DE102007003860A1

DE102007003860A1 - Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand

Info

Publication number: DE102007003860A1
Application number: DE200710003860
Authority: DE
Inventors: Takashi Nagoya Yamamoto; Takeo Nagoya Sasanuma; Yoshikuni Nagoya Sato
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2006-01-25
Filing date: 2007-01-25
Publication date: 2007-08-02
Also published as: JP4771480B2; JP2007225593A

Abstract

[Aufgabe] Das Vorsehen eines Sensors zur Detektion von Flüssigkeitszustand, der ein fest an einem Sensorelement angebrachtes Anschlussklemmenelement und ein Halterrohr aufweist, das das Sensorelement an einem distalen Endteil desselben hält und mindestens einen Teil des Anschlussklemmenelements umgibt, und der r ausgelegt ist, den Zustand von Flüssigkeit zu detektieren, wobei der Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand dafür ausgelegt ist, ein Problem zu vermeiden, das sich ansonsten aus dem Auftreten von Vibration in einem eingebauten Zustand oder während tatsächlicher Nutzung ergeben könnte. [Mittel zur Lösung] Ein Sensor 1 zur Detektion von Flüssigkeitszustand umfasst ein Sensorelement 51, wobei mindestens ein Teil desselben in Kontakt mit einer wässriger Harnstofflösung steht, Anschlussklemmen 52, die fest an dem Sensorelement 51 angebracht sind; Verbindungskabel 53, die mit dem Konzentrationssensorelement 51 mittels der Anschlussklemmen 52 elektrisch in Verbindung stehen; ein Innenrohr 42, das das Konzentrationssensorelement 51 an einem distalen Endteil 421 durch Verwendung eines Halterelements 55 hält und einen Teil der Verbindungskabel 53 und die gesamten Anschlussklemmen 52 umgibt; und ein Trennstück (wobei das Trennstück aus einem Material mit gummiartiger Elastizität gebildet ist) 54, das einen Anschlussklemmen-Innenrohr-Isolierteil 542 aufweist, der zwischen die Anschlussklemmen 52 und das Innenrohr 42 tritt, um diese dadurch voneinander zu isolieren.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flüssigkeitszustandsdetektionssensor zum Detektieren des Zustands von zu messender Flüssigkeit.

Stand der Technik

Abgase von mit einem Dieselmotor oder ähnlichem ausgestatteten Kraftfahrzeugen enthalten Substanzen wie Stickstoffoxide (NO_x). In den letzten Jahren wurden verschiedene Maßnahmen ergriffen, um Abgase dieser Kraftfahrzeuge zum Zweck insbesondere des Umweltschutzes und der Verhinderung einer Verschmutzung des Lebensraums zu reinigen. Eine Maßnahme zum Reinigen von Abgas ist eine Abgasreinigungsvorrichtung.

Diese Abgasreinigungsvorrichtung ist in dem Kraftfahrzeug eingebaut und zersetzt mittels einer Anlage zur selektiven katalytischen Reduktion von NOx (SCR, vom englischen Selective Catalytic Reduction) schädliche Stickstoffoxide (NO_x), um diese unschädlich zu machen. Die Anlage zur selektiven katalytischen Reduktion von NO_x (SCR) verwendet eine wässrige Harnstofflösung als Reduktionsmittel. Die wässrige Harnstofflösung ist in einem in dem Kraftfahrzeug eingebauten Tank enthalten. Um Stickstoffoxide (NO_x) wirksam zu zersetzen, muss die Konzentration der wässrigen Harnstofflösung (die Konzentration des Harnstoffes in der wässrigen Harnstofflösung) innerhalb eines geeigneten Bereichs gehalten werden.

Selbst wenn eine wässrige Harnstofflösung geeigneter Konzentration in den Tank gefüllt wird, kann die Konzentration der wässrigen Harnstofflösung aufgrund von Änderung im zeitlichen Verlauf oder dergleichen außerhalb eines geeigneten Bereichs fallen. Ferner kann ein Arbeiter irrtümlicherweise Leichtöl oder Wasser in den Tank mischen. Um diese Probleme zu lösen, wird eine Vorrichtung zum Ermitteln der Harnstoffkonzentration in der in dem Tank enthaltenen wässrigen Harnstofflösung als Sensor zum Detektieren, ob sich die wässrige Harnstofflösung in einem geeigneten Bereich befindet oder nicht, offenbart (Patentschrift 1).

Diese in Patentschrift 1 offenbarte Harnstoffkonzentration ermittelnde Vorrichtung umfasst einen Konzentrationsermittlungssensorabschnitt und einen Trägerabschnitt. Der Konzentrationsermittlungssensorabschnitt weist einen Konzentration detektierenden Teil, der ein Heizelement und ein Temperaturerfassungselement umfasst, sowie einen Flüssigkeitstemperatur detektierenden Teil zum Messen der Temperatur der wässrigen Harnstofflösung auf.

Der Trägerabschnitt ist über dem Konzentrationsermittlungssensorabschnitt angeordnet und weist einen Befestigungsteil, der an einem Öffnungsabschnitt des wässrigen Harnstofflösungstanks anzubringen ist, eine über dem Befestigungsteil angeordnete Leiterplatte sowie ein unter dem Befestigungsteil angeordnetes und zum Halten des Konznetrationsermittlungssensorabschnitts ausgelegtes Rohrelement auf. Die Leiterplatte des Trägerabschnitts weist einen Konzentrationsdetektionsschaltkreis auf und ist von einem Abdeckelement abgedeckt. Der Konzentrationsdetektionsteil und der Flüssigkeitstemperatur detektierende Teil des Konzentrationsermittlungssensorabschnitts sind mit der Leiterplatte zur jeweilige Zuleitungen elektrisch verbunden, die sich durch das Rohrelement erstrecken.

Patentschrift 1 – offen gelegte japanische Patentanmeldung (kokai) Nr. 2005-84026

Offenlegung der Erfindung

Durch die Erfindung zu lösende Probleme

Wenn ein Anschlussklemmenelement fest an einem Sensorelement angebracht ist und ein elektrisches Verbindungselement, beispielsweise eine Zuleitung oder ein Kabel, durch Löten oder dergleichen mit dem Anschlussklemmenelement verbunden ist, kann sich bei einer solchen Auslegung der Bedarf ergeben, dass mindestens ein Teil des Anschlussklemmenelements und mindestens ein Teil des Sensorelements in einem Halterrohr (Rohrelement) angeordnet sind und dass das Halterrohr direkt oder indirekt das Sensorelement so hält, dass ein Eindringen von Flüssigkeit in das Halterrohr verhindert wird.

Ein montierter Zustand der obigen Konfiguration kann aber ein Kontaktrisiko und einen sich ergebenden Kurzschluss zwischen dem Halterrohr und dem Anschlussklemmenelement mit sich bringen. Ferner kann ein Kontaktrisiko und ein sich ergebender Kurzschluss zwischen dem Halterrohr und dem Sensorelement oder das Risiko von Rissbildung oder dergleichen in dem Sensorelement bestehen. Wenn mehrere Anschlussklemmenelemente vorliegen, kann ein Kontaktrisiko und ein Risiko eines sich ergebenden Kurzschlusses zwischen den Anschlussklemmenelementen bestehen. Ferner bringt eine Vibration oder Erschütterung während des tatsächlichen Einsatzes das Sensorelement, das Anschlussklemmenelement, die Zuleitung und dergleichen in Schwingung und erzeugt folglich in einer Verbindung zwischen der Zuleitung und dem Anschlussklemmenelement oder in einer Verbindung zwischen dem Anschlussklemmenelement und dem Sensorelement mechanische Spannung, was in diesen Verbindungen oder Teilen des Anschlussklemmenelements und des Sensorelements in der Nähe der Verbindungen möglicherweise Rissbildung oder ein ähnliches Problem induziert.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die obigen Probleme entwickelt, und eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand an die Hand zu geben, der ein fest an einem Sensorelement angebrachtes Anschlussklemmenelement und ein Halterrohr aufweist, das das Sensorelement an einem distalen Endteil desselben direkt oder indirekt hält und mindestens einen Teil des Anschlussklemmenelements umgibt, und der dafür ausgelegt ist, den Zustand von Flüssigkeit zu detektieren, wobei der Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand so ausgelegt ist, dass er ein Problem vermeidet, das sich andernfalls aus dem Auftreten einer Vibration in zusammengebautem Zustand oder während tatsächlichem Einsatz ergeben könnte.

Mittel zum Lösen der Probleme

Ein Mittel zum Lösen der Probleme ist ein Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand, wobei mindestens ein Teil desselben in zu messende Flüssigkeit eingetaucht ist, und der dafür ausgelegt ist, einen Zustand der zu messenden Flüssigkeit zu detektieren. Der Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand umfasst ein Sensorelement, wobei mindestens ein Teil desselben in die zu messende Flüssigkeit eingetaucht ist; ein fest an dem Sensorelement angebrachtes Anschlussklemmenelement; ein mit dem Anschlussklemmenelement verbundenes und mit dem Sensorelement mittels des Anschlussklemmenelements elektrisch in Verbindung stehendes, elektrisches Leitwegelement; ein Halterrohr, das das Sensorelement an einem distalen Endteil desselben direkt oder indirekt hält und mindestens einen Teil des elektrischen Leitwegelements und mindestens einen Teil des Anschlussklemmenelements umgibt; und ein zwischen das Anschlussklemmenelement und das Halterrohr tretende Trennstück, das das Anschlussklemmenelement und das Halterrohr voneinander isoliert.

Der erfindungsgemäße Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand weist das Trennstück auf. Das Trennstück tritt zwischen das Anschlussklemmenelement und das Halterrohr, wodurch diese voneinander isoliert werden.

Auch wenn dieser Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand so ausgelegt ist, dass mindestens ein Teil des Anschlussklemmenelements von dem Halterrohr umgeben ist, sind demgemäß das Anschlussklemmenelement und das Halterrohr voneinander getrennt, wodurch Kontakt und der sich ergebende Kurzschluss zwischen diesen zuverlässig verhindert wird.

Beispiele für Sensoren zur Detektion von Flüssigkeitszustand umfassen einen Flüssigkeitstemperatursensor, einen Flüssigkeitskonzentrationssensor, einen Sensor zum Ermitteln der Art von Flüssigkeit, einen Sensor zum Detektieren des Vorhandenseins/Nichtvorhandenseins von Flüssigkeit, einen kombinierten Sensor dieser Sensoren und einen kombinierten Sensor aus einem dieser Sensoren und einem anderen Flüssigkeitssensor.

Das elektrische Leitwegelement unterliegt keiner besonderen Einschränkung, solange das Element durch mechanische oder elektrische Verbindung mit dem Anschlussklemmenelement mit dem Sensorelement elektrisch in Verbindung stehen kann. Beispiele für elektrische Leitwegelemente umfassen einen ummantelten Draht, bei dem Kerndraht, beispielsweise ein Leiter, mit Harz wie Polyethylen bedeckt ist, einen Zuleitungsdraht, beispielsweise einen Lackdraht, ein mehradriges Kabel, bei dem mehrere ummantelte Drähte (Zuleitungsdrähte) zu einem einzigen Kabel ausgebildet sind, und ein Koaxialkabel, bei dem umflochtene Drähte koaxial mit einem Kern angeordnet sind.

Das elektrische Leitwegelement und das Anschlussklemmenelement können durch Löten oder Hartlöten miteinander verbunden werden. Alternativ kann ein Teil des Anschlussklemmenelements mit einem Zuleitungsdraht (Kern) crimpverbunden werden. Das Trennstück unterliegt keiner besonderen Beschränkung, so lange das Trennstück das Halterrohr und das Anschlussklemmenelement voneinander isolieren kann. Bevorzugt ist das gesamte Trennstück aus einem Isoliermaterial gebildet. Im Hinblick auf die Anordnung des Trennstücks im Halterrohr wird bevorzugt ein Isoliermaterial mit gummiartiger Elastizität zum Bilden des Trennstücks verwendet.

Bevorzugt werden bei dem oben erwähnten Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand mehrere Anschlussklemmenelemente vorgesehen, und das Trennstück umfasst einen Zwischen-Anschlussklemmen-Isolierteil, der zwischen die Anschlussklemmenelemente tritt und die Anschlussklemmenelemente voneinander isoliert.

Bei dem erfindungsgemäßen Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand tritt der Zwischen-Anschlussklemmen-Isolierteil des Trennstücks zwischen die Anschlussklemmenelemente, wodurch diese voneinander isoliert werden.

Demgemäß können die Anschlussklemmenelemente voneinander getrennt werden, wodurch Kontakt und der sich ergebende Kurzschluss zwischen diesen zuverlässig verhindert wird.

Bevorzugt ist in jedem der oben erwähnten Sensoren zur Detektion von Flüssigkeitszustand das Trennstück aus einem Material mit gummiartiger Elastizität ausgebildet und umfasst einen Anschlussklemmen haltenden Teil, der das Anschlussklemmenelement elastisch in dem Halterrohr hält.

Bei dem erfindungsgemäßen Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand ist das Trennstück aus einem Material mit gummiartiger Elastizität ausgebildet. Weiterhin hält der Anschlussklemmen haltende Teil dieses Trennstücks das Anschlussklemmenelement elastisch in dem Halterrohr.

Selbst wenn dieser Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand Vibration oder Stößen ausgesetzt wird, zum Beispiel wenn er in dem Kraftfahrzeug eingebaut ist, wird eine Vibration des Anschlussklemmenelements unterbunden, da der Anschlussklemmen haltende Teil des Trennstücks das Anschlussklemmenelement elastisch hält. Demgemäß kann das Auftreten von Rissbildung oder ein ähnliches Problem bei einer durch Löten oder dergleichen zwischen dem Anschlussklemmenelement und dem elektrischen Leitwegelement hergestellten Verbindung, bei einer Verbindung zwischen dem Anschlussklemmenelement und dem Sensorelement und in Teilen des Anschlussklemmenelements und des Sensorelements in der Nähe der Verbindungen, die sich andernfalls aus der Vibration des Anschlussklemmenelements ergeben könnten, in geeigneter Weise verhindert werden.

Der Anschlussklemmen haltende Teil des Trennstücks unterliegt keiner besonderen Beschränkung, solange der Anschlussklemmen haltende Teil das Anschlussklemmenelement elastisch in einem solchen Zustand hält, dass das Trennstück in dem Halterrohr angeordnet ist. Das Trennstück kann demgemäß so ausgelegt werden, dass der Anschlussklemmen haltende Teil das Anschlussklemmenelement elastisch hält, bereits bevor das Trennstück in dem Halterrohr angeordnet ist.

Alternativ kann das Trennstück wie folgt ausgelegt werden. In einem Zustand, in dem das Trennstück nicht in dem Halterrohr angeordnet ist, hält der Anschlussklemmen haltende Teil das Anschlussklemmenelement nicht elastisch. In einem Zustand, in dem das Trennstück in dem Halterrohr angeordnet ist, wird das Trennstück aber verformt, wodurch der Anschlussklemmen haltende Teil veranlasst wird, das Anschlussklemmenelement elastisch zu halten. Diese Konfiguration ist besonders bevorzugt, da das Anschlussklemmenelement und dergleichen mühelos zum Positionieren im Trennstück bewegt werden können, bevor das Trennstück in dem Halterrohr angeordnet wird.

Bevorzugt ist bei einem beliebigen der oben erwähnten Sensoren zur Detektion von Flüssigkeitszustand das Sensorelement teilweise von dem Halterrohr umgeben, und das Trennstück umfasst einen Element haltenden Teil, der das Sensorelement in dem Halterrohr hält.

Bei dem erfindungsgemäßen Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand ist das Sensorelement teilweise von dem Halterrohr umgeben. Ferner hält der Element haltende Teil des Trennstücks das Sensorelement in dem Halterrohr.

Selbst wenn dieser Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand Vibration oder Stößen ausgesetzt wird, wie nach Einbau in dem Kraftfahrzeug, wird eine Vibration des Sensorelements unterbunden, da der Element haltende Teil des Trennstücks das Sensorelement hält. Demgemäß kann das Auftreten von Rissbildung oder ein ähnliches Problem in einer Verbindung zwischen dem Sensorelement und dem Anschlussklemmenelement, in einer durch Löten oder dergleichen hergestellten Verbindung zwischen dem Anschlussklemmenelement und dem elektrischen Leitwegelement und in Teilen des Anschlussklemmenelements und des Sensorelements in der Nähe der Verbindungen, die sich andernfalls aus Vibration des Sensorelements ergeben könnten, verhindert werden.

Dieser Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand ist besonders bevorzugt solcher Art, dass das den Element haltenden Teil aufweisende Trennstück aus einem Material mit gummiartiger Elastizität gebildet ist und dass der Element haltende Teil das Sensorelement elastisch hält.

Da das Trennstück aus einem Material mit gummiartiger Elastizität gebildet ist, um dadurch das Sensorelement an dem Element haltenden Teil desselben elastisch zu halten, selbst wenn der Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand Vibration oder Stößen ausgesetzt ist, kann der Element haltende Teil die Vibration oder Stöße absorbieren, wodurch eine Vibration des Sensorelements wirksamer unterbunden werden kann. Demgemäß kann das Auftreten von Rissbildung oder eines ähnlichen Problems in einer Verbindung zwischen dem Sensorelement und dem Anschlussklemmenelement, in einer durch Löten oder dergleichen zwischen dem Anschlussklemmenelement und dem elektrischen Leitwegelement und in Teilen des Anschlussklemmenelements und des Sensorelements in der Nähe der Verbindungen geeigneter verhindert werden.

Der Element haltende Teil des Trennstücks unterliegt keiner besonderen Beschränkung, solange der Element haltende Teil das Sensorelement elastisch in einem Zustand hält, in dem das Trennstück in dem Halterrohr angeordnet ist. Demgemäß kann das Trennstück so ausgelegt sein, dass der Element haltende Teil das Sensorelement bereits vor dem Anordnen des Trennstücks in dem Halterrohr elastisch hält. Alternativ kann das Trennstück wie folgt ausgelegt sein. In einem Zustand, in dem das Trennstück nicht in dem Halterrohr angeordnet ist, hält der Element haltende Teil das Sensorelement nicht elastisch. In dem Zustand, in dem das Trennstück in dem Halterrohr angeordnet ist, wird aber das Halterrohr verformt, wodurch der Element haltende Teil veranlasst wird, das Sensorelement elastisch zu halten. Diese Konfiguration ist besonders bevorzugt, da das Sensorelement und dergleichen mühelos zur Positionierung in dem Trennstück bewegt werden können, bevor das Trennstück in dem Halterrohr angeordnet wird.

Bevorzugt ist bei dem oben erwähnten Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand das Sensorelement teilweise von dem Halterrohr umgeben; das Trennstück ist aus einem Material mit gummiartiger Elastizität gebildet und umfasst mehrere abstehende Teile, die von einer Außenumfangsfläche desselben abstehen und entlang der Längsrichtung vorgesehen sind; und, wenn die abstehenden Teile des Trennstücks in Kontakt mit einer Innenumfangsfläche des Halterrohrs kommen, wird mindestens ein Teil des Trennstücks radial nach innen elastisch verformt, wodurch das Trennstück das Sensorelement und das Anschlussklemmenelement elastisch in dem Halterrohr hält.

Bei dem erfindungsgemäßen Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand ist das Trennstück, das mehrere abstehende Teile umfasst, die in Kontakt mit der Innenumfangsfläche des Halterrohrs kommen, in dem Halterrohr angeordnet, wodurch das Trennstück mittels der mehreren abstehenden Teile elastisch nach innen verformt wird. Dieses Phänomen der elastischen Verformung wird zum elastischen Halten des Sensorelements und des Anschlussklemmenelements mittels des Trennstücks genutzt.

Diese Konfiguration ermöglicht es dem Trennstück, das Sensorelement und das Anschlussklemmenelement elastisch in dem Halterrohr zu halten, wodurch die Notwendigkeit eines Schritts des Verformens des Halterrohrs zum elastischen Verformen des Trennstücks eliminiert wird. Somit können das Sensorelement und das Anschlussklemmenelement mittels einer einfachen Konfiguration und in stabiler Weise elastisch in dem Halterrohr gehalten werden.

Bevorzugt umfasst bei dem oben erwähnten Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand das Trennstück einen Innenrohr-Eingriffteil, der von der Außenumfangsfläche desselben absteht und einen Außendurchmesser aufweist, der größer als ein Innendurchmesser des Halterrohrs ist, und eine Fläche des Hinterendes des Innenrohr-Eingriffteils des Trennstücks steht mit einem distalen Ende des Halterrohrs in Eingriff.

Bei einer solchen Konfiguration, bei der das Trennstück mindestens eines von Anschlussklemmenelement und Sensorelement in dem Halterrohr hält, wenn auf das mit dem Anschlussklemmenelement verbundene elektrische Leitwegelement Zugkraft in eine Richtung entgegen dem Anschlussklemmenelement ausgeübt wird, kann die Zugkraft einer bestimmten Größenordnung eine Bewegung des Trennstücks im Halterrohr verursachen. Wenn das Trennstück von einer ordnungsgemäßen Position bezüglich des Halterrohrs abweicht, wird unter Umständen keine ordnungsgemäße Isolierung zwischen dem Anschlussklemmenelement und dem Halterrohr erreicht.

Um das obige Problem zu lösen, weist das Trennstück bei dem erfindungsgemäßen Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand den Innenrohr-Eingriffsteil auf, dessen Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser des Halterrohrs ist, und der Innenrohr-Eingriffsteil steht mit dem distalen Ende des Halterrohrs in Eingriff. Selbst wenn Zugkraft auf das mit dem Anschlussklemmenelement verbundene elektrische Leitwegelement ausgeübt wird, kann demgemäß der Eingriff des Innenrohr-Eingriffsteils mit dem distalen Ende des Halterrohrs ein Ziehen des Trennstücks in das Halterrohr unterbinden.

Bevorzugt ist bei jedem der oben erwähnten Sensoren zur Detektion von Flüssigkeitszustand das Sensorelement teilweise von dem Halterrohr umgeben und das Trennstück umfasst einen Elementanliegeteil, der an dem Sensorelement anliegt und das Sensorelement in dem Trennstück entlang einer Richtung vom proximalen Ende zum distalen Ende positioniert.

Bei dem erfindungsgemäßen Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand weist das Trennstück den Elementanliegeteil zum Positionieren des Sensorelements entlang der Richtung vom proximalen Ende zum distalen Ende auf, was eine das proximale Ende und das distale Ende des Trennstücks verbindende Richtung ist. Allein durch Bewirken, dass das proximale Ende oder das distale Ende des Sensorelements an dem Elementanliegeteil anliegt, kann dadurch das Sensorelement mühelos in dem Trennstück entlang der Richtung vom proximalen Ende zum distalen Ende positioniert werden.

Bevorzugt ist bei einem jedem der oben erwähnten Sensoren zur Detektion von Flüssigkeitszustand das Trennstück aus einem Material mit gummiartiger Elastizität ausgebildet und weist einen Durchgangsbohrungswandteil auf, durch den sich eine Durchgangsbohrung zum Aufnehmen mindestens eines von elektrischem Leitwegelement und Anschlussklemmenelement erstreckt; und der Durchgangsbohrungswandteil weist einen Schlitz auf, der sich entlang der Durchgangsbohrung von einem Ende zum anderen Ende der Durchgangsbohrung erstreckt und von einer Außenumfangsfläche des Durchgangsbohrungswandteils zur Durchgangsbohrung eindringt, und mittels Öffnen des Schlitzes durch Verformung des Trennstücks kann mindestens eines von elektrischem Leitwegelement und Anschlussklemmenelement durch den Schlitz in die Durchgangsbohrung gesetzt werden.

Der erfindungsgemäße Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand weist das aus einem Material mit gummiartiger Elastizität gebildete Trennstück auf. Dieses Trennstück umfasst den Durchgangsbohrungswandteil, und der Durchgangsbohrungswandteil weist den Schlitz auf. Mittels Öffnen des Schlitzes durch Verformung des Trennstücks kann mindestens eines von elektrischem Leitwegelement und Anschlussklemmenelement durch den Schlitz in die Durchgangsbohrung gesetzt werden.

Bei der Montage dieses Sensors zur Detektion von Flüssigkeitszustand eliminiert die Verwendung dieses Sensors die Notwendigkeit, das elektrische Leitwegelement in die Durchgangsbohrung des Trennstücks einzusetzen, bevor das elektrische Leitwegelement mit dem Anschlussklemmenelement des Sensorelements verbunden ist, wodurch die Montage des Sensors zur Detektion von Flüssigkeitszustand erleichtert wird. In dem Fall, da das elektrische Leitwegelement zuvor in die Durchgangsbohrung des Trennstücks eingesetzt wird, müssen ferner die Form des Trennstücks und die der Durchgangsbohrung unter Berücksichtigung der Bewegung des elektrischen Leitwegelements und des Anschlussklemmenelements ermittelt werden, die mit einem Ziehen dieser Elemente in die Durchgangsbohrung einhergeht. Bei dem erfindungsgemäßen Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand können aber die Form des Trennstücks und die der Durchgangsbohrung ohne eine solche Berücksichtigung bestimmt werden, so dass das Trennstück und die Durchgangsbohrung jeweils eine solche Form annehmen können, dass sie das elektrische Leitwegelement und das Anschlussklemmenelement in geeigneterer Weise halten können.

Nachdem mindestens eines von elektrischem Leitwegelement und Anschlussklemmenelement durch den geöffneten Schlitz in die Durchgangsbohrung gesetzt ist, ermöglicht das Loslassen des Schlitzes eine Verformung des Durchgangsbohrungswandteils durch seine eigene Elastizität in solcher Weise, dass der Schlitz geschlossen wird. Demgemäß wird ein Heraustreten des Elements durch den Schlitz aus der Durchgangsbohrung unterbunden, wodurch ein Verteil ausgezeichneter Zuverlässigkeit geboten wird.

Bevorzugt umfasst das Sensorelement in einem der oben erwähnten Sensoren zur Detektion von Flüssigkeitszustand eine erste Keramikschicht; eine die erste Keramikschicht überlagernde zweite Keramikschicht und einen zwischen der ersten Keramikschicht und der zweiten Keramikschicht angeordneten Wärme erzeugenden Widerstand, der einen Widerstand aufweist, der sich mit seiner eigenen Temperatur ändert. Bei Anlegen von Elektrizität an dem Wärme erzeugenden Widerstand mittels des Anschlussklemmenelements gibt der Wärme erzeugende Widerstand ein Ausgangssignal bezüglich eines Zustands der zu messenden Flüssigkeit aus.

Bei dem erfindungsgemäßen Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand weist das Sensorelement den Wärme erzeugenden Widerstand auf, dessen Widerstand sich mit seiner eigenen Temperatur ändert. Die Wärmekapazität der zu messenden Flüssigkeit variiert abhängig vom Zustand der zu messenden Flüssigkeit (insbesondere von der Art der zu messenden Flüssigkeit, der Konzentration eines in der zu messenden Flüssigkeit enthaltenen bestimmten Bestandteils oder dergleichen). Bei Anlegen von Elektrizität an dem Wärme erzeugenden Widerstand mit der oben erwähnten Eigenschaft mittels des Anschlussklemmenelements variiert somit die Temperaturveränderung (mit anderen Worten die Widerstandsveränderung) des Wärme erzeugenden Widerstands abhängig von dem Zustand der zu messenden Flüssigkeit. Durch Verwenden des Sensorelements mit dem Wärme erzeugenden Widerstand erhält der erfindungsgemäße Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand von dem Wärme erzeugenden Widerstand ein Ausgabesignal bezüglich des Zustands der zu messenden Flüssigkeit. Daher kann der Zustand der zu messenden Flüssigkeit gut detektiert werden.

Das Sensorelement ist so ausgelegt, dass der Wärme erzeugende Widerstand zwischen der ersten Keramikschicht und der zweiten Keramikschicht angeordnet ist, wodurch das Sensorelement in Kontakt mit der Flüssigkeit gebracht werden kann. Der Kontakt des Elements mit Flüssigkeit bietet den Vorteil, dass die Genauigkeit beim Detektieren des Zustands von zu messender Flüssigkeit weiter verbessert wird.

Beispiele für ein „Ausgabesignal", das der eingeschaltete, Wärme erzeugende Widerstand entsprechend seinem Widerstand ausgibt, umfassen "Spannung", die sich aus dem Anlegen von Konstantstrom an dem Wärme erzeugenden Widerstand ergibt, und "Strom", der sich aus dem Anlegen von Dauerspannung an dem Wärme erzeugenden Widerstand ergibt.

Bevorzugt umfasst einer der oben erwähnten Sensoren zur Detektion von Flüssigkeitszustand weiterhin ein sich in Längsrichtung erstreckendes und das Halterrohr von radial außen umgebendes Außenrohr. Das Außenrohr und das Halterrohr bilden einen Füllstandsensorteil dazwischen, der als Kondensator dient, dessen Kapazität sich mit dem Füllstand der zu messenden Flüssigkeit ändert.

Der erfindungsgemäße Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand weist das Außenrohr auf, das das Halterrohr von radial außen umgibt, wodurch das Außenrohr und das Halterrohr dazwischen einen kapazitätsbetriebenen Füllstandsensorteil bilden. Durch Auslegen des Sensors zur Detektion von Flüssigkeitszustand, so dass der kondensatorbetriebene Füllstandsensorteil mit ausgezeichneter Genauigkeit beim Detektieren des Füllstands der zu messenden Flüssigkeit und das Sensorelement miteinander verbunden werden, kann ein einziger Sensor die Detektion des Zustands der zu messenden Flüssigkeit (z.B. Detektion der Art von zu messender Flüssigkeit oder Detektion der Konzentration eines in der zu messenden Flüssigkeit enthaltenen bestimmten Bestandteils) mittels des Sensorelements und Detektion des Füllstands der zu messenden Flüssigkeit präzis ausführen.

Bevorzugt ist bei einem der oben erwähnten Sensoren zur Detektion von Flüssigkeitszustand die zu messende Flüssigkeit eine wässrige Harnstofflösung.

Wenn der erfindungsgemäße Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand in einer in dem Kraftfahrzeug eingebauten Abgasreinigungsvorrichtung verwendet wird, ist, selbst wenn dieser Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand Vibration oder Stößen in Verbindung mit Fahren oder dergleichen ausgesetzt wird, die fortgesetzte geeignete Verwendung des Sensors zur Detektion von Flüssigkeitszustand ohne Auftreten eines Problems wie Kurzschluss oder Rissbildung möglich.

Beste Art der Durchführung der Erfindung
Ausführung
Eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Sensors zur Detektion von Flüssigkeitszustand wird unter Bezug auf 1 bis 7 beschrieben.
In der Beschreibung eines Sensors 1 zur Detektion von Flüssigkeitszustand nach der vorliegenden Ausführung sowie seiner Bestandteile wird die obere Seite entlang der Richtung einer Achse O (axiale Richtung) in 1 als Seite des proximalen Endes bezeichnet und die untere Seite wird als Seite des distalen Endes bezeichnet.
Der Sensor 1 zur Detektion von Flüssigkeitszustand nach der vorliegenden Ausführung wird zum Detektieren von zum Beispiel der Konzentration und des Flüssigkeitsfüllstands einer in einem Tank einer Abgasreinigungsvorrichtung enthaltenen wässrigen Harnstofflösung zum Schadlosmachen von Stickstoffoxiden (NO_x) verwendet, die in Abgas des mit einem Dieselmotor oder dergleichen ausgestatteten Kraftfahrzeug enthalten sind, indem die Stickstoffoxide mit der wässrigen Harnstofflösung reduziert werden.
Der Sensor 1 zur Detektion von Flüssigkeitszustand besteht aus einem Grundabschnitt 2 und einem Sensorabschnitt 3, der sich von dem Grundabschnitt 2 erstreckt. Bei Einsatz des Sensors 1 zur Detektion von Flüssigkeitszustand ist der Grundabschnitt 2 an dem Umfang eines Öffnungsteils eines (nicht dargestellten) Tanks, der die wässrige Harnstofflösung enthält, angebracht, und der an der Seite des distalen Endes des Grundabschnitts 2 vorgesehene Sensorabschnitt 3 ist in die wässrige Harnstofflösung eingetaucht.
Bei dem Sensor 1 zur Detektion von Flüssigkeitszustand umfasst der Grundabschnitt 2 einen Montageflanschteil 21, eine Abdeckung 25, eine von dem Montageflanschteil 21 und der Abdeckung 25 bedeckte Beschaltungsplatte 22, ein äußeres Verbindungskabel 24 und eine Buchse 23 zum Halten des äußeren Verbindungskabels 24. Der Sensorabschnitt 3 besteht aus einem Flüssigkeitsfüllstandsensorteil 4 in Form eines Doppelzylinders und einem Flüssigkeitskonzentrationssensorteil 5, der sich an einem distalen Endteil des Flüssigkeitsfüllstandsensorteils 4 befindet.
Zunächst wird der Grundabschnitt 2 beschrieben. Der Montageflansch 21 ist aus Metall gebildet, befindet sich an dem distalen Ende des Grundabschnitts 2 und dient als Sockel zum Montieren des Sensors 1 zur Detektion von Flüssigkeitszustand an dem Umfang eines Öffnungsteils eines (nicht dargestellten) Tanks. Der Montageflansch 21 weist nicht dargestellte Schraubenlöcher zum Ermöglichen des festen Anbringens des Sensors 1 zur Detektion von Flüssigkeitszustand mittels Schrauben an dem Tank auf.
Die Beschaltungsplatte 22 ist an der Seite des proximalen Endes des Montageflansches 21 vorgesehen. Ein Steuerkreis mit einer CPU, Schaltkreisen und dergleichen ist auf der Beschaltungsplatte 22 ausgebildet. Der Steuerkreis ist mit dem Flüssigkeitsfüllstandsensorteil 4 und dem Flüssigkeitskonzentrationssensorteil 5 elektrisch verbunden und kann mittels des äußeren Verbindungskabels 24 mit einem externen Schaltkreis (z.B. ECU) verbunden werden. Die Beschaltungsplatte 22 ist zu ihrem Schutz mit der an dem Montageflanschteil 21 angebrachten Abdeckung 25 abgedeckt.
Der an der Beschaltungsplatte 22 ausgebildete Steuerkreis detektiert die Konzentration der wässrigen Harnstofflösung auf der Grundlage eines Ausgabesignals, das von einem Konzentrationssensorelement 51 des Flüssigkeitskonzentrationssensorteils 5, der in 6 gezeigt wird, infolge des Einschaltens des Sensorselements 51 ausgegeben wird und das dem Widerstand eines inneren Heizelementdrahts 518 entspricht; zum Beispiel auf der Grundlage der Spannung, die sich infolge des Anlegens eines vorbestimmten Stroms an dem Konzentrationssensorelement 51 ergibt.
Als Nächstes wird der Sensorabschnitt 3 beschrieben. Wie vorstehend erwähnt besteht der Sensorabschnitt 3 aus dem Flüssigkeitsfüllstandsensorteil 4 und dem Flüssigkeitskonzentrationssensorteil 5. Zuerst wird der Flüssigkeitsfüllstandsensorteil 4 beschrieben und dann wird der Flüssigkeitskonzentrationssensorteil 5 beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, umfasst der Flüssigkeitsfüllstandsensorteil 4 ein Außenrohr 41 mit einer zylindrischen Form, das sich entlang der Achse O (Längsrichtung) erstreckt, und ein Innenrohr 42, das in dem Außenrohr 41 angeordnet ist, sich in der Längsrichtung koaxial mit dem Außenrohr 41 erstreckt und eine zylindrische Form mit einem Durchmesser aufweist, der kleiner als der des Außenrohrs 41 ist. Die Innenumfangfläche des Außenrohrs 41 und die Außenumfangfläche des Innenrohrs 42 sind bei einem vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet. Das Innenrohr 42 entspricht dem Halterrohr der vorliegenden Erfindung.
Das Außenrohr 41 ist aus Metall gebildet und dient als eine von zwei Elektroden zum Detektieren eines Flüssigkeitsfüllstands. Das Außenrohr 41 weist mehrere schmale Schlitze 415 auf, die sich entlang der Achse O erstrecken und an vorbestimmten Positionen angeordnet sind, wodurch die wässrige Harnstofflösung in einem Raum zwischen dem Außenrohr 41 und dem Innenrohr 42 aufgenommen werden kann, während sie mit dem Außenbereich des Außenrohrs 41 in Verbindung steht. Das distale Ende (das untere Ende in 1) des Außenrohrs 41 ist geöffnet, und das proximale Ende des Außenrohrs 41 ist durch Schweißen oder dergleichen fest an dem Montageflansch 21 angebracht. In der vorliegenden Ausführung ist das Außenrohr 41 an dem Montageflansch 21 angeschweißt. Weiterhin ist der Montageflansch 21 mit dem Erdpotential des auf der Beschaltungsplatte 22 ausgebildeten Steuerkreises verbunden, wodurch das Außenrohr 41 Erdpotential hat.
Eine Gummibuchse 56, die später beschrieben wird, tritt zwischen einen distalen Endteil 411 des Außenrohrs 41 und einen distalen Endteil 421 des Innenrohrs 42. Das Außenrohr 41 weist mehrere Befestigungslöcher 41H auf, die bei vorbestimmten Positionen (siehe 1) über den Umfang angeordnet sind. Die Befestigungslöcher 41H stehen in Eingriff mit jeweiligen Einrückvorsprüngen 562 der Gummibuchse 56, wodurch die Gummibuchse 56 (Flüssigkeitskonzentrationssensorteil 5) festgehalten wird.
Das Innenrohr 42 ist ebenfalls aus Metall gebildet und dient als die andere Elektrode zum Detektieren eines Flüssigkeitsfüllstands. Während es von dem Außenrohr 41 elektrisch isoliert ist, ist das Innenrohr 42 dem Außenrohr 42 zugewandt und ist mit dem Steuerkreis der Beschaltungsplatte 22 elektrisch verbunden. Eine Isolierschicht 43 aus zum Beispiel einem fluorhaltigen Harz wie PTFE oder PFA, einem Epoxydharz oder einem Polyimidharz ist auf einer Außenumfangsfläche 42G des Innenrohrs 42 ausgebildet, wodurch das Innenrohr 42 und das Außenrohr 41 voneinander isoliert werden, auch wenn die leitende wässrige Harnstofflösung (zu messende Flüssigkeit) dazwischen vorhanden ist.
Der Flüssigkeitsfüllstandsensorteil 4 detektiert den Flüssigkeitsfüllstand der wässrigen Harnstofflösung wie folgt. Der Flüssigkeitsfüllstandsensorteil 4 ist in die wässrige Harnstofflösung eingetaucht, um die wässrige Harnstofflösung in einen Raum zwischen dem Außenrohr 41 und dem Innenrohr 42 (elektrisch isolierende Schicht 43) durch die Schlitze 415 einzuleiten.
In dem Flüssigkeitsfüllstandsensorteil 4 ist der Raum zwischen dem Außenrohr 41 und dem Innenrohr 42 in einen Bereich, in dem die wässrige Harnstofflösung vorhanden ist, und einen Bereich, in dem die wässrige Harnstofflösung fehlt, entsprechend dem Flüssigkeitsfüllstand unterteilt. Somit verändert sich die Kapazität eines zwischen dem Außenrohr 41 und dem Innenrohr 42 ausgebildeten Kondensators mit dem Flüssigkeitsfüllstand. Wenn Wechselspannung zwischen dem Außenrohr 41 und dem Innenrohr 42 angelegt wird, fließt ein der Größe dieser Kapazität entsprechender Strom; daher kann der Flüssigkeitsfüllstand der wässrigen Harnstofflösung auf der Grundlage der Größe des Stroms detektiert werden.
Als Nächstes wird der Flüssigkeitskonzentrationssensorteil 5 beschrieben.
Der Flüssigkeitskonzentrationssensorteil 5 befindet sich an der Seite des distalen Endes des Flüssigkeitsfüllstandsensorteils 4 und umfasst das Konzentrationssensorelement 51, ein Halterelement 55, eine Schutzeinrichtung 58 und die Gummibuchse 56 (siehe 1, 4 und 5).
Das Konzentrationssensorelement 51 wird in dem Inneren des Halterelements 55 gehalten. Das Konzentrationssensorelement 51 ist mit dem auf der Beschaltungsplatte 22 ausgebildeten Steuerkreis mittels daran angelöteten Anschlussklemmen 52 und eines Verbindungskabels 53 elektrisch verbunden. Das Halterelement 55 ist an dem distalen Endteil 411 des Außenrohrs 41 mittels der Gummibuchse 56, die dieses umgibt und zwischen dieses und das Außenrohr 41 tritt, gehalten. Die Schutzeinrichtung 58 ist mit einem distalen Endteil (Teil 553 kleinen Durchmessers) des Halterelements 55 eingerückt und wird davon gehalten.
Zuerst wird von den Bestandteilen des Flüssigkeitskonzentrationssensorteils 5 das Konzentrationssensorelement 51 (siehe 6) beschrieben. Das Konzentrationssensorelement 51 nimmt die Form einer in Draufsicht rechteckigen Platte ein und umfasst eine zweischichtige Keramikschicht 519 in Art einer flachen Platte (519A und 519B), die aus Aluminiumoxidkeramik gebildet ist, und einen Innenleiter 516, der flüssigkeitsdicht zwischen den Keramikschichten 519A und 519B angeordnet ist. Der Innenleiter 516 umfasst ein Paar breiter Innenleiter 517 und den inneren Heizelementdraht 518, der in Form eines Balgs zwischen den gepaarten Innenleitern 517 zickzackförmig verläuft.
Das Konzentrationssensorelement 51 ist in einen distalen Endteil 511, in dem der innere Heizelementdraht 518 angeordnet ist, einen Einführteil 512, der neben der Seite des proximalen Endes (obere Seite in 6) des distalen Endteils 511 ist, einen Harzbefestigungsteil 513, der sich an der Seite des proximalen Endes des Einführteils 512 befindet, und einen proximalen Endteil 514, an dem die gepaarten Anschlussklemmen 52 durch Löten verbunden sind, unterteilt.
Jede der Anschlussklemmen 52 wird durch Biegen eines Blechs mit einer vorbestimmten Form zu einer Form mit einem einem quadratischen Buchstaben U ähnelnden Querschnitt gebildet. Ein distaler Endteil 512 der Anschlussklemme 52 erstreckt sich hin zur Seite des distalen Endes (abwärts in 6) und ist durch Löten mit einer nicht dargestellten Kontaktstelle verbunden, die auf dem proximalen Endteil 514 des Konzentrationssensorelements 51 ausgebildet ist, wodurch er fest an dem Konzentrationssensorelement 51 angebracht wird. Durch diesen Prozess wird die Anschlussklemme 52 (distaler Endteil 521) mit dem entsprechenden Innenleiter 517 mittels einer nicht dargestellten Durchkontaktierung, die sich durch die Keramikschicht 519A erstreckt, verbunden. Bei Anlegen von Spannung zwischen den gepaarten Anschlussklemmen 52 erzeugt somit hauptsächlich der innere Heizelementdraht 518 infolge der Erregung durch die Innenleiter 517 Wärme. Der Innenleiter 516 mit dem inneren Heizelementdraht 518 ist aus einem Material gebildet, dessen Widerstand sich mit seiner eigenen Temperatur verändert, wie Platin oder Wolfram, und entspricht dem erfindungsgemäßen Wärme erzeugenden Widerstand.
Kerne 533 der Leitungsdrähte 532 des Verbindungskabels 53 sind durch Löten mit jeweiligen proximalen Endteilen 522 der Anschlussklemmen 52 elektrisch und mechanisch verbunden. Wie in 1 gezeigt, erstreckt sich das Verbindungskabel 53 durch das Innenrohr 42 hin zu der Seite des proximalen Endes (aufwärts in 1) und ist mit der Beschaltungsplatte 22 (Steuerkreis) verbunden. D.h. das Innenrohr 42 umgibt einen Teil (den Großteil) des Verbindungskabels 53.
Als Nächstes wird das Halterelement 55 beschrieben. Das Halterelement 55 ist aus einem elektrisch isolierenden Harzmaterial gebildet. Wie in 4 und 5 gezeigt, besteht das Halterelement 55 aus einem zylindrischen Teil 551 großen Durchmessers, der einen relativ großen Durchmesser aufweist, einem zylindrischen Teil 553 kleinen Durchmessers, dessen Durchmesser kleiner als der des Teils 551 großen Durchmessers ist, und einem zulaufenden Teil 552, der sich zwischen dem Teil 551 großen Durchmessers und dem Teil 553 kleinen Durchmessers befindet und eine zulaufende Außenumfangfläche aufweist. Das Halterelement 55 ist ein hohles Element mit einer Halterdurchgangsbohrung 55H, die sich durch dieses in der axialen Richtung erstreckt. Die Halterdurchgangsbohrung 55H besteht aus einen Innenrohr-Halteteil 55H1, einem zweiten gestuften Teil 55H2 und einem dritten gestuften Teil 55H3, die allmählich von der Seite des proximalen Endes an Durchmesser verlieren, sowie einem Element haltenden Teil 55H4, der am weitesten entfernt an der Seite des distalen Endes angeordnet ist und einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat.
Wie in 4 und 5 gezeigt, hält das Halterelement 55 das Konzentrationssensorelement 51. im Einzelnen wird der Einführteil 512 des Konzentrationssensorelements 51 in den Element haltenden Teil 55H4 des Halterelements 55 eingeführt, und der Harzbefestigungsteil 513 des Konzentrationssensorelements 51, der in dem dritten gestuften Teil 55H3 angeordnet ist, wird mittels eines dichtenden Harzes 59, das den dritten gestuften Teil 55H3 füllt, fixiert. Das dichtende Harz 59 sieht eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen dem Konzentrationssensorelement 51 und dem Halterelement 55 vor.
Dadurch ist das Konzentrationssensorelement 51 so angeordnet, dass der distale Endteil 511, in dem der innere Heizelementdraht 518 angeordnet ist, von dem Halterelement 55 hin zur Seite des distalen Endes (abwärts in 1) ragt.
Das Halterelement 55 hält den distalen Endteil 421 des Innenrohrs 42 in dem Innenrohr-Halteteil 55H1 der Halterdurchgangsbohrung 55H. Ein distales Ende 422 des Innenrohrs 42 liegt an einer Innenrohr-Anliegefläche 55D an, die sich zwischen dem Innenrohr-Haltteil 55H1 und dem zweiten gestuften Teil 55H2 befindet, wodurch das Innenrohr 42 und das Halterelement 55 zueinander axial positioniert werden. Zwei Ringnute 55G1 und 55G2 sind in dem Innenrohr-Halteteil 55H1 der Halterdurchgangsbohrung 55H ausgebildet. O-Ringe 57, die in den jeweiligen Ringnuten 55G1 und 55G2 angeordnet sind, sehen eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen dem Halterelement 55 und dem Innenrohr 42 (elektrisch isolierende Schicht 43) vor.
Da das Halterelement 55, das das Konzentrationssensorelement 51 hält, und das Innenrohr 42 wie vorstehend erwähnt miteinander verbunden sind, sind der Großteil des proximalen Endteils 514 des Konzentrationssensorelements 51 und die gesamten Anschlussklemmen 52 in dem Innenrohr 42 angeordnet. In der vorliegenden Ausführung hält der distale Endteil 421 des Innenrohrs 42 mittels des Halterelements 55 indirekt das Konzentrationssensorelement 51. Weiterhin ist ein Trennstück 54 in dem Innenrohr 42 angeordnet, während das Konzentrationssensorelement 51 und die Anschlussklemmen 52 von dem Innenrohr 42 isoliert werden.
Als Nächstes wird das Trennstück 54 unter Bezug auf 7 beschrieben.
Das Trennstück 54 ist aus einem elektrisch isolierenden Harz mit gummiartiger Elastizität gebildet und nimmt eine im Wesentlichen säulenartige Form ein. Das Trennstück 54 weist einen Durchgangsbohrungswandteil 541, durch den sich zwei Durchgangsbohrungen 54H1 und 54H2 in der axialen Richtung parallel zueinander erstrecken, und einen wandartigen Zwischen-Anschlussklemmen-Isolierteil 548, der die beiden Durchgangsbohrungen 54H1 und 54H2 voneinander trennt, auf. Wie in 4 und 5 gezeigt, ermöglichen die beiden Durchgangsbohrungen 54H1 und 54H2 das Einführen der jeweiligen Anschlussklemmen 52 und der jeweiligen Leitungsdrähte 532 darin sowie deren Halten darin.
Distale Endteile der beiden Durchgangsbohrungen 54H1 und 54H2 stehen durch einen Bohrungsverbindungsteil 54H3 miteinander in Verbindung. Der Bohrungsverbindungsteil 54H3 und die Teile der Durchgangsbohrungen 54H1 und 54H2, die miteinander durch den Bohrungsverbindungsteil 54H3 in Verbindung stehen, nehmen den eingeführten proximalen Endteil 514 des Konzentrationssensorelements 51 auf. Demgemäß kann mittels eines proximalen Endes 515 des Konzentrationssensorelements 51, das an einem Element-Anliegeteil 549 des distalen Endes des Zwischen-Anschlussklemmen-Isolierteils 548 anliegt, das die beiden Durchgangsbohrungen 54H1 und 54H2 voneinander trennt, das Konzentrationssensorelement 51 in dem Trennstück 54 in der Richtung vom proximalen Ende zum distalen Ende, die das proximale Ende und das distale Ende des Trennstücks 54, d.h. in der axialen Richtung (siehe 5), positioniert werden.
Ein distaler Endteil einer Außenumfangsfläche 541G des Trennstücks 54 (Durchgangsbohrungswandteil 541) weist mehrere (in der vorliegenden Ausführung fünf) ringartige Anliegevorsprünge 547 auf, die entlang der Achse O angeordnet sind. Wenn das Trennstück 54 in den Innenzylinder 42 eingeführt wird, liegen die Anliegevorsprünge 547 an der Innenumfangfläche 421 des Innenrohrs 42 an und bewirken eine radiale Verformung des Durchgangsbohrungswandteils 541 (Trennstücks 54) nach innen.
Weiterhin ist ein distaler Endteil des Trennstücks 54 zu einem Innenrohr-Eingriffteil 546 ausgebildet, der radial nach außen ragt, mit dem distalen Ende 422 des Innenrohrs 42 greift und die Einführtiefe des Trennstücks 54 in das Innenrohr 42 festlegt (siehe 5). Wie später beschrieben wird, kann in der vorliegenden Erfindung das Ausüben von Zugkraft auf das Verbindungskabel 53 möglicherweise ein Ziehen des Trennstücks 54 in das Innenrohr 42 bewirken, da das Trennstück 54 teilweise die Anschlussklemmen 52 und das Konzentrationssensorelement 51 hält. Das Einrücken des Innenrohr-Eingriffteils 546 des Trennstücks 54 mit dem distalen Ende des Innenrohrs 42 kann aber unterbinden, dass das Trennstück 54 in den Innenrohr 42 gezogen wird, selbst wenn Zugkraft auf das Verbindungskabel 53 ausgeübt wird.
Das Trennstück 54 wird in folgendem Zustand in den distalen Endteil 421 des Innenrohrs 42 eingeführt: das Konzentrationssensorelement 51 wird in den Bohrungsverbindungsteil 54H3 und in die Teile der Durchgangsbohrungen 54H1 und 54H2 eingeführt, die miteinander durch den Bohrungsverbindungsteil 54H3 in Verbindung stehen; das proximale Ende 515 des Konzentrationssensorelements 51 liegt an dem Elementanliegeteil 549 an; und die Anschlussklemmen 52 und die Leitungsdrähte 532 sind in den jeweiligen Durchgangsbohrungen 54H1 und 54H2 angeordnet.
In der vorliegenden Ausführung tritt der Durchgangsbohrungswandteil 541 des Trennstücks 54 zwischen das Innenrohr 42 und die Anschlussklemmen 52 (siehe 4 und 5). Im Einzelnen tritt ein Anschlussklemmen-Innenrohr-Isolierteil 542 (siehe 7(b)), der ein axial mittlerer Teil des Trennstücks 54 (Durchgangsbohrungswandteil 541) ist, zwischen das Innenrohr 42 und die Anschlussklemmen 52. Dies verhindert zuverlässig Kontakt und resultierenden Kurzschluss zwischen den Anschlussklemmen 52 und dem Innenrohr 42.
Der Zwischen-Anschlussklemmen-Isolierteil 548 des Trennstücks 54 tritt zwischen die gepaarten Anschlussklemmen 52. Dies verhindert zuverlässig Kontakt und resultierenden Kurzschluss zwischen den Anschlussklemmen 52.
Weiterhin weist das Trennstück 54 wie vorstehend erwähnt die Anliegevorsprünge 547 an einem distalen Endteil desselben auf. Wenn das Trennstück 54 in das Innenrohr 42 eingeführt wird, wird somit ein Verformungsteil 543 des Durchgangsbohrungswandteils 541, auf dem die Anliegevorsprünge 547 ausgebildet sind, radial nach innen verformt.
Bevor das Trennstück 54 in das Innenrohr 42 eingeführt wird, werden das Konzentrationssensorelement 51, die Anschlussklemmen 52 und die Leitungsdrähte 532 lose in die beiden Durchgangsbohrungen 54H1 und 54H2 des Trennstücks 54 eingeführt.
Wenn aber das Trennstück 54 in das Innenrohr 42 eingeführt wird, liegen die Anliegevorsprünge 547 an der Innenumfangsfläche 421 des Innenrohrs 42 an, wodurch der Durchgangsbohrungswandteil 541 (Verformungsteil 543) radial nach innen verformt wird. Somit kommt, wie in 5 gezeigt, ein Anschlussklemmen haltender Teil 544 des Verformungsteils 543 des Durchgangsbohrungswandteils 541 in elastischen Kontakt mit den Anschlussklemmen 52, wodurch die Anschlussklemmen 52 gehalten werden. Selbst wenn der Sensor 1 zur Detektion von Flüssigkeitszustand Vibration oder Stößen ausgesetzt wird, wie nach Einbau desselben in das Kraftfahrzeug oder ähnliches, wird daher eine Vibration der Anschlussklemmen 52 unterbunden, da der Anschlussklemmen haltende Teil 544 die Anschlussklemmen 52 elastisch hält.
Analog kommt ein Element: haltender Teil 545 des Verformungsteils 543 des Durchgangsbohrungswandteils 541 in elastischen Kontakt mit dem Konzentrationssensorelement 51, wodurch das Konzentrationssensorelement 51 gehalten wird. Da der Element haltende Teil 545 das Konzentrationssensorelement 51 elastisch hält, wird somit selbst bei Auftreten von Vibration und Stößen die Vibration des Konzentrationssensorelements 51 unterbunden.
Demgemäß kann das Auftreten von Rissbildung oder eines ähnlichen Problems in den Verbindungen zwischen den Anschlussklemmen 52 und den jeweiligen Leitungsdrähten 532, die durch Löten oder dergleichen herstellt werden, in den Verbindungen zwischen den Anschlussklemmen 52 und dem Konzentrationssensorelement und in Teilen der Anschlussklemmen 52 und des Konzentrationssensorelements 51 in der Nähe der Verbindungen, die sich andernfalls aus Vibration der Anschlussklemmen 52 und des Konzentrationssensorelements 51 ergeben könnten, in geeigneter Weise verhindert werden.
Wie in 7(a) gezeigt, weist das Trennstück 54 in der vorliegenden Ausführung Schlitze 54S1 und 54S2 auf, die den Durchgangsbohrungswandteil 541 von der Außenumfangsfläche 541G zu den beiden Durchgangsbohrungen 54H1 und 54H2 durchdringen. Die Schlitze 54S1 und 54S2 bestehen aus äußeren V-förmigen Nutteilen 54S1A und 54S2A mit einem V-förmigen Querschnitt und schnittartigen Schlitzteilen 54S1B bzw. 54S2B und erstrecken sich entlang der Durchgangsbohrungen 54H1 bzw. 54H2 von einem Ende zum anderen Ende derselben (von einem proximalen Ende 54B zu einem distalen Ende 54C des Trennstücks 54). Das Bilden der Schlitze 54S1 und 54S2 für die beiden Durchgangsbohrungen 54H1 bzw. 54H2 erleichtert das Anordnen des Konzentrationssensorelements 51, der Anschlussklemmen 52 und der Leitungsdrähte 532 (Kerne 533) in den Durchgangsbohrungen 54H1 und 54H2. Im Einzelnen wird das Trennstück 54 wie folgt verwendet. Zuerst werden die Anschlussklemmen 52 mit dem Konzentrationssensorelement 51 verbunden, und die Leitungsdrähte 532 (Kerne 533) werden mit den jeweiligen Anschlussklemmen 52 verbunden. Anschließend wird das Trennstück 54 verformt, so dass die Schlitze 54S1 und 54S2 geöffnet werden. Das Konzentrationssensorelement 51, die Anschlussklemmen 52 und die Leitungsdrähte 532 (Kerne 533) werden durch die geöffneten Schlitze 54S1 und 54S2 in den entsprechenden Durchgangsbohrungen 54H1 und 54H2 angeordnet. Dies eliminiert die Notwendigkeit, zuvor die Leitungsdrähte 532 in die jeweiligen Durchgangsbohrungen 54H1 und 54H2 einzuführen. Selbst wenn weiterhin nur die sich von einem Kabelteil 531 des Verbindungskabels 53 erstreckenden Leitungsdrähte 532 in der vorliegenden Ausführung gekürzt werden, können die Leitungsdrähte 532 mit den jeweiligen Anschlussklemmen 52 verbunden werden. Dies eliminiert das Vorhandensein überschüssiger Teile der Leitungsdrähte 532 nach der Montage und bietet den Vorteil, dass die Montage erleichtert wird.
Als Nächstes wird die Schutzeinrichtung 58 des Flüssigkeitskonzentrationssensorteils 5 beschrieben.
Wie in 2 bis 5 gezeigt wird, umfasst die Schutzeinrichtung 58 einen zylindrischen Seitenteil 581 und einen Bodenteil 582, der das distale Ende des Seitenteils 581 verschließt. Die Schutzeinrichtung 58 nimmt die Form einer Kappe an, die einem Zylinder mit geschlossenem Boden ähnelt. Der Seitenteil 581 und der Bodenteil 582 haben Flüssigkeitsverbindungsbohrungen 58H1, 58H2 und 58H3, um die wässrige Harnstofflösung zwischen dem Innenbereich und dem Außenbereich der Schutzeinrichtung 58 fließen zu fassen. Der Seitenteil 582 weist Verriegelungszungen 583 in der Nähe seines proximalen Endes auf. Die Verriegelungszungen 583 werden durch Bilden jeweiliger Schnitte, die jeweils einem quadratischen Buchstaben U in dem Seitenteil 582 ähneln, und Biegen der Schnitt-Teile radial nach innen gebildet.
Die Schutzeinrichtung 58 ist so angeordnet, dass sie den Teil 553 kleinen Durchmessers des Halterelements 55 und den distalen Endteil 511 des Konzentrationssensorelements 51 durch Einrasten der Verriegelungszungen 583 in jeweiligen Schutzeinrichtungsverriegelungsnuten 55G3, die an der Außenumfangsfläche des Teils 553 kleinen Durchmessers des Halterelements 55 ausgebildet sind, umgibt.
Das Halterelement 55, das das Konzentrationssensorelement 51 und die Schutzeinrichtung 58 wie vorstehend erwähnt hält, wird von der Gummibuchse 56 mit einer Halter haltenden Bohrung 56H gehalten, deren Form der Geometrie des Halterelements 55 entspricht.
Die Gummibuchse 56 ist aus einem elektrisch isolierenden, stark polymeren Material mit gummiartiger Elastizität gebildet. Wie in 2 bis 5 gezeigt wird, umfasst die Gummibuchse 56 einen zylindrischen Buchsenkörperteil 561, durch den sich die Halter haltende Bohrung 56H koaxial erstreckt und der einen solchen Außendurchmesser hat, dass er in das Außenrohr 41 passt, sowie drei Verriegelungsvorsprünge 562, die an der Außenumfangsfläche des Buchsenkörperteils 561 ausgebildet sind, während sie in der Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandet sind, und die von dem Buchsenkörperteil 561 radial nach außen ragen. Die Halter haltende Bohrung 56H des Buchsenkörperteils 561 ist so geformt, dass sie das Halterelement 55 und die Schutzeinrichtung 58 durch engen Kontakt mit diesen halten kann.
Wie aus 3 und 4 mühelos hervorgeht, sind drei sich axial erstreckende Innenschlitze 56J an der Wandfläche der Halter haltenden Bohrung 56H ausgebildet. Ferner sind eine große Anzahl an sich axial erstreckenden Außenschlitzen 56G an der Außenumfangsfläche der Gummibuchse 56 (Buchsenkörperteil 561) in Bereichen zwischen den Verriegelungsvorsprüngen 562 ausgebildet (siehe 2 und 3). Die Innenschlitze 56J und die Außenschlitze 56G dienen als Fließnute, die ein Fließen der wässrigen Harnstofflösung zwischen der Seite des proximalen Endes und der Seite des distalen Endes der Gummibuchse 56 erlauben. Die Schutzeinrichtung 58 wird durch Verriegeln der Verriegelungsvorsprünge 562 in den jeweiligen Befestigungsbohrungen 41H des Außenrohrs 41 in dem Außenrohr 41 gehalten. Dadurch wird das Halterelement 55, das das Konzentrationssensorelement 51 und die Schutzeinrichtung 58 hält, durch die Gummibuchse 56 gehalten, die wiederum von dem Außenohr 41 gehalten wird, wodurch der gesamte Flüssigkeitskonzentrationssensorteil 5 zwischen dem distalen Endteil 411 des Außenrohrs 41 und dem distalen Endteil 421 des Innenrohrs 42 gehalten wird.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise des Flüssigkeitskonzentrationssensorteils 5 in der vorliegenden Ausführung zum Detektieren der Harnstoffkonzentration der wässrigen Harnstofflösung beschrieben.
Bei dem Sensor 1 zur Detektion von Flüssigkeitszustand der vorliegenden Ausführung legt der auf der Beschaltungsplatte 22 ausgebildete Steuerkreis Konstantstrom an dem Konzentrationssensorelement 51 des Flüssigkeitskonzentrationssensorteils 5 an, wodurch der innere Heizelementdraht 518 veranlasst wird, Wärme zu erzeugen Durch diesen Vorgang entsteht eine Detektionsspannung, die der Größe des Widerstands des inneren Heizelementdrahts 518 entspricht, in dem inneren Heizelementdraht 518. Der Steuerkreis detektiert eine Veränderung dieser Detektionsspannung, wodurch die Konzentration des in der wässrigen Harnstofflösung enthaltenen Harnstoffs detektiert wird. Im Einzelnen wird die Detektionsspannung unmittelbar nach Beginn des Anlegens von Elektrizität an dem Konzentrationssensorelement 51 und nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeitdauer ab Beginn des Anlegens der Elektrizität gemessen. Die Harnstoffkonzentration der wässrigen Harnstofflösung, die der Veränderung der Detektionsspannung während des vorbestimmten Zeitraums entspricht, wird aus der zuvor erhaltenen Beziehung zwischen der Harnstoffkonzentration der wässrigen Harnstofflösung und dem Veränderungsbetrag der Detektionsspannung erhalten.
In der vorliegenden Ausführung wird die Harnstoffkonzentration der wässrigen Harnstofflösung durch Verwendung der CPU und dergleichen des Steuerkreises detektiert. Der Steuerkreis gibt ein Konzentrationsangaben anzeigendes erhaltenes Signal durch das äußere Verbindungskabel 24 zu einem externen Schaltkreis (z.B. ECU) aus. Auf der Grundlage des Konzentrationsangaben anzeigenden Eingangssignals urteilt der externe Schaltkreis, ob die Konzentration der wässrigen Harnstofflösung innerhalb eines geeigneten Bereichs liegt. Wenn der externe Schaltkreis feststellt, dass die Konzentration außerhalb des geeigneten Bereichs fällt oder dass eine andere Flüssigkeit als wässrige Harnstofflösung in der wässrigen Harnstofflösung gemischt ist, benachrichtigt der externe Schaltkreis einen Fahrer darüber oder führt einen ähnlichen geeigneten Vorgang durch.
Während die vorliegende Erfindung unter Bezug auf die Ausführung beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern kann ohne Abweichen vom Wesen oder Schutzumfang der Erfindung geeignet abgewandelt werden.
Die obige Ausführung wird zum Beispiel beschrieben, während der Sensor 1 zur Detektion von Flüssigkeitszustand erwähnt wird, bei dem der Flüssigkeitsfüllstandsensorteil 4 und der Flüssigkeitskonzentrationssensorteil 5 miteinander verbunden sind. Die vorliegende Erfindung ist aber auf einen Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand anwendbar, der keine Funktion als Flüssigkeitsfüllstandssensor hat oder der kein Außenrohr hat. Die obige Ausführung wird beschrieben, während ein Verfahren zum Detektieren der Harnstoffkonzentration der wässrigen Harnstofflösung an dem Flüssigkeitskonzentrationssensorteil 5 erwähnt wird. Die Temperatur der wässrigen Harnstofflösung kann aber aus Widerstand gemessen werden, der unmittelbar nach Beginn des Anlegens von Elektrizität an dem Konzentrationssensorelement 51 (innerer Heizelementdraht 518) gemessen wird. Somit kann der Flüssigkeitszustandsdetektionssensor als Flüssigkeitstemperatursensor zum Messen der Temperatur der wässrigen Harnstofflösung neben der Funktion als Sensor zum Detektieren der Harnstoffkonzentration der wässrigen Harnstofflösung verwendet werden.
Die obige Ausführung wird beschrieben, während das Trennstück 54 erwähnt wird, das den Zwischen-Anschlussklemmen-Isolierteil 548 zum Isolieren der beiden parallelen Anschlussklemmen 52 voneinander aufweist. In dem Fall, da die Anschlussklemmen 52 nicht voneinander isoliert werden müssen, kann aber auf den Zwischen-Anschlussklemmen-Isolierteil 548 verzichtet werden. In dem Fall, da eine große Anzahl an Anschlussklemmen verwendet werden muss, kann ein Zwischen-Anschlussklemmen-Isolierteil mit einem komplizierteren Aufbau oder es können mehrere Zwischen-Anschlussklemmen-Isolierteile vorgesehen werden.
Bei der oben beschriebenen Ausführung sind nicht nur die Anschlussklemmen 52, sondern auch der proximale Endteil 514 des Konzentrationssensorelements 51 in dem Trennstück 54 angeordnet. Wenn aber nur zwischen den Anschlussklemmen und dem Innenrohr und zwischen den Anschlussklemmen Isolierung berücksichtigt werden muss, kann die vorliegende Erfindung so verkörpert werden, dass das Konzentrationssensorelement 51 nicht in dem Trennstück 54 angeordnet ist.
Die obige Ausführung wird beschrieben, während das Trennstück 54 erwähnt wird, das fünf Anliegevorsprünge 547 zum Verformen des Durchgangsbohrungswandteils 541 (Verformungsteil 543) radial nach innen aufweist. Die Anliegevorsprünge können aber bezüglich Menge, Anordnung, Form und dergleichen geeignet ausgelegt werden. Wenn eine Berücksichtigung des elastischen Haltens der Anschlussklemmen nicht erforderlich ist, während Isolierung zwischen den Anschlussklemmen und dem Innenrohr und Isolierung zwischen den Anschlussklemmen berücksichtigt werden, kann die vorliegende Ausführung so verkörpert werden, dass die Anliegevorsprünge nicht gebildet werden.
Entsprechend dem Sensor 1 zur Detektion von Flüssigkeitszustand der oben beschriebenen Ausführung wird das Trennstück 54 wie folgt ausgelegt. Bevor das Trennstück in das Innenrohr 42 eingeführt wird, werden das Konzentrationssensorelement 51, die Anschlussklemmen 52 und die Leitungsdrähte 532 lose in die beiden Durchgangsbohrungen 54H1 und 54H2 des Trennstücks 54 eingeführt. Wenn das Trennstück 54 in das Innenrohr 42 eingeführt wird, wird der Durchgangsbohrungswandteil 541 (Verformungsteil 543) radial nach innen verformt wird, wodurch die Anschlussklemmen 52 und das Konzentrationssensorelement 51 elastisch gehalten werden. Der Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand kann aber verkörpert werden, während er ein so ausgelegtes Trennstück aufweist, dass durch Reduzieren des Durchmessers der Durchgangsbohrungen oder Vorsehen von Vorsprüngen, die in das Innere der Durchgangsbohrung ragen, der Durchgangsbohrungswandteil des Trennstücks die Anschlussklemmen oder das Konzentrationssensorelement in den Durchgangsbohrungen elastisch hält, schon bevor das Trennstück in das Innenrohr eingeführt wird.
Bei der oben beschriebenen Ausführung wird das proximale Ende 515 des Konzentrationssensorelements 51 zum Anliegen an dem Elementanliegeteil 549 gebracht, der sich an dem distalen Ende des Zwischen-Anschlussklemmen-Isolierteils 548 des Trennstücks 54 befindet, wodurch das Konzentrationssensorelement 51 positioniert wird. Zum Positionieren des Konzentrationssensorelements kann aber ein anderer Teil des Konzentrationssensorelements an einem anderen Teil des Trennstücks anliegen. Der Sensor 1 zur Detektion von Flüssigkeitszustand der oben beschriebenen Ausführung weist die Beschaltungsplatte 22 auf, auf der der Steuerkreis angebracht ist. Der erfindungsgemäße Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand unterliegt aber keiner besonderen Beschränkung, solange ein Sensorelement, beispielsweise das Konzentrationssensorelement 51, und ein mit dem Sensorelement elektrisch in Verbindung stehendes elektrisches Leitwegelement, beispielsweise ein Kabel, vorgesehen werden; somit umfasst der erfindungsgemäße Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand einen Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand, der nicht den Steuerkreis enthält.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 Teilweise frei geschnittene Schnittansicht, die schematisch einen Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand nach der vorliegenden Ausführung und den Aufbau wesentlicher Teile des Sensors zeigt.
2 Fragmentarische, vergrößerte Seitenansicht eines Flüssigkeitskonzentrationssensorteils in einem Zustand gesehen, in dem ein Außenrohr von dem Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand gemäß der vorliegenden Ausführung entfernt ist.
3 Fragmentarische, vergrößerte Bodenansicht des Flüssigkeitskonzentrationssensorteils, in einem Zustand gesehen, in dem das Außenrohr von dem Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand gemäß der vorliegenden Ausführung entfernt ist.
4 Vertikale Schnittansicht entlang der Linie A-O-A' von 3, die den Flüssigkeitskonzentrationssensorteil des Sensors zur Detektion von Flüssigkeitszustand gemäß der vorliegenden Ausführung zeigt.
5 Teilweise freigeschnittene, vertikale Schnittansicht entlang der Linie B-O-B' von 3, die den Flüssigkeitskonzentrationssensorteil des Sensors zur Detektion von Flüssigkeitszustand gemäß der vorliegenden Ausführung zeigt.
6 Erläuternde Ansicht, die ein Sensorelement, Anschlussklemmen und Leitungsdrähte zur Verwendung in dem Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand gemäß der vorliegenden Ausführung und deren Verbindungen zeigt.
7 Ansichten, die ein Trennstück zur Verwendung in dem Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand gemäß der vorliegenden Ausführung zeigen, wobei (a) eine perspektivische Ansicht und (b) eine vertikale Schnittansicht ist.

1: Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand
2: Bodenabschnitt
22: Beschaltungsplatte
3: Sensorabschnitt
4: Flüssigkeitsfüllstandsensorteil
41: Außenrohr
41H: Befestigungsbohrung
42: Innenrohr (Halterrohr)
5: Flüssigkeitskonzentrationssensorteil
51: Konzentrationssensorelement
516: Innenleiter (Wärme erzeugender Widerstand)
52: Anschlussklemme (Anschlussklemmenelement)
53: Verbindungskabel (elektrisches Leitwegelement)
532: Leitungsdraht
533: Kern
54: Trennstück
54B: proximales Ende (des Trennstücks)
54C: distales Ende (des Trennstücks)
54H1, 54H2: Durchgangsbohrung
54H3: Bohrungsverbindungsteil
541: Durchgangsbohrungswandteil
541G: Außenumfangfläche (des Durchgangsbohrungswandteils)
542: Anschlussklemmen-Innenrohr-Isolierteil (Anschlussklemmen-Rohr-Isolierteil) (des Durchgangsbohrungswandteils)
544: Anschlussklemmen haltender Teil
545: Element haltender Teil
546: Innenrohr-Eingriffteil
547: Anliegevorsprung (vorstehender Teil)
548: Zwischen-Anschlussklemmen-Isolierteil
549: Elementanliegeteil (des Zwischen-Anschlussklemmen-Isolierteils)
54S1, 54S2: Schlitz
55: Halterelement
56: Gummi

Claims

Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand, wobei mindestens ein Teil desselben in zu messende Flüssigkeit eingetaucht ist und der zum Detektieren eines Zustands der zu messenden Flüssigkeit ausgelegt ist, mit: – einem Sensorelement, wobei mindestens ein Teil desselben in die zu messende Flüssigkeit eingetaucht ist; – einem fest an dem Sensorelement angebrachten Anschlussklemmenelement; – einem elektrischen Leitwegelement, das mit dem Anschlussklemmenelement verbunden ist und mittels des Anschlussklemmenelements mit dem Sensorelement elektrisch in Verbindung steht; – einem sich in eine Längsrichtung erstreckenden Halterrohr, das das Sensorelement direkt oder indirekt an einem distalen Endteil desselben hält und das mindestens einen Teil des elektrischen Leitwegelements und mindestens einen Teil des Anschlussklemmenelements umgibt, und – einem zwischen dem Anschlussklemmenelement und dem Halterrohr tretenden Trennstück, das das Anschlussklemmenelement und den Halterrohr voneinander isoliert.
Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere der Anschlussklemmenelemente vorgesehen sind und das Trennstück einen Zwischen-Anschlussklemmen-Isolierteil umfasst, der zwischen die Anschlussklemmenelemente tritt und die Anschlussklemmenelemente voneinander isoliert.
Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennstück aus einem elastischen Material gebildet ist und einen Anschlussklemmen haltenden Teil umfasst, der das Anschlussklemmenelement in dem Halterrohr elastisch hält.
Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement von dem Halterrohr teilweise umgeben ist und das Trennstück einen Element haltenden Teil umfasst, der das Sensorelement in dem Halterrohr hält.
Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das den Element haltenden Teil umfassende Trennstück aus einem elastischen Material gebildet ist und der Element haltende Teil das Sensorelement elastisch hält.
Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement teilweise von dem Halterrohr umgeben ist, das Trennstück aus einem elastischen Material gebildet ist und mehrere abstehende Teile umfasst, die von einer Außenumfangsfläche desselben abstehen und entlang der Längsrichtung vorgesehen sind, und wobei die abstehenden Teile des Trennstücks mit einer Innenumfangsfläche des Halterrohrs in Kontakt kommen, mindestens ein Teil des Trennstücks radial nach innen elastisch verformt wird, wodurch das Trennstück das Sensorelement und das Anschlussklemmenelement in dem Halterrohr elastisch hält.
Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennstück einen Innenrohr-Eingriffteil umfasst, der von der Außenumfangsfläche desselben absteht und einen Außendurchmesser aufweist, der größer als ein Innendurchmesser des Halterrohrs ist, und der Innenrohr-Eingriffteil des Trennstücks mit einem distalen Ende des Halterrohrs in Eingriff steht.
Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement teilweise von dem Halterrohr umgeben ist und das Trennstück einen Elementanliegeteil umfasst, der am Sensorelement anliegt und das Sensorelement in dem Trennstück entlang einer Richtung vom proximalen Ende zum distalen Ende positioniert.
Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennstück aus einem elastischen Material gebildet ist und einen Durchgangsbohrungswandteil aufweist, durch den sich eine Durchgangsbohrung zum Aufnehmen mindestens eines von elektrischem Leitwegelement und Anschlussklemmenelement erstreckt, und dass der Durchgangsbohrungswandteil einen Schlitz aufweist, der sich entlang der Durchgangsbohrung von einem Ende zum anderen Ende der Durchgangsbohrung erstreckt und von einer Außenumfangsfläche des Durchgangsbohrungswandteils zu der Durchgangsbohrung eindringt und dass mittels Öffnen des Schlitzes durch Verformung des Trennstücks mindestens eines von elektrischem Leitwegelement und Anschlussklemmenelement durch den Schlitz in die Durchgangsbohrung gesetzt werden kann.
Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement eine erste Keramikschicht, eine die erste Keramikschicht überlagernde zweite Keramikschicht und einen zwischen der ersten Keramikschicht und der zweiten Keramikschicht angeordneten Wärme erzeugenden Widerstand umfasst, der einen Widerstand aufweist, der sich mit seiner eigenen Temperatur ändert; und dass bei Anlegen von Elektrizität an dem Wärme erzeugenden Widerstand mittels des Anschlussklemmenelements der Wärme erzeugende Widerstand ein Ausgangssignal bezüglich eines Zustands der zu messenden Flüssigkeit ausgibt.
Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand nach einem der Ansprüche 1 bis 10, welcher weiterhin ein sich in der Längsrichtung erstreckendes und das Halterrohr von radial von außen umgebendes Außenrohr umfasst, wobei das Außenrohr und das Halterrohr dazwischen einen Füllstandsensorteil bilden, der als Kondensator dient, dessen Kapazität sich mit einem Füllstand der zu messenden Flüssigkeit ändert.
Sensor zur Detektion von Flüssigkeitszustand nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zu messende Flüssigkeit eine wässrige Harnstofflösung ist.