JPS6318248A - 燃料成分検出装置 - Google Patents
燃料成分検出装置Info
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- JPS6318248A JPS6318248A JP16267286A JP16267286A JPS6318248A JP S6318248 A JPS6318248 A JP S6318248A JP 16267286 A JP16267286 A JP 16267286A JP 16267286 A JP16267286 A JP 16267286A JP S6318248 A JPS6318248 A JP S6318248A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
- G01N21/43—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length by measuring critical angle
- G01N21/431—Dip refractometers, e.g. using optical fibres
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は燃料成分検出装置の改良に係り、詳しくは、温
度の変化によっても、正確に燃料成分の検出ができる燃
料成分検出装置に関する。これは、例えば自動車用燃料
などの成分検出の分野で利用される。
度の変化によっても、正確に燃料成分の検出ができる燃
料成分検出装置に関する。これは、例えば自動車用燃料
などの成分検出の分野で利用される。
国内では自動車用燃料に無鉛プレミアムとレギュラーと
が使用されているが、ヨーロッパにおいてはガソリンに
少量のメタノールまたはエタノールなどのアルコール成
分を混合したものが実用に供されている。したがって、
近い将来、我が国においても石油の代替燃料として最有
力視されているメタノールが自動車用燃料としてガソリ
ンや軽油に混合されるようになることが確実視されてい
る。
が使用されているが、ヨーロッパにおいてはガソリンに
少量のメタノールまたはエタノールなどのアルコール成
分を混合したものが実用に供されている。したがって、
近い将来、我が国においても石油の代替燃料として最有
力視されているメタノールが自動車用燃料としてガソリ
ンや軽油に混合されるようになることが確実視されてい
る。
このような燃料成分多様化の実態は地域によって様々で
あり、自動車メーカーは仕向地別にエンジンの点火タイ
ミングなどを調整するごとにより対処している。しかし
、同一地域においても上記多様化が進行しつつある現状
では、エンジンに充分な調整を施すことができない場合
があり、そのため種々のトラブルが発生している。した
がって、このような燃料成分の多様化に対応できるワイ
ドレンジフューエルエンジンの開発は必須とされ、それ
に伴い燃料成分を検出できるコンパクトなセンサーの開
発が必要となっている。
あり、自動車メーカーは仕向地別にエンジンの点火タイ
ミングなどを調整するごとにより対処している。しかし
、同一地域においても上記多様化が進行しつつある現状
では、エンジンに充分な調整を施すことができない場合
があり、そのため種々のトラブルが発生している。した
がって、このような燃料成分の多様化に対応できるワイ
ドレンジフューエルエンジンの開発は必須とされ、それ
に伴い燃料成分を検出できるコンパクトなセンサーの開
発が必要となっている。
このような現状の下に、ガソリン燃料の成分の違いに応
じて光の屈折率が変化することを利用した燃料成分検出
装置が、第４回国際アルコール燃料技術シンポジウム（
ｔＶ Ｉｎｔｅｒｒ＋ａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉ
−ｕｍ Ａｌｃｏｈｏｌ Ｆｕｅｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ、開催国−ブラジル、開催時期・−１９８０年１０
月５〜８日）の痛事録第１巻（ｖｏｌ、Ｉ ）のＢ −
２５ＪＲ’ｌに発表されている。
じて光の屈折率が変化することを利用した燃料成分検出
装置が、第４回国際アルコール燃料技術シンポジウム（
ｔＶ Ｉｎｔｅｒｒ＋ａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉ
−ｕｍ Ａｌｃｏｈｏｌ Ｆｕｅｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ、開催国−ブラジル、開催時期・−１９８０年１０
月５〜８日）の痛事録第１巻（ｖｏｌ、Ｉ ）のＢ −
２５ＪＲ’ｌに発表されている。
この燃料成分検出装置は、燃料中に浸される透明な導光
路と、該導光路の一端に光を入射する発光部と、該導光
路の他端から出る光を受光する受光部とよりなり、受光
量の多少により燃料の成分を検出するものである。すな
わち、発光部から出た光は、導光路と燃料の界面で反射
と屈折を繰り返しながら、受光部に到達するので、受光
部の受光間が燃料の屈折率に応じて変化することを利用
し、屈折率の変化に寄与する燃料中の成分の多少を検出
するものである。
路と、該導光路の一端に光を入射する発光部と、該導光
路の他端から出る光を受光する受光部とよりなり、受光
量の多少により燃料の成分を検出するものである。すな
わち、発光部から出た光は、導光路と燃料の界面で反射
と屈折を繰り返しながら、受光部に到達するので、受光
部の受光間が燃料の屈折率に応じて変化することを利用
し、屈折率の変化に寄与する燃料中の成分の多少を検出
するものである。
上記のような従来の検出装匪では、燃料の屁１斤率自体
温度によって変化する一方、導光路のＭ＋ｍ折率も変化
し、温度の上昇に伴い導光路の屈折率に対する燃料の屈
折率の比率が小さくなる。したがって、温度の上昇によ
り導光路から光が洩れにくくなり、受光量が増加してい
わゆる温度ド“Ｊフトが発生する。
温度によって変化する一方、導光路のＭ＋ｍ折率も変化
し、温度の上昇に伴い導光路の屈折率に対する燃料の屈
折率の比率が小さくなる。したがって、温度の上昇によ
り導光路から光が洩れにくくなり、受光量が増加してい
わゆる温度ド“Ｊフトが発生する。
゛ところで、燃料成分を検出するには、高いＭｊ度で燃
料の屈折率を検出しなければならないため、光電変換素
子などで形成される受光部の感度を高める必要がある。
料の屈折率を検出しなければならないため、光電変換素
子などで形成される受光部の感度を高める必要がある。
しかし、受光部の検出感度を高めると上記の温度ドリフ
トは増大し、検出精度に影響する。そこで、従来はサー
ミスタなどの温度検知素子を用いて受光部の温度を検出
し、マイクロコンピュータなどで温度ドリフトを補正し
ていた。ところが、可燃性の燃料にサーミスタなどの半
導体を近接または接触させることは、防爆や耐腐食性の
点から適切でなく、また、装置自体が複雑化しかつ大型
で高価なものとなるという難点があった。
トは増大し、検出精度に影響する。そこで、従来はサー
ミスタなどの温度検知素子を用いて受光部の温度を検出
し、マイクロコンピュータなどで温度ドリフトを補正し
ていた。ところが、可燃性の燃料にサーミスタなどの半
導体を近接または接触させることは、防爆や耐腐食性の
点から適切でなく、また、装置自体が複雑化しかつ大型
で高価なものとなるという難点があった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、
温度の変化によっても、正確に燃料成分の検出ができる
燃料成分検出装置を提供することを目的とする。
温度の変化によっても、正確に燃料成分の検出ができる
燃料成分検出装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明の手段は、燃料に隣接
する透光性を有する導光路と、その導光路の一端に光を
投射する発光部と、導光路の他端から出る光を受光する
受光部とからなり、受光量を計測することにより燃料成
分を検出する燃料成分検出装置であって、前記導光路の
一部分の周囲に、温度の上昇シこより導光路の屈折率に
対する屈折率の比率が大きくなるよう屈折率が変化する
透光性の部材を設けて、温度補正部を形成したことであ
る。
する透光性を有する導光路と、その導光路の一端に光を
投射する発光部と、導光路の他端から出る光を受光する
受光部とからなり、受光量を計測することにより燃料成
分を検出する燃料成分検出装置であって、前記導光路の
一部分の周囲に、温度の上昇シこより導光路の屈折率に
対する屈折率の比率が大きくなるよう屈折率が変化する
透光性の部材を設けて、温度補正部を形成したことであ
る。
発光部から４光路に入射される光は、温度の上昇により
導光路の屈折率に対する燃料の屈折率の比率が小となり
、導光路から洩れる光量が少なくなり、導光路内の光量
が増す。一方、透光性を有する別部材で形成された温度
補正部では、温度の上昇により導光路の）請折率に対す
る該別部材の屈折率の比率が大となり、光が洩れ易くな
る。その結果、温度の上昇による導光路を通過する光量
の増加分が上記温度補正部で洩らされ、受光部に到達し
ないので、自動的に受光量の温度補正が行われる。
導光路の屈折率に対する燃料の屈折率の比率が小となり
、導光路から洩れる光量が少なくなり、導光路内の光量
が増す。一方、透光性を有する別部材で形成された温度
補正部では、温度の上昇により導光路の）請折率に対す
る該別部材の屈折率の比率が大となり、光が洩れ易くな
る。その結果、温度の上昇による導光路を通過する光量
の増加分が上記温度補正部で洩らされ、受光部に到達し
ないので、自動的に受光量の温度補正が行われる。
本発明の燃料成分検出装置は、前記導光路の一部分の周
囲に温度の上昇により導光路の屈折率に対する屈折率の
比率が大きくなるよう屈折率が変化する透光性を有する
別部材により構成した）Ｗ度補正部を形成したので、温
度の上昇による導光路を通過する光量の増加分が温度補
正部で洩らされ、受光量の補正がなされる。したがって
、温度変化の如何にかかわらず、燃料の屈折率を正確に
把握することができ、燃料成分を正確に検出できる。
囲に温度の上昇により導光路の屈折率に対する屈折率の
比率が大きくなるよう屈折率が変化する透光性を有する
別部材により構成した）Ｗ度補正部を形成したので、温
度の上昇による導光路を通過する光量の増加分が温度補
正部で洩らされ、受光量の補正がなされる。したがって
、温度変化の如何にかかわらず、燃料の屈折率を正確に
把握することができ、燃料成分を正確に検出できる。
以下に、本発明をその実施例に基づき３゛ト細に説明す
る。
る。
本実施例の燃料成分検出装置は、いわゆるワイドレンジ
フューエルエンジンの燃料配管に装着され、温度変化の
如何を問わず正確に燃料成分を検出し、その検出成分に
応じてエンジン本体に付属する各種アクチュエータを自
動調整できるようにするものである。装置本体は、第１
図に示すように、図示しない燃料配管から分岐されて燃
料セル１に導入された燃料２に透光性を有する第一導光
路３が浸され、その一端に発光部４が設けられ、他端は
温度補正部５内に設けられた第二導光路６の一端に接続
され、第二導光路６の他端には受光部７が設けられ、光
源である発光部４から投射された光が受光部７で受光さ
れるようになっている。
フューエルエンジンの燃料配管に装着され、温度変化の
如何を問わず正確に燃料成分を検出し、その検出成分に
応じてエンジン本体に付属する各種アクチュエータを自
動調整できるようにするものである。装置本体は、第１
図に示すように、図示しない燃料配管から分岐されて燃
料セル１に導入された燃料２に透光性を有する第一導光
路３が浸され、その一端に発光部４が設けられ、他端は
温度補正部５内に設けられた第二導光路６の一端に接続
され、第二導光路６の他端には受光部７が設けられ、光
源である発光部４から投射された光が受光部７で受光さ
れるようになっている。
第一導光路３は光量４１１定のために設けられ、Ｕ字型
の棒状体に形成され、その一端側から入射された光が他
端から同様にＵ字型に形成された第二導光路６に導入さ
れるように、その他端が光ファイバー８により第二導光
路６の一端に接続されている。第二導光路６の外周には
、温度の上昇により第二導光路６の屈折率に対する屈折
率の比率が大きくなるように屈折率が変化する温度補正
部５が形成される。この温度補正部５は密閉構造に形成
され、燃料セル１内に配置される補正セル部９内に透光
性の部材である空気１０を充満させたもので、上記第二
導光路６をその内部に収納している。そして、発光部４
から投射される光は燃料２の屈折率で定まる一定側合の
光を洩らしつつ受光部７で受光され、その発光量と受光
量がマイクロコンピュータなどよりなる成分検出部１１
に入力され、燃料成分の検出が行われる。
の棒状体に形成され、その一端側から入射された光が他
端から同様にＵ字型に形成された第二導光路６に導入さ
れるように、その他端が光ファイバー８により第二導光
路６の一端に接続されている。第二導光路６の外周には
、温度の上昇により第二導光路６の屈折率に対する屈折
率の比率が大きくなるように屈折率が変化する温度補正
部５が形成される。この温度補正部５は密閉構造に形成
され、燃料セル１内に配置される補正セル部９内に透光
性の部材である空気１０を充満させたもので、上記第二
導光路６をその内部に収納している。そして、発光部４
から投射される光は燃料２の屈折率で定まる一定側合の
光を洩らしつつ受光部７で受光され、その発光量と受光
量がマイクロコンピュータなどよりなる成分検出部１１
に入力され、燃料成分の検出が行われる。
よく知られるように、オクタン価の高いアロマ系のベン
ゼンなどは屈折率が高く、オクタン価の低いパラフィン
系の物質は屈折率が低い。また、メタノールやエタノー
ルなどのアルコール成分は屈折率が低い。この屈折率は
発光部４の発する発光量に対する、受光部７で受光され
る受光量の割合に基づいて検出することができる。した
がって、検出した屈折率により、一般のガソリンの場合
はオクタン価を知ることができ、アルコールを混合した
ガソリンの場合はアルコールの含有量を知ることができ
るのである。なお、第一導光路３と第二導光路６をＵ字
型に形成したのは、光をできるだけ多く燃料２中に洩ら
して受光部７では燃料成分の検出に寄与する光量のみを
受光させ、検出精度を向上させると共に車載用として装
置をコンパクトに形成するためである。
ゼンなどは屈折率が高く、オクタン価の低いパラフィン
系の物質は屈折率が低い。また、メタノールやエタノー
ルなどのアルコール成分は屈折率が低い。この屈折率は
発光部４の発する発光量に対する、受光部７で受光され
る受光量の割合に基づいて検出することができる。した
がって、検出した屈折率により、一般のガソリンの場合
はオクタン価を知ることができ、アルコールを混合した
ガソリンの場合はアルコールの含有量を知ることができ
るのである。なお、第一導光路３と第二導光路６をＵ字
型に形成したのは、光をできるだけ多く燃料２中に洩ら
して受光部７では燃料成分の検出に寄与する光量のみを
受光させ、検出精度を向上させると共に車載用として装
置をコンパクトに形成するためである。
ところで、既に述べたように、燃料２の屈折率は温度に
よって変化するため、より高精度に屈折率を検出するた
めには、適切に温度補正が行われる必要がある。そこで
、本実施例では、第一導光路３と第二導光路６とを石英
ガラスで形成し、第二導光路６を空気１０の充満された
上記温度補正部５に配置している。なお、燃料２の常温
での屈折率ｎ ＝ １．４２〜１．４３．温度に対する
変化率ｄｎ ／ｄＴ＝ −２〜−３Ｘ １０−’、石英
ガラスの屈折率ｎ＋＝１．４５６ 、温度変化率ｄｎ＋
／ ｄＴ＝ ３ Ｘ １０−６、空気の屈折率ｎ２
＝ １．０００ 、温度変化率ｄｎｚ／ｄＴ−ＩＸ ｔ
ｏ−６である。したがって、温度の上昇に伴い第一導光
路３の屈折率前に対する燃料の屈折率ｎの比率は小さく
なり、第二導光路６の屈折率前に対する空気１０の屈折
率ｎ２の比率は大きくなるように変化する。
よって変化するため、より高精度に屈折率を検出するた
めには、適切に温度補正が行われる必要がある。そこで
、本実施例では、第一導光路３と第二導光路６とを石英
ガラスで形成し、第二導光路６を空気１０の充満された
上記温度補正部５に配置している。なお、燃料２の常温
での屈折率ｎ ＝ １．４２〜１．４３．温度に対する
変化率ｄｎ ／ｄＴ＝ −２〜−３Ｘ １０−’、石英
ガラスの屈折率ｎ＋＝１．４５６ 、温度変化率ｄｎ＋
／ ｄＴ＝ ３ Ｘ １０−６、空気の屈折率ｎ２
＝ １．０００ 、温度変化率ｄｎｚ／ｄＴ−ＩＸ ｔ
ｏ−６である。したがって、温度の上昇に伴い第一導光
路３の屈折率前に対する燃料の屈折率ｎの比率は小さく
なり、第二導光路６の屈折率前に対する空気１０の屈折
率ｎ２の比率は大きくなるように変化する。
このように構成することによって、第２図に示すように
、燃料２などの温度の上昇に伴い第一導光路３での光の
洩れ量が低下し、光量が増加する一方、第二導光路６で
は光が洩れ易くなり、光量が減少する。したがって、第
一導光路３での光量増加分が第二導光路６で洩らされて
、受光部７に到達しないようになっている。つまり、周
囲温度の上昇に基づく屈折率の温度ドリフトに対して、
温度補正部５では、光を洩れ易くするごとによって自動
的に補正するのである。
、燃料２などの温度の上昇に伴い第一導光路３での光の
洩れ量が低下し、光量が増加する一方、第二導光路６で
は光が洩れ易くなり、光量が減少する。したがって、第
一導光路３での光量増加分が第二導光路６で洩らされて
、受光部７に到達しないようになっている。つまり、周
囲温度の上昇に基づく屈折率の温度ドリフトに対して、
温度補正部５では、光を洩れ易くするごとによって自動
的に補正するのである。
このように、本装置によれば、温度検出崇子などを用い
た補正回路を設けることなく、コンパクトな装置で、自
動的に光量の温度補正を正確に行うことができる。した
がって、特に、従来は必ずしも容易でなかったハイオク
タン価ガソリンとレギュラーガソリンとの混合率をも検
出でき、実用的な効果は大きくなる。
た補正回路を設けることなく、コンパクトな装置で、自
動的に光量の温度補正を正確に行うことができる。した
がって、特に、従来は必ずしも容易でなかったハイオク
タン価ガソリンとレギュラーガソリンとの混合率をも検
出でき、実用的な効果は大きくなる。
なお、本実施例によれば、光を第一導光路３に投射して
第二導光路６から受光しているが、光を第二導光路６に
入射して第一導光路３から受光してもよい。また、第一
導光路３と第二導光路６はＵ字型に形成されているが、
本発明はその形状を特定するものではない。さらに、成
分検出部１１には必ずしもマイクロコンピュータを用い
る必要はなく、受光部７の出力を増幅して直接各種アク
チュエータを駆動させるようにすることもできる。
第二導光路６から受光しているが、光を第二導光路６に
入射して第一導光路３から受光してもよい。また、第一
導光路３と第二導光路６はＵ字型に形成されているが、
本発明はその形状を特定するものではない。さらに、成
分検出部１１には必ずしもマイクロコンピュータを用い
る必要はなく、受光部７の出力を増幅して直接各種アク
チュエータを駆動させるようにすることもできる。
第３図は、上述した実施例と異なる例で、発光部４の光
源と受光部７の光電交換素子の温度ドリフトを除去する
ために、発光部４から投射される光を一定割合で参照光
として光ファイバー８で分岐させるようにしたものであ
る。これによれば、その参照用の光を受光部１２に導入
させ、この参照光と受光部７からの光量信号との比率に
基づいて屈折率の検出を行うことができる。
源と受光部７の光電交換素子の温度ドリフトを除去する
ために、発光部４から投射される光を一定割合で参照光
として光ファイバー８で分岐させるようにしたものであ
る。これによれば、その参照用の光を受光部１２に導入
させ、この参照光と受光部７からの光量信号との比率に
基づいて屈折率の検出を行うことができる。
第１図は本発明の実施例の概要を示す模式図、第２図は
第一導光路と第二導光路とにおける光の洩れ量の温度変
化を示すグラフ、第３図は発光部と受光部の温度ドリフ
トを除去する装置の模式図である。 ２−燃料、３．６−導光路（第一導光路、第二導光路）
、４−発光部、５−温度補正部、７−・−受光部、１０
−・透光性の部材（空気）。 特許出願人 マ ツ ダ 株式会社代理人 弁理士
吉相 勝俊（ほか１名）遥崖
第一導光路と第二導光路とにおける光の洩れ量の温度変
化を示すグラフ、第３図は発光部と受光部の温度ドリフ
トを除去する装置の模式図である。 ２−燃料、３．６−導光路（第一導光路、第二導光路）
、４−発光部、５−温度補正部、７−・−受光部、１０
−・透光性の部材（空気）。 特許出願人 マ ツ ダ 株式会社代理人 弁理士
吉相 勝俊（ほか１名）遥崖
Claims (1)
- （１）燃料に隣接する透光性を有する導光路と、その導
光路の一端に光を投射する発光部と、導光路の他端から
出る光を受光する受光部とからなり、受光量を計測する
ことにより燃料成分を検出する燃料成分検出装置におい
て、 前記導光路の一部分の周囲に、温度の上昇により導光路
の屈折率に対する屈折率の比率が大きくなるよう屈折率
が変化する透光性の部材を設けて、温度補正部を形成し
たことを特徴とする燃料成分検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16267286A JPS6318248A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 燃料成分検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16267286A JPS6318248A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 燃料成分検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6318248A true JPS6318248A (ja) | 1988-01-26 |
Family
ID=15759093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16267286A Pending JPS6318248A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 燃料成分検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6318248A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5784337A (en) * | 1980-09-18 | 1982-05-26 | Battelle Memorial Institute | Double optical probe apparatus for measuring refractive index of fluid reduced in case of specified reference temperature |
-
1986
- 1986-07-10 JP JP16267286A patent/JPS6318248A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5784337A (en) * | 1980-09-18 | 1982-05-26 | Battelle Memorial Institute | Double optical probe apparatus for measuring refractive index of fluid reduced in case of specified reference temperature |
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