JPS62177434A - バッテリ液検出装置 - 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】 技亙九乱 本発明は、バッテリ液などの溶液の有無を検出する溶液
検出方法に関する。

従来弦皿 従来、バッテリ液の液量不足を検知するには、バッテリ
内の所定位置に電極センサを設置し、その電極センサが
バッテリ液中に浸されているときにはそのバッテリ液を
介して電極間が短絡されており、バッテリ液面が一定レ
ベル以下に低下して電極センサが露出されるとその電極
間が開放されることにより液量不足を電気的に検知する
ようにしている。

ＩＬ的一 本発明は、光学系を用いてバッテリ液などの溶液の有無
を光電的に検出する新規な溶液検出方法を提供するもの
である。

篠暖 本発明はその目的達成のため、例えばバッテリの放電に
よってバッテリ液が化学変化する際の溶液反応により特
定の波長をもった光に対してその溶液内で光吸収作用が
生ずる点に着目し、特定の波長をもった光に対して光吸
収作用をもった溶液にその特定波長帯域にある光を照射
し、その特定波長の透過光を受光して、その受光された
光の強度レベルをしきい値となる基準レベルと比較する
ことにより溶液中で光吸収が行なわれたか否かをみろこ
とによって溶液の有無を検出するようにしている。

以下、ｍ　＜−Ｊ図面を参照して本発明の一実施例につ
いて詳述する。

本発明による溶液検出方法にあっては、バッテリの充、
放電によりバッテリ溶液が次式にしたがって化学変化す
る際、放電時の溶液中に発生するＯＨ基によって光吸収
作用がなされる点に着目しＯＨ基による光吸収波長λ０
をもった光をバッテリ溶液中に透過させ、その透過光の
光強度のレベ第１図は本発明による溶液検出方法を具体
的に実施するための装置の一構成例を示すもので、０ト
１基による光吸収波長λ０含む波長帯域をもった発光ス
ペク１−ルをもつ光源１から発せられる光Ｐを透明な容
器に入れられたバッテリ溶液２に照射させ、その透過光
Ｐ′を目的とする波長λＯの波長選択性をもった薄膜干
渉フィルタによる光学フィルタ３を介して光起電効果を
もった受光素子４により受光させ、その受光索子４の出
力電圧を増幅器５により所定に増幅したのち、予めしき
い値としてのＪＪ、　Ｋｌｊレベル電圧Ｖｒｅ士が設定
された比較器６において受光出力電圧Ｖｐと基準レベル
電圧Ｖ　ｒｅｆとを比較するようにしている。なおここ
で。

光源１とバッテリ容器との間、およびバッテリ容器と受
光部との間をそれぞれ光フアイバケーブルによって接続
するようにしてもよい。

このように構成されたものにあって、例えば受光素子４
として一般に入手しやすい４００〜１１００　ｎ　ｔｎ
ｆ’ａ度の受光波長帯域をもったものを使用する場合、
ＯＨ基による光吸収波長λ０をＯＨ基により光吸収され
る第３次高調波の波長（約９７５ｎｍ）に設定し、それ
に応じて光源１の発光スベク１−ルおよび光学フィルタ
３における波長選択のピーク波長を設定するようにする
。この場合、光源ｌとしては通常の白色光源ですむよう
になる。

第２図にバッテリ液２中を透過する光の光透過特性を示
しており、ＯＨ基によって光吸収される波長λ０をもっ
た光成分の光透過率が急減することになる。

第３図に、光学フィルタ３の光透過特性を示している。

したがってこのように構成されたものでは、光源１から
発せられた光がバッテリ液２中を透過すれば４バッテリ
放電時におけるバッテリ液２の溶液反応によってＯＨ基
による光吸収波長λ０の光成分が吸収され、そのときの
受光素子４の出力電圧Ｖｐが基準レベル電圧Ｖｒｅｆ以
下に低減して比較器６からローレベル出力が生じ、それ
によりバッテリ液２が有るあることが検出される。

また、光源１から発せられた光がバッテリ液２中を透過
しなければ、設定波長λ０の光成分が何ら光吸収によっ
て減衰されず、そのときの受光素子４の出力電圧Ｖｐｆ
Ｊ＜基準レベル電圧Ｖ　ｒｅｆよりも高くなって比較器
６からハイレベル出力が生じ、それによりバッテリ液２
が無いことが検出される。

したがって、バッテリ液２おける所定の高さ位置に指向
性をもって光源ｌから発せられる光を透過させるように
すれば、バッテリ液２の液面が所定のレベル以北にある
か否かの検出を行なわせることができるようになる。

バッテリ放電時の溶液反応による光吸収作用はＳＯ４基
によっても行なわれ、設定波長λ０としてＳ０４基によ
り光吸収される波長（第１次高調波で約９μｍ）を用い
て、それに応じて光源１の発光スペク１−ル、光学フィ
ルタ３の中心波長および受素子４の受光波長帯域をそれ
ぞれ決定するようにしてもよい。

またこのような溶液検出方法をとれば、溶液の有無を検
出するのみならず、溶液中に不純物が混入されているか
否かを検出することができるようになる。

すなわち、バッテリ液２中に不純物となる液体が混入さ
れていると、ＯＨ基またはＳＯ４基による光吸収波長が
変化し、それによりバッテリ液２中において設定波長λ
０の光成分の光吸収が充分に行なわれなくなって受光素
子４により受光される光強度が比較的高くなり、それに
より受光素子・′［の出力電圧’Ｊ　ｐが基準レベル電
圧Ｖ　ｒｅｆよりも高くなって比較器６からハイレベル
出力が生ずることになる。

なお、受光素子４とし、てそれぞれ以下に説明するよう
な波長選択性をもった特殊なものを使用すれば、光学フ
ィルタ３を用いる必要がなくなる。

すなわち、ぞの特殊な受光素子としては、第４図に示す
ように、１１形半導体部分にｐ形不純物が拡散された光
起電層１０１上に、所定の光透過特性をもった半導体層
１０２を積層させることによって構成されている。

光起電層１０１は、例えば、ＧａＡｓのｎ形基板上に、
ｊＡ、、ＩＩ：帯幅Ｅｇｌを決定することにより。

第５図に示すように感度領域の波長限界となる波長λ１
を所定に設定するべく、Ｇａと１　ｎとＰとの各比率を
管理した比較的禁止帯幅の広いｎ形のｌ　ｎ　Ｇ　ａ　
Ａｓ　Ｐなどの混晶を液相成長させたうえで、ｐ形不純
物を拡散させることによりＰ−Ｎ接合を形成している。

第５図は、光起電層１０１の波長に対する光電流１の感
度特性を示している。

半導体層１０２は、ＧａとＩｎとＰとの各比率を管理す
ることにより禁止帯幅Ｅ［２を光起電層１０１の禁止帯
幅ト：ｇ１よりも広くしたＩ　ｎ　Ｇ　ａＡｓＰｆ！：
、液相成長させることにより積層形成され、第６図の波
長に対する光透過率の特性で示すように、光起電層１０
１の感度特性におけるピーク波長λｐよりも短波長側に
設定された波長λ２より長波長側に光透過帯域を有する
光透過特性をもたせるようにしている。

したがって第４図に示すように構成された受光素子にあ
っては、結果的に第７図に示すような総合感度特性を有
することになり、それに光Ｐが照射されると半導体ｆｉ
１０２によって設定波長λ２よりも長波長側の波長をも
った光のみがろ波され、そのろ波された光が光起電層１
０１に入ってそこで設定波長λｌよりも短波長側の波長
をもった光のみがセンシングされ、一定の波長帯域（λ
２〜λ１）にある光のみが選択的に検知されることにな
る。

しかして、光起電層１０１の感度特性におけるピーク感
度波長λｐを０１（ＪルまたはＳ　０４基による光吸収
波長λ０に設定するようにすれば、バッテリ溶液中を通
過した光のうちのλ０構成を選択的に検知することがで
きるようになる。

また、第５図に示すような感度特性をもった普通の受光
素子と第６図に示すような光透過特性をもった光学フィ
ルタとを組み合せるようにしても。

第７図にボすような総合感度特性を得ることができる。

なお本発明による溶液検出方法では、その検出対象とな
る溶液がバッテリ液に限られず、特定の波長をもった光
に対して光吸収作用をもった溶液であれば何でもその検
出対象とすることができるようになる。

紘果 以上１本発明による溶液検出方法にあっては、特定の波
長をもった光に対して光吸収作用をもった溶液にその特
定波長帯域にある光を照射する手段と、その特定波長の
透過光を受光する手段と、その受光された光の強度レベ
ルをしきい値となる基準レベルと比較する手段とをとる
ようにしたもので、バッテリ液などの溶液の有無、不純
物混入などの状態を確実に検出することができるという
優れた利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるバッテリ充電量測定方法を具体的
に実施するための装置の一端成例を示す簡略図、第２図
はバッテリ液中を透過する光の光透過特性を示す図、第
３図は同構成例における光フィルタの光透過特性を示す
図、第４図は波長選択性をもった特殊な受光素子の構造
を示す図、第５図はその特殊な受光素子における光起電
層の感度特性を示す図、第６図は同じくその半導体層の
光透過時性を示す図、第７図はその特殊な受光素子の総
合的な感度特性を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 特定の波長をもった光に対して光吸収作用をもった溶液
   にその特定波長帯域にある光を照射する手段と、その特
   定波長の透過光を受光する手段と、その受光された光の
   強度レベルをしきい値となる基準レベルと比較する手段
   とをとるようにした溶液検出方法。