DE102018208880A1

DE102018208880A1 - Vorrichtung zum Filtern einer Flüssigkeit und Verfahren zum Erfassen eines Zustands zumindest eines Filterelements

Info

Publication number: DE102018208880A1
Application number: DE102018208880.2A
Authority: DE
Inventors: Patric Brand; Adrien Mouaffo Tiadjio; Jochen Mueller; Peter Stachnik; Peter Rehbein; Sebastian Vornwald; Thomas Inderwies
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-06-06
Filing date: 2018-06-06
Publication date: 2019-12-12
Also published as: CN110559731B; US20190374884A1; US11103815B2; CN110559731A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Filtern einer Flüssigkeit sowie ein Verfahren zum Erfassen eines Zustands zumindest eines Filterelements (3) oder einer Vorrichtung (1) zum Filtern einer Flüssigkeit. Die Vorrichtung (1) umfasst zumindest:- ein Filtergehäuse (2),- mindestens ein Filterelement (3), das in dem Filtergehäuse (2) angeordnet ist,- mindestens eine Sensoreinheit (4), die mindestens einen Sensor (5) und ein Funkmodul (6) aufweist, wobei der Sensor (5) derart eingerichtet und angeordnet ist, dass er einen für einen Zustand zumindest des Filterelements (3) oder der Vorrichtung (1) repräsentativen Betriebsparameter erfassen kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Filtern einer Flüssigkeit, ein Verfahren zum Erfassen eines Zustands zumindest eines Filterelements oder einer Vorrichtung zum Filtern einer Flüssigkeit, ein Computerprogramm für eine Funkeinheit oder eine Sensoreinheit sowie eine Verwendung mindestens einer Sensoreinheit. Die Erfindung ist insbesondere dazu vorgesehen und dafür geeignet im Zusammenhang mit Hydraulik-Öl-Filtern zum Einsatz zu kommen.
Die elektrostatische Aufladung von Komponenten ist ein bekanntes Phänomen, welches auch im Alltag anzutreffen ist. In der Hydraulik sind das Thema und die damit einhergehenden Herausforderungen von zunehmender Relevanz. Dies ist in der Tatsache begründet, dass in der Branche verstärkt Hydraulikflüssigkeiten Verwendung finden, die einen verringerten Zink- und Aschegehalt aufweisen. Im Vergleich zu den konventionellen Ölen ist dadurch die Leitfähigkeit der Fluide signifikant geringer. Der Ladungsabtransport wird dadurch vermindert und es besteht die Gefahr der Schädigung von Komponenten, insbesondere des Filterelements, durch Entladungen im Hydrauliksystem.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen.
Dies wird erreicht mit einer Vorrichtung zum Filtern einer Flüssigkeit, einem Verfahren zum Erfassen eines Zustands zumindest eines Filterelements oder einer Vorrichtung zum Filtern einer Flüssigkeit, einem Computerprogramm für eine Funkeinheit oder einer Sensoreinheit sowie einer Verwendung mindestens einer Sensoreinheit gemäß der Patentansprüche. Die jeweils abhängigen Patentansprüche geben bevorzugte Weiterbildungen an. Die in den Patentansprüchen angeführten Merkmale können (einzeln) mit weiteren Merkmalen anderer Patentansprüche und/oder der Beschreibung kombiniert werden, soweit das hier nicht explizit ausgeschlossen ist. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, geben weitere Alternativen und bevorzugte Ausführungsvarianten an.
Hier vorgeschlagen wird eine Vorrichtung zum Filtern einer Flüssigkeit, zumindest umfassend:

- ein Filtergehäuse,
- mindestens ein Filterelement, das in dem Filtergehäuse angeordnet ist,
- mindestens eine Sensoreinheit, die mindestens einen Sensor und ein Funkmodul aufweist,

Die Vorrichtung ist insbesondere in der Art eines (Hydraulik-)ÖI-Filters ausgestaltet. Bei der Flüssigkeit handelt es sich in der Regel um (Hydraulik-)ÖI. Das Filtergehäuse ist bevorzugt metallisch, insbesondere aus Metall tiefgezogen. Das Filterelement umfasst weiterhin bevorzugt einen Vliesstoff und/oder ein (metallisches) Gewebe, der bzw. das ggf. an einer (metallischen) Stützstruktur gehalten ist.
Die Sensoreinheit kann beispielsweise ein ggf. wasser- und/oder gasdichtes Gehäuse umfassen, in dem der Sensor und das Funkmodul verortet sind. Dabei kann zumindest ein Teil des Sensors und/oder des Funkmoduls eine Gehäusewand nach außen hin (ggf. wasser- und/oder gasdicht) durchdringen. Vorzugsweise sind jedoch alle Teile des Sensors und/oder des Funkmoduls (vollständig) innerhalb eines dichten (Sensor-)Gehäuses angeordnet (gekapselt). Darüber hinaus können in dem Gehäuse ein Mikrocontroller und/oder ein Energie-Speicher der Sensoreinheit angeordnet sein. Das (Sensor-)Gehäuse sitzt insbesondere auf bzw. an dem Filtergehäuse.
Die Sensoreinheit hat ein Funkmodul als Baugruppe, mit der eine Funkverbindung aufgebaut werden kann, um beispielsweise Sensordaten zur einer Funkeinheit zu übermitteln. Das Funkmodul kann eine Funkantenne umfassen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens eine der Sensoreinheiten autark ausgebildet. Unter einer autarken Sensoreinheit ist hier ein Bauteil mit mindestens einem Sensor zu verstehen, das ohne Kabelverbindung betrieben werden kann.
Der mindestens eine Sensor ist derart eingerichtet und angeordnet, dass er einen für einen Zustand zumindest des Filterelements oder der Vorrichtung repräsentativen bzw. charakteristischen Betriebsparameter erfassen bzw. messen kann. Ein solcher Betriebsparameter kann beispielsweise eine Beschleunigung, eine magnetische Flussdichte, eine Temperatur, eine Lichtstärke und/oder ein akustisches Signal sein.
Es lässt sich eine Temperatur-Überwachungsfunktion einrichten, so dass z. B. festgestellt werden kann, wenn etwas im Temperaturverlauf nicht stimmt und/oder es zu einem Überhitzungszustand oder Unterkühlungszustand kommt. Darüber hinaus kann eine Temperaturaufzeichnung bzw. eine Aufnahme des Temperaturverlaufs erfolgen. Es lässt sich eine Magnetfeld-Überwachungsfunktion einrichten, so dass z. B. festgestellt werden kann, wenn etwas im elektromagnetischen Umfeld nicht stimmt und/oder es zu einem elektromagnetischen Puls oder ähnlichem kommt, der einen Ladungszustand beschreiben bzw. charakterisieren kann. Es lässt sich ferner eine Licht-Überwachungsfunktion einrichten, so dass z. B. festgestellt werden kann, wenn etwas mit der Lichtdurchlässigkeit der Flüssigkeit nicht stimmt und/oder es zu einem Trübungszustand kommt. Die Trübung von Öl kann als Indikator für die Ölqualität bzw. den Qualitätszustand von Öl dienen und insbesondere über einen Lichtsensor erfasst werden. In diesem Zusammenhang kann auch ein Verschmutzungszustand und/oder Zersetzungszustand über den Lichtsensor erfasst werden.
Besonders bevorzugt ist eine Schall-Überwachungsfunktion eingerichtet, so dass z. B. festgestellt werden kann, wenn etwas im Betriebsgeräusch der Vorrichtung nicht stimmt und/oder es zu einem elektrostatischen Entladungszustand kommt. Es hat sich gezeigt, dass elektrostatische Entladungszustände in einem Hydrauliksystem, insbesondere elektrostatische Entladungen an Filtern, akustisch und/oder per Körperschall deutlich als Schläge wahrnehmbar sind. Darüber hinaus bilden solche elektrostatischen Entladungszustände auch ein Anzeichen dafür, dass hinsichtlich zumindest des Filterelements oder der Vorrichtung ein Beschädigungszustand vorliegen kann, insbesondere da entsprechende elektrostatischen Entladungen in Hydrauliksystemen regelmäßig zu Beschädigungen des Filterelements führen können.
In diesem Zusammenhang kann beispielsweise über einen akustischen Sensor, wie etwa ein Mikrofon ein akustisches Signal (Entladungsschlag) von der Vorrichtung erfasst werden. Weiterhin kann in diesem Zusammenhang ein Beschleunigungssensor dazu beitragen, eine Vibration und/oder einen Körperschall (verursacht durch die elektrostatische Entladung) der Vorrichtung, insbesondere des Filterelementes und/oder des Filtergehäuses zu erfassen.
Darüber hinaus kann zumindest eine der folgenden (Zusatz-) Funktionen eingerichtet sein:

• Erkennen eines Bruchs der Filter-Befestigung, beispielsweise über eine klapperndes Geräusch (akustisches Signal) und/oder eine entsprechende Vibration der Vorrichtung,
• Erkennung, dass das Filterelement getauscht werden muss, beispielsweise über eine Überwachung der Betriebsstunden und/oder des Ölflusses über den Körperschall,
• Trübung des Öls als Indikator für Ölqualität (Verschmutzungsgrad, Zersetzungsgrad, etwa über Lichtsensor),
• Temperatur-Tracking.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der hier vorgeschlagenen Lösung erfolgt eine Messung von Körperschall und/oder einer Vibration mittels eines Beschleunigungssensors der Sensoreinheit. Hierbei wird insbesondere ein Körperschall und/oder einer Vibration des Filtergehäuses gemessen. Hierzu ist es besonders bevorzugt, wenn der Beschleunigungssensor fest mit dem Filtergehäuse verbunden ist. Der so eingerichtete und angeordnete Sensor kann in besonders vorteilhafter Weise einen Betriebsparameter, nämlich eine Beschleunigung, erfassen, die für einen Zustand, insbesondere einen elektrostatischen Entladungszustand und/oder einen Beschädigungszustand zumindest des Filterelements oder der Vorrichtung repräsentativ ist.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass zumindest der Sensor oder die Sensoreinheit mit zumindest dem Filtergehäuse oder dem Filterelement fest verbunden ist. Bevorzugt besteht zwischen der Sensoreinheit und dem Filtergehäuse eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere adhäsive Verbindung bzw. Klebeverbindung. Der Sensor kann beispielsweise über die Sensoreinheit und/oder das Filtergehäuse fest mit dem Filterelement verbunden sein. Durch die feste Verbindung kann insbesondere erreicht werden, dass ein Körperschall und/oder eine Vibration des Filterelements und/oder des Filtergehäuses hin zu dem Sensor übertragen wird.
Die Sensoreinheit kann zumindest einen der folgenden Sensoren umfassen: Beschleunigungssensor, Magnetfeldsensor, Temperatursensor, Lichtsensor und/oder Mikrofon. Diese Sensoren können mindestens einen der folgenden Betriebsparameter (der Vorrichtung) an der Position der Sensoreinheit bestimmen: eine Beschleunigung, eine magnetische Flussdichte, eine Temperatur, eine Lichtstärke, ein akustisches Signal. Die Beschleunigung kann insbesondere mit einem Beschleunigungssensor gemessen werden, der einen Betrag und/oder eine Richtung der Beschleunigung erfasst. Die magnetische Flussdichte kann insbesondere mit einem Magnetfeldsensor gemessen werden, der einen Betrag und/oder eine Richtung der magnetische Flussdichte erfasst. Die Temperatur kann insbesondere mit einem Temperatursensor, die Lichtstärke insbesondere mit einem Lichtsensor und das akustische Signal insbesondere mit einem Mikrofon, also z. B. ein Schallwandler, der Luftschall als Schallwechseldruckschwingungen in entsprechende elektrische Spannungsänderungen als Mikrofonsignal umwandelt, gemessen werden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der Sensor ein Beschleunigungssensor ist. Der Beschleunigungssensor kann insbesondere eine Beschleunigung des Gehäusewandabschnitts des Filtergehäuses messen, an dem die Sensoreinheit (fest) angebracht ist. Der Gehäusewandabschnitt kann insbesondere durch sich in dem Filtergehäuse ausbreitenden Schall (sog. Körperschall) und/oder eine Vibration des Filtergehäuses zu einer Schwingung angeregt und damit insbesondere in und entgegen einer Richtung orthogonal zu einer flächigen Ausbreitung des Gehäusewandabschnitts beschleunigt werden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Sensoreinheit weiterhin einen Mikrocontroller und einen Energie-Speicher umfasst. Der Mikrocontroller kann eingerichtet sein, den Betrieb des mindestens einen Sensors und/oder des Funkmoduls auszuführen. Es ist auch möglich, das der Mikrocontroller einen (im Vergleich mit der Funkeinheit und hinsichtlich der Kapazität kleinen) Datenspeicher und/oder eine (im Vergleich mit der Funkeinheit und hinsichtlich der Rechenleistung schwächere) Auswerteeinheit für Sensordaten hat.
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn der Energie-Speicher eine NFC-Induktionsspule umfasst. Dies bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass der Energie-Speicher, insbesondere (nur) der Sensoreinheit, eine NFC-Induktionsspule umfassen kann. So ist es möglich, per „Near Field Communication“ (NFC) Energie in die Sensoreinheit einzubringen und/oder einen Energie-Speicher mittels NFC zu aktivieren. Die NFC-Induktionsspule kann zu diesem Zweck mit der (mobilen) Funkeinheit gekoppelt werden.
Nach einen weiteren Aspekt wird eine Anlage vorgeschlagen, zumindest umfassend eine hier vorgeschlagene Vorrichtung und mindestens eine Funkeinheit. Unter einer Anlage wird hier insbesondere ein Set aus einer eine Sensoreinheit aufweisenden Vorrichtung und einer Funkeinheit verstanden, wobei die Sensoreinheit und die Funkeinheit miteinander eine Funkverbindung aufbauen können, insbesondere nach BLE (Bluetooth Low Energy) oder WiFi. Die Funkeinheit kann ein eigenständiges Bauteil sein, sodass sie z. B. nach Art eines Kommunikationsknotens ausgeführt sein kann.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Funkeinheit eingerichtet ist, Daten der Sensoreinheit zu empfangen und an eine Datenverarbeitungsanlage weiterzusenden. Die Daten können die (aktuellen oder gespeicherten) Daten der Sensoren umfassen. Der Empfang kann dauerhaft, auf Anfrage oder zu vorgebbaren Zeitpunkten erfolgen, insbesondere auf Veranlassung der Sensoreinheit und/oder der Funkeinheit. Die Funkeinheit kann die empfangenen Daten (zwischen-)speichern und (direkt oder mittelbar) an mindestens eine Datenverarbeitungsanlage transferieren. Dazu können die Daten wie empfangen oder in geänderter Form weitergesendet werden. Die Datenverarbeitungsanlage kann ein Server und/oder ein Teil einer so genannten Cloud sein. Die Datenverarbeitungsanlage kann eingerichtet sein, die von der Funkeinheit erhaltenen Daten zu speichern, weiterzuverarbeiten, zu analysieren und/oder zu visualisieren.
Die mindestens eine Funkeinheit kann eine Recheneinheit umfassen, die eingerichtet ist, von der Sensoreinheit empfangene Daten zumindest teilweise zu bearbeiten. Die Recheneinheit hat insbesondere eine größere Kapazität und/oder Rechenleistung als ein Microcontroller und/oder eine Analyseeinheit der Sensoreinheit. Die Recheneinheit ist insbesondere (allein) so eingerichtet, dass hiermit eine Analyse der Sensordaten ermöglicht ist. Gegebenenfalls kann die Recheneinheit eingerichtet sein die empfangenen Sensordaten zu verarbeiten bzw. analysieren.
Die mindestens eine Funkeinheit kann einen Energie-Speicher nach Art eines Akkumulators oder einer kabelgebundenen Stromversorgung umfassen. Der (bevorzugt wiederaufladbare) Akkumulator hat vorzugsweise eine größere (elektrische) Kapazität und/oder (zeitliche) Verfügbarkeit als ein ggf. bei der Sensoreinheit vorgesehener Energie-Speicher. Es ist möglich, dass die Funkeinheit (zeitweise oder permanent) per Kabel mit elektrischem Strom versorgt wird.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Funkeinheit ein Smartphone oder ein Gateway umfasst. Ein „Smartphone“ kann mit einem komplexen Betriebssystem ausgeführt sein, so dass eine Möglichkeit zur Installation von Software bzw. Applikationen ermöglicht ist und dem Endnutzer ein erweiterbarer und individualisierbarer Funktionsumfang gegeben ist. Das „Gateway“ kann ein Netzwerkknoten (insbesondere als Hardware) sein, z. B. zwischen der Sensoreinheit und einer Datenverarbeitungsanlage oder einem Smartphone. Das „Gateway“ kann ein loT-Gateway sein, über das sich per IP auch Geräte ansteuern lassen, die ihrerseits über vorbestimmte Funkprotokolle oder proprietäre Datenbusse kommunizieren.
Nach einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Erfassen eines Zustands zumindest eines Filterelements oder einer Vorrichtung zum Filtern einer Flüssigkeit vorgeschlagen, umfassend zumindest folgende Schritte:

a) Aktivieren mindestens einer Sensoreinheit, die mindestens einen Sensor und ein Funkmodul aufweist,
b) Erfassen mindestens eines Betriebsparameters, der für einen Zustand zumindest des Filterelements oder der Vorrichtung repräsentativ ist,
c) Übermitteln des Betriebsparameters von der Sensoreinheit mittels des Funkmoduls an zumindest mindestens eine Funkeinheit oder mindestens eine Datenverarbeitungsanlage.

In Schritt a) erfolgt ein Aktivieren mindestens einer Sensoreinheit. Dieser Sensoreinheit weist mindestens einen Sensor und ein Funkmodul auf. Das Aktivieren der Sensoreinheit und/oder der Funkeinheit kann durch die Sensoreinheit, das Funkmodul oder einen Benutzer erfolgen. Der aktivierte Zustand kann intermittierend, zeitweise oder permanent aufrecht erhalten werden.
In Schritt b) erfolgt ein Erfassen mindestens eines Betriebsparameters, der für einen Zustand zumindest des Filterelements oder der Vorrichtung repräsentativ ist. Bevorzugt wird in Schritt b) eine Beschleunigung mittels eines Beschleunigungssensors der Sensoreinheit gemessen. Alternativ oder kumulativ wird in Schritt b) vorzugsweise ein akustisches Signal mittels eines Mikrofons der Sensoreinheit gemessen.
In Schritt c) erfolgt Übermitteln des Betriebsparameters von der Sensoreinheit mittels des Funkmoduls an zumindest mindestens eine Funkeinheit oder mindestens eine Datenverarbeitungsanlage. Das Übermitteln kann hierbei über bekannte Wege der Funkkommunikation, wie etwa BLE erfolgen. Bevorzugt wird der Betriebsparameter von der Funkeinheit an die Datenverarbeitungsanlage weitergeleitet. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Betriebsparameter direkt an die Datenverarbeitungsanlage übermittelt wird.
Hieran kann sich vorzugsweise ein Versenden zumindest des übermittelten, ggf. bearbeiteten Betriebsparameters oder eines auf Basis des Betriebsparameters erkannten Zustands anschließen. Das Versenden kann von der Funkeinheit an eine (übergeordnete bzw. zentrale) Datenverarbeitungsanlage erfolgen.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass in Schritt a) zumindest das Funkmodul oder die Sensoreinheit erst aktiviert wird, wenn ein Messwert erfasst wurde, der einen Schwellwert überschreitet. Bevorzugt wird das Funkmodul erst aktiviert, wenn mittels des Sensors der Sensoreinheit ein Messwert, etwa ein akustisches Signal und/oder eine Beschleunigung erfasst wurde, der einen (vordefinierten, ggf. konstanten) Schwellwert überschreitet. Weiterhin bevorzugt wird die Sensoreinheit erst aktiviert, wenn mittels eines Mikrofons der Funkeinheit ein Messwert, etwa ein akustisches Signal erfasst wurde, der einen (vordefinierten, ggf. konstanten) Schwellwert überschreitet. Der Schwellwert ist insbesondere derart dimensioniert, dass oberhalb des Schwellwerts liegende Messwerte ein Anzeichen für das Vorhandensein einer elektrostatischen Entladung bilden.
Die Sensoreinheit (z. B. nach Art eines intelligenten Sensorknoten mit Bluetooth-Funk, batteriebetrieben) kann „cyclic“ (entsprechend einstellbaren Messperioden), „on-evenf“-Modus und/oder „on-demand“ betrieben werden.
Bei einem „on-event“-Modus ist die Sensoreinheit (permanent) „on“ oder im sogenannten „Halbschlaf“-Sparmodus, aus dem dieser bei einem so genannten Schock-Event über einen vorgebbaren Schwellwert durch den Mikrocontroller aufgeweckt wird. Üblicherweise wird Schock durch Beschleunigungswerte und/oder akustische Werte über den Umgebungsbeanspruchungen bzw. Umgebungsgeräuschen detektiert. Wird beispielsweise ein Filter mit einem Gabelstapler verortet, treten kleinere Signale / Beschleunigungen des Vibrations-Sensors auf. Wurde ein Schwellwert für eine elektrostatischen Entladung definiert, z. B. einer Beschleunigung a größer 1.5 g (g = Erdbeschleunigung), wird (nur) dieses detektiert und ggf. mit den Informationen über die Höhe des Wertes und die Uhrzeit in den Speicher geschrieben. Gleichzeitig kann ein BLE Signal mit dem Event versendet werden (advertising mode).
Es kann ein sogenanntes „Pairing“ der Sensoreinheit (im Scanning Mode) „on-demand“ abgefragt werden. Hierbei kann ausgelesen werden, ob einer oder mehrere Schock-Ereignisse stattgefunden haben, d.h. die Historie kann von der Sensoreinheit mitgeschrieben.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass in Schritt b) als Betriebsparameter zumindest ein Körperschall oder eine Vibration zumindest des Filterelements oder der Vorrichtung erfasst wird. Das Erfassen erfolgt in diesem Zusammenhang insbesondere mittels eines Beschleunigungssensors. Bevorzugt wird als Betriebsparameter ein Körperschall zumindest des Filterelements oder des Filtergehäuses erfasst.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass als Zustand das Vorhandensein einer elektrostatischen Entladung erfasst wird. Dies bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass das Verfahren zum Erfassen eines elektrostatischen Entladungszustands zumindest eines Filterelements oder einer Vorrichtung zum Filtern einer Flüssigkeit dient. Ein elektrostatischer Entladungszustands wird insbesondere dann erkannt, wenn ein hierfür charakteristischer Wert oder Verlauf des Betriebsparameters erfasst wird.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass als Zustand das Vorhandensein einer möglichen Beschädigung zumindest des Filterelements oder der Vorrichtung erfasst wird, wenn ein hierfür charakteristischer Wert oder Verlauf des Betriebsparameters erfasst wird.
Vorzugsweise sind in der Sensoreinheit und/oder der Funkeinheit Muster und/oder Kriterien hinterlegt, die es ermöglichen einen charakteristischen Wert oder Verlauf des Betriebsparameters für das Vorhandensein einer elektrostatischen Entladung und/oder einer möglichen Beschädigung zumindest des Filterelements oder der Vorrichtung zu identifizieren. Ein solches Muster kann beispielsweise ein Muster von Frequenzpeaks (in einem Frequenzspektrum) und/oder ein Muster von Amplitudenausschlägen (in einem Amplitude-Zeit-Verlauf) sein. Ein entsprechendes Kriterium kann beispielweise das Überschreiten eines vordefinierten (Schwell-)Wertes sein. Ein alternatives oder zusätzliches Kriterium kann beispielsweise das Unterschreiten eines vordefinierten Abstands zwischen unmittelbar aufeinander folgenden Peaks (Messwert-Ausschlägen) sein.
Nach einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogramm für eine Funkeinheit oder eine Sensoreinheit vorgeschlagen, welches zur zumindest teilweisen Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist. Dies betrifft mit anderen Worten insbesondere ein Computerprogramm(-produkt), umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, zumindest Teile eines hier beschriebenen Verfahrens auszuführen.
Bevorzugt ist ein Computerprogramm für eine Funkeinheit zur Durchführung zumindest des Schritts a) des Verfahrens und/oder zum Versenden zumindest des übermittelten, ggf. bearbeiteten Betriebsparameters oder eines auf Basis des Betriebsparameters erkannten Zustands an eine Datenverarbeitungsanlage eingerichtet. Weiterhin bevorzugt ist ein Computerprogramm für eine Sensoreinheit zur Durchführung zumindest der Schritte b) und c) des Verfahrens eingerichtet.
Darüber hinaus soll hier auch ein maschinenlesbares Speichermedium vorgestellt werden, auf dem das hier vorgeschlagene Computerprogramm gespeichert ist. Regelmäßig handelt es sich bei dem maschinenlesbaren Speichermedium um einen computerlesbaren Datenträger.
Nach einem weiteren Aspekt wird eine Verwendung mindestens einer Sensoreinheit, die mindestens einen Sensor und ein Funkmodul aufweist, zum Erfassen mindestens eines Betriebsparameters, der für einen Zustand zumindest eines Filterelements oder einer Vorrichtung zum Filtern einer Flüssigkeit repräsentativ ist vorgeschlagen.
Die im Zusammenhang mit der Vorrichtung erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei der hier vorgestellten Anlage, dem Verfahren, dem Computerprogramm und/oder der Verwendung auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.
Die hier vorgestellte Lösung sowie deren technisches Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und/oder Erkenntnissen aus anderen Figuren und/oder der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Es zeigen schematisch:

1: eine hier vorgeschlagene Vorrichtung,
2: eine hier vorgeschlagenen Anlage,
3: eine Sensoreinheit, die in einer hier vorgeschlagenen Vorrichtung zum Einsatz kommen kann,
4: einen Ablauf eines hier vorgestellten Verfahrens bei einem regulären Betriebsablauf,
5: einen beispielhaften Verlauf eines Betriebsparameters,
6: einen weiteren beispielhaften Verlauf eines Betriebsparameters, und
7: ein beispielhaftes Frequenzspektrum.

1 zeigt schematisch eine hier vorgeschlagene Vorrichtung 1. Die Vorrichtung 1 dient zum Filtern einer Flüssigkeit. Bei der Flüssigkeit handelt es sich hier beispielhaft um Öl, sodass die Vorrichtung 1 hier beispielhaft einen Öl-Filter darstellt.
Die Vorrichtung 1 umfasst ein Filtergehäuse 2 und ein Filterelement 3, das in dem Filtergehäuse 2 angeordnet ist. Das Filterelement 3 ist hier beispielhaft ein metallisches Filtergewebe, das dazu eingerichtet ist von der Flüssigkeit mitgeführte Partikel zurückzuhalten. Das Filtergehäuse 2 ist hier beispielsweise metallisch und weist einen Einlass 14 und einen Auslass 15 auf.
Zudem umfasst Die Vorrichtung 1hier beispielhaft drei Sensoreinheiten 4, die jeweils einen Sensor 5 und ein Funkmodul 6 aufweisen. Jeder der Sensoren 5 ist derart eingerichtet und angeordnet, dass er einen für einen Zustand zumindest des Filterelements 3 oder der Vorrichtung 1 repräsentativen Betriebsparameter erfassen kann.
Gemäß der Darstellung nach 1 sind die Sensoren 5 und die Sensoreinheiten 4 jeweils mit dem Filtergehäuse 2 und über dieses auch mit dem Filterelement 3 fest verbunden. Weiterhin sind die Sensoren 5 hier beispielhaft jeweils als Beschleunigungssensor ausgebildet.
Über die fest mit dem Filtergehäuse 2 und dem Filterelement 3 Beschleunigungssensoren kann jeweils ein Körperschall oder eine Vibration zumindest des Filterelements 3 oder der Vorrichtung 1 gemessen werden. Auf Basis des so erfassten Körperschalls oder der so erfassten Vibration kann auf das Vorhandensein einer elektrostatischen Entladung des Filtergehäuses 2 und/oder des Filterelements 3 rückgeschlossen werden.
Je nach Häufigkeit und/oder Intensität der elektrostatischen Entladung(en) kann das Filtergehäuse 2 und/oder das Filterelement 3 hierdurch beschädigt werden. Somit kann auf Basis des erfassten Körperschalls oder der erfassten Vibration auch auf das Vorhandensein einer möglichen Beschädigung des Filterelements 3 und/oder der Vorrichtung 1 Rückgeschlossen werden.
2 zeigt schematisch eine hier vorgeschlagenen Anlage 9. Die Anlage 9 umfassend hier beispielhaft zwei hier vorgeschlagene Vorrichtungen 1 und zwei Funkeinheiten 10.
Die Funkeinheiten 10 sind beispielhaft jeweils dazu eingerichtet, Daten der Sensoreinheiten 4 der Vorrichtungen 1 zu empfangen und an eine Datenverarbeitungsanlage 11 weiterzusenden. Die Datenverarbeitungsanlage 11 ist hier in der Art einer sogenannten Cloud ausgestaltet. Darüber hinaus hat hier jede Funkeinheit 10 eine Recheneinheit 12, die eingerichtet ist von der Sensoreinheit 4 empfangene Daten zumindest teilweise zu bearbeiten.
Die in 2 links dargestellte Funkeinheit 10 ist in der Art eines Smartphones gestaltet. Diese Ausführungsvariante einer als Smartphone gestalteten Funkeinheit 10 weist ferner einen Energie-Speicher 13 nach Art eines Akkumulators auf.
Die in 2 rechts dargestellte Funkeinheit 10 ist in der Art eines Gateways gestaltet. Diese Ausführungsvariante einer als Gateway gestalteten Funkeinheit 10 weist ferner einen Energie-Speicher 13 nach Art einer kabelgebundenen Stromversorgung auf.
3 zeigt schematisch eine Sensoreinheit 4, die in einer hier vorgeschlagenen Vorrichtung zum Einsatz kommen kann. Die Bezugszeichen werden einheitlich verwendet, sodass auf die Erläuterungen zu den 1 und 2 Bezug genommen werden kann.
Die Sensoreinheit 4 umfasst hier ein Funkmodul 6 und beispielhaft zwei Sensoren 5. Einer dieser Sensoren 5 ist beispielhaft ein Beschleunigungssensor und der andere ein Lichtsensor.
Darüber hinaus ist in 3 veranschaulicht, dass die Sensoreinheit 4 weiterhin einen Mikrocontroller 7 und einen Energie-Speicher 8 umfassen kann. Der Energie-Speicher 8 kann beispielsweise eine NFC-Induktionsspule (hier nicht dargestellt) umfassen.
4 zeigt schematisch einen Ablauf eines hier vorgestellten Verfahrens bei einem regulären Betriebsablauf. Das Verfahren dient zum Erfassen eines Zustands zumindest eines Filterelements oder einer Vorrichtung zum Filtern einer Flüssigkeit.
Die dargestellte Reihenfolge der Verfahrensschritte a), b) und c) mit den Blöcken 110, 120 und 130 ist lediglich beispielhaft. In Block 110 erfolgt ein Aktivieren mindestens einer Sensoreinheit, die mindestens einen Sensor und ein Funkmodul aufweist. In Block 120 erfolgt ein Erfassen mindestens eines Betriebsparameters, der für einen Zustand zumindest des Filterelements oder der Vorrichtung repräsentativ ist. In Block 130 erfolgt Übermitteln des Betriebsparameters von der Sensoreinheit mittels des Funkmoduls an zumindest mindestens eine Funkeinheit oder mindestens eine Datenverarbeitungsanlage.
5 zeigt schematisch einen beispielhaften Verlauf eines Betriebsparameters. Der Betriebsparameter ist hier beispielhaft eine Beschleunigung 16. Diese Beschleunigung 16 kann mit einem Beschleunigungssensor der Sensoreinheit erfasst werden.
Die Beschleunigung 16 ist gemäß der Darstellung nach 5 über der Zeit 17 aufgetragen. Der Verlauf zeichnet sich hier durch drei Peaks (Ausschläge) 20 aus, die nach einer vergleichsweise kurzen Periodendauer 19 aufeinander folgen. Dieser Verlauf stellt ein Beispiel für einen Verlauf des Betriebsparameters dar, welcher charakteristisch für das Vorhandensein von drei elektrostatischen Entladungen ist. Dieser Verlauf stellt darüber hinaus ein Beispiel für einen Verlauf des Betriebsparameters dar, welcher charakteristisch für das Vorhandensein einer möglichen Beschädigung zumindest des Filterelements oder der Vorrichtung ist.
6 zeigt schematisch einen weiteren beispielhaften Verlauf eines Betriebsparameters. Der Betriebsparameter ist auch hier beispielhaft eine Beschleunigung 16.
Die Beschleunigung 16 ist auch gemäß der Darstellung nach 6 über der Zeit 17 aufgetragen. Der Verlauf zeichnet sich hier durch zwei Peaks (Ausschläge) 20 aus, die nach einer vergleichsweise langen Periodendauer 19 aufeinander folgen. Dieser Verlauf stellt ein Beispiel für einen Verlauf des Betriebsparameters dar, welcher charakteristisch für das Vorhandensein von zwei elektrostatischen Entladungen ist. Darüber hinaus ist dieser Verlauf jedoch kein Beispiel für einen Verlauf des Betriebsparameters, welcher charakteristisch für das Vorhandensein einer möglichen Beschädigung zumindest des Filterelements oder der Vorrichtung ist.
7 zeigt schematisch ein beispielhaftes Frequenzspektrum. Hierin ist beispielhaft eine Beschleunigung 16 als Beispiel für einen Betriebsparameter über der Frequenz 18 aufgetragen.
Das Frequenzspektrum zeichnet sich hier durch vier Peaks (Ausschläge) 20 aus, die bei unterschiedlichen Frequenzen auftreten. Es ist zu erkennen, dass der linke Peak 20 einen vergleichsweise hohen Wert hat. Dieser Wert stellt ein Beispiel für einen Wert des Betriebsparameters dar, welcher charakteristisch für das Vorhandensein einer elektrostatischen Entladungen ist. Dieser Wert stellt darüber hinaus ein Beispiel für einen Wert des Betriebsparameters dar, welcher charakteristisch für das Vorhandensein einer möglichen Beschädigung zumindest des Filterelements oder der Vorrichtung ist.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Filtergehäuse
3: Filterelement
4: Sensoreinheit
5: Sensor
6: Funkmodul
7: Mikrocontroller
8: Energie-Speicher
9: Anlage
10: Funkeinheit
11: Datenverarbeitungsanlage
12: Recheneinheit
13: Energie-Speicher
14: Filtereinlass
15: Filterauslass
16: Beschleunigung
17: Zeit
18: Frequenz
19: Periodendauer
20: Peak

Claims

Vorrichtung (1) zum Filtern einer Flüssigkeit, zumindest umfassend: - ein Filtergehäuse (2), - mindestens ein Filterelement (3), das in dem Filtergehäuse (2) angeordnet ist, - mindestens eine Sensoreinheit (4), die mindestens einen Sensor (5) und ein Funkmodul (6) aufweist, wobei der Sensor (5) derart eingerichtet und angeordnet ist, dass er einen für einen Zustand zumindest des Filterelements (3) oder der Vorrichtung (1) repräsentativen Betriebsparameter erfassen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei zumindest der Sensor (5) oder die Sensoreinheit (4) mit zumindest dem Filtergehäuse (2) oder dem Filterelement (3) fest verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Sensor (5) ein Beschleunigungssensor ist.
Anlage (9), zumindest umfassend eine Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mindestens eine Funkeinheit (10).
Anlage nach Anspruch 4, wobei die Funkeinheit (10) eingerichtet ist, Daten der Sensoreinheit (4) zu empfangen und an eine Datenverarbeitungsanlage (11) weiterzusenden.
Anlage nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Funkeinheit (10) ein Smartphone oder ein Gateway umfasst.
Verfahren zum Erfassen eines Zustands zumindest eines Filterelements (3) oder einer Vorrichtung (1) zum Filtern einer Flüssigkeit, umfassend zumindest folgende Schritte: a) Aktivieren mindestens einer Sensoreinheit (4), die mindestens einen Sensor (5) und ein Funkmodul (6) aufweist, b) Erfassen mindestens eines Betriebsparameters, der für einen Zustand zumindest des Filterelements (3) oder der Vorrichtung (1) repräsentativ ist, c) Übermitteln des Betriebsparameters von der Sensoreinheit (4) mittels des Funkmoduls (6) an zumindest mindestens eine Funkeinheit (10) oder mindestens eine Datenverarbeitungsanlage (11).
Verfahren nach Anspruch 7, wobei in Schritt a) zumindest das Funkmodul (6) oder die Sensoreinheit (4) erst aktiviert wird, wenn ein Messwert erfasst wurde, der einen Schwellwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei in Schritt b) als Betriebsparameter zumindest ein Körperschall oder eine Vibration zumindest des Filterelements (3) oder der Vorrichtung (1) erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei als Zustand das Vorhandensein einer elektrostatischen Entladung erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei als Zustand das Vorhandensein einer möglichen Beschädigung zumindest des Filterelements (3) oder der Vorrichtung (1) erfasst wird, wenn ein hierfür charakteristischer Wert oder Verlauf des Betriebsparameters erfasst wird.
Computerprogramm für eine Funkeinheit (10) oder eine Sensoreinheit (4), welches zur zumindest teilweisen Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11 eingerichtet ist.
Verwendung mindestens einer Sensoreinheit (4), die mindestens einen Sensor (5) und ein Funkmodul (6) aufweist, zum Erfassen mindestens eines Betriebsparameters, der für einen Zustand zumindest eines Filterelements (3) oder einer Vorrichtung (1) zum Filtern einer Flüssigkeit repräsentativ ist.