JPS5811840A - マイクロ波アルコ−ル燃料センサ - Google Patents
マイクロ波アルコ−ル燃料センサInfo
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- JPS5811840A JPS5811840A JP56109369A JP10936981A JPS5811840A JP S5811840 A JPS5811840 A JP S5811840A JP 56109369 A JP56109369 A JP 56109369A JP 10936981 A JP10936981 A JP 10936981A JP S5811840 A JPS5811840 A JP S5811840A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/26—Oils; Viscous liquids; Paints; Inks
- G01N33/28—Oils, i.e. hydrocarbon liquids
- G01N33/2835—Specific substances contained in the oils or fuels
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-
- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は混合液体燃料中のたとえばアルコール濃度全検
出するセンサに関するものである。
出するセンサに関するものである。
従来、自動車等のエンジン用燃料はガソリンが主であっ
たが、近年の原油の高騰や資源不足のおりからガソリン
に代替する燃料の検削が各方面で進められ、メタノ′−
ルなどアルコール燃料が注目を浴びて来ている。このア
ルコール燃＃１は石油に依存せず、石油に比べて亜硫酸
ガスの発生がないため低公害であり、現在の自動車など
のエンジン全大幅に改−造ぜずに利用できる。
たが、近年の原油の高騰や資源不足のおりからガソリン
に代替する燃料の検削が各方面で進められ、メタノ′−
ルなどアルコール燃料が注目を浴びて来ている。このア
ルコール燃＃１は石油に依存せず、石油に比べて亜硫酸
ガスの発生がないため低公害であり、現在の自動車など
のエンジン全大幅に改−造ぜずに利用できる。
このガソリンにアルコールを混入して使用する場合、そ
の混合比を正確に知り、エンジンを最適燃焼条件に制約
することが大切となる。このエンジン制御の基本になる
情報はガソリンとアルコールの混合比で、これを簡単に
且つ正確に知る実用的な方法の開発が急がれている。
の混合比を正確に知り、エンジンを最適燃焼条件に制約
することが大切となる。このエンジン制御の基本になる
情報はガソリンとアルコールの混合比で、これを簡単に
且つ正確に知る実用的な方法の開発が急がれている。
これまで報告されている混合比測定方法は、たとえば赤
外線吸収法、気化熱法、熱伝導度法、導電度法、あるい
は静電容量法等が知られている。
外線吸収法、気化熱法、熱伝導度法、導電度法、あるい
は静電容量法等が知られている。
しかし自動用などに実用化すると々ると種々の制約が生
じ現状では静電容量法の可能性が太きいとされている。
じ現状では静電容量法の可能性が太きいとされている。
この静電容量法は、燃料中に配置された平行電極［…に
出する出力電圧の値によって、アルコール混入率を測定
するものである。
出する出力電圧の値によって、アルコール混入率を測定
するものである。
しかし、この静電容量法は、第１図に示すように、アル
コール混入率全パラメータとして電極間距離（ｄｒｒｍ
）に対する出力電圧（Ｖ）の特性図から明らかなように
、出力電圧レベルが最高１．７５Ｖ程度とその範囲が狭
いため、高精度の測定にはある程度の限界があった。
コール混入率全パラメータとして電極間距離（ｄｒｒｍ
）に対する出力電圧（Ｖ）の特性図から明らかなように
、出力電圧レベルが最高１．７５Ｖ程度とその範囲が狭
いため、高精度の測定にはある程度の限界があった。
本発明の目的は、簡単な構成にも拘わらず、出力電圧レ
ベルの幅を大きくとれ、これにより高精度の測定が得ら
れるアルコール燃第１センサを提供するものである。
ベルの幅を大きくとれ、これにより高精度の測定が得ら
れるアルコール燃第１センサを提供するものである。
このような目的を達成するために、本発明は、マイクロ
波発振器とマイクロ波受信器とｋ ’ｒｈ波漏洩特性を
もつマイクロ波伝播回路で接続し、少なくともマイクロ
波伝播回路から生ずる電磁界全液体混合燃料中に発生さ
せることにより、燃料の混合比に対応した電圧がマイク
ロ波受信器から得られるように構成したものである。
波発振器とマイクロ波受信器とｋ ’ｒｈ波漏洩特性を
もつマイクロ波伝播回路で接続し、少なくともマイクロ
波伝播回路から生ずる電磁界全液体混合燃料中に発生さ
せることにより、燃料の混合比に対応した電圧がマイク
ロ波受信器から得られるように構成したものである。
以下、実施例を用いて本発明の詳細な説明する。
第２図は本発明によるアルコール燃＊：１センサの一実
施例を示す構成図である。マイクロ波発振器１があり、
このマイクロ波発振器１ｄニガンダイオードやインパッ
トダイオードまたは高周波トランジスタによる発振器で
、発振器電源２によって動作するようにかつている。発
振周波数は発振素子と共振回路の選定で回路的に取り扱
い易いマイクロ波帯の周波数（１〜＝３０ＧＨｚ程度）
を使用する。
施例を示す構成図である。マイクロ波発振器１があり、
このマイクロ波発振器１ｄニガンダイオードやインパッ
トダイオードまたは高周波トランジスタによる発振器で
、発振器電源２によって動作するようにかつている。発
振周波数は発振素子と共振回路の選定で回路的に取り扱
い易いマイクロ波帯の周波数（１〜＝３０ＧＨｚ程度）
を使用する。
マイクロ波発振器１の電波は誘覗体基板３に設けたスト
リップ線路４を伝播し、マイクロ波受信器５に達するよ
うになっている。ス） ＩＪツブ線路４は誘電体基板３
０表裏に金属膜で線路全構成した回路で基板部分からマ
イクロ波の電磁界が外部に漏洩するように々つている。
リップ線路４を伝播し、マイクロ波受信器５に達するよ
うになっている。ス） ＩＪツブ線路４は誘電体基板３
０表裏に金属膜で線路全構成した回路で基板部分からマ
イクロ波の電磁界が外部に漏洩するように々つている。
ストリップ線路４の部分全混合燃料（ガソリンにアルコ
ール中に浸すと主にアルコールの誘電体損失によって漏
洩していたマイクロ波が吸収され、マイクロ波受信器に
到達するレベルがアルコール濃度に伴って変化する。マ
イクロ波受信器５の出力は信号増幅器６によって増幅さ
れ、出力端子７に出力される。
ール中に浸すと主にアルコールの誘電体損失によって漏
洩していたマイクロ波が吸収され、マイクロ波受信器に
到達するレベルがアルコール濃度に伴って変化する。マ
イクロ波受信器５の出力は信号増幅器６によって増幅さ
れ、出力端子７に出力される。
この構成におけるス） ＩＪツブ線路４０部分を他の回
路で置き替えても同じような特性が得られることはいう
丑でもない。
路で置き替えても同じような特性が得られることはいう
丑でもない。
第３図は同軸回路を示したもので、同軸芯線８と同軸外
導体９とで構成され、同軸外導体９には電波漏洩窓１０
が設けてあり、ここで混合燃料によるマイクロ波減衰を
受ける。接続部１１は発振器、受信器に接続固定する部
分である。
導体９とで構成され、同軸外導体９には電波漏洩窓１０
が設けてあり、ここで混合燃料によるマイクロ波減衰を
受ける。接続部１１は発振器、受信器に接続固定する部
分である。
まだ、第４図は円形また（４矩形導波管を用いた 例で
、導波管管壁の一部に電波漏洩スリット１３が設けられ
、同軸回路と同じように用いる。
、導波管管壁の一部に電波漏洩スリット１３が設けられ
、同軸回路と同じように用いる。
第５図は本発明によるアルコール燃料センサの他の実施
例を示す構成図である。マイクロ波発振器１に分岐回路
１４が接続してあり、その一方は２分の１波長の整数倍
の長さで終１１１１が短絡されたストリップ線路１５に
、もう一方はマイクロ波受信器５に接続されている。
例を示す構成図である。マイクロ波発振器１に分岐回路
１４が接続してあり、その一方は２分の１波長の整数倍
の長さで終１１１１が短絡されたストリップ線路１５に
、もう一方はマイクロ波受信器５に接続されている。
マイクロ波発振器１の電波ｄ、終端短絡ス） ＩＪラン
プ路１５に伝播する。この場合、終端短絡ストリップ線
路１５は２分の１波長の共振器として作用し、漏洩電磁
界も一般の線路の部分より多くなる。このためこの線路
を混合燃料に浸すことにより減衰特性も増大し、終端短
絡ストリップ線路１５より反射するレベル変化が大きく
々る。この反射波を分岐回路１４でマイクロ波受信器５
に導くことにより混合比に対応した電圧が得られる。
プ路１５に伝播する。この場合、終端短絡ストリップ線
路１５は２分の１波長の共振器として作用し、漏洩電磁
界も一般の線路の部分より多くなる。このためこの線路
を混合燃料に浸すことにより減衰特性も増大し、終端短
絡ストリップ線路１５より反射するレベル変化が大きく
々る。この反射波を分岐回路１４でマイクロ波受信器５
に導くことにより混合比に対応した電圧が得られる。
このよう々特性は終端短絡ストリップ線路１５に替えて
線路の一部に電波漏洩窓１０を設けた第６図に示す終端
短絡同軸回路や、線路の一部に電波漏洩スリット１３を
設けた第７図に示す終端短絡導波管回路でも同じ結果が
得られる。
線路の一部に電波漏洩窓１０を設けた第６図に示す終端
短絡同軸回路や、線路の一部に電波漏洩スリット１３を
設けた第７図に示す終端短絡導波管回路でも同じ結果が
得られる。
以上説明したものは混合燃料中に直接マイクロ波伝播回
路部分を浸す方式のものであったが、次に説明するもの
は混合燃料が流れているパイプに外部から嘔り付ける形
式のものである。
路部分を浸す方式のものであったが、次に説明するもの
は混合燃料が流れているパイプに外部から嘔り付ける形
式のものである。
第８図は本発明によるアルコール燃料センサの他の実施
例を示す構成図である。
例を示す構成図である。
誘電体材質からなる燃料供給パイプ１６に同一誘電体平
面上に構成したコープレーナ型のストリップ線路金設け
、とのス） ＩＪツブ線路は中心導体１７とアース導体
１８から構成されている。マイクロ波発振器１とは発振
器接続点１９で接続され、またマイクロ波受信器５とは
受信器接続点２０で接続されている。発振器および受信
器からなる部分と燃料供給パイプ１６とはセンサ固定板
２２で固定されている。
面上に構成したコープレーナ型のストリップ線路金設け
、とのス） ＩＪツブ線路は中心導体１７とアース導体
１８から構成されている。マイクロ波発振器１とは発振
器接続点１９で接続され、またマイクロ波受信器５とは
受信器接続点２０で接続されている。発振器および受信
器からなる部分と燃料供給パイプ１６とはセンサ固定板
２２で固定されている。
燃料供給パイプ１６の誘導体の厚さは１〜２ ＋ｎｍ程
度に設定し、このため、コープレーナ線路にマイクＬｒ
波が伝播するときに生じる電磁界が誘導体を通してパイ
プ内を流れる混合ＩＡ４Ｆ＋ ２１に達し、ここで減衰
を受ける。したがって混合比に対応した電圧がマイクロ
波受信器５の出力として得られる。ここで使用する誘電
体損失角、誘電率が約２〜１５程度で、誘電体損失角は
１０−″〜１０−’程度のものが用いられる。なお誘′
市体パイプ】６上のスｌ−ＩＪツブ線路は／ことえば厚
膜印刷−や導体薄膜のはり伺などで成形することができ
る。
度に設定し、このため、コープレーナ線路にマイクＬｒ
波が伝播するときに生じる電磁界が誘導体を通してパイ
プ内を流れる混合ＩＡ４Ｆ＋ ２１に達し、ここで減衰
を受ける。したがって混合比に対応した電圧がマイクロ
波受信器５の出力として得られる。ここで使用する誘電
体損失角、誘電率が約２〜１５程度で、誘電体損失角は
１０−″〜１０−’程度のものが用いられる。なお誘′
市体パイプ】６上のスｌ−ＩＪツブ線路は／ことえば厚
膜印刷−や導体薄膜のはり伺などで成形することができ
る。
さらに第９図は本発明によるアルコール燃料センサの他
の実施例を示す構成図である。鉄製の燃料供給パイプ１
６の周方向に沿って密接配置される誘電体基板２３面に
コープレーナ型ストリップ線路１７のそれぞれの端ｒ？
Ｉ（にマイクＬｒ波発振器１およびマイクロ波受信器５
を接続させ、前記マイクロ波受信器５の出力は増幅器６
を介して取り出せる構成のもので、前記誘’ｆＪ体基板
２３、マイクロ波発振器１、マイクロ波受信器５、およ
び増幅器６はケース２４と一体収納されている。そして
このケース２４は、燃料供給パイプ１６の裏面に配置さ
れる固定用押え板と固定ねじ２６によって固定されてい
る。
の実施例を示す構成図である。鉄製の燃料供給パイプ１
６の周方向に沿って密接配置される誘電体基板２３面に
コープレーナ型ストリップ線路１７のそれぞれの端ｒ？
Ｉ（にマイクＬｒ波発振器１およびマイクロ波受信器５
を接続させ、前記マイクロ波受信器５の出力は増幅器６
を介して取り出せる構成のもので、前記誘’ｆＪ体基板
２３、マイクロ波発振器１、マイクロ波受信器５、およ
び増幅器６はケース２４と一体収納されている。そして
このケース２４は、燃料供給パイプ１６の裏面に配置さ
れる固定用押え板と固定ねじ２６によって固定されてい
る。
このように構成したアルコール燃料センサは、従来から
用いられている鉄製の燃料パイプ１６面に外部から容易
に取り伺けることができる効果を有する。
用いられている鉄製の燃料パイプ１６面に外部から容易
に取り伺けることができる効果を有する。
第８図および第９図に示しだアルコール燃料センサにお
ける混合燃料の混合比に対するマイクロ波受信諧の出力
特性のグラフを示すと、ガソリン１００％とアルコール
１００％では出力電圧が約４桁程度変化し、その間の混
合比はほぼ直線的に一様に変化する結果が得られること
が判った。
ける混合燃料の混合比に対するマイクロ波受信諧の出力
特性のグラフを示すと、ガソリン１００％とアルコール
１００％では出力電圧が約４桁程度変化し、その間の混
合比はほぼ直線的に一様に変化する結果が得られること
が判った。
なお第１１図ｉｄ本発明によるアルコール燃料センサを
エンジン制御システムの一部に組み込んだ構成を示す図
である。燃料が燃料タンク３０から燃料ポンプ３１を経
て噴射コントローラ３２へ供給される管には本発明によ
るアルコール燃料センサ２９が取り付けらねている。噴
射コンピュ−タ３２を経て供給される燃料はエンジンの
インジェクター３３へ導びかれるように々つている。一
方、エアーはエアフロセンサ３９ 音＋＋ 、！″す、
］二ヒスフロトルセセン３８部を経てエンジン内に供給
されるとともに、排ガスは０２センサ４０部？Ｍて抽出
される。また、エンジンに取り付けられる点火プラグ３
６には、イグナイター３４、圧力センサ３５が取り付け
られ、これらイグナイター３４、圧カセンザ３５および
前記アルコール燃才・Ｉセンサ２９、噴射コントローラ
、エアノロメータ３９、スロットルセンサ３８．０２セ
ンザ４０、そしてクランク角センサ３７はコンピュータ
４１に接続され、前記各センサの出力によって燃ｆ４−
！ｆｌおよび点火時期等が制約されるようになっている
。
エンジン制御システムの一部に組み込んだ構成を示す図
である。燃料が燃料タンク３０から燃料ポンプ３１を経
て噴射コントローラ３２へ供給される管には本発明によ
るアルコール燃料センサ２９が取り付けらねている。噴
射コンピュ−タ３２を経て供給される燃料はエンジンの
インジェクター３３へ導びかれるように々つている。一
方、エアーはエアフロセンサ３９ 音＋＋ 、！″す、
］二ヒスフロトルセセン３８部を経てエンジン内に供給
されるとともに、排ガスは０２センサ４０部？Ｍて抽出
される。また、エンジンに取り付けられる点火プラグ３
６には、イグナイター３４、圧力センサ３５が取り付け
られ、これらイグナイター３４、圧カセンザ３５および
前記アルコール燃才・Ｉセンサ２９、噴射コントローラ
、エアノロメータ３９、スロットルセンサ３８．０２セ
ンザ４０、そしてクランク角センサ３７はコンピュータ
４１に接続され、前記各センサの出力によって燃ｆ４−
！ｆｌおよび点火時期等が制約されるようになっている
。
なお、本発明によるアルコール燃料センサ２９は、燃料
管に取り付けることに限定されることは々く、燃料タン
ク３０に直接配置（図中２８に示す）させるようにして
も同様の効果が得られることはいう寸でもない。
管に取り付けることに限定されることは々く、燃料タン
ク３０に直接配置（図中２８に示す）させるようにして
も同様の効果が得られることはいう寸でもない。
（９）
以上述べたことから明らかなように、本発明によるアル
コール燃料センサによれば、簡単々構成にもかかわらず
、出力電圧レベルの幅を大きくとれ、これにより高精度
の測定が得られるようにできる。
コール燃料センサによれば、簡単々構成にもかかわらず
、出力電圧レベルの幅を大きくとれ、これにより高精度
の測定が得られるようにできる。
第１図は従来の静電容量方式によるアルコール燃料セン
サの電極間距離に対する出力特性を示すグラフ、第２図
は本発明によるアルコール燃料センサの一実施例を示す
構成図、第３図および第４図はそれぞれ第２図に示すア
ルコール燃料センサの他の実施例を示す要部構成図、第
５図は本発明によるアルコール燃料センサの他の実施例
を示す構成図、第６図および第７図はそれぞれ第５図に
示すアルコール燃料センサの他の実施例を示す要部構成
図、第８図は本発明によるアルコール燃料センサの他の
実施例を示す構成図、第９図は本発明によるアルコール
燃料センサの他の実施例を示す構成図、第１０図は第８
図および第９図に示すアルコール燃料センサの出力特性
を示すグラフ、（１０） 第１１図は本発明によるアルコール燃料センザをエンジ
ン制御システムの一部に取り組んだことを示す説明図で
ある。 １・・・マイクロ波発振器、２・・・発振器電源、３・
・・誘導体基板、４・・・ス） ＩＪツブ＃ｌ：！路、
５・・・マイクロ波受信器、６・・・信号増幅器、８・
・・同軸芯線、９・・・同軸外導体、１０・・・電波漏
洩窓、１２・・・導波管管壁、１３・・・電波漏洩スリ
ット。 （ＩＪ） 覧棲Ｔｆｌ距鮭 ｄ勿筑 伯 ２ 国 第 Ｓ 図
サの電極間距離に対する出力特性を示すグラフ、第２図
は本発明によるアルコール燃料センサの一実施例を示す
構成図、第３図および第４図はそれぞれ第２図に示すア
ルコール燃料センサの他の実施例を示す要部構成図、第
５図は本発明によるアルコール燃料センサの他の実施例
を示す構成図、第６図および第７図はそれぞれ第５図に
示すアルコール燃料センサの他の実施例を示す要部構成
図、第８図は本発明によるアルコール燃料センサの他の
実施例を示す構成図、第９図は本発明によるアルコール
燃料センサの他の実施例を示す構成図、第１０図は第８
図および第９図に示すアルコール燃料センサの出力特性
を示すグラフ、（１０） 第１１図は本発明によるアルコール燃料センザをエンジ
ン制御システムの一部に取り組んだことを示す説明図で
ある。 １・・・マイクロ波発振器、２・・・発振器電源、３・
・・誘導体基板、４・・・ス） ＩＪツブ＃ｌ：！路、
５・・・マイクロ波受信器、６・・・信号増幅器、８・
・・同軸芯線、９・・・同軸外導体、１０・・・電波漏
洩窓、１２・・・導波管管壁、１３・・・電波漏洩スリ
ット。 （ＩＪ） 覧棲Ｔｆｌ距鮭 ｄ勿筑 伯 ２ 国 第 Ｓ 図
Claims (1)
- １、マイクロ波発振器とマイクロ波受信器とを・電波漏
洩特性をもつマイクロ波伝ＩＭＳ回路で接続し、少なく
ともマイクロ波伝播回路から牛する電磁界を液体混合燃
料中にて発生させることにより、燃料の混合比に対応し
た電圧がマイクロ波受信器から得られるように構成した
ことを特徴とするマイクロ波アルコール燃料センサ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56109369A JPS5811840A (ja) | 1981-07-15 | 1981-07-15 | マイクロ波アルコ−ル燃料センサ |
| EP82106026A EP0069969A1 (en) | 1981-07-15 | 1982-07-06 | Microwave alcohol fuel sensor |
| US06/397,899 US4453125A (en) | 1981-07-15 | 1982-07-13 | Microwave alcohol fuel sensor |
| CA000407274A CA1189905A (en) | 1981-07-15 | 1982-07-14 | Microwave alcohol fuel sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP56109369A JPS5811840A (ja) | 1981-07-15 | 1981-07-15 | マイクロ波アルコ−ル燃料センサ |
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| JPS5811840A true JPS5811840A (ja) | 1983-01-22 |
Family
ID=14508487
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP56109369A Pending JPS5811840A (ja) | 1981-07-15 | 1981-07-15 | マイクロ波アルコ−ル燃料センサ |
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