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Die Erfindung betrifft eine im Folgenden als Sensoreinrichtung bezeichnete Vorrichtung mit einer Sensorik.
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Eine besondere Ausführungsform der hier vorgeschlagenen Sensoreinrichtung ist zur automatischen Sensierung von Glykol oder dergleichen in einem Medium, zum Beispiel Wasser, mit dem die Sensoreinrichtung in Kontakt kommt, vorgesehen. Die Sensoreinrichtung umfasst in einem Gehäuse eine Sensorik. Zu der Sensorik gehört zumindest ein Sensor aus der Gruppe folgender Sensortypen: Leitfähigkeitssensor (elektrische Leitfähigkeit), Gassensor, Wärmeleitsensor (thermische Leitfähigkeit), Feuchte- und/oder Temperatursensor, oder eine Mehrzahl von Sensoren aus dieser Gruppe. Mittels eines von der Sensorik erhältlichen Ausgangssignals ist ein Aktor ansteuerbar, zum Beispiel ein Absperrventil in einem Auslauf einer Auffangwanne.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer solchen Sensoreinrichtung sind einzelne oder mehrere der von der Sensorik umfassten Sensoren gemäß einem vorgegebenen oder vorgebbaren Auswerteschema aktivierbar oder deaktivierbar.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Sensoreinrichtung mit gemäß einem Auswerteschema aktivierbaren oder deaktivierbaren Sensoren ist zum Betrieb der Sensoreinrichtung ein Auswerteschema aus einer Mehrzahl von Auswerteschemata auswählbar, wobei jedes Auswerteschema eine Art und Weise einer Kombination der von den gemäß dem Auswerteschema aktivierten Sensoren erhältlichen Sensorsignale bestimmt.
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Ein nicht einschränkend auszulegendes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den nachfolgenden Figuren dargestellt.
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Es zeigen
- 1 und 2 die gegenständliche Sensoreinrichtung von vorne,
- 3 und 4 die Sensoreinrichtung aus 1 und 2 in einer Seitenansicht,
- 5 bis 7 die Sensoreinrichtung aus 1 und 2 in einer isometrischen Ansicht,
- 8 die Sensoreinrichtung aus 1 und 2 in einer Ansicht von unten, also mit Blick in das Innere des Gehäuses der Sensoreinrichtung, wobei entlang der Blickrichtung zwei Steuerplatinen der Sensoreinrichtung erkennbar sind, sowie
- 9 und 10 die Steuerplatinen der Sensoreinrichtung aus 1 und 2 mit einer kurzen Funktionsbeschreibung.
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Die Darstellungen in 1 bis 10 zeigen eine vorteilhafte Ausführungsform der gegenständlichen Sensoreinrichtung 10 (7). Die Sensoreinrichtung 10 umfasst eine nachfolgend mit weiteren Einzelheiten beschriebene Sensorik. Die Sensoreinrichtung 10 umfasst ein die Sensorik aufnehmendes Gehäuse 12. Bei der gezeigten Ausführungsform handelt es sich um ein zylindrisches Gehäuse 12. Andere Geometrien, zum Beispiel ein quaderförmiges Gehäuse oder ein Gehäuse mit einer quadratischen Grundfläche, sind ebenso denkbar. Das Gehäuse 12 ist zum Teil „durchscheinend“ gezeigt, so dass der Blick auf das Innere des Gehäuses 12 frei wird.
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Das Gehäuse 12 ist in seinem Innern in zumindest zwei Abschnitte oder Kammern - erste Kammer 14, zweite Kammer 16 - unterteilt (zumindest zweigeteiltes Gehäuse 12). Die Unterteilung ergibt sich mittels einer Trennfläche 18. Die Trennfläche 18 teilt das Gehäuse 12 in axialer Richtung. Die Unterteilung des Gehäuses 12 besteht insbesondere in einer Relation von einem Drittel zu zwei Dritteln. Bei der gezeigten Ausführungsform gehört das größere Volumen zur ersten Kammer 14 und das kleinere Volumen gehört zur zweiten Kammer 16.
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In jedem der zumindest zwei Kammern 14, 16 ist ein Teil der Sensorik der Sensoreinrichtung 10 und jeweils eine entsprechende Steuerplatine 20, 22 platziert - siehe auch 9.
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Die Darstellung in 9 und 10 zeigt und benennt die Sensoren der Sensorik der gezeigten Sensoreinrichtung 10. Danach ist der ersten Kammer 14 des Gehäuses 12 zumindest einer der folgenden Sensoren zugeordnet, insbesondere alle genannten Sensoren: Feuchtesensor, Temperatursensor, beides insbesondere in einer Kombination als Feuchte- und Temperatursensor, Wärmeleitsensor. Der zweiten Kammer 16 des Gehäuses 12 ist zumindest einer der folgenden Sensoren zugeordnet, insbesondere alle genannten Sensoren: Leitfähigkeitssensor, Gassensor.
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Zur eindeutigen Bezugnahme auf Positionen im Bereich der Sensoreinrichtung 10 wird als „oben“ ein Bereich bezeichnet, in dem sich bei der gezeigten Ausführungsform ein Kabelanschluss befindet. Grundsätzlich ist der Kabelanschluss auch an der Seitenfläche des Gehäuses 12 möglich. Über den Kabelanschluss werden die Sensoreinrichtung 10, die Steuerplatinen 20, 22 und die von der Sensoreinrichtung 10 umfasste Sensorik in grundsätzlich an sich bekannter Art und Weise mit elektrischer Energie versorgt. Optional werden über den Kabelanschluss und davon umfasste Steuerleitungen die Sensorik der Sensoreinrichtung 10 oder einzelne davon umfasste Sensoren aktiviert. Optional werden über den Kabelanschluss und davon umfasste Signalleitungen Sensorsignale von der Sensorik zu einer entfernten Einheit übermittelt, mittels derer die Sensoreinrichtung 10 gesteuert und/oder überwacht wird. Solche Steuerleitungen und/oder Signalleitungen sind eine Option.
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Grundsätzlich ist auch eine Ausführungsform der Sensoreinrichtung 10 möglich und von der Erfindung umfasst, bei der eine Elektronik der Sensoreinrichtung 10 die Aktivierung oder Deaktivierung einzelner Sensoren bewirkt und/oder die Sensorsignale zumindest eines Sensors oder aller aktivierter Sensoren auswertet.
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Der Position „oben“ liegt ein Bodenabschnitt 24 der Sensoreinrichtung 10 gegenüber. Der Bodenabschnitt 24 ist im Bereich der ersten Kammer 14 geschlossen (so dass sich mit dem Bodenabschnitt 24 eine geschlossene Kammer 14 ergibt) und im Bereich der zweiten Kammer 16 offen. In der ersten Kammer 14 befindet sich die dortige Steuerplatine 20 auf einer Innenseite des Bodenabschnitts 24. Die Sensoren der ersten Kammer 14 sind in jeweils einer Ausnehmung im Bodenabschnitt 24 platziert, so dass sie mit einem Medium außerhalb des Gehäuses 12 in Kontakt kommen können. In der jeweiligen Ausnehmung bewirkt jeder Sensor eine Abdichtung, so dass ein Eindringen des jeweiligen Mediums in die erste Kammer 14 verhindert wird.
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Die Sensoreinrichtung 10 ist insbesondere zur Detektion von wasserlöslichen Stoffen, wie zum Beispiel Glykol, wie auch zur Detektion von Leichtflüssigkeiten, wie zum Beispiel Ester-Öl, bestimmt. Diese Stoffe bzw. Leichtflüssigkeiten lassen sich mittels einer Dichtemessung detektieren und die Sensoreinrichtung 10 umfasst eine dafür bestimmte und eingerichtete Sensorik.
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Die Sensoreinrichtung
10 zeichnet sich durch eine zum Beispiel zylindrische Bauform aus und umfasst mehrere Sensoren zur Detektion von Wasserglykol-gemischen in einer Auffangwanne, zum Beispiel einer Auffangwanne wie sie in der
EP2351954 oder in der
EP2335794 genannt ist, oder in Rohrleitungen. Die Geometrie der Sensoreinrichtung
10 ist nicht relevant. Die Bauform kann auch eckig sein. Das Gehäuse
12 der Sensoreinrichtung
10 ist mittels der Trennfläche
18 in zwei Kammern
14,
16 aufgeteilt, eine geschlossene Kammer
14 (erste Kammer
14) und eine zum Medium hin offene Kammer
16 (zweite Kammer
16).
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In einer ersten bevorzugten Ausführungsform umfasst die Sensoreinrichtung 10 eine Sensorik zumindest mit einem Wärmeleitfähigkeitssensor, insbesondere einem Wärmeleitfähigkeitssensor in der geschlossenen Kammer 14, und einem Gassensor, insbesondere einem Gassensor in der offenen Kammer 16.
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In einer zweiten, alternativen bevorzugten Ausführungsform umfasst die Sensoreinrichtung 10 eine Sensorik zumindest mit einem Leitfähigkeitssensor (elektrische Leitfähigkeit), insbesondere einem Leitfähigkeitssensor (elektrische Leitfähigkeit) in der offenen Kammer 16, und einem Gassensor, insbesondere einem Gassensor in der offenen Kammer 16.
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Anordnung der Sensoren bei der exemplarisch in den Figuren gezeigten Ausführungsform der Sensoreinrichtung 10:
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In der geschlossenen Kammer 14 (erste Kammer 14) sind vier Sensoren angeordnet:
- 1. Wärmeleitsensor = zur Dichtemessung des Mediums
- 2. Feuchtesensor
- 3. 2x Temperatursensor
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In der offenen Kammer 16 (zweite Kammer 16) sind zwei Sensoren angeordnet:
- 1. Leitfähigkeitssensor = um die Leitfähigkeit des Mediums zu messen
- 2. Gassensor = um die Dampfphase des Alkohols zu messen
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Der Leitfähigkeitssensor ist bevorzugt bei allen Varianten stabförmig ausgeführt und geht von einer „oben“ in der offenen Kammer 16 platzierten Steuerplatine 22 aus, erstreckt sich mit seiner Längsachse parallel zur Längsachse oder einer Achse des Gehäuses 12 und reicht mit seinem freien Ende bis zum Bodenabschnitt 24. Optional ist ein solcher stabförmiger Leitfähigkeitssensor mittig in der offenen Kammer 16 angeordnet.
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Funktion der Sensoreinrichtung 10:
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Die Sensoreinrichtung 10 kann in eine Auffangwanne oder in eine Rohrleitung eingesetzt werden, um wasserlösliche Stoffe wie Glykol zu messen.
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Im trockenen Zustand ist die Sensoreinrichtung 10 nicht aktiv. Mittels des Feuchtesensors werden Flüssigkeiten (wie Wasser - im Folgenden zusammen mit damit eventuell mitgeführtem Glykol oder dergleichen als Medium bezeichnet) erkannt und damit die Sensoreinrichtung 10 aktiviert. Anschließend wird mittels des Wärmeleitsensors die Dichte des Mediums, mittels des Leitfähigkeitssensors die Leitfähigkeit des Mediums und letztendlich durch den Gassensor die Dampfphase des Alkoholanteils im Glykol gemessen.
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Durch eine im Vorfeld getätigte Kalibrierung ist das Dichteverhältnis zwischen Wasser und Wasserglykolgemisch kalibriert. Das Mischverhältnis, ab wann das System reagieren soll, kann durch eine entsprechende Kalibrierung vorgegeben werden. Um eine ausreichende Messgenauigkeit zu erzielen, wird optional zusätzlich eine Temperaturkompensation mit berücksichtigt.
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Optional sind in einer externen Auswerte- und Regeleinheit oder mittels einer externen Auswerte- und Regeleinheit die unterschiedlichen Sensoren der Sensorik der Sensoreinrichtung 10 aktivierbar oder auch deaktivierbar, insbesondere jeder Sensor oder jeder Sensortyp einzeln. Diese Funktionalität wird zusammen als bedarfsweise Aktivierung oder Deaktivierung eines Sensors/Sensortyps bezeichnet.
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Bei einer besonders bevorzugten Variante einer Sensoreinrichtung 10 mit einer solchen bedarfsweisen Aktivierung sind je nach Anwendungsfall und Einsatzgebiet der Sensoreinrichtung 10 unterschiedliche Messvarianten möglich. Beispiel: Wenn alle Sensoren aktiv geschaltet sind, erzielt man bei der Detektion das bestmöglichste Messergebnis. Erst wenn alle Sensoren Glykol detektieren, wird zum Beispiel ein Absperrventil im Wannenauslauf gesperrt und/oder eine Alarmmeldung an die Gebäudeleittechnik übermittelt. Die Art und/oder die Anzahl der aktivierten und deaktivierten Sensoren kann jedoch im Rahmen der bedarfsweisen Aktivierung individuell angepasst werden. Zum Beispiel kommt in Betracht, den Leitfähigkeitssensor (elektrische Leitfähigkeit) bei einem Einsatz der Sensoreinrichtung 10 in einem Gebiet mit einer hohen Salzkonzentration im Wasser nicht zu aktivieren, weil die hohe Salzkonzentration zu einer hohen Leitfähigkeit führt und ein entsprechendes Sensorsignal dann eher die hohe Salzkonzentration anzeigt, als dass sich aus dem Sensorsignal ein Anhalt für von dem Wasser mitgeführtes Glykol oder dergleichen ergeben würde.
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Zu jeder bedarfsweisen Aktivierung gehört zumindest eine Spezifikation der aktivierten Sensoren, insbesondere eine Spezifikation der aktivierten Sensoren sowie eine Spezifikation der deaktivierten Sensoren. Zu jeder bedarfsweisen Aktivierung gehört gleichfalls ein spezifisches, vorgegebenes oder vorgebbares Auswerteschema, welches festlegt, auf welche Art und Weise die Sensorsignale derjenigen Sensoren, die gemäß der bedarfsweisen Aktivierung aktiv sind, ausgewertet werden. Gemäß dem Auswerteschema werden die Sensorsignale der aktiven Sensoren kombiniert. Das oben erwähnte Beispiel („erst wenn alle Sensoren Glykol detektieren“) ist ein Beispiel für eine Kombination mehrerer Sensorsignale gemäß einem entsprechenden Auswerteschema. Bei einer Implementation des Auswerteschemas ist zum Beispiel vorgesehen, dass jedes Sensorsignal eines aktivierten Sensors mit einem für den Sensor spezifischen, insbesondere im Rahmen des Auswerteschemas definierten, Schwellwert verglichen wird. Das Ergebnis eines solchen Vergleichs kann in Form eines Binärsignals ausgedrückt werden (das Sensorsignal überschreitet entweder den Schwellwert oder bleibt unterhalb des Schwellwerts). Damit ergibt sich für die Mehrzahl der aktivierten Sensoren eine Mehrzahl von Binärsignalen. Diese Binärsignale können zusammen einer logischen UND-Verknüpfung unterzogen werden. Das Resultat einer solchen UND-Verknüpfung ist nur dann positiv, wenn bei allen Sensoren eine Schwellwertüberschreitung gegeben ist. Ein positives Ergebnis einer solchen UND-Verknüpfung ist also eine automatische Auswertung der Sensorsignale und eine automatische Erkennung der Situation, dass „alle (aktivierten) Sensoren Glykol detektieren“.
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Das Ergebnis einer solchen Kombination ist ein Ausgangssignal, auf dessen Basis beispielsweise ein Absperrventil geschlossen wird oder eine Alarmmeldung erzeugt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Sensoreinrichtung
- 12
- Gehäuse
- 14
- erste Kammer
- 16
- zweite Kammer
- 18
- Trennfläche
- 20
- Steuerplatine
- 22
- Steuerplatine
- 24
- Bodenabschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2351954 [0015]
- EP 2335794 [0015]
