DE102019214647A1 - Sensor system for the quantitative measurement of a liquid, container and motor vehicle - Google Patents
Sensor system for the quantitative measurement of a liquid, container and motor vehicle Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Sensorsystem (10) zur quantitativen Messung einer Flüssigkeit (F) mit: (a) einem Kondensator (11) mit zumindest zwei voneinander elektrisch isolierten länglichen Sensorleitern (12), wobei jeder der zumindest zwei länglichen Sensorleiter (12) einen länglichen Stromleiter (14) und einen um einen Umfang des länglichen Stromleiters (14) herum angeordneten elektrischen Isolator (15) aufweist, (b) einer Messschaltung (18), die zur Messung der Leitungskapazität des Kondensators (11) mit dem Kondensator (11) verbunden ist, und (c) einer Auswertungseinheit (19), die zur Auswertung von Messergebnissen der Messung der Messschaltung (18) mit der Messschaltung (18) verbunden ist, wobei (d) die länglichen Stromleiter (14) als Adern ausgebildet sind und die zumindest zwei länglichen Sensorleiter (12)miteinander verdrillt sind, sodass in Abständen zwischen den elektrischen Isolatoren (15) der zumindest zwei länglichen Sensorleiter (12) jeweils ein Luftraum (13) ausgebildet ist, oder (e) die länglichen Stromleiter (14) als Flachleiter oder Rundleiter ausgebildet sind und die zumindest zwei länglichen Sensorleiter (12) durch zumindest einen Steg (14) auf Abstand quer zur Längserstreckung der länglichen Sensorleiter (12) miteinander verbunden sind, sodass in dem Abstand zwischen den elektrischen Isolatoren (15) der zumindest zwei länglichen Sensorleiter (12) zumindest ein Luftraum (13) ausgebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Behältnis (20), insbesondere eines Kraftfahrzeuges (30), mit einem solchen Sensorsystem (10) und ein Kraftfahrzeug (30) mit einem solchen Behältnis (20).The invention relates to a sensor system (10) for the quantitative measurement of a liquid (F) with: (a) a capacitor (11) with at least two elongated sensor conductors (12) electrically isolated from one another, each of the at least two elongated sensor conductors (12) having an elongated Current conductor (14) and an electrical insulator (15) arranged around a circumference of the elongated current conductor (14), (b) a measuring circuit (18) which is connected to the capacitor (11) to measure the conduction capacitance of the capacitor (11) is, and (c) an evaluation unit (19) which is connected to the measuring circuit (18) for evaluating measurement results of the measurement of the measuring circuit (18), wherein (d) the elongated current conductors (14) are designed as wires and the at least two elongated sensor conductors (12) are twisted with one another, so that an air space (13) is formed at intervals between the electrical insulators (15) of the at least two elongated sensor conductors (12) i st, or (e) the elongated current conductors (14) are designed as flat conductors or round conductors and the at least two elongated sensor conductors (12) are connected to one another by at least one web (14) at a distance transverse to the longitudinal extension of the elongated sensor conductors (12), so that at least one air space (13) is formed in the distance between the electrical insulators (15) of the at least two elongated sensor conductors (12). The invention also relates to a container (20), in particular a motor vehicle (30), with such a sensor system (10) and a motor vehicle (30) with such a container (20).
Description
Die Erfindung betrifft ein Sensorsystem zur quantitativen Messung einer Flüssigkeit, ein Behältnis, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem solchen Sensorsystem und ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Behältnis.The invention relates to a sensor system for the quantitative measurement of a liquid, a container, in particular a motor vehicle, with such a sensor system and a motor vehicle with such a container.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein kostengünstiges, präzises und leicht einsetzbares Sensorsystem bereitzustellen, mittels dem Flüssigkeiten in einem Behältnis erfasst und quantitativ gemessen werden können.The object of the invention is to provide a cost-effective, precise and easily usable sensor system by means of which liquids in a container can be detected and measured quantitatively.
Die voranstehende Aufgabe wird durch die Gegenstände der Patentansprüche, insbesondere durch ein Sensorsystem nach Anspruch 1, ein Behältnis nach Anspruch 5 und ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 10 gelöst. Weitere Vorteile und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Sensorsystem beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Behältnis und dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.The above object is achieved by the subjects of the claims, in particular by a sensor system according to claim 1, a container according to claim 5 and a motor vehicle according to
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die eingangs gestellte Aufgabe gelöst durch ein Sensorsystem zur quantitativen Messung einer Flüssigkeit mit: (a) einem Kondensator mit zumindest zwei voneinander elektrisch isolierten länglichen Sensorleitern, wobei jeder der zumindest zwei länglichen Sensorleiter einen länglichen Stromleiter und einen um einen Umfang des länglichen Stromleiters herum angeordneten elektrischen Isolator aufweist, (b) einer Messschaltung, die zur Messung der Leitungskapazität des Kondensators mit dem Kondensator verbunden ist, und (c) einer Auswertungseinheit, die zur Auswertung von Messergebnissen der Messung der Messschaltung mit der Messschaltung verbunden ist, wobei (d) die länglichen Stromleiter als Adern ausgebildet sind und die zumindest zwei länglichen Sensorleiter miteinander verdrillt sind, sodass in Abständen zwischen den elektrischen Isolatoren der zumindest zwei länglichen Sensorleiter jeweils ein Luftraum ausgebildet ist, oder (e) die länglichen Stromleiter als Flachleiter oder Rundleiter ausgebildet sind und die zumindest zwei länglichen Sensorleiter durch zumindest einen Steg auf Abstand quer zur Längserstreckung der länglichen Sensorleiter miteinander verbunden sind, sodass in dem Abstand zwischen den elektrischen Isolatoren der zumindest zwei länglichen Sensorleitern zumindest ein Luftraum ausgebildet ist.According to a first aspect of the invention, the object set out at the beginning is achieved by a sensor system for the quantitative measurement of a liquid with: (a) a capacitor with at least two elongated sensor conductors electrically isolated from one another, each of the at least two elongated sensor conductors having an elongated current conductor and one around one The circumference of the elongated conductor has an electrical insulator arranged around it, (b) a measuring circuit which is connected to the capacitor for measuring the conduction capacitance of the capacitor, and (c) an evaluation unit which is connected to the measuring circuit for evaluating measurement results of the measurement of the measuring circuit , wherein (d) the elongated current conductors are designed as veins and the at least two elongated sensor conductors are twisted together so that an air space is formed at intervals between the electrical insulators of the at least two elongated sensor conductors, or (e) the elongated Current conductors are designed as flat conductors or round conductors and the at least two elongated sensor conductors are connected to one another by at least one web at a distance transverse to the longitudinal extension of the elongated sensor conductors, so that at least one air space is formed in the distance between the electrical insulators of the at least two elongated sensor conductors.
Die beiden Ausführungsformen des Kondensators haben gemeinsam, dass diese kostengünstig herstellbar sind und in einem Behältnis flexibel angeordnet werden können, ohne dass sich die Abstände zwischen den Sensorleitern verändern und damit die Lufträume ihrer Größe nach erhalten bleiben, sodass mithilfe der Kondensatoren eine präzise und damit zuverlässige Messung auch nach ihrer Verlegung etwa in einem Behältnis eines Kraftfahrzeuges ausführbar ist. Bei der Ausführungsform des Kondensators mit den Adern als längliche Stromleiter kommt die Stabilität des Kondensators mit der Kontinuität der seiner Länge nach ausgebildeten Lufträumen durch die Verdrillung der länglichen Sensorleiter zustande. Bei der Ausführungsform des Kondensators mit den Flachleitern oder Rundleitern als länglichen Stromleiter kommt die Stabilität des Kondensators mit der Kontinuität des seiner Länge nach ausgebildeten zumindest einen Luftraumes durch die Stege zustande. Die Rundleiter können dabei ebenfalls als Adern ausgebildet sein. Die Adern bzw. länglichen Sensorleiter sind in diesem Falle jedoch nicht miteinander verdrillt.The two embodiments of the capacitor have in common that they are inexpensive to manufacture and can be flexibly arranged in a container without changing the distances between the sensor conductors and thus maintaining the size of the air spaces, so that the capacitors provide a precise and therefore reliable Measurement can also be carried out after it has been laid, for example in a container of a motor vehicle. In the embodiment of the capacitor with the wires as elongated current conductors, the stability of the capacitor is achieved with the continuity of the air spaces formed along its length by the twisting of the elongated sensor conductors. In the embodiment of the capacitor with the flat conductors or round conductors as an elongated current conductor, the stability of the capacitor comes about with the continuity of the at least one air space formed along its length through the webs. The round conductors can also be designed as veins. In this case, however, the wires or elongated sensor conductors are not twisted with one another.
Das erfindungsgemäße Sensorsystem kann in vielen verschiedenen Systemen und Umgebungen wie beispielsweise in Komponenten von Gebäuden, Maschinen, Schiffen, Flugzeugen, Kraftfahrzeugen und dergleichen eingesetzt werden.The sensor system according to the invention can be used in many different systems and environments such as, for example, in components of buildings, machines, ships, aircraft, motor vehicles and the like.
Wenn sich die Lufträume mit einer Flüssigkeit füllen, fungiert die Flüssigkeit als Dielektrikum zwischen den länglichen Stromleitern des Kondensators. Dadurch, dass die Flüssigkeit als Dielektrikum eine andere Permittivität als das Dielektrikum Luft aufweist, verändert sich die Leitungskapazität des Kondensators. Aus der Veränderung der Leitungskapazität des Kondensators kann auf eine Flüssigkeitsmenge in den Lufträumen des Kondensators geschlossen werden oder mit anderen Worten eine quantitative Bestimmung vorgenommen werden.When the air spaces fill with a liquid, the liquid acts as a dielectric between the elongated conductors of the capacitor. By having the liquid as a If the dielectric has a different permittivity than the dielectric air, the conduction capacitance of the capacitor changes. From the change in the line capacitance of the condenser, conclusions can be drawn about the amount of liquid in the air spaces of the condenser or, in other words, a quantitative determination can be made.
Mittels der Messschaltung kann die Leitungskapazität des Kondensators in eine messbare Größe, wie beispielsweise in eine Frequenz, eine Spannung oder einen Strom umgewandelt werden. Die Messschaltung kann zudem zum Aufladen des Kondensators ausgebildet sein. Die Messschaltung kann in der Auswertungseinheit angeordnet sein. Die Auswertungseinheit dient der Interpretation der von der Messschaltung ausgegebenen messbaren Größe. Die Auswertungseinheit kann insbesondere eine Auswertungselektronik sein. Die Auswertungseinheit kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, eine Flüssigkeitsmenge in einem Behältnis auf Basis der gemessenen messbaren Größe zu ermitteln. Die Auswertungseinheit kann manuell oder automatisch auf die Permittivität einer zu messenden Flüssigkeit kalibriert sein. Hierdurch kann eine besonders genaue quantitative Füllstanderkennung in einem Behältnis bereitgestellt werden.By means of the measuring circuit, the line capacitance of the capacitor can be converted into a measurable variable, such as, for example, a frequency, a voltage or a current. The measuring circuit can also be designed to charge the capacitor. The measuring circuit can be arranged in the evaluation unit. The evaluation unit is used to interpret the measurable variable output by the measuring circuit. The evaluation unit can in particular be evaluation electronics. The evaluation unit can be set up, for example, to determine an amount of liquid in a container on the basis of the measured, measurable variable. The evaluation unit can be calibrated manually or automatically to the permittivity of a liquid to be measured. This makes it possible to provide a particularly precise quantitative level detection in a container.
Als elektrische Stromleiter können beispielsweise Kupfer, Aluminium und andere leitfähige Metalle verwendet werden. Als elektrische Isolatoren können beispielsweise PVC, PTFE und dergleichen verwendet werden. Die elektrischen Stromleiter können vollständig voneinander elektrisch isoliert sein. Die Enden der elektrischen Stromleiter werden also nicht miteinander verbunden. Ferner können erste Längsenden der Stromleiter mit der Messschaltung verbunden sein und zweite Längsenden der Stromleiter können Abdichtelemente zur Abdichtung bzw. elektrischen Isolierung gegenüber der Umgebung aufweisen, um einen Kurzschluss durch einen Kontakt mit Flüssigkeit zu vermeiden.Copper, aluminum and other conductive metals, for example, can be used as electrical current conductors. For example, PVC, PTFE and the like can be used as electrical insulators. The electrical current conductors can be completely electrically isolated from one another. The ends of the electrical current conductors are therefore not connected to one another. Furthermore, first longitudinal ends of the conductors can be connected to the measuring circuit and second longitudinal ends of the conductors can have sealing elements for sealing or electrical insulation from the environment in order to avoid a short circuit due to contact with liquid.
Bevorzugt sind die zumindest zwei länglichen Sensorleiter auf kontaktlosen Abstand quer zur Längserstreckung der länglichen Sensorleiter miteinander verdrillt, sodass zwischen je zwei Kontaktstellen, an denen sich die elektrischen Isolatoren der zumindest zwei länglichen Sensorleiter kontaktieren, jeweils ein Luftraum ausgebildet ist.The at least two elongated sensor conductors are preferably twisted together at a contactless distance transversely to the longitudinal extension of the elongated sensor conductors, so that an air space is formed between each two contact points at which the electrical insulators of the at least two elongated sensor conductors make contact.
Bevorzugt ist die Messschaltung eine astabile Kippschaltung. Die astabile Kippschaltung ermöglicht es, die Leitungskapazität des Kondensators in eine Frequenz umzuwandeln, die mittels der Auswertungseinheit ausgewertet werden kann.The measuring circuit is preferably an astable trigger circuit. The astable multivibrator makes it possible to convert the line capacitance of the capacitor into a frequency that can be evaluated by means of the evaluation unit.
Ferner bevorzugt ist, dass einer der zumindest zwei länglichen Stromleiter auf eine Masse geschaltet ist. Dadurch kann die Leitungskapazität eines anderen der zumindest zwei länglichen Stromleiter gegen Masse gemessen werden.It is also preferred that one of the at least two elongated current conductors is connected to a ground. As a result, the line capacitance of another of the at least two elongated current conductors can be measured to ground.
Weiterhin bevorzugt ist, dass zumindest ein länglicher Heizstromleiter an den zumindest zwei länglichen Sensorleitern angeordnet ist. Der Heizstromleiter kann insbesondere elektrisch nicht isoliert sein. Dadurch ist es möglich, Kondenswasser an dem Kondensator zu erkennen. Das Sensorsystem kann dazu eingerichtet sein, den Heizstromleiter zu vorgegebenen Zeitpunkten oder in Zeitpunkten, in denen die Leitungskapazität des Kondensators, beispielsweise um einen definierten Wert, steigt, mit Strom zu versorgen. Falls die gestiegene Leitungskapazität Kondenswasser an dem Kondensator zur Ursache hatte, kann dies mittels des Aufheizens des Heizstromleiters auf einfache Art und Weise festgestellt werden, da das Kondenswasser hierdurch verdampft und die auf dem Kondenswasser beruhende Veränderung der Leitungskapazität des Kondensators rückgängig gemacht wird. Dadurch können falsche Auswertungen der Auswertungseinheit ausgeschlossen werden. Der Heizstromleiter kann beispielsweise zusammen mit den länglichen Sensorleitern verdrillt sein.It is also preferred that at least one elongated heating current conductor is arranged on the at least two elongated sensor conductors. In particular, the heating current conductor cannot be electrically insulated. This makes it possible to detect condensation on the condenser. The sensor system can be set up to supply the heating current conductor with current at predetermined times or at times at which the line capacitance of the capacitor increases, for example by a defined value. If the increased line capacity was caused by condensation water on the condenser, this can be determined in a simple manner by heating up the heating current conductor, since the condensation water evaporates and the change in the line capacity of the condenser based on the condensation water is reversed. This means that incorrect evaluations by the evaluation unit can be ruled out. The heating current conductor can, for example, be twisted together with the elongated sensor conductors.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die eingangs gestellte Aufgabe gelöst durch ein Behältnis, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem erfindungsgemäßen Sensorsystem. Das Behältnis kann beispielsweise ein Kraftstofftank, ein Wischwasserbehälter, ein Bremsflüssigkeitsbehälter oder dergleichen sein.According to a second aspect of the invention, the object set out at the beginning is achieved by a container, in particular for a motor vehicle, with a sensor system according to the invention. The container can be, for example, a fuel tank, a washer fluid container, a brake fluid container or the like.
Bevorzugt ist das Behältnis ein Batteriegehäuse. Das Batteriegehäuse kann ein Batteriemodulgehäuse mit mehreren Batteriezellen sein. Dadurch lässt sich unmittelbar an die Batteriezellen gelangende Flüssigkeit, insbesondere Wasser, messen. Alternativ kann das Batteriegehäuse ein Batteriegehäuse mit mehreren Batteriemodulen, in denen Batteriezellen angeordnet sind, sein. Dadurch lässt sich durch Messung der Flüssigkeit in dem Batteriegehäuse mittelbar auf die Flüssigkeit in den Batteriemodulen schließen. Die Messung von in die Batterie des Kraftfahrzeuges, insbesondere eine Traktionsbatterie des Kraftfahrzeuges, eindringender Flüssigkeit, insbesondere Wasser, ist aus Sicherheitsgründen angezeigt. Trotz der Abdichtung der Batteriezellen gegenüber der Umgebung kann ein Eindringen von Flüssigkeit weder in das Batteriegehäuse noch in die Batteriezellen vollständig verhindert werden. Falls aber zu viel Flüssigkeit an die Batteriezellen gelangt kann es zu einem Defekt der Batterie, im schlimmsten Fall gar zu einem Brand der Batterie kommen. Mit dem erfindungsgemäßen System lässt sich eine solche Gefahrensituation frühzeitig erkennen, um entsprechende Gegenmaßnahmen rechtzeitig einzuleiten.The container is preferably a battery housing. The battery housing can be a battery module housing with a plurality of battery cells. In this way, liquid, in particular water, that reaches the battery cells directly can be measured. Alternatively, the battery housing can be a battery housing with a plurality of battery modules in which battery cells are arranged. As a result, the liquid in the battery modules can be inferred indirectly by measuring the liquid in the battery housing. The measurement of liquid, in particular water, penetrating into the battery of the motor vehicle, in particular a traction battery of the motor vehicle, is indicated for safety reasons. Despite the sealing of the battery cells from the environment, the ingress of liquid into the battery housing or into the battery cells cannot be completely prevented. However, if too much liquid gets to the battery cells, the battery may be defective, and in the worst case, the battery may even catch fire. With the system according to the invention, such a dangerous situation can be recognized at an early stage in order to initiate appropriate countermeasures in good time.
Ferner bevorzugt ist, dass die zumindest zwei länglichen Sensorleiter in Form einer Schleife an einem Boden des Behältnisses angeordnet sind. Dank der hohen Flexibilität bei gleichbleibendem Abstand bzw. konstanten Lufträumen zwischen den länglichen Sensorleitern lässt sich die Anordnung in Form einer Schleife erzielen. In Form einer Schleife lässt sich ein großer Bereich des Bodens des Behältnisses strukturiert erfassen, um eine präzise Messung von Flüssigkeit zu gewährleisten. Es können auch mehrere Kondensatoren in Form von Schleifen an dem Boden des Behältnisses angeordnet werden, um einen größeren Bereich am Boden abzudecken oder unterschiedliche Flüssigkeitsstände zu messen. In einem anderen Anwendungsbeispiel, in dem der Kondensator nicht am Boden verlegt wird, kann der Kondensator, beispielsweise mit einem Gewicht beschwert, in einen Behälter gehängt werden, um den Flüssigkeitsfüllstand zu messen.It is also preferred that the at least two elongated sensor conductors are arranged in the form of a loop on a bottom of the container. Thanks to the high flexibility with constant distance or constant air spaces between the elongated sensor conductors, the arrangement can be achieved in the form of a loop. A large area of the bottom of the container can be recorded in a structured manner in the form of a loop in order to ensure precise measurement of the liquid. A plurality of capacitors in the form of loops can also be arranged on the bottom of the container in order to cover a larger area on the bottom or to measure different liquid levels. In another application example, in which the condenser is not laid on the floor, the condenser can, for example, weighed down with a weight, be hung in a container in order to measure the liquid level.
Weiterhin ist bevorzugt, dass Endabschnitte der zumindest zwei länglichen Sensorleiter sich von einem Boden des Behältnisses in Richtung einer Höhe des Behältnisses erstrecken und Längsenden der Endabschnitte der zumindest zwei länglichen Sensorleiter nicht elektrisch isoliert sind. Die Endabschnitte oder die Längsenden der Endabschnitte der länglichen Sensorleiter können hierzu beispielsweise an einer Behältniswand befestigt werden. Bis Flüssigkeit die elektrisch nicht isolierten Längsenden erreicht, kann der Flüssigkeitsfüllstand des Behältnisses mittels der Veränderung der Leitungskapazität des Kondensators gemessen werden. Sobald die Flüssigkeit die elektrisch nicht isolierten Längsenden erreicht kommt es zusätzlich zu einer Leitung elektrischen Stromes zwischen den Stromleitern. Hierdurch kann ein kritischer Flüssigkeitsfüllstand gesichert festgestellt werden.It is further preferred that end sections of the at least two elongated sensor conductors extend from a bottom of the container in the direction of a height of the container and that longitudinal ends of the end sections of the at least two elongate sensor conductors are not electrically insulated. For this purpose, the end sections or the longitudinal ends of the end sections of the elongated sensor conductors can be attached to a container wall, for example. Until the liquid reaches the electrically non-insulated longitudinal ends, the liquid level of the container can be measured by means of the change in the conduction capacitance of the capacitor. As soon as the liquid reaches the electrically non-insulated longitudinal ends, there is also a conduction of electrical current between the current conductors. In this way, a critical liquid level can be reliably determined.
Zudem ist bevorzugt, dass zwei Kondensatoren mit der Messschaltung verbunden sind, wobei die beiden Kondensatoren sich mit unterschiedlich langen länglichen Sensorleitern innerhalb des Behältnisses von einer Oberseite des Behältnisses in Richtung zu dem Boden des Behältnisses erstrecken und von dem Boden beabstandet sind, und, dass die Auswertungseinheit zur automatischen Kalibrierung einer quantitativen Füllstanderkennung mittels der sich ergebenden Längendifferenz zwischen den länglichen Sensorleitern des einen der zwei Kondensatoren und den länglichen Sensorleitern des anderen der zwei Kondensatoren eine Längendifferenz ausgebildet ist. Die Längendifferenz kann in einer Speichereinheit der Auswertungseinheit hinterlegt sein. Außerdem kann ein Fördermittel, beispielsweise ein mechanischer Aufzug, vorgesehen sein, mittels dem sich die Kondensatoren in Richtung des Bodens herabsenken und/oder in Richtung der Oberseite hochziehen lassen können. Die Auswertungseinheit kann zum Steuern des Fördermittels eingerichtet sein. Durch das Vorsehen zweier Kondensatoren mit der Längendifferenz kann eine automatische Kalibrierung durchgeführt werden und auf eine manuelle Kalibrierung verzichtet werden.In addition, it is preferred that two capacitors are connected to the measuring circuit, the two capacitors extending with elongated sensor conductors of different lengths within the container from an upper side of the container in the direction of the bottom of the container and being spaced from the bottom, and that the Evaluation unit for automatic calibration of a quantitative level detection by means of the resulting difference in length between the elongated sensor conductors of one of the two capacitors and the elongated sensor conductors of the other of the two capacitors, a length difference is formed. The length difference can be stored in a memory unit of the evaluation unit. In addition, a conveying means, for example a mechanical elevator, can be provided, by means of which the capacitors can be lowered in the direction of the floor and / or raised in the direction of the top. The evaluation unit can be set up to control the conveying means. By providing two capacitors with the difference in length, automatic calibration can be carried out and manual calibration can be dispensed with.
Nach einem dritten Aspekt löst die Erfindung die eingangs gestellte Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Behältnis.According to a third aspect, the invention achieves the object set out at the beginning by means of a motor vehicle with a container according to the invention.
Anhand der beigefügten Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder der Figur hervorgehenden Merkmale, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, können sowohl für sich als auch in den beliebigen verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein. Es zeigt:
-
1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensorsystems, -
2 einen Querschnitt durch den Kondensator der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensorsystems aus1 , -
3 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensorsystems, -
4A eine Schnittansicht entlang des Schnittes X-X durch die länglichen Sensorleiter aus der3 , -
4B eine alternative Ausführungsform der länglichen Sensorleiter aus4A , -
5 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Behältnisses, und -
6 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges.
-
1 a schematic view of a first embodiment of a sensor system according to the invention, -
2 a cross section through the capacitor of the first embodiment of the sensor system according to the invention1 , -
3rd a schematic view of a second embodiment of a sensor system according to the invention, -
4A a sectional view along the section XX through the elongated sensor conductor from FIG3rd , -
4B an alternative embodiment of the elongated sensor conductor4A , -
5 a schematic view of an embodiment of a container according to the invention, and -
6th a schematic view of an embodiment of a motor vehicle according to the invention.
Zwischen den länglichen Sensorleitern
Zwischen den Stegen
Erste Längsenden der länglichen Sensorleiter
Zweite Längsenden der länglichen Sensorleiter
Der Kondensator
An dem Boden
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- SensorsystemSensor system
- 1111
- Kondensatorcapacitor
- 1212th
- länglicher Sensorleiterelongated sensor conductor
- 1313th
- Luftraumairspace
- 1414th
- länglicher Stromleiterelongated conductor
- 1515th
- elektrischer Isolatorelectrical insulator
- 1616
- AbdichtelementSealing element
- 1717th
- Stegweb
- 1818th
- MessschaltungMeasuring circuit
- 1919th
- AuswertungseinheitEvaluation unit
- 2020th
- Behältniscontainer
- 2121st
- Bodenground
- 2222nd
- OberseiteTop
- 3030th
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- FF.
- Flüssigkeitliquid
- LL.
- LängendifferenzLength difference
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 68921346 T2 [0002]DE 68921346 T2 [0002]
- DE 19841717 A1 [0003]DE 19841717 A1 [0003]
- DE 3873968 T2 [0004]DE 3873968 T2 [0004]
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022104201A1 (en) | 2022-02-22 | 2023-08-24 | Kautex Textron Gmbh & Co. Kg | Temperature control system and motor vehicle |
DE102022104200A1 (en) | 2022-02-22 | 2023-08-24 | Kautex Textron Gmbh & Co. Kg | Temperature control system, method for temperature control of a temperature control system and motor vehicle |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3824460A (en) * | 1973-04-02 | 1974-07-16 | R Gustafson | Leakage sensor |
DE3617234A1 (en) * | 1986-05-22 | 1987-11-26 | Meyer Fa Rud Otto | Water or moisture indicator |
DE3873968T2 (en) * | 1987-05-01 | 1992-12-17 | Midwesco Inc | LIQUID DETERMINE CABLE WITH DIELECTRIC FIXED STRING ELEMENTS. |
DE68921346T2 (en) * | 1988-10-12 | 1995-11-23 | Raychem Corp | SENSOR DEVICE. |
DE4418134A1 (en) * | 1994-05-25 | 1995-11-30 | Bosch Gmbh Robert | Capacitance measurement circuit esp. for tank level sensor of e.g. motor vehicle |
DE19841717A1 (en) * | 1998-09-11 | 2000-03-30 | Gore W L & Ass Gmbh | Electrical sensor line for leak detection |
GB2369682A (en) * | 2000-12-01 | 2002-06-05 | Business Lines Ltd | Moisture sensor |
DE10357664A1 (en) * | 2003-12-04 | 2005-07-07 | E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH | Measuring device for clothes dryer or baking oven comprises moisture sensor having electrically insulated substrate with electrodes, and heater arranged on substrate for removing moisture or dirt on substrate |
DE102006034931A1 (en) * | 2006-07-28 | 2008-01-31 | E + E Elektronik Ges.M.B.H. | Circuit arrangement and method for moisture measurement |
DE102013201411A1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-07-31 | Robert Bosch Gmbh | Housing for accommodating battery e.g. lithium-ion battery mounted in vehicle, has sensor that is arranged for detecting liquid accumulation in housing, if liquid accumulation exceeds pre-defined level of liquid within housing |
-
2019
- 2019-09-25 DE DE102019214647.3A patent/DE102019214647A1/en active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3824460A (en) * | 1973-04-02 | 1974-07-16 | R Gustafson | Leakage sensor |
DE3617234A1 (en) * | 1986-05-22 | 1987-11-26 | Meyer Fa Rud Otto | Water or moisture indicator |
DE3873968T2 (en) * | 1987-05-01 | 1992-12-17 | Midwesco Inc | LIQUID DETERMINE CABLE WITH DIELECTRIC FIXED STRING ELEMENTS. |
DE68921346T2 (en) * | 1988-10-12 | 1995-11-23 | Raychem Corp | SENSOR DEVICE. |
DE4418134A1 (en) * | 1994-05-25 | 1995-11-30 | Bosch Gmbh Robert | Capacitance measurement circuit esp. for tank level sensor of e.g. motor vehicle |
DE19841717A1 (en) * | 1998-09-11 | 2000-03-30 | Gore W L & Ass Gmbh | Electrical sensor line for leak detection |
GB2369682A (en) * | 2000-12-01 | 2002-06-05 | Business Lines Ltd | Moisture sensor |
DE10357664A1 (en) * | 2003-12-04 | 2005-07-07 | E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH | Measuring device for clothes dryer or baking oven comprises moisture sensor having electrically insulated substrate with electrodes, and heater arranged on substrate for removing moisture or dirt on substrate |
DE102006034931A1 (en) * | 2006-07-28 | 2008-01-31 | E + E Elektronik Ges.M.B.H. | Circuit arrangement and method for moisture measurement |
DE102013201411A1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-07-31 | Robert Bosch Gmbh | Housing for accommodating battery e.g. lithium-ion battery mounted in vehicle, has sensor that is arranged for detecting liquid accumulation in housing, if liquid accumulation exceeds pre-defined level of liquid within housing |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022104201A1 (en) | 2022-02-22 | 2023-08-24 | Kautex Textron Gmbh & Co. Kg | Temperature control system and motor vehicle |
DE102022104200A1 (en) | 2022-02-22 | 2023-08-24 | Kautex Textron Gmbh & Co. Kg | Temperature control system, method for temperature control of a temperature control system and motor vehicle |
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