DE3741971A1 - Vorrichtung zur ermittlung des anteiles einer fluessigkeitskomponente niedrigerer verdampfungstemperatur in einem fluessigkeitsgemisch - Google Patents
Vorrichtung zur ermittlung des anteiles einer fluessigkeitskomponente niedrigerer verdampfungstemperatur in einem fluessigkeitsgemischInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung eines
in einer Flüssigkeit enthaltenen Anteiles einer Flüssigkeits
komponente mit niedrigerer Verdampfungs- bzw. Siedetemperatur,
insbesondere von Wasser in der Bremsflüssigkeit eines hydraul.
Bremssystemes, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge, wobei ein
Heizwiderstand innerhalb der Flüssigkeit eingebracht ist, der
über einen Ausgleichsstromkreis durch den Ausgleichs- und
insbesondere Entladevorgang eine Impulsbestromung erfährt,
durch welche er und die unmittelbare Umgebung des Fluidums
sehr kurzzeitig erhitzt werden,
und wobei aus bei bestimmten Ausgleichsvoraussetzungen ein
tretenden sprunghaften Änderungen im Ablauf des Ausgleichs-
und insbesondere Entladevorganges auf Grund der Ergebnisse
von zuvor durchgeführten Meßreihen durch Vergleich auf den
Anteil der bei niedrigerer Temperatur verdampfenden
Flüssigkeitskomponente geschlossen werden kann,
wobei der Vorrichtung zusätzlich ein die Temperatur der
Flüssigkeit messender Temperatursensor zugeordnet ist,
dessen Meßergebnisse der Meßelektronik zur Korrektur von
Temperaturfehlern, welche bei der Anteilsermittlung auftreten
können, zuführbar sind.
Eine solche Vorrichtung ist Gegenstand der DE-PS 32 42 506.
Es ist Zweck der Erfindung, Bremsanlagen, insbesondere für
Kraftfahrzeuge, im Betrieb sicher zu gestalten.
Es ist bekannt, daß bei hydraulischen Bremsanlagen der
Wassergehalt einen bestimmten Prozentsatz nicht überschreiten
darf, wenn die Funktionssicherheit der Bremsanlage nicht
beeinträchtigt werden soll. Zur Überwachung dieses Wassergehaltes
sind eine Reihe von Vorschlägen bekannt, welche jedoch alle
recht komplizierte Anordnungen bzw. Verfahren zum Gegenstand
haben und serienmäßig schwierig einsetzbar sind. Diese bekannten
Verfahren eignen sich deshalb entweder gar nicht oder nur sehr
bedingt zu einem Einsatz bei Kraftfahrzeugen, obwohl eine
einfache Überwachungsmöglichkeit, welche den Benutzer eines
Kraftfahrzeuges zuverlässig auf eine notwendige Wartung der
Bremsanlage aufmerksam machen würde, sehr erwünscht ist.
Durch die zitierte DE-PS ist nun ein Verfahren nebst geeigneter
Vorrichtung bekanntgeworden, welches eine relativ einfache
und zuverlässige Überwachung des Wassergehaltes der Brems
flüssigkeit einer Bremsanlage ermöglicht. Dies ist gemäß
den vorgeschlagenen Maßnahmen dieser DE-PS dadurch möglich,
daß ein Heizelement in Form einer Sonde an dem hydraulischen
Bremssystem, z.B. die Bremsleitung, eingefügt wird.
Durch impulsweise Beaufschlagung des Heizelementes vermittels
von in einem Ausgleichskreis erzeugten Stromimpulsen ist
eine zuverlässige Überwachung möglich. Hierbei sind der Aufbau
der Kontrollvorrichtung einfach und der Stromverbrauch sehr
gering.
Das bekannte Verfahren nach der zitierten DE-PS benötigt jedoch
im Hinblick auf die starken Temperaturunterschiede der
Bremsflüssigkeit, so wie diese während der Funktion einer
hydraulischen Bremsanlage auftreten können, eine Temperatur
überwachung, damit die das Meßergebnis beeinflussenden
thermischen Einwirkungen in der Meßelektronik entsprechend
berücksichtigt werden können.
Hierzu ist nun bei der bekannten Anordnung bzw. Vorrichtung
nach der DE-PS die Zuordnung eines Temperatursensors notwendig
bzw. erforderlich.
Es sind somit zwei Sonden notwendig, nämlich sowohl für das
Heizelement als auch für einen geeigneten Temperatursensor.
Beide Sonden müssen an der hydraulischen Bremsanlage vorgesehen
werden. Diese Zuordnung ist jedoch verhältnismäßig aufwendig.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine
Vereinfachung der einleitend zitierten Vorrichtung nach der
DE-PS durchzuführen.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß das
Heizelement ein Temperatursensor ist.
Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das als
Temperatursensor ausgebildete Heizelement zwischen dem
Ausgleichskreis und einem Temperatur-Meßkreis umschaltbar
ist.
Diese Ausgestaltung kann nun derart weitergebildet werden, daß
die Umschaltung des als Temperatursensor ausgebildeten Heiz
elementes von einem Stromkreis auf den anderen durch die
zugeordnete Meßelektronik erfolgt.
Hierbei ist eine derartige Weiterbildung vorstellbar, daß
die Umschaltung des als Temperatursensor ausgebildeten
Heizelementes nach einer zeitlichen Folge bewirkt wird.
Diese Weiterführung kann dadurch ihre Verwirklichung finden,
daß die zeitliche Folge der Umschaltung des Heizelementes
durch ein zugeordnetes Mikrocomputersystem bestimmbar ist.
Eine Realisierung der Erfindung ist auch dadurch möglich,
daß das Heizelement als ein Heizwiderstand aus einem Werkstoff
mit geeigneter Temperaturabhängigkeit gebildet ist.
Durch die Anordnung nach der Erfindung kann nun eine
Zusammenfassung der Temperatursonde für die Bremsflüssigkeit
und der Testsonde mit dem Heizelement erfolgen, wodurch eine
wesentliche Vereinfachung der Anordnung erzielbar ist. Es ist
lediglich noch eine einzige Sonde, welche mit der Bremsflüssig
keit in Verbindung steht, vorzusehen, an welche nur zwei
Zuleitungen heranzuführen sind. Dadurch wird auch die Wartung
einer solchen Kontrolleinrichtung wesentlich vereinfacht, von
den damit verbundenen räumlichen Vorteilen einmal ganz
abgesehen. So kann die einzige Sonde an einer Stelle am
hydraulischen Bremssystem angeordnet werden, welche zur Erfassung
der Meßdaten optimal ist. Im Falle einer Störung ist eine
schnelle Reparatur durch Austausch der nur einen Sonde möglich.
Die Lagerhaltung wird so vereinfacht.
Die Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen in Form eines
möglichen Ausführungsbeispieles dargestellt und in der
nachfolgenden Beschreibung im einzelnen erläutert.
Es stellen dar:
Fig. 1 eine Anordnung nach dem Stande der Technik in
schematischer Darstellung;
Fig. 2 eine Anordnung nach der Erfindung in schematischer
Darstellung.
In Fig. 1 ist ein Meßrohr 1 dargestellt, welches in Richtung
der angegebenen Zeile das zu messende flüssige Medium 2, z.B.
eine Bremsflüssigkeit, führt. Eine Testsonde 4 mit dem
Heizelement 5 ist durch das Gewinde 6 in dem Mantel des Meß
rohres 1 verschraubt. Die Testsonde 4 ist durch Zuleitungen 7 a,
7 b mit Anschlüssen 8 a, 8 b der Meßelektronik 10 verbunden.
Neben der Testsonde 4 mit dem Heizelement 5 ist eine Temperatur
sonde 12 vorgesehen, die einen Temperatursensor 13 aufweist,
der in das flüssige Medium 2 hineinragt und durch das Gewinde 14
im Mantel des Meßrohres 1 verschraubt ist. Die Temperatursonde 12
ist durch Zuleitungen 15 a, 15 b mit Anschlüssen 16 a, 16 b der
Meßelektronik 10 verbunden.
Durch die Meßelektronik 10 wird das Heizelement 5 der Testsonde 4
kurzzeitig aus einem Ausgleichskreis fortlaufend in gewissen
Zeitabständen gepulst. Der Ausgleichsvorgang wird von der
Meßelektronik 10 überprüft und analysiert und aus dem Meßvorgang
auf den prozentualen Anteil einer z.B. Zweitflüssigkeit im
Medium 2 geschlossen.
Durch den weiter zugeordneten Temperatursensor 13 der Tempera
tursonde 12 wird die Temperatur des Mediums 2 erfaßt und der
ermittelte Temperaturwert der Meßelektronik 10 zugeleitet.
Das Meßergebnis der Testsonde 4 wird über die Meßelektronik 10
an Hand des ermittelten Temperaturwertes entsprechend
korrigiert bzw. reduziert.
Es ist erkennbar, daß die beiden notwendigen Testelemente
4, 12, nebeneinander am Meßrohr 1 angeordnet, zweifellos
einen Mehraufwand an Bauteilen, Zuleitungen und Montagearbeit
bedeuten, welche gemäß der der Erfindung zugrunde liegenden
Aufgabe umgangen werden soll.
Das Heizelement 5 der Temperatursonde 4 ist durch eine kleine
Wendel aus einem geeigneten Draht gebildet, welche bei
Stromdurchgang des Ausgleichimpulses entsprechend sehr kurz
zeitig erwärmt wird und die Erwärmung an die umgebende
Mediensphäre 2 überträgt.
Die Durchführung des komplexen Testvorganges durch die Test
sonde 4 mit dem Heizelement 5, in Verbindung mit dem
Ausgleichskreis der Meßelektronik 10 und unter Berücksichti
gung des durch die Temperatursonde 12 ermittelten
Temperaturwertes, erfolgt durch einen der Meßelektronik 10
zugeordneten Mikrocomputer 10 a, der die komplexen Rechenvor
gänge iterativ abwickelt und der mit der eigentlichen
Meßelektronik 10 über die Bus 10 b verbunden ist.
Da für den Testvorgang durch die Testsonde 4 nur kurzzeitige
Stromstöße über das Heizelement 5 verabfolgt werden, ist
der Stromverbrauch gering, so daß durch die beschriebene
Kontrolleinrichtung keine wesentliche Mehrbelastung der
Bordanlage eines Kraftfahrzeuges zustande kommt.
Bei anderen Anwendungsfällen ist auf Grund des geringen
Stromverbrauches sogar eine Speisung über Trockenbatterien
denkbar und möglich.
Die Fig. 2 stellt nun die Anordnung nach der Erfindung dar.
Es ist ersichtlich, daß nur eine gemeinsame Testsonde 20
vorgesehen ist, welche mit ihrem Heizelement 21, das gleichzeitig
Temperatursensor ist, in das zu überwachende flüssige Medium 2,
z.B. eine Bremsflüssigkeit einer hydraulischen Bremsanlage,
hineinragt.
Auch hier ist die Testsonde 20 durch ein Gewinde 22 im Rohrmantel
des Meßrohres 1 verschraubt. Grundsätzlich ist der Aufbau und
die Montage der gemeinsamen Testsonde 20 dieselbe wie bei den
zwei Sonden der Anordnung nach Fig. 1, wenn man von den
kombinierten Eigenschaften des Heizelementes 21 einmal absieht.
Die Testsonde 20 ist über Zuleitungen 23 a, 23 b mit einer
vorzugsweise elektronischen Schalteinrichtung 25 verbunden,
welche abhängig von den Steuersignalen der Meßelektronik 10, 10 a
die Testsonde von den Anschlüssen 8 a, 8 b der Meßelektronik 10
auf deren Anschlüsse 16 a, 16 b umschaltet bzw. eine Schaltung
in umgekehrter Folge vornimmt.
Hierbei sind die Anschlüsse 8 a, 8 b dem Meßkanal für den
Impulstest aus dem Ausgleichskreis der Meßelektronik 10 und
die Anschlüsse 16 a, 16 b dem Meßkanal für die Temperaturmessung
der Meßelektronik 10 zugeordnet.
Beide Meßvorgänge werden also über die gemeinsame Testsonde 20
abgewickelt. Hierzu wird das Heizelement 21 aus einem Werk
stoff gewählt, der außer einer gewissen thermischen
Beständigkeit auch eine ausreichende Temperaturabhängigkeit
seines elektrischen Widerstandes zu verzeichnen hat.
Es ist offensichtlich, daß die Anordnung nach der Erfindung
gemäß der Fig. 2 einen vereinfachten Aufbau aufweist.
Es ist nur ein Sondensystem zu montieren und zu warten, und
nur zwei Zuleitungen sind zu installieren, wodurch sich der
Kostenaufwand wesentlich reduziert. Außerdem ergeben sich
dadurch, daß nur eine Sonde vorzusehen ist, räumliche Vorteile
für die Anordnung.
Die andererseits bei der Vorrichtung nach der Erfindung
notwendige Schalteinrichtung 25 ist vom Aufwand her kaum von
Bedeutung. Sie kann nämlich halbleitertechnisch ohne weiteres
mit der Meßelektronik 10, 10 a vereinigt werden, ohne daß
wesentliche Mehrkosten entstehen, und so mit dieser (10, 10 a)
eine bauliche Einheit bilden, welche gemeinsam nach einem
der bekannten halbleitertechnologischen Verfahren herstellbar
ist.
Zur optischen Darstellung des ermittelten Anteiles einer
Zweitflüssigkeit im Medium 2 ist eine Anzeigevorrichtung 30
vorgesehen, welche im Anzeigefeld 31 den ermittelten Anteil
digital oder analog nach Prozenten abbildet. Dies kann
zweckmäßig zum Beispiel durch eine LCD-Anzeige geschehen.
Die Ansteuerung der Anzeigevorrichtung 30 erfolgt durch die
Meßelektronik 10 über die Zuleitungen 30 a, 30 b.
Claims (6)
1. Vorrichtung zur Ermittlung eines in einer Flüssigkeit
enthaltenen Anteiles einer Flüssigkeitskomponente
mit niedrigerer Verdampfungs- bzw. Siedetemperatur,
insbesondere von Wasser in der Bremsflüssigkeit
eines Bremssystemes, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge,
wobei ein Heizwiderstand innerhalb der Flüssigkeit eingebracht ist, der über einen Ausgleichsstromkreis durch den Ausgleichs- und insbesondere Entladevorgang eine Impulsbestromung erfährt, durch welche er und die unmittelbare Umgebung des Fluidums sehr kurzzeitig erhitzt werden,
und wobei aus bei bestimmten Ausgleichsvoraussetzungen auftretenden sprunghaften Änderungen im Ablauf des Ausgleichs- und insbesondere Entladevorganges auf Grund der Ergebnisse von zuvor durchgeführten Meßreihen durch Vergleich auf den Anteil der bei niedrigerer Temperatur verdampfenden Flüssigkeitskomponente geschlossen werden kann,
wobei der Vorrichtung zusätzlich ein die Temperatur der Flüssigkeit messender Temperatursensor zugeordnet ist, dessen Meßergebnisse der Meßelektronik zur Korrektur von Temperaturfehlern, welche bei der Anteilsermittlung auftreten können, zuführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (20) ein Temperatursensor ist.
wobei ein Heizwiderstand innerhalb der Flüssigkeit eingebracht ist, der über einen Ausgleichsstromkreis durch den Ausgleichs- und insbesondere Entladevorgang eine Impulsbestromung erfährt, durch welche er und die unmittelbare Umgebung des Fluidums sehr kurzzeitig erhitzt werden,
und wobei aus bei bestimmten Ausgleichsvoraussetzungen auftretenden sprunghaften Änderungen im Ablauf des Ausgleichs- und insbesondere Entladevorganges auf Grund der Ergebnisse von zuvor durchgeführten Meßreihen durch Vergleich auf den Anteil der bei niedrigerer Temperatur verdampfenden Flüssigkeitskomponente geschlossen werden kann,
wobei der Vorrichtung zusätzlich ein die Temperatur der Flüssigkeit messender Temperatursensor zugeordnet ist, dessen Meßergebnisse der Meßelektronik zur Korrektur von Temperaturfehlern, welche bei der Anteilsermittlung auftreten können, zuführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (20) ein Temperatursensor ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das als Temperatursensor ausgebildete Heizelement
(20) zwischen dem Ausgleichskreis (8 a, 8 b) und einem
Temperaturmeßkreis (16 a, 16 b) umschaltbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umschaltung des als Temperatursensor ausgebilde
ten Heizelementes (20) von einem Stromkreis (8 a, 8 b)
auf den anderen (16 a, 16 b) bzw. umgekehrt durch die
zugeordnete Meßelektronik (10, 10 a) erfolgt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umschaltung des als Temperatursensor
ausgebildeten Heizelementes (20) nach einer zeitlichen
Folge bewirkt wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zeitliche Folge der Umschaltung des
Heizelementes (20) durch ein zugeordnetes
Mikrocomputersystem (10 a) bestimmbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Heizelement (20) als ein Heizwiderstand
(21) aus einem Werkstoff mit geeigneter
Temperaturabhängigkeit gebildet ist.
Priority Applications (1)
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DE (1) | DE3741971A1 (de) |
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1987
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