DE102019132504A1 - Gas pressure sensor and gas supply arrangement - Google Patents

Gas pressure sensor and gas supply arrangement Download PDF

Info

Publication number
DE102019132504A1
DE102019132504A1 DE102019132504.8A DE102019132504A DE102019132504A1 DE 102019132504 A1 DE102019132504 A1 DE 102019132504A1 DE 102019132504 A DE102019132504 A DE 102019132504A DE 102019132504 A1 DE102019132504 A1 DE 102019132504A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure sensor
gas pressure
channel
gas
delay element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102019132504.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Christopher Detmar
Alexander Zotter
Klaus SZOUCSEK
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102019132504.8A priority Critical patent/DE102019132504A1/en
Publication of DE102019132504A1 publication Critical patent/DE102019132504A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/04Means for compensating for effects of changes of temperature, i.e. other than electric compensation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0051Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance

Abstract

Die hier offenbarte Technologie betrifft einen Gasdrucksensor 10 mit einer Anschlussöffnung 22, einer Membran 30, einem Kanal 20 und einem Sensorelement 40, wobei zumindest ein Verzögerungselement 60, 70 in dem Kanal 20 angeordnet ist, um eine Druckausbreitung im Kanal 20 und/oder eine Temperaturerhöhung im Kanal 20 zu verzögern. Dadurch kann ein Überschießen eines Ausgangssignals bei schneller Druckerhöhung verhindert werden. Die hier offenbarte Technologie betrifft erfindungsgemäß ferner eine Gasversorgungsanordnung 100 mit einem solchen Gasdrucksensor 10.The technology disclosed here relates to a gas pressure sensor 10 with a connection opening 22, a membrane 30, a channel 20 and a sensor element 40, at least one delay element 60, 70 being arranged in the channel 20 in order to spread pressure in the channel 20 and / or to increase the temperature delay in channel 20. This can prevent an output signal from overshooting when the pressure increases rapidly. According to the invention, the technology disclosed here also relates to a gas supply arrangement 100 with such a gas pressure sensor 10.

Description

Die hier offenbarte Technologie betrifft einen Gasdrucksensor sowie eine Gasversorgungsanordnung.The technology disclosed here relates to a gas pressure sensor and a gas supply arrangement.

Kraftfahrzeuge können beispielsweise mit gasförmigem Brennstoff betrieben werden. Hierzu können Druckgasspeichersysteme im Kraftfahrzeug installiert sein, welche beispielsweise einen oder mehrere Druckbehälter zum Speichern von gasförmigem Brennstoff, schaltbare Tankventile und Gasdrucksensoren aufweisen können. Die Gasdrucksensoren dienen dabei zur Überwachung des Gasdrucks an bestimmten Stellen.Motor vehicles can be operated with gaseous fuel, for example. For this purpose, compressed gas storage systems can be installed in the motor vehicle, which can have, for example, one or more pressure vessels for storing gaseous fuel, switchable tank valves and gas pressure sensors. The gas pressure sensors are used to monitor the gas pressure at certain points.

Es ist grundsätzlich bekannt, Gasdrucksensoren mit einer Temperaturkompensation zu versehen, welche Einflüsse aufgrund sich ändernder Umgebungstemperatur kompensiert. Es wurde jedoch erkannt, dass Gasdrucksensoren insbesondere beim Aufschalten der Tankventile kurzzeitig Drücke anzeigen können, welche zu hoch sind. Dieses Phänomen lässt sich mit üblichen Einrichtungen zur Temperaturkompensation nicht beheben.It is basically known to provide gas pressure sensors with temperature compensation which compensates for influences due to changing ambient temperature. However, it was recognized that gas pressure sensors can briefly indicate pressures which are too high, especially when the tank valves are switched on. This phenomenon cannot be remedied with conventional temperature compensation devices.

Es ist eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, zumindest einen Nachteil von einer vorbekannten Lösung zu verringern oder zu beheben oder eine alternative Lösung vorzuschlagen. Es ist insbesondere eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, einen Gasdrucksensor mit verbessertem Verhalten beim Aufschalten von Tankventilen vorzusehen. Weitere bevorzugte Aufgaben können sich aus den vorteilhaften Effekten der hier offenbarten Technologie ergeben. Die Aufgaben werden gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar.It is a preferred object of the technology disclosed here to reduce or eliminate at least one disadvantage of a previously known solution or to propose an alternative solution. In particular, it is a preferred object of the technology disclosed here to provide a gas pressure sensor with improved behavior when tank valves are switched on. Further preferred objects can result from the advantageous effects of the technology disclosed here. The objects are achieved by the subject matter of the independent claims. The dependent claims represent preferred configurations.

Die hier offenbarte Technologie betrifft einen Gasdrucksensor. Der Gasdrucksensor weist eine Anschlussöffnung auf. Er weist eine Membran auf, welche sich abhängig von einem Gasdruck verformt. Der Gasdrucksensor weist einen Kanal auf, welcher von der Anschlussöffnung zur Membran führt. Des Weiteren weist er ein Sensorelement zur Erfassung der Verformung der Membran und zum Erzeugen eines darauf basierenden Signals auf.The technology disclosed here relates to a gas pressure sensor. The gas pressure sensor has a connection opening. It has a membrane which deforms depending on a gas pressure. The gas pressure sensor has a channel which leads from the connection opening to the membrane. It also has a sensor element for detecting the deformation of the membrane and for generating a signal based thereon.

Der Gasdrucksensor weist zumindest ein Verzögerungselement auf, welches in dem Kanal angeordnet ist und eine Druckausbreitung im Kanal und/oder eine Temperaturerhöhung im Kanal verzögert.The gas pressure sensor has at least one delay element which is arranged in the channel and delays a pressure spread in the channel and / or a temperature increase in the channel.

Mittels eines solchen Gasdrucksensors kann vermieden werden, dass bei Aufschalten von Tankventilen, d.h. bei einer sehr schnellen Erhöhung des Gasdrucks, der Gasdrucksensor kurzzeitig einen zu hohen Druck anzeigt. Ein entsprechendes Verhalten wurde bei aus dem Stand der Technik bekannten Gasdrucksensoren beobachtet. Beispielsweise kann bei derartigen aus dem Stand der Technik bekannten Gasdrucksensoren kurzzeitig ein Gasdruck angezeigt werden, welcher mehr als 100 bar über dem tatsächlich vorhandenen bzw. aufgrund der Druckverhältnisse im System überhaupt möglichen Gasdruck liegt. Dies kann zu unerwünschten Effekten wie beispielsweise der Aktivierung von Sicherheitseinrichtungen führen. Ein beispielhafter Signalverlauf ist in 1 dargestellt, welche weiter unten beschrieben wird.Such a gas pressure sensor can prevent the gas pressure sensor from briefly displaying too high a pressure when tank valves are switched on, ie when the gas pressure increases very quickly. A corresponding behavior was observed with gas pressure sensors known from the prior art. For example, with such gas pressure sensors known from the prior art, a gas pressure can be briefly displayed which is more than 100 bar above the gas pressure that is actually present or is possible at all due to the pressure conditions in the system. This can lead to undesirable effects such as the activation of safety devices. An exemplary signal curve is in 1 which is described below.

Es wurde erkannt, dass derartige kurzzeitige Erhöhungen des angezeigten Drucks nicht auf einer Impulskraft bei der Druckerhöhung beruhen können. It was recognized that such short-term increases in the indicated pressure cannot be based on an impulse force during the pressure increase.

Hierzu wurde beispielhaft die folgende Rechnung aufgestellt, welche einen Anteil der Impulskraft an einem Kraftunterschied an einer Drucksensormembran mit einem Durchmesser von 3 mm angibt:

  • Der Durchmesser der Drucksensormembran beträgt: d = 3 mm
  • Die Fläche der Drucksensormembran beträgt: A = d2/4*Pi = 7,07E-6 m2
Kraft  @   20  bar : F = p * A = 2 E 6  Pa * 7.07 E 6  m 2 = 14,14 N
Figure DE102019132504A1_0001
Kraft  @  76 0  bar : F = p * A = 76 E 6  Pa * 7,07 E 6  m 2 = 537.32 N
Figure DE102019132504A1_0002
  • Kraftunterschied: 523 N
  • Angenommenes Volumen einer Hochdruck-Entnahme-Leitung: 15 ml H2-Masse bei 20 bar: 25 mg
  • H2-Masse bei 760 bar: 637 mg
  • Innerhalb von 100 ms strömen also 617 mg H2 in die Leitung.
  • Der mittlere Massenstrom beträgt 6,17 g/s = 22,2 kg/h.
For this purpose, the following calculation was made as an example, which indicates a proportion of the impulse force in a force difference on a pressure sensor membrane with a diameter of 3 mm:
  • The diameter of the pressure sensor membrane is: d = 3 mm
  • The area of the pressure sensor membrane is: A = d 2/4 * Pi = 7.07E-6 m 2
force @ 20th bar : F. = p * A. = 2 E. 6th Pa * 7.07 E. - 6th m 2 = 14.14 N
Figure DE102019132504A1_0001
force @ 76 0 bar : F. = p * A. = 76 E. 6th Pa * 7.07 E. - 6th m 2 = 537.32 N
Figure DE102019132504A1_0002
  • Difference in force: 523 N
  • Assumed volume of a high pressure withdrawal line: 15 ml H 2 mass at 20 bar: 25 mg
  • H 2 mass at 760 bar: 637 mg
  • So within 100 ms 617 mg H 2 flow into the line.
  • The mean mass flow is 6.17 g / s = 22.2 kg / h.

Die Strömungsgeschwindigkeit bei 6,2 g/s in einer D3-Leitung beträgt 20,5 m/s. Impuls : p = m * v = 0,6 E 3  kg * 20,5  m / s = 12,3 E 3  kg * m / s

Figure DE102019132504A1_0003
Kraft : F = Dp / Dt = 12,3 E 3  kg * m / s 2 / 0,1 = 123 E 3  kg * m / s 2 = 123 E 3  N = 0,123  N
Figure DE102019132504A1_0004
The flow velocity at 6.2 g / s in a D3 line is 20.5 m / s. pulse : p = m * v = 0.6 E. - 3rd kg * 20.5 m / s = 12.3 E. - 3rd kg * m / s
Figure DE102019132504A1_0003
force : F. = Dp / German = 12.3 E. - 3rd kg * m / s 2 / 0.1 = 123 E. - 3rd kg * m / s 2 = 123 E. - 3rd N = 0.123 N
Figure DE102019132504A1_0004

Daraus ergibt sich der Anteil der Impulskraft am Kraftunterschied:

  • Der Impuls macht ca. 0,2 Promille aus.
This gives the proportion of the momentum force in the force difference:
  • The impulse amounts to approx. 0.2 per mille.

Aufgrund des sehr geringen Anteils der Impulskraft kann die bereits erwähnte Druckerhöhung nicht vom Impuls kommen.Due to the very small proportion of the impulse force, the pressure increase mentioned above cannot come from the impulse.

Es hat sich vielmehr herausgestellt, dass die kurzzeitige Anzeige eines zu hohen Druckwerts auf einer Gaskompression unmittelbar vor der Membran und einer dadurch verursachten Temperaturerhöhung basiert, welche die Beweglichkeit der Membran verändert und durch normale Maßnahmen zur Temperaturkompensation nicht rechtzeitig kompensiert werden kann. Durch das gemäß der hier offenbarten Technologie vorgesehene Verzögerungselement im Kanal kann eine Druckausbreitung im Kanal verlangsamt werden, so dass es nicht zu einer ausreichend hohen Kompression vor der Membran zur Auslösung einer relevanten Temperaturerhöhung kommt und/oder es kann eine ansonsten voll eintretende Temperaturerhöhung im Kanal, welche durch eine bereits erfolgte Kompression ausgelöst wird, verzögert bzw. abgeführt werden.Rather, it has been found that the brief display of an excessively high pressure value is based on gas compression immediately in front of the membrane and a temperature increase caused by it, which changes the mobility of the membrane and cannot be compensated in time by normal temperature compensation measures. The delay element in the channel provided in accordance with the technology disclosed here can slow down the spread of pressure in the channel so that there is no sufficiently high compression in front of the membrane to trigger a relevant temperature increase and / or an otherwise fully occurring temperature increase in the channel, which is triggered by a compression that has already taken place, can be delayed or removed.

Die Anschlussöffnung kann insbesondere eine Öffnung des Gasdrucksensors sein, mit welcher der Gasdrucksensor an ein Volumen angeschlossen werden kann, dessen Gasdruck gemessen werden soll. Beispielsweise kann es sich dabei um eine Entnahmeleitung handeln, welche von einem Druckbehälter zu einem Verbraucher führt.The connection opening can in particular be an opening of the gas pressure sensor with which the gas pressure sensor can be connected to a volume whose gas pressure is to be measured. For example, it can be a withdrawal line which leads from a pressure vessel to a consumer.

Die Membran kann insbesondere am Ende des Kanals angeordnet sein, welches der Anschlussöffnung gegenüberliegt. Mittels des Kanals kann erreicht werden, dass grundsätzlich an der Membran der gleiche Druck anliegt wie an der Anschlussöffnung, was sich insbesondere auf einen Zustand nach einem durchzuführenden Druckausgleich bezieht. Durch das vorgesehene Verzögerungselement kann ein Druckanstieg an der Membran im Vergleich zur Anschlussöffnung verlangsamt werden, wodurch die bereits beschriebenen vorteilhaften Effekte erreicht werden. Der Kanal kann geradlinig sein, kann jedoch auch geschwungen sein. Er kann insbesondere außerhalb des Verzögerungselements bzw. der Verzögerungselemente einen konstanten Durchmesser aufweisen. Das Signal, welches von dem Sensorelement basierend auf der Verformung der Membran erzeugt wird, kann insbesondere ein analoges oder sonstiges Ausgangssignal sein, welches von einer Auswerteschaltung ausgewertet wird. Eine solche Auswerteschaltung kann beispielsweise einen Wert ausgeben, welcher den Gasdruck an der Membran und damit im Regelfall auch an der Anschlussöffnung anzeigt.The membrane can in particular be arranged at the end of the channel which is opposite the connection opening. By means of the channel it can be achieved that in principle the same pressure is applied to the membrane as to the connection opening, which relates in particular to a state after a pressure equalization to be carried out. The delay element provided enables a pressure increase on the membrane to be slowed down in comparison to the connection opening, as a result of which the advantageous effects already described can be achieved. The channel can be straight, but it can also be curved. It can in particular have a constant diameter outside of the delay element or the delay elements. The signal that is generated by the sensor element based on the deformation of the membrane can in particular be an analog or other output signal that is evaluated by an evaluation circuit. Such an evaluation circuit can, for example, output a value which indicates the gas pressure on the membrane and thus, as a rule, also on the connection opening.

Gemäß einer Ausführung ist ein Verzögerungselement als Verjüngung im Vergleich zum angrenzenden Teil des Kanals ausgebildet. Dadurch kann die Ausbreitung einer Druckwelle zur Membran hin verlangsamt werden, so dass ein Druckaufbau vor der Membran langsamer als sonst erfolgt. Die Verjüngung kann beispielsweise als Durchmesserverringerung des Kanals ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Durchmesser um mehr als 50 %, mehr als 80 %, mehr als 90 % oder mehr als 95 % im Vergleich zum angrenzenden Teil des Kanals oder auch zum Rest des Kanals verringert werden.According to one embodiment, a delay element is designed as a taper compared to the adjacent part of the channel. As a result, the propagation of a pressure wave towards the membrane can be slowed down so that a pressure build-up in front of the membrane takes place more slowly than usual. The taper can, for example, be designed as a diameter reduction of the channel. For example, the diameter can be reduced by more than 50%, more than 80%, more than 90% or more than 95% compared to the adjacent part of the channel or also to the rest of the channel.

Gemäß einer Ausführung ist zumindest ein Verzögerungselement als Wärmeabführelement ausgebildet. Dadurch kann eine eventuell entstehende Kompression nicht die Temperatur so weit bzw. so schnell erhöhen, wie sie dies ohne ein Wärmeabführelement könnte. Ein Wärmeabführelement kann insbesondere eine in den Kanal eingreifende Einrichtung sein, welche eine hohe Wärmeleitfähigkeit hat und beispielsweise mit einer externen Wärmesenke zum Abführen der Wärme verbunden sein kann. Beispielsweise kann als Wärmeabführelement ein Filter oder insbesondere ein Sinterfilter verwendet werden. Ein Filter kann beispielsweise Poren von einer definierten Größe aufweisen, welche für einen definierten Durchlass von Gas sorgen, wobei derartige Poren in einem wärmeleitfähigen Material gebildet werden, welches in den Kanal eingreift und somit eine entstehende Wärme abführen kann.According to one embodiment, at least one delay element is designed as a heat dissipation element. As a result, any compression that may occur cannot increase the temperature as far or as quickly as it could without a heat dissipating element. A heat dissipation element can in particular be a device which engages in the channel and which has a high thermal conductivity and, for example, with an external heat sink can be connected to dissipate the heat. For example, a filter or, in particular, a sintered filter can be used as the heat dissipation element. A filter can, for example, have pores of a defined size, which ensure a defined passage of gas, with such pores being formed in a thermally conductive material which engages in the channel and can thus dissipate any heat that is generated.

Gemäß einer Ausführung weist der Gasdrucksensor genau ein Verzögerungselement auf. Dies erlaubt eine einfache Ausführung. Beispielsweise kann es sich bei dem Verzögerungselement um eine bereits erwähnte Verjüngung oder um ein bereits erwähntes Wärmeabführelement handeln. Letzteres kann insbesondere als Filter bzw. als Sinterfilter ausgebildet sein.According to one embodiment, the gas pressure sensor has exactly one delay element. This allows a simple implementation. For example, the delay element can be an already mentioned taper or an already mentioned heat dissipation element. The latter can in particular be designed as a filter or as a sintered filter.

Gemäß einer Ausführung weist der Gasdrucksensor ein erstes Verzögerungselement und ein zweites Verzögerungselement auf. Das erste Verzögerungselement kann dabei insbesondere als Verjüngung im Vergleich zum angrenzenden Teil des Kanals ausgebildet sein. Das zweite Verzögerungselement kann als Wärmeabführelement ausgebildet sein. Die Verjüngung bzw. das Wärmeabführelement können insbesondere wie bereits beschrieben ausgeführt sein. Durch die Verwendung von zwei Verzögerungselementen kann deren Wirkung kombiniert werden, so dass die Ausbildung einer unerwünschten Signalerhöhung bei einem plötzlichen Druckanstieg in besonders vorteilhafter Weise unterbunden werden kann.According to one embodiment, the gas pressure sensor has a first delay element and a second delay element. The first delay element can in particular be designed as a taper compared to the adjacent part of the channel. The second delay element can be designed as a heat dissipation element. The taper or the heat dissipation element can in particular be designed as already described. By using two delay elements, their effect can be combined, so that the formation of an undesired signal increase in the event of a sudden pressure increase can be prevented in a particularly advantageous manner.

Gemäß einer Ausführung weist der Gasdrucksensor einen Druckstutzen und ein Steckergehäuse auf. Die Anschlussöffnung, der Kanal und die Membran können insbesondere in dem Druckstutzen angeordnet sein. Das Sensorelement kann insbesondere im Steckergehäuse angeordnet sein. Druckstutzen und Steckergehäuse können insbesondere miteinander verbunden sein. Beispielsweise können sie aneinander eingeklipst werden. Dies erlaubt eine unabhängige Herstellung von Druckstutzen und Steckergehäuse sowie eine einfache Wartung der darin enthaltenen Komponenten.According to one embodiment, the gas pressure sensor has a pressure port and a connector housing. The connection opening, the channel and the membrane can in particular be arranged in the pressure port. The sensor element can in particular be arranged in the connector housing. The pressure port and connector housing can in particular be connected to one another. For example, they can be clipped onto one another. This allows the pressure nozzle and connector housing to be manufactured independently, as well as simple maintenance of the components contained therein.

Das Verzögerungselement oder ein das Verzögerungselement enthaltendes Bauteil kann insbesondere ein Außengewinde aufweisen und in ein dazu komplementäres Innengewinde des Kanals eingeschraubt sein. Dies erlaubt eine einfache Montage des Verzögerungselements.The delay element or a component containing the delay element can in particular have an external thread and be screwed into a complementary internal thread of the channel. This allows simple assembly of the delay element.

Eine Verjüngung kann beispielsweise auch mittels eines einstückig mit dem Rest des den Kanal umgebenden Materials ausgebildeten oder auf sonstige Art verbundenen Materialvorsprungs ausgebildet sein.A taper can also be formed, for example, by means of a material projection formed in one piece with the rest of the material surrounding the channel or connected in some other way.

Der Gasdrucksensor kann insbesondere ein an dem Rest des Gasdrucksensors angeschweißtes Element aufweisen, in welchem das bzw. ein Verzögerungselement angeordnet ist. Dies erlaubt eine separate Herstellung eines Elements mit dem Verzögerungselement, welches dann durch ein einfaches Anschweißen am Rest des Gasdrucksensors befestigt werden kann. Auch andere Befestigungsvarianten wie beispielsweise Kleben oder Verklemmen können hierbei verwendet werden.The gas pressure sensor can in particular have an element welded to the rest of the gas pressure sensor, in which the or a delay element is arranged. This allows an element with the delay element to be produced separately, which element can then be attached to the rest of the gas pressure sensor by simply welding it on. Other fastening variants such as gluing or clamping can also be used here.

Das Verzögerungselement kann insbesondere eine Länge von 10 % bis 30 % einer Länge des Kanals haben. Derartige Ausführungen haben sich sowohl für eine Verjüngung wie auch für ein Wärmeabführelement als vorteilhaft erwiesen.The delay element can in particular have a length of 10% to 30% of a length of the channel. Such designs have proven to be advantageous both for a taper and for a heat dissipation element.

Sofern der Gasdrucksensor sowohl eine Verjüngung wie auch ein Wärmeabführelement aufweist, kann das Wärmeabführelement insbesondere näher an der Membran als die Verjüngung angeordnet sein. Dies erlaubt ein gezielteres Abführen von vor der Membran entstehender Wärme und ein rechtzeitiges Abhalten eines plötzlichen Druckanstiegs.If the gas pressure sensor has both a taper and a heat dissipation element, the heat dissipation element can in particular be arranged closer to the membrane than the taper. This allows a more targeted dissipation of heat generated in front of the membrane and a timely prevention of a sudden increase in pressure.

Der Gasdrucksensor kann insbesondere zum Messen eines Gasdrucks von Wasserstoff, jedoch auch von anderen Gasen ausgebildet sein.The gas pressure sensor can in particular be designed to measure a gas pressure of hydrogen, but also of other gases.

Die hier offenbarte Technologie betrifft ferner eine Gasversorgungsanordnung. Die Gasversorgungsanordnung weist einen Druckbehälter zum Speichern von Gas auf. Sie weist eine Entnahmeleitung auf, welche an dem Druckbehälter angeschlossen ist. Die Gasversorgungsanordnung weist ein Ventil zum Schalten oder Steuern eines Gasdurchflusses auf, wobei das Ventil in der Entnahmeleitung oder zwischen Entnahmeleitung und Druckbehälter angeordnet ist. Die Gasversorgungsanordnung weist einen Gasdrucksensor wie hierin beschrieben auf, dessen Anschlussöffnung an der Entnahmeleitung angeschlossen ist, wobei sich das Ventil zwischen Gasdrucksensor und Druckbehälter befindet.The technology disclosed here also relates to a gas supply arrangement. The gas supply arrangement has a pressure vessel for storing gas. It has a withdrawal line which is connected to the pressure vessel. The gas supply arrangement has a valve for switching or controlling a gas flow, the valve being arranged in the extraction line or between the extraction line and the pressure vessel. The gas supply arrangement has a gas pressure sensor as described herein, the connection opening of which is connected to the extraction line, the valve being located between the gas pressure sensor and the pressure vessel.

Bezüglich des Gasdrucksensors kann auf alle hierin beschriebenen Ausführungen und Varianten zurückgegriffen werden.With regard to the gas pressure sensor, all of the designs and variants described herein can be used.

Mittels einer solchen Gasversorgungsanordnung kann ein Gasdruck in der Entnahmeleitung überwacht werden, ohne dass es zu den eingangs beschriebenen negativen Effekten eines deutlich erhöhten Druckwerts beim Aufschalten von Ventilen kommt. Die Entnahmeleitung kann dabei insbesondere zu einem Verbraucher wie beispielsweise einem Verbrennungsmotor oder einer Brennstoffzelle führen, welche mit im Druckbehälter gespeichertem Gas, also in diesem Fall gasförmigem Brennstoff, betrieben wird.A gas pressure in the extraction line can be monitored by means of such a gas supply arrangement without the negative effects of a significantly increased pressure value described at the outset occurring when valves are switched on. The extraction line can in particular lead to a consumer such as an internal combustion engine or a fuel cell, which is operated with gas stored in the pressure vessel, that is to say in this case with gaseous fuel.

Die Gasversorgungsanordnung kann insbesondere in einem Kraftfahrzeug wie beispielsweise einem Personenkraftwagen, einem Kraftrad oder einem Nutzfahrzeug verwendet werden. Der Druckbehälter dient dabei insbesondere zur Speicherung von unter Umgebungsbedingungen gasförmigem Brennstoff. Die Gasversorgungsanordnung kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden, das mit komprimiertem (auch „Compressed Natural Gas“ oder CNG genannt) oder verflüssigtem (auch „Liquid Natural Gas“ oder LNG genannt) Erdgas oder mit Wasserstoff betrieben wird. Die Anschlussleitung kann mit mindestens einem Energiewandler fluidverbunden sein, der eingerichtet ist, die chemische Energie des Brennstoffs in andere Energieformen umzuwandeln. Der Druckbehälter kann insbesondere ein Composite Overwrapped Pressure Vessel sein. Er kann beispielsweise ein kryogener Druckbehälter oder ein Hochdruckgasbehälter sein. Hochdruckgasbehälter sind ausgebildet, bei Umgebungstemperaturen Brennstoff dauerhaft bei einem nominalen Betriebsdruck (auch „Nominal Working Pressure“ oder NWP genannt) von ca. 350 barü (= Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck), ferner bevorzugt von ca. 700 barü oder mehr zu speichern. Ein kryogener Druckbehälter ist geeignet, den Brennstoff bei den vorgenannten Betriebsdrücken auch bei Temperaturen zu speichern, die deutlich unter der Betriebstemperatur des Kraftfahrzeugs liegen.The gas supply arrangement can in particular be used in a motor vehicle such as a passenger car, a motorcycle or a utility vehicle. The pressure vessel is used in particular to store fuel that is gaseous under ambient conditions. The gas supply arrangement can be used, for example, in a motor vehicle that is operated with compressed (also called “Compressed Natural Gas” or CNG) or liquefied (also called “Liquid Natural Gas” or LNG) natural gas or with hydrogen. The connecting line can be fluidly connected to at least one energy converter which is set up to convert the chemical energy of the fuel into other forms of energy. The pressure vessel can in particular be a composite overwrapped pressure vessel. For example, it can be a cryogenic pressure vessel or a high pressure gas vessel. High-pressure gas containers are designed to store fuel permanently at ambient temperatures at a nominal operating pressure (also called “nominal working pressure” or NWP) of approx. 350 barg (= overpressure compared to atmospheric pressure), further preferably of approx. 700 barg or more. A cryogenic pressure vessel is suitable for storing the fuel at the aforementioned operating pressures even at temperatures which are well below the operating temperature of the motor vehicle.

Bei dem Ventil kann es sich insbesondere um ein Tankabsperrventil handeln. Dieses kann auch als shut-off valve bezeichnet werden. Das Tankabsperrventil ist beispielsweise das Ventil, dessen Eingangsdruck (zumindest im Wesentlichen) dem Behälterdruck entspricht. Das Tankabsperrventil ist insbesondere ein steuerbares bzw. regelbares und insbesondere stromlos geschlossenes Ventil. Das Tankabsperrventil ist in der Regel in ein on-tank-valve integriert. Das on-tank-valve ist direkt an einem Ende des Druckbehälters montiert und eine mit dem Inneren des Druckbehälters direkt fluidverbundene Ventileinheit. In der Verordnung (EU) Nr. 406/2010 der Kommission vom 26. April 2010 zur Durchführung der Verordnung (EG) Nr. 29/2009 des Europäischen Parlaments und des Rats über die Typengenehmigung von wasserstoffbetriebenen Kraftfahrzeugen wird ein solches Tankabsperrventil auch als erstes Ventil bezeichnet.The valve can in particular be a tank shut-off valve. This can also be referred to as a shut-off valve. The tank shut-off valve is, for example, the valve whose inlet pressure (at least essentially) corresponds to the container pressure. The tank shut-off valve is in particular a controllable or regulatable and, in particular, normally closed valve. The tank shut-off valve is usually integrated in an on-tank valve. The on-tank valve is mounted directly on one end of the pressure vessel and a valve unit that is directly fluidly connected to the interior of the pressure vessel. In Regulation (EU) No. 406/2010 of the Commission of April 26, 2010 for the implementation of Regulation (EC) No. 29/2009 of the European Parliament and the Council on the type approval of hydrogen-powered motor vehicles, such a tank shut-off valve is also referred to as the first valve.

Ein Druckbehälter kann insbesondere einen Liner und/oder eine Wandung aufweisen.A pressure vessel can in particular have a liner and / or a wall.

Mit anderen Worten wurde erkannt, dass es beim Aufschalten von Ventilen in verbundenen Leitungen zu sehr schnellen Druckerhöhungen kommen kann, wobei durch schlagartigen Druckanstieg in einer Sackgasse vor einer Membran Kompressionsenergie entstehen kann, welche in Wärme umgewandelt wird und das Gas erwärmt. Dies führt durch Wärmeübertragung auch zu einer Temperaturerhöhung im umliegenden Metall, vor allem an der meist dünnsten Stelle, der Messmembran. Dadurch reduziert sich ihre Steifigkeit, was eine erhöhte Verformung zur Folge hat. Die Dehnung eines auf der Membran aufgebrachten Dehnungsmessstreifens wird erhöht und ein Sensor ermittelt dadurch für einen bestimmten Zeitraum einen höheren Druck, der physikalisch nicht gegeben ist.In other words, it has been recognized that switching on valves in connected lines can lead to very rapid pressure increases, whereby a sudden pressure increase in a dead end in front of a membrane can generate compression energy, which is converted into heat and heats the gas. As a result of heat transfer, this also leads to an increase in temperature in the surrounding metal, especially at the usually thinnest point, the measuring membrane. This reduces their rigidity, which results in increased deformation. The expansion of a strain gauge applied to the membrane is increased and a sensor thereby determines a higher pressure for a certain period of time, which is not physically present.

Eine solche Messabweichung kann beispielsweise über 10 % des Messbereichs betragen und damit für Funktionen des Systems zu Problemen führen, da zum Beispiel Sicherheitsfunktionen fälschlicherweise ausgelöst werden können. Die Temperaturkompensation, welche bei bekannten Ausführungen verwendet wird, ist typischerweise zu träge, um diesen Effekt zu kompensieren. Dieser ist dafür ausgelegt, Temperaturänderungen des gesamten Bauteils zu kompensieren, nicht die punktuelle und sehr schnelle Erwärmung der Messmembran.Such a measurement deviation can be, for example, over 10% of the measuring range and thus lead to problems for functions of the system, since, for example, safety functions can be triggered incorrectly. The temperature compensation used in known designs is typically too sluggish to compensate for this effect. This is designed to compensate for temperature changes of the entire component, not the selective and very rapid heating of the measuring membrane.

Zur Lösung des Problems kann beispielsweise eine Bohrung zur offenen Seite hin stark verjüngt werden, zum Beispiel durch Montage einer Blende. To solve the problem, for example, a hole can be strongly tapered towards the open side, for example by installing a cover.

Aufgrund des Druckverlusts im verjüngten Bereich ist der Druckgradient im Bohrungshohlraum deutlich geringer. Dadurch ist der Druckanstieg und damit der Effekt der Erwärmung deutlich reduziert und die Messung wird weniger stark verfälscht.Due to the pressure loss in the tapered area, the pressure gradient in the bore cavity is significantly lower. This significantly reduces the pressure increase and thus the heating effect and the measurement is less falsified.

Beispielsweise kann in die Bohrung bzw. in den Kanal ein Innengewinde geschnitten werden und eine Madenschraube mit schmaler Bohrung kann montiert werden. Es kann auch eine Blende aufgeschweißt werden oder es kann eine Blende mit Außengewinde aufgeschweißt werden.For example, an internal thread can be cut into the bore or into the channel and a grub screw with a narrow bore can be installed. A cover can also be welded on or a cover with an external thread can be welded on.

Es kann auch in die Bohrung bzw. in den Kanal ein gut temperaturleitfähiges Material so eingesetzt werden, dass die Bohrung weiterhin ausreichend gasdurchlässig bleibt, um eine Messung zu ermöglichen. Die entstehende Wärme kann dann zu einem großen Teil von der Messmembran weg und in andere Bereiche der Komponente geleitet werden. Deshalb wird der Effekt der Erwärmung der Messmembran deutlich reduziert und die Messung wird weniger stark verfälscht.A material with good thermal conductivity can also be used in the bore or in the channel in such a way that the bore remains sufficiently gas-permeable to enable a measurement. A large part of the heat generated can then be conducted away from the measuring membrane and into other areas of the component. Therefore, the effect of heating the measuring membrane is significantly reduced and the measurement is less falsified.

Um eine gute Wärmeübertragung zwischen Gas und eingesetztem Material bzw. Wärmeabführelement zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn die Struktur des eingesetzten Materials bzw. Wärmeabführelements eine möglichst große Oberfläche aufweist. Beispielsweise kann ein Gewebe oder ein Honeycomb verwendet werden. Besonders geeignet hat sich ein Einsatz aus Sinterfilter-Material erwiesen. Das Verhältnis „Länge Filter“/„Länge Kanal im Sensor“ kann beispielsweise zwischen 0,1 und 0,3 betragen. Derartige Werte haben sich als vorteilhaft erwiesen.In order to enable good heat transfer between the gas and the material or heat dissipation element used, it is advantageous if the structure of the material or heat dissipation element used has the largest possible surface area. For example, a fabric or a honeycomb can be used. An insert made of sintered filter material has proven to be particularly suitable. The ratio “length filter” / “length channel in sensor” can be between 0.1 and 0.3, for example. Such values have proven to be advantageous.

Die hier offenbarte Technologie wird nun anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

  • 1: einen Druckverlauf bei Gasdrucksensoren gemäß dem Stand der Technik,
  • 2: einen Gasdrucksensor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 3: einen Gasdrucksensor gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
  • 4: einen Gasdrucksensor gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, und
  • 5: eine Gasversorgungsanordnung.
The technology disclosed here will now be explained with reference to the figures. Show it:
  • 1 : a pressure curve for gas pressure sensors according to the state of the art,
  • 2 : a gas pressure sensor according to a first embodiment,
  • 3rd : a gas pressure sensor according to a second embodiment,
  • 4th : a gas pressure sensor according to a third embodiment, and
  • 5 : a gas supply arrangement.

1 zeigt schematisch einen typischen Verlauf eines Drucksignals eines Gasdrucksensors gemäß dem Stand der Technik beim Aufschalten von Tankventilen. Dabei erhöht sich der tatsächliche Druck sehr schnell von einem sehr niedrigen Druck, welcher beispielsweise einem Umgebungsdruck entsprechen kann, auf einen Druck, welcher im Wesentlichen dem Innendruck eines Druckbehälters entspricht, in welchem gasförmiger Brennstoff oder anderes Gas gelagert ist. In 1 ist dabei in willkürlichen Einheiten auf der horizontalen Achse die Zeit t und auf der vertikalen Achse ein Signal S dargestellt. 1 shows schematically a typical profile of a pressure signal from a gas pressure sensor according to the prior art when tank valves are switched on. The actual pressure increases very quickly from a very low pressure, which can for example correspond to an ambient pressure, to a pressure which essentially corresponds to the internal pressure of a pressure vessel in which gaseous fuel or other gas is stored. In 1 time t is shown in arbitrary units on the horizontal axis and a signal S is shown on the vertical axis.

Wie gezeigt verbleibt der Druck zunächst, d.h. vor dem Öffnen eines Ventils, auf einem sehr niedrigen Wert. Beim Öffnen eines Ventils erhöht sich das Signal S schlagartig, fällt dann jedoch etwa exponentiell wieder auf einen Wert ab, welcher sich dann nicht mehr verändert. Der letztere Wert entspricht im Wesentlichen dem Innendruck eines Druckbehälters abzüglich einer meist nur geringfügigen Verringerung des Drucks aufgrund des Öffnens des Ventils. Der höchste erreichte Wert ist jedoch um einen Wert P höher, er stellt somit einen Peak dar. Dieser entspricht jedoch nicht einem tatsächlich vorhandenen Druck, sondern hat seine Ursache in einer Temperaturerhöhung unmittelbar vor einer Messmembran, wobei die Temperaturerhöhung die Flexibilität der Messmembran erhöht und somit deren Verformung ebenfalls erhöht. Diese Verformung wird in das Signal S umgesetzt und führt somit zu dem in 1 zu sehenden Überschießen. Dies kann beispielsweise dazu führen, dass Sicherheitsmechanismen gegen zu hohen Druck auslösen, obwohl ein zu hoher Druck gar nicht vorhanden ist.As shown, the pressure initially remains at a very low value, ie before a valve is opened. When a valve is opened, the signal S increases suddenly, but then drops again approximately exponentially to a value which then no longer changes. The latter value essentially corresponds to the internal pressure of a pressure vessel minus a mostly only slight reduction in pressure due to the opening of the valve. The highest value reached, however, is a value P higher, so it represents a peak. However, this does not correspond to an actually existing pressure, but is caused by a temperature increase immediately in front of a measuring membrane, the temperature increase increasing the flexibility of the measuring membrane and thus their deformation also increases. This deformation is converted into the signal S and thus leads to the in 1 overshoot to be seen. This can lead, for example, to the fact that safety mechanisms against excessive pressure are triggered even though the pressure is not too high.

2 zeigt einen Gasdrucksensor 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Gasdrucksensor 10 ist in einen Druckstutzen 12 und in ein Steckergehäuse 14 unterteilt, welche vorliegend wie gezeigt aneinander angeklipst sind. Dies stellt eine typische, wenn auch nicht die einzig mögliche Aufteilung eines Gasdrucksensors 10 dar. 2 shows a gas pressure sensor 10 according to an embodiment. The gas pressure sensor 10 is in a pressure port 12th and in a connector housing 14th divided, which in the present case are clipped to one another as shown. This represents a typical, if not the only possible, division of a gas pressure sensor 10 represent.

In dem Druckstutzen 12 ist ein Kanal 20 ausgebildet. Dieser hat linksseitig eine Anschlussöffnung 22, mit welcher der Gasdrucksensor 10 an ein zu messendes Volumen angeschlossen werden kann. Rechtsseitig am Kanal 20 ist eine Membran 30 angeordnet, welche sich abhängig vom anliegenden Gasdruck verformt. Unmittelbar angrenzend ist ein Sensorelement 40 angeordnet, welches die Verformung der Membran 30 aufnimmt und in ein Signal umsetzt. Dieses Signal wird von einer Elektronik auf einer wiederum angrenzenden Leiterplatte 50 im Steckergehäuse 14 erfasst und weiterverarbeitet. Es kann beispielsweise an eine Komponente außerhalb des Gasdrucksensors 10 geliefert werden.In the pressure port 12th is a channel 20th educated. This has a connection opening on the left 22nd with which the gas pressure sensor 10 can be connected to a volume to be measured. On the right side of the canal 20th is a membrane 30th arranged, which deforms depending on the applied gas pressure. A sensor element is immediately adjacent 40 arranged, showing the deformation of the membrane 30th records and converts it into a signal. This signal is generated by electronics on an adjacent circuit board 50 in the connector housing 14th recorded and processed. For example, it can be attached to a component outside the gas pressure sensor 10 to be delivered.

In dem Kanal 20 ist vorliegend ein Verzögerungselement in Form einer Verjüngung 60 ausgebildet. Die Verjüngung 60 ist dabei dergestalt, dass der Kanal 20 zwischen Anschlussöffnung 22 und Membran 30 eine Stelle mit kleinerem Durchmesser im Vergleich zum Rest des Kanals 20 aufweist. Dadurch wird eine Ausbreitung von Druck zur Membran 30 hin verlangsamt. Insbesondere bei einer sehr schnellen Druckerhöhung an der Anschlussöffnung 22, welche beispielsweise beim Öffnen eines Ventils zu einem Druckbehälter auftreten kann, wird somit rechts von der Verjüngung 60 im Kanal 20 der Druck langsamer als ohne die Verjüngung 60 erhöht, so dass das Auftreten von Kompressionen und eine dadurch bedingte Temperaturerhöhung vermieden werden.In the canal 20th is in the present case a delay element in the form of a taper 60 educated. The rejuvenation 60 is such that the channel 20th between connection opening 22nd and membrane 30th a Place with a smaller diameter compared to the rest of the canal 20th having. This causes pressure to spread to the membrane 30th slowed down. Especially with a very rapid pressure increase at the connection opening 22nd which can occur, for example, when opening a valve to a pressure vessel, is thus to the right of the taper 60 in the canal 20th the pressure is slower than without the taper 60 increased, so that the occurrence of compressions and a resulting increase in temperature can be avoided.

In der gezeigten Ausführung ist die Verjüngung 60 in einem die Verjüngung aufnehmenden Bauteil 61 ausgebildet, welches ein Außengewinde 62 aufweist und in ein komplementäres Innengewinde 24 des Kanals 20 eingeschraubt ist. Es sei jedoch erwähnt, dass auch andere Möglichkeiten zur Ausbildung einer Verjüngung 60 möglich sind, beispielsweise kann die Verjüngung 60 auch unmittelbar als entsprechende Verformung des den Kanal 20 umgebenden Materials des Druckstutzens 12 ausgebildet sein.In the embodiment shown, the taper is 60 in a component receiving the taper 61 formed, which has an external thread 62 has and in a complementary internal thread 24 of the canal 20th is screwed in. It should be mentioned, however, that there are other ways of forming a taper 60 are possible, for example tapering 60 also directly as a corresponding deformation of the channel 20th surrounding material of the pressure port 12th be trained.

3 zeigt einen Gasdrucksensor 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zur Ausführung von 1 ist dabei keine Verjüngung ausgebildet, sondern es ist in dem Kanal 20 ein Verzögerungselement in Form eines Wärmeabführelements 70 angeordnet. Dieses ist vorliegend als Sintergitter ausgebildet. Es handelt sich dabei um ein Gitter, welches einerseits Gas zur Membran 30 durchlässt, andererseits jedoch eine gute Wärmeleitfähigkeit hat und somit entstehende Wärme abführt. Sofern es somit aufgrund der bereits erwähnten Kompression bei schnellen Druckanstiegen zu einer Erhöhung der Temperatur unmittelbar benachbart zur Membran 30 kommt, wird eine entsprechende Temperaturerhöhung durch das Wärmeabführelement 70 abgemildert, was den eingangs beschriebenen Effekt einer kurzzeitigen Erhöhung des Signals verringert oder vermeidet. Auch das Wärmeabführelement 70 kann beispielsweise wie mit Bezug auf 2 erläutert eingeschraubt werden oder es können andere Befestigungsvarianten verwendet werden. 3rd shows a gas pressure sensor 10 according to a second embodiment. In contrast to running 1 there is no taper, but rather it is in the channel 20th a delay element in the form of a heat dissipation element 70 arranged. In the present case, this is designed as a sintered lattice. It is a grid that, on the one hand, transfers gas to the membrane 30th lets through, but on the other hand has good thermal conductivity and thus dissipates resulting heat. If, due to the compression already mentioned, there is therefore an increase in the temperature immediately adjacent to the membrane with rapid increases in pressure 30th comes, a corresponding temperature increase is caused by the heat dissipation element 70 attenuated, which reduces or avoids the initially described effect of a brief increase in the signal. Also the heat dissipation element 70 can for example as referring to 2 can be screwed in or other mounting options can be used.

4 zeigt einen Gasdrucksensor 10 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel von 2 ist dabei die Verjüngung 60 in einem angeschweißten Element 80 ausgebildet, welches mit einer Schweißnaht 62 am Rest des Gasdrucksensors 10 angeschweißt ist. Dadurch wird es zum Bestandteil des Druckstutzens 12. Zwischen dem angeschweißten Element 80 und dem Rest des Gasdrucksensors 10 ist ein erster Dichtring 84 angeordnet, um ein Austreten von Gas zuverlässig zu vermeiden. Des Weiteren ist bei diesem Ausführungsbeispiel noch gezeigt, dass umgebend um die Anschlussöffnung 22 ein zweiter Dichtring 86 angeordnet ist, mittels welcher eine Anbindung zu einem Volumen, dessen Gasdruck gemessen werden soll, abgedichtet wird. Eine entsprechende Ausführung kann auch bei anderen Ausführungsbeispielen verwendet werden. 4th shows a gas pressure sensor 10 according to a third embodiment. In contrast to the embodiment of 2 is the rejuvenation 60 in a welded element 80 formed, which with a weld seam 62 on the rest of the gas pressure sensor 10 is welded on. This makes it part of the pressure port 12th . Between the welded element 80 and the rest of the gas pressure sensor 10 is a first sealing ring 84 arranged to reliably prevent gas leakage. Furthermore, in this exemplary embodiment it is also shown that it surrounds the connection opening 22nd a second sealing ring 86 is arranged, by means of which a connection to a volume, the gas pressure of which is to be measured, is sealed. A corresponding design can also be used in other exemplary embodiments.

5 zeigt schematisch eine Gasversorgungsanordnung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Gasversorgungsanordnung 100 weist einen Druckbehälter 110 mit einem daran angeschlossenen Ventil 120 auf. Es handelt sich dabei vorliegend um ein Tankventil, welches beispielsweise auch in dem Druckbehälter 110 integriert sein kann. An dem Ventil 120 ist eine Entnahmeleitung 130 angeschlossen, welche zu einem nicht dargestellten Verbraucher wie beispielsweise einem Verbrennungsmotor oder einer Brennstoffzelle führt. Ein zugehöriger Gasfluss ist durch einen rechtsseitigen Pfeil angezeigt. 5 shows schematically a gas supply arrangement 100 according to an embodiment. The gas supply arrangement 100 has a pressure vessel 110 with a valve connected to it 120 on. In the present case, it is a tank valve which, for example, is also in the pressure vessel 110 can be integrated. At the valve 120 is a sampling line 130 connected, which leads to a consumer, not shown, such as an internal combustion engine or a fuel cell. An associated gas flow is indicated by an arrow on the right.

An der Entnahmeleitung 130 ist ein Gasdrucksensor 10 angeschlossen. Dieser kann beispielsweise gemäß einem der mit Bezug auf die 2 bis 4 beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet sein. Mittels eines solchen Gasdrucksensors 10 kann der Druck in der Entnahmeleitung 130 gemessen werden und es können dabei die beschriebenen Vorteile erreicht werden, insbesondere kann bei einem Öffnen des Ventils 120 und einem damit erfolgenden sehr schnellen Druckanstieg in der Entnahmeleitung 130 vermieden werden, dass es zu einem Überschießen eines Ausgangssignals des Gasdrucksensors 10 kommt.At the sampling line 130 is a gas pressure sensor 10 connected. This can for example according to one of the with reference to 2 to 4th described embodiments be formed. By means of such a gas pressure sensor 10 can be the pressure in the sampling line 130 can be measured and the advantages described can be achieved, in particular when the valve is opened 120 and a consequent very rapid pressure increase in the extraction line 130 it can be avoided that there is an overshooting of an output signal of the gas pressure sensor 10 comes.

Aus Gründen der Leserlichkeit wurde vereinfachend der Ausdruck „mindestens ein(e)“ teilweise weggelassen. Sofern ein Merkmal der hier offenbarten Technologie in der Einzahl bzw. unbestimmt beschrieben ist (z.B. der/ein Druckbehälter, die/eine Entnahmeleitung, etc.) so soll gleichzeitig auch deren Mehrzahl mit offenbart sein (z.B. der mindestens eine Druckbehälter, die mindestens eine Entnahmeleitung etc.).For reasons of legibility, the expression “at least one” has been partially omitted for the sake of simplicity. If a feature of the technology disclosed here is described in the singular or indefinitely (e.g. the / a pressure vessel, the / a withdrawal line, etc.), the plurality of these should also be disclosed at the same time (e.g. the at least one pressure vessel, the at least one withdrawal line Etc.).

Der Begriff „im Wesentlichen“ (z.B. „im Wesentlichen dem Behälterdruck entspricht“) umfasst im Kontext der hier offenbarten Technologie jeweils die genaue Eigenschaft bzw. den genauen Wert (z.B. „entspricht dem Behälterdruck“) sowie jeweils für die Funktion der Eigenschaft des Wertes unerhebliche Abweichungen (z.B. „tolerierbare Abweichung vom Behälterdruck“).The term “essentially” (eg “essentially corresponds to the container pressure”) in the context of the technology disclosed here includes the exact property or the exact value (e.g. “corresponds to the container pressure”) as well as irrelevant for the function of the property of the value Deviations (eg "tolerable deviation from the container pressure").

Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.The preceding description of the present invention is for illustrative purposes only and not for the purpose of limiting the invention. Various changes and modifications are possible within the scope of the invention without departing from the scope of the invention and its equivalents.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

10:10:
GasdrucksensorGas pressure sensor
12:12:
DruckstutzenDischarge port
14:14:
SteckergehäuseConnector housing
20:20:
Kanalchannel
22:22:
AnschlussöffnungConnection opening
24:24:
Innengewindeinner thread
30:30:
Membranmembrane
40:40:
SensorelementSensor element
50:50:
LeiterplatteCircuit board
60:60:
Verjüngungrejuvenation
61:61:
BauteilComponent
62:62:
AußengewindeExternal thread
70:70:
WärmeabführelementHeat dissipation element
80:80:
angeschweißtes Elementwelded element
82:82:
SchweißnahtWeld
84:84:
erster Dichtringfirst sealing ring
86:86:
zweiter Dichtringsecond sealing ring
100:100:
GasversorgungsanordnungGas supply arrangement
110:110:
Druckbehälterpressure vessel
120:120:
VentilValve
130:130:
EntnahmeleitungSampling line

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 406/2010 [0031]EP 406/2010 [0031]
  • EP 29/2009 [0031]EP 29/2009 [0031]

Claims (11)

Gasdrucksensor (10), umfassend - eine Anschlussöffnung (22), - eine Membran (30), welche sich abhängig von einem Gasdruck verformt, - einen Kanal (20), welcher von der Anschlussöffnung (22) zur Membran (30) führt, - ein Sensorelement (40) zur Erfassung der Verformung der Membran (30) und zum Erzeugen eines darauf basierenden Signals, - zumindest ein Verzögerungselement (60, 70), welches in dem Kanal (20) angeordnet ist und eine Druckausbreitung im Kanal (20) und/oder eine Temperaturerhöhung im Kanal (20) verzögert.Gas pressure sensor (10), comprising - a connection opening (22), - a membrane (30) which deforms depending on a gas pressure, - A channel (20) which leads from the connection opening (22) to the membrane (30), - A sensor element (40) for detecting the deformation of the membrane (30) and for generating a signal based thereon, - At least one delay element (60, 70) which is arranged in the channel (20) and delays a pressure spread in the channel (20) and / or a temperature increase in the channel (20). Gasdrucksensor (10) nach Anspruch 1, - wobei ein Verzögerungselement (60, 70) als Verjüngung (60) im Vergleich zum angrenzenden Teil des Kanals (20) ausgebildet ist.Gas pressure sensor (10) Claim 1 - wherein a delay element (60, 70) is designed as a taper (60) compared to the adjacent part of the channel (20). Gasdrucksensor (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, - wobei ein Verzögerungselement (60, 70) als Wärmeabführelement (70) ausgebildet ist.Gas pressure sensor (10) according to one of the Claims 1 or 2 - wherein a delay element (60, 70) is designed as a heat dissipation element (70). Gasdrucksensor (10) nach Anspruch 3, - wobei das Wärmeabführelement (70) als Filter oder als Sinterfilter ausgebildet ist.Gas pressure sensor (10) Claim 3 - The heat dissipation element (70) being designed as a filter or as a sintered filter. Gasdrucksensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - welcher genau ein Verzögerungselement (60, 70) aufweist.Gas pressure sensor (10) according to one of the preceding claims, - Which has exactly one delay element (60, 70). Gasdrucksensor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, - welcher ein erstes Verzögerungselement (60, 70) und ein zweites Verzögerungselement (60, 70) aufweist, - wobei das erste Verzögerungselement (60, 70) als Verjüngung (60) im Vergleich zum angrenzenden Teil des Kanals (20) ausgebildet ist, und - wobei das zweite Verzögerungselement (60, 70) als Wärmeabführelement (70) ausgebildet ist.Gas pressure sensor (10) according to one of the Claims 1 to 4th - which has a first delay element (60, 70) and a second delay element (60, 70), - wherein the first delay element (60, 70) is designed as a taper (60) compared to the adjacent part of the channel (20), and - wherein the second delay element (60, 70) is designed as a heat dissipation element (70). Gasdrucksensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - welcher einen Druckstutzen (12) und ein Steckergehäuse (14) aufweist, - wobei die Anschlussöffnung (22), der Kanal (20) und die Membran (30) im Druckstutzen (12) angeordnet sind, - wobei das Sensorelement (40) im Steckergehäuse (14) angeordnet ist, und - wobei der Druckstutzen (12) und das Steckergehäuse (14) miteinander verbunden sind.Gas pressure sensor (10) according to one of the preceding claims, - which has a pressure port (12) and a plug housing (14), - wherein the connection opening (22), the channel (20) and the membrane (30) are arranged in the pressure port (12), - wherein the sensor element (40) is arranged in the connector housing (14), and - The pressure port (12) and the connector housing (14) are connected to one another. Gasdrucksensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei das Verzögerungselement (60, 70) oder ein das Verzögerungselement (60, 70) enthaltendes Bauteil (61) ein Außengewinde (62) aufweist und in ein dazu komplementäres Innengewinde (24) des Kanals (20) eingeschraubt ist.Gas pressure sensor (10) according to one of the preceding claims, - wherein the delay element (60, 70) or a component (61) containing the delay element (60, 70) has an external thread (62) and is screwed into a complementary internal thread (24) of the channel (20). Gasdrucksensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - welcher ein an den Rest des Gasdrucksensors (10) angeschweißtes Element (80) aufweist, in welchem das Verzögerungselement (60, 70) angeordnet ist.Gas pressure sensor (10) according to one of the preceding claims, - which has an element (80) welded to the rest of the gas pressure sensor (10), in which the delay element (60, 70) is arranged. Gasdrucksensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei das Verzögerungselement (60, 70) eine Länge von 10% bis 30 % einer Länge des Kanals (20) hat.Gas pressure sensor (10) according to one of the preceding claims, - wherein the delay element (60, 70) has a length of 10% to 30% of a length of the channel (20). Gasversorgungsanordnung (100), umfassend: - einen Druckbehälter (110) zum Speichern von Gas, - eine Entnahmeleitung (130), welche an dem Druckbehälter (110) angeschlossen ist, - ein Ventil (120) zum Schalten oder Steuern eines Gasdurchflusses, wobei das Ventil (120) in der Entnahmeleitung (130) oder zwischen Entnahmeleitung (130) und Druckbehälter (110) angeordnet ist, - einen Gasdrucksensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Anschlussöffnung (22) an der Entnahmeleitung (130) angeschlossen ist, wobei sich das Ventil (120) zwischen Gasdrucksensor (10) und Druckbehälter (110) befindet.A gas supply arrangement (100) comprising: - a pressure vessel (110) for storing gas, - A removal line (130) which is connected to the pressure vessel (110), - A valve (120) for switching or controlling a gas flow, the valve (120) being arranged in the extraction line (130) or between the extraction line (130) and the pressure vessel (110), - A gas pressure sensor (10) according to one of the preceding claims, the connection opening (22) of which is connected to the extraction line (130), the valve (120) being located between the gas pressure sensor (10) and the pressure vessel (110).
DE102019132504.8A 2019-11-29 2019-11-29 Gas pressure sensor and gas supply arrangement Pending DE102019132504A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019132504.8A DE102019132504A1 (en) 2019-11-29 2019-11-29 Gas pressure sensor and gas supply arrangement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019132504.8A DE102019132504A1 (en) 2019-11-29 2019-11-29 Gas pressure sensor and gas supply arrangement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019132504A1 true DE102019132504A1 (en) 2021-06-02

Family

ID=75896466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019132504.8A Pending DE102019132504A1 (en) 2019-11-29 2019-11-29 Gas pressure sensor and gas supply arrangement

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102019132504A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020128479A1 (en) 2020-10-29 2022-05-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Valve element, pressure vessel system, motor vehicle and method for detecting a pressure of a fluid in a valve element
CN115077779A (en) * 2022-06-13 2022-09-20 浙江思格传感器智能检测技术有限公司 Operation test module for multi-channel pressure sensor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT509919A1 (en) * 2010-05-25 2011-12-15 Piezocryst Advanced Sensorics THERMOSTATIC ELEMENT FOR A PRESSURE SENSOR
DE102014218949A1 (en) * 2014-09-19 2016-03-24 Robert Bosch Gmbh Sensor for detecting a pressure of a fluid medium
DE102016209525A1 (en) * 2016-06-01 2017-12-07 Robert Bosch Gmbh Sensor for detecting a pressure of a fluid medium
DE102016209773A1 (en) * 2016-06-03 2017-12-07 Robert Bosch Gmbh Throttling element for damping pressure pulses of a fluid medium in a measuring chamber to a pressure sensor
DE102018220542A1 (en) * 2018-11-29 2020-06-04 Robert Bosch Gmbh Tank device for storing compressed fluids with a sensor module arrangement

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT509919A1 (en) * 2010-05-25 2011-12-15 Piezocryst Advanced Sensorics THERMOSTATIC ELEMENT FOR A PRESSURE SENSOR
DE102014218949A1 (en) * 2014-09-19 2016-03-24 Robert Bosch Gmbh Sensor for detecting a pressure of a fluid medium
DE102016209525A1 (en) * 2016-06-01 2017-12-07 Robert Bosch Gmbh Sensor for detecting a pressure of a fluid medium
DE102016209773A1 (en) * 2016-06-03 2017-12-07 Robert Bosch Gmbh Throttling element for damping pressure pulses of a fluid medium in a measuring chamber to a pressure sensor
DE102018220542A1 (en) * 2018-11-29 2020-06-04 Robert Bosch Gmbh Tank device for storing compressed fluids with a sensor module arrangement

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020128479A1 (en) 2020-10-29 2022-05-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Valve element, pressure vessel system, motor vehicle and method for detecting a pressure of a fluid in a valve element
CN115077779A (en) * 2022-06-13 2022-09-20 浙江思格传感器智能检测技术有限公司 Operation test module for multi-channel pressure sensor
CN115077779B (en) * 2022-06-13 2024-04-12 广东瑞莱斯精密电测技术有限公司 Operation test module for multichannel pressure sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016008107A1 (en) tank valve
DE19600312B4 (en) Thermally activated release device
DE102013200010B4 (en) Pressure vessel system with tank and passive closure device
DE102015222252A1 (en) Safety valve for a pressure vessel with a triggering line
DE60309339T2 (en) HEAT AND PRESSURE RELIEF COMBINATION VALVE
EP1748237B1 (en) Safety valve for a pressure gas container
DE102016008442A1 (en) tank valve
DE102019217896B4 (en) Pressure vessel and method of making a pressure vessel
DE102019132504A1 (en) Gas pressure sensor and gas supply arrangement
DE102016008059A1 (en) tank valve
EP3850267B1 (en) Tank device for storing a gaseous medium
WO2021156349A1 (en) Pressure vessel assembly and pressure vessel system
DE102014002660A1 (en) Device for receiving a temperature sensor
DE102020201172A1 (en) Device for storing compressed gas, vehicle
DE102016204075A1 (en) Pressure tank system and method for relieving the pressure of a pressure vessel
DE102013015515A1 (en) Device for draining gas
DE102016008079A1 (en) tank valve
DE102016223345B3 (en) Pressure vessel valve system for a pressure vessel and pressure vessel system
DE102017001370A1 (en) Bearing and device for storing a compressed gas container
WO2021008841A1 (en) Tank device for storing a gaseous medium
DE102012218989A1 (en) Arrangement of a sensor system on a vacuum-insulated container system, in particular on a cryotank
WO2019233676A1 (en) Device for the temperature pressure relief of a fuel tank
DE102014222796A1 (en) injector
EP0394673B1 (en) Safety device for a pressurised gas container
DE102020108176A1 (en) Fuel supply system and motor vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified