[發明專利]液體濃度測量設備

無效

• 申請號: 200910132917.6
• 申請日: 2009-03-31
• 公開（公告）號: CN101551354A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 石野博繼;樽井淳
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 劉炳勝

技術領域

本發明涉及液體濃度測量設備。

背景技術

最近采用乙醇混合汽油作為汽車的低污染燃料。這類混合汽油的最適 合的空氣燃料(air-fuel)比與汽油本身的空氣燃料比不同。因此，測量混 合汽油中乙醇的量，即混合汽油中的乙醇濃度，是基本的。

為了以高精度測量乙醇濃度，優選地采用具有相對高的變化率的參數 (物理常數)。由于這個原因，提出測量電容率(介電常數)的變化。由于 基于靜電容量的變化來計算該電容率，例如JP6-3313A提出一種液體濃度 測量設備，其具有相互面對設置的一對檢測電極(檢測電極對)以測量靜 電容量。該液體濃度測量設備還具有轉換(change-over)開關和電子控制 電路。通過該轉換開關，由控制電路對檢測電極對以固定頻率重復地進行 充電和放電，從而產生與要被測量的液體濃度成比例的檢測輸出電壓。

如果通過采用檢測電極對來測量電容，則隨著汽油包含更多的雜質， 即隨著汽油具有更低的質量，電極之間的電阻(漏流電阻(leak?resistance)) 變得相對更小。具體地說，如果汽油不包含雜質，則其處于絕緣狀態，導 致漏流電阻變為無窮大并且電極之間的傳導率基本上變為零。如果雜質增 加，則傳導率變為相對高。

因而，有必要去除漏流電阻的影響以精確地測量諸如乙醇的液體的濃 度。

因此，本發明的目的在于提供一種液體濃度檢測設備，其能夠在不受 檢測電極對中生成的漏流電阻的影響的情況下測量液體濃度。

根據本發明的一個方面，一種液體濃度測量設備包括檢測電極對、開 關部分、工作信號輸出部分和測量值輸出部分。檢測電極對包括相互面對 并且設置在要被測量的液體中的一對電極。提供開關部分以切換(switch) 檢測電極對的充電和放電。工作信號輸出部分被配置以產生預定頻率的工 作信號，以按照預定周期控制開關部分的開關操作。測量值輸出部分被配 置以產生用于通過開關部分對檢測電極對充電的電壓并且產生與檢測電極 對的靜電容量相對應的檢測電壓。工作信號輸出部分被配置以產生分別使 開關部分工作于第一周期和第二周期的第一頻率的第一工作信號和第二頻 率的第二工作信號。測量值輸出部分被配置以在開關部分分別工作于第一 頻率和第二頻率時產生第一檢測電壓和第二檢測電壓。

附圖說明

通過參考附圖的以下描述，本發明的上述和其它目的、特征和優點將 會變得更加清楚。其中：

圖1是表示根據本發明第一實施例的乙醇濃度測量設備的電路圖；

圖2A和2B是表示第一實施例的基本工作的電路圖；

圖3是表示流入檢測電極對和漏流電阻的電流的時序圖；

圖4是表示檢測輸出電壓的時序圖；

圖5A和5B是表示其中提供有耦合電容器的電路的電路圖；

圖6是表示在提供有耦合電容器的情況下流入檢測電極對和漏流電阻 的電流的時序圖；

圖7是表示檢測輸出電壓的時序圖；

圖8是表示相對于基準電壓放大的檢測輸出電壓的時序圖；

圖9是表示根據本發明第二實施例的乙醇濃度測量設備的電路圖；

圖10是表示根據本發明第三實施例的乙醇濃度測量設備的電路圖；

圖11是表示根據本發明第四實施例的乙醇濃度測量設備的電路圖；

圖12是表示其中考慮導通電阻的情況的電路圖；

圖13是表示根據本發明第五實施例的乙醇濃度測量設備的電路圖；

圖14是示意性地表示與測量的乙醇濃度變化相對應的中心電壓變化的 說明圖。

具體實施方式

將參考各個實施例更具體地描述本發明，在各個實施例中相同或相似 的部分被標記為相同或相似的參考標號以因此省略相同或相似的描述。

(第一實施例)

首先參考圖1，安裝在車輛中的乙醇濃度測量設備1被配置以測量汽油 中乙醇的濃度。乙醇濃度測量設備1利用電池10的電源電壓Vcc(例如， 5V)工作，并且在輸出端11處產生指示測量結果的輸出電壓。電壓Vcc 由作為電壓源12的調壓器IC(三端調節器)穩定提供。

乙醇濃度測量設備1配置有第一振蕩器電路20、第二振蕩器電路25、 檢測器40、基準電壓生成器電路50、AC耦合器電路60、放大器電路70 和微計算機80。