(57)【要約】【課題】タンクなどに貯留される被識別流体の流体種識別、濃度識別、流体の有無識別、流体の温度識別などを精度よく行う流体識別装置および流体識別方法を提供する。【解決手段】被識別流体の特性を示す指標値として特性計測値を計測し、予め計測された流体と該流体の特性値との関係を示す流体識別データと、特性計測値を比較することによって流体の識別を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被識別流体を識別するための流体識別方法であって、
前記被識別流体の特性を示す指標値として特性計測値を計測し、
予め計測された流体と該流体の特性値との関係を示す流体識別データと、前記特性計測値を比較することによって流体の識別を行うことを特徴とする流体識別方法。
【請求項２】
前記指標値が、比重、動粘度、潤滑性（ＨＦＲＲ）のうち少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の流体識別方法。
【請求項３】
前記特性計測値が、
感温体を含んでなる流体識別素子に、電圧を所定時間印加して、被識別流体を加熱し、前記流体識別素子の温度に対応する電気的出力値を出力する流体識別センサーによって出力される電気的出力値であることを特徴とする請求項１または２に記載の流体識別方法。
【請求項４】
前記特性計測値が、
感温体を含んでなる流体識別素子に、電圧を印加して、被識別流体を加熱するとともに、前記流体識別素子の温度が一定の値となるように前記電圧を制御する流体識別センサーによって出力される、前記電圧に基づいた電気的出力値であることを特徴とする請求項１または２に記載の流体識別方法。
【請求項５】
前記流体識別素子が、発熱体と、該発熱体の近傍に配設された感温体とを備えることを特徴とする請求項３または４に記載の流体識別方法。
【請求項６】
前記流体識別素子の感温体が、発熱機能及び感温機能を有する感温体であることを特徴とする請求項３または４に記載の流体識別方法。
【請求項７】
前記流体識別センサーが、前記流体識別素子と、
該流体識別素子から一定間隔離間して配設された流体温度検知素子とを備えることを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の流体識別方法。
【請求項８】
前記流体識別素子と流体温度検知素子が、流体レベルに対して水平に配設されていることを特徴とする請求項７に記載の流体識別方法。
【請求項９】
前記被識別流体の識別が、流体種識別、濃度識別、流体の有無識別、流体の温度識別のうち、少なくとも一つの識別であることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の流体識別方法。
【請求項１０】
前記被識別流体が、炭化水素系液体であることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の流体識別方法。
【請求項１１】
前記被識別流体が、軽油、灯油、重油のうち少なくとも１種以上であることを特徴とする請求項１０に記載の流体識別方法。
【請求項１２】
前記被識別流体が、オイルタンク内に滞留した潤滑油中に含有する軽油・灯油・重油のうち少なくとも１種以上であることを特徴とする請求項１１に記載の流体識別方法。
【請求項１３】
被識別流体を識別するための流体識別装置であって、
前記被識別流体の特性を示す指標値として特性計測値を測定するための特性計測部と、
前記特性計測値に基づいて流体の識別を行う識別制御部とを備え、
前記識別制御部に記憶された流体識別データと、前記特性計測値を比較することによって流体の識別を行うことを特徴とする流体識別装置。
【請求項１４】
前記指標値が、比重、動粘度、潤滑性（ＨＦＲＲ）のうち少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１３に記載の流体識別装置。
【請求項１５】
前記流体識別データが、予め計測された流体と該流体の特性を示す指標値として計測される電気的出力値との関係を示すデータであることを特徴とする請求項１３または１４に記載の流体識別装置。
【請求項１６】
前記特性計測部が、
感温体を含んでなる流体識別素子と、
該流体識別素子に、電圧を所定時間印加して、被識別流体を加熱し、前記流体識別素子の温度に対応する電気的出力値を出力する流体識別センサーとから構成されるとともに、
前記識別制御部が、前記電気的出力値に基づいて流体の識別を行うように構成され、
前記識別制御部は、前記電気的出力値と、予め識別制御部に記憶された流体識別データとを比較することによって流体の識別を行うことを特徴とする請求項１５に記載の流体識別装置。
【請求項１７】
前記特性計測部が、
感温体を含んでなる流体識別素子と、
該流体識別素子に、電圧を印加して、被識別流体を加熱するとともに、前記流体識別素子の温度が一定の値となるように前記電圧を制御するとともに、前記電圧に基づいた電気的出力値を出力する流体識別センサーとから構成されるとともに、
前記識別制御部が、前記電気的出力値に基づいて流体の識別を行うように構成され、
前記識別制御部は、前記電気的出力値と、予め識別制御部に記憶された流体識別データとを比較することによって流体の識別を行うことを特徴とする請求項１５に記載の流体識別装置。
【請求項１８】
前記流体識別素子が、発熱体と、該発熱体の近傍に配設された感温体とを備えることを特徴とする請求項１６または１７に記載の流体識別装置。
【請求項１９】
前記流体識別素子の感温体が、発熱機能及び感温機能を有する感温体であることを特徴とする請求項１６または１７に記載の流体識別装置。
【請求項２０】
前記流体識別センサーが、前記流体識別素子と、
該流体識別素子から一定間隔離間して配設された流体温度検知素子とを備えることを特徴とする請求項１６から１９のいずれかに記載の流体識別装置。
【請求項２１】
前記流体識別素子と流体温度検知素子が、流体レベルに対して水平に配設されていることを特徴とする請求項２０に記載の流体識別装置。
【請求項２２】
前記被識別流体の識別が、流体種識別、濃度識別、流体の有無識別、流体の温度識別のうち、少なくとも一つの識別であることを特徴とする請求項１３から２１のいずれかに記載の流体識別装置。
【請求項２３】
前記被識別流体が、炭化水素系液体であることを特徴とする請求項１３から２２のいずれかに記載の流体識別装置。
【請求項２４】
前記被識別流体が、軽油、灯油、重油のうち少なくとも１種以上であることを特徴とす
る請求項２３に記載の流体識別装置。
【請求項２５】
前記被識別流体が、オイルタンク内に滞留した潤滑油中に含有する軽油・灯油・重油のうち少なくとも１種以上であることを特徴とする請求項２４に記載の流体識別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被識別流体の識別、例えば、被識別流体の流体種識別、濃度識別、流体の有無識別、流体の温度識別などを行う流体識別方法および流体識別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の内燃エンジンは、使用する燃料を想定して、その燃料を使用した場合に最適に動作するように設計されている。例えば、ディーゼルエンジンであれば、軽油を燃料として最適動作するように設計されているが、軽油以外の燃料、例えば、灯油や重油などの様々な液体燃料を使用した場合であっても動作は可能である。
【０００３】
このため、建機や重機などのディーゼルエンジンを動作させる際に、特に、灯油や重油などの軽油に比べ比較的安価な液体燃料を軽油に混ぜて使用することが行われることがある。
【０００４】
しかしながら、軽油に比べ潤滑性（粘性）の低い灯油を混ぜて使用した場合には、ディーゼルエンジンの一部を摩耗させてしまう原因となり、長期にわたって使用した場合にはエンジンの故障が発生してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特に、建機や重機などでは、実際に使用するユーザーは建機・重機リース業者からリースして使用しているため、ユーザーからリース業者に建機や重機が返却されてからエンジンの故障が発生する場合がある。
【０００６】
このような場合には、使用中の故障ではないため、リース業者はユーザーに責任を追及することが困難となる場合がある。
【０００７】
このため、燃料タンク内の油種を監視するセンサーの要求が、高まっている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述したような従来技術における課題及び目的を達成するためになされた発明であって、本発明の流体識別方法は、被識別流体を識別するための流体識別方法であって、
前記被識別流体の特性を示す指標値として特性計測値を計測し、
予め計測された流体と該流体の特性値との関係を示す流体識別データと、前記特性計測値を比較することによって流体の識別を行うことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の流体識別装置は、被識別流体を識別するための流体識別装置であって、
前記被識別流体の特性を示す指標値として特性計測値を測定するための特性計測部と、
前記特性計測値に基づいて流体の識別を行う識別制御部とを備え、
前記識別制御部に記憶された流体識別データと、前記特性計測値を比較することによって流体の識別を行うことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、前記指標値が、比重、動粘度、潤滑性（ＨＦＲＲ）のうち少なくともいずれかであることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の流体識別装置は、前記流体識別データが、予め計測された流体と該流体
の特性を示す指標値として計測される電気的出力値との関係を示すデータであることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の流体識別方法は、前記特性計測値が、
感温体を含んでなる流体識別素子に、電圧を所定時間印加して、被識別流体を加熱し、前記流体識別素子の温度に対応する電気的出力値を出力する流体識別センサーによって出力される電気的出力値であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の流体識別装置は、前記特性計測部が、
感温体を含んでなる流体識別素子と、
該流体識別素子に、電圧を所定時間印加して、被識別流体を加熱し、前記流体識別素子の温度に対応する電気的出力値を出力する流体識別センサーとから構成されるとともに、
前記識別制御部が、前記電気的出力値に基づいて流体の識別を行うように構成され、
前記識別制御部は、前記電気的出力値と、予め識別制御部に記憶された流体識別データとを比較することによって流体の識別を行うことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の流体識別方法は、前記特性計測値が、
感温体を含んでなる流体識別素子に、電圧を印加して、被識別流体を加熱するとともに、前記流体識別素子の温度が一定の値となるように前記電圧を制御する流体識別センサーによって出力される、前記電圧に基づいた電気的出力値であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の流体識別装置は、前記特性計測部が、
感温体を含んでなる流体識別素子と、
該流体識別素子に、電圧を印加して、被識別流体を加熱するとともに、前記流体識別素子の温度が一定の値となるように前記電圧を制御するとともに、前記電圧に基づいた電気的出力値を出力する流体識別センサーとから構成されるとともに、
前記識別制御部が、前記電気的出力値に基づいて流体の識別を行うように構成され、
前記識別制御部は、前記電気的出力値と、予め識別制御部に記憶された流体識別データとを比較することによって流体の識別を行うことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、前記流体識別素子が、発熱体と、該発熱体の近傍に配設された感温体とを備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、前記流体識別素子の感温体が、発熱機能及び感温機能を有する感温体であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、前記流体識別センサーが、前記流体識別素子と、
該流体識別素子から一定間隔離間して配設された流体温度検知素子とを備えることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、前記流体識別素子と流体温度検知素子が、流体レベルに対して水平に配設されていることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、前記被識別流体の識別が、流体種識別、濃度識別、流体の有無識別、流体の温度識別のうち、少なくとも一つの識別であることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、前記被識別流体が、炭化水素系液体であることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、前記被識別流体が、軽油、灯油、重油のうち少なくとも１種以上であることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、前記被識別流体が、オイルタンク内に滞留した潤滑油中に含有する軽油・灯油・重油のうち少なくとも１種以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、被識別流体の特性を示す特性計測値を計測し、予め計測された流体と該流体の特性値との関係を示す流体識別データと比較することによって流体の識別をすることができるので、被識別流体の流体種識別、濃度識別、流体の有無識別、流体の温度識別などを精度よく行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明による流体識別装置の第１の実施例を示す分解図である。
【図２】図２は、図１の流体識別装置の流体識別センサーモジュールの拡大図である。
【図３】図３は、図１の流体識別装置の模式的断面図である。
【図４】図４は、第１の実施例の流体識別装置の使用状態を示す模式的断面図である。
【図５】図５は、第１の実施例の流体識別装置の使用状態を示す概略図である。
【図６】図６は、流体識別素子２１の薄膜チップの分解模式図である。
【図７】図７は、流体識別のための回路構成図である。
【図８】図８は、発熱体に印加される単一パルス電圧Ｐとセンサー出力Ｑとの関係を示す図である。
【図９】図９は、本実施例の流体識別装置を用いて得られた平均センサー出力電圧値Ｖ１と被識別流体の比重の関係を示す統計図である。
【図１０】図１０は、本実施例の流体識別装置を用いて得られた平均センサー出力電圧値Ｖ１と被識別流体の潤滑性（ＨＦＲＲ）の関係を示す統計図である。
【図１１】図１１は、本実施例の流体識別装置を用いて得られた平均センサー出力電圧値Ｖ１と被識別流体の動粘度の関係を示す統計図である。
【図１２】図１２は、被識別流体として水について、平均センサー出力電圧値Ｖ１と被識別流体の動粘度との関係を図１１のグラフに追加した統計図である。
【図１３】図１３は、被識別流体として空気について、平均センサー出力電圧値Ｖ１と被識別流体の比重との関係を図９に追加した統計図である。
【図１４】図１４は、本発明の流体識別装置１０の第２の実施例のためのＡＳＩＣ５２の回路構成図である。
【図１５】図１５は、発熱体に印加される印加電圧Ｐとセンサー出力Ｑとの関係を示す図である。
【図１６】図１６は、本実施例の流体識別装置を用いて得られた平均センサー出力電圧値Ｖ２と被識別流体の比重の関係を示す統計図である。
【図１７】図１７は、本実施例の流体識別装置を用いて得られた平均センサー出力電圧値Ｖ２と被識別流体の潤滑性（ＨＦＲＲ）の関係を示す統計図である。
【図１８】図１８は、本実施例の流体識別装置を用いて得られた平均センサー出力電圧値Ｖ２と被識別流体の動粘度の関係を示す統計図である。
【図１９】図１９は、被識別流体として水について、平均センサー出力電圧値Ｖ１と被識別流体の動粘度との関係を図１８のグラフに追加した統計図である。
【図２０】図２０は、本発明の流体識別装置の第３の実施例を示す概略図である。
【図２１】図２１は、図２０の流体識別装置の使用状態の一例を示す概略図である。
【図２２】図２２は、図２０の流体識別装置の別の使用状態の一例を示す概略図である。
【図２３】図２３は、本発明の流体識別装置の第４の実施例として、流体識別のためのＡＳＩＣ５２の別の回路の構成を示す回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態（実施例）を、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図１は、本発明による流体識別装置の第１の実施例を示す分解図、図２は、図１の流体識別装置の流体識別センサーモジュールの拡大図、図３は、図１の流体識別装置の模式的断面図である。また、図４は、本実施例の流体識別装置の使用状態を示す模式的断面図、図５は、本実施例の流体識別装置の使用状態を示す概略図である。
【００２８】
図３に示されるように、本実施例の流体識別装置１０は、支持部１２を備え、例えば、ブルドーザやクレーン、運搬機械などの建設機械や自動車などに搭載された燃料タンク１００に取り付けられる。
【００２９】
また、図１および図４に示されるように、本実施例の流体識別装置１０は、流体識別センサーモジュール２０、カバー部材３６、電源ケーブル４０、通信ケーブル４２を備えており、流体識別センサーモジュール２０は、後述する流体識別素子２１および流体温度検知素子２２が配置される側（以下、流体露出側）のみが流体と接するように配置される。
【００３０】
図２に示されるように、流体識別センサーモジュール２０は、流体識別素子２１、流体温度検知素子２２が一定間隔離間して配設された状態でモールド樹脂２６によって一体成型されている。なお、符号２１ｅは流体識別素子２１と電気的に接続された外部電極端子、符号２２ｅは流体温度検知素子２２と電気的に接続された外部電極端子である。
【００３１】
本実施例において、流体識別素子２１は、図６に示すように、チップ基板上に流体検知用感温体を薄膜により形成した流体検知用薄膜チップ２１ａにより構成されている。
【００３２】
流体検知用薄膜チップ２１ａは、例えば、Ａｌ2Ｏ3からなるチップ基板２１ａ１と、Ｐｔからなる流体検知用感温体２１ａ２と，ＳｉＯ2からなる層間絶縁膜２１ａ３と、Ｔａ
ＳｉＯ2からなる発熱体２１ａ４およびＮｉからなる発熱体電極２１ａ５と、ＳｉＯ2からなる保護膜２１ａ６と、Ｔｉ／Ａｕからなる電極パッド２１ａ７とを、順に適宜積層したものからなる。流体検知用感温体２１ａ２は、図示はされていないが蛇行パターン状に形成されている。
【００３３】
流体検知用感温体２１ａ２および発熱体電極２１ａ５に接続された電極パッド２１ａ７は、不図示のボンディングワイヤを介して外部電極端子２１ｅに接続されている。
【００３４】
なお、流体温度検知素子２２も流体識別素子２１と同様な構成とすることができる。ただし、発熱体を作用させずに感温体（流体温度検知素子２２においては流体温度検知用感温体）のみを作用させる。なお、流体温度検知素子２２としては、流体識別素子用のものとは異なり発熱体および発熱体電極を形成していないものを使用してもよい。
【００３５】
図３および図４に示されるように、流体識別素子２１の外部電極端子２１ｅおよび流体温度検知素子２２の外部電極端子２２ｅは、電源ケーブル４０および通信ケーブル４２とそれぞれ接続されている。
【００３６】
電源ケーブル４０および通信ケーブル４２は支持部１２の内部を通じて上方へと延びており、燃料タンク１００外部に配設される、識別制御部を構成する制御ユニット５０に接続されている。
【００３７】
制御ユニット５０は、流体識別センサーモジュール２０への電圧印加の制御や、流体識
別センサーモジュール２０の電気的出力に基づき流体の識別を行うＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）５２、予め計測された流体識別データを記憶するため
の記憶装置５４、電源入力のための電源用接続端子５６、ＣＡＮ（Cable Area Network）通信を行うためのＣＡＮインターフェイス５８が備えられている。
【００３８】
図１および図４に示されるように、流体識別装置１０には、流体識別センサーモジュール２０を囲むようにカバー部材３６が付設されている。このカバー部材３６により、流体識別センサーモジュール２０の流体露出側に近接する領域を通って上下方向に延びた上下両端開放の被識別流体導入路３８が形成される。
【００３９】
なお、本実施例では流体識別センサーモジュール２０の流体識別素子２１と流体温度検知素子２２とを流体レベルに対して垂直に配設し、被識別流体導入路３８は上下両端開放となっているが、流体識別素子２１と流体温度検知素子２２とを流体レベルに対して水平に配設し、被識別流体導入路３８を左右両端開放となるように構成してもよい。
【００４０】
このように流体識別素子２１と流体温度検知素子２２とを水平に配設することにより、流体識別素子２１周辺の被識別流体の温度分布と、流体温度検知素子２２周辺の被識別流体の温度分布との差が減少する。
【００４１】
本発明の流体識別装置は、後述するように被識別流体の温度変化に基づいて流体の識別を行っているため、流体識別素子２１と流体温度検知素子２２とを流体レベルに対して水平に配設することによって、温度分布の差が減少し、識別制度が向上することができる。
【００４２】
このように構成される流体識別装置１０は、例えば、図５に示すように、流体タンク１００に取り付けられた状態で使用される。
【００４３】
図７に、本実施例における流体識別のためのＡＳＩＣ５２の回路の構成を示す。上記の流体識別素子２１の感温体２１ａ２、流体温度検知素子２２の感温体２２ａ２、および２つの抵抗体６４、６６によりブリッジ回路（流体識別回路）６８が構成されている。このブリッジ回路６８の出力が差動増幅器７０に入力され、差動増幅器７０の出力（流体識別回路出力またはセンサー出力ともいう）がＡ／Ｄ変換器を介して演算部を構成するマイコン（マイクロコンピュータ）７２に入力される。
【００４４】
また、マイコン７２には流体温度検知素子２２の感温体２２ａ２から流体温度検知増幅器７１を経て被識別流体の温度に対応する流体温度対応出力値が入力される。一方、マイコン７２からは流体識別素子２１の発熱体２１ａ４への通電経路に位置するスイッチ７４に対してその開閉を制御するヒーター制御信号が出力される。
【００４５】
また、マイコン７２において、後述するように流体識別が行われた後、流体種、濃度、流体の有無、流体の温度などを示す識別信号が、不図示のＤ／Ａ変換器、バッファ回路７６を介してアナログ信号として出力される。なお、これらの識別信号は、デジタル信号として出力させることもでき、識別信号を受ける機器に応じて、アナログ出力とデジタル出力を選択することができる。
【００４６】
なお、図７において一点鎖線で囲まれる部分がＡＳＩＣ５２に作りこまれている。
【００４７】
図７には、簡単のために、スイッチ７４が単なる開閉を行うものとして記載されているが、ＡＳＩＣ５２に作りこむ際に、互いに異なる電圧の印加が可能な複数の電圧印加経路を形成しておき、ヒーター制御に際していずれかの電圧印加経路を選択できるようにしてもよい。
【００４８】
このようにすることで、流体識別素子２１の発熱体２１ａ４の特性の選択の幅が大幅に広がる。すなわち、発熱体２１ａ４の特性に応じて測定に最適な電圧を印加することが可能となる。また、ヒーター制御に際して互いに異なる複数の電圧の印加を行うことができるので、識別対象の流体の種類を広げることが可能となる。
【００４９】
また、図７には、簡単のために、抵抗体６４、６６が抵抗値一定のものとして記載されているが、ＡＳＩＣ５２に作りこむ際に、これら抵抗体６４、６６のそれぞれを抵抗値可変なものに形成しておき、測定に際して抵抗体６４、６６の抵抗値を適宜変更できるようにしてもよい。
【００５０】
同様に、ＡＳＩＣ５２に作りこむ際に、差動増幅器７０および流体温度検知増幅器７１について特性調整が可能なようにしておき、測定に際して増幅器特性を適宜変更できるようにしてもよい。
【００５１】
このようにすることで、流体識別回路の特性を最適なものに設定することが容易になり、流体識別素子２１および流体温度検知素子２２の製造上の個体ばらつきとＡＳＩＣ５２の製造上の個体ばらつきとに基づき発生する測定特性のばらつきを低減することができ、製造歩留りが向上する。
【００５２】
以下、本実施例における流体識別動作の一例として、軽油、灯油、重油の油種識別動作につき説明する。
【００５３】
燃料タンク１００に被識別燃料Ｆが収容されると、流体識別センサーモジュール２０を覆うカバー部材３６により形成される被識別流体導入路３８内にも被識別燃料Ｆが満たされる。被識別流体導入路３８内を含めて燃料タンク１００内の被識別燃料Ｆは実質上流動しない。
【００５４】
マイコン７２からスイッチ７４に対して出力されるヒーター制御信号により、該スイッチ７４を所定時間（例えば、１０秒間）閉じることで、発熱体２１ａ４に対して所定高さ（例えば、３．４５Ｖ）の単一パルス電圧Ｐを印加して該発熱体を発熱させる。この時の差動増幅器７０の出力電圧（センサー出力）Ｑは、図８に示されるように、発熱体２１ａ４への電圧印加中は次第に増加し、発熱体２１ａ４への電圧印加終了後は次第に減少する。
【００５５】
マイコン７２では、図８に示される発熱体２１ａ４への電圧印加において、その終了直前に、所定回数（例えば、２５６回）サンプリングし、その平均値をとる演算を行って平均センサー出力電圧値Ｖ１を得る。この平均センサー出力電圧値Ｖ１は、感温体２１ａ２のピーク温度に対応する。
【００５６】
なお、平均センサー出力電圧値Ｖ１は必ずしも感温体２１ａ２のピーク温度に対応した値を得る必要はなく、発熱体２１ａ４への電圧印加開始から所定時間（例えば、５秒）経過後のセンサー出力を所定回数サンプリングし、その平均値を得る演算を行って平均センサー出力電圧値を得てもよい。
【００５７】
ところで、以上のような単一パルスの電圧印加に基づき発熱体２１ａ４で発生した熱は被識別流体へと伝達される。この熱伝達により流体識別センサーモジュール２０近傍の被識別流体が加熱され、被識別流体の温度が上昇する。この熱伝達には被識別流体の特性値が依存し、流体の種別や濃度などによって温度上昇の度合いが変化する。
【００５８】
なお、被識別流体の特性値としては、被識別流体の比重、動粘度、潤滑性（ＨＦＲＲ：High Frequency Reciprocating Rig）などが挙げられる。
【００５９】
以下、被識別流体として灯油、軽油、重油、およびそれらの混合油につき、本実施例の流体識別装置１０を用いて測定した得られた平均センサー出力電圧値Ｖ１と、被識別流体の特性値として比重、動粘度、潤滑性（ＨＦＲＲ）をそれぞれ用いた場合の流体識別データについて説明する。
【００６０】
図９は、本実施例の流体識別装置を用いて得られた平均センサー出力電圧値Ｖ１と被識別流体の比重の関係を示す統計図、図１０は、本実施例の流体識別装置を用いて得られた平均センサー出力電圧値Ｖ１と被識別流体の潤滑性（ＨＦＲＲ）の関係を示す統計図、図１１は、本実施例の流体識別装置を用いて得られた平均センサー出力電圧値Ｖ１と被識別流体の動粘度の関係を示す統計図である。
【００６１】
図９では、被識別流体として、灯油、軽油、灯油と軽油を１：１で混合した混合油Ａ、重油、重油と軽油を１：１で混合した混合油灯油Ｂについて、平均センサー出力電圧値Ｖ１と被識別流体の比重との関係を示している。この統計図からわかるように、灯油、軽油、混合油Ａに関して相関を有している。
【００６２】
また、図１０では、被識別流体として、灯油、軽油、灯油と軽油を１：１で混合した混合油Ａ、重油、重油と軽油を１：１で混合した混合油灯油Ｂについて、平均センサー出力電圧値Ｖ１と被識別流体の潤滑性（ＨＦＲＲ）との関係を示している。この統計図からわかるように、測定したすべての油種に関して相関を有している。
【００６３】
また、図１１では、被識別流体として、灯油、軽油、灯油と軽油を１：１で混合した混合油Ａ、重油、重油と軽油を１：１で混合した混合油灯油Ｂについて、平均センサー出力電圧値Ｖ１と被識別流体の動粘度との関係を示している。この統計図からわかるように、測定したすべての油種に関して相関を有している。
【００６４】
さらに、図１２では、被識別流体として水について、平均センサー出力電圧値Ｖ１と被識別流体の動粘度との関係を図１１のグラフに追加している。この統計図からわかるように、被識別流体が水の場合には、灯油や軽油などの油とは明らかに違う出力、例えば、動粘度を指標値とした場合には、油よりも明らかに小さい出力が得られる。
【００６５】
また、図１３では、被識別流体として空気について、平均センサー出力電圧値Ｖ１と被識別流体の比重との関係を図９に追加している。この統計図からわかるように、被識別流体が空気、すなわち、燃料タンク１００内が空の場合には、灯油や軽油などの油とは明らかに違う出力、例えば、比重を指標値とした場合には、油よりも明らかに大きい出力が得られる。
【００６６】
このように、燃料タンク１００内に水が入っていたり、燃料タンク１００内が空の場合には、平均センサー出力電圧値Ｖ１として油の場合の出力が、一定の範囲に収まるため、閾値を設けることで流体の識別が可能である。
【００６７】
なお、本実施例では指標値として比重や動粘度を用いた場合のみを示したが、他の指標値であっても同様に、平均センサー出力電圧値Ｖ１として油の場合の出力が、一定の範囲に収まるため、閾値を設けることで流体の識別が可能である。
【００６８】
そして、これらの平均センサー出力電圧値Ｖ１と被識別流体の特性値との関係を示す流体識別データを事前に記憶装置５４に記憶しておき、被識別流体の識別に際し、得られた
平均センサー出力電圧値Ｖ１と流体識別データとを比較することによって被識別流体の種別を識別することができる。
【００６９】
なお、被識別流体の識別の際には、単一の指標値の流体識別データと平均センサー出力電圧値Ｖ１を比較し被識別流体の識別を行ってもよいが、複数の指標値の流体識別データと平均センサー出力電圧値Ｖ１を比較することによって、被識別流体の識別精度が向上することとなる。
【００７０】
図１４は、本発明の流体識別装置１０の第２の実施例のためのＡＳＩＣ５２の回路構成図である。
【００７１】
本実施例における流体識別装置１０の構成は、基本的には第１の実施例の流体識別装置１０と同様な構成であり、同じ構成部材には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７２】
図１４に示したように、第２の実施例においてＡＳＩＣ５２では、発熱体２１ａ４への通電制御を行わないため、スイッチ７４の無い構成となっている。
【００７３】
本実施例においては、流体温度検知素子２２によって流体温度を常時測定するものとし、発熱体２１ａ４への通電を常時行いつつ、これによる温度上昇が流体識別素子２１によって測定できるように構成されている。
【００７４】
そして、流体温度が所定の値（例えば、電圧印加開始前の流体温度よりも１０℃高い値）となるように制御ユニット５０によって印加電圧を制御している。
【００７５】
この時のセンサー出力Ｑは、図１５に示されるようにほぼ一定の値として出力される。なお、図１５では、被識別流体として軽油、灯油、重油を用いた場合のセンサー出力Ｑの例が示されている。
【００７６】
第１の実施例と同様に、マイコン７２では、センサー出力Ｑを所定回数（例えば、２５６回）サンプリングし、その平均値をとる演算を行って平均センサー出力値Ｖ２を得る。この平均センサー出力値Ｖ２は、発熱体２１ａ４の発熱量に対応する。
【００７７】
以下、被識別流体として灯油、軽油、重油、およびそれらの混合油につき、本実施例の流体識別装置１０を用いて測定した得られた平均センサー出力電圧値Ｖ２と、被識別流体の特性値として比重、動粘度、潤滑性（ＨＦＲＲ）をそれぞれ用いた場合の流体識別データについて説明する。
【００７８】
図１６は、本実施例の流体識別装置を用いて得られた平均センサー出力電圧値Ｖ２と被識別流体の比重の関係を示す統計図、図１７は、本実施例の流体識別装置を用いて得られた平均センサー出力電圧値Ｖ２と被識別流体の潤滑性（ＨＦＲＲ）の関係を示す統計図、図１８は、本実施例の流体識別装置を用いて得られた平均センサー出力電圧値Ｖ２と被識別流体の動粘度の関係を示す統計図、図１９は、図１８の統計図の一部を拡大したものである。
【００７９】
図１６では、被識別流体として、灯油、軽油、灯油と軽油を１：１で混合した混合油Ａ、重油、重油と軽油を１：１で混合した混合油Ｂについて、平均センサー出力電圧値Ｖ２と被識別流体の比重との関係を示している。この統計図からわかるように、灯油、軽油、混合油Ａ、混合油Ｂに関して相関を有している。
【００８０】
また、図１７では、被識別流体として、灯油、軽油、灯油と軽油を１：１で混合した混合油Ａ、重油、重油と軽油を１：１で混合した混合油Ｂについて、平均センサー出力電圧値Ｖ２と被識別流体の潤滑性（ＨＦＲＲ）との関係を示している。この統計図からわかるように、灯油、重油、混合油Ａ、混合油Ｂに関して相関を有している。
【００８１】
また、図１８では、被識別流体として、灯油、軽油、灯油と軽油を１：１で混合した混合油Ａ、重油、重油と軽油を１：１で混合した混合油Ｂについて、平均センサー出力電圧値Ｖ２と被識別流体の動粘度との関係を示している。この統計図からわかるように、測定したすべての油種に関して相関を有している。
【００８２】
さらに、図１９では、被識別流体として水について、平均センサー出力電圧値Ｖ２と被識別流体の動粘度との関係を図１８のグラフに追加している。この統計図からわかるように、被識別流体が水の場合には、灯油や軽油などの油とは明らかに違う出力、例えば、動粘度を指標値とした場合には、油よりも明らかに大きい出力が得られる。
【００８３】
このように、燃料タンク１００内に水が入っていた場合には、平均センサー出力電圧値Ｖ２として油の場合の出力が、一定の範囲に収まるため、閾値を設けることで流体の識別が可能である。
【００８４】
なお、本実施例では、被識別流体として水について、指標値が動粘度の場合のみを示したが、第１の実施例と同様に、他の指標値であっても、平均センサー出力電圧値として油の場合の出力が、一定の範囲に収まるため、被識別流体の識別が可能である。
【００８５】
第１の実施例同様に、これらの流体識別データと得られた平均センサー出力電圧値Ｖ２とを比較することによって被識別流体の種別を識別することができる。
【００８６】
図２０は、本発明の流体識別装置の第３の実施例を示す概略図、図２１は、図２０の流体識別装置の使用状態の一例を示す概略図、図２２は、図２０の流体識別装置の別の使用状態の一例を示す概略図である。
【００８７】
本実施例における流体識別装置１１の構成において、第１の実施例の流体識別装置１０と同様な構成部材には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００８８】
本実施例の流体識別装置１１は、防水ケース１６に流体識別センサーモジュール２０、カバー部材３６、通信電源コネクタ４９が配設されている。
【００８９】
なお、通信電源コネクタ４９には、電源ケーブル４０および通信ケーブル４２が接続される。
【００９０】
図２０に示されるように流体識別装置１１を小型化することによって、例えば、図２１に示されるように、燃料タンク１００の側面下方に取り付けることができる。
【００９１】
このように、本実施例の流体識別装置１１は、燃料タンク１００の任意の場所に取り付けることが可能であるため、例えば、燃料タンク１００内に貯留される被識別流体の種類や性質などによって、流体識別装置１１の取り付け場所を変更することができる。
【００９２】
このように、被識別流体の種類や性質などによって、最適な取り付け場所に流体識別装置１１を取り付けることによって、被識別流体の識別精度を向上させることができる。
【００９３】
なお、上述したように、流体識別センサーモジュール２０の流体識別素子２１と流体温
度検知素子２２とを流体レベルに対して水平となるように、流体識別装置１１を燃料タンク１００に取り付けることも可能である。
【００９４】
また、図２２に示されるように、本実施例の流体識別装置１１を燃料タンク１００の底面に取り付けることも可能である。
【００９５】
このように、流体識別装置１１を燃料タンク１００の底面に取り付けることによって、例えば、燃料タンク１００に貯留される被識別流体が軽油などの炭化水素系液体の場合には、燃料が消費されても流体識別センサーモジュール２０は、燃料タンク１００内の燃料が空にならない限り、被識別流体内に浸漬していることになるため、常に被識別流体の識別を行うことができる。
【００９６】
さらには、燃料タンク１００内の被識別流体が空となった場合には、センサー出力Ｑが急激に変化することになるため、被識別流体の有無を識別することも可能となる。
【００９７】
なお、図２１に示したように、流体識別装置１１を燃料タンク１００の側面下方に取り付けることによって、被識別流体の有無を識別すれば、燃料タンク１００内の燃料が所定の量を下回ったことを、例えば、建機を操作するユーザーに知らせることができる。
【００９８】
図２３は、本発明の流体識別装置の第４の実施例として、流体識別のためのＡＳＩＣ５２の別の回路構成を示している。
【００９９】
本実施例における流体識別装置１０の構成は、基本的には第１の実施例の流体識別装置１０と同様な構成であり、同じ構成部材には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１００】
図２３に示されるように、本実施例の流体識別装置１０では、流体識別素子２１の感温体２１ａ２、及び３つの抵抗体６４、６５、６６により形成されるブリッジ回路（流体識別回路）６８への通電を、マイコン７２から出力される通電制御信号によってスイッチ７４の開閉を制御することによって行われるように構成されている。
【０１０１】
また、この実施形態では、流体識別素子２１の感温体２１ａ２は、金属系材料としてＰｔ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｗ、合金系材料としてＮｉＣｒ、ＦｅＣｒ、酸化物系材料としてＮｉＯ、ＦｅＯ、ＣｕＯ、Ｎｉ2Ｏ3、サーメットとしてＴａＳｉＯ2、ＣｒＳｉＯ2などの温度により電気抵抗値が変化する物質から構成されている。
【０１０２】
このように構成することによって、感温体２１ａ２の自己発熱によって、感温体２１ａ２の抵抗値が変化し、ブリッジ回路６８の平衡がくずれ、差動増幅器７０を介して出力電圧（センサー出力）Ｑが、図８と同様に出力されることとなる。
【０１０３】
従って、第１の実施例と同様に、平均センサー出力電圧値Ｖ１を得ることによって、上述した実施例と同様に、被識別流体の流体識別を行うことができる。
【０１０４】
なお、本実施例において、被識別流体の温度Ｔを測定する際には、流体識別素子２１の感温体２１ａ２の抵抗値に基づく、電気的出力を流体温度検知増幅器７１を介して得るように構成されている。
【０１０５】
なお、本実施例では、感温体２１ａ２の材質として、抵抗体６５とは異なる材質を用い、感温体２１ａ２と抵抗体６５との抵抗値の温度変化に差を生じさせることによって、出力電圧Ｑを得るように構成しているが、これに限らず、例えば、感温体２１ａ２の抵抗値
を抵抗体６５の抵抗値よりも大きくし、感温体２１ａ２の発熱量を抵抗体６５の発熱量よりも大きくすることによって、ブリッジ回路６８への通電に伴い、ブリッジ回路６８の平衡が崩れ、出力電圧Ｑを得るように構成してもよい。さらには、精度を高めるために抵抗体６５を流体温度検知素子２２として流体識別素子２１と同一の液中に浸漬してもよい。
【０１０６】
また、本実施例ではスイッチ７４の開閉を制御することによって流体識別素子２１に対しパルス電圧を所定時間（例えば、１０秒間）印加するように構成されているが、第２の実施例に示したように流体識別素子２１に対して常時電圧を印加するとともに、流体温度を一定に保つように印加電圧値を制御することによって、図１５と同様なセンサー出力Ｑを得ることができる。
【０１０７】
このようにして得られたセンサー出力Ｑに基づき、第２の実施例と同様にして被識別流体の識別を行うことができる。
【０１０８】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、パルス電圧値やパルス電圧の印加時間、サンプリング回数などは適宜変更することができる。
【０１０９】
また、上記実施例では、建機や重機などの燃料タンクに取り付けた場合について説明したが、これ以外であっても、自動車のガソリンタンクや潤滑油等を貯留するオイルタンク、自動車のＮＯｘ分解用の尿素タンクなどにも適用できるなど、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１１０】
１０   流体識別装置
１１   流体識別装置
１２   支持部
１６   防水ケース
２０   流体識別センサーモジュール
２１   流体識別素子
２１ａ 流体検知用薄膜チップ
２１ａ１      チップ基板
２１ａ２      流体検知用感温体
２１ａ２      感温体
２１ａ３      層間絶縁膜
２１ａ４      発熱体
２１ａ５      発熱体電極
２１ａ６      保護膜
２１ａ７      電極パッド
２１ｅ 外部電極端子
２２   流体温度検知素子
２２ａ２      感温体
２２ｅ 外部電極端子
２６   モールド樹脂
３６   カバー部材
３８   被識別流体導入路
４０   電源ケーブル
４２   通信ケーブル
４９   通信電源コネクタ
５０   制御ユニット
５２   ＡＳＩＣ
５４   記憶装置
５６   電源用接続端子
５８   ＣＡＮインターフェイス
６４   抵抗体
６５   抵抗体
６６   抵抗体
６８   ブリッジ回路
７０   差動増幅器
７１   流体温度検知増幅器
７２   マイコン
７４   スイッチ
７６   出力バッファ回路
１００ 燃料タンク
【図１】
2009210568.tif 000003
【図２】
2009210568.tif 000004
【図３】
2009210568.tif 000005
【図４】
2009210568.tif 000006
【図５】
2009210568.tif 000007
【図６】
2009210568.tif 000008
【図７】
2009210568.tif 000009
【図８】
2009210568.tif 000010
【図９】
2009210568.tif 000011
【図１０】
2009210568.tif 000012
【図１１】
2009210568.tif 000013
【図１２】
2009210568.tif 000014
【図１３】
2009210568.tif 000015
【図１４】
2009210568.tif 000016
【図１５】
2009210568.tif 000017
【図１６】
2009210568.tif 000018
【図１７】
2009210568.tif 000019
【図１８】
2009210568.tif 000020
【図１９】
2009210568.tif 000021
【図２０】
2009210568.tif 000022
【図２１】
2009210568.tif 000023
【図２２】
2009210568.tif 000024
【図２３】
2009210568.tif 000025