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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoranordnung zum Ermitteln einer Wärmeleitfähigkeit eines aus einer Mehrzahl von Fluiden gebildeten Fluidgemisches, das insbesondere eine Waschflüssigkeit oder eine wässrige Harnstofflösung zur Abgasnachbehandlung für ein Fahrzeug ist, sowie einen Fluidtank.
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Aus dem Stand der Technik sind Fahrzeuge bekannt, die einen Fluidtank in Form eines Wischwassertanks für eine Scheibenreinigungsanlage aufweisen. Es ist weiter bekannt, dass für einen derartigen Wischwassertank ein Sensor vorgesehen ist, über den das Unterschreiten eines bestimmten Füllstands ermittelbar ist.
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Es ist nachteilig, dass keine weiteren Daten des Wischwassertanks ermittelt sind. Beispielsweise für Fuhrparkbetreiber, wie beispielsweise Mietwagenunternehmen oder Autoleasingfirmen, wäre es hilfreich weitere Informationen zur Verfügung zu haben. Bei Mietwagenunternehmen werden Fahrzeuge üblicherweise von wechselnden Personen genutzt. Wir ein Fahrzeug von einem Mieter zurückgegeben, so ist für das Mietwagenunternehmen nicht ersichtlich, ob der Wischwassertank vom Mieter aufgefüllt wurde und, falls eine Auffüllung erfolgte, ist nicht ersichtlich, welche Flüssigkeit verwendet wurde. Letzteres ist insbesondere im Winter problematisch. Falls ein Mieter den Wischwassertank lediglich mit Wasser aufgefüllt hat, so könnte dies bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt zu Beschädigungen des Wischwassertanks führen.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Sensoranordnung und einen Fluidtank zu schaffen, die auf kostengünstige Weise die angeführten Nachteile beseitigen. Außerdem soll eine vorteilhafte Verwendung einer Sensoranordnung vorgesehen werden.
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Die Aufgabe hinsichtlich der Sensoranordnung wird gelöst gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1, hinsichtlich des Fluidtanks gemäß den Merkmalen des Anspruchs 9 und hinsichtlich der Verwendung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß ist eine Sensoranordnung für ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit vorgesehen. Mit der Sensoranordnung kann eine Zusammensetzung der Flüssigkeit und ein Füllstand der Flüssigkeit in einem Tank ermittelt werden. Die Sensoranordnung hat einen, insbesondere ersten, Sensor für die Flüssigkeit. Dieser ist derart ausgestaltet, dass aus den Messdaten des Sensors eine Zusammensetzung der Flüssigkeit und/oder eine Wärmeleitfähigkeit der Flüssigkeit ermittelbar ist. Wird die Wärmeleitfähigkeit der Flüssigkeit ermittelt, so kann aus diesen Daten beispielsweise die Zusammensetzung der Flüssigkeit hergeleitet werden. Alternativ oder zusätzlich ist ein, insbesondere zweiter, Sensor für die Flüssigkeit vorgesehen, der derart ausgestaltet sein kann, dass aus den Messdaten des Sensors ein Füllstand der Flüssigkeit, insbesondere in einem Tank, ermittelbar ist.
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Ein Sensor, der die Wärmeleitfähigkeit erfasst, kann äußerst kostengünstig hergestellt werden. Wird die Sensoranordnung beispielsweise in einem Wischwassertank eingesetzt, so können kostengünstig die Zusammensetzung der Flüssigkeit und der Füllstand ermittelt werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Sensoranordnung als Modul ausgebildet. Das Modul ist beispielsweise nachrüstbar ausgestaltet. Somit kann es beispielsweise nach der Herstellung eines Fahrzeugs einfach in einen Tank, insbesondere in einen Wischwassertank, eingebracht werden. Vorzugsweise ist das Modul autark, das heißt, dass es beispielsweise keine Kabelverbindungen, insbesondere zu einer externen Energiequelle, hat. Die Ausgestaltung als Modul führt dazu, dass dieses beispielsweise durch eine Einfüllöffnung eines Flüssigkeitstanks in diesen vollständig einführbar ist. Beispielsweise ist denkbar, dass Mietwagenunternehmen das Modul in Wischwassertanks ihrer Fahrzeuge anordnen. Somit können die Unternehmen kostengünstig hilfreiche Daten erfassen. Beispielsweise können Sie feststellen, ob ein Mieter den Wischwassertank aufgefüllt hat und/oder mit welcher Flüssigkeit der Wischwassertank befüllt wurde.
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Vorzugsweise ist eine Steuereinrichtung bei der Sensoranordnung vorgesehen. Diese kann die Messdaten des/der Sensors/Sensoren erfassen. Außerdem kann die Steuereinrichtung zumindest ein Mittel aufweisen, um Daten kabellos auszugeben und/oder zu empfangen. Beispielsweise ist die Steuereinrichtung derart ausgestaltet, dass diese mit einem externen Gerät, wie beispielsweise ein Smartphone, Daten austauschen kann. Somit ist denkbar, Daten der Sensoranordnung über ein Smartphone auszulesen. Über eine Applikation des Smartphones kann dann vorzugsweise ein Füllstand und/oder eine Flüssigkeitszusammensetzung des Wischwassertanks angezeigt werden. Als Mittel kann beispielsweise Bluetooth vorgesehen sein. Die Steuereinrichtung ist dann beispielsweise als Bluetooth-Prozessor-Modul ausgestaltet. Dieses kann eine Bluetooth Antenne haben.
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Um die Übertragung von Daten von und/oder zu der Sensoranordnung weiter zu verbessern, kann diese eine Datenübertragungsvorrichtung, insbesondere eine Daten-Sende-und-Empfangsvorrichtung, aufweisen, die als Schwimmkörper ausgebildet oder im Schwimmkörper angeordnet ist. Die Datenübertragung erfolgt insbesondere zwischen der Datenübertragungsvorrichtung und einem externen Gerät, wie beispielsweise einem Smartphone. Der Schwimmkörper kann derart ausgestaltet sein, dass dieser in und/oder auf der Flüssigkeit, beispielsweise des Wischwassertanks, schwimmen kann. Vorzugsweise handelt es sich bei der Datenübertragungsvorrichtung um eine Bluetooth-Einrichtung oder um ein Bluetooth-Prozessor-Modul für die Datenübertragung oder um eine Antenne für das Modul oder die Einrichtung. Die Datenübertragungsvorrichtung des Schwimmkörpers kann über eine Kabelverbindung mit der Sensoranordnung verbunden sein. Dies ist vorteilhaft, da die Datenübertragungsvorrichtung über die Kabelverbindung mechanisch und elektrisch mit der Sensoranordnung verbunden sein kann. Die Kabelverbindung ist vorzugsweise biegeschlaff, womit der Schwimmkörper und die übrige Sensoranordnung flexibel zueinander anordbar sind. Beispielsweise kann im Wischwassertank der Schwimmkörper mit der Datenübertragungsvorrichtung auf der Flüssigkeit schwimmen, deren Pegel sich verändern kann, und die übrige Sensoranordnung kann frei im Wischwassertank angeordnet werden. Durch den Schwimmkörper kann unabhängig vom Füllstand der Flüssigkeit ein gleichbleibendes Signal oder Bluetooth-Signal übertragen werden.
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Eine Länge eines Kabels der Kabelverbindung ist vorzugsweise derart gewählt, dass unabhängig von der Anordnung der Sensoranordnung in dem Fluidtank der Schwimmkörper frei schwimmen kann.
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Die Steuereinrichtung kann vorzugsweise aus den Messdaten des Sensor/ der Sensoren eine Zusammensetzung des Fluids und einen Füllstand des Fluids ermitteln.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat die Sensoranordnung eine, insbesondere eigene, Energiequelle zur Versorgung der Sensoranordnung mit Energie. Hierbei handelt es sich beispielsweise äußerst kostengünstig um zumindest eine Batterie, vorzugsweise um zwei Batterien. Beispielsweise kann als Batterie eine Knopfzelle, insbesondere zum Einlöten, insbesondere eine CR1620 (140 mAh), vorgesehen sein. Vorzugsweise ist die Energiequelle derart ausgelegt, dass diese für die Einsatzdauer der Sensoranordnung in einer Autovermietung ausreichend ist und/oder für beispielsweise 6 bis 24 Monate. Beispielsweise werden bei Autovermietungen Fahrzeuge nach einer bestimmten Kilometerleistung oder einer bestimmten Einsatzdauer ausgegliedert. Die Sensoranordnung kann dann einfach im Tank verbleiben. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, das die Energiequelle aufgeladen werden kann, beispielsweise über Induktion. Denkbar wäre auch als Energiequelle ein Energy Harvesting Modul einzusetzen.
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Vorzugsweise ist/ sind der erste Sensor und/oder der zweite Sensor in Kontakt mit dem Fluid.
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Das Modul kann ein Modulgehäuse haben, in dem eine Leiterplatte mit dem ersten und/oder dem zweiten Sensor angeordnet ist. Auf der Leiterplatte kann zumindest ein Teil der Komponenten oder es können alle Komponenten der Sensoranordnung angeordnet sein. Der Sensor oder die Sensoren kragt/ kragen zumindest abschnittsweise aus dem Modulgehäuse aus, damit diese/ dieser in Kontakt mit dem Fluid bringbar ist.
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Das Modulgehäuse ist beispielsweise rohrförmig oder buchsenförmig oder büchsenförmig ausgebildet. Es kann auch quaderförmig sein. Vorzugsweise hat es zwei Stirnseiten, die im nicht montierten Zustand offen ausgebildet sind. Das rohrförmige Modulgehäuse kann weiter zwei flache Großseiten haben, die sich im Parallelabstand zueinander erstrecken können. Zwischen diesen können zwei flache Kleinseiten vorgesehen sein, die sich im Parallelabstand zueinander erstrecken können. Das Modulgehäuse hat beispielsweise eine Abmessung von: Länge zwischen 35 und 45 mm, insbesondere etwa 40 mm; Breite zwischen 3 und 13 mm, insbesondere etwa 8 mm; Höhe zwischen 13 und 23 mm, insbesondere etwa 18 mm.
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Die Leiterplatte und/oder die Komponenten der Sensoranordnung sind vorzugsweise im Modulgehäuse angeordnet. Zum Abdichten des Modulgehäuses ist dieses beispielsweise, insbesondere mit einem Harz oder Epoxid-Verguss, ausgegossen. Somit würde/ würden lediglich der Sensor/ die Sensoren bei Bedarf aus dem Modulgehäuse auskragen. Der erste Sensor kragt beispielsweise aus der ersten Stirnseite aus und der zweite Sensor kragt beispielsweise aus der zweiten Stirnseite aus. Ist eine Kabelverbindung mit dem Schwimmkörper vorgesehen, so kann diese mit der Leiterplatte und/oder einer elektronischen Komponente mechanisch und elektrisch verbunden sein und dichtend aus dem Modulgehäuse geführt sein.
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Der, insbesondere erste Sensor, der Sensoranordnung weist vorzugsweise auf: eine elektrischen Leiteranordnung, die derart ausgestaltet ist, dass sie mit dem Fluid (Fluidgemisch) in Kontakt bringbar ist und einen ersten Leiter und entweder einen zweiten Leiter oder einen Festwiderstand oder ein Element in einer Reihenschaltung aufweist. Der erste Leiter und das Element weisen vorzugsweise in einem stromlosen Zustand einen gleichen Widerstandswert auf. Der erste Leiter kann sich in einem stromführenden Zustand stärker erwärmen als das Element. Bei Einsatz des Festwiderstands kann der erste Leiter zumindest in einem stromdurchflossenen Zustand einen Widerstandswert aufweist, der zu dem des Festwiderstands unterschiedlich ist. Der Sensor weist weiter vorzugsweise auf: eine Messbrücke mit zwei parallel geschalteten Spannungsteilern. Einer der Spannungsteiler wird beispielsweise durch die Reihenschaltung des ersten Leiters und des Elements gebildet. Der andere der Spannungsteiler kann durch zwei einstellbare Widerstände gebildet sein. Weiter kann der Sensor eine Ansteuereinheit zum Anlegen einer Wechselspannung an die Messbrücke, eine Spannungserfassungseinheit zum Erfassen einer Brückenspannung und eine Auswerteeinheit aufweisen. Diese ist beispielsweise derart konfiguriert, dass sie bei Einsatz des Festwiderstands die zwei einstellbaren Widerstände vor einem Anlegen der Wechselspannung derart einstellt, dass die Messbrücke abgeglichen ist, und dass sie die Wärmeleitfähigkeit des Fluids durch Auswerten der Brückenspannung, insbesondere unter Verwendung der 3-Omega-Methode, ermittelt. Denkbar wäre, dass die Auswerteeinheit bei einem externen Gerät vorgesehen ist, wie beispielsweise bei dem Smartphone.
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Vorzugsweise ist der, insbesondere zweite Sensor, derart ausgestaltet, dass er den Druck, insbesondere den Absolutdruck, des Fluids misst. Aus diesem kann dann der Füllstand ermittelt werden. Wird der Absolutdruck gemessen, dann ist vorteilhaft, wenn der Umgebungsdruck bei der Ermittlung des Füllstands berücksichtig wird. Der Umgebungsdruck wird beispielsweise über ein externes Mittel bereitgestellt. Denkbar wäre einen Drucksensor des Smartphones zu verwenden. Der Sensor oder Drucksensor ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass er sich mit der Flüssigkeit, beispielsweise Ethanol-Wassergemisch, verträgt. Er kann auf der Leiterplatte befestigt sein.
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Der, insbesondere erste, Leiter des, insbesondere ersten, Sensors ist beispielsweise als Draht ausgebildet. Diese kann an seinen beiden Endabschnitten an der Leiterplatte, beispielsweise an Stiften, befestigt sein. Der Draht erstreckt sich dann beispielsweise aus dem Gehäuse und insbesondere umgreift dieses, wie beispielsweise ein Lasso oder eine Schleife. Denkbar wäre auch den Draht aus dem Gehäuse zu führen und außen am Gehäuse zu befestigen, so dass dieser in Fluidkontakt mit der Flüssigkeit ist. Der Draht kann aus der Stirnseite des Modulgehäuse geführt sein. Er kann sich in Längsrichtung des Modulgehäuses erstrecken. An der weiteren Stirnseite kann ein elastisches Element vorgesehen sein, dass den Draht vorspannt. Das Element ist zum Beispiel ein Gehäusedeckel. Dieser hat eine Feder, die sich zum Einen am Deckel abstützt und zum Anderen den Draht mit einer Federkraft beaufschlagt, so dass dieser vorgespannt ist. Die Feder ist vorzugsweise einstückig mit dem Deckel ausgebildet. Der Deckel kann zumindest einen Vorsprung haben, um den Draht stirnseitig zu schützen.
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Das Modulgehäuse hat außen vorzugsweise einen oder mehrere Stege oder Vorsprünge. Entlang von diesem/ diesen kann sich der Draht erstrecken. Der/ die Steg/e schützen den Draht vor einem ungewollten mechanischen Kontakt, beispielsweise mit dem Fluidtank oder gefrorener Flüssigkeit. Beispiels ist zumindest ein Stegpaar vorgesehen, zwischen diesen sich der Draht erstreckt. Ein Stegpaar kann auf einer jeweiligen Großseite des Modulgehäuses ausgebildet sein und sich parallel in Längsrichtung erstrecken.
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Mit andere Worten kann der Leiter das Modulgehäuse umgreifen. Er kann über ein elastisches Element gespannt sein. Das Modulgehäuse hat vorzugsweise zumindest einen Gehäusevorsprung, der derart ausgestaltet ist, um den ersten Leiter vor mechanischen äußeren Einflüssen zu schützen.
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Einer der beiden Spannungsteiler der Messbrücke kann aus dem ersten Leiter und einem Festwiderstand, der anstelle des zweiten Leiters verwendet wird, gebildet werden. Als Festwiderstand ist ein Widerstand zu verstehen, der seinen Widerstandswert auch im stromdurchflossenen Zustand im Wesentlichen nicht ändert und somit unter jeglichen Bedingungen als im Wesentlichen konstant anzusehen ist. Bei Einsatz des Festwiderstands sind die beiden Widerstände des anderen Spannungsteilers derart ausgebildet, dass ihr Widerstandswert einstellbar oder veränderbar ist. Bevorzugt sind die beiden einstellbaren Widerstände als Digitalpotentiometer ausgebildet. Im stromdurchflossenen Zustand erwärmt sich der erste Leiter und ändert daher seinen Widerstandswert, so dass der erste Leiter und der Festwiderstand im stromdurchflossenen Zustand einen unterschiedlichen Widerstandswert aufweisen. Der Widerstandswert des ersten Leiters ist dabei bevorzugt größer als der des Festwiderstands. Der Widerstandswert des ersten Leiters kann aber auch kleiner als der des Festwiderstands sein. Die Auswerteeinheit ist bei Einsatz des Festwiderstands so konfiguriert, dass sie die beiden einstellbaren Widerstände vor Anlegen einer Wechselspannung an die Messbrücke abgleicht. Diese Konfiguration bietet den Vorteil, dass Anforderungen hinsichtlich einer Herstellgenauigkeit, die erforderlich ist, damit der erste und zweite Leiter in einem stromlosen Zustand den gleichen Widerstandswert aufweisen, verringert wird. Zudem wird eine Erfassungsgenauigkeit erhöht, da die Messbrücke vor Beginn einer Ermittlung der Wärmeleitfähigkeit durch die Auswerteeinheit zuverlässig abgeglichen wird.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Fluidgemisch aus zwei Fluiden gebildet, von denen vorzugsweise jeweils eine Wärmeleitfähigkeit bekannt ist. Die Auswerteeinheit kann so konfiguriert sein, dass sie eine Konzentration bzw. ein Mischungsverhältnis des Fluidgemisches durch Vergleichen der Wärmeleitfähigkeit des Fluidgemisches mit den Wärmeleifähigkeiten der beiden Fluide bestimmt. Demzufolge ist ein Mischungsverhältnis des Fluidgemisches genau bestimmbar. Es ist anzumerken, dass mindestens eines der beiden Fluide ebenfalls ein Fluidgemisch sein kann, sofern die Wärmeleitfähigkeit davon bekannt ist. Die Ermittlung eines Mischungsverhältnisses bietet dabei den Vorteil, dass einem Nutzer die Zusammensetzung des Fluidgemisches leicht verständlich angegeben werden kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich jeweils ein Gefrierpunkt der beiden Fluide bekannt sein. Die Auswerteeinheit ist beispielsweise so konfiguriert, dass sie einen Gefrierpunkt unter Verwendung der Konzentration des Fluidgemisches ermittelt. Demzufolge kann ein Gefrierpunkt des Fluidgemisches genau bestimmt werden, der einem Nutzer eine bessere Beurteilung erlaubt, ob das Fluidgemisch für eine bestimmte Temperatur geeignet ist.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Fluidgemisch bevorzugt aus zwei Fluiden gebildet, von denen jeweils eine Wärmeleitfähigkeit und ein Gefrierpunkt bekannt sein kann. Die Auswerteeinheit kann so konfiguriert sein, dass sie einen Gefrierpunkt der Fluidlösung durch Vergleichen der Wärmeleifähigkeit mit einer Geraden ermittelt. Die Gerade wird durch eine lineare Interpolation erhalten, bei der die Wärmeleitfähigkeit und der Gefrierpunkt der Fluide jeweils als Stützstelle verwendet werden. Zum Erhalten der Geraden werden die Werte der Wärmeleitfähigkeit der beiden Fluide jeweils auf einer x-Achse eines kartesischen Koordinatensystems und die Werte der Gefrierpunkt der beiden Fluide auf einer y-Achse des kartesischen Koordinatensystems aufgetragen. Der ermittelte Wert der Wärmeleitfähigkeit des Fluidgemisches, das aus den beiden Fluiden gebildet wird, wird anschließend ebenfalls auf der x-Achse aufgetragen und der dazugehörige Wert des Gefrierpunkts der Wärmeleitfähigkeit kann folglich als der y-Achsenwert der Geraden an dieser Stelle ermittelt werden. Durch diese lineare Interpolation kann der Gefrierpunkt auf einfache Weise ermittelt werden und ein Nutzer kann genau beurteilen, ob das Fluidgemisch für eine bestimmte Temperatur geeignet ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise eine Querschnittsfläche des ersten Leiters kleiner als die des zweiten Leiters. Durch diese Auslegung der beiden Leiter wird auf einfache Weise sichergestellt, dass sich der erste Leiter im einem stromführenden Zustand stärker erwärmt als der zweite Leiter.
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Gemäß einem zusätzlichen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Verhältnis zwischen den Querschnittsflächen des ersten Leiters und des zweiten Leiters im Bereich von 3 bis 5 und bevorzugt 4 sein. Das Verhältnis der Querschnittsflächen des ersten Leiters und des zweiten Leiters kann jedoch auch im Bereich von 2 bis 6 sein. Durch diese Auslegung des ersten und des zweiten Leiters wird eine ausreichende Erwärmung des ersten Leiters sichergestellt, so dass eine gute Erfassungsgenauigkeit der Widerstandsänderung ermöglicht wird.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bevorzugterweise die Wechselspannung sinusförmig. Demzufolge kann die angelegte Wechselspannung auf einfache Weise erzeugt werden und ist für die Verarbeitung bei der 3-Omega-Methode geeignet.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung können der erste und/oder der zweite Leiter als Drähte ausgebildet sein. Als Draht ist ein metallischer Leiter mit rundem oder eckigem oder flachem oder vierkantigen oder profilierten Querschnitt zu verstehen, der, falls er nicht auf einem Substrat angeordnet ist, vollumfänglich vom Fluidgemisch umgeben ist. Die als Draht ausgebildeten Leiter können formfest als Helix oder in einer anderen Art und Weise gewickelt oder gebogen geformt sein. Es hat sich bei Versuchen gezeigt, dass die Verwendung von Drähten als ersten und/oder zweiten Leiter eine Erfassungsgenauigkeit, insbesondere im Vergleich zur Ausgestaltung in Form von Leiterbahnen, deutlich verbessert wird. Selbst, wenn die Drähte auf einer Leiterbahn oder einem Substrat etwa wie Leiterbahnen befestigt sind, ist eine Erfassungsgenauigkeit verbessert. Durch die Helixform wird zudem eine kompakte Bauform ermöglicht.
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Die als Drähte ausgebildeten Leiter oder der als Draht ausgebildete Leiter können/ kann mittels zumindest eines elastischen Elements vorgespannt sein, um so eine Längenänderung, die aufgrund einer Erwärmung im stromdurchflossenen Zustand auftritt, zu kompensieren. Das elastische Element kann dabei bevorzugt als Federelement ausgebildet sein. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die/ der als Drähte/ Draht ausgebildete/n Leiter bei einer Längenänderung mit anderen leitenden Abschnitten der Vorrichtung oder mit sich selbst in Kontakt kommen. Auf diese Weise kann ein Kurzschluss der Drähte zuverlässig verhindert werden.
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Für weitere Informationen hinsichtlich einer möglichen Ausgestaltung des ersten Sensors wird auf die parallele Anmeldung der Anmelderin mit dem folgenden amtlichen Aktenzeichen verwiesen:
DE 10 2020 131 192.3 .
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Erfindungsgemäß ist ein Fluidtank eines Fahrzeugs vorgesehen. Dieser hat eine Öffnung zum Befüllen des Fluidtanks mit einem Fluid. Die Sensoranordnung ist beispielsweise derart ausgestaltet ist, dass diese über die Öffnung in den Fluidtank einbringbar ist.
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Erfindungsgemäß ist eine Verwendung der Sensoranordnung für einen Fluidtank eines Fahrzeugs vorgesehen. Die Sensoranordnung ist derart ausgestaltbar, dass diese nach Herstellung des Fahrzeugs nachträglich über eine Öffnung des Fluidtanks in diesen einbringbar ist.
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Das Fahrzeug kann ein Luftfahrzeug oder ein wassergebundenes Fahrzeug oder ein landgebundenes Fahrzeug sein. Das landgebundene Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug oder ein Schienenfahrzeug sein. Besonders bevorzugt ist das Fahrzeug ein Lastkraftwagen oder ein Personenkraftwagen oder ein Kraftrad. Das Fahrzeug kann des Weiteren als nicht-autonomes oder teil-autonomes oder autonomes Fahrzeug ausgestaltet sein.
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Eine Eignung für eine Verwendung in einem Fahrzeug kann eine Eignung für einen Dauerbetrieb bei einer Temperatur zwischen -40°C bis +120°C, wie etwa bei 85°C, sein.
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Die Anmelderin behält sich vor einen unabhängigen Anspruch auf ein Fahrzeug zu richten, das den Fluidtank und die Sensoranordnung gemäß einem oder mehreren der oben genannten Aspekte aufweist.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 in einer perspektivischen Darstellung die Sensoranordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel,
- 2 in einer weiteren perspektivischen Darstellung die Sensoranordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel, und
- 3 schematisch die Sensoranordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel.
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Gemäß 1 ist eine Sensoranordnung 1 als Modul ausgebildet. Die Sensoranordnung 1 hat ein Modulgehäuse 2, das als Rohr ausgebildet ist. Stirnseitig ist das Modulgehäuse 2 von einem Deckel 4 verschlossen. Gemäß 2 ist eine Leiterplatte 6 innerhalb des Modulgehäuses 2 erkennbar. Diese hat einen Sensor in Form eines Drucksensor 8. Dieser kragt aus der Stirnseite des Modulgehäuses 2 aus. Der Drucksensor 8 hat eine Öffnung, über die eine Flüssigkeit in Kontakt mit dem Drucksensor 8 bringbar ist, um einen Druck oder Absolutdruck der Flüssigkeit zu messen. Das Innere des Modulgehäuses 2 ist vergossen, um es gegenüber der Flüssigkeit abzudichten. Denkbar wäre auch das Modulgehäuse 2 als Büchse auszubilden, wodurch ein Deckel eingespart werden könnte.
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Aus der gleichen Stirnseite, wie der Drucksensor 8, kragt ein Draht 10, siehe 1, aus dem Modulgehäuse 2 aus. Der Draht 10 ist der Einfachheit halber in 2 nicht dargestellt. Der Draht 10 erstreckt sich von der Stirnseite, vorzugsweise als Schlaufe, um das Modulgehäuse 2 über die weitere Stirnseite. Der Draht 10 umgreift vollständig ausgehend von der Stirnseite das Modulgehäuse 2. Er stützt sich über einen Federabschnitt 12 des Deckels 4 an diesem ab, siehe 1. Der Federabschnitt 12 weist hierzu eine Führung, insbesondere eine Nut, auf. Zum Schutz und zur Führung des Drahts 10 sind am Modulgehäuse 2 zwei sich in Längsrichtung erstreckende Stegpaare 14 und 16 ausgebildet, siehe 1 und 2. Diese erstrecken sich vorzugsweise im Parallelabstand zueinander und zur Längsachse des Modulgehäuses 2.
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Gemäß 2 ist ein Schwimmkörper 17 vorgesehen. Dieser weist ein Mittel zur Datenübertragung auf, wie beispielsweise eine Bluetooth-Sende-und-Empfangseinheit oder eine Antenne oder Bluetooth-Prozessor-Modul. Die Einheit ist über ein Kabel 19 mechanisch an der Leiterplatte 6 stoff- und/oder kraft- und/oder formschlüssig befestigt. Das Kabel 19 ist hierfür durch die Vergussmasse des Modulgehäuses 2 dichtend geführt. Denkbar wäre auch das Kabel 19 durch eine entsprechende Öffnung des Deckels 4 oder des Modulgehäuses 2 hindurch zu führen.
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Die als Modul ausgestaltet Sensoranordnung 1 aus 1 und 2 kann beispielsweise einfach frei in einen Wischwassertank 21 oder einen Fluidtank 21, siehe 2, eingebracht oder „eingeworfen“ werden. Somit kann beispielsweise eine Nachrüstung des Wischwassertanks 21 kostengünstig erfolgen. Ist die Sensoranordnung 1 im Wischwassertank 21 angeordnet, so kann der Schwimmkörper 17 in der Flüssigkeit schwimmen, so dass beispielsweise ein Funksignal, insbesondere ein Bluetooth-Signal, direkt in die Umgebung abgeben werden kann. Das Funksignal wird somit nicht über die Flüssigkeit emittiert, wodurch dieses unabhängig von der Flüssigkeit emittierbar ist. Der Wischwassertank 21 hat eine Fluidzuführöffnung 23, über die eine Flüssigkeit nachfüllbar ist. Die Größe und Ausgestaltung der als Modul ausgebildeten Sensoranordnung 1 ist derart gewählt, dass diese über die übliche Fluidzuführöffnung 23 einbringbar ist. Der Wischwassertank 21 ist vorzugsweise für ein Fahrzeug vorgesehen und in üblicher Weise ausgestaltet.
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Gemäß 3 hat die Sensoranordnung 1 einen ersten Sensor 18, der den Draht 10 aus 1 aufweist. Der Sensor 18 ist derart ausgestaltet, dass damit die Wärmeleitfähigkeit des Fluids im Tank ermittelbar ist. Denkbar wäre noch einen zweiten Draht vorzusehen. Nähere Informationen zur Ausgestaltung des ersten Sensors 18 finden sich in der parallelen Patentanmeldung der Anmelderin, die obenstehend angeführt ist.
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Die Sensoranordnung 1 aus 3 hat des Weiteren ein Bluetooth-Prozessor-Modul 20. Diese ist über eine Schnittstelle 22 und zwei PWM-Schnittstellen 24 und 26 mit dem Sensor 18 verbunden. Der Drucksensors 8 ist ebenfalls über eine Schnittstelle 28 in Form einer I2C-Schnittstelle mit dem Bluetooth-Prozessor-Modul 20 verbunden. Ein hydrostatischer Druck 30 ist gemäß 3 schematisch dargestellt. Die Komponenten 18, 20 und 8 sind mit einem Power-Management 32 verbunden, an das zwei Batterien 34 und 36 angeschlossen sind. Das Bluetooth-Prozessor-Modul 20 kann bei Bedarf in dem Schwimmkörper 17 aus 2 angeordnet sein. Über das Kabel 19 kann das Modul 20 mit der Leiterplatte verbunden sein und über die Leiterplatte mit den Schnittstellen 22, 24 und 26. Alternativ zur Anordnung des Modul 20 in dem Schwimmkörper 17 wäre denkbar in diesem eine Antenne zur Signalübertragung für das Modul 20 vorzusehen.
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Offenbart ist ein Sensormodul für einen Tank, das über eine Tanköffnung nachgerüstet werden kann. Das Sensormodul ist als Block mit einer eigenen Stromquelle ausgebildet und hat Mittel zum kabellosen Datenaustausch.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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