[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公布说明书
[11]公开号CN 101551354A [43]公开日2009年10月7日
[21]申请号200910132917.6[22]申请日2009.03.31
[21]申请号200910132917.6
[30]优先权
[32]2008.04.04 [33]JP [31]098217/2008
[32]2008.12.04 [33]JP [31]310117/2008
[71]申请人株式会社电装
地址日本爱知县
[72]发明人石野博继 樽井淳 [74]专利代理机构永新专利商标代理有限公司代理人刘炳胜
[51]Int.CI.G01N 27/22 (2006.01)
权利要求书 3 页 说明书 11 页 附图 16 页
[54]发明名称
[57]摘要
本发明公开一种液体浓度测量设备(1)，该设
备具有以两个频率(f1，f2)接通和断开的第一和第
二开关(SW1，SW2)。当接通第一开关(SW1)并且断
开第二开关(SW2)时，对检测电极对(41)进行充电。
当断开第一开关(SW1)并且接通第二开关(SW2)时，
将检测电极对(41)的正侧接地以使被充电的检测电
极对(41)放电。使用通过以两个频率(f1，f2)对检
测电极对(41)进行充电和放电而产生的放大器(43)
的输出电压(V)之间的差值来确定汽油中的乙醇浓
度。
200910132917.6权 利 要 求 书第1/3页 1、一种液体浓度测量设备，包括：
检测电极对(41)，包括相互面对的一对电极；
开关部分(SW1，SW2)，连接所述开关部分(SW1，SW2)以切换所述检测电极对的充电和放电； 工作信号输出部分(20，25，31，32，80)，用于产生具有预定频率的工作信号以按照预定时间段控制所述开关部分的开关操作；和 测量值输出部分(43到47，49，Rg)，用于产生通过所述开关部分对所述检测电极对进行充电的电压，并且用于产生与所述检测电极对的静电容量相对应的检测电压作为测量值，
其特征在于，
所述工作信号输出部分(20，25，31，32，80)用于产生具有第一频率的第一工作信号和具有不同于所述第一频率的第二频率的第二工作信号，所述第一工作信号和所述第二工作信号分别用于使所述开关部分工作于第一时间段和第二时间段，和
所述测量值输出部分(43到47，49，Rg)用于在所述开关部分分别在所述第一时间段中工作于所述第一频率和在所述第二时间段工作于所述第二频率时，产生第一检测电压和第二检测电压。
2、根据权利要求1所述的液体浓度测量设备，还包括： 放大部分(70)，用于放大所述第一检测电压和所述第二检测电压。
3、根据权利要求2所述的液体浓度测量设备，还包括： 基准电压生成部分(50)，用于产生基准电压，
其中，所述放大部分(70)用于相对于所述基准电压而放大所述第一检测电压和所述第二检测电压。
4、根据权利要求3所述的液体浓度测量设备，还包括： AC耦合部分(60)，用于基于所述基准电压而将所述第一检测电压和所述第二检测电压AC耦合到所述放大部分(70)。
电荷调整部分(63，64，80)，用于在预定的时间段内调整所述AC耦合部分的电容器(61)的电荷量。
6、根据权利要求5所述的液体浓度测量设备，其中， 所述电荷调整部分(63，64，80)用于周期性地调整所述电容器的所述电荷量。
7、根据权利要求5所述的液体浓度测量设备，其中， 所述电荷调整部分(63，64，80)用于在启动发动机之前接通所述发动机的点火开关时调整所述电容器的所述电荷量。
8、根据权利要求5所述的液体浓度测量设备，其中， 所述工作信号输出部分(20，25，31，32，80)用于产生与所述电荷调整部分的调整操作的时间段在时间上相关的具有第三频率的第三工作信号，所述第三频率介于所述第一频率和所述第二频率之间。
9、根据权利要求1-8中的任意一项所述的液体浓度测量设备，还包括： 差值计算部分(80)，用于产生所述第一检测电压和所述第二检测电压之间的差值。
10、根据权利要求1-8中的任意一项所述的液体浓度测量设备，其中， 所述测量值输出部分(43到47，49，Rg)包括用于使所述第一检测电压和所述第二检测电压平滑的平滑部分(47，49)。
11、根据权利要求1-8中的任意一项所述的液体浓度测量设备，还包括： 耦合电容器(42)，所述耦合电容器(42)连接到所述检测电极对的正端。
所述检测电极对(41)具有直接接地的负端。
13、根据权利要求1-8中的任意一项所述的液体浓度测量设备，其中， 所述测量值输出部分(43到47，49，Rg)以蛛形配置连接到所述检测电极对。
14、根据权利要求1-8中的任意一项所述的液体浓度测量设备，其中， 所述工作信号输出部分(20，25，31，32，80)用于周期性地交替产生具有所述第一频率的所述第一工作信号和具有所述第二频率的
所述第二工作信号。
15、根据权利要求1-8中的任意一项所述的液体浓度测量设备，其中， 所述工作信号输出部分(20，25，31，32，80)包括微计算机(80)。
16、根据权利要求1-8中的任意一项所述的液体浓度测量设备，还包括： 传导率测量部分(80)，用于基于所述第一检测电压和所述第二检测电压中的至少一个来测量所述检测电极对的传导率，
其中，通过所测量的传导率以及所述开关部分的预定接通电阻来校正所述第一检测电压和所述第二检测电压之间的差值。
17、根据权利要求16所述的液体浓度测量设备，还包括： 接通电阻测量部分，用于测量所述接通电阻，
其中，基于所测量的接通电阻来校正所述差值。
18、根据权利要求1-8中的任意一项所述的液体浓度测量设备，还包括： 传导率测量部分(80)，用于基于所述第一检测电压和所述第二检测电压中的至少一个来测量所述检测电极对的传导率，和
异常信号输出部分(80)，用于在所测量的传导率超出预定阈值时产生异常信号。
200910132917.6说 明 书第1/11页
液体浓度测量设备
技术领域
本发明涉及液体浓度测量设备。
背景技术
最近采用乙醇混合汽油作为汽车的低污染燃料。这类混合汽油的最适合的空气燃料(air-fuel)比与汽油本身的空气燃料比不同。因此，测量混合汽油中乙醇的量，即混合汽油中的乙醇浓度，是基本的。 为了以高精度测量乙醇浓度，优选地采用具有相对高的变化率的参数(物理常数)。由于这个原因，提出测量电容率(介电常数)的变化。由于基于静电容量的变化来计算该电容率，例如JP 6-3313A提出一种液体浓度测量设备，其具有相互面对设置的一对检测电极(检测电极对)以测量静电容量。该液体浓度测量设备还具有转换(change-over)开关和电子控制电路。通过该转换开关，由控制电路对检测电极对以固定频率重复地进行充电和放电，从而产生与要被测量的液体浓度成比例的检测输出电压。 如果通过采用检测电极对来测量电容，则随着汽油包含更多的杂质，即随着汽油具有更低的质量，电极之间的电阻(漏流电阻(leak resistance))变得相对更小。具体地说，如果汽油不包含杂质，则其处于绝缘状态，导致漏流电阻变为无穷大并且电极之间的传导率基本上变为零。如果杂质增加，则传导率变为相对高。
因而，有必要去除漏流电阻的影响以精确地测量诸如乙醇的液体的浓度。
因此，本发明的目的在于提供一种液体浓度检测设备，其能够在不受检测电极对中生成的漏流电阻的影响的情况下测量液体浓度。 根据本发明的一个方面，一种液体浓度测量设备包括检测电极对、开关部分、工作信号输出部分和测量值输出部分。检测电极对包括相互面对并且设置在要被测量的液体中的一对电极。提供开关部分以切换(switch)
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