WO2014108148A1 - Vorrichtung zur ermittlung funktionsrelevanter eigenschaften von fluiden - Google Patents

Vorrichtung zur ermittlung funktionsrelevanter eigenschaften von fluiden Download PDF

Info

Publication number
WO2014108148A1
WO2014108148A1 PCT/EP2013/003453 EP2013003453W WO2014108148A1 WO 2014108148 A1 WO2014108148 A1 WO 2014108148A1 EP 2013003453 W EP2013003453 W EP 2013003453W WO 2014108148 A1 WO2014108148 A1 WO 2014108148A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
test section
flow channel
fluid
tube
sensor device
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/003453
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Kattler
Christian Groh
Mathias Leo Jirgal
Horst Mannebach
Original Assignee
Hydac Electronic Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hydac Electronic Gmbh filed Critical Hydac Electronic Gmbh
Publication of WO2014108148A1 publication Critical patent/WO2014108148A1/de

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2260/00Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/10Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for avoiding stress caused by expansions or contractions due to temperature variations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/12Other sensor principles, e.g. using electro conductivity of substrate or radio frequency
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/20Sensor having heating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/10Adding substances to exhaust gases the substance being heated, e.g. by heating tank or supply line of the added substance
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/148Arrangement of sensors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a device for determining functionally relevant properties of fluids, in particular aqueous urea solutions intended for exhaust gas aftertreatment in internal combustion engines.
  • fluids such as are used in a variety of fields, such as process fluids or as liquid resources, such as fuels or additives, to ensure the reliability of a sensory monitoring of the nature of the fluids in question is very significant.
  • aqueous urea-substance solutions which are increasingly being used in exhaust aftertreatment systems because of the increased demands on the emission behavior of internal combustion engines.
  • an aqueous urea solution which is stored in a tank, is injected into an exhaust gas stream in order to obtain ammonia as the actual reducing agent in conjunction with an SCR catalyst.
  • the urea solution under the trade name "AdBlue” is available at refueling stations for refueling of the respective refueling tanks.
  • the quality of the urea solution must be very demanding, in particular a very narrow concentration of the Urea is adhered to.
  • the invention has for its object to provide a device that makes it possible to easily and safely determine such properties of fluids that are relevant for safe use of these fluids.
  • the device has a flow channel through which the respective fluid, for example in the form of an aqueous urea solution, can flow, wherein the flow channel forms a test section which is assigned at least one sensor device which detects at least one property of the fluid , Because a test section is provided in a channel through which fluid can flow, the determination of the condition is carried out, as it were, in the passage of the fluid, that is, without having to take a sample, for example from a stationary supply, such as a storage tank, to a test area.
  • a test section is provided in a channel through which fluid can flow, the determination of the condition is carried out, as it were, in the passage of the fluid, that is, without having to take a sample, for example from a stationary supply, such as a storage tank, to a test area.
  • the arrangement can be made in this respect so that the flow channel is formed by a line section of a pipe system, via which the fluid can be supplied from a source to a customer.
  • the device can be integrated into a system which, as is the case, for example, in the case of an AdBlue system, has a metering pump device, a filter device and an injector device, wherein lines are present which can be used as a flow channel of the device.
  • provision may be made in this regard for the flow channel to be part of a pipe system leading from a storage tank for urea solution to an injector device.
  • a sensor device which detects the concentration of a component of the aqueous urea solution, it being possible with particular advantage to provide an ultrasonic sensor device which detects the concentration.
  • Such sensor devices are known per se, cf. the document DE 10 2006 01 3 263 A1.
  • the ultrasonic sensor device can have a sound transmitter-receiver at one end of the test track and a reflector at the other end of the test track.
  • the flow channel is formed by a cylindrical tube which is closed at one open end by the resilient closure element, wherein at the other end of the tube a radially extended, the completion of the associated End of the flow channel forming head part is located and wherein at this the ultrasonic transceiver is arranged.
  • the arrangement may advantageously be such that the tube has as a closure element located at the respective end of the test length plug, which is displaceable against spring force and thereby not only performs the function of a closure, but also serves as a resilient element, the as antifreeze allows a pressure-dependent increase in volume.
  • the reflector of the ultrasonic sensor device can advantageously be provided on the side of the plug facing the test section, for example in the form of a mirror or a reflection surface provided on the plug itself.
  • electrical connection means for the ultrasonic sensor device and possibly provided further sensor devices may be provided at the head part, which is located at the opposite end of the plug.
  • the tube forming the flow channel can have a local extension within which a further temperature sensor can be arranged as a further sensor device, for example a temperature sensor located next to the test section.
  • a heating device can also be provided on the pipe, which can be supplied with energy from the head part via lines.
  • the control of the energy supply of the heater by means of the temperature sensor for example, such that the heater forms an antifreeze when operating under freezing conditions.
  • the arrangement may advantageously be such that the tube has lateral openings at both end regions for the inflow or outflow of the fluid into and out of the test section.
  • the device is provided as a sensor for monitoring the concentration of an aqueous urea solution in an Adblue system for exhaust gas aftertreatment.
  • the device is designed as a kind of cartridge, which is shown in the single figure as a built-in part, which can be installed in a not shown housing of a known AdBlue system.
  • AdBlue system has pumping devices in order to supply a metered quantity of the urea solution to an injector device from a storage tank and via filter devices.
  • the exemplary embodiment shown has a flow channel 2 for the passage of the urea solution, which forms a test section 6 in the interior of a tube 4.
  • openings 8 are provided at both end regions of the test section 6, which pass through the wall of the pipe 4 and are in communication with connection devices (not shown).
  • the tube 4 passes into a head part 10 which forms the upper end of the flow channel 2 and has a radially widened flange part 12, which forms a contact surface on the housing, not shown.
  • the flow channel 2 is closed by a closure element in the form of a plug 14. This is in an extended end section 16 of the Tube 4 in a caused by freezing of the urea solution pressure increase against the force of a compression spring 18 in the figure downwards.
  • the compression spring 18 holds the plug normally in the position shown in the figure in abutment with a step 20 of the tube inner wall, wherein the plug 14 is sealed by means of an O-ring 22.
  • the compression spring 18 is supported between the plug 14 and a circlip 24 located at the end of the tube 2.
  • a plug device 26 for electrical connection connections.
  • the plug device 26 is located on an upper housing cover 28, which is sealed at the head part 10 via an O-ring 30.
  • the plug device 26 is connected to a circuit board located in the head part 10 in connection 27, which processes generated sensor signals.
  • an electrical connecting connection 32 leads via a sealed passage 31 to an ultrasonic transmitter-receiver 34, which emits ultrasonic signals in the direction of the stopper 14 from the end of the test section 6 at the top of the figure.
  • This has at the test section 6 facing the top of a reflector device 36, which reflects the ultrasonic waves to the transmitter-receiver 34 out.
  • the concentration of the urea solution is determined on the basis of the measurement of the speed of sound.
  • the tube 4 has an extension 38.
  • a temperature sensor 40 which is located slightly adjacent to the test section 6, but is flushed by the fluid.
  • the temperature sensor 40 is connected via an electrical line 42 to the board 27 in the head part 10, as is the case with the sound transmitter-receiver 34 via the connection 32.
  • the electrical line 42 of the temperature sensor 40 extends from the board 27 forth via a sealed passage 33 through an opening formed in the wall of the tube 4 axial bore 44 to the temperature sensor 40.
  • a supply line 48 from the head part 10 forth to a heating coil 50 which surrounds the outside in the central length region of the tube 4.
  • the heating coil 50 can be controlled by means of the temperature signals supplied by the temperature sensor 40.
  • the urea solution can therefore be kept in a preferred temperature range and / or freezing in freezing conditions can be avoided.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Eine Vorrichtung zur Ermittlung funktionsrelevanter Eigenschaften von Fluiden, insbesondere von zur Abgasnachbehandlung bei Verbrennungsmotoren vorgesehenen wässrigen Harnstofflösungen, besitzt einen Strömungskanal (2), der eine von zumindest einer Prüfmenge des Fluids durchströmbare Prüfstrecke (6) bildet. Der Prüfstrecke (6) ist mindestens eine Sensoreinrichtung (34, 40) zugeordnet, die zumindest eine Eigenschaft des Fluids erkennt. Als erste Sensoreinrichtung kann eine die Konzentration des Fluids, insbesondere der wässrigen Harnstofflösung, erkennende Ultraschallsensoreinrichtung (34) vorgesehen ist. Als weitere Sensoreinrichtung kann ein sich neben der Prüfstrecke (6) befindlicher Temperatursensor (40) angeordnet ist.

Description

Vorrichtung zur Ermittlung funktionsrelevanter Eigenschaften von Fluiden
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung funktionsrelevanter Eigenschaften von Fluiden, insbesondere von zur Abgasnachbehandlung bei Verbrennungsmotoren vorgesehenen wässrigen Harnstofflösungen. Bei der Benutzung von Fluiden, wie sie auf den verschiedensten Gebieten zum Einsatz kommen, beispielsweise als Prozessflüssigkeiten oder als flüssige Betriebsmittel, wie Kraftstoffe oder Zusatzstoffe, ist zur Gewährleistung der Betriebssicherheit eine sensorische Überwachung der Beschaffenheit der betreffenden Fluide sehr bedeutsam. Dies gilt auch für wässrige Harn- Stofflösungen, die wegen der gestiegenen Anforderungen an das Emissionsverhalten von Verbrennungsmotoren in neuerer Zeit vermehrt bei Abgas- Nachbehandlungssystemen benutzt werden. Dabei wird für eine selektive katalytische Reduktion von Stickoxiden eine wässrige Harnstofflösung, die in einem Tank bevorratet ist, in einen Abgasstrom injiziert, um in Verbin- dung mit einem SCR-Katalysator Ammoniak als eigentliches Reduktionsmittel zu gewinnen. Als zusätzlicher Betriebsstoff für Kraftfahrzeuge ist die Harnstofflösung unter der Handelsbezeichnung„Adblue" an Tankstel len für die Betankung betreffender Vorratstanks erhältlich. Für die Funktionssicherheit des Abgasnachbehandlungssystems sind an die Beschaffenheit der Harnstofflösung hohe Anforderungen zu stellen, insbesondere muss eine in sehr engen Grenzen liegende Konzentration des Harnstoffs eingehalten werden. Im Hinblick auf diese Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht, auf einfache und sichere Weise solche Eigenschaften von Fluiden zu ermitteln, die für eine sichere Benutzung dieser Fluide maßgeblich sind.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist. Die Erfindung sieht demgemäß vor, dass die Vorrichtung einen Strömungskanal aufweist, der von dem betreffenden Fluid, beispielsweise in Form einer wässrigen Harnstofflösung, durchströmbar ist, wobei der Strömungskanal eine Prüfstrecke bildet, der zumindest eine Sensoreinrichtung zugeordnet ist, die zumindest eine Eigenschaft des Fluids erkennt. Dadurch, dass eine Prüfstrecke in einem vom Fluid durchströmbaren Kanal vorgesehen ist, erfolgt die Ermittlung der Beschaffenheit sozusagen im Durchlauf des Fluids, also ohne dass eine Probenentnahme, beispielsweise aus einem stehenden Vorrat, wie einem Vorratstank, zu einem Prüfbereich erfolgen müss- te.
Mit besonderem Vorteil kann die Anordnung diesbezüglich so getroffen sein, dass der Strömungskanal durch einen Leitungsabschnitt eines Rohrsystems gebildet ist, über das das Fluid von einer Quelle zu einem Abnehmer zuführbar ist. Auf diese Weise kann die Vorrichtung in ein System integriert sein, welches, wie es beispielsweise bei einem Adblue-System der Fall ist, eine Dosierpumpeneinrichtung, eine Filtereinrichtung und eine Injektoreinrichtung aufweist, wobei Leitungen vorhanden sind, die als Strömungskanal der Vorrichtung nutzbar sind. Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen kann diesbezüglich vorgesehen sein, dass der Strömungskanal Teil eines von einem Vorratstank für Harnstofflösung zu einer Injektoreinrichtung führenden Rohrsystems ist. Für eine Betriebsüberwachung derartiger Abgasnachbehandlungssysteme kann mit besonderem Vorteil eine die Konzentration eines Bestandteils der wässrigen Harnstofflösung erkennende Sensoreinrichtung vorgesehen sein, wobei mit besonderem Vorteil eine die Konzentration erkennende Ultraschallsensoreinrichtung vorgesehen sein kann. Derartige Sensoreinrichtun- gen sind an sich bekannt, vgl. das Dokument DE 10 2006 01 3 263 A1 .
Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen kann diesbezüglich die Ultraschallsensoreinrichtung einen Schall-Sender-Empfänger an einem Ende der Prüfstrecke und einen Reflektor am anderen Ende der Prüfstrecke aufwei- sen.
Insbesondere bei Ausführungsbeispielen, bei denen Fluide in Form gefrierbarer Substanzen vorgesehen sind, wie dies bei wässrigen Harnstofflösungen der Fall ist, kann mit besonderem Vorteil vorgesehen sein, dass der Strömungskanal, vorzugsweise am einen Ende der Prüfstrecke, durch ein nachgiebiges, eine druckabhängige Vergrößerung des Volumens des Strömungskanals zulassendes Verschlusselement abgeschlossen ist. Dadurch ist die mit einem eventuellen Gefrieren des Fluids einhergehende Volumenvergrößerung durch die Nachgiebigkeit des Verschlusselements kom- pensierbar, ohne dass die Gefahr eines Berstens von Vorrichtungsteilen o- der mit dieser in Verbindung stehender Leitungsteile besteht.
Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist der Strömungskanal durch ein zylindrisches Rohr gebildet, das an einem offenen Ende durch das nachgiebige Verschlusselement geschlossen ist, wobei sich am anderen Ende des Rohres ein radial erweitertes, den Abschluss des zugeordneten Endes des Strömungskanals bildendes Kopfteil befindet und wobei an diesem der Ultraschall-Sender-Empfänger angeordnet ist.
Bei derartigen Ausführungsbeispielen kann die Anordnung mit Vorteil so getroffen sein, dass das Rohr als Verschlusselement einen am betreffenden Ende der Prüfstrecke befindlichen Stopfen aufweist, der gegen Federkraft verschiebbar ist und dadurch nicht nur die Funktion eines Verschlusses ausübt, sondern auch als nachgiebiges Element dient, das als Gefrierschutz eine druckabhängige Volumenvergrößerung ermöglicht.
Der Reflektor der Ultraschallsensoreinrichtung kann mit Vorteil an der der Prüfstrecke zugewandten Seite des Stopfens vorgesehen sein, etwa in Form eines Spiegels oder einer am Stopfen selbst vorgesehenen Reflexionsfläche. An dem Kopfteil, das sich an dem dem Stopfen entgegengesetzten Ende befindet, können elektrische Anschlusseinrichtungen für die Ultraschallsensoreinrichtung und für gegebenenfalls vorgesehene weitere Sensoreinrichtungen vorgesehen sein. Für weitere Sensoreinrichtungen kann das den Strömungskanal bildende Rohr eine örtliche Erweiterung aufweisen, innerhalb deren als weitere Sensoreinrichtung, beispielsweise ein sich neben der Prüfstrecke befindlicher Temperatursensor angeordnet sein kann. Des Weiteren kann auch am Rohr eine Heizeinrichtung vorgesehen sein, die über Leitungen vom Kopfteil her mit Energie versorgbar ist. Dabei kann die Steuerung der Energieversorgung der Heizeinrichtung mittels des Temperatursensors erfolgen, beispielsweise derart, dass die Heizeinrichtung bei einem Betrieb unter Frostbedingungen einen Gefrierschutz bildet. Hinsichtlich des Anschlusses der Vorrichtung an ein betreffendes Leitungssystem kann die Anordnung mit Vorteil so getroffen sein, dass das Rohr an beiden Endbereichen seitliche Öffnungen für den Zustrom bzw. Ausstrom des Fluids in die und aus der Prüfstrecke aufweist.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im Einzelnen erläutert, wobei die einzige Figur einen schematisch vereinfachten Längsschnitt des Ausführungsbeispiels zeigt. Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, bei dem die Vorrichtung als Sensor für die Überwachung der Konzentration einer wässrigen Harnstofflösung bei einem Adblue-System zur Abgasnachbehandlung vorgesehen ist. Dabei ist die Vorrichtung als eine Art Patrone ausgebildet, die in der einzigen Figur als Einbauteil dargestellt ist, das in ein nicht gezeigtes Gehäuse eines an sich bekannten Adblue-Systems einbaubar ist. Ein solches Adblue-System weist wie üblich Pumpeinrichtungen auf, um von einem Vorratstank und über Filtereinrichtungen eine dosierte Menge der Harnstoff lösung zu einer Injektoreinrichtung zuzuführen. Das gezeigte Ausführungsbeispiel weist für den Durchstrom der Harnstofflösung einen Strömungskanal 2 auf, der im Inneren eines Rohres 4 eine Prüfstrecke 6 bildet.
Für Zu- und Abstrom der Harnstofflösung sind an beiden Endbereichen der Prüfstrecke 6 Öffnungen 8 vorgesehen, die die Wand des Rohres 4 durch- ziehen und mit nicht gezeigten Anschlusseinrichtungen in Verbindung sind. Am in der Figur oberen Ende geht das Rohr 4 in ein Kopfteil 10 über, das den oberen Abschluss des Strömungskanals 2 bildet und ein radial erweitertes Flanschteil 12 aufweist, das eine Anlagefläche am nicht gezeigten Gehäuse bildet. An dem dem Kopfteil 10 entgegengesetzten Ende des Rohres 4 ist der Strömungskanal 2 durch ein Verschlusselement in Form eines Stopfens 14 geschlossen. Dieser ist in einem erweiterten Endabschnitt 16 des Rohres 4 bei einer durch Gefrieren der Harnstofflösung bewirkten Druckerhöhung gegen die Kraft einer Druckfeder 18 in der Figur nach unten verschiebbar. Die Druckfeder 18 hält den Stopfen normalerweise in der in der Figur gezeigten Position in Anlage an einer Stufe 20 der Rohrinnenwand, wobei der Stopfen 14 mittels eines O-Ringes 22 abgedichtet ist. Die Druckfeder 18 ist zwischen dem Stopfen 14 und einem am Ende des Rohres 2 befindlichen Sicherungsring 24 abgestützt.
Am oberen Ende des Kopfteils 10 befindet sich eine Steckereinrichtung 26 für elektrische Anschlussverbindungen. Die Steckereinrichtung 26 befindet sich an einem oberen Gehäusedeckel 28, der am Kopfteil 10 über einen O- Ring 30 abgedichtet ist. Die Steckereinrichtung 26 ist mit einer im Kopfteil 10 befindlichen Schaltungsplatine 27 in Verbindung, die erzeugte Sensorsignale verarbeitet. Von der Platine 27 führt eine elektrische Anschlussver- bindung 32 über eine abgedichtete Durchführung 31 zu einem Ultraschall- Sender-Empfänger 34, der von dem in der Figur oben liegenden Ende der Prüfstrecke 6 Ultraschallsignale in Richtung auf den Stopfen 14 aussendet. Dieser weist an der der Prüfstrecke 6 zugewandten Oberseite eine Reflektoreinrichtung 36 auf, die die Ultraschallwellen zum Sender-Empfänger 34 hin reflektiert. In an sich bekannter Weise wird aufgrund der Messung der Schallgeschwindigkeit die Konzentration der Harnstofflösung ermittelt.
An einer dem Kopfteil 10 näher als dem Stopfen 14 gelegenen Bereich weist das Rohr 4 eine Erweiterung 38 auf. In dieser befindet sich ein Tem- peratursensor 40, der geringfügig neben der Prüfstrecke 6 gelegen, jedoch vom Fluid bespült ist. Der Temperatursensor 40 ist über eine elektrische Leitung 42 mit der Platine 27 im Kopfteil 10 verbunden, wie dies auch bei dem Schall-Sender-Empfänger 34 über die Verbindung 32 der Fall ist. Die elektrische Leitung 42 des Temperatursensors 40 verläuft von der Platine 27 her über eine abgedichtete Durchführung 33 durch eine in der Wand des Rohres 4 ausgebildete Axialbohrung 44 zum Temperatursensor 40. In einer gegenüberliegenden Axialbohrung 46 verläuft eine Versorgungsleitung 48 vom Kopfteil 10 her zu einer Heizwicklung 50, die im mittleren Längenbereich des Rohres 4 dessen Außenseite umgibt. Die Heizwicklung 50 ist mittels der vom Temperatursensor 40 gelieferten Temperatursignale steuer- bar. Die Harnstofflösung kann daher in einem bevorzugten Temperaturbereich gehalten werden und/oder ein Gefrieren bei Frostbedingungen kann vermieden werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1 . Vorrichtung zur Ermittlung funktionsrelevanter Eigenschaften von Fluiden, insbesondere von zur Abgasnachbehandlung bei Verbrennungsmotoren vorgesehenen wässrigen Harnstofflösungen, mit einem Strömungskanal (2), der eine von zumindest einer Prüfmenge des Fluids durchströmbare Prüfstrecke (6) bildet, und mit mindestens einer der Prüfstrecke (6) zugeordneten Sensoreinrichtung (34, 40), die zumindest eine Eigenschaft des Fluids erkennt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (2) durch einen Leitungsabschnitt (4) eines Rohrsystems gebildet ist, über das das Fluid von einer Quelle zu einem Abnehmer zuführbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (2) Teil eines von einem Vorratstank für Harnstofflösung zu einer Injektoreinrichtung führenden Rohrsystems (4) ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Konzentration eines Bestandtei ls des Fluids, insbesondere in Form einer wässrigen Harnstofflösung, erkennende Sensoreinrichtung (34) vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Konzentration erkennende U ltraschal Isensoreinrichtung (34) vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschal lsensoreinrichtung einen Schall- Sender-Empfänger (34) an einem Ende der Prüfstrecke (6) und einen Reflektor (36) am anderen Ende der Prüfstrecke (6) aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (2), vorzugsweise an einem Ende der Prüfstrecke (6), durch ein nachgiebiges, eine druckabhängige Vergrößerung des Volumens des Strömungskanals (2) zulassendes Verschlusselement (14) abgeschlossen ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (2) durch ein zylindrisches Rohr (4) gebildet ist, das an einem offenen Ende durch das nachgiebige Verschlusselement (14) geschlossen ist, dass sich am anderen Ende des Rohres (4) ein radial erweitertes, den Abschluss des zugeordneten Endes des Strömungskanals (2) bildendes Kopftei l befindet und dass an diesem Ende der Ultraschall-Sender-Empfänger (34) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (4) als Verschlusselement einen am betreffenden Ende der Prüfstrecke (6) befindlichen Stopfen (14) aufweist, der gegen Federkraft (18) verschiebbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (36) der Ultraschall- Sensoreinrichtung (34) an der der Prüfstrecke (6) zugewandten Seite des Stopfens (14) vorgesehen ist.
1 1 .Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Kopfteil (10) elektrische Anschlusseinrichtungen (26, 27, 32, 42, 48) für die Ultraschall-Sensoreinrichtung (34) und für gegebenenfalls vorgesehene weitere Sensoreinrichtungen (40) vorgesehen sind.
12. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das den Strömungskanal (2) bildende Rohr (4) eine örtliche Erweiterung (38) aufweist, innerhalb deren als weitere Sensoreinrichtung ein sich neben der Prüfstrecke (6) befindlicher Temperatursensor (40) angeordnet ist.
1 3. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Rohr (4) eine Heizeinrichtung (50) vorgesehen ist, die über Leitungen (48) vom Kopfteil (10) her mit Energie versorgbar ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (4) an beiden Endbereichen Öffnungen (8) für den Zustrom bzw. Ausstrom des Fluids in die und aus der Prüfstrecke (6) aufweist.
PCT/EP2013/003453 2013-01-08 2013-11-15 Vorrichtung zur ermittlung funktionsrelevanter eigenschaften von fluiden WO2014108148A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013000208.7A DE102013000208A1 (de) 2013-01-08 2013-01-08 Vorrichtung zur Ermittlung funktionsrelevanter Eigenschaften von Fluiden
DE102013000208.7 2013-01-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014108148A1 true WO2014108148A1 (de) 2014-07-17

Family

ID=49726680

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/003453 WO2014108148A1 (de) 2013-01-08 2013-11-15 Vorrichtung zur ermittlung funktionsrelevanter eigenschaften von fluiden

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102013000208A1 (de)
WO (1) WO2014108148A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3274568B1 (de) 2015-03-27 2019-02-27 Wema System AS Saugrohr, harnstoffsensor mit einem saugrohr und system zur selektiven katalytischen reduktion (scr) mit einem harnstoffsensor und saugmechanismus und saugrohr

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002025075A1 (de) * 2000-09-22 2002-03-28 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur dosierung eines reduktionsmittels
US20040093948A1 (en) * 2002-11-18 2004-05-20 Eric Kelner Device for precision measurement of speed of sound in a gas
EP1553270A1 (de) * 2003-12-29 2005-07-13 Hydraulik-Ring Gmbh Abgasnachbehandlungseinrichtung
DE102008036265A1 (de) * 2008-08-04 2010-02-11 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Abgasreinigungseinrichtung für Kraftfahrzeug
WO2011064050A1 (de) * 2009-11-26 2011-06-03 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur bestimmung des zustandes eines reduktionsmittels in einem reduktionsmitteltank
DE102011077956A1 (de) * 2011-06-22 2012-12-27 Robert Bosch Gmbh Fluid-Einspritzvorrichtung

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8017080B2 (en) * 2005-11-11 2011-09-13 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Liquid state detecting apparatus
DE102006013263A1 (de) 2006-03-21 2007-09-27 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Bestimmung einer Konzentration eines Bestandteils einer Flüssigkeit in einem Kraftfahrzeug
DE102009055716A1 (de) * 2009-11-26 2011-06-01 Continental Automotive Gmbh Reduktionsmitteltank mit einem Tankentnahmesystem
DE202010018571U1 (de) * 2010-07-26 2017-10-05 Albonair Gmbh Dosiersystem zur Eindüsung eines Reduktionsmittels in den Abgasstrom eines Verbrennungsmotors

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002025075A1 (de) * 2000-09-22 2002-03-28 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur dosierung eines reduktionsmittels
US20040093948A1 (en) * 2002-11-18 2004-05-20 Eric Kelner Device for precision measurement of speed of sound in a gas
EP1553270A1 (de) * 2003-12-29 2005-07-13 Hydraulik-Ring Gmbh Abgasnachbehandlungseinrichtung
DE102008036265A1 (de) * 2008-08-04 2010-02-11 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Abgasreinigungseinrichtung für Kraftfahrzeug
WO2011064050A1 (de) * 2009-11-26 2011-06-03 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur bestimmung des zustandes eines reduktionsmittels in einem reduktionsmitteltank
DE102011077956A1 (de) * 2011-06-22 2012-12-27 Robert Bosch Gmbh Fluid-Einspritzvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013000208A1 (de) 2014-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009029408A1 (de) Verfahren zur Überwachung der Funktion eines SCR-Katalysatorsystems
DE102011003912B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Eindosierung einer Flüssigkeit in den Abgasstrang einer Brennkraftmaschine
WO2002025075A1 (de) Vorrichtung zur dosierung eines reduktionsmittels
DE102007044610B4 (de) Verfahren zur Detektion der minimalen Öffnungszeit einer Reduktionsmittelzuführeinrichtung in einem Abgasnachbehandlungssystem mit einem SCR-Katalysator
DE10004614A1 (de) Drucksensor zum Erfassen des Druckes einer Flüssigkeit
DE102011103272B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines SCR-Systems
WO2010066564A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur adaption der injektionsmittelzufuhr in einem injektionssystem sowie abgasnachbehandlungssystem
DE102011014634A1 (de) Abgasnachbehandlungssystem
WO2012159815A1 (de) Sensor zur detektion der qualität eines fluides
DE112011104219T5 (de) Reagenzbehälternormalisierungssystem
EP2863215A1 (de) Sensorvorrichtung zur Erfassung von Eigenschaften fluider Medien
EP2379855B1 (de) Dosiermodul für ein flüssiges reduktionsmittel
DE102009045721A1 (de) Tank für ein flüssiges Reduktionsmittel
WO2014108148A1 (de) Vorrichtung zur ermittlung funktionsrelevanter eigenschaften von fluiden
DE10349143A1 (de) Dosiereinheit
DE112014007102T5 (de) Höchst selektiver nox sensor bei vorhandensein von nh3
DE102013210681B4 (de) Vorrichtung mit einem Sprühnebelventil und Dosierventilanordnung
DE102004048076B4 (de) Sperrvorrichtung für Dieselkraftstoff im Harnstoffdosiersystem
DE102017218755A1 (de) Messvorrichtung zum Bestimmen der Qualität eines flüssigen Reduktionsmittels
DE102008060937A1 (de) Kraftfahrzeug-Behälteranordnung
WO2010072443A1 (de) Vorrichtung zur eindosierung von kraftstoff
DE102009058379A1 (de) Verbrennungskraftmaschine
DE102017210231A1 (de) Filtereinrichtung und Fördermodul für ein Fluid sowie Betriebsverfahren hierzu
DE102011089502A1 (de) Vorrichtung zur Messung der Durchflußmenge eines Fluids, Fördermodul und Verfahren zur Messung der Durchflußmenge
DE102012221828A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Qualitätsbestimmung eines Reduktionsmittels zur Nachbehandlung von Abgasen eines Verbrennungsmotors

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13802232

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13802232

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1