CN106975246A - 用于流体传感器和包括其的传感器系统的除泡套筒 - Google Patents

用于流体传感器和包括其的传感器系统的除泡套筒 Download PDF

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Abstract

本发明涉及除泡套筒(3)，用于使得流体传感器(13)的气泡离开传感器系统(1)。本发明进一步涉及传感器系统(1)，特别是尿素传感器系统。为了防止气泡形成在至少一个流体传感器(13)周围的区域中而不利地影响传感器(13)的测量，本发明提供除泡套筒(3)，其提供用于流体传感器(13)的接收部(23)，接收部(23)至少周向地围绕除泡套筒(3)的底部(25)而闭合，且其中除泡套筒(3)包括在底部(25)的该区域中的至少一个穿通开口(33、49)。

Description

用于流体传感器和包括其的传感器系统的除泡套筒
技术领域
本发明涉及用于使得气泡离开传感器系统(特别是尿素传感器系统)的流体传感器的除泡套筒。本发明进一步涉及用于流体系统的传感器系统，特别是用于尿素箱的传感器系统。
背景技术
现有技术中流体传感器和传感器系统是已知的。流体传感器可适于测量例如流体高度、混合物浓度或纯度这样的量。如果流体系统暴露到运动下，例如振动，例如在机动化装置中，则流体会倾向于产生包围气体(例如空气)的气泡。这些气泡会影响传感器且导致不准确的测量。已知例如柴油机排气处理液(DEF)这样的基于尿素的液体具有积聚气体和形成气泡的高度倾向性。
在US2015/0089996A1中描述了用于减少传感器系统掺气的系统，其中传感器系统被筛网过滤器覆盖，其总体上具有半管的形状。该系统的形状复杂且因此制造起来费力且昂贵。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于流体传感器的成本有效的方案，尤其是用于基于尿素的液体，其克服已知技术方案的缺陷且减小传感器周围流体中气泡的量，由此增加传感器的准确性，但是同时避免对流体的进入产生影响。
对于如上所述的除泡套筒，该目的得以实现是通过，除泡套筒提供用于流体传感器的接收部，接收部围绕除泡套筒的底部至少周向地闭合，其中除泡套筒包括在底部的区域中的至少一个穿通开口。
对于如上所述的传感器系统，该目的通过包括至少一个流体传感器和具有用于流体的入口的至少一个吸入管的系统实现，其中系统进一步包括根据本发明的至少一个除泡套筒，其中至少一个流体传感器布置在除泡套筒内部，且其中至少一个吸入管穿过至少一个穿通开口伸出达到除泡套筒外部的区域，使得入口布置在除泡套筒外部。
对于如上所述的另一传感器系统，该目的通过包括至少一个流体传感器和具有用于流体的入口的至少一个吸入管的系统实现，其中传感器系统基本上沿纵向轴线延伸，其中系统进一步包括根据本发明的至少一个除泡套筒，其中至少一个流体传感器布置在除泡套筒的接收部内部，其中除泡套筒包括基本上平行于传感器系统的纵向轴线的径向方向延伸的延伸部，且其中除泡套筒的至少一个穿通开口布置在延伸的末端，形成沉淀物排出开口。
根据本发明的该方案允许有效地防止至少在传感器周围的气泡的形成。如果传感器置于在接收部内部，则接收部围绕传感器且防止或至少减少传感器附近流体的运动。由此至少在传感器周围减少气泡的形成。进一步地，可以防止气泡输送到接收部。至少一个穿通开口对于避免除泡套筒对传感器和/或传感器系统的负面影响来说是有益的。在安装在传感器系统上时，系统的吸入管例如可以穿过至少一个穿通开口伸出，使得吸入管的入口可以布置在接收部外部。由此，流体的吸入不被除泡套筒影响。至少一个穿通开口可以用作沉淀物排出开口，以允许沉淀物离开接收部，以便不影响至少一个传感器的准确性。根据本发明的除泡套筒和/或传感器系统可以尤其用在流体箱中，特别是DEF箱。
在后文将描述本发明的进一步改进。额外的改进可彼此独立地组合，取决于具体应用中是否需要特别改进的特别优点。
为了简要，在适当情况下，除泡套筒在后文中称为套筒。
根据第一有利的改进，至少一个套筒可以用半渗透材料制造。材料可被选择使得其允许流体运动通过套筒但是防止气泡、至少是一定尺寸的气泡运动通过套筒。重要的是允许流体运动通过套筒，以便为至少一个传感器提供足够的流体以分析。即使流体被允许运动通过套筒，与没有套筒的设备比较，流体的运动仍然可以被减少。
至少套筒的接收部可以总体上具有杯子的形状。杯状套筒可以有效地围绕至少一个流体传感器且在封闭的空间中提供有效的气泡预防。杯子的敞开侧可以用于插入传感器系统和/或至少一个流体传感器。
应注意，接收部并不限于杯子形状。其他形状也可以使用。例如，接收部可以具有椭圆形，矩形或多边形截面。
根据另一有利的改进，至少一个穿通开口可以设置有围绕穿通开口的至少一个凸缘。该凸缘可以有助于吸入管通过穿通开口穿入且提供吸入管在穿通开口中的稳定就位。进一步地，凸缘可以保护穿通开口的边界。在套筒用软材料制造的情况下是尤其有益的。具有凸缘的穿通开口还可以用作沉淀物排出开口。
为了提供套筒的紧凑结构和设置有所述套筒的传感器系统，至少一个穿通开口可以布置在套筒底部的面中。传感器系统通常具有总体纵向形状，其中吸入管沿纵向轴线延伸。底部的面中的至少一个穿通开口的布置可以有助于在传感器系统插入到套筒期间将吸入管的入口引到套筒以外。而且，形成沉淀物排出开口的至少一个穿通开口可以布置在底部的面中。
除泡套筒的底部可以相对于接收部周向部分的纵向轴线倾斜。倾斜的底部与接收部的壁部分一起可以形成具有锐角的区域。在该区域，可收集沉积物。
至少一个穿通开口可以布置在具有锐角的区域中用于允许沉淀物离开接收部。在这种情况下，该穿通开口形成沉淀物排出开口。为了将沉淀物有效输送到接收部以外，有利的是，沉淀物排出开口布置在底部邻接壁部分的区域中，例如在由锐角形成的角部中。然而，由于制造原因，尤其是如果至少一个穿通开口设置有凸缘，则沉淀物排出开口可以不直接布置在底部邻接壁部分的区域中，而是在其附近。优选地，该实施例包括用于吸入管的第二穿通开口。
根据另一有利的改进，至少一个穿通开口可布置在套筒的延伸部上，该延伸部基本上相对于接收部的纵向轴线径向地延伸。延伸部可以总体上具有管状形状，其中管的纵向轴线基本上相对于接收部的纵向轴线径向地和/或与套筒底部平行地延伸。延伸部可以用于收集沉淀物并将其输送离开接收部。在套筒包括用于吸入管的第二穿通开口的情况下这是尤其有益的。在这种情况下，有益的是将沉淀物输送离开吸入管，以便防止留在接收部的沉淀物被吸入管的入口吸收。如果吸入管存在，则延伸部可以垂直于吸入管延伸。
套筒可以进一步包括至少一个安装构件，用于可拆卸地将套筒安装到传感器系统。安装构件可以包括闩锁元件，用于容易地将套筒安装到传感器系统和从其拆卸。至少一个安装构件可以布置在套筒的与底部相反的端部处。
如上所述的传感器系统可以进一步改进，使得至少一个吸入管延伸通过套筒和通过接收部。由此，可以实现紧凑的传感器系统。作为对至少一个吸入管的替换或附加，保持至少一个流体传感器和/或至少一个加热元件的传感器杆也可以布置在套筒内部和/或接收部内部。
根据另一有利的改进，每一个传感器系统可以包括第二穿通开口。例如，传感器系统(其中至少一个吸入管穿过穿通开口伸出)可以具有至少一个其他穿通开口，形成沉淀物排出开口。如上所述的传感器系统(设置有在至少一个沉淀物排出开口)可以设置有至少一个其他穿通开口，吸入管穿过该其他穿通开口伸出。
每一个传感器系统可以设置有期望数量的穿通开口、期望数量的沉淀物排出开口和期望数量的吸入管或会需要至少一个穿通开口的其他元件。期望的数量可根据传感器系统的目的用途而改变。
在传感器系统的运行位置中，传感器系统的纵向轴线可以基本上沿重力方向延伸，特别是套筒的底部朝向重力方向的情况下。该设备可以允许存在于接收部的气泡与重力方向反向上升，离开底部并离开接收部。
根据本发明的传感器系统的另一有利的改进，吸入管的入口可以设置有入口过滤器，入口过滤器布置在套筒外部。该过滤器对避免沉淀物或冰冻液体进入吸入管来说是有益的。过滤器可以安装在吸入管上，在套筒的底部上和/或在围绕套筒的至少一个穿通开口的凸缘上。
为了将传感器系统连接到流体箱，传感器系统可以进一步包括用于将传感器系统连接到流体箱的凸缘，其中套筒安装到所述凸缘。传感器系统和套筒可以一起形成一单元，其可插入到流体箱且其可通过所述凸缘安装到流体箱中的开口周围。
为了有效地防止气泡形成，套筒可以包围吸入管和传感器杆，所述传感器杆从至少一个穿通开口到凸缘保持至少一个流体传感器。
在后文中，参考附图利用示例性实施例对本发明及其改进进行更详细描述。如上所述，实施例所示的各种特征可以在具体应用中彼此独立地使用。
在之后的图中，具有相同功能和/或相同结构的图标记有相同的附图标记。
附图说明
附图中：
图1以透视图显示了根据本发明的传感器系统的第一实施例，其具有处于非组装状态的根据本发明的除泡套筒；
图2以垂直于套筒纵向轴线的不同视图显示了图1的实施例；
图3显示了具有插入的传感器系统的图1实施例的接收部底部的近距视图；
图4以透视图显示了根据本发明的传感器系统的第二实施例，其具有处于非组装状态的根据本发明的除泡套筒；
图5显示了组装状态下的图4的第二实施例；
图6以透视图显示了根据本发明的传感器系统的第三实施例，其具有处于非组装状态的根据本发明的除泡套筒；
图7显示了组装状态下的图6的第三实施例；
图8以透视图显示了根据本发明的传感器系统的第四实施例，其具有处于非组装状态的根据本发明的除泡套筒；
图9显示了组装状态下的图8的第三实施例。
具体实施方式
在下文中，参考图1到3描述根据本发明的除泡套筒3和传感器系统1的第一有利实施例。在图中，完整的传感器系统1包括根据本发明的传感器系统1a和除泡套筒3。
传感器系统1包括用于将传感器系统1连接到流体箱的凸缘5。凸缘5还可以形成用于传感器系统1提供用于流体的入口和出口柱体的头部(header)和对传感器系统来说必要的其他管道。传感器系统1沿纵向轴线L从凸缘5朝向末端7纵向延伸。吸入管9可以从凸缘5延伸到末端7，优选平行于纵向轴线L。吸入管的入口11形成吸入管9的端部且优选从末端7平行于纵向轴线L突出离开。
传感器系统1进一步包括至少一个流体传感器13，其优选设置在传感器杆15上。至少一个流体传感器13可以适于测量流体的液位、温度、特定成分的浓度和/或其他量。传感器系统1可以进一步设置有温度控制设备17，其可以加热或冷却围绕传感器13的流体。在图中，温度控制设备17显示为螺旋形件，其可以呈现为电加热线圈或管，其允许冷却剂通过传感器系统1传递。
最后，传感器系统1可以包括入口过滤器19，其可连接到吸入管9的入口11。入口过滤器19可以具有适配器21，所述适配器具有开口(未示出)，允许吸入管9的入口11插入到适配器21，以将入口过滤器19安装在入口11上。
在运行位置，例如如图2所示，传感器系统1的纵向轴线L基本上沿重力方向G延伸。
除泡套筒3提供用于流体传感器13的接收部23，优选用于整个传感器系统1a。
除泡套筒3具有底部25，该底部具有基本上平面的面27。接收部23围绕底部25周向地关闭。接收部23沿纵向轴线L周向地延伸。接收部23，优选是整个除泡套筒3，具有总体上杯子的形状。与除泡套筒3的底部25相反的端部29优选是敞开的，以有助于将传感器系统1a插入到除泡套筒3中。端部29可以设置有边沿或其他元件，其可以可拆卸地连接到传感器系统1a的凸缘5。
除泡套筒3的材料31优选是半透性的材料。
在底部25的区域中，优选在底部25的面27中，除泡套筒3包括至少一个穿通开口33。如图1到3所示，穿通开口33优选设置有凸缘35，其围绕穿通开口33。凸缘35可以有助于使得穿通开口33周围的材料31稳定。在图1到3所示的实施例中，穿通开口33用于吸入管9通过穿通开口33伸出，使得入口11布置在除泡套筒3的外部。这如图3所示，其中除泡套筒3被制造为透明的，用于更好的可见性。在安装状态下，入口11布置在除泡套筒3的外部，而大部分吸入管9布置在除泡套筒3内部。吸入管9可以被穿通开口33处的凸缘35围绕。在运行状态(未示出)下，入口过滤器19可以通过将入口11插入到适配器21而安装在吸入管9上。
包括已安装的除泡套筒3的传感器系统1(其优选具有入口过滤器19安装在入口11上)可以插入在流体箱(未示出)中。在这种情况下，凸缘5可以连接到箱。在传感器系统1插入到流体箱且被流体围绕时，则除泡套筒3可以通过降低至少在除泡套筒3内部的流体运动而有效地防止至少在除泡套筒3内部的气泡形式。同时，流体进入到入口11不被除泡套筒3影响，因为入口11布置在除泡套筒3外部。
在下文，针对图4和5描述本发明的第二优选实施例。为了简要，仅描述与第一实施例不同之处。
与第一实施例对比，第二实施例提供了除泡套筒3，其不完全形成为提供接收部23。除泡套筒3包括周向地围绕底部25的接收部23和从端部29延伸到接收部23的连接部分37。在端部29处，环状安装构件39可以被设置以用于将除泡套筒3安装到传感器系统1a的凸缘5。安装构件39可以优选通过两个支撑件41而连接到接收部23。支撑件可以用形成接收部23的除泡套筒3一部分的材料31制造，或用任何其他合适材料制造。例如，支撑件41可以用固体材料制造。
在不必在接收部23中接收传感器系统1a的最大部分的情况下，第二实施例可以是有利的。如图5所示，传感器13在安装状态下布置在接收部23内部。这足以防止在传感器13周围区域中形成气泡。
图6和7提供了根据本发明的传感器系统1和除泡套筒3的第三优选实施例。同样，这里，仅针对与第一和第二实施例相比的不同之处描述实施例。除泡套筒3具有类似于第二实施例中之一的总体形状，除了底部25周围的区域以外。除泡套筒3也可以是第一实施例之一那样的大致形状，除了底部25周围的区域以外。
如前述实施例所述，除泡套筒3沿纵向轴线L纵向延伸且沿纵向轴线L周向地闭合，以形成接收部23。接收部23的该部分，其沿纵向轴线L周向地延伸，形成周向部分43。底部25和底部25的面27相对于纵向轴线L倾斜。换句话说，底部25相对于接收部23的壁45倾斜。壁45和底部25或底部25的面27之间形成区域47，其中壁45和面27彼此以锐角邻接。在具有锐角的区域47中，可以聚集沉积物。
除泡套筒3的底部25设置有两个穿通开口33和49。第一穿通开口33可与针对前两个实施例所述的穿通开口相当，且允许传感器系统1的吸入管9通过穿通开口33伸出。穿通开口33可以设置有凸缘35。
第二穿通开口49在区域47中使得底部25敞开。第二穿通开口49也可以设置有凸缘35。穿通开口49允许沉淀物聚集在区域47中以离开接收部23。因此，穿通开口49形成沉淀物排出开口51。
在后文，描述根据本发明的传感器系统1和除泡套筒3的第四优选实施例。在这里，仅针对与之前所述实施例的不同之处描述该实施例。
除泡套筒3设置有在底部25的区域中的延伸部53，其基本上垂直于除泡套筒3的纵向轴线L延伸。因此，延伸部53基本上平行于除泡套筒3的底部25延伸。
在延伸部的末端55，延伸部53设置有穿通开口49。穿通开口49形成沉淀物排出开口51。延伸部53朝向穿通开口49渐缩。延伸部53可以与接收部23整体形成。
延伸部53可以有助于沉淀物从吸入管9的入口11离开。因此，与吸入管9延伸所通过的穿通开口33相比，延伸部53布置在除泡套筒3的相反侧。为了沉淀物排出开口51的良好稳定性，穿通开口49可以设置有凸缘35。
为了允许沉淀物在排出之前收集在延伸部53中，延伸部53可以具有钟形中间部分57，在其中，延伸部53比穿通开口49从除泡套筒3的端部29延伸离开得更远。如果纵向轴线L布置为基本上与重力方向G平行，则中间部分57可以收集可通过沉淀物排出开口51排出的沉淀物。如所述的，除了形成沉淀物排出开口51的两个穿通开口49外，第四实施例包括用于吸入管9的穿通开口33。作为其他实施例，吸入管9的入口11优选设置有入口过滤器19，其布置在除泡套筒3外部。
附图标记
1，1a 传感器系统
3 除泡套筒
5 凸缘
7 末端
9 吸入管
11 入口
13 流体传感器
15 传感器杆
17 温度控制设备
19 入口过滤器
21 适配器
23 接收部
25 底部
27 底部的面
29 端部
31 材料
33 穿通开口
35 凸缘
37 连接部分
39 安装构件
41 支撑件
43 周向部分
45 壁
47 区域
49 穿通开口
51 沉淀物排出开口
53 延伸部
55 延伸部的末端
57 中间部分
G 重力方向
L 纵向轴线

Claims (14)

1.一种除泡套筒(3)，用于使得气泡离开传感器系统(1)的流体传感器(13)，所述传感器系统特别是尿素传感器系统(1)，其中除泡套筒(3)提供用于流体传感器(13)的接收部(23)，接收部(23)围绕除泡套筒(3)的底部(25)至少周向地闭合，且其中除泡套筒(3)在底部(25)的区域中包括至少一个穿通开口(33、49)。
2.如权利要求1所述的除泡套筒(3)，其中至少除泡套筒(3)用半渗透材料(31)制造。
3.如权利要求1或2所述的除泡套筒(3)，其中除泡套筒(3)总体上具有杯子形状。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的除泡套筒(3)，其中所述至少一个穿通开口(33、49)布置在除泡套筒(3)的底部(25)的面(27)中。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的除泡套筒(3)，其中所述至少一个穿通开口(33、49)设置有围绕穿通开口(33、49)的至少一个凸缘(35)。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的除泡套筒(3)，其中除泡套筒(3)的底部(25)相对于接收部(23)的周向部分(43)的纵向轴线(L)倾斜。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的除泡套筒(3)，其中至少一个穿通开口(33、49)布置在除泡套筒(3)的延伸部(53)上，延伸部(53)相对于接收部(23)的纵向轴线(L)基本上径向地延伸。
8.一种用于流体系统、特别是用于尿素箱的传感器系统(1)，包括至少一个流体传感器(13)和具有用于流体的入口(11)的至少一个吸入管(9)，其中系统(1)进一步包括如权利要求1到7中任一项所述的至少一个除泡套筒(3)，其中所述至少一个流体传感器(13)布置在除泡套筒(3)内部，且其中所述至少一个吸入管(9)穿过所述至少一个穿通开口(33、49)伸出到除泡套筒(3)外部的区域，使得入口(11)布置在除泡套筒(3)外部。
9.一种用于流体系统、特别是用于尿素箱的传感器系统(1)，包括至少一个流体传感器(13)和具有用于流体的入口(11)的至少一个吸入管(9)，其中传感器系统(1)基本上沿纵向轴线(L)延伸，其中系统(1)进一步包括如权利要求1到7中任一项所述的至少一个除泡套筒(3)，其中所述至少一个流体传感器(13)布置在除泡套筒(3)的接收部(23)内部，其中除泡套筒(3)包括延伸部(53)，其基本上平行于传感器系统(1)的纵向轴线(L)的径向方向延伸，且其中除泡套筒(3)的至少一个穿通开口(33、49)布置在延伸部(53)的末端(55)上，形成沉淀物排出开口(51)。
10.如权利要求9所述的传感器系统(1)，其中除泡套筒(3)包括第二穿通开口(33、49)，至少一个吸入管(9)通过该第二穿通开口伸出到除泡套筒(3)外部。
11.如权利要求8到10中任一项所述的传感器系统(1)，其中，在传感器系统(1)的运行位置中，传感器系统(1)的纵向轴线(L)基本上沿重力方向(G)延伸。
12.如权利要求8到11中任一项所述的传感器系统(1)，其中吸入管(9)设置有入口过滤器(19)，所述入口过滤器(19)被布置在除泡套筒(3)的外部。
13.如权利要求8到12中任一项所述的传感器系统(1)，其中传感器系统(1)进一步包括用于将传感器系统(1)连接到流体箱的凸缘(5)，且其中除泡套筒(3)安装到所述凸缘(5)。
14.如权利要求13所述的传感器系统(1)，其中除泡套筒(3)包围吸入管(9)和传感器杆(15)，所述传感器杆从至少一个穿通开口(33、49)到凸缘(5)保持至少一个流体传感器(13)。
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