DE102007027708A1

DE102007027708A1 - Fluiddrucksensorvorrichtung und entsprechendes Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE102007027708A1
Application number: DE200710027708
Authority: DE
Inventors: Roland Guenschel; Maxime Loidreau
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-06-15
Filing date: 2007-06-15
Publication date: 2008-12-18

Abstract

Die Erfindung schafft eine Fluiddrucksensorvorrichtung zum Erfassen eines Drucks eines in einem durch einen Stopfen (ST) verschlossenen Fluidbehälter (FL) befindlichen Fluids (W) mit einer in dem Stopfen (ST) integrierten Drucksensoreinrichtung (SE), welche durch einen im Stopfen (ST) vorgesehenen Druckkanal (K) mit einem Druck (P) des Fluids (W) beaufschlagbar ist. Die Erfindung schafft ebenfalls ein entsprechendes Herstellungsverfahren.

Description

STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fluiddrucksensorvorrichtung zum Erfassen eines Drucks eines in einem durch einen Stopfen verschlossenen Fluidbehälter befindlichen Fluids sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren.
Obwohl auf beliebige Fluiddrucksensorvorrichtungen anwendbar, werden die vorliegende Erfindung und die ihr zugrundeliegende Problematik im Hinblick auf einen Einsatz in verkorkten Weinflaschen erläutert.
Bei der Flaschenreifung von Weinen beginnt ein langer Entwicklungsprozess, der unter Umständen erst nach vielen Jahren zum Höhepunkt gelangt. Die meisten Vorgänge während des Reifens sind durch Reaktionen zwischen den Inhaltsstoffen im Wein bzw. deren Zerfall bestimmt. Insbesondere bei hochwertigen Schaumweinen verändert sich während des Reifeprozesses neben der chemischen Zusammensetzung auch der Druck des Weins in der Flasche. Dieser Flaschendruck kann als Monitor für den Zustand des Verschlusses, z. B. eines Korkens, den Reifegrad und letztendlich die Qualität des Weines dienen. Typische Werte des optimalen Flaschendrucks liegen bei ca. 3,5 bar, werden aber bisher nicht kontrolliert.
Die DE 100 32 579 A1 offenbart einen mikromechanisch herstellbaren Drucksensorchip.
Die DE 103 60 780 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Erfassung und Übertragung wenigstens eines den Zustand eines Luftreifens charakterisierenden Messsignals mit einem Sensormodul zur Erfassung und Verarbeitung des den Zustand des Reifens charakterisierenden Messsignals, einer Sendeeinrichtung zur drahtlosen Übermittlung der verarbeiteten Messsignale und einer Energieversorgungseinheit zum Versorgen des Sensormoduls und der Sendeeinrichtung mit Energie. Die Energieversorgungseinheit weist eine in einen flexiblen Träger eingebettete Pick-up-Spule auf.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Die in Anspruch 1 definierte erfindungsgemäße Fluiddrucksensorvorrichtung bzw. das entsprechende Herstellungsverfahren nach Anspruch 11 bieten gegenüber herkömmlichen Lösungen den Vorteil, dass sie einfach aufgebaut und leicht montierbar ist.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee liegt in der Integration einer Drucksensoreinrichtung in einem Verschlussstopfen eines Fluidbehälters.
Die Überwachung des Druckverlaufs über die Reifezeit ermöglicht eine Überwachung und gegebenenfalls Optimierung des Reifeprozesses und eine Aussortierung von qualitativ minderwertiger Ware bzw. Vermeidung von Lieferung schlechter Ware. Eine computergestützte Erfassung der Druck-Zeit-Verläufe von typischerweise mehreren tausend Weinflaschen in einem Lager verschafft einen schnellen Überblick über den Reifezustand. Anhand der Druckerfassung lassen sich Weinflaschen mit defektem Verschluss, z. B. zu stark luftdurchlässigem Korken, identifizieren und deren Auslieferung vermeiden. Eine Sensor-ID ermöglicht eine Rückverfolgbarkeit zum Endkunden. Eine optinionale Druck-/Temperaturanzeige auf dem Korken kann eine Imagewirkung und damit eine verkaufsfördernde Wirkung haben. Außerdem ermöglicht der Drucksensor in Verbindung mit einer LCD-Anzeige, dem Konsumenten vor dem Öffnen der Flasche sich auf einen eventuell zu hohen Druck, z. B. nach einem Transport der Flasche, einzustellen.
Die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des Gegenstandes der Erfindung.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Drucksensoreinrichtung eine Sendeeinrichtung zum drahtlosen Aussenden von verarbeiteten Druckmesssignalen auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist eine Empfangseinrichtung zum Empfangen der von der Sendeeinrichtung drahtlos ausgesendeten verarbeiteten Druckmesssignalen vorgesehen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Empfangseinrichtung eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der empfangenen verarbeiteten Druckmesssignale auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen empfangener verarbeiteter Druckmesssignale im Stopfen vorgesehen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der Stopfen ein Korken.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Drucksensoreinrichtung auf einer Leiterplatte vorgesehen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Drucksensoreinrichtung folgende auf der Leiterplatte montierte Komponenten auf: einen Drucksensorchip, eine Energieversorgungseinrichtung und eine Antenneneinrichtung.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Anzeigeeinrichtung eine Temperaturanzeige auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Empfangseinrichtung eine Speichereinrichtung zum Speichern von einem Druck-Zeit-Verlauf auf.
ZEICHNUNGEN
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
1A, B schematische Schnittdarstellungen einer Fluiddrucksensorvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und zwar 1A eine schematische Ansicht des Stopfens mit integrierter Sensorvorrichtung und 1B einen Querschnitt der Sensorvorrichtung; und
2 eine schematische Ansicht des Stopfens mit integrierter Sensorvorrichtung und Anzeigeeinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.
1A, B sind schematische Schnittdarstellungen einer Fluiddrucksensorvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und zwar 1A eine schematische Ansicht des Stopfens mit integrierter Sensorvorrichtung und 1B einen Querschnitt der Sensorvorrichtung.
In 1 bezeichnet Bezugszeichen FL den Flaschenkopf einer mit Schaumwein gefüllten Flasche. Eingesetzt in den Flaschenhals FL ist ein Stopfen ST in Form eines Flaschenkorkens. In dem Stopfen ST vorgesehen ist ein Druckkanal K, durch den ein Druck P des Weines W zu einer in dem Stopfen ST integrierten Drucksensoreinrichtung SE leitbar ist. Die Drucksensoreinrichtung SE besteht im Wesentlichen aus einer Leiterplatte LP, auf der ein Drucksensorchip DC, ein Auswertechip A und eine Energieversorgungseinrichtung EV montiert sind.
Die Drucksensoreinrichtung SE ist im Detail in 1B gezeigt. Die beiden Chips DC, A sind im Flip-Chip-Verfahren mittels Lotbällchen L auf die Leiterplatte LP montiert. Auf der den Chips DC, A abgewandten Seite der Leiterplatte LP sind die Energieversorgungseinrichtung EV, z. B. eine Batterie oder eine Energieversorgungseinrichtung mit elektromagnetischer Einkopplung, angebracht. Ebenfalls auf der den Chips DC, A abgewandten Seite angebracht sind ein RF-Antennenelement AN1 und ein LF-Antennenelement AN2.
Eine wichtige Anforderung für die Drucksensoreinrichtung SE, welche in dem Stopfen ST betrieben wird, liegt in einem möglichst geringen Stromverbrauch des Drucksensorchips DC, da die Drucksensoreinrichtung SE typischerweise mehrere Jahre in dem Stopfen ST betrieben wird. Die Stromaufnahme kann durch hochohmige Brückenwiderstände bzw. ein Versorgen der Sensorbrücke nur zu diskreten Zeitpunkten weiter verringert werden.
Der Drucksensorchip DC sollte typischerweise auf einen maximalen Druck im Bereich 6–10 bar ausgelegt werden, um somit alle Weinanwendungen abzudecken.
Der Drucksensorchip DC ermöglicht eine Kommunikation über Funksignale RF mit einer Empfangseinrichtung E zum Empfangen der von einer Sendeeinrichtung des Auswertechips A drahtlos ausgesendeten verarbeiteten Druckmesssignale. Ebenfalls vorgesehen in der Empfangseinrichtung E ist eine Anzeigeeinrichtung DI zum Anzeigen der empfangenen bearbeiteten Drucksignale. Bei Anwendung in einem Weindepot kann die Empfangseinrichtung E Teil einer Computereinrichtung sein, mittels derer die Druck-Zeit-Verläufe der gelagerten Weinflaschen nicht nur angezeigt werden können, sondern anderweitig ausgewertet werden können. Hierzu ist es zweckmäßig, dass eine Flaschenkennung mit einer entsprechenden ID über die Funksignale RF gesendet wird, sodass defekte bzw. verdorbene Weinflaschen individuell ausgefiltert werden können.
Dadurch dass die Leiterplatte LP mit den erwähnten Bauelementen A, DC, EV, AN1, AN2 in Flip-Chip-Technologie ausgeführt ist, kann die Integration der Drucksensoreinrichtung SE in den Stopfen ST einfach durch Verpressen von Korkteilstücken mit Leim ausgeführt werden.
2 ist eine schematische Ansicht des Stopfens mit integrierter Sensorvorrichtung und Anzeigeeinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bei der zweiten Ausführungsform ist die Empfangseinrichtung E mit der Anzeigeeinrichtung DI' im Stopfen ST untergebracht, um dem Endverbraucher ein unmittelbares Ablesen des Flaschendrucks zu ermöglichen. Dies lässt sich beispielsweise mittels einer kleinen LCD-Anzeige ermöglichen, welche optionalerweise zusätzlich auch noch die Umgebungstemperatur anzeigt, um so dem Endverbraucher eine Kontrolle der optimalen Lagertemperatur zu ermöglichen.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele erläutert worden ist, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auch in unterschiedlichster anderer Weise ausführbar. Obwohl die vorliegende Erfindung anhand eines Korkstopfens erläutert wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auch für Kunststoffstopfen oder sonstige Verschlüsse mit Stopfenelementen anwendbar.
Obwohl die oben beschriebenen Ausführungsformen sich alle auf die Anwendung im Weinflaschenbereich zur Messung des Drucks verkork(s)ter Flaschenweine bezogen, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern kann für beliebige Fluide in beliebigen durch einen Stopfen verschlossenen Fluidbehältern verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10032579 A1 [0004]
- DE 10360780 A1 [0005]

Claims

Fluiddrucksensorvorrichtung zum Erfassen eines Drucks eines in einem durch einen Stopfen (ST) verschlossenen Fluidbehälter (FL) befindlichen Fluids (W) mit: einer in dem Stopfen (ST) integrierten Drucksensoreinrichtung (SE), welche durch einen im Stopfen (ST) vorgesehenen Druckkanal (K) mit einem Druck (P) des Fluids (W) beaufschlagbar ist.
Fluiddrucksensorvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Drucksensoreinrichtung (SE) eine Sendeeinrichtung (A) zum drahtlosen Aussenden von verarbeiteten Druckmesssignalen aufweist.
Fluiddrucksensorvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Empfangseinrichtung (E) zum Empfangen der von der Sendeeinrichtung (A) drahtlos ausgesendeten verarbeiteten Druckmesssignalen.
Fluiddrucksensorvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Empfangseinrichtung (E) eine Anzeigeeinrichtung (DI; DI') zum Anzeigen der empfangenen verarbeiteten Druckmesssignale aufweist.
Fluiddrucksensorvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Anzeigeeinrichtung (DI; DI') zum Anzeigen empfangener verarbeiteter Druckmesssignale im Stopfen (ST) vorgesehen ist.
Fluiddrucksensorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stopfen (ST) ein Korken ist.
Fluiddrucksensorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Drucksensoreinrichtung (SE) auf einer Leiterplatte (LP) vorgesehen ist.
Fluiddrucksensorvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Drucksensoreinrichtung (SE) folgende auf der Leiterplatte (LP) montierte Komponenten aufweist: einen Drucksensorchip (DC), eine Energieversorgungseinrichtung (EV) und eine Antenneneinrichtung (AN1; AN2).
Fluiddrucksensorvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Anzeigeeinrichtung (DI; DI') eine Temperaturanzeige aufweist.
Fluiddrucksensorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Drucksensoreinrichtung (SE) eine Speichereinrichtung zum Speichern von einem Druck-Zeit-Verlauf aufweist.
Verfahren zum Herstellen einer Fluiddrucksensorvorrichtung nach Anspruch 6 mit den Schritten: Bereitstellen einer Mehrzahl von Teilstücken des Korkens; Verpressen der Drucksensoreinrichtung (SE) mit den Teilstücken unter Hinzugabe eines Bindemittels.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Druckkanal (K) während des Verpressens freigehalten wird.