかもプ
ローブの脱着が容易、簡単となつている。このため、エ
ンジンの他の部品との干渉が少なく、取付位置の制約が
なく、最適な周波数をマイクロ波・光プローブＰとは関
係なく選択できる。そのうえ、ホルダ２が脱着可能とな
つているのでホルダへケーブルを装着したままマイクロ
波・光プローブＰの脱着ができ、使用し易い。
次に、同軸部９の下部を示す第４図に従つて本発明の第
２実施例を説明する。
２実施例を説明する。
この第２実施例は低負荷エンジンに使用する場合に用い
られるマイクロ波・光プローブであり、同軸線路部９の
燃焼室ＣＨ側の先端部の構造のみが第１の実施例と異な
る。エンジンが低負荷であり、透明絶縁体２６の燃焼室
ＣＨ側の先端部の温度はそれ程高くならないため、熱に
よる破損の恐れが少ない。そこで、透明絶縁体２６の外
径と外導体２５の内径とは同一寸法にしてあり、製作し
易い簡単な構造となつている。
られるマイクロ波・光プローブであり、同軸線路部９の
燃焼室ＣＨ側の先端部の構造のみが第１の実施例と異な
る。エンジンが低負荷であり、透明絶縁体２６の燃焼室
ＣＨ側の先端部の温度はそれ程高くならないため、熱に
よる破損の恐れが少ない。そこで、透明絶縁体２６の外
径と外導体２５の内径とは同一寸法にしてあり、製作し
易い簡単な構造となつている。
次に、同軸線路部９の下部を示す第５図に従つて本発明
の第３実施例を説明する。
の第３実施例を説明する。
この第３実施例は、高負荷エンジンに使用する場合に用
いられるマイクロ波・光プローブであり、同軸線路部９
の燃焼室ＣＨ側の先端部の構造のみが第１実施例の場合
とことなつている。エンジンが高負荷であり透明絶縁体
２７の燃焼室ＣＨ側の先端部にカーボンが付着して光信
号強度が低下することが少ない。そこで、キヤツプ２８
の下端面を鉤状にし、この内径を絶縁体２７の外径より
も小さくすることにより、透明絶縁体２７を熱的、機械
的損傷から保護している。
いられるマイクロ波・光プローブであり、同軸線路部９
の燃焼室ＣＨ側の先端部の構造のみが第１実施例の場合
とことなつている。エンジンが高負荷であり透明絶縁体
２７の燃焼室ＣＨ側の先端部にカーボンが付着して光信
号強度が低下することが少ない。そこで、キヤツプ２８
の下端面を鉤状にし、この内径を絶縁体２７の外径より
も小さくすることにより、透明絶縁体２７を熱的、機械
的損傷から保護している。
本発明に係るマイクロ波・光プローブでは、マイクロ波
伝送路を同軸線路でのみ構成しており、小型化でき、取
扱い上便利であり、また、エンジンの他の部品との干渉
を少なくすることが可能である。さらに、周波数特性を
持たない同軸線路で屈曲同軸線路部を構成するので伝送
できる周波数帯域も広く、各種エンジンへ特定形状のマ
イクロ波・光プローブを使用することが可能であり、コ
ストの低減に資することができる。
伝送路を同軸線路でのみ構成しており、小型化でき、取
扱い上便利であり、また、エンジンの他の部品との干渉
を少なくすることが可能である。さらに、周波数特性を
持たない同軸線路で屈曲同軸線路部を構成するので伝送
できる周波数帯域も広く、各種エンジンへ特定形状のマ
イクロ波・光プローブを使用することが可能であり、コ
ストの低減に資することができる。
また、同軸インピーダンス変換部を備えているので、同
軸部の外径を小径とすることができ、燃焼室へ貫通する
小径の取付孔へ挿着することができる。このため、燃焼
室内の状態を乱すことなく燃焼光を調べることが可能で
あるという優れた効果を有する。
軸部の外径を小径とすることができ、燃焼室へ貫通する
小径の取付孔へ挿着することができる。このため、燃焼
室内の状態を乱すことなく燃焼光を調べることが可能で
あるという優れた効果を有する。
第１図は本発明に係るマイクロ波・光プローブのエンジ
ンへの取付状態を示す一部断面正面図、第２図は第１図
に示すマイクロ波・光プローブの上部拡大破断図、第３
図は第１図に示すマイクロ波・光プローブの下部拡大断
面図、第４図は本発明の第２実施例を示す第３図に対応
した断面図、第５図は本発明の第３実施例を示す第３図
に対応した断面図である。 Ｐ……マイクロ波・光プローブ、３，２５，２９……外
導体、４……内導体、８，２６，２７……透明絶縁体、
９……同軸線路部、１０……ダイポールアンテナ、１
２，１３……連結部、１９……透視孔。
ンへの取付状態を示す一部断面正面図、第２図は第１図
に示すマイクロ波・光プローブの上部拡大破断図、第３
図は第１図に示すマイクロ波・光プローブの下部拡大断
面図、第４図は本発明の第２実施例を示す第３図に対応
した断面図、第５図は本発明の第３実施例を示す第３図
に対応した断面図である。 Ｐ……マイクロ波・光プローブ、３，２５，２９……外
導体、４……内導体、８，２６，２７……透明絶縁体、
９……同軸線路部、１０……ダイポールアンテナ、１
２，１３……連結部、１９……透視孔。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 6/00 ３０１ 6920−2Ｋ 6/24 (56)参考文献 実開 昭58−170539（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−170540（ＪＰ，Ｕ)
Claims (11)
- 【請求項１】一端部が燃焼室内に挿入される同軸線路部
と、同軸線路部の燃焼室内に突出した部分へ設けられた
ダイポールアンテナと、光センサが一端へ同軸線路部と
対向して取付けられ同軸線路部により導かれた光を案内
する透視孔と、同軸線路部と透視孔の間に介在されイン
ピーダンス整合をとる同軸インピーダンス変換部と、透
視孔の側壁へ連通される孔へ取付けられた同軸マイクロ
波コネクタと、同軸マイクロ波コネクタの内導体と同軸
インピーダンス変換部の内導体とを接続する屈曲同軸線
路部とを有し、同軸線路部、同軸インピーダンス変換部
及び透視孔は同軸となつており、同軸線路部は真直筒状
の外導体へ同軸的に内導体が挿入され外導体と内導体の
間に透明絶縁体が介在されていることを特徴とするマイ
クロ波・光プローブ。 - 【請求項２】同軸線路部の透明絶縁体は、熔融石英であ
る特許請求の範囲第１項記載のマイクロ波・光プロー
ブ。 - 【請求項３】同軸線路部の同軸インピーダンス変換部側
の端部の内導体と透明絶縁体の間及び外導体と透明絶縁
体の間へエポキシ系接着剤を装填してシールした特許請
求の範囲第１項記載のマイクロ波・光プローブ。 - 【請求項４】同軸線路の同軸インピーダンス変換部側の
端部の内導体外径を小径として外導体内径を大径とした
接着部を形成し、接着部の長さを、これを通るマイクロ
波の波長の半分とした特許請求の範囲第３項記載のマイ
クロ波・光プローブ。 - 【請求項５】同軸線路部の燃焼室側端部は、透明絶縁体
の先端部が面取りされてテーパ状となつており、外導体
には該テーパ状に対応した内形状の筒状キヤツプが冠着
されている特許請求の範囲第１項記載のマイクロ波・光
プローブ。 - 【請求項６】同軸線路部の燃焼室側端部は、縦断面コ字
状の底面に透明絶縁体の内径より大きく外径より小さい
径の孔が穿設されたキヤツプが冠着されている特許請求
の範囲第１項記載のマイクロ波・光プローブ。 - 【請求項７】ダイポールアンテナは、同軸線路部の内導
体がマイクロ波の波長の1/8〜3/8の長さの範囲内で外導
体から突出されて構成された特許請求の範囲第１項記載
のマイクロ波・光プローブ。 - 【請求項８】同軸インピーダンス変換部は、これを通る
マイクロ波の波長の1/4の長さの整数倍である特許請求
の範囲第１項記載のマイクロ波・光プローブ。 - 【請求項９】透視孔の内径を円形導波管のカツトオフ周
波数から決定される径よりも小さくし、透視孔と同軸イ
ンピーダンス変換部の間へ内導体外径と外導体内径の比
が一定でテーパ状となつたテーパ部を設けた特許請求の
範囲第１項記載のマイクロ波・光プローブ。 - 【請求項１０】同軸線路部をケースへ挿着し、ホルダへ
光センサ、透視孔、同軸インピーダンス変換部及び連結
部を設け、ホルダをケースへ着脱可能に嵌着した特許請
求の範囲第１項記載のマイクロ波・光プローブ。 - 【請求項１１】同軸インピーダンス変換部の外導体がホ
ルダである特許請求の範囲第１項記載のマイクロ波・光
プローブ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59173072A JPH0650066B2 (ja) | 1984-08-20 | 1984-08-20 | マイクロ波・光プロ−ブ |
| US06/765,541 US4680960A (en) | 1984-08-20 | 1985-08-14 | Microwave and luminous probe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59173072A JPH0650066B2 (ja) | 1984-08-20 | 1984-08-20 | マイクロ波・光プロ−ブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6151108A JPS6151108A (ja) | 1986-03-13 |
| JPH0650066B2 true JPH0650066B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=15953683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59173072A Expired - Lifetime JPH0650066B2 (ja) | 1984-08-20 | 1984-08-20 | マイクロ波・光プロ−ブ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4680960A (ja) |
| JP (1) | JPH0650066B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6376809U (ja) * | 1986-11-07 | 1988-05-21 | ||
| US4918980A (en) * | 1988-11-15 | 1990-04-24 | Theofanous Theos E | Diesel engine timing apparatus and method |
| US6182520B1 (en) * | 1999-04-15 | 2001-02-06 | General Electric Co. | Light probe installation |
| JP5137103B2 (ja) * | 2007-03-16 | 2013-02-06 | 独立行政法人情報通信研究機構 | 電波イメージング方法及び装置 |
| US8156784B2 (en) * | 2009-12-04 | 2012-04-17 | Olympus Ndt, Inc. | System and method for derivation and real-time application of acoustic V-path correction data |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3681714A (en) * | 1969-03-06 | 1972-08-01 | Tokyo Keiki Seizosho Co Ltd | Impedance transformers for microwave transmission lines |
| US4384480A (en) * | 1980-02-14 | 1983-05-24 | General Motors Corporation | Method and apparatus for accurately locating piston top dead center position by a microwave energy technique |
| US4337648A (en) * | 1980-11-03 | 1982-07-06 | Jodon Engineering Associates, Inc. | Dual probe coupler |
| JPS59116039A (ja) * | 1982-12-23 | 1984-07-04 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | マイクロ波・光プロ−ブ |
| US4493208A (en) * | 1982-12-29 | 1985-01-15 | Snap-On Tools Corporation | Dual engine probe |
-
1984
- 1984-08-20 JP JP59173072A patent/JPH0650066B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1985
- 1985-08-14 US US06/765,541 patent/US4680960A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4680960A (en) | 1987-07-21 |
| JPS6151108A (ja) | 1986-03-13 |
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