JP2021015121A

JP2021015121A - 空調器を再充填するためのシステムのタンクまたは測定セル内に収容された冷媒流体を特定するための装置および方法

Info

Publication number: JP2021015121A
Application number: JP2020115434A
Authority: JP
Inventors: アンドレアカンタドーリ; Cantadori Andrea
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2019-07-11
Filing date: 2020-07-03
Publication date: 2021-02-12
Also published as: EP3764082A1; US20210010931A1; CN112213263A; IT201900011511A1; US11567001B2

Abstract

【課題】空調器を再充填するためのシステムのタンクまたは測定セル内に収容された冷媒流体を特定するための装置および方法を提供する。【解決手段】測定セル１０内に収容された冷媒流体を特定するために、第１の波長（λ１）において第１の発光強度（Ｉ０１）を有する赤外放射および第２の波長（λ２）において第２の発光強度（Ｉ０２）を有する赤外放射を、冷媒流体の方向へ、発光する工程と、赤外放射が冷媒流体を透過した後に、赤外放射の第１の波長（λ１）における第１の強度（Ｉ１）を検出する工程と、赤外放射が冷媒流体を透過した後に、赤外放射の第２の波長（λ２）における第２の強度（Ｉ２）を検出する工程と、冷媒流体を出射した際に検出された第１の強度と第２の強度との比Ｒを計算する工程と、処理部２０は、ランベルト−ベールの法則にしたがって、比から冷媒流体を表す物理的な大きさを得る。【選択図】図１

Description

本発明は、空調器を再充填するためのシステムのタンクまたは測定セル内に収容された冷媒流体を特定するための装置および方法に関する。

車両用空調器において、さまざまなタイプの冷媒流体が使用され得る。特に、車両修理作業工場において、Ｒ１３４ａおよびＲ１２３４ｙｆが一般に使用される。

各車両モデルは、対応の特定タイプの冷媒を有する。

空調器は、冷媒流体が失われやすいので、定期的に再充填する必要がある。このため、冷媒流体の回収、リサイクル、および再充填が空調器自体内で行われ得るような状態に空調器を保つデバイスがある。

定期的に再充填されるタンク内には、新しい冷媒流体が収容される。場合によっては、同じタンクが異なる車両モデルのために使用されて、したがって異なる冷媒流体を収容し得ることが起こり得る。

したがって、交叉汚染が起こり得るが、これは、空調器の性能に悪影響を及ぼす。

再充填システム内に収容された冷媒流体を特定可能なシステムは、すでに公知である。これらのシステムは、広範囲の設計のものが利用可能であるが、非破壊的赤外技術（ＮＤＩＲ）技術に基づいた濃度計またはセンサーである。

ＮＤＩＲ計の主要な構成要素は、
赤外線発生源またはＩＲ発生源、
測定セル、
光学フィルタ、
赤外放射光検出器である。

赤外放射は、発生源によって発せられ、光検出器に向かって測定セル（分析対象の流体が収容される）を透過する。測定セル内の流体は、ランベルト−ベールの法則にしたがって、特定波長における赤外放射の吸収を決定する。すなわち、

ここで、Ｉ_０は、ＩＲ発生源から発せられた光の強度であり、
ｋは、減衰係数であり、これは、光が透過する流体に特有であり、波長および圧力に依存し、
Ｌは、光学経路であり、すなわち、光が透過する流体の厚みであり、
Ｉは、光検出器によって受け取られた放射の強度である。

光検出器に入射する放射の変化量を使用して、セル内に存在する流体の濃度を計算する。

光検出器は、光学フィルタを備える。光学フィルタは、放射の透過をすべての波長において抑制する。ただし、分析対象の流体によって吸収される波長の放射は除く。これにより、高い選択性を有するセンサーの提供が可能になる。

ランベルト−ベールの法則の基づく計測器は、Ｉ_０、すなわち、ＩＲ発生源によって発せられる光の強度を知る必要がある。このため、測定セルは、新たな測定を開始する前に、清浄されなければならない。

したがって、空調器において、冷媒流体の残留物は、例えば、ポンプによって空気を流体タンク中に注入することによって、測定を行う前に取り除かなければならない。

しかし、このタンクを予め清浄する工程によって、測定時間が長くなる。

さらに、ＩＲ発生源は、高温（１０００℃より高い）に加熱される耐火性材料から作成されるので、有効に発せられる光の強度にばらつきが生じる。

このようなばらつきは、誤差を生じさせ、誤差を補正することは、測定システムを複雑にする。

上記を鑑み、本発明の目的は、空調器を再充填するためのシステムのタンクまたは測定セル内に収容された冷媒流体を特定するための装置および方法であって、上記従来技術の欠点を克服する装置および方法を提案することである。

特に、本発明の目的は、空調器を再充填するためのシステムのタンクまたは測定セル内に収容された冷媒流体を特定するための装置であって、測定誤差に関する問題を軽減または解消する装置を提供することである。

本発明のさらなる目的は、空調器を再充填するためのシステムのタンクまたは測定セル内に収容された冷媒流体を特定するための方法であって、公知の方法と比較して、より迅速にかつより確実に行うことができる方法を提供することである。

上記の技術的な目的および特定の目的は、本質的に、添付の特許請求の範囲にしたがって、空調器を再充填するためのシステムのタンクまたは測定セル内に収容された冷媒流体を特定するための装置および方法によって達成される。

本発明のさらなる特徴および利点は、図１に示すような、空調器を再充填するためのシステムのタンクまたは測定セル内に収容された冷媒流体を特定するための装置および方法の、好適な、排他的ではない実施形態を示すが、限定はしない記載から明らかとなる。

図１は、本発明に係る装置の模式図である。

図１を参照すると、参照符号１は、例えば空調器を再充填するためのシステムにおける、タンクまたは測定セル１０内に収容された冷媒流体を特定するための装置を示す。

装置１は、少なくとも１つの赤外線発生源Ｓを備える。赤外線発生源Ｓは、少なくとも、第１の波長λ_１において第１の発光強度Ｉ_０１を有する放射および第２の波長λ_２において第２の発光強度Ｉ_０２を有する放射を発光するように構成される。

赤外線発生源Ｓは、赤外放射をタンクまたは測定セル１０内に収容された冷媒内に送るように配置される。

２つの赤外放射光検出器Ｆ_１、Ｆ_２が赤外線発生源Ｓに対して冷媒流体の反対側に設けられる。

特に、第１の光検出器Ｆ_１は、赤外放射の第１の波長λ_１における第１の強度Ｉ_１を検出するように構成される。

第２の光検出器Ｆ_２は、第１の光検出器Ｆ_１と異なり、赤外放射の第２の波長λ_２における第２の強度Ｉ_２を検出するように構成される。

２つの光検出器Ｆ_１、Ｆ_２は、上記冷媒流体から来る赤外放射を受け取るように配置される。

装置１はまた、処理部２０を備える。処理部２０は、その入口において、それぞれ２つの光検出器Ｆ_１、Ｆ_２の１つから発せられた２つの信号を受け取る。

特に、第１の光検出器Ｆ_１は、第１の測定強度Ｉ_１を表す第１の信号を与え、他方第２の光検出器Ｆ_２は、第２の測定強度Ｉ_２を表す第２の信号を与える。

処理部２０は、入口における第１および第２の信号間の比を計算するように構成される。この比は、第１の光検出器Ｆ_１によって検出された第１の強度Ｉ_１と第２の光検出器Ｆ_２によって検出された第２の強度Ｉ_２との比Ｒを示す。

ランベルト−ベールの法則によると、第１の光検出器Ｆ_１によって検出された第１の強度Ｉ_１は、以下に等しい。

同様に、第２の光検出器によって検出された第２の強度Ｉ_２は、以下に等しい。

ここで、ｋ_１およびｋ_２は、冷媒流体の減衰係数である。これらは、それぞれ冷媒流体の波長（λ_１、λ_２）および圧力の関数である。

そのような強度の比Ｒは、以下の通りである。

ここで、γは、比Ｉ_０１／Ｉ_０２である。

この比Ｒの基づき、そしてランベルト−ベールの法則を適用することにより、冷媒流体を表す物理的な大きさを作成することができる。特に、この物理的な大きさは、冷媒流体のモル濃度である。

本明細書に記載および例示の装置は、２つの光検出器を備える。しかし、装置は、さらなる光検出器を備えてもよい。

測定は、装置の２つの光検出器によって測定された一対の強度間の比を得ることを常に目的とする。したがって、冷媒流体に特徴的な物理的な大きさは、さまざまな比について等式を系統化することによって作成される。

処理部２０は、電子モジュールによって作成され得る。電子モジュールは、上記機能を実行するように適切にプログラムされる。電子モジュールは、プログラム化されたモジュールの一部を実行するさまざまなハードウエア部および／またはソフトウエアルーチンに対応し得る。

あるいはまたは加えて、これらの機能は、複数の分散電子モジュールによって提供されてもよい。

処理部２０はまた、メモリモジュール内に含まれる命令を実行するための１つ以上のプロセッサーを備えてもよい。

本発明に係る空調器を再充填するためのシステムのタンクまたは測定セル内に収容された冷媒流体を特定するための装置および方法の特徴が上記の利点を有することは、上記説明により明らかとなった。

強度比を計算することによって、ＩＲ発生源を構成する加熱素子の熱変動によって引き起こされるＩＲ発生源の強度のばらつきに関する問題が解決された。したがって、測定セルを最初に清浄することや測定を補正することは、不要である。

Claims

空調器を再充填するためのシステムのタンクまたは測定セル（１０）内に収容された冷媒流体を特定するための装置（１）であり、前記装置（１）は、
少なくとも１つの赤外線発生源（Ｓ）であって、前記赤外線発生源（Ｓ）は、少なくとも、第１の波長（λ_１）において第１の発光強度（Ｉ_０１）を有する放射および第２の波長（λ_２）において第２の発光強度（Ｉ_０２）を有する放射を発光するように構成され、前記赤外線発生源（Ｓ）は、赤外放射を前記タンクまたは測定セル（１０）内に収容された前記冷媒内に送るように配置される、赤外線発生源（Ｓ）と、
赤外放射の前記第１の波長（λ_１）における第１の強度（Ｉ_１）を検出するように構成される第１の光検出器（Ｆ_１）と、
赤外放射の前記第２の波長（λ_２）における第２の強度（Ｉ_２）を検出するように構成された第２の光検出器（Ｆ_２）であって、前記第１の光検出器（Ｆ_１）および前記第２の光検出器（Ｆ_２）は、前記冷媒流体から来る前記赤外放射を受け取るように配置される、第２の光検出器（Ｆ_２）と
を備える、装置（１）であって、
前記装置（１）は、処理部（２０）を備え、前記処理部（２０）は、
前記第１の光検出器（Ｆ_１）によって検出された前記第１の強度（Ｉ_１）と前記第２の光検出器（Ｆ_２）によって検出された前記第２の強度（Ｉ_２）との比（Ｒ）を計算し、
ランベルト−ベールの法則にしたがって、前記比（Ｒ）から前記冷媒流体を表す物理的な大きさを得るように構成されることを特徴とする、
装置（１）。
前記第１の光検出器（Ｆ_１）および前記第２の光検出器（Ｆ_２）は、それぞれ前記第１の波長（λ_１）または前記第２の波長（λ_２）を有する前記赤外放射の透過を可能にするように構成される、それぞれに対応の光学フィルタを備える、請求項１に記載の装置（１）。
空調器を再充填するためのシステムのタンクまたは測定セル（１０）内に収容された冷媒流体を特定するための方法であり、前記方法は、
第１の波長（λ_１）において第１の発光強度（Ｉ_０１）を有する赤外放射および第２の波長（λ_２）において第２の発光強度（Ｉ_０２）を有する赤外放射を、前記冷媒流体の方向へ、発光する工程と、
前記赤外放射が前記冷媒流体を透過した後に、赤外放射の前記第１の波長（λ_１）における第１の強度（Ｉ_１）を検出する工程と、
前記赤外放射が前記冷媒流体を透過した後に、赤外放射の前記第２の波長（λ_２）における第２の強度（Ｉ_２）を検出する工程と
を包含する、方法であって、
前記方法は、
前記冷媒流体を出射した際に検出された前記第１の強度（Ｉ_１）と前記冷媒流体を出射した際に検出された前記第２の強度（Ｉ_２）との比（Ｒ）を計算する工程と、
ランベルト−ベールの法則にしたがって、前記比（Ｒ）から前記冷媒流体を表す物理的な大きさを得る工程とを包含することを特徴とする、
方法。
処理部（２０）の記憶体に直接ロード可能なコンピュータ製造物であって、前記コンピュータ製造物は、請求項３に記載の方法を実行するためのソフトウエアコードの部分を備える、コンピュータ製造物。