(57)【要約】【課題】  複数個の特性（物理量）を特定可能なセンサ装置を提供する。【解決手段】  センサ装置１０の第２の電極１４は、Ｙ方向に間隔を空けて配置されており、それぞれがＸ方向に伸びている複数個の第３の電極部分１４ａと、複数個の第３の電極部分１４ａの一方の端側に配置されており、隣り合う第３の電極部分１４ａを電気的に接続する第４の電極部分１４ｇと、を備える。第３の電極部分１４ａは、Ｘ方向に伸びている２個の第１の導電部１４ｂと、２個の第１の導電部１４ｂと、第３の電極部分１４ａの他方の端側で電気的に接続する第２の導電部１４ｃとを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電源に電気的に接続可能な第１の接続部が設けられている第１の電極と、
第２の電源に電気的に接続可能な第２の接続部が一端に設けられ、特定の電位に維持される特定の部分に電気的に接続可能な第３の接続部が他端に設けられている第２の電極と、を備え、
前記第１の電極は、
第１の方向に間隔を空けて配置されており、それぞれが前記第１の方向と異なる第２の方向に伸びている複数個の第１の電極部分と、
前記複数個の第１の電極部分を電気的に接続する第２の電極部分と、を備え、
前記第２の電極は、
前記第１の方向に間隔を空けて配置されており、それぞれが前記第２の方向に伸びており、隣り合う２個の前記第１の電極部分の間に配置されている複数個の第３の電極部分と、
前記複数個の第３の電極部分の一方の端側に配置されており、前記複数個の第３の電極部分のそれぞれについて、当該第３の電極部分と隣り合う前記第３の電極部分とを電気的に接続する第４の電極部分と、を備え、
前記複数個の第３の電極部分のうちの少なくとも１個の前記第３の電極部分は、
それぞれが前記第２の方向に伸びている２個の第１の導電部と、
前記２個の第１の導電部を、前記第３の電極部分の他方の端側で電気的に接続する第２の導電部と、を備える、センサ装置。
【請求項２】
前記第３の電極部分の断面積は、前記第１の電極部分の断面積及び前記第２の電極部分の断面積よりも小さく、
前記第４の電極部分の断面積は、前記第１の電極部分の断面積及び前記第２の電極部分の断面積よりも小さい、請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記複数個の第３の電極のそれぞれが、
前記第２の方向に伸びている前記２個の第１の導電部と、
前記２個の第１の導電部を、前記第３の電極部分の他方の端側で電気的に接続する前記第２の導電部と、
を備える、請求項１又は２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記第２の電極は、
前記複数個の第１の電極部分のうち、前記第１の方向において、両端に配置される前記第１の電極部分のうちの少なくとも一方の前記第１の電極部分よりも外側に位置する第５の電極部分を、さらに備え、
前記第４の電極部分は、さらに、前記第５の電極部分と、前記第５の電極部分と隣り合う前記第３の電極部分と、を前記第３の電極部分の前記一方の端側で接続し、
前記第５の電極部分は、それぞれが前記第２の方向に伸びている２個の第３の導電部と、前記２個の第３の導電部を、前記第３の電極部分の他方の端側で電気的に接続する第４の導電部と、
を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサ装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のセンサ装置と、
特定装置と、を備え、
前記特定装置は、
前記センサ装置の少なくとも一部が液体内に配置されており、かつ、前記第３の接続部が前記特定の部分に接続されている特定の状態において、前記第１の接続部に前記第１の電源が接続されず、かつ、前記第２の接続部に前記第２の電源が接続されるときの前記第２の電極の抵抗値に基づいて、前記液体の温度を特定し、
前記特定の状態において、前記第１の接続部に前記第１の電源が接続され、かつ、前記第２の接続部に前記第２の電源が接続されてないときの前記第１の電極と前記第２の電極との間の静電容量と、特定された前記液体の温度と、に基づいて、前記液体の液位と、前記液体に含まれる特定の物体の濃度と、の少なくとも一方を特定する、センサシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書では、センサ装置を開示する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、液体内に配置される電極対を備える液面レベルセンサが開示されている。特許文献１の技術では、電極対の静電容量を測定することによって、液体の液面レベルが特定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−４０７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
測定対象の複数の特性（物理量）の特定が望まれる場合がある。この場合、特定すべき物理量の数と同じ数のセンサ装置を用いることによって、複数の特性（物理量）を特定することができる。しかしながら、この構成では、複数のセンサ装置を配置するスペースを確保しなければならない。本明細書では、複数の特性（物理量）を特定可能なセンサ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書で開示される技術は、センサ装置である。センサ装置は、第１の電極と、第２の電極と、を備える。第１の電極は、第１の電源に電気的に接続可能な第１の接続部が設けられている。第２の電極は、第２の電源に電気的に接続可能な第２の接続部が一端に設けられ、特定の電位に維持される特定の部分に電気的に接続可能な第３の接続部が他端に設けられている。第１の電極は、第１の電極部分と、第２の電極部分とを備える。第１の電極部分は、第１の方向に間隔を空けて配置されている。第１の電極部分のそれぞれは、第１の方向と異なる第２の方向に伸びている。第２の電極部分は、複数個の第１の電極部分を電気的に接続する。第２の電極は、第３の電極部分と、第４の電極部分とを備える。第３の電極部分は、第１の方向に間隔を空けて配置されている。第３の電極部分のそれぞれは、第２の方向に伸びている。複数個の第３の電極部分のそれぞれは、隣り合う２個の第１の電極部分の間に配置されている。第４の電極部分は、複数個の第３の電極部分の一方の端側に配置されている。第４の電極部分は、複数個の第３の電極部分のそれぞれについて、当該第３の電極部分と隣り合う第３の電極部分とを電気的に接続する。複数個の第３の電極部分のうちの少なくとも１個の第３の電極部分は、２個の第１の導電部と、第２の導電部と、を備える。２個の第１の導電部のそれぞれは、第２の方向に伸びている。第２の導電部は、２個の第１の導電部を、第３の電極部分の他方の端側で電気的に接続する。
【０００６】
このセンサ装置は、第２の電極の第３の接続部を特定の電位（基準電位）に接続した状態で、第１の電極の第１の接続部を第１の電源に接続し、かつ、第２の電極の第２の接続部を第２の電源に接続しない第１の状態と、第１の電極の第１の接続部を第１の電源に接続せず、かつ、第２の電極の第２の接続部を第２の電源に接続する第２の状態の２つの状態で使用することができる。
【０００７】
第１の状態では、第２の電極は、第２の電源に接続されないため、特定の電位（基準電位）に維持される。一方、第１の電極は、第１の電源に接続される。この結果、第１の電極と第２の電極との間に電荷が蓄えられ、その電荷は第１の電極と第２の電極との間の静電容量によって変化する。したがって、センサ装置を第１の状態とすることで、第１の電極と第２の電極との間の静電容量と相関のある物理量を特定することができる。
【０００８】
一方、第２の状態では、第２の電極の第２の接続部に第２の電源から電圧が印加され、第２の電極の第３の接続部は特定の電位（基準電位）に接続される。この結果、第２の電極に電流が流れ、その電流値は第２の電極の抵抗値によって変化する。したがって、センサ装置を第２の状態とすることで、第２の電極の抵抗値と相関のある物理量（第１の状態とは異なる物理量）を特定することができる。この構成によれば、測定対象の複数の物理量を特定することができる。ここで、複数個の第３の電極部分のうちの少なくとも１個の第３の電極部分は、２個の第１の導電部と第２の導電部とを備えている。この結果、第２の電極を流れる電流の経路を長くし得る。即ち、第２の電極の抵抗値を大きくし得る。これにより、測定対象の物理量の変化に対する第２の電極の抵抗値の変化量を大きくでき、第２の状態におけるセンサ感度を向上し得る。
【０００９】
第３の電極部分の断面積は、第１の電極部分の断面積及び第２の電極部分の断面積よりも小さくてもよい。第４の電極部分の断面積は、第１の電極部分の断面積及び第２の電極部分の断面積よりも小さくてもよい。この構成によれば、第２の電極の抵抗値を大きくすることができる。この結果、第２の状態において、測定対象の物理量の変化に対する第２の電極の抵抗値の変化量を大きくでき、第２の状態におけるセンサ感度を向上し得る。
【００１０】
複数個の第３の電極のそれぞれが、第２の方向に伸びている２個の第１の導電部と、２個の第１の導電部を第３の電極部分の他方の端側で電気的に接続する第２の導電部を備えていてもよい。この構成によれば、第２の電極の長さを長くすることができ、第２の電極の抵抗値を大きくすることができる。これにより、第２の状態において、測定対象の物理量の変化に対する第２の電極の抵抗値の変化量を大きくし得る。
【００１１】
第２の電極は、第５の電極部分をさらに備えていてもよい。第５の電極部分は、複数個の第１の電極部分のうちの少なくとも一方の第１の電極部分よりも外側に位置してもよい。第４の電極部分は、さらに、第５の電極部分と、第５の電極部分と隣り合う第３の電極部分と、を第３の電極部分の一方の端側で接続してもよい。第５の電極部分は、それぞれが第２の方向に伸びている２個の第３の導電部と、２個の第３の導電部を第３の電極部分の他方の端側で電気的に接続する第４の導電部を備えていてもよい。この構成によれば、第２の電極の長さを長くすることができ、第２の電極の抵抗値を大きくすることができる。これにより、第２の状態において、測定対象の物理量の変化に対する第２の電極の抵抗値の変化量を大きくし得る。
【００１２】
上記のセンサ装置を備えるセンサシステムも新規で有用である。このセンサシステムは、上記のセンサ装置と、特定装置と、を備える。特定装置は、センサ装置の少なくとも一部が液体内に配置されており、かつ、第３の接続部が上記の特定の部分に接続されている状態で、第１の接続部に第１の電源が接続されず、かつ、第２の接続部に第２の電源が接続されるときの第２の電極の抵抗値に基づいて、液体の温度を特定する。特定装置は、上記の特定の状態において、第１の接続部に第１の電源が接続され、かつ、第２の接続部に第２の電源が接続されていないときの第１の電極と第２の電極との間の静電容量と、特定された液体の温度と、に基づいて、液体の液位と、液体に含まれる特定の物体の濃度と、の少なくとも一方を特定する。
【００１３】
第１の電極と第２の電極との間の静電容量を検出することによって、液体の液位と、液体に含まれる特定の物質の濃度の少なくとも一方を特定することができる。しかしながら、液体の誘電率は、液体の温度によって変化するため、液体の液位等を適切に特定するためには、液体の温度を考慮することが好ましい。上記のセンサシステムでは、第２の電極の抵抗値を検出することによって、液体の温度を特定することができる。この結果、液体の温度と、第１の電極と第２の電極との間の静電容量に基づいて、液体の液位と、液体に含まれる特定の物質の濃度の少なくとも一方を、適切に特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施例のセンサシステムの概略を示す。
【図２】第２実施例のセンサシステムの概略を示す。
【図３】第３実施例のセンサ装置の正面図を示す。
【図４】変形例のセンサ装置の正面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１実施例）
（センサシステム２の構成）
図１に示すように、センサシステム２は、センサ装置１０と、特定装置５０を備える。センサシステム２は、燃料タンク（図示省略）内に配置され、エタノールを含む混合燃料のエタノール濃度を特定するために用いられる。
【００１６】
（特定装置５０の構成）
特定装置５０は、発振回路５２と、抵抗器５４と、信号増幅部５６と、整流部５８と、演算部（ＭＣＵ）６０と、スイッチ６２を備える。
【００１７】
発振回路５２は、一定の周波数の信号（電圧）を発生する。発振回路５２は、抵抗器５４を介してスイッチ６２に接続されている。スイッチ６２は、発振回路５２を、端子Ｔ１に接続する状態と、端子Ｔ２に接続する状態に切り替える。
【００１８】
信号増幅部５６は、抵抗器５４とスイッチ６２との間の位置Ｐ１に接続されている。信号増幅部５６には、位置Ｐ１における信号（電圧）が入力される。信号増幅部５６は、入力する信号（電圧）を増幅する。整流部５８には、信号増幅部５６で増幅された信号が入力する。整流部５８は、入力した信号（電圧）を整流する。演算部６０は、信号増幅部５６及び整流部５８を介して位置Ｐ１における信号（電圧）が入力される。演算部６０は、整流部５８から入力された信号の電圧値と、燃料の温度とを用いて、エタノール濃度を算出するための濃度データベースと、整流部５８から入力された信号の電圧値を用いて、燃料の温度を特定するための温度データベースを記憶している。これらのデータベースは、予め試験等を元に作成され、演算部６０に記憶されている。
【００１９】
（センサ装置１０の構成）
センサ装置１０は、第１の電極１２と、第２の電極１４と、基板２０を備える。基板２０は、ポリイミドで形成されている。変形例では、基板２０は、ＰＰＳ（Poly Phenylene Sulfide Resin、ポリフェニレンサルファイド樹脂）で形成されていてもよい。基板２０は、矩形状の平板である。
【００２０】
基板２０の一方の面には、第１の電極１２と第２の電極１４が配置されている。第１の電極１２は、複数個（図１では５個）の第１の電極部分１２ｂ（なお、図１では１個の第１の電極部分１２ｂのみに符号を付している）と、第２の電極部分１２ａを備える。複数個の第１の電極部分１２ｂは、互いに平行に、燃料タンクの深さ方向（即ち燃料の深さ方向、図１のＹ方向）に垂直な方向（図１のＸ方向）に伸びている。複数個の第１の電極部分１２ｂは、Ｙ方向に等間隔に配置されている。複数個の第１の電極部分１２ｂは、同一形状で形成されている。第２の電極部分１２ａは、Ｙ方向に伸びている。第２の電極部分１２ａは、複数個の第１の電極部分１２ｂの一方の端（図１の右側の端）に接続されている。これにより、複数個の第１の電極部分１２ｂは、第２の電極部分１２ａに電気的に接続される。第２の電極部分１２ａの上端には、第１の電極１２と端子Ｔ１とを接続する第１の接続部１２ｃが設けられている。
【００２１】
第２の電極１４は、複数個（図１では４個）の第３の電極部分１４ａ（なお、図１では１個の第３の電極部分１４ａのみに符号を付している）と、２個の第５の電極部分１４ｆ１，ｆ２と、複数個（図１では５個）の第４の電極部分１４ｇを備える。
【００２２】
第３の電極部分１４ａのそれぞれは、隣り合う２個の第１の電極部分１２ｂの間に配置されている。第３の電極部分１４ａのそれぞれは、２個の第１の導電部１４ｂと、１個の第２の導電部１４ｃを備える。２個の第１の導電部１４ｂは、互いに平行に、Ｙ方向に間隔を空けて配置されている。２個の第１の導電部１４ｂは、Ｘ方向に伸びており、同一の長さを有する。第２の導電部１４ｃは、Ｙ方向に伸びており、第１の導電部１４ｂの右側の端において、２個の第１の導電部１４ｂを電気的に接続している。複数個の第３の電極部分１４ａは、同一形状で形成されている。
【００２３】
一方の第５の電極部分１４ｆ２は、最も上方に位置する第１の電極部分１２ｂよりも上方に配置されている。第５の電極部分１４ｆ２は、２個の第３の導電部１４ｄ２と、１個の第４の導電部１４ｅ２を備える。２個の第３の導電部１４ｄ２は、互いに平行に、Ｙ方向に間隔を空けて配置されている。２個の第３の導電部１４ｄ２は、Ｘ方向に伸びている。なお、２個の第３の導電部１４ｄ２のうち、上方の第３の導電部１４ｄ２は、下方の第３の導電部１４ｄ２よりも短い。第４の導電部１４ｅ２は、Ｙ方向に伸びており、第３の導電部１４ｄ２の右側の端において、第３の導電部１４ｄ２を電気的に接続している。
【００２４】
他方の第５の電極部分１４ｆ１は、複数個の第１の電極部分１２ｂのうちの最も下方に位置する第１の電極部分１２ｂよりも下方に配置されている。第５の電極部分１４ｆ１は、２個の第３の導電部１４ｄ１と、１個の第４の導電部１４ｅ１を備える。２個の第３の導電部１４ｄ１は、互いに平行に、Ｙ方向に間隔を空けて配置されている。２個の第３の導電部１４ｄ１は、Ｘ方向に伸びており、同一の長さを有する。第４の導電部１４ｅ１は、Ｙ方向に伸びており、第３の導電部１４ｄ１の右側の端において、第３の導電部１４ｄ１を電気的に接続している。
【００２５】
第５の電極部分１４ｆ１の第３の導電部１４ｄ１は、上方に位置する第５の電極部分１４ｆ２の第３の導電部１４ｄ２よりも長く、複数個の第３の電極部分１４ａの第１の導電部１４ｂよりも長い。
【００２６】
隣り合う２個の第３の電極部分１４ａはそれぞれ、第３の電極部分１４ａ（即ち第１の導電部１４ｂ）の左側の端において、１個の第４の電極部分１４ｇによって電気的に接続されている。詳細には、第４の電極部分１４ｇは、隣り合う２個の第３の電極部分１４ａのうち、上方に位置する第３の電極部分１４ａの下側の第１の導電部１４ｄと、下方に位置する第３の電極部分１４ａの上側の第１の導電部１４ｄとを電気的に接続する。また、隣り合う第３の電極部分１４ａと第５の電極部分１４ｆ２とは、１個の第４の電極部分１４ｇで接続されている。詳細には、第４の電極部分１４ｇは、第５の電極部分１４ｆ２の下側の第３の導電部１４ｄ２と、第３の電極部分１４ａの上側の第１の導電部１４ｂとを電気的に接続する。さらに、隣り合う第３の電極部分１４ａと第５の電極部分１４ｆ１とは、１個の第４の電極部分１４ｇで接続されている。詳細には、第４の電極部分１４ｇは、第５の電極部分１４ｆ１の上側の第３の導電部１４ｄ１と、第３の電極部分１４ａの下側の第１の導電部１４ｂとを電気的に接続する。これにより、複数個の第３の電極部分１４ａと２個の第５の電極部分１４ｆ１，ｆ２とが電気的に接続されている。
【００２７】
第２の電極１４は、第５の電極部分１４ｆ２の２個の第３の導電部１４ｄのうち、上方に位置する第３の導電部１４ｄ２の左側の端から、Ｙ方向に沿って基板２０の上端まで伸びている。第２の電極１４の基板２０の上端に位置する部分には、第２の電極１４と端子Ｔ２とを接続する第２の接続部１４ｈが設けられている。
【００２８】
また、第２の電極１４は、第５の電極部分１４ｆ１の２個の第３の導電部１４ｄ１のうち、下方に位置する１個の第３の導電部１４ｄ１の左側の端から、Ｙ方向に沿って基板２０の上端まで伸びている延伸部１４ｊを備える。延伸部１４ｊの上端には、第２の電極１４を接地するための第３の接続部１４ｉが設けられている。
【００２９】
第２の電極１４では、第２の接続部１４ｈから第３の接続部１４ｉに至るまでに、２個の第５の電極部分１４ｆ１，ｆ２と、複数個の第３の電極部分１４ａと、複数個の第４の電極部分１４ｇが直列に接続され、一本の導電経路が形成されている。
【００３０】
第１、第２の電極１２，１４は、銅、銀又は白金を主原料とする導電材で形成されている。第１、第２の電極１２，１４は、例えば、導電材を基板２０上に蒸着させることによって形成することができる。第１の電極１２と第２の電極１４とは、同一の材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。第１の電極１２の各電極部分１２ａ，１２ｂの長手方向に垂直な方向の断面積（以下、第１の断面積という）は、同一である。第２の電極１４の各電極部分１４ａ，１４ｆ１，ｆ２，１４ｇの長手方向に垂直な方向の断面積（以下、第２の断面積という）は、同一である。第２の断面積は、第１の断面積よりも小さい。基板２０に形成されている第１及び第２の電極１２，１４は、保護膜２２によって覆われている。保護膜２２は、基板２０と同じ材料、即ちポリイミドで形成されている。なお、第１の電極１２と第２の電極１４とは、電気的に接続されていない。
【００３１】
次いで、センサシステム２の動作について説明する。最初に、スイッチ６２は、端子Ｔ２に接続される。これにより、発振回路５２からの信号（電圧）は、第２の電極１４の第２の接続部１４ｈに印加される。この結果、第２の電極１４の全体、即ち、２個の第５の電極部分１４ｆ１，ｆ２と、複数個の第３の電極部分１４ａと、複数個の第４の電極部分１４ｇを電流が流れる。第２の電極１４は、抵抗器として機能する。第２の電極１４は、燃料タンク内に設置されているため、第２の電極１４のうち燃料内に位置する部分の温度は、燃料タンク内の燃料の温度と略等しい温度となっている。第２の電極１４の抵抗値は、第２の電極１４の温度（即ち燃料の温度）に依存して変化する。このため、第２の電極１４の抵抗値を特定できると、燃料の温度を特定することができる。抵抗器５４の抵抗値は一定であるため、第２の電極１４の抵抗値に応じて、位置Ｐ１の電圧が変化する。したがって、位置Ｐ１の電圧を検出することで、第２の電極１４の抵抗値を特定でき、燃料の温度を特定することができる。
【００３２】
演算部６０は、発振回路５２の信号が第２の電極１４に入力されている間に、整流部５８から入力される信号の電圧値と温度データベースとを用いて、燃料の温度を特定する。
【００３３】
続いて、スイッチ６２は、端子Ｔ１に接続される。これにより、発振回路５２からの信号（電圧）は、第１の電極１２に印加される。第２の電極１４は、第２の接続部１４ｈが開放され、第３の接続部１４ｉによって接地された状態となっている。この結果、第１の電極１２と第２の電極１４との間に、電荷が蓄えられる。第１の電極１２と第２の電極１４との静電容量は、燃料のエタノール濃度によって変化する。従って、第１の電極１２と第２の電極１４との静電容量が特定できると、燃料内のエタノール濃度を特定することができる。抵抗器５４の抵抗値は一定であるため、第１の電極１２と第２の電極１４との静電容量に応じて、位置Ｐ１の電圧が変化する。したがって、位置Ｐ１の電圧を検出することで、第１の電極１２と第２の電極１４との静電容量を特定でき、燃料内のエタノール濃度を特定することができる。なお、第１の電極１２と第２の電極１４との静電容量は、燃料の温度によっても変化する。
【００３４】
演算部６０は、発振回路５２からの信号が第１の電極１２に入力されている間に、整流部５８から入力する信号の電圧値（即ち第１の電極１２に印加される電圧値）と、特定済みの燃料の温度と、濃度データベースとを用いて、エタノール濃度を特定する。
【００３５】
センサシステム２では、センサ装置１０を用いて、燃料の温度を特定することができる。センサシステム２では、さらに、センサ装置１０を用いて、燃料のエタノール濃度を特定することができる。この構成によれば、複数個のセンサ装置を用いることなく、燃料の温度とエタノール濃度とを特定することができる。
【００３６】
第２の電極１４の各電極部分１４ａ，１４ｆ１，ｆ２，１４ｇの断面積（第２の断面積）は、第１の電極１２の各電極部分１２ａ，１２ｂの断面積（第１の断面積）よりも小さい。この構成では、第２の断面積を第１の断面積と等しくする場合と比較して、第２の電極１４の抵抗値を大きくすることができる。この結果、燃料の温度変化に応じた第２の電極１４の抵抗値の変化量を大きくでき、燃料の温度に対するセンサ感度を向上することができる。
【００３７】
第２の電極１４では、複数個の第３の電極部分のそれぞれは、２個の第１の導電部１４ｂと、１個の第２の導電部１４ｃを備える。第２の電極１４に電圧が印加されると、複数個の第３の電極部分のそれぞれについて、２個の第１の導電部１４ｂと、１個の第２の導電部１４ｃに電流が流れる。この構成によれば、第２の電極１４の全長、即ち、電流が流れる導電経路を長くすることができる。これにより、第２の電極１４の抵抗値が大きくなる。この結果、燃料の温度変化に応じた第２の電極１４の抵抗値の変化量を大きくでき、燃料の温度に対するセンサ感度を向上することができる。
【００３８】
第２の電極１４は、第５の電極部分１４ｆ１，ｆ２を備える。この構成によれば、第２の電極１４の全長、即ち、電流が流れる電流経路を長くすることができる。これにより、第２の電極１４の抵抗値が大きくなる。この結果、燃料の温度変化に応じた第２の電極１４の抵抗値の変化量を大きくでき、燃料の温度に対するセンサ感度を向上することができる。
【００３９】
１個の発振回路５２によって、第１の電極１２と第２の電極１４とに電圧が印加される。この構成によれば、電極ごとに電源を設ける場合と比較して、特定装置５０の構成を簡素化することができる。
【００４０】
（第２実施例）
図２に示すように、センサシステム１００は、センサ装置１０と、特定装置１５０と、を備える。センサ装置１０は、第１実施例のセンサ装置１０と同一の構成である。
【００４１】
特定装置１５０は、発振回路１５２と、抵抗器１５４と、信号増幅部１５６と、整流部１５８と、演算部（ＭＣＵ）１６０を備える。各部１５２〜１６０は、第１実施例の各部５０〜６０と同一の構成である。特定装置１５０は、さらに、直流電源１６８と、抵抗器１６６と、スイッチ１６２，１６４を備える。
【００４２】
スイッチ１６２は、発振回路１５２と第１の電極１２とを、接続する状態と切断する状態に切り替える。なお、信号増幅部１５６は、抵抗器１５４とスイッチ１６２との間の位置Ｐ２に接続されている。直流電源１６８は、抵抗器１６６を介して、スイッチ１６４に接続されている。スイッチ１６４は、直流電源１６８と第２の電極１４とを、接続する状態と切断する状態に切り替える。
【００４３】
演算部１６０は、スイッチ１６４と第２の電極１４との間の位置Ｐ３に接続されている。この結果、演算部１６０には、直流電源１６８が第２の電極１４に接続されている間に、位置Ｐ３における信号（電圧）が入力する。
【００４４】
スイッチ１６４によって直流電源１６８と第２の電極１４が接続され、スイッチ１６２によって発振回路１５２と第１の電極１２が切断されている状態では、第２の電極１４の全体を電流が流れる。第２の電極１４は、抵抗器として機能する。演算部１６０には、位置Ｐ３における信号（電圧）が入力される。演算部１６０は、入力された信号の電圧値と温度データベースとを用いて、燃料の温度を特定することができる。
【００４５】
一方、スイッチ１６４によって直流電源１６８と第２の電極１４が切断され、スイッチ１６２によって発振回路１５２と第１の電極１２が接続されている状態では、第１の電極１２と第２の電極１４との間に、電荷が蓄えられる。演算部１６０は、発振回路１５２からの信号電圧が第１の電極１２に印加されている間に、整流部１５８から入力する信号の電圧値（即ち第１の電極１２に印加される電圧）と、特定済みの燃料の温度と、濃度データベースとを用いて、エタノール濃度を特定する。
【００４６】
第２実施例の構成でも、第１実施例と同様の効果を奏することができる。
【００４７】
また、特定装置１５０は、第１の電極１２に電圧を印加する発振回路１５２と、第２の電極１４に電圧を印加する直流電源１６８とが、別個に設けられている。この構成によれば、電極１２，１４毎に、特定すべき物理量に合わせて、適切な電圧信号を選択することができる。
【００４８】
（第３実施例）
図３に示すように、第３実施例のセンサ装置２００は、第１の電極２０２と、第２の電極２０４と、第３の電極２０６と、基板２２０を備える。
【００４９】
基板２２０の一方の面には、３個の電極２０２，２０４，２０６が配置されている。第１の電極２０２は、複数個（図１では５個）の第１の電極部分２０２ｂ（なお、図３では１個の第１の電極部分２０２ｂのみに符号を付している）と、第２の電極部分２０２ａを備える。第１の電極部分２０２ｂと第２の電極部分２０２ａとは、第１の電極部分１２ｂと第２の電極部分１２ａと同様の構成を有する。第２の電極２０２は、さらに、第２の電極部分２０２ａの上端（最も上に位置する第１の電極部分２０２ｂに接続されている部分）から基板２２０の上端まで、Ｙ方向に伸びる延長部分２０２ｄを備える。なお、延長部分２０２ｄの上端には、発振回路（図示省略）に接続される第１の接続部２０２ｃが設けられている。
【００５０】
第１の電極２０２の延長部分２０２ｄと第２の電極２０４との間には、第３の電極２０６が配置されている。第３の電極２０６は、第１の電極部分２０２ｂよりも上側に位置する。
【００５１】
第３の電極２０６は、複数個（図３では２６個）の第６の電極部分２０６ｂ（なお、図３では１個の第６の電極部分２０６ｂのみに符号を付している）と第７の電極部分２０６ａとを備える。複数個の第６の電極部分２０６ｂは、互いに平行に、Ｘ方向に伸びている。複数個の第６の電極部分２０６ｂは、Ｙ方向に等間隔に配置されている。複数個の第６の電極部分２０６ｂは、同一形状で形成されている。第７の電極部分２０６ａは、Ｙ方向に伸びている。第７の電極部分２０６ａは、複数個の第１の電極部分２０６ｂの一方の端（図３の右側の端）に接続されている。これにより、複数個の第６の電極部分２０６ｂは、第７の電極部分２０６ａに電気的に接続される。第７の電極部分２０６ａの上端には、発振回路（図示省略）に接続される第４の接続部２０６ｃが設けられている。
【００５２】
第６の電極部分２０６ｂは、第１の電極部分２０２ｂに平行に配置されている。第６の電極部分２０６ｂの長さ（Ｘ方向の長さ）は、第１の電極部分２０２ｂの長さ（Ｘ方向の長さ）よりも短い。
【００５３】
第２の電極２０４は、複数個の第３の電極部分２０４ａと、複数個の第５の電極部分２０４ｆ１〜ｆ４と、複数個の第４の電極部分２０４ｇと、を備える。複数個の第３の電極２０４ａは、第１の電極２０２に対応する複数個（図３では４個）の下方第３の電極部分２０４ａ１と、第３の電極２０６に対応する複数個（図３では２５個）の上方第３の電極部分２０４ａ２と、を備える。なお、図３では、第３の電極部分２０４ａと、下方第３の電極部分２０４ａ１と、上方第３の電極部分２０４ａ２と、第４の電極部分２０４ｇと、のそれぞれについて、１個の電極部分のみに符号を付している。
【００５４】
下方第３の電極部分２０４ａ１のそれぞれは、隣り合う２個の第１の電極部分２０２ｂの間に配置されている。下方第３の電極部分２０４ａ１のそれぞれは、２個の下方第１の導電部２０４ｂ１と、１個の下方第２の導電部２０４ｃ１を備える。２個の下方第１の導電部２０４ｂ１は、互いに平行に、Ｙ方向に間隔を空けて配置されている。２個の下方第１の導電部２０４ｂ１は、Ｘ方向に伸びており、同一の長さを有する。下方第２の導電部２０４ｃ１は、Ｙ方向に伸びており、下方第１の導電部２０４ｂ１の右側の端において、２個の下方第１の導電部２０４ｂ１を電気的に接続している。複数個の下方第３の電極部分２０４ａ１は、同一形状で形成されている。
【００５５】
上方第３の電極部分２０４ａ２のそれぞれは、隣り合う２個の第６の電極部分２０６ｂの間に配置されている。上方第３の電極部分２０４ａ２のそれぞれは、２個の上方第１の導電部２０４ｂ２と、１個の上方第２の導電部２０４ｃ２を備える。２個の上方第１の導電部２０４ｂ２は、互いに平行に、Ｙ方向に間隔を空けて配置されている。２個の上方第１の導電部２０４ｂ２は、Ｘ方向に伸びており、同一の長さを有する。上方第２の導電部２０４ｃ２は、Ｙ方向に伸びており、上方第１の導電部２０４ｂ２の右側の端において、２個の上方第１の導電部２０４ｂ２を電気的に接続している。複数個の上方第３の電極部分２０４ａ２は、同一形状で形成されている。
【００５６】
第３の電極２０４の下端には、１個の第５の電極部分２０４ｆ１が配置されている。第５の電極部分２０４ｆ１は、最も下方に位置する第１の電極部分２０２ｂよりも下方に配置されている。第５の電極部分２０４ｆ１は、２個の第３の導電部２０４ｄ１と、１個の第４の導電部２０４ｅ１を備える。２個の第３の導電部２０４ｄ１は、互いに平行に、Ｙ方向に間隔を空けて配置されている。２個の第３の導電部２０４ｄ１は、Ｘ方向に伸びており、同一の長さを有する。なお、第３の導電部２０４ｄ１のＸ方向の長さは、下方第１の導電部２０４ｂ１よりも長い。第４の導電部２０４ｅ１は、Ｙ方向に伸びており、第３の導電部２０４ｄ１の右側の端において、２個の第３の導電部２０４ｄ１を電気的に接続している。
【００５７】
最も上方に位置する第１の電極部分２０２ｂと最も下方に位置する第６の電極部分２０６ｂとの間には、２個の第５の電極部分２０４ｆ２，ｆ３が配置されている。第５の電極部分２０４ｆ２は、２個の第３の導電部２０４ｄ２と、１個の第４の導電部２０４ｅ２を備える。第５の電極部分２０４ｆ２は、下方第３の電極部分２０４ａ１と同一の形状を有する。２個の第３の導電部２０４ｄ２は、２個の下方第１の導電部２０４ｂ１に対応し、１個の第４の導電部２０４ｅ２は、１個の下方第２の導電部２０４ｃ１に対応する。
【００５８】
第５の電極部分２０４ｆ３は、第５の電極部分２０４ｆ２と第６の電極部分２０６ｂとの間に配置されている。第５の電極部分２０４ｆ３は、２個の第３の導電部２０４ｄ３と、１個の第４の導電部２０４ｅ３を備える。第５の電極部分２０４ｆ３は、上方第３の電極部分２０４ａ２と同一の形状を有する。２個の第３の導電部２０４ｄ３は、２個の上方第１の導電部２０４ｂ２に対応し、１個の第４の導電部２０４ｅ３は、１個の上方第２の導電部２０４ｃ２に対応する。
【００５９】
第３の電極部分２０４ａの上端には、１個の第５の電極部分２０４ｆ４が配置されている。第５の電極部分２０４ｆ４は、最も上方に位置する第６の電極部分２０６ｂよりも上方に配置されている。第５の電極部分２０４ｆ４は、２個の第３の導電部２０４ｄ４と、１個の第４の導電部２０４ｅ４と、を備える。第５の電極部分２０４ｆ４は、上方第３の電極部分２０４ａ２と同一の形状を有する。２個の第３の導電部２０４ｄ４は、２個の上方第１の導電部２０４ｂ２に対応し、１個の第４の導電部２０４ｅ４は、１個の上方第２の導電部２０４ｃ２に対応する。
【００６０】
隣り合う２個の下方第３の電極部分２０４ａ１はそれぞれ、下方第３の電極部分２０４ａ１（即ち下方第１の導電部２０４ｂ１）の左側の端において、１個の第４の電極部分２０４ｇによって電気的に接続されている。隣り合う２個の上方第３の電極部分２０４ａ２はそれぞれ、上方第３の電極部分２０４ａ２（即ち上方第１の導電部２０４ｂ２）の左側の端において、１個の第４の電極部分２０４ｇによって、電気的に接続されている。
【００６１】
隣り合う下方第３の電極部分２０４ａ１と第５の電極部分２０４ｆ１と、隣り合う下方第３の電極部分２０４ａ１と第５の電極部分２０４ｆ２とは、それぞれ、下方第３の電極部分２０４ａ１の左側の端において、１個の第４の電極部分２０４ｇで接続される。隣り合う上方第３の電極部分２０４ａ２と第５の電極部分２０４ｆ３と、隣り合う上方第３の電極部分２０４ａ２と第５の電極部分２０４ｆ４とは、それぞれ、上方第３の電極部分２０４ａ２の左側の端において、１個の第４の電極部分２０４ｇで接続される。さらに、隣り合う第５の電極部分２０４ｆ２と第５の電極部分２０４ｆ３とは、上方第５の電極部分２０４ｆ２の左側の端において、１個の第４の電極部分２０４ｇで接続される。これにより、複数個の第３の電極部分１４ａと４個の第５の電極部分１４ｆとが電気的に接続されている。なお、第４の電極部分２０４ｇは、Ｙ方向に沿って伸びている。
【００６２】
なお、第４の電極部分２０４ｇは、第１実施例の第４の電極部分１４ｇと同様に、隣り合う２個の電極部分のうち、上方に位置する電極部分の下側の導電部と、下方に位置する電極部分の上側の導電部とを電気的に接続する。
【００６３】
第２の電極２０４は、第５の電極部分２０４ｆ４の２個の第３の導電部２０４ｄ４のうち、上方に位置する第３の導電部２０４ｄ４の左側の端から、Ｙ方向に沿って基板２２０の上端まで伸びている。第２の電極２０４の基板２２０の上端に位置する部分には、第２の電極２０４と端子Ｔ２とを接続する第２の接続部２０４ｈが設けられている。
【００６４】
また、第２の電極２０４は、第５の電極部分２０４ｆ１の２個の第３の導電部２０４ｄ１のうち、下方に位置する第３の導電部２０４ｄ１の左側の端から、Ｙ方向に沿って、基板２２０の上端まで伸びている延伸部２０４ｊを備える。延伸部２０４ｊの上端には、第２の電極２０４を接地するための第３の接続部２０４ｉが設けられている。
【００６５】
第２の電極２０４では、第２の接続部２０４ｈから第３の接続部２０４ｉに至るまでに、複数個の第５の電極部分２０４ｆ１〜４と、複数個の第３の電極部分２０４ａと、複数個の第４の電極部分２０４ｇが直列に接続され、一本の導電経路が形成されている。
【００６６】
第１、第２、第３の電極２０２，２０４，２０６は、第１実施例の第１、第２の電極１２，１４と同様に形成されていてもよい。第１、第２、第３の電極２０２，２０４，２０６とは、同一の材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。第１の電極２０２の各電極部分２０２ａ，２０２ｂの長手方向に垂直な方向の断面積（以下、第３の断面積という）は、同一である。第３の電極２０６の各電極部分２０６ａ，２０６ｂの長手方向に垂直な方向の断面積（以下、第４の断面積という）は、同一である。第２の電極２０４の各電極部分２０４ａ等の長手方向に垂直な方向の断面積（以下、第２の断面積という）は、同一である。第１の断面積と第３の断面積とは同一であり、第２の断面積は、第１、第３の断面積よりも小さい。
【００６７】
センサ装置２００の使用方法について説明する。センサ装置２００は、例えば、混合燃料の燃料タンク内に、Ｙ方向が深さ方向となるように収容される。センサ装置２００の一部は、燃料タンク内の燃料に浸かった状態で使用される。詳細には、センサ装置２００のうち、第１の電極２０２の第１の電極部分２０２ｂは、常時、燃料に浸かった状態であり、第３の電極２０６は、燃料の液位に応じて、燃料に浸かっている長さが異なる。
【００６８】
燃料の温度を特定すべき場合、図示省略した発振回路からの信号（電圧）を、第２の接続部２０４ｈに印加する。この結果、第２の電極２０４は、抵抗器として機能する。第２の電極２０４に電圧が印加されると、第２の電極２０４の全体、即ち、複数個の第５の電極部分２０４ｆと、複数個の第３の電極部分２０４ａと、複数個の第４の電極部分２０４ｇを電流が流れる。これにより、燃料の温度に依存して変化する第２の電極２０４の抵抗値を特定できると、燃料の温度を特定することができる。
【００６９】
燃料のエタノール濃度を特定すべき場合、図示省略した発振回路からの信号（電圧）を、第１の接続部２０２ｃに印加する。第２の電極２０４は、第３の接続部２０４ｉによって接地された状態となっている。この結果、第２の電極２０２と第２の電極２０４との間に、電荷が蓄えられる。第１の電極２０２と第２の電極２０４との静電容量は、燃料のエタノール濃度によって変化する。従って、第１の電極２０２と第２の電極２０４との静電容量が特定できると、燃料内のエタノール濃度を特定することができる。この際、第１実施例と同様に、燃料の温度を考慮することによって、燃料内のエタノール濃度を、より適切に特定することができる。
【００７０】
燃料の液位を特定すべき場合、図示省略した発振回路からの信号（電圧）を、第４の接続部２０６ｃに印加をする。なお、第２の電極２０４は、第３の接続部２０４ｉによって接地された状態となっている。この結果、第３の電極２０６と第２の電極２０４との間に、電荷が蓄えられる。第３の電極２０６と第２の電極２０４との静電容量は、燃料に浸かっている第３の電極２０６（及び第２の電極２０４）の長さに依存して変化する。従って、第３の電極２０６と第２の電極２０４との静電容量を特定することによって、燃料の液位を特定することができる。なお、第３の電極２０６と第２の電極２０４との静電容量は、燃料の温度とエタノール濃度とによっても変化するため、燃料の温度とエタノール濃度とを考慮することによって、燃料の液位を、より適切に特定することができる。
【００７１】
第３実施例の構成でも、第１実施例と同様の効果を奏することができる。さらに、センサ装置２００では、３個の電極を用いて、３個の物理量（燃料の温度、エタノール濃度及び液位）を特定することができる。
【００７２】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【００７３】
（変形例）
（１）センサ装置は、第１の電極３０２と、第２の電極３０４と、第３の電極３０６と、を備えるセンサ装置３００であってもよい。第１の電極３０２は、第１実施例の第１の電極１２と同様に、第１の電極部分３０２ｂと第２の電極部分３０２ａとを備えていてもよい。第３の電極３０６は、第１の電極３０２に対して、対称に配置されていてもよい。即ち、第３の電極３０６は、第１の電極３０２と同様に、第１の電極部分３０６ｂと第２の電極部分３０６ａとを備えていてもよい。第２の電極３０４は、隣り合う第１の電極部分３０６ｂの間と、隣り合う第１の電極部分３０２ｂの間と、に配置される複数個（図４では８個）の第３の電極部分３０４ａを備えていてもよい。第２の電極３０４は、さらに、その上端側に、２個の第５の電極部分３０４ｂを備えていてもよい。複数個の第３の電極部分３０４ａと２個の第５の電極部分３０４ｂとのうちの隣り合う電極部分は、第４の電極部分３０４ｃで接続されていてもよい。
【００７４】
センサ装置３００は、第２の電極３０４が接地されている状態で、第１，第３の電極３０２，３０６に、同一の信号（電圧）を印加してもよい。これにより、第１，第３の電極３０２，３０６と第２の電極３０４との間の静電容量を特定することができる。さらに、第２の電極３０４に電圧を印加することによって、第２の電極３０４の抵抗値を特定することができる。センサ装置３００によっても、第１実施例と同様の効果を奏することができる。
【００７５】
（２）上記の第１実施例では、第２の導電部１４ｃは、第２の導電部１４ｂの右端において、２個の第２の導電部１４ｂを接続している。しかしながら、第２の導電部１４ｃは、第２の導電部１４ｂの右端から所定の距離だけ左側の位置において、２個の第２の導電部１４ｂを接続していてもよい。この構成も、「２個の第１の導電部を、第３の電極部分の他方の端側で電気的に接続する第２の導電部」に含まれる。
【００７６】
（３）上記の各実施例では、センサ装置１０等は、燃料の温度、エタノール濃度及び液位を特定するために用いられている。しかしながら、センサ装置１０等は、粒状の物体（例えば米）の貯留タンク内に配置されていてもよい。この場合、センサ装置１０は、粒状の物体の温度と貯留量とを特定するために用いてもよい。
【００７７】
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００７８】
２：センサシステム
１０：センサ装置
１２：第１の電極
１２ａ：第２の電極部分
１２ｂ：第１の電極部分
１２ｃ：第１の接続部
１４：第２の電極
１４ａ：第３の電極部分
１４ｂ：第１の導電部
１４ｃ：第２の導電部
１４ｄ１，ｄ２：第３の導電部
１４ｅ１，ｅ２：第４の導電部
１４ｆ１，ｆ２：第５の電極部分
１４ｇ：第４の電極部分
１４ｈ：第２の接続部
１４ｉ：第３の接続部
【図１】
2013079883.tif 000003
【図２】
2013079883.tif 000004
【図３】
2013079883.tif 000005
【図４】
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