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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung eingerichtet für eine Brennkraftmaschine, aufweisend wenigstens einen Sensor zur Bestimmung von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine und eine Kühlvorrichtung zur Kühlung der Sensoren.
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Es ist bekannt, dass bei Brennkraftmaschinen Betriebsparameter erfasst werden müssen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn bei der Entwicklung von Brennkraftmaschinen sogenannte Prüfstandsversuche durchgeführt werden. Dabei werden die Brennkraftmaschinen in unterschiedlichen Betriebssituationen auf einem Prüfstand betrieben und dabei eine Vielzahl von unterschiedlichsten Betriebsparametern überwacht. Einige Betriebsparameter sind dabei von entscheidender Bedeutung und nur mit aufwendiger Sensorik messbar. Dabei handelt es sich insbesondere um Drucksensoren, welche häufig mit piezoelektrischer Funktionsweise ausgestattet sind. Um einzelne Betriebsparameter zu erfassen, ist dabei häufig die Kühlung dieser einzelnen Sensoren notwendig.
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Die
DE 10 2005 021 433 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Kühlmittelversorgung von zur Überwachung bzw. Vermessung eines auf einem Prüfstand befindlichen Verbrennungsmotors dienenden Druckaufnehmern.
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Die
DE 44 18 656 A1 betrifft einen gekühlten Drucksensor mit einem ersten Gehäuseteil und darin angeordneten Zu- und Ableitungen für ein Kühlmedium, sowie mit einem von einer Membran gasdicht verschlossenen, ein kraft- oder verschiebungsmessendes Geberelement aufnehmenden zweiten Gehäuseteil.
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Die
US 5 915 343 A offenbart ein System und Vorrichtung zur schnellen Kühlung von Motoren auf einem Prüfstand.
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Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist es, dass die Kühlung der einzelnen Sensoren sehr aufwendig ist. So ist insbesondere darauf hinzuweisen, dass Sensoren an einer Vielzahl unterschiedlichster Stellen angebracht werden müssen, um einen genauen Überblick über Druckverteilungen und Druckverläufe beim Prüfstandsversuch zu erhalten. Das bedeutet aber auch, dass jeder dieser einzelnen Sensoren mit entsprechenden Kühlleitungen verbunden und verkabelt werden muss. Dies führt zu einem hohen Aufwand und zu einer Einzelplatzlösung, die nicht standardisiert ist. Diese hohe Komplexität führt dazu, dass eine einmal angebrachte Kühlvorrichtung nur für diesen einzelnen Versuch an diesem einzelnen Prüfstand eingesetzt werden kann. Jeder weitere Prüfstandsversuch an einer anderen Brennkraftmaschine muss wiederum neu verkabelt und neu mit Kühlleitungen versehen werden. Dies führt zu einem deutlich erhöhten Aufwand für den jeweiligen Prüfstandsversuch und damit zum Zeitverlust in der Entwicklung einer entsprechenden Brennkraftmaschine. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise die Bestimmung von Betriebsparametern einer Brennkraftmaschine, insbesondere bei einem Prüfstandsversuch, zu ermöglichen.
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Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Sensorvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Kühlvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Erfindungsgemäß wird eine Sensorvorrichtung für eine Brennkraftmaschine vorgeschlagen. Diese Sensorvorrichtung weist wenigstens einen Sensor, insbesondere wenigstens zwei Sensoren zur Bestimmung von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine auf. Darüber hinaus ist eine Kühlvorrichtung zur Kühlung der Sensoren vorgesehen. Die Kühlvorrichtung ist mit einer Kältemaschine zur Kühlung von Kühlmittel ausgestattet. Diese Kältemaschine stellt an einem Vorlaufanschluss gekühltes Kühlmittel bereit und empfängt an einem Rücklaufanschluss erwärmtes Kühlmittel. Dabei ist mit dem Vorlaufanschluss über einen Vorlauf ein Verteiler und mit dem Rücklaufanschluss über einen Rücklauf ein Sammler fluidkommunizierend verbunden. Der wenigstens eine Sensor ist fluidkommunizierend mit dem Verteiler über einen eigenen Sensorvorlauf und mit dem Sammler über einen eigenen Sensorrücklauf fluidkommunizierend verbunden.
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Dabei ist darauf hinzuweisen, dass es sich insbesondere auch um wenigstens zwei Sensoren handeln kann. Da üblicherweise eine Vielzahl von unterschiedlichen Sensoren mit entsprechender Kühlleistung beaufschlagt werden muss, ist häufig eine deutlich höhere Zahl von Sensoren im Einsatz. Zum Beispiel können auch deutlich mehr Sensoren in einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung zum Einsatz kommen. Jedoch kommen die erfindungsgemäßen Vorteile bereits bei der Anwendung mit wenigstens einem Sensor bereits zum Tragen. Die Vorteile verstärken sich jedoch deutlich, wenn eine deutlich größere Anzahl von Sensoren eingesetzt wird.
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Bei den Sensoren handelt es sich um die Sensorik zur Bestimmung von Betriebsparametern. Solche Betriebsparameter sind insbesondere Druckparameter im Betrieb der Brennkraftmaschine. Um die Kühlung zu gewährleisten, kann als Kühlmittel zum Beispiel Wasser oder eine andere Flüssigkeit eingesetzt werden. Auch hochwertigere Kühlmittel mit unterschiedlichen Kühlleistungen bzw. Kühlfaktoren sind dabei als Kühlmittel denkbar. Die Kältemaschine dient dazu, das Kühlmittel in einer bestimmten Temperatur vorzuhalten. Dafür kann die Kältemaschine mit einem entsprechenden Verdichter und einem entsprechenden Drosselventil sowie einem zugehörigen Wärmetauscher die Kühlungsleistung selbst zur Verfügung stellen. Auch ist es denkbar, dass über einen Wärmetauscher von einem separaten Kühlkreislauf die Kühlleistung für das zu kühlende Kühlmittel zur Verfügung gestellt wird. In der Kältemaschine kann dabei ein Reservoir angeordnet sein, in welchem sich das Kühlmittel befindet. Auch ist vorzugsweise in der Kältemaschine bereits eine Pumpvorrichtung angeordnet, um das Kühlmittel entlang einer Strömungsrichtung durch den gesamten Kühlkreislauf der Kühlvorrichtung zu pumpen.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass bei der Verbindung der einzelnen Bauteile bzw. der einzelnen Verbindungsleitungen im Sinne der vorliegenden Erfindung von einer fluidkommunizierenden Verbindung für das Kühlmittel auszugehen ist. Dabei ist das Kühlmittel insbesondere als Flüssigkeit ausgestaltet.
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Erfindungsgemäß teilt sich nun die Kühlvorrichtung auf im Wesentlichen zwei Bestandteile auf. Dabei handelt es sich zum einen um den gemeinsamen Bestandteil der Kältemaschine, des Vorlaufs, des Rücklaufs sowie des Verteilers und des Sammlers. Der Verteiler bzw. der Sammler stellen sozusagen die fluidkommunizierende Schnittstelle zu den einzelnen Sensoren dar. Somit wird die Komplexität der Anzahl der Sensoren nur noch auf einen Teil der gesamten Kühlvorrichtung ausgelagert. Die einzelnen Sensoren sind dabei mit spezifischen und eigenen Sensorvorläufen und Sensorrückläufen ausgestattet. Diese werden über den Verteiler bzw. den Sammler zusammengeführt, so dass an der Kältemaschine selbst nur noch ein einziger Vorlauf und ein einziger Rücklauf eingesetzt werden müssen.
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Diese Aufteilung in einen komplexeren und einen vereinfachten Teil der Kühlvorrichtung kann sich auch in der Steuerungslogik niederschlagen. So sind einzelne Ausführungselemente der Kühlvorrichtung, insbesondere die einzelnen Ventile bzw. die einzelnen Sensoren direkt miteinander verdrahtet oder mit einem Bussystem ausgestattet, um in einfacher, kostengünstiger und vor allem schneller Weise eine entsprechende Steuerungslogik zu implementieren bzw. aufzubauen. Die einzelnen fluidkommunizierenden Bauteile sind miteinander vorzugsweise über Schläuche oder andere Leitungen verbunden. Sofern eine Trennbarkeit notwendig ist, handelt es sich zwischen den einzelnen fluidkommunizierenden Bauteilen vorzugsweise um Steckverbindungen, die ebenfalls einfach, schnell und kostengünstig montierbar sind.
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Im Betrieb einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung wird nun mithilfe der Kältemaschine gekühltes Kühlmittel am Vorlaufanschluss zur Verfügung gestellt. Mithilfe einer Pumpvorrichtung, welche zum Beispiel in der Kältemaschine angeordnet sein kann, kann nun eine Zwangskonvektion für das gekühlte Kühlmittel gewährleistet werden, so dass dieses über den Vorlauf zum Verteiler strömt. Dort teilt sich der Strom des gekühlten Kühlmittels auf die einzelnen und spezifischen Sensorvorläufe auf, so dass jedem Sensor entsprechend dem eigenen Sensorvorlauf gekühltes Kühlmittel zugeführt wird. Der Sensor, welcher sich an dem jeweiligen Ort im jeweiligen Betrieb erwärmt, wird durch das Kühlmittel gekühlt, so dass das Kühlmittel Wärme vom Sensor aufnehmen und von diesem abführen kann. Auf diese Weise erwärmtes Kühlmittel strömt durch die einzelnen und spezifischen Sensorrückläufe zurück und wird in einem Sammler auf den gemeinsamen Rücklauf gebündelt. Das erwärmte Kühlmittel strömt nun durch den gemeinsamen Rücklauf zum Rücklaufanschluss der Kältemaschine, so dass es dort wieder auf die gewünschte Kühltemperatur reduziert bzw. abgekühlt werden kann. Bei dieser Beschreibung handelt es sich sozusagen um den geschlossenen Kühlkreislauf für die einzelnen Sensoren.
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Wie aus der voranstehenden Erläuterung ersichtlich wird, kann eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung eine Vielzahl von Vorteilen bieten. Zum einen können einzelne Sensoren, welche zum Beispiel bereits vorab an der Brennkraftmaschine platziert worden sind, mit entsprechenden spezifischen und eigenen Sensorvorläufen und Sensorrückläufen ausgestattet werden. Diese Sensorvorläufe und Sensorrückläufe können über die fluidkommunizierende Schnittstelle des Verteilers und des Sammlers an einen ebenfalls bereits standardisierten und vorbereiteten Teil der Kühlvorrichtung, nämlich den Vorlauf und den Rücklauf sowie die Kältemaschine, angeschlossen werden. Somit ist es möglich, beim Aufbau eines Prüfstandversuchs besonders schnell und vor allem in standardisierter und damit flexibel einsetzbarer Weise die Kühlleistung für die einzelnen Sensoren zur Verfügung zu stellen. In gleicher Weise kann selbstverständlich auch eine Sensorkommunikation zur Erfassung der einzelnen Betriebsparameter von den einzelnen Sensoren zur Verfügung gestellt sein.
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Es kann von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung im Sensorrücklauf der wenigstens eine Sensor jeweils ein Durchflusssensor zur Bestimmung der Durchflussmenge an Kühlmittel durch den jeweiligen Sensorrücklauf angeordnet ist. Damit kann die Durchflussmenge durch den jeweiligen Sensorrücklauf erfasst werden, so dass eine Kontrolle, insbesondere in Form einer Steuerung oder einer Regelung auf diesen einzelnen Parameter zurückgreifen kann. Es erfolgt also die Überwachung der Kühlleistung für den jeweiligen Sensor am entsprechenden Sensorrücklauf anhand des entsprechenden Volumenstroms an Kühlmittel. Selbstverständlich kann die Kontrolle und damit die Steuerung und/oder die Regelung noch weiter verbessert werden, wenn zusätzlich auch die Temperatur des Kühlmittels im Rücklauf bestimmt wird, so dass mithilfe der Temperaturdifferenz und Korrelation zum Volumenstrom die tatsächliche Kühlleistung für den jeweiligen Sensor spezifisch ermittelbar wird. Bei den Durchflusssensoren kann es sich zum Beispiel um sogenannte Turbinensensoren handeln. Selbstverständlich ist es grundsätzlich auch denkbar, alternativ oder zusätzlich im Bereich des gemeinsamen Rücklaufs einen Durchflusssensor in gleicher Weise vorzusehen, um die Kühlleistung hinsichtlich der Durchflussmenge für das Gesamtsystem der Sensorvorrichtung zu ermitteln.
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Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung im Vorlauf und/oder im Rücklauf ein Drucksensor angeordnet ist zur Bestimmung des Innendrucks im Vorlauf und/oder im Rücklauf. Bei diesen Drucksensoren handelt es sich insbesondere um analoge Drucksensoren. Die Information über den Druck im Vorlauf und/oder im Rücklauf kann ebenfalls direkt oder über ein Bussystem an eine entsprechende Kontrolleinheit für eine Steuerungslogik zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere bei der später noch erläuterten Druckluftspülung für die einzelnen Sensorvorläufe und Sensorrückläufe kann hier eine zusätzliche Information an eine Kontrolleinheit zur Verfügung gestellt werden.
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Darüber hinaus von Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung die Sensorvorläufe der wenigstens einen Sensor jeweils einen Druckluftanschluss aufweisen, welche mit einer Druckluftquelle verbunden oder verbindbar sind. Die Druckluftquelle kann somit Teil der Sensorvorrichtung sein, aber auch separat von dieser ausgestaltet werden. So kann es sich bei der Druckluftquelle zum Beispiel um einen eigenen Kompressor handeln, welcher wiederum als zentrale Einheit für sämtliche einzelnen Sensoren zur Verfügung gestellt ist. Jedoch ist es auch denkbar, dass als Druckluftquelle ein Anschluss an ein Druckluftnetz in einem Unternehmen zur Verfügung gestellt wird. Die Druckluftanschlüsse können dazu verwendet werden, ein Durchspülen der einzelnen Kreisläufe zu den einzelnen Sensoren zur Verfügung zu stellen. So ist es beispielsweise manchmal notwendig, einzelne Sensoren oder alle Sensoren neu zu kalibrieren oder zu rekalibrieren. Dafür kann bei einzelnen Sensoren die Freiheit von Kühlmitteln notwendig sein. Um nun aus der Vielzahl von Sensorvorläufen und Sensorrückläufen das Kühlmittel zu entfernen, kann mithilfe des Druckluftanschlusses eine entsprechende Druckbeaufschlagung mit einer Druckluft erfolgen, so dass auf diese Weise Kühlmittel durch die Druckluft aus dem Sensorvorlauf sowie dem Sensorrücklauf verdrängt wird, so dass der Bereich um den Sensor kühlmittelfrei ausgebildet wird. Die entsprechende Kalibrierung, Rekalibrierung oder Neukalibrierung, wie auch eine Demontage oder Montage einzelner Sensoren ist auf diese Weise einfach, kostengünstig, schnell, leckagefrei und insbesondere sogar automatisiert oder teilautomatisiert denkbar.
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Darüber hinaus von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung zwischen jedem Druckluftanschluss und dem Verteiler ein Rückschlagventil angeordnet ist für das Sperren entgegen der Strömungsrichtung des Kühlmittels. Neben manuellen Ventilmöglichkeiten ist ein Rückschlagventil eine automatisierte Lösung, welche das Spülen weiter vereinfacht, wie es im voranstehenden Absatz erläutert worden ist. Das Rückschlagventil sperrt also genau dann, wenn über den Druckluftanschluss Druckluft in den entsprechenden Sensorvorlauf eingebracht wird. Damit wird verhindert, dass Druckluft in den Verteiler und damit entgegen der Strömungsrichtung in die Kältemaschine eindringt. Eine Beschädigung im Vorlauf, anderen Elementen oder in der Kältemaschine kann damit einfach, kostengünstig und wirksam vermieden werden. Darüber hinaus wird ein unerwünschter Druckabfall verhindert, so dass die Druckluft ausschließlich oder im Wesentlichen ausschließlich der gewünschten Spülwirkung im jeweiligen Sensorvorlauf zugeführt wird.
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Darüber hinaus von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung zwischen jedem Druckluftanschluss und der Druckluftquelle ein Sicherungsrückschlagventil angeordnet ist gegen ein Eindringen von Kühlmittel in Richtung der Druckluftquelle. Für den normalen Betriebsfall, wenn also die Druckluftanschlüsse drucklos geschaltet sind, strömt Kühlmittel durch die einzelnen Sensorvorläufe. Um sicherzustellen, dass eine saubere Trennung zwischen der Flüssigkeitsbeaufschlagung mit Kühlmittel in den Sensorvorläufen und den einzelnen Druckleitungen nach den Druckluftanschlüssen erfolgt, sind diese Sicherungsrückschlagventile vorgesehen. Sie verhindern, dass im Normalbetrieb Flüssigkeit in Form des Kühlmittels durch die Druckluftanschlüsse in die entsprechenden Druckluftleitungen eindringt. Diese Sicherungsrückschlagventile, welche zum Beispiel federbelastet sein können, öffnen damit automatisch, wenn Druckluft an dem jeweiligen Druckluftanschluss angelegt wird. Insbesondere in Korrelation mit den Rückschlagventilen, wie sie im voranstehenden Absatz erläutert worden sind, und welche ebenfalls federbelastet ausgebildet sein können, führt dies zu einer im Wesentlichen voll automatisierten Umschaltbarkeit zwischen normaler Betriebssituation und Spülsituation. Eine unerwünschte Korrosion durch Eindringen von Kühlmittel in die einzelnen Druckluftleitungen hinter den Druckluftanschlüssen wird damit wirksam, kostengünstig und einfach vermieden.
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Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn bei einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung im Rücklauf ein Bypassventil angeordnet ist für einen Auslass von Kühlmittel aus dem Rücklauf bei einem Spülvorgang der Kühlvorrichtung. Ein solches Bypassventil dient dazu, dass ausgedrücktes Kühlmittel, welches von der Druckluft aus dem Sensorvorlauf und dem Sensorrücklauf herausgedrückt wird, nicht der Kältemaschine, sondern separat einem Auffangbehälter zugeführt wird. So kann dies beispielsweise dazu verwendet werden, Verunreinigungen im Kühlkreislauf, welche zu Beschädigungen im Dauereinsatz führen könnten, aus dem Gesamtsystem des Kühlkreislaufs zu entfernen. Ein solches Bypassventil kann zum Beispiel manuell schaltbar sein. Neben einem einzigen Bypassventil im gemeinsamen Rücklauf ist es auch denkbar, eine Vielzahl von Bypassventilen in den einzelnen Sensorrückläufen anzuordnen.
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Darüber hinaus von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung der Rücklauf mit dem Vorlauf über eine Verbindungsleitung fluidkommunizierend verbunden ist, wobei in der Verbindungsleitung ein Proportionalventil angeordnet ist für die Kontrolle der Durchflussmenge an Kühlmittel in der Kühlvorrichtung. Mit anderen Worten kann über dieses Proportionalventil ebenfalls eine Bypassfunktionalität für diese Verbindungsleitung zur Verfügung gestellt werden. Unter einem Proportionalventil ist insbesondere zu verstehen, dass in proportionaler Kontrollweise in steuerndem oder im regelndem Eingriff ein Teil des Stroms an Kühlmittel über diese Verbindungsleitung geführt wird. Somit kann bei konstanter Pumpleistung, zum Beispiel durch eine Pumpe in der Kältemaschine, eine Variation in der Aufteilung des Kühlmittelstroms auf diese Verbindungsleitung einerseits und den Verteiler andererseits erfolgen. Je weiter das Proportionalventil öffnet, umso mehr Kühlmittel wird dementsprechend durch die Verbindungsleitung und damit an den einzelnen Sensoren vorbeiströmen. Die Kühlleistung wird auf diese Weise reduziert. Wird das Proportionalventil weiter geschlossen, wird nur noch ein geringerer Teil des Kühlmittels über diese Verbindungsleitung strömen, so dass eine höhere Durchflussmenge in den einzelnen Sensorvorläufen und Sensorrückläufen zu einer erhöhten Kühlleistung an den einzelnen Sensoren führt. Dies ist eine besonders einfache und kostengünstige Möglichkeit, eine zentrale Durchflussregelung für alle Sensoren zur Verfügung zu stellen. Selbstverständlich sind jedoch auch einzelne Durchflussregler für die einzelnen Sensorvorläufe und einzelnen Sensorrückläufe denkbar, sofern dies notwendig oder vorteilhaft sein kann.
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Eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung lässt sich dahingehend weiterbilden, dass im Vorlauf ein Rückstauventil angeordnet ist für die Ausbildung eines Rückstaus an Kühlmittel im Vorlauf und den Sensorvorläufen beim Ausschalten der Kältemaschine. Dies bezieht sich insbesondere auf ein Ausschalten einer Zwangskonvektion, zum Beispiel durch eine Pumpe in der Kältemaschine. In einem solchen Fall könnte durch Schwerkraftbeeinflussung ein Teil des Kühlmittels zurückfließen und damit eine Entlüftung innerhalb des Systems der Kühlvorrichtung notwendig werden. Dieses unerwünschte Luftziehen bzw. nachfolgende Entlüften, welches einen zusätzlichen Zeitaufwand beim Wiederaufnehmen für die nächste Messung bedeutet, kann einfach und kostengünstig durch das Einsetzen des beschriebenen Rückstauventils vermieden werden.
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Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Kühlvorrichtung für eine Sensorvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, aufweisend eine Kältemaschine zur Kühlung von Kühlmittel. Die Kältemaschine stellt an einem Vorlaufanschluss gekühltes Kühlmittel bereit und an einem Rücklaufanschluss empfängt sie erwärmtes Kühlmittel. Dabei ist mit dem Vorlaufanschluss über einen Vorlauf ein Verteiler und dem Rücklaufanschluss über einen Rücklauf ein Sammler fluidkommunizierend verbunden. Der wenigstens eine Sensor ist mit dem Verteiler über einen eigenen Sensorvorlauf und mit dem Sammler über einen eigenen Sensorrücklauf fluidkommunizierend verbunden. Damit bringt eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich bereits mit Bezug auf die Sensorvorrichtung erläutert worden sind.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigt schematisch:
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1 ein Schaltbild für eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung.
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1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10. Nachfolgend wird zuerst der grundsätzliche Kühlkreislauf mit einem komplexen und einem einheitlichen Bestandteil dieses Kühlkreislaufs beschrieben.
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Ausgehend von einer Kältemaschine 50 kann gekühltes Kühlmittel K zur Verfügung gestellt werden. Dieses gekühlte Kühlmittel K wird an einem Vorlaufanschluss 52 durch die Kältemaschine 50 zur Verfügung gestellt, und kann zum Beispiel mit einer Pumpe in Zwangskonvektion entlang einer Strömungsrichtung SR gehalten werden. Anschließend passiert das Kühlmittel K ein Rückstauventil 43 und gelangt über einen Vorlauf 42 zu einem Verteiler 60. In diesem Bereich ist ein Drucksensor 46 angeordnet, welcher den Innendruck in diesem Bereich wahrnehmen kann. Der Verteiler 60 teilt den Strom an Kühlmittel K auf einzelne Sensorvorläufe 22 auf, welche spezifisch zu einem jeweiligen Sensor 20 führen. Nach der erfolgten Kühlleistung am jeweiligen Sensor 20 wird das Kühlmittel K über spezifische und eigene Sensorrückläufe 24 einem Sammler 70 zugeführt. Über diesen Sammler 70 wird das Kühlmittel K nun wieder zusammengeführt in einem gemeinsamen Rücklauf 44 an einem Rücklaufanschluss 54 der Kältemaschine 50 mit erwärmten Kühlmittel K empfangen, so dass dort der Kühlkreislauf von neuem begonnen werden kann.
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Für eine Spülfunktionalität ist jeder der einzelnen Sensorvorläufe 22 mit einem Druckluftanschluss 28 versehen. Wird aus einer Druckluftquelle 30 Druckluft zur Verfügung gestellt, so öffnen sich Sicherungsrückschlagventile 29 und die einzelnen Sensorvorläufe 22 werden mit Druckluft beaufschlagt. Gleichzeitig wird durch diese Druckbeaufschlagung ein Schließen der Rückschlagventile 27 erfolgen, so dass die Druckluft in der 1 in den einzelnen Sensorvorläufen 22 sich nur nach oben in Richtung der Sensoren 20 ausbreiten kann. Damit wird Kühlmittel K aus den Sensorvorläufen 22 und den Sensorrückläufen 24 gedrückt und über ein Bypassventil 48 abgeführt.
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Für die Kontrolle bzw. Steuerung und/oder Regelung sind eine Vielzahl von Kontrollsensoren eingesetzt. Neben den bereits beschriebenen Drucksensoren 46 kann mithilfe von Durchflusssensoren 26 in den Sensorrückläufen 24 eine spezifische Überwachung der Durchflussmenge an Kühlmittel K für die einzelnen Sensoren 20 erfolgen. Darüber hinaus kann für die Regelung der Durchflussmengen über eine Verbindungsleitung 80 mit einem entsprechenden Proportionalventil 82 eine Variation an Kühlmittelstrom des Kühlmittels K über die Verbindungsleitung 80 bzw. den Verteiler 60 und den Sammler 70 erfolgen.
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Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
