DE10035624A1 - Continuous determination of fluid properties, especially oil and fuel properties in a motor vehicle using non-invasive ultrasound and density measurement transducers linked to an onboard computer - Google Patents
Continuous determination of fluid properties, especially oil and fuel properties in a motor vehicle using non-invasive ultrasound and density measurement transducers linked to an onboard computerInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fluiddiagnose so wie Verfahren zur Fluiddiagnose unter Verwendung genannter Vorrichtung.The invention relates to a device for fluid diagnosis such as methods of fluid diagnosis using the aforementioned Contraption.
Bisher ist zur laufenden Diagnose eines Fluids, insbesondere zur laufenden Diagnose einer Qualität von Kraftstoff und Öl im Kraftfahrzeug, eine Probenentnahme bekannt.So far, the ongoing diagnosis of a fluid, in particular for ongoing diagnosis of the quality of fuel and oil in the motor vehicle, a sampling is known.
Aus DE 198 05 550 C1 sind eine Dichte-Messvorrichtung und ein Dichte-Messverfahren bekannt, bei dem eine Puls-Echo-Mess anordnung einen Vorlaufkörper zur Messung einer Reflektivi tät, und daraus der physikalischen Größe Dichte, enthält. Da bei wird eine Differenz akustischer Impedanzen von Referenz- und auszumessendem Fluid ("Testfluid") nach dem sogenannten L2R-(Lambda/2-Resonanz-)Prinzip bestritten. Dazu wird die Schallfrequenz so nachgeführt, dass die zum Ultraschall- Sende-/Empfangswandler zurückreflektierte Intensität ein Mi nimum erreicht. Auf diese Weise wird die als Resonanzschicht wirkende Trennwand zwischen den Fluiden im eingeschwungenen Zustand akustisch unsichtbar (λ/2-Entapiegelung). Die Messung erfolgt demnach an einer virtuellen Grenzschicht mit direkt aneinander grenzenden Fluiden. Dieser direkte Vergleich der akustischen Eigenschaften der beiden Fluide führt zu einer besonders hohen Empfindlichkeit. Unter Verwendung der bekann ten Dichte des Referenzfluids und den aus der Messung zugäng lichen Schallgeschwindigkeiten kann nach dem Modell der Aus breitung ebener Wellen die Dichte des Testfluids bestimmt werden. Die an der Resonanzschicht reflektierte Ultraschall welle liefert dabei über die Amplitude der ersten Schwingung, die als Maß für den aktuell abgestrahlten Schallpegel benö tigte Referenzintensität. DE 198 05 550 C1 discloses a density measuring device and a Density measurement method known in which a pulse-echo measurement arrangement a lead body for measuring a reflective activity, and from this the physical quantity density. because at is a difference in acoustic impedances from reference and fluid to be measured ("test fluid") according to the so-called L2R (lambda / 2-resonance) principle disputed. For this, the Sound frequency tracked so that the ultrasonic Transmitter / receiver transducer reflected intensity on Wed. reached minimum. In this way it is called the resonance layer acting partition between the fluids in the steady State acoustically invisible (λ / 2 unmasking). The measurement takes place directly at a virtual boundary layer contiguous fluids. This direct comparison of the acoustic properties of the two fluids leads to a particularly high sensitivity. Using the known th density of the reference fluid and that obtained from the measurement speeds of sound can be modeled on the off spreading plane waves determines the density of the test fluid become. The ultrasound reflected on the resonance layer wave delivers the amplitude of the first vibration, which are used as a measure of the currently emitted sound level reference intensity.
Eine Messvorrichtung zur Wanddickenmessung unter Verwendung des L2R-Prinzips ist aus EP 0 905 478 A2 bekannt.A measuring device for wall thickness measurement using the L2R principle is known from EP 0 905 478 A2.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Methode zur nicht-invasiven Fluiddiagnose bereitzustellen.It is the object of the present invention, a method to provide for non-invasive fluid diagnosis.
Diese Aufgabe wird mittels einer Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie durch Verfahren nach Anspruch 8 gelöst.This object is achieved by means of a device according to claim 1 and solved by the method according to claim 8.
Dazu wird eine Messkammer verwendet, welche an einer Wand ei nen Ultraschallwandler aufweist. Vom Ultraschallwandler aus gesandte Ultraschallwellen durchqueren die Messkammer, werden an einer gegenüberliegenden Wand reflektiert und gelangen zu rück zum Ultraschallwandler. Der Ultraschallwandler ist in der Regel als kombinierter Sende-/Empfangswandler ausgeführt.For this purpose, a measuring chamber is used, which is on a wall NEN ultrasonic transducer. From the ultrasonic transducer Ultrasound waves are transmitted through the measuring chamber reflected on an opposite wall and arrive at back to the ultrasonic transducer. The ultrasound transducer is in usually designed as a combined transceiver.
Gleichzeitig ist an der Messkammer eine Dichte-Messvorrich tung angebracht, welche nach dem L2R-Prinzip arbeitet.At the same time there is a density measuring device at the measuring chamber attached, which works according to the L2R principle.
Mit dem Ultraschallwandler und der Dichte-Messvorrichtung ist eine Auswerteeinheit verbunden, mittels der mindestens eine Führungsgröße in Form einer direkt gemessenen Ultraschall- Messgröße (z. B. Reflektivität) und/oder eine daraus abgelei tete Größe (z. B. Dichte) bestimmbar ist. Die folgende Tabel le 1 zeigt eine Aufstellung typischer Führungsgrößen:With the ultrasonic transducer and the density measuring device an evaluation unit connected by means of the at least one Command variable in the form of a directly measured ultrasound Measured variable (e.g. reflectivity) and / or derived from it size (e.g. density) can be determined. The following table le 1 shows a list of typical benchmarks:
Mittels der Führungsgrößen, die teilweise miteinander korre liert sind, wird eine detaillierte Aussage zu den Eigenschaften des in der Testkammer enthaltenen Testfluids, z. B. Kraftstoff oder Öl, ermöglicht.By means of the command variables, which are partially correct with each other a detailed statement on the properties of the test fluid contained in the test chamber, e.g. B. Fuel or oil.
Dabei ist die räumliche Anordnung oder auch Einheit der Aus wertevorrichtung unerheblich. So kann eine zentrale Auswerte vorrichtung, beispielsweise ein Bordcomputer eines PKW, vor handen sein, die Messsignale direkt zur Berechnung einer oder mehrerer der abgeleiteter Größen verwendet, andererseits kann beispielsweise auch eine Primärelektronik in die Messvorrich tungen integriert sein, welche dann schon abgeleitete Größen an die Auswerteeinheit weitergibt.The spatial arrangement or unit is the end value device irrelevant. So a central evaluation device, for example an on-board computer of a car be available, the measurement signals directly to calculate a or more of the derived sizes used, on the other hand can for example, primary electronics in the measuring device be integrated, which then already derived sizes passes on to the evaluation unit.
Mittels der Auswerteeinheit werden nun geeignete Führungs größen des Testfluids zur Fluiddiagnose herangezogen. Bei spielsweise kann durch einen Vergleich einer Führungsgröße mit einem Referenzwert auf die Qualität oder den Betriebs zustand des Testfluids zurückgeschlossen werden, z. B. mit tels Interpolation. Beispielsweise stellt der Zustand vor al lem von Ölen keine exakt beschreibbare Größe dar, so dass man auf empirische Grenzwerte als Referenzwerte für die Führungs größen angewiesen ist. Deren Überschreitung wird dann oft als ausschlaggebendes Merkmal für eine Zustandsbewertung angese hen.The evaluation unit now makes suitable guides sizes of the test fluid used for fluid diagnosis. at for example, by comparing a benchmark with a reference value on quality or operation state of the test fluid can be inferred, e.g. B. with by interpolation. For example, the state before al lem of oils is not a precisely describable size, so that one on empirical limits as reference values for management sizes. Their exceeding is then often referred to as crucial characteristic for a condition assessment hen.
Eine Fluiddiagnose kann auch durch Eingabe der Führungsgrößen als Parameter für eine modellbezogene Berechnung verwendet werden. Es ist auch möglich, aus den Führungsgrößen ein Vor handensein von Inhaltsstoffen im Testfluid zu bestimmen, z. B. von Oxidationsprodukten in Ölen.A fluid diagnosis can also be made by entering the command values used as a parameter for a model-related calculation become. It is also possible to make a pre from the benchmarks to determine the presence of ingredients in the test fluid, e.g. B. of oxidation products in oils.
Es ergibt sich der Vorteil, dass diese Methode nicht-invasiv ist, und somit eine Diagnose sehr schnell durchgeführt werden kann. Auch ist es ohne Mehraufwand möglich, eine laufende Kontrolle des Testfluids durchzuführen.There is the advantage that this method is non-invasive and a diagnosis can be carried out very quickly can. It is also possible to run a running without additional effort Check the test fluid.
Eine Möglichkeit zum Betreiben der Vorrichtung zur Fluid diagnose besteht darin, mit Hilfe der Dichte-Messvorrichtung die Dichte des auszumessenden Fluids zu berechnen. Die Dichteberechnung kann, wie bereits oben ausgeführt, bereits in nerhalb der Dichte-Messvorrichtung mit einer dort vorhandenen Auswerteeinheit oder durch Weiterleiten der primären Ultra schall-Messgrößen oder der abgeleiteten Größen in einer ex ternen Auswerteeinheit geschehen.One way to operate the fluid device diagnosis consists in using the density measuring device to calculate the density of the fluid to be measured. The density calculation can, as already explained above, already in within the density measuring device with an existing one Evaluation unit or by forwarding the primary Ultra sound measured quantities or the derived quantities in an ex ternal evaluation unit.
Mittels des an der Testkammer angebrachten Ultraschallwand lers wird aus dem zeitlichen Abstand des vom Ultraschallre flektor reflektierten Echos, vorteilhafterweise von Mehr fachechos, eine Laufzeit bzw. eine Schallgeschwindigkeit im Testfluid bestimmt. Aus der Schallgeschwindigkeit wiederum kann auf eine Zusammensetzung des auszumessenden Testfluids geschlossen werden. Dies kann beispielsweise so geschehen, dass bei einem Testfluid, beispielsweise einem Kraftstoff, mit bekannten Bestandteilen aus der Schallgeschwindigkeit bzw. einer Änderung der Schallgeschwindigkeit eine Konzentra tionsbestimmung bzw. eine Änderung der Konzentration der ein zelnen Anteile berechnet wird.Using the ultrasonic wall attached to the test chamber The distance from the ultrasound re reflector-reflected echoes, advantageously from more subject echoes, a term or a speed of sound in Test fluid determined. From the speed of sound in turn can depend on a composition of the test fluid to be measured getting closed. This can happen, for example, that with a test fluid, such as a fuel, with known components from the speed of sound or a change in the speed of sound is a concentration tion determination or a change in the concentration of the individual shares is calculated.
Die Viskosität kann so berechnet werden, dass aus der Schall geschwindigkeit und einer Schallfrequenz der vom Ultraschall wandler erzeugten Schallwellen eine Korrektur des aus einer Strahlaufweitung resultierenden Amplitudenverlustes berechnet wird. Dieser berechnete Amplitudenverlust wird mit dem tat sächlichen Amplitudenverlust verglichen. Die Differenz zwi schen tatsächlichem und dem berechnetem Amplitudenverlust wird der Wirkung der Viskosität des Fluids zugerechnet.The viscosity can be calculated so that from the sound speed and a sound frequency of the ultrasound transducer generated a correction of the from a Beam expansion resulting loss of amplitude calculated becomes. This calculated loss of amplitude is done with the tat neuter loss of amplitude compared. The difference between actual and the calculated loss of amplitude is added to the effect of the viscosity of the fluid.
Es ist zur verbesserter Signalauswertung vorteilhaft, wenn und an einer dem Ultraschallwandler gegenüberliegenden Wand ein Ultraschallreflektor angebracht ist.It is advantageous for improved signal evaluation if and on a wall opposite the ultrasonic transducer an ultrasonic reflector is attached.
Es ist vorteilhaft, wenn zusätzlich ein in die Messkammer eingebrachter Temperaturfühler vorhanden ist, mittels dessen störende Temperatureinflüsse, beispielsweise bei der Erwär mung von Kraftstoff während des Betriebs eines Kraftfahr zeugs, kompensiert werden können. It is advantageous if there is an additional one in the measuring chamber introduced temperature sensor is present, by means of which disturbing temperature influences, for example during heating of fuel during the operation of a motor vehicle stuff that can be compensated.
Es ist zur verbesserten Viskositätsbestimmung auch vorteil haft, wenn ein plan zur Innenwand der Messkammer montierter Scherschwinger eingesetzt wird. Durch den großflächigen Kon takt zwischen dem zähen Testfluid und der transversal schwin genden Wandleroberfläche des Schwerschwingers ergibt sich ein viskositätsabhängiger Effekt auf die Schwinggüte des Scher schwingers als primärer Ultraschall-Measgröße. Daraus lässt sich wiederum die Viskosität ableiten bzw. die bereits durch geführte Bestimmung der Viskosität verbessern.It is also advantageous for improved viscosity determination adheres if a plan is mounted to the inner wall of the measuring chamber Scherschwinger is used. Due to the large con clock between the viscous test fluid and the transversal schwin The transducer surface of the heavy oscillator results viscosity-dependent effect on the vibration quality of the shear vibrator as the primary ultrasonic measurement. Leaves it in turn derive the viscosity or already through Improve guided viscosity determination.
Es ist zur Herstellung einer kompakten Bauweise günstig, wenn der Ultraschallwandler in mikromechanischer Bauweise ausge führt ist. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Ult raschallmesswandler der Dichte-Messvorrichtung ebenfalls in mikromechanischer Bauweise ausgeführt ist, so dass die gesam te Dichte-Messvorrichtung kompakt aufbaubar ist.It is beneficial to produce a compact design if the ultrasonic transducer in micromechanical design leads is. It is particularly advantageous if the Ult Schnellallmesswandler of the density measuring device also in Micromechanical design is carried out so that the total te density measuring device is compact.
Es ist zur vereinfachten Auslegung der Auswerteeinheit, bei spielsweise der Bordelektronik in einem Kfz, vorteilhaft, wenn eine Primärelektronik auf dem Ultraschallwandler inte griert ist. Es kann zur Kostenreduzierung aber auch vorteil haft sein, die Messsignale direkt in eine externe Auswerte einheit einzuspeisen.It is for the simplified design of the evaluation unit, at for example the on-board electronics in a motor vehicle, advantageous, if primary electronics on the ultrasonic transducer inte is free. But it can also be beneficial to reduce costs the measurement signals directly into an external evaluation feed unit.
Insbesondere ist die Vorrichtung vorteilhaft verwendbar zur Eigenschaftsbestimmung und/oder Qualitätskontrolle von Kraft stoff und/oder Öl, insbesondere Motorenöl. Bei Ölen ist unter anderem eine Bestimmung der beim Betrieb entstehenden Oxida tionsprodukte (Säuren, Aldehyde etc.) wichtig. Dazu kann die se Vorrichtung ohne nachteilige Rückwirkung auf das Kraft stoffsystem bzw. den Ölkreislauf eines Motors an beliebiger Stelle in eine vorhandene Leitung eingefügt werden.In particular, the device can be used advantageously for Determination of properties and / or quality control of strength fabric and / or oil, especially motor oil. With oils is under a determination of the oxides generated during operation tion products (acids, aldehydes etc.) important. For this, the se device with no adverse effect on the force system or the oil circuit of an engine on any Position in an existing line.
Es ist auch vorteilhaft, wenn der Ultraschallwandler so be trieben wird, dass die von diesem in das Testfluid ausgesand ten Ultraschallwellen eine Frequenz im Bereich von 10 MHz aufweisen. Diese hohe Arbeitsfrequenz gewährleistet, dass sich auch bei einer geringen Abmessung und einer entsprechend kurzen Laufzeit ein erfassbarer Messeffekt ergibt.It is also advantageous if the ultrasonic transducer is so is driven that this emitted into the test fluid ultrasonic waves have a frequency in the range of 10 MHz exhibit. This high working frequency ensures that even with a small dimension and one accordingly short runtime results in a measurable measuring effect.
In dem in der folgenden Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei spiel wird die Methode zur Fluiddiagnose schematisch näher dargestellt.In the game shown in the following Fig. 1 game, the method for fluid diagnosis is shown schematically in more detail.
Fig. 1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Vorrichtung zur Fluiddiagnose. Fig. 1 shows a sectional side view of a device for fluid diagnosis.
In eine Innenwand einer Messkammer 1 ist ein Ultraschall reflektor 4 eingebaut und an die Außenseite der dem Reflektor 4 gegenüberliegenden Wand ist ein Ultraschallwandler 3 in mikromechanischer Bauweise aufgebracht. Gleichzeitig führt durch die Wand der Messkammer 1 ein Temperaturfühler 7. Rechtwinklig zum Ultraschallwandler 3 ist eine Dichte-Mess vorrichtung 5 in die Messkammer eingebracht.An ultrasonic reflector 4 is installed in an inner wall of a measuring chamber 1 and an ultrasonic transducer 3 in a micromechanical construction is applied to the outside of the wall opposite the reflector 4 . At the same time, a temperature sensor 7 leads through the wall of the measuring chamber 1 . A density measuring device 5 is introduced into the measuring chamber at right angles to the ultrasound transducer 3 .
Diese Dichte-Messvorrichtung 5 weist u. a. eine in die Wand der Messkammer 1 eingebrachte Resonanzschicht 9 auf. Es ist allerdings auch möglich, die Wand der Messkammer 1 direkt als Resonanzschicht zu verwenden. Auf die Resonanzschicht 9 ist ein Vorlaufkörper 10 aufgebracht, der mit einem Referenzfluid RF gefüllt ist. An der der Resonanzschicht 9 gegenüberliegen den Seite des Vorlaufkörpers 10 ist ein zweiter mikromechani scher Ultraschallwandler 11 angebracht.This density measuring device 5 has, inter alia, a resonance layer 9 introduced into the wall of the measuring chamber 1 . However, it is also possible to use the wall of the measuring chamber 1 directly as a resonance layer. A lead body 10 is applied to the resonance layer 9 and is filled with a reference fluid RF. At the resonance layer 9 opposite the side of the lead body 10 , a second micromechanical ultrasonic transducer 11 is attached.
Die im Innenraum der Messkammer 1 mittels des Ultraschall wandlers 3, der als Sende-/Empfangswandler aufgebaut ist, er zeugte Ultraschallwelle wird mehrfach zwischen dem Reflektor 4 und dem Ultraschallwandler 3 hin- und hergeworfen. In die ser Figur sind typische Wellenfronten durch gekrümmte Linien und die Ausbreitungsrichtung durch Pfeile symbolisiert.The inside of the measuring chamber 1 by means of the ultrasound transducer 3 , which is constructed as a transmit / receive transducer, he generated ultrasound wave is thrown back and forth several times between the reflector 4 and the ultrasound transducer 3 . In this figure, typical wave fronts are symbolized by curved lines and the direction of propagation by arrows.
Aus dem zeitlichen Abstand der Echos, insbesondere Mehrfach echos, wird die Laufzeit und damit die Schallgeschwindigkeit unabhängig von der Form der Ultraschallimpulse gemessen. From the time interval of the echoes, in particular multiple echoes, the running time and thus the speed of sound measured regardless of the shape of the ultrasonic pulses.
Hieraus ergibt sich ein Rückschluss auf die Zusammensetzung des untersuchten Testfluids TF.This leads to a conclusion on the composition of the examined test fluid TF.
Der Ultraschallwandler 3 ist über eine Sende-/Empfangs elektronik 12 mit der Auswerteeinheit 6 verbunden. Mit der Auswerteeinheit 6 sind gleichzeitig der Temperaturfühler 7 und, über eine weitere Sende-/Empfangselektronik 13 der zwei ten Ultraschallwandler 11 verbunden.The ultrasound transducer 3 is connected to the evaluation unit 6 via electronic transmission / reception 12 . With the evaluation unit 6 , the temperature sensor 7 and, via a further transmitter / receiver electronics 13 of the two ultrasonic transducers 11 are connected.
In der Sende-/Empfangselektronik 12 werden die Messdaten des Ultraschallwandlers 3 aufgezeichnet und an die Auswerteein heit 6 weitergeleitet. In diesem Ausführungsbeispiel sind die aus dem Ultraschallwandler 3 zur Qualitätskontrolle extra hierten Führungsgrößen die Laufzeit und die Amplitude der Ultraschallsignale.The measurement data of the ultrasound transducer 3 are recorded in the transmission / reception electronics 12 and forwarded to the evaluation unit 6 . In this exemplary embodiment, the reference variables from the ultrasound transducer 3 for quality control are the transit time and the amplitude of the ultrasound signals.
In der weiteren Sende-/Empfangselektronik 13 wird aus den Meßdaten des zweiten mikromechanischen Ultraschallwandlers 11 die Reflektivität als weitere Führungsgröße gewonnen.In the further transmission / reception electronics 13 , the reflectivity is obtained as a further reference variable from the measurement data of the second micromechanical ultrasound transducer 11 .
In der Auswerteeinheit 6 wird aus den Führungsgrößen Lauf zeit, Amplitude und Reflektivität die Schallgeschwindigkeit berechnet. Unter Berücksichtigung der aus Schallfrequenz und Schallgeschwindigkeit berechenbaren Wellenlänge erfolgt dann eine modellbezogene Korrektur des aus der Strahlaufweitung resultierenden Amplitudenverlustes. Die restliche Signaldämp fung, die sich aus der Differenz zwischen dem berechneten und dem tatsächlichen Amplitudenverlust ergibt, wird der Viskosi tät des Testfluids TF zugeordnet.In the evaluation unit 6 , the speed of sound is calculated from the reference variables running time, amplitude and reflectivity. Taking into account the wavelength that can be calculated from sound frequency and speed of sound, a model-related correction of the amplitude loss resulting from the beam expansion is then carried out. The remaining signal damping, which results from the difference between the calculated and the actual loss of amplitude, is assigned to the viscosity of the test fluid TF.
Als Ergänzung dieser Methode der Viskositätsbestimmung wird ein plan zur Innenwand der Messkammer 1 montierter Scher schwinger 8 eingesetzt. Durch den großflächigen Kontakt zwi schen dem zähen Testfluid TF und der transversal schwingenden Wandleroberfläche ergibt sich ein viskositätsabhängiger Ef fekt auf die Schwinggüte des Schwerschwingers 8. In addition to this method of viscosity determination, a shear transducer 8 mounted flat against the inner wall of the measuring chamber 1 is used. The large-area contact between the viscous test fluid TF and the transversely oscillating transducer surface results in a viscosity-dependent effect on the vibration quality of the oscillating oscillator 8 .
Bezüglich dieser Berechnungen kann mittels des Temperaturfüh lers 7 jedes Mal eine Korrektur zur Kompensation störender Temperatureinflüsse eingerechnet werden.With regard to these calculations, a correction to compensate for disturbing temperature influences can be included each time by means of the temperature sensor 7 .
Neben diesen auf physikalische Modelle zurückgehenden Auswer teprinzipien können die gemessenen akustischen Parameter Re flektivität, Laufzeit, Amplitude, und bei Vorliegen eines Scherschwingers 8 eventuell Schwinggüte, auch als Führungs größen für eine erfahrungsorientierte Qualitätskontrolle, ty pischerweise durch Vergleich mit Referenzgrößen bekannter Testfluide, herangezogen werden.In addition to these evaluation principles based on physical models, the measured acoustic parameters reflectivity, transit time, amplitude and, if a shear oscillator 8 is present, possibly vibration quality, can also be used as reference values for experience-oriented quality control, typically by comparison with reference values of known test fluids.
Der Einsatz von mikromechanischen Ultraschallwandlern 3, 13 ermöglicht eine Messkonfiguration mit geringem Platzbedarf. Die hohe Arbeitsfrequenz von 10 MHz gewährleistet, dass sich auch bei geringen Abmessungen und entsprechend kurzen Lauf zeiten ein erfassbarer Messeffekt ergibt. Durch Integration der Primärelektronik, beispielsweise der Sende-/Empfangs elektronik 12 und der weiteren Sende-/Empfangselektronik 13 auf dem Wandlerchip werden hohe Störsicherheit, rationelle Fertigung und geringe Kosten erreicht.The use of micromechanical ultrasonic transducers 3 , 13 enables a measurement configuration with a small footprint. The high working frequency of 10 MHz ensures that there is a detectable measuring effect even with small dimensions and correspondingly short running times. By integrating the primary electronics, for example the transmission / reception electronics 12 and the further transmission / reception electronics 13 on the converter chip, high interference immunity, rational production and low costs are achieved.
Es kann vorteilhaft sein, die Sende-/Empfangselektronik di rekt auf einem Wandlerchip des Ultraschallwandlers 3 bzw. des zweiten Ultraschallwandlers 11 anzubringen und dort direkt einen Teil der Auswerteelektronik zu integrieren. Es kann a ber auch vorteilhaft sein, insbesondere beim Vorliegen einer leistungsfähigen Auswerteeinheit, beispielsweise innerhalb eines Bordcomputers eines Kraftfahrzeugs, wenn die Auswertung ausschließlich oder nahezu ausschließlich in der Auswerteein heit geschieht, weil so der Aufwand und die Kosten für die Bauteile der Ultraschall-Diagnosevorrichtung gering gehalten werden können.It may be advantageous to mount the transmitting / receiving electronics directly on a transducer chip of the ultrasound transducer 3 or the second ultrasound transducer 11 and to integrate part of the evaluation electronics there directly. However, it can also be advantageous, in particular when there is a powerful evaluation unit, for example inside an on-board computer of a motor vehicle, if the evaluation is done exclusively or almost exclusively in the evaluation unit, because the effort and the costs for the components of the ultrasound diagnostic device are low can be held.
Claims (13)
eine Messkammer (1) zur Aufnahme eines auszumessenden Testfluids (TF), welche an einer Wand einen Ultraschall wandler (3) aufweist;
ein an der Messkammer (1) angebrachte Dichte-Messvorrich tung (5) nach dem L2R-Prinzip;
eine mit dem Ultraschallwandler (3) und der Dichte-Mess vorrichtung (5) verbundene Auswerteeinheit (6), mittels der mindestens eine der Kenngrößen Dichte, Zusammensetzung und/oder Viskosität des auszumessenden Fluids (TF) be stimmbar ist.1. Device for fluid diagnosis, comprising
a measuring chamber ( 1 ) for receiving a test fluid (TF) to be measured, which has an ultrasonic transducer ( 3 ) on a wall;
a on the measuring chamber ( 1 ) attached density measuring device ( 5 ) according to the L2R principle;
an evaluation unit ( 6 ) connected to the ultrasonic transducer ( 3 ) and the density measuring device ( 5 ), by means of which at least one of the parameters density, composition and / or viscosity of the fluid to be measured (TF) can be determined.
mit Hilfe der Dichte-Messvorrichtung (5) eine Führungs größe in Form einer Reflektivität oder einer Dichte des Testfluids (TF) ermittelt wird,
mit Hilfe des Ultraschallwandlers (3)
- a) eine Führungsgröße in Form einer Laufzeit und/oder ei ne Schallgeschwindigkeit im Testfluid (TF) bestimmt wird;
- b) eine Führungsgröße in Form einer Amplituden, eines Am plitudenverlustes und/oder einer Viskosität bestimmt wird.
a guide variable in the form of a reflectivity or a density of the test fluid (TF) is determined with the aid of the density measuring device ( 5 ),
using the ultrasonic transducer ( 3 )
- a) a reference variable in the form of a transit time and / or egg speed of sound in the test fluid (TF) is determined;
- b) a reference variable is determined in the form of an amplitude, an amplitude loss and / or a viscosity.
- a) eine Führungsgröße in Form einer Viskosität aus einem Vergleich eines bezüglich einer Strahlaufweitung korri gierten Amplitudenverlustes mit einem gemessenen Ampli tudenverlust bestimmt wird.
- a) a reference variable in the form of a viscosity is determined from a comparison of a loss of amplitude corrected with respect to beam expansion with a measured loss of amplitude.
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