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Die Erfindung betrifft ein Sensorelement, insbesondere in Form eines SMD-Bauelementes, zum Erkennen von Flüssigkeiten auf einem Bauteil, bspw. auf einer Leiterplatte oder auf einem Gehäuseteil. Ferner betrifft die Erfindung eine korrespondierende Sensoreinheit zum Sensieren von Flüssigkeiten mit einem entsprechenden Sensorelement. Zudem betrifft die Erfindung eine korrespondierende Leiterplatte für ein Steuergerät eines Lenksystems und/oder eines Batteriesystems eines Fahrzeuges mit einer entsprechenden Sensoreinheit. Außerdem betrifft die Erfindung korrespondierende Verwendungen eines erfindungsgemäßen Sensorelementes und einer erfindungsgemäßen Leiterplatte. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer entsprechenden Sensoreinheit.
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Zukünftige Lenksysteme werden zunehmend sehr hohe Anforderungen bezüglich ihrer Ausfallrate erfüllen müssen. Grund dafür sind hochautomatisierte Fahrerassistenzfunktionen sowie auch By-Wire-Systeme, wie z. B. Steer-By-Wire-Systeme, bei denen es keine mechanische Rückfallebene vorgesehen ist. In solchen Systemen ist ein hohes Maß an Eigendiagnose und Fehlererkennung notwendig. Der Eintritt von Wasser kann zu einem teilweisen oder kompletten Ausfall des Lenksystems führen. Wasser kann einen Kurzschluss in der Sensorik oder auf den Leiterplatinen herbeiführen und zum sofortigen Ausfall eines Teilsystems oder sogar eines ganzen Lenksystems führen. Weiterhin kann aber auch durch Korrosion von metallischen/mechanischen Komponenten das Lenksystem nach gewisser Zeit nicht mehr funktionsfähig sein. Daher ist die Erkennung eines Wassereintritts von hoher Bedeutung für zukünftige Lenksysteme. Es sind Sensoren zum Erkennen von Flüssigkeiten bekannt, die auf einem resistiven Messprinzip basieren. Hierzu benötigt jedoch das zu sensierende Wasser eine gewisse Leitfähigkeit, welche in Regen- und Pfützen-Wasser nicht gegeben ist.
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Die Aufgabe der Erfindung ist daher, ein verbessertes Sensorelement zum Erkennen von Flüssigkeiten, insbesondere auf Leiterplatinen, bereitzustellen. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein Sensorelement bereitzustellen, welches einfach und kostengünstig ausgeführt sein kann, welches einfach und ohne großen Aufwand hergestellt, zusammengebaut und an einem Bauteil, bspw. auf einer Leiterplatte oder auf einem Gehäuseteil, montiert werden kann, und welches es ermöglicht, schnell, sicher und zuverlässig ein Eindringen von Flüssigkeiten, wie z. B. Regen- und Pfützen-Wasser auf einem Bauteil, bspw. auf einer Leiterplatte oder auf einem Gehäuseteil zu erkennen. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung, eine korrespondierende Sensoreinheit, eine korrespondierende Leiterplatte und ein korrespondierendes Fahrzeug bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch: ein Sensorelement, insbesondere in Form eines SMD-Bauelementes, zum Erkennen von Flüssigkeiten auf einem Bauteil, bspw. auf einer Leiterplatte oder auf einem Gehäuseteil, mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruches. Ferner betrifft die Erfindung eine korrespondierende Sensoreinheit zum Sensieren von Flüssigkeiten mit einem entsprechenden Sensorelement mit den Merkmalen des nebengeordneten Vorrichtungsanspruches. Zudem betrifft die Erfindung eine korrespondierende Leiterplatte für ein Steuergerät eines Lenksystems und/oder eines Batteriesystems eines Fahrzeuges mit einer entsprechenden Sensoreinheit mit den Merkmalen des nebengeordneten Vorrichtungsanspruches. Außerdem betrifft die Erfindung Verwendungen eines erfindungsgemäßen Sensorelementes und einer erfindungsgemäßen Leiterplatte mit den Merkmalen der unabhängigen Verwendungsansprüche. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer entsprechenden Sensoreinheit mit den Merkmalen des nebengeordneten Vorrichtungsanspruches. Dabei gelten Merkmale, die im Zusammenhang mit einzelnen Aspekten und/oder Ausführungsformen der Erfindung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit den anderen Aspekten und/oder Ausführungsformen und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten und/oder Ausführungsformen stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Die Erfindung stellt bereit: ein Sensorelement, insbesondere in Form eines SMD-Bauelementes, zum Erkennen von Flüssigkeiten auf einem Bauteil, bspw. auf einer Leiterplatte bzw. Platine oder auf einem Gehäuseteil,
das Sensorelement aufweisend:
- - ein Depot, insbesondere ein Salzdepot, zum Bereitstellen eines elektrolytbildenden Stoffes, insbesondere eines Salzes,
- - eine erste elektrisch leitfähige Verbindung zur Befestigung des Depots auf dem Bauteil, bspw. auf der Leiterplatte oder auf dem Gehäuseteil, und zur elektrischen Kontaktierung einer ersten Leiterbahn und
- - eine zweite elektrisch leitfähige Verbindung zur Befestigung des Depots auf dem Bauteil, bspw. auf der Leiterplatte oder auf dem Gehäuseteil, und zur elektrischen Kontaktierung einer zweiten Leiterbahn.
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Ein Salzdepot kann vorteilhafterweise mindestens ein Salz oder mehrere Salze umfassen. Als Salze im Rahmen der vorliegenden Offenbarung können chemische Verbindungen verstanden werden, die positiv geladene Kationen und negativ geladene Anionen aufweisen, die sich elektrostatisch anziehen und somit chemische Verbindungen schaffen.
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Der Begriff „Wasser“ im Rahmen der vorliegenden Offenbarung wird für unterschiedliche Flüssigkeiten verwendet, bspw. für witterungsbedingte Flüssigkeiten, wie z. B. Regen- und/oder Pfützen-Wasser, und/oder für technische Flüssigkeiten, wie z. B. Kühlflüssigkeiten, Schmierflüssigkeiten usw.
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Die Erfindung stellt mithilfe des Sensorelementes ein SMD-Bauelement bzw. -Bauteil (SMD steht für eng. „Surface-Mount-Device“) bereit. Die erfindungsgemäße Idee liegt dabei darin, dass ein Depot, insbesondere ein Salzdepot, als ein SMD-Bauelement bzw. -Bauteil eingesetzt wird. Das Depot kann bspw. in Form einer Tablette ausgebildet werden, vorzugsweise umfassend ein gepresstes Pulver, wie z. B. Salz-Pulver. Das Depot wird vorzugsweise mit, bspw. anlötbaren, Kontakten als elektrisch leitfähige Verbindungen bereitgestellt. Das Depot, insbesondere ein Salzdepot, weist als ein SMD-Bauteil definierte elektrische Eigenschaften, insbesondere einen definierten elektrischen Widerstand (im Bereich mehrerer kOhm, Genauigkeit +/- 100 Ohm), auf. Die Leitfähigkeit des Wassers, welches mit dem Salzdepot in Kontakt tritt, wird signifikant erhöht. Ein solches Bauteil ist außerdem kälte- und hitzebeständig (-40° C - +120° C).
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In dem Depot kann ferner eine elektrisch leitende Struktur integriert werden. Die elektrisch leitende Struktur kann vorteilhafterweise als ein stabilisierender Träger für das gepresste Salz dienen. Weiterhin kann die elektrisch leitende Struktur eine Sensorstruktur abbilden. Die elektrisch leitende Struktur kann aber auch einen definierten elektrischen Widerstand bereitstellen. Dies ermöglicht eine Diagnose über den Zustand des Salzdepots.
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Weiterhin kann das Salzdepot in einer Art umschließenden Halterung (Käfig/Gehäuse) in Position gehalten werden, um das Depot, wenn erforderlich, zu stabilisieren, und/oder um die Befestigung des Depots auf der Leitplatte zu erleichtern. Auch in diesem Fall wird das Sensorelement als ein SMD-Bauteil ausgeführt.
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Ein solches Sensorelement hat mehrere Vorteile:
- - Einfache, automatisierte Integration auf einer Platine (dabei können etablierte Verfahren zur Integration von SMD-Bauteilen genutzt werden),
- - Eigendiagnose möglich, da die elektrischen Eigenschaften des Sensorelementes bekannt sind und das Sensorelement mit der Platine elektrisch verbunden ist,
- - Keine zusätzliche Halterung/Fixierung für das Salzdepot notwendig,
- - Eingedrungenes Wasser kann schnell, sicher und zuverlässig sensiert werden. Vorteilhafterweise kann das Sensorelement relativ nahe an einer Messeinheit positioniert werden, die einfachheitshalber auf einem resistiven Messprinzip (gemeint ist Widerstandsmessung) umgesetzt werden kann.
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Eine Messeinheit kann den Widerstand bzw. die anliegende Spannung zwischen den Leiterbahnen sensieren. Dabei kann die Messeinheit bspw. einen Spannungsteiler enthalten und die Spannung über definierte Messpunkte messen. Dabei können etablierte Verfahren zur Spannungsmessung/Widerstandsmessung verwendet werden. Einfachheitshalber wird hiervon einer Widerstandmessung zwischen den Leiterbahnen gesprochen. Die gemessenen Spannungen können direkt in der Messeinheit oder von einer zentralen Prozessoreinheit ausgewertet werden.
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Auf einem Bauteil, wie z. B. auf einer Leiterplatte, kann mindestens ein oder mehrere Sensorelemente vorgesehen sein, die bspw. mit einer Messeinheit verbunden sein können. Solche Sensorelemente können auf eine vorteilhafte Weise zum Erkennen von Flüssigkeiten auf Bauteilen, vorzugsweise auf Leiterplatten bzw. Platinen, verwendet werden, die wiederum in Steuergeräten eingesetzt werden können, bspw. bei Lenksystemen und/oder Bremssystemen, insbesondere in Steer-By-Wire-Systemen und/oder break-By-Wire-Systemen, bei denen keine mechanische Rückfallebene vorgesehen ist, und/oder bei Batteriesystemen, wie z. B. Powerpacks, Hochvolt-batterien, Traktionsbatterien, Niedervolt-Batterien, Hilfsbatterien usw.
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Wie oben bereits erwähnt, kann es vorteilhaft sein, dass das Sensorelement in Form eines SMD-Bauelementes ausgeführt ist. Auf diese Weise kann das Sensorelement mithilfe von etablierten Methoden für SMD-Bauelemente auf einem Bauteil, wie z. B. auf einer Leiterplatte, befestigt und elektrisch kontaktiert werden.
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Ferner ist es denkbar, dass das Depot in Form einer Tablette ausgebildet sein kann. Auf diese Weise kann ein einfaches und kostengünstiges Bauteil zum Erkennen von Wasser bereitgestellt werden.
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Weiterhin ist es denkbar, dass das Depot einen zusammengepressten pulverigen elektrolytbildenden Stoff, insbesondere Salz, aufweist. Somit kann das Depot Wasser, wie z. B. Regen- und Pfützen-Wasser, leicht aufnehmen. Folglich kann das Depot vorteilhafterweise zu Widerstandsmessung eingesetzt werden, um ein Eindringen von Wasser auf eine einfache, sichere und zuverlässige Weise sensieren zu können.
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Zudem kann es vorgesehen sein, dass die erste elektrisch leitfähige Verbindung ein erstes Kontaktelement, insbesondere in Form einer Lötstelle, vorzugsweise aufweisend Zinn, aufweisen kann, und/oder dass die zweite elektrisch leitfähige Verbindung ein zweites Kontaktelement, insbesondere in Form einer Lötstelle, vorzugsweise aufweisend Zinn, aufweisen kann. Auf diese Weise kann das Sensorelement konstruktionstechnisch einfach und günstig als ein SMD-Bauelement bereitgestellt und eingesetzt werden.
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Wie oben bereits erwähnt, kann das Bauteil vorzugsweise als eine Leiterplatte ausgeführt sein. Auf diese Weise kann das Sensorelement mithilfe von etablierten Methoden für SMD-Bauelemente auf der Leiterplatte befestigt und elektrisch kontaktiert werden.
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Vorteilhafterweise kann ferner vorgesehen sein, dass das Depot eine erste, insbesondere einteilige, vorzugsweise integral ausgebildete, elektrisch leitende Struktur mit einem ersten definierten elektrischen Widerstand (vergleichsweise hohen und leicht messbaren Widerstand) aufweisen kann. Dabei kann die erste elektrisch leitende Struktur mit der ersten Leiterbahn und der zweiten Leiterbahn elektrisch kontaktiert werden. Das Depot kann dabei um die Struktur gepresst werden. Mithilfe der ersten elektrisch leitenden Struktur können Eigendiagnosen des Sensorelementes durchgeführt werden. Der erste Widerstand kann in definierten Zeitabständen bzw. Abtastraten vermessen werden. Liegt der erste Widerstand in einem definierten Bereich, so befindet sich kein Wasser an den Leiterbahnen bzw. in dem Depot.
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Die erste elektrisch leitende Struktur kann bspw. sinusförmig, mäanderförmig und/oder gitterförmig ausgeführt sein. Einerseits kann durch eine solche elektrisch leitende Struktur der erste Widerstand wie gewünscht eingestellt werden. Andererseits kann durch eine solche elektrisch leitende Struktur eine stabilisierende und/oder haltende Funktion für das Depot ermöglicht werden.
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Nach einem weiteren Vorteil kann das Depot eine zweite, insbesondere zweiteilige, vorzugsweise integral ausgebildete, elektrisch leitende Struktur mit einem zweiten definierten elektrischen Widerstand (vergleichsweise niedrigen Widerstand) aufweisen. Dabei kann die zweite elektrisch leitende Struktur eine erste Teilstruktur und eine zweite Teilstruktur aufweisen, die voneinander getrennt (gemeint ist galvanisch getrennt) und/oder beabstandet, insbesondere innerhalb des Depots, angeordnet sein können. Die erste Teilstruktur kann dabei mit der ersten Leiterbahn und die zweite Teilstruktur mit der zweiten Leiterbahn elektrisch kontaktiert sein. Das Depot kann dabei um die Struktur gepresst werden.
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Die erste Teilstruktur und die zweite Teilstruktur können vorzugsweise kammförmig und/oder fischgratförmig ausgeführt sein und/oder ineinander eingreifen. Die zweite elektrisch leitende Struktur kann einerseits als Träger für die Mineralien dienen und andererseits durch eine kammartige und/oder fischgratartige sowie ineinander greifende Anordnung zweier Leiter eine vorteilhafte Messstruktur des resistiven Sensors bilden. Dabei ist der Sensor durch das Salzdepot zunächst vor wenig Wasser, wie z. B. Kondenswasser geschützt und wird kurzgeschlossen, wenn das Salzdepot im Wasser gelöst wird.
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Darüber hinaus ist es denkbar, dass das Depot in einer Halterung (Käfig/Gehäuse), bspw. aus einem nicht elektrisch leitfähigen Material, aufgenommen sein kann. Auf diese Weise kann eine Fixierung für das Depot bereitgestellt werden. Auch die Befestigung des Sensorelementes auf dem Bauteil, wie z. B. auf der Leiterplatte, kann dadurch vereinfacht werden.
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Wie oben bereits erwähnt, stellt die Erfindung bereit: eine Verwendung eines Sensorelementes, welches wie oben beschrieben ausgeführt sein kann, als ein SMD-Bauelement.
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Ferner stellt die Erfindung bereit: eine Sensoreinheit zum Sensieren von Flüssigkeiten, aufweisend:
- - mindestens ein oder mehrere Sensorelemente, welche(s) wie oben beschrieben ausgeführt sein kann/können, und
- - eine Messeinheit zum Erfassen eines elektrischen Widerstandes zwischen der ersten Leiterbahn und der zweiten Leiterbahn.
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Mithilfe der erfindungsgemäßen Sensoreinheit können die gleichen Vorteile erreicht werden, die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Sensorelement beschrieben wurden. Auf diese Vorteile wird vorliegend vollumfänglich Bezug genommen.
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Weiterhin stellt die Erfindung bereit: eine Leiterplatte mit einer korrespondierenden Sensoreinheit, insbesondere für ein Steuergerät eines Lenksystems und/oder eines Batteriesystems eines Fahrzeuges.
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Mithilfe der erfindungsgemäßen Leiterplatte können die gleichen Vorteile erreicht werden, die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Sensorelement beschrieben wurden. Auf diese Vorteile wird vorliegend vollumfänglich Bezug genommen.
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Des Weiteren stellt die Erfindung bereit: eine Verwendung einer korrespondierenden Leiterplatte für ein Steuergerät eines Lenksystems und/oder eines Batteriesystems eines Fahrzeuges.
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Zudem stellt die Erfindung bereit: ein Fahrzeug mit mindestens einer korrespondierenden Sensoreinheit. Mithilfe des erfindungsgemäßen Fahrzeuges können die gleichen Vorteile erreicht werden, die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Sensorelement beschrieben wurden. Auf diese Vorteile wird vorliegend vollumfänglich Bezug genommen.
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Weiterhin wird die Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur einen beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen:
- 1 eine beispielhafte Darstellung einer Leiterplatte, einer Sensoreinheit und eines Sensorelementes im Rahmen der vorliegenden Offenbarung,
- 2 eine Explosionsdarstellung eines Sensorelementes im Rahmen der vorliegenden Offenbarung,
- 3 eine beispielhafte Darstellung von Sensorelementen im Rahmen der vorliegenden Offenbarung,
- 4 eine beispielhafte Darstellung von Sensorelementen im Rahmen der vorliegenden Offenbarung, und
- 5 eine beispielhafte Darstellung von Sensorelementen im Rahmen der vorliegenden Offenbarung.
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Die 1 zeigt eine Sensoreinheit 100, die mindestens ein oder mehrere Sensorelemente 10, insbesondere in Form von SMD-Bauelementen, aufweisen kann, die zum Erkennen von Flüssigkeiten auf einem Bauteil, vorzugsweise auf einer Leiterplatte 101 bzw. Platine oder auf einem Gehäuseteil, vorgesehen sind.
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Das Sensorelement 10 bzw. jeweils ein Sensorelement 10 weist dabei auf:
- - ein Depot 13, insbesondere ein Salzdepot, zum Bereitstellen eines elektrolytbildenden Stoffes, insbesondere eines Salzes,
- - eine erste elektrisch leitfähige Verbindung 11 zur Befestigung des Depots 13 auf dem Bauteil, wie z. B. der Leiterplatte 101, und zur elektrischen Kontaktierung einer ersten Leiterbahn L1 und
- - eine zweite elektrisch leitfähige Verbindung 12 zur Befestigung des Depots 13 auf dem Bauteil, wie z. B. der Leiterplatte 101 und zur elektrischen Kontaktierung einer zweiten Leiterbahn L2.
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Ein Depot 13, insbesondere ein Salzdepot, im Rahmen der Erfindung kann mindestens einen elektrolytbildenden Stoff, wie z. B. Salz oder mehrere Salze aufweisen. Die Erfindung stellt mithilfe des Sensorelementes 10 ein SMD-Bauelement bzw. -Bauteil (SMD steht für eng. „Surface-Mount-Device“) bereit.
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Wie es die 2 andeutet, kann das Depot 13 in Form einer Tablette, bspw. aus einem zusammengepressten Pulver, wie z. B. Salz-Pulver, ausgebildet werden. Der elektrolytbildende Stoff bzw. der Salzanteil im Depot 13 ist vorteilhafterweise löslich in Wasser.
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Wie es die 2 sowie die 5 auf der linken Seite zudem andeuten, kann das Depot 13 als ein festes Bauteil bereitgestellt werden. Ein solches Bauteil kann vorteilhafterweise seine Form halten und gut verarbeitet werden, insbesondere zum Befestigen und zum Kontaktieren des Depots 13 auf dem Bauteil, wie z. B. auf der Leiterplatte 101.
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Das Depot 13 weist als ein SMD-Bauteil definierte elektrische Eigenschaften, insbesondere einen definierten elektrischen Widerstand, auf (im Bereich mehrerer kOhm, Genauigkeit +/- 100 Ohm). Die Leitfähigkeit des Wassers, welches mit dem Depot 13 in Kontakt tritt, wird signifikant erhöht. Ein solches Bauteil ist außerdem kälte- und hitzebeständig (-40° C - +120° C).
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Dringt das Wasser in das Depot 13 ein, reichert das Depot 13 das Wasser mit Salzen/Mineralien an. Auf diese Weise wir das eingedrungene Wasser gut leitend. Der Widerstand zwischen den Leiterbahnen L1, L2 sinkt dadurch signifikant.
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Wie es die 1 sowie 3 bis 5 verdeutlichen, wird das Depot 13 zwischen den Leiterbahnen L1, L2 platziert und jeweils mit einer Leiterbahn L1, L2 elektrisch leitend verbunden, bspw. über eine Lötverbindung. Auf diese Weise wird ein definierter elektrischer Widerstand zwischen den Leiterbahnen L1, L2 eingestellt.
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Eine Messeinheit 20, die in der 1 schematisch gezeigt ist, kann den Widerstand und/oder die anliegende Spannung zwischen den Leiterbahnen L1, L2 sensieren. Dabei kann die Messeinheit 20 etablierte Verfahren zur Spannungsmessung/Widerstandsmessung nutzen. Die Messungen können direkt in der Messeinheit 20 oder von einer zentralen Steuereinheit ausgewertet werden.
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Wie es die 1 zudem verdeutlicht, kann/können auf dem Bauteil, wie z. B. auf der Leiterplatte 101, mindestens ein oder mehrere Sensorelemente 10 vorgesehen sein, die bspw. mit einer Messeinheit 20 verbunden sein können. Mehrere Sensorelemente 10 können zum verbesserten Erkennen von Flüssigkeiten beitragen.
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Solche Sensorelemente 10 können auf eine vorteilhafte Weise zum Erkennen von Flüssigkeiten auf Bauteilen, vorzugsweise auf Leiterplatten 101 bzw. Platinen oder auf Gehäuseteilen im Allgemeinen, verwendet werden, die im Speziellen in Steuergeräten eingesetzt werden können, bspw. bei Lenksystemen und/oder Bremssystemen, insbesondere in Steer-By-Wire-Systemen und/oder Brake-By-Wire-Systemen, und/oder bei Batteriesystemen, wie z. B. Powerpacks, Hochvolt-batterien, Traktionsbatterien, Niedervolt-Batterien, Hilfsbatterien usw.
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Wie es die 3 ferner verdeutlicht, kann das Depot 13 eine erste, insbesondere einteilige, vorzugsweise integral ausgebildete, elektrisch leitende Struktur S1 mit einem ersten definierten elektrischen Widerstand R1 (vergleichsweise hohen und leicht messbaren Widerstand, der bspw. durch eine relativ lange und/oder dicke Leitung bereitgestellt werden kann) aufweisen. Dabei kann die erste elektrisch leitende Struktur S1 mit der ersten Leiterbahn L1 und der zweiten Leiterbahn L2 elektrisch kontaktiert werden. Das Depot 13 kann dabei um die erste elektrisch leitende Struktur S1 gepresst werden.
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Die erste elektrisch leitende Struktur S1 kann für Eigendiagnosen des Sensorelementes 10 genutzt werden. Der erste Widerstand R1 kann in definierten Zeitabständen bzw. Abtastraten vermessen werden. Liegt der erste Widerstand R1 in einem vorgesehenen Bereich, so befindet sich kein Wasser an den Leiterbahnen L1, L2 bzw. in dem Depot 13. Tritt nun Wasser, wenn auch geringer Leitfähigkeit, auf das Bauteil, wie z. B. die Leiterplatte 101, ein, so entsteht zunächst kein Kurzschluss zwischen den Leiterbahnen L1, L2 und das Wasser wird zunächst nicht erkannt. Dies ist von Vorteil, damit es zu keinen falschen Sensor-Anschlägen von z. B. unproblematischem Kondenswasser kommt. Kommt das Wasser mit dem Depot 13 in Kontakt, so löst sich das Depot 13 auf und reichert das Wasser mit Mineralien an. Die Leitfähigkeit des Wassers steigt und es wird ein Kurzschluss zwischen den Leiterbahnen L1, L2 erkannt. Dabei kann es ausreichen, wenn ein (bspw. von den mehreren) Depot 13 in Wasser gelöst ist. Durch Verwendung von mehreren Depots 13 kann das Konzept robuster ausgelegt werden.
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Die erste elektrisch leitende Struktur S1 kann bspw. sinusförmig, mäanderförmig und/oder gitterförmig ausgeführt sein. Durch eine solche elektrisch leitende Struktur S1 kann einerseits der erste Widerstand R1 wie gewünscht eingestellt werden. Andererseits kann durch eine solche elektrisch leitende Struktur S1 eine stabilisierende und/oder haltende Funktion für das Depot 13 ermöglicht werden.
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Wie es die 4 weiterhin verdeutlicht, kann das Depot 13 eine zweite, insbesondere zweiteilige, vorzugsweise integral ausgebildete, elektrisch leitende Struktur S2 mit einem zweiten definierten elektrischen Widerstand R2 (vergleichsweise niedrigen Widerstand) aufweisen. Dabei kann die zweite elektrisch leitende Struktur S2 eine erste Teilstruktur T1 und eine zweite Teilstruktur T2 aufweisen, die voneinander getrennt und/oder beabstandet, insbesondere innerhalb des Depots 13, angeordnet sein können. Die erste Teilstruktur T1 kann dabei mit der ersten Leiterbahn L1 und die zweite Teilstruktur T2 mit der zweiten Leiterbahn L2 elektrisch kontaktiert sein. Das Depot 13 kann dabei um die zweite elektrisch leitende Struktur S2 gepresst werden.
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Die erste Teilstruktur T1 und die zweite Teilstruktur T2 können bspw. kammförmig und/oder fischgratförmig ausgeführt sein und/oder ineinander eingreifen. Die zweite elektrisch leitende Struktur S2 kann einerseits als Träger für die Mineralien dienen und andererseits durch eine kammartige und/oder fischgratartige sowie ineinander greifende Anordnung zweier Leiter die eigentliche Struktur des resistiven Sensors bilden. Dabei ist das Sensorelement 10 durch das Salzdepot zunächst vor wenig Wasser, wie z. B. Kondenswasser geschützt und wird kurzgeschlossen, wenn das Salzdepot im Wasser gelöst wird.
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Wie es die 5 auf der rechten Seite verdeutlicht, kann das Depot 13 in einer Halterung 14 (Käfig / offenes Gehäuse), bspw. aus einem nicht elektrisch leitfähigen Material, aufgenommen werden. Auf diese Weise kann eine Fixierung für das pulverförmige Material des Depots 13 bereitgestellt werden. Auch die Befestigung des Depots 13 auf dem Bauteil, wie z. B. auf der Leiterplatte 101, kann dadurch vereinfacht werden. Aber auch in diesem Falle wird das Sensorelement 10 als ein SMD-Bauelement bereitgestellt.
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Wie es die 3 und 4 jeweils auf der rechten Seite zeigen, kann die Halterung 14 mit einer einteiligen elektrisch leitenden Struktur S1 oder mit einer zweiteiligen elektrisch leitenden Struktur S2 kombiniert werden.
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Eine korrespondierende Sensoreinheit 100 stellt ebenfalls einen Aspekt der Erfindung dar, die zum Sensieren von Flüssigkeiten ausgeführt ist und die aufweist:
- - mindestens ein oder mehrere Sensorelemente 10, welche(s) wie oben beschrieben ausgeführt sein kann/können, und
- - eine Messeinheit 20 zum Erfassen eines elektrischen Widerstandes zwischen der ersten Leiterbahn L1 und der zweiten Leiterbahn L2.
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Eine entsprechende Leiterplatte 101 mit einer korrespondierenden Sensoreinheit 100 stellt ebenfalls einen Aspekt der Erfindung dar, die insbesondere für ein Steuergerät eines Lenksystems und/oder eines Batteriesystems eines Fahrzeuges verwendet werden kann.
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Ein entsprechendes Fahrzeug mit mindestens einer korrespondierenden Sensoreinheit 100 stellt ebenfalls einen Aspekt der Erfindung dar.
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Die voranstehende Beschreibung der Figuren beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern es technisch sinnvoll ist, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Sensoreinheit
- 101
- Leiterplatte
- 10
- Sensorelement
- 11
- elektrisch leitfähige Verbindung
- 12
- elektrisch leitfähige Verbindung
- 13
- Depot
- 14
- Halterung
- 20
- Messeinheit
- L1
- Leiterbahn
- L2
- Leiterbahn
- S1
- Struktur
- R1
- Widerstand
- S2
- Struktur
- R2
- Widerstand
- T1
- Teilstruktur
- T2
- Teilstruktur
