WO2022029244A1 - Sensor arrangement for determining a quality of a liquid, and method - Google Patents

Sensor arrangement for determining a quality of a liquid, and method Download PDF

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WO2022029244A1
WO2022029244A1 PCT/EP2021/071908 EP2021071908W WO2022029244A1 WO 2022029244 A1 WO2022029244 A1 WO 2022029244A1 EP 2021071908 W EP2021071908 W EP 2021071908W WO 2022029244 A1 WO2022029244 A1 WO 2022029244A1
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sensor
liquid
quality
pins
conductance
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PCT/EP2021/071908
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Inventor
Frank Berger
Jochen Fuchs
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Ast (Advanced Sensor Technologies) International Asset Gmbh
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Publication date
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    • G01N27/06—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a liquid
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    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/025—Adding water
    • F02M25/03—Adding water into the cylinder or the pre-combustion chamber

Definitions

  • the invention relates to a sensor arrangement for determining a quality of a liquid according to the preamble of claim 1 and a method for determining the quality of the liquid using the sensor arrangement.
  • water can be injected into a combustion chamber of the internal combustion engine or into an intake tract of the internal combustion engine in order to reduce emissions or fuel consumption of the vehicle.
  • Water injection can cool the air in the intake tract if the water is injected into the vehicle's intake tract, or the combustion chamber can be cooled if the water is injected directly into the combustion chamber.
  • the evaporating water has a cooling effect and reduces the compression work, which means that less fuel has to be injected, in particular less fuel to cool the combustion engine.
  • optical sensors can be used to detect liquids in transparent lines or containers.
  • the container or a hose must be transparent and, for example, must not be soiled from the outside.
  • the sensor must also be free of dirt at all times.
  • the optical sensor can only detect whether liquid is present or whether it is contaminated with foreign particles.
  • the quality of the water i.e. the chemical composition, is known. This is not possible with optical sensors.
  • a further object of the invention is to provide a simple and inexpensive method for determining the quality of the liquid.
  • the object with regard to the sensor arrangement is solved according to the features of claim 1 and the object with regard to the method is solved according to the features of claim 13 .
  • a sensor arrangement for determining a quality and/or a degree of contamination of a liquid, such as ultrapure water, in particular in a container.
  • the sensor arrangement has at least one conductance sensor configured to determine a conductance of the liquid.
  • the conductance is a measure of the ability of the liquid to conduct electricity.
  • the conductivity changes as a function of the quality and/or the degree of contamination of the liquid and therefore a determination of the conductivity can provide information about the quality and/or the degree of contamination.
  • the sensor arrangement has at least one capacitance sensor. This is configured to determine a capacitance of two measuring bodies in the liquid.
  • a permittivity of the liquid whose quality and/or degree of contamination is to be determined by the sensor arrangement can be determined by the capacitance sensor via the capacitance sensor.
  • the permittivity of the liquid changes depending on the quality or degree of contamination.
  • the sensor arrangement has a computing unit. This is configured to determine the quality and/or the degree of contamination of the liquid, taking into account the measured values of the conductance sensor and the capacitance sensor.
  • the processing unit, the quality and / or the degree of contamination of the liquid taking into account the measured conductance of the liquid and the Determine the capacitance of two measuring bodies in the liquid, i.e. the permittivity of the liquid.
  • the invention has the advantage that by taking into account the conductance of the liquid and the capacitance of the two measuring bodies in the liquid, it is possible to precisely determine the degree of contamination and/or the quality of the liquid. If, for example, only the measured values of one of the sensors, i.e. either the capacitance sensor or the conductance sensor, were taken into account to determine the quality and/or the degree of contamination, the determination cannot be unambiguous, since, for example, different liquids have similar conductance values or the capacity of two Measuring bodies in different liquids can also be similar. Since the sensor arrangement takes into account both the conductance of the liquid and the capacitance of the measuring body in the liquid, the quality and/or degree of contamination of the liquid can be determined very precisely.
  • the sensor arrangement can be arranged in a container, in particular a tank, that contains ultrapure water that is to be injected into an internal combustion engine, for example, and the quality and degree of contamination of the ultrapure water can be precisely determined via the sensor arrangement arranged in the container.
  • This can prevent, for example, contaminated ultrapure water from being injected into the internal combustion engine, which can lead to an increase in the service life of the internal combustion engine and fewer defects.
  • the chemical composition of the liquid can also be determined by the sensor arrangement. For example, lime or salt or some other chemical compound can be dissolved in the liquid, in particular the ultrapure water. This can be detected by the sensor arrangement, it being thus possible to guarantee that the liquid whose quality and/or degree of contamination is to be measured is suitable for the application for which it is intended.
  • the conductance sensor can have two adjacent pins, in particular having a round cross section, which can be used as electrical contacts.
  • the pins can be located approximately at a parallel distance from one another.
  • a voltage, in particular a constant voltage can be applied to the pins, for example and by measuring the current flowing between the pins, the conductance of the liquid can be determined. It is also possible for a current, in particular a constant current, to flow between the pins and for the voltage present between the pins to be measured.
  • the conductance of the liquid can be determined in a simple and cost-effective manner by forming the conductance sensor from the at least two pins.
  • the capacitance sensor has two measuring bodies in the liquid whose capacitance can be determined.
  • a measuring body of the capacitance sensor can be formed from a component, in particular a metal one, and the other measuring body can be formed from at least one of the pins in a cost-effective manner. Because the capacitance between the, in particular metallic, component and the at least one pin is measured, the sensor arrangement can be very compact, since no further measuring body is required to determine the capacitance between this and the metallic component.
  • the component is preferably at least partially made of metal, but it is also conceivable to use another suitable material with which a capacitance can be formed. During the measurement, the component and the pin are at least partially, in particular completely, surrounded by the liquid.
  • An electric field can be generated between the pin and the component in order to determine the capacitance of the pin and the component.
  • the capacity changes depending on the permittivity of the liquid. This means that the capacity of the pin and the component can change depending on the quality and/or degree of contamination of the liquid. Since only one additional component, in addition to the pin, is necessary to determine the permittivity of the liquid, the quality and/or degree of contamination of the liquid can be determined easily and inexpensively.
  • the sensor arrangement can be very compact.
  • the component at least partially encloses the pins, which are arranged in particular at a parallel distance from one another, in their longitudinal direction, in particular in the form of a frame.
  • the pins extend approximately in the same direction and the component in particular completely frames the pins.
  • the component is designed as a wall that extends in the longitudinal direction along the pins. This means the pins are framed by the wall.
  • the wall can have at least one recess. This can in particular extend approximately in the longitudinal direction of the pins, ie approximately parallel to the direction in which the pins extend.
  • the recess is continuous, ie it can extend over the entire length of the wall approximately in the longitudinal direction of the pins.
  • the cutout is designed simply as a slot, for example.
  • the wall can additionally have one or more further cut-outs. This is, for example, a hole or a hole in each case.
  • the hole or a respective hole can have a round or oval cross-section, for example, and can be arranged in a region of the metal component that is in the vicinity of a housing from which the metal component can project.
  • the metallic component has a large number of recesses in this area.
  • the sensor arrangement preferably has a level sensor. This is configured to determine a filling level of the liquid in the container in which the sensor arrangement can be arranged.
  • the computing unit is configured to determine the quality and/or the degree of contamination of the liquid, taking into account the measured values of the filling level sensor.
  • the fill level sensor can be used to determine whether there is liquid in the container and/or whether the liquid completely covers the conductance sensor and the capacitance sensor and/or how high the fill level in the container is. If the liquid level is too low, i.e.
  • the filling level sensor can be used to determine whether it is possible to determine the quality and/or the degree of contamination of the liquid, ie it can be determined whether the fill level is sufficient to completely cover the sensors, i.e. the conductance sensor and the capacitance sensor. It would also be conceivable - with a low filling level - if the sensors are not completely covered with liquid, to take this into account when determining the quality/degree of soiling. In this way, the quality/degree of contamination could be determined at any fill level.
  • the filling level sensor is an ultrasonic sensor. This emits ultrasonic waves and measures the propagation time of the ultrasonic waves from the filling level sensor to a surface of the liquid, the ultrasonic waves being reflected on the surface of the liquid and being reflected back to the filling level sensor. By measuring the transit time, if a sound transit time in the liquid is approximately known, it can be estimated what the fill level of the liquid in the container is.
  • the level sensor of the sensor arrangement is arranged at or adjacent to the capacitance sensor and the conductance sensor, ie that the level sensor is arranged in the liquid, in particular on a bottom of the container.
  • the capacitance sensor, the conductance sensor and the filling level sensor can be arranged in one housing and/or are designed as a module.
  • the module can be handled individually, for example, so that the sensor arrangement can be easily installed in the container.
  • the filling level sensor it is also possible for the filling level sensor to be located outside of the liquid, that is to say, for example, in an area of the container that is not covered with liquid even when the filling level is at its maximum. A sound transit time in air can be known and thus the level of the liquid can be easily determined.
  • the filling level sensor can be connected to the processing unit via a cable or a wireless connection.
  • the sensor arrangement can be configured to determine a sound propagation time in the liquid via the filling level sensor, which is an ultrasonic sensor, or a further ultrasonic sensor. Since the sound propagation time in the liquid varies depending on the quality and/or degree of contamination of the liquid can change, the computing unit can determine the quality of the liquid and/or the degree of contamination, taking this into account.
  • the fill level of the liquid in the container is known.
  • the ultrasonic sensor in the liquid can be configured to measure the transit time of the ultrasound from the ultrasonic sensor to the surface of the liquid and back. Since the fill level in the container is known, the sound propagation time can be easily determined, for example by the computing unit. Since the sound propagation time changes depending on a quality and/or the degree of contamination of the liquid, by taking this into account, a determination of the quality and/or the degree of contamination of the liquid can be very precise.
  • the sensor arrangement can have at least one temperature sensor. This can be configured to determine the temperature of the liquid.
  • the conductance is a strongly temperature-dependent variable. It is therefore advantageous if the quality and/or the degree of contamination of the liquid is determined by the computing unit, taking into account the temperature measured by the temperature sensor. By taking the temperature into account, a measurement of the quality and/or degree of contamination of the liquid can thus be more precise.
  • the processing unit determines the quality and/or the degree of contamination of the liquid, taking into account the fill level of the liquid, the capacity of the measuring body in the liquid, the conductance of the liquid, the temperature of the liquid and the sound propagation time in the liquid. By considering all measured variables, it is possible to determine the quality and/or degree of contamination of the liquid very precisely. In particular, these measured values can be recorded continuously in one application.
  • the sensor arrangement can have at least one housing and/or be designed as a module, as already mentioned above.
  • the conductance sensor and the capacitance sensor can be provided in the housing.
  • the housing in particular an interior space of the housing, is preferably cast so that it is watertight or essentially watertight, with the pins and the component protruding at least partially from the housing in order to be surrounded by the liquid.
  • the temperature sensor and/or the filling level sensor is/are preferably arranged in the housing in such a way that they preferably do not come into direct contact with the liquid.
  • the processing unit can also be present in the housing, but it can also be present outside the sensor arrangement and can be connected to the sensors in the housing, for example, with a cable and/or a wireless connection, such as Bluetooth or WiFi.
  • the housing of the sensor which accommodates at least the conductance sensor and the capacitance sensor, at least preferably has an attachment means for attachment to the container that contains the liquid whose quality and/or degree of contamination is to be determined.
  • the housing preferably has tabs through which, for example, a screw and/or a pin and/or some other fastening means can be passed in order to fasten the at least one housing of the sensor arrangement.
  • the sensor arrangement preferably has at least one printed circuit board. At least the conductance sensor and capacitance sensor can preferably be formed on the circuit board. It would also be conceivable to provide one or more of the additional sensors on the printed circuit board.
  • the pins of the conductance sensor and/or the component of the capacitance sensor can extend away from the printed circuit board, in particular in the same direction.
  • the temperature sensor and/or the filling level sensor can/can be electrically contacted with the printed circuit board.
  • the printed circuit board is preferably arranged in the housing in such a way that no water can penetrate to the printed circuit board.
  • a probe of the temperature sensor may also extend away from the circuit board, preferably in the same direction, or about the same direction, as the pins and/or component extend away.
  • the housing is simply designed as a shell or bushing that encompasses the printed circuit board.
  • the can-shaped housing can have a bottom side that faces a large side of the circuit board. The other major side of the circuit board may face away from the bottom side.
  • the printed circuit board can thus be surrounded by a wall of the housing that extends away from the bottom side.
  • An interior space of the sleeve-shaped housing, in which the printed circuit board is fastened, is preferably cast in a sealing manner, in particular with a resin.
  • the bottom side and/or the wall of the housing can limit the liquid in the container.
  • An open side of the can-shaped housing preferably faces away from the liquid.
  • The, in particular metallic, component and the measuring bodies in particular in the form of the pins, preferably extend starting from the printed circuit board and penetrate—in particular sealingly—the bottom side. It would be conceivable for a housing projection to extend away from the printed circuit board from the bottom side. A sensor element of the temperature sensor can be provided in the housing projection.
  • The, in particular metallic, component of the capacitance sensor is preferably designed to be axially longer than the measuring bodies in order to mechanically protect them from collision with another component, for example during assembly. If the component is designed as a wall, the protection of the pins is further improved.
  • An axial length of the pins is preferably less than or equal to the axial length of the wall, so that the pins do not protrude beyond the wall and are therefore better protected.
  • the slot in the wall is preferably designed with an approximately rectangular cross section.
  • the wall preferably has two, in particular parallel, large sides and two, in particular parallel, small sides.
  • the large sides preferably extend parallel to a plane spanned by the pins, with the respective distance to the plane being the same. The lesser sides extend across it.
  • a distance between a minor page and the respectively adjacent pin corresponds to the distance between a respective major page and the pins.
  • the pins are thus evenly encompassed by the wall.
  • the slot referred to above preferably extends through one of the major sides, dividing it into two equal parts. Thus, a distance from the slot to each pin is equal. More preferably is one or are two Holes introduced in a respective large side and a respective small side.
  • Longitudinal axes of the holes preferably lie in a common plane, which may extend transversely of the pins.
  • the plane is preferably located near or adjacent to the bottom side of the housing, whereby the holes may abut or be located near the bottom side.
  • the sensor arrangement can have a further housing in which, for example, the computing unit can be arranged.
  • the computing unit preferably has at least one storage medium and/or can be connected to a storage medium.
  • Comparative values can be stored on the storage medium, which are necessary, for example, to determine the conductance and/or the capacitance and/or the fill level and/or the sound propagation time.
  • the sound propagation time of ultrapure water in particular as a function of the temperature, and/or of other liquids can be stored in the storage medium.
  • the quality and/or the degree of contamination of the liquid can be determined, taking the sound transit time into account.
  • Capacities of measuring bodies in different liquids ie permittivities of different liquids, in particular depending on the temperature, and/or conductivity values of different liquids, in particular depending on the temperature, can be stored in the storage medium.
  • the conductance sensor can determine the conductance of the liquid, preferably continuously, and the capacitance sensor can determine the capacitance of the measuring body in the liquid.
  • the measured values can be recorded simultaneously or one after the other or overlapping in time in any order.
  • the processing unit can determine the quality and/or the degree of contamination of the liquid based on the measured values of the capacitance sensor and the conductance sensor.
  • the quality and/or degree of contamination of the liquid can be determined very precisely by the method.
  • the filling level sensor can determine the filling level of the liquid in the container in which the sensor arrangement can be arranged.
  • the filling level sensor which can be an ultrasonic sensor, for example, can be used to detect whether there is liquid in the container and whether the liquid in particular completely covers or surrounds the pins of the conductance sensor and/or the measuring body of the capacitance sensor.
  • the computing unit can thus determine the quality and/or the degree of contamination of the liquid, taking into account the filling level.
  • the temperature of the liquid can be determined by the temperature sensor in the method, since, for example, the conductance of the liquid and/or the permittivity of the liquid can be dependent on the temperature of the liquid.
  • the conductance of the liquid and/or the permittivity of the liquid can be dependent on the temperature of the liquid.
  • the ultrasonic sensor for determining the transit time of sound can determine a transit time of sound in the liquid. Since this also depends on the degree of contamination and/or the quality of the liquid, the quality of the liquid and/or the degree of contamination of the liquid can be determined more precisely by the computing unit, taking into account the sound propagation time.
  • the conductivity of the liquid, the capacitance of the measuring body in the liquid and/or the level of the liquid and/or the temperature of the liquid and/or the sound propagation time in the liquid can be measured in any order or simultaneously.
  • a sensor arrangement for determining a quality and/or degree of contamination of a liquid, in particular in a container.
  • the sensor arrangement has at least one conductivity sensor, which is configured to determine a conductivity of the liquid, and at least one capacitance sensor, which is configured to a capacitance of two measuring bodies in the determine liquid.
  • the sensor arrangement has at least one computing unit. This is configured to determine the quality and/or the degree of contamination of the liquid, taking into account the measured values of the conductance sensor and the capacitance sensor. Furthermore, a method for determining the quality of the liquid using the sensor arrangement is provided.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a sensor arrangement according to an exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows a sequence of a method for determining a quality and/or a degree of contamination of a liquid.
  • the sensor arrangement 1 shows a sensor arrangement 1, which has a housing 2, in which an ultrasonic sensor, which is not shown, a conductance sensor 4, a capacitance sensor 6 and a temperature sensor, which is also not shown, are accommodated. Furthermore, the sensor arrangement 1 has a computing unit 8 which, for example, can be connected wirelessly, for example via Bluetooth, and/or with a cable and/or via a printed circuit board, which is explained in more detail in FIG are, is connectable.
  • the processing unit 8 can be arranged both inside and outside of the container 12 . In this exemplary embodiment, the arithmetic unit 8 is arranged outside of the container 12 .
  • the ultrasonic sensor which is not shown here and which can be designed to determine a filling level in the container 12 or a sound propagation time of the liquid that is in the container 12, is accommodated in the housing 2 in an area A of the housing 2.
  • the housing 2 has in the area A, in which the ultrasonic sensor is accommodated, a recess 14 in the area is provided where the ultrasonic sensor is arranged, which is explained in more detail below with reference to FIG.
  • the recess 14 is designed as a basin.
  • a pelvic floor serves as a wall between the ultrasonic sensor, not shown, and the liquid.
  • the ultrasonic sensor is completely accommodated in the housing 2 and is arranged on a side of the housing 2 pointing away from the recess 14 .
  • the cutout 16 leads to improved mechanical stability of the housing 2.
  • the ultrasound emitted by the ultrasound sensor can be emitted into the liquid via the pelvic floor. Furthermore, it is conceivable that the ultrasound is directed or guided through the recess 14 so that a measurement can be more accurate.
  • the conductance sensor 4 and the capacitance sensor 6 are arranged in a further area B of the housing 2, which is arranged adjacent to the area A of the housing 2, the conductance sensor 4 and the capacitance sensor 6 are arranged.
  • the pins 18 are arranged parallel to one another, next to one another.
  • a conductance measurement a voltage is applied to the pins 18 and a current flowing between the pins 18 is measured.
  • the conductance of the liquid can change and thus a current that flows between the pins 18 .
  • the pins 18 are framed by a wall of a metallic component 20, the metallic component 20 extending in the same direction as the pins 18.
  • the wall has a recess 22 which extends approximately in the longitudinal direction of the pins 18, ie parallel to the extension direction of the pins 18 extends.
  • the recess 22 extends in the longitudinal direction of the pins over the entire length of the wall of the metallic component 20. This means that the wall of the metallic component 20 has a gap and does not completely enclose the pins 18.
  • the pins 18 are also arranged approximately in the middle of the metal component.
  • the metallic component 20 additionally has further round recesses 24 which are formed in an area of the metallic component 20 which is in the vicinity of the housing 2 .
  • a voltage can be applied to the metallic component 20 and to at least one of the pins 18 and the capacitance between the pin 18 and the metallic component 20 can be determined.
  • the capacitance sensor 6 has two measuring bodies whose capacitance is to be determined, and one of the measuring bodies is the metallic component 20 and another measuring body is one of the pins 18.
  • the capacitance sensor 6 and the conductance sensor 4 thus form a very compact sensor unit, with which can be used to determine the conductance of the liquid and also a capacitance of measuring bodies in the liquid.
  • the housing has a further area C, in which a temperature sensor, which is not shown here, is arranged. Area C connects to area B.
  • the housing 2 has a cup-shaped projection 26 extending away from the housing 2 . At least part of the temperature sensor can be arranged in this. The temperature sensor thus extends within the projection 26 which may be completely surrounded by the liquid in the container 12. A temperature of the liquid can thus be reliably determined.
  • the housing 2 has at least one tab 28 which can be provided for fastening the housing 2 to the container 12 .
  • a screw or a pin that can be fastened in the container 12 can be guided through the tab 28 .
  • the housing 2 can be easily attached to the container.
  • the computing unit 8 can determine a quality or degree of contamination of the liquid in the container 12 taking into account the measured values of the ultrasonic sensor and the temperature sensor, both of which are not shown, and the capacitance sensor 6 and the conductance sensor 4 .
  • the measured values determined by the sensors change depending on the chemical composition, and thus a quality and/or degree of contamination of the liquid in the container can be determined most precisely and reliably.
  • Comparative values that the computing unit 8 can use to compare with the measurement results of the sensors 4, 6, the ultrasonic sensor and the temperature sensor can be stored in a storage medium 29 which is integrated in the computing unit 8 in this exemplary embodiment.
  • Fig. 2 the sensor arrangement 1 with the housing 2 and the conductance sensor 4 and the capacitance sensor 6 is shown. It can be seen that the pins 18 of the conductance sensor 4 extend away from a printed circuit board 30 .
  • the pins 18 are connected to the circuit board 30 with two contacts 32 .
  • the contacts 32 each also have a round cross section, which is somewhat smaller than the cross section of the pins 18.
  • the pins 18 are each arranged coaxially with the respective contact 32.
  • the metallic component 20 encloses the pins 18, the pins 18 being arranged approximately in the middle of the wall of the metallic component 20.
  • the pins 18 and the metallic component 20 are completely surrounded or encapsulated in a region which is accommodated in the housing 2 by the material from which the housing 2 is cast.
  • the pins 18 and the metal component 20 protrude from the housing 2 to a greater extent than is cast in the housing 2 over their entire length.
  • the wall of the metallic component 20 does not protrude from the printed circuit board 30 but is at a distance from the printed circuit board 30 .
  • the metallic component 20 cantilevers approximately from a section in a longitudinal direction of the pins 18 where the contacts 32 are connected to the respective pin 18 .
  • the pins 18 are shown in electrical contact with the circuit board 30 .
  • the metallic component 20 is preferably also electrically connected to the printed circuit board 30 .
  • the ultrasonic sensor 34 is shown, which is also contacted with the printed circuit board 30 .
  • the filling level of the liquid in the container 12, see FIG. 1, can be determined via the ultrasonic sensor 34 .
  • a sound propagation time in the liquid can be determined via the ultrasonic sensor 34 .
  • the temperature sensor 36 is shown, which also protrudes from the printed circuit board 30 in the same direction as the pins 18 . The temperature sensor 36 protrudes into the protrusion 26, which is cup-shaped, and since the protrusion 26 is completely surrounded by the liquid in the container 12 can be, the temperature can be reliably determined via the temperature sensor 36 .
  • FIG. 3 shows a flow chart of a method for determining a quality and/or a degree of contamination of a liquid.
  • the conductance of the liquid can be determined via the conductance sensor 4, see FIG.
  • a capacitance of measuring bodies in the liquid can be determined using the capacitance sensor 6, see FIG.
  • the measuring bodies can be, for example, one of the pins 18 of the conductance sensor 4 and the metallic component 20, see Fig. 2.
  • the temperature of the liquid in the container 12, see Fig. 1 can be measured via the temperature sensor 36, see 2, to be measured.
  • the filling level of the liquid in the container 12 can be determined, for example via the ultrasonic sensor 34, see FIG. It is possible that in a further step 46, for example by the ultrasonic sensor 34, the sound propagation time in the liquid is determined. Steps 38, 40, 42, 44, 46 can be carried out simultaneously or sequentially, the order being arbitrary and, for example, at least two of the steps being carried out simultaneously. In particular, the steps are carried out continuously.
  • the measurement results recorded in steps 38 to 46 are then forwarded wirelessly and/or via a cable to the computing unit 8, and in a further step 48 this can check the quality and/or the degree of contamination of the liquid in the container 12, see Fig. 1 , determine.
  • Sensor arrangement 1 housing 2 conductance sensor 4 capacitance sensor 6 computing unit 8 container 12 wall 14 recess 16 pin 18 component 20 recess 22, 24 projection 26 tab 28 storage medium 29 printed circuit board 30 contact 32 ultrasonic sensor 34
  • Temperature sensor 36 step 38, 40, 42, 44, 46, 48

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Abstract

Empirically, a sensor arrangement for determining a quality and/or a degree of contamination of a liquid, in particular in a container, is provided. The sensor arrangement has at least one conductance sensor which is configured to determine a conductance of the liquid, and at least one capacitance sensor which is configured to determine a capacitance of two measuring bodies in the liquid. The sensor arrangement also has at least one computing unit. The latter is configured to determine the quality and/or the degree of contamination of the liquid taking into account the measured values of the conductance sensor and the capacitance sensor. A method for determining the quality of the liquid using the sensor arrangement is also provided.

Description

Sensoranordnung zur Bestimmung einer Qualität einer Flüssigkeit und Verfahren Sensor arrangement for determining a quality of a liquid and method
Beschreibung description
Gebiet der Erfindung field of invention
Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung zur Bestimmung einer Qualität einer Flüssigkeit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Bestimmen der Qualität der Flüssigkeit mit der Sensoranordnung. The invention relates to a sensor arrangement for determining a quality of a liquid according to the preamble of claim 1 and a method for determining the quality of the liquid using the sensor arrangement.
Hintergrund der Erfindung Background of the Invention
Bei Verbrennungsmotoren kann Wasser in einen Brennraum des Verbrennungsmotors oder in einen Einsaugtrakt des Verbrennungsmotors eingespritzt werden, um Emission oder Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs zu senken. Durch die Wassereinspritzung kann die Luft im Einsaugtrakt gekühlt werden, wenn das Wasser in den Einsaugtrakt des Fahrzeugs eingespritzt wird, oder der Brennraum kann gekühlt werden, wenn das Wasser direkt in den Brennraum eingespritzt wird. Das verdunstende Wasser hat eine kühlende Wirkung und vermindert die Verdichtungsarbeit, wodurch weniger Kraftstoff eingespritzt werden muss, insbesondere weniger Kraftstoff zum Kühlen des Verbrennungsmotors. In the case of internal combustion engines, water can be injected into a combustion chamber of the internal combustion engine or into an intake tract of the internal combustion engine in order to reduce emissions or fuel consumption of the vehicle. Water injection can cool the air in the intake tract if the water is injected into the vehicle's intake tract, or the combustion chamber can be cooled if the water is injected directly into the combustion chamber. The evaporating water has a cooling effect and reduces the compression work, which means that less fuel has to be injected, in particular less fuel to cool the combustion engine.
Damit keine Verunreinigungen durch das Wasser in den Brennraum eingebracht werden, ist es wichtig, die Qualität, das heißt ein Verschmutzungsgrad, des Wassers zu bestimmen. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass optische Sensoren zur Detektion von Flüssigkeiten in transparenten Leitungen oder Behältern eingesetzt werden können. Dies hat jedoch den Nachteil, dass der Behälter oder ein Schlauch durchsichtig sein müssen und beispielsweise nicht von außen verschmutzt werden dürfen. Auch der Sensor muss jederzeit frei von Verschmutzungen sein. Des Weiteren kann durch den optischen Sensor lediglich erfasst werden, ob Flüssigkeit vorliegt oder ob diese mit fremden Partikeln verunreinigt ist. Es ist jedoch wichtig, dass die Qualität des Wassers, das heißt die chemische Zusammensetzung, bekannt ist. Dies ist mit optischen Sensoren nicht möglich. To ensure that no contamination is brought into the combustion chamber by the water, it is important to determine the quality, i.e. the degree of contamination, of the water. It is known from the prior art that optical sensors can be used to detect liquids in transparent lines or containers. However, this has the disadvantage that the container or a hose must be transparent and, for example, must not be soiled from the outside. The sensor must also be free of dirt at all times. Furthermore, the optical sensor can only detect whether liquid is present or whether it is contaminated with foreign particles. However, it is important that the quality of the water, i.e. the chemical composition, is known. This is not possible with optical sensors.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine vorrichtungstechnisch einfache und kostengünstige Sensoranordnung zur Bestimmung einer Qualität einer Flüssigkeit zu schaffen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zum Bestimmen der Qualität der Flüssigkeit zu schaffen. It is an object of the invention to create a sensor arrangement that is simple in terms of device technology and inexpensive for determining the quality of a liquid. A further object of the invention is to provide a simple and inexpensive method for determining the quality of the liquid.
Die Aufgabe hinsichtlich der Sensoranordnung wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst und die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. The object with regard to the sensor arrangement is solved according to the features of claim 1 and the object with regard to the method is solved according to the features of claim 13 .
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.
Erfindungsgemäß ist eine Sensoranordnung zur Bestimmung einer Qualität und/oder eines Verschmutzungsgrades einer Flüssigkeit, wie beispielsweise Reinstwasser, insbesondere in einem Behälter vorgesehen. Die Sensoranordnung hat zumindest einen Leitwertsensor, der dazu konfiguriert ist, einen Leitwert der Flüssigkeit zu bestimmen. Der Leitwert ist ein Maß für die Fähigkeit der Flüssigkeit elektrischen Strom zu leiten. Abhängig von der Qualität und/oder des Verschmutzungsgrades der Flüssigkeit verändert sich der Leitwert und daher kann eine Bestimmung des Leitwerts auf die Qualität und/oder des Verschmutzungsgrades Rückschlüsse geben. Des Weiteren weist die Sensoranordnung zumindest einen Kapazitätssensor auf. Dieser ist dazu konfiguriert, eine Kapazität von zwei Messkörpern in der Flüssigkeit zu bestimmen. Mit anderen Worten kann über den Kapazitätssensor eine Perm ittivität der Flüssigkeit, deren Qualität und/oder Verschmutzungsgrad von der Sensoranordnung bestimmt werden soll, von dem Kapazitätssensor ermittelt werden. Je nach Qualität oder Verschmutzungsgrad ändert sich die Perm ittivität der Flüssigkeit. Des Weiteren weist die Sensoranordnung eine Recheneinheit auf. Diese ist dazu konfiguriert, die Qualität und/oder den Verschmutzungsgrad der Flüssigkeit unter Berücksichtigung der Messwerte des Leitwertsensors und des Kapazitätssensors zu ermitteln. Mit anderen Worten kann die Recheneinheit die Qualität und/oder den Verschmutzungsgrad der Flüssigkeit unter Berücksichtigung des gemessenen Leitwerts der Flüssigkeit und der Kapazität zweier Messkörper in der Flüssigkeit, das heißt der Perm ittivität der Flüssigkeit, bestimmen. According to the invention, a sensor arrangement is provided for determining a quality and/or a degree of contamination of a liquid, such as ultrapure water, in particular in a container. The sensor arrangement has at least one conductance sensor configured to determine a conductance of the liquid. The conductance is a measure of the ability of the liquid to conduct electricity. The conductivity changes as a function of the quality and/or the degree of contamination of the liquid and therefore a determination of the conductivity can provide information about the quality and/or the degree of contamination. Furthermore, the sensor arrangement has at least one capacitance sensor. This is configured to determine a capacitance of two measuring bodies in the liquid. In other words, a permittivity of the liquid whose quality and/or degree of contamination is to be determined by the sensor arrangement can be determined by the capacitance sensor via the capacitance sensor. The permittivity of the liquid changes depending on the quality or degree of contamination. Furthermore, the sensor arrangement has a computing unit. This is configured to determine the quality and/or the degree of contamination of the liquid, taking into account the measured values of the conductance sensor and the capacitance sensor. In other words, the processing unit, the quality and / or the degree of contamination of the liquid, taking into account the measured conductance of the liquid and the Determine the capacitance of two measuring bodies in the liquid, i.e. the permittivity of the liquid.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass durch Berücksichtigung des Leitwerts der Flüssigkeit und der Kapazität der zwei Messkörper in der Flüssigkeit eine genaue Bestimmung des Verschmutzungsgrades und/oder der Qualität der Flüssigkeit möglich ist. Würden beispielsweise nur die Messwerte einer der Sensoren, das heißt entweder des Kapazitätssensors oder des Leitwertsensors, zur Bestimmung der Qualität und/oder des Verschmutzungsgrades berücksichtigt werden, so kann die Bestimmung nicht eindeutig sein, da beispielsweise verschiedene Flüssigkeiten ähnliche Leitwerte aufweisen oder die Kapazität von zwei Messkörpern in verschiedenen Flüssigkeiten ebenfalls ähnlich sein kann. Da die Sensoranordnung sowohl den Leitwert der Flüssigkeit als auch die Kapazität der Messkörper in der Flüssigkeit berücksichtigt, ist eine sehr genaue Bestimmung der Qualität und/oder des Verschmutzungsgrades der Flüssigkeit möglich. Beispielsweise kann die Sensoranordnung in einem Behälter, insbesondere einem Tank, der Reinstwasser enthält, das beispielsweise in einen Verbrennungsmotor eingespritzt werden soll, angeordnet sein und die Qualität und der Verschmutzungsgrad des Reinstwassers kann über die im Behälter angeordnete Sensoranordnung genauestens bestimmt werden. Dadurch kann beispielsweise verhindert werden, dass verunreinigtes Reinstwasser in den Verbrennungsmotor eingespritzt wird, was zu einer Verlängerung der Lebensdauer des Verbrennungsmotors und zu weniger Defekten führen kann. Das heißt, durch die Sensoranordnung kann auch die chemische Zusammensetzung der Flüssigkeit bestimmt werden. Beispielsweise kann Kalk oder Salz oder eine sonstige chemische Verbindung in der Flüssigkeit, insbesondere dem Reinstwasser, gelöst sein. Dies kann durch die Sensoranordnung detektiert werden, wobei somit garantiert werden kann, dass die Flüssigkeit, deren Qualität und/oder Verschmutzungsgrad gemessen werden soll, für die Anwendung, für die sie vorgesehen ist, geeignet ist. The invention has the advantage that by taking into account the conductance of the liquid and the capacitance of the two measuring bodies in the liquid, it is possible to precisely determine the degree of contamination and/or the quality of the liquid. If, for example, only the measured values of one of the sensors, i.e. either the capacitance sensor or the conductance sensor, were taken into account to determine the quality and/or the degree of contamination, the determination cannot be unambiguous, since, for example, different liquids have similar conductance values or the capacity of two Measuring bodies in different liquids can also be similar. Since the sensor arrangement takes into account both the conductance of the liquid and the capacitance of the measuring body in the liquid, the quality and/or degree of contamination of the liquid can be determined very precisely. For example, the sensor arrangement can be arranged in a container, in particular a tank, that contains ultrapure water that is to be injected into an internal combustion engine, for example, and the quality and degree of contamination of the ultrapure water can be precisely determined via the sensor arrangement arranged in the container. This can prevent, for example, contaminated ultrapure water from being injected into the internal combustion engine, which can lead to an increase in the service life of the internal combustion engine and fewer defects. This means that the chemical composition of the liquid can also be determined by the sensor arrangement. For example, lime or salt or some other chemical compound can be dissolved in the liquid, in particular the ultrapure water. This can be detected by the sensor arrangement, it being thus possible to guarantee that the liquid whose quality and/or degree of contamination is to be measured is suitable for the application for which it is intended.
Der Leitwertsensor kann zwei, insbesondere einen runden Querschnitt aufweisende, benachbarte Stifte haben, die als elektrische Kontakte genutzt werden können. Die Stifte können sich insbesondere etwa in einem Parallelabstand zueinander befinden. An die Stifte kann beispielsweise eine, insbesondere konstante, Spannung angelegt sein und durch ein Messen des Stroms, der zwischen den Stiften fließt, kann der Leitwert der Flüssigkeit ermittelt werden. Es ist auch möglich, dass ein, insbesondere konstanter, Strom zwischen den Stiften fließt und die Spannung gemessen wird, die zwischen den Stiften anliegt. Durch die Ausbildung des Leitwertsensors aus den zumindest zwei Stiften, kann auf eine einfache und kostengünstige Weise der Leitwert der Flüssigkeit bestimmt werden. The conductance sensor can have two adjacent pins, in particular having a round cross section, which can be used as electrical contacts. In particular, the pins can be located approximately at a parallel distance from one another. A voltage, in particular a constant voltage, can be applied to the pins, for example and by measuring the current flowing between the pins, the conductance of the liquid can be determined. It is also possible for a current, in particular a constant current, to flow between the pins and for the voltage present between the pins to be measured. The conductance of the liquid can be determined in a simple and cost-effective manner by forming the conductance sensor from the at least two pins.
Der Kapazitätssensor weist, wie oben beschrieben, zwei Messkörper in der Flüssigkeit auf, deren Kapazität bestimmt werden kann. Ein Messkörper des Kapazitätssensors kann dabei aus einem, insbesondere metallischen, Bauteil ausgebildet sein und der weitere Messkörper kann kostengünstig aus zumindest einem der Stifte ausgebildet sein. Dadurch, dass die Kapazität zwischen dem, insbesondere metallischen, Bauteil und dem zumindest einen Stift gemessen wird, kann die Sensoranordnung sehr kompakt sein, da kein weiterer Messkörper notwendig ist, um die Kapazität zwischen diesem und dem metallischen Bauteil zu bestimmen. Das Bauteil ist vorzugsweise zumindest teilweise aus Metall ausgebildet, allerdings ist denkbar auch einen anderen geeigneten Werkstoff zu verwenden, mit dem eine Kapazität ausbildbar ist. Das Bauteil und der Stift sind bei der Messung zumindest teilweise, insbesondere vollständig, von der Flüssigkeit umgeben. Zwischen dem Stift und dem Bauteil ist ein elektrisches Feld erzeugbar, um die Kapazität des Stifts und des Bauteils zu bestimmen. Je nach Permittivität der Flüssigkeit ändert sich die Kapazität. Das heißt je nach Qualität und/oder Verschmutzungsgrad der Flüssigkeit kann sich die Kapazität des Stifts und des Bauteils verändern. Da nur ein weiteres Bauteil neben dem Stift, notwendig ist, um die Permittivität der Flüssigkeit zu bestimmen, kann die Qualität und/oder der Verschmutzungsgrad der Flüssigkeit einfach und kostengünstig bestimmt werden. Zusätzlich kann die Sensoranordnung sehr kompakt sein. As described above, the capacitance sensor has two measuring bodies in the liquid whose capacitance can be determined. A measuring body of the capacitance sensor can be formed from a component, in particular a metal one, and the other measuring body can be formed from at least one of the pins in a cost-effective manner. Because the capacitance between the, in particular metallic, component and the at least one pin is measured, the sensor arrangement can be very compact, since no further measuring body is required to determine the capacitance between this and the metallic component. The component is preferably at least partially made of metal, but it is also conceivable to use another suitable material with which a capacitance can be formed. During the measurement, the component and the pin are at least partially, in particular completely, surrounded by the liquid. An electric field can be generated between the pin and the component in order to determine the capacitance of the pin and the component. The capacity changes depending on the permittivity of the liquid. This means that the capacity of the pin and the component can change depending on the quality and/or degree of contamination of the liquid. Since only one additional component, in addition to the pin, is necessary to determine the permittivity of the liquid, the quality and/or degree of contamination of the liquid can be determined easily and inexpensively. In addition, the sensor arrangement can be very compact.
Des Weiteren ist vorteilhaft, wenn das Bauteil die Stifte, die insbesondere im Parallelabstand zueinander angeordnet sind, in ihrer Längsrichtung, insbesondere rahmenförmig, zumindest teilweise umschließt. Insbesondere erstrecken sich die Stifte in etwa in die gleiche Richtung und das Bauteil umrahmt die Stifte insbesondere vollständig. Insbesondere ist das Bauteil als eine Wandung ausgebildet, die sich in Längsrichtung entlang der Stifte erstreckt. Das heißt die Stifte sind von der Wandung umrahmt. Furthermore, it is advantageous if the component at least partially encloses the pins, which are arranged in particular at a parallel distance from one another, in their longitudinal direction, in particular in the form of a frame. In particular, the pins extend approximately in the same direction and the component in particular completely frames the pins. In particular, the component is designed as a wall that extends in the longitudinal direction along the pins. This means the pins are framed by the wall.
Des Weiteren kann die Wandung zumindest eine Aussparung aufweisen. Diese kann sich insbesondere etwa in Längsrichtung der Stifte, das heißt etwa parallel zu der Erstreckungsrichtung der Stifte, erstrecken. Insbesondere ist die Aussparung durchgängig, das heißt diese kann sich über die gesamte Länge der Wandung ungefähr in Längsrichtung der Stifte erstrecken. Die Aussparung ist beispielsweise einfach als Schlitz ausgestaltet. Die Wandung kann zusätzlich eine oder mehrere weitere Aussparung/en aufweisen. Hierbei handelt es sich beispielsweise um ein Loch oder jeweils ein Loch. Das Loch oder ein jeweiliges Loch kann beispielsweise einen runden oder ovalen Querschnitt aufweisen und in einem Bereich des metallischen Bauteils angeordnet sein, der sich in der Nähe eines Gehäuses, aus dem das metallische Bauteil auskragen kann, befindet. Insbesondere weist das metallische Bauteil eine Vielzahl von Aussparungen in diesem Bereich auf. Furthermore, the wall can have at least one recess. This can in particular extend approximately in the longitudinal direction of the pins, ie approximately parallel to the direction in which the pins extend. In particular, the recess is continuous, ie it can extend over the entire length of the wall approximately in the longitudinal direction of the pins. The cutout is designed simply as a slot, for example. The wall can additionally have one or more further cut-outs. This is, for example, a hole or a hole in each case. The hole or a respective hole can have a round or oval cross-section, for example, and can be arranged in a region of the metal component that is in the vicinity of a housing from which the metal component can project. In particular, the metallic component has a large number of recesses in this area.
Die Sensoranordnung weist zusätzlich zu dem Leitwertsensor und dem Kapazitätssensor vorzugsweise einen Füllstandsensor auf. Dieser ist dazu konfiguriert, einen Füllstand der Flüssigkeit in dem Behälter, in dem die Sensoranordnung angeordnet sein kann, zu bestimmen. Insbesondere ist die Recheneinheit dazu konfiguriert, die Qualität und/oder den Verschmutzungsgrad der Flüssigkeit unter Berücksichtigung der Messwerte des Füllstandsensors zu ermitteln. Insbesondere kann durch den Füllstandsensor ermittelt werden, ob sich Flüssigkeit in dem Behälter befindet und/oder ob die Flüssigkeit den Leitwertsensor und den Kapazitätssensor vollständig bedeckt und/oder wie hoch der Füllstand in dem Behälter ist. Ist ein Füllstand der Flüssigkeit zu gering, das heißt, wenn die Stifte des Leitwertsensors beispielsweise nicht komplett von Flüssigkeit umgeben sind, so kann sich der Leitwert von einem Leitwert abweichen, der bestimmt ist, wenn die Stifte vollständig von Flüssigkeit umgeben sind, obwohl die tatsächliche Qualität in beiden Fällen gleich ist. Auch die Kapazität zwischen den Messkörpern, die nur teilweise von der Flüssigkeit umgeben sein können, kann sich dementsprechend verändern. Insbesondere kann durch den Füllstandsensor ermittelt werden, ob eine Bestimmung der Qualität und/oder des Verschmutzungsgrades der Flüssigkeit möglich ist, das heißt es kann ermittelt werden, ob der Füllstand ausreichend ist, um die Sensoren, das heißt den Leitwertsensor und den Kapazitätssensor, vollständig zu bedecken. Denkbar wäre auch, - bei einem geringen Füllstand - falls die Sensoren nicht vollständig mit Flüssigkeit bedeckt sind, dies bei der Ermittlung der Qualität/ des Verschmutzungsgrads zu berücksichtigen. Somit könnte bei jeglichem Füllstand die Qualität/ der Verschmutzungsgrad ermittelt werden. In addition to the conductance sensor and the capacitance sensor, the sensor arrangement preferably has a level sensor. This is configured to determine a filling level of the liquid in the container in which the sensor arrangement can be arranged. In particular, the computing unit is configured to determine the quality and/or the degree of contamination of the liquid, taking into account the measured values of the filling level sensor. In particular, the fill level sensor can be used to determine whether there is liquid in the container and/or whether the liquid completely covers the conductance sensor and the capacitance sensor and/or how high the fill level in the container is. If the liquid level is too low, i.e. if the pins of the conductivity sensor are not completely surrounded by liquid, for example, the conductivity can deviate from a conductivity that is determined when the pins are completely surrounded by liquid, although the actual quality is the same in both cases. The capacitance between the measuring bodies, which can only be partially surrounded by the liquid, can change accordingly. In particular, the filling level sensor can be used to determine whether it is possible to determine the quality and/or the degree of contamination of the liquid, ie it can be determined whether the fill level is sufficient to completely cover the sensors, i.e. the conductance sensor and the capacitance sensor. It would also be conceivable - with a low filling level - if the sensors are not completely covered with liquid, to take this into account when determining the quality/degree of soiling. In this way, the quality/degree of contamination could be determined at any fill level.
Insbesondere ist der Füllstandsensor ein Ultraschallsensor. Dieser sendet Ultraschallwellen aus und misst die Laufzeit der Ultraschallwellen von dem Füllstandsensor bis zu einer Oberfläche der Flüssigkeit, wobei die Ultraschallwellen an der Oberfläche der Flüssigkeit reflektiert werden, und zu dem Füllstandsensor zurückreflektiert werden. Durch Messen der Laufzeit kann, wenn eine Schalllaufzeit in der Flüssigkeit in etwa bekannt ist, abgeschätzt werden, wie der Füllstand der Flüssigkeit in dem Behälter ist. In particular, the filling level sensor is an ultrasonic sensor. This emits ultrasonic waves and measures the propagation time of the ultrasonic waves from the filling level sensor to a surface of the liquid, the ultrasonic waves being reflected on the surface of the liquid and being reflected back to the filling level sensor. By measuring the transit time, if a sound transit time in the liquid is approximately known, it can be estimated what the fill level of the liquid in the container is.
Es ist möglich, dass der Füllstandsensor der Sensoranordnung bei dem oder benachbart zu dem Kapazitätssensor und dem Leitwertsensor angeordnet ist, das heißt, dass der Füllstandsensor in der Flüssigkeit angeordnet ist, insbesondere an einem Boden des Behälters. Das heißt, es ist denkbar, dass der Kapazitätssensor, der Leitwertsensor und der Füllstandsensor in einem Gehäuse angeordnet sein können und/ oder als Modul ausgebildet sind. Das Modul ist beispielsweise vereinzelt handhabbar, womit die Sensoranordnung einfach in dem Behälter montierbar ist. Es ist jedoch auch möglich, dass sich der Füllstandsensor außerhalb der Flüssigkeit befindet, das heißt beispielsweise in einem Bereich des Behälters, der auch bei maximalem Füllstand, nicht mit Flüssigkeit bedeckt ist. Eine Schalllaufzeit in Luft kann bekannt sein und somit kann der Füllstand der Flüssigkeit leicht bestimmbar sein. Der Füllstandsensor kann über Kabel oder eine kabellose Verbindung mit der Recheneinheit verbindbar sein. It is possible that the level sensor of the sensor arrangement is arranged at or adjacent to the capacitance sensor and the conductance sensor, ie that the level sensor is arranged in the liquid, in particular on a bottom of the container. This means that it is conceivable that the capacitance sensor, the conductance sensor and the filling level sensor can be arranged in one housing and/or are designed as a module. The module can be handled individually, for example, so that the sensor arrangement can be easily installed in the container. However, it is also possible for the filling level sensor to be located outside of the liquid, that is to say, for example, in an area of the container that is not covered with liquid even when the filling level is at its maximum. A sound transit time in air can be known and thus the level of the liquid can be easily determined. The filling level sensor can be connected to the processing unit via a cable or a wireless connection.
Des Weiteren kann die Sensoranordnung dazu konfiguriert sein, über den Füllstandsensor, der ein Ultraschallsensor ist, oder einen weiteren Ultraschallsensor eine Schallaufzeit in der Flüssigkeit zu bestimmen. Da die Schallaufzeit in der Flüssigkeit sich je nach Qualität und/oder Verschmutzungsgrad der Flüssigkeit verändern kann, kann die Recheneinheit unter Berücksichtigung dieser die Qualität der Flüssigkeit und/oder den Verschmutzungsgrad ermitteln. Bei der Messung der Schalllaufzeit in der Flüssigkeit ist es vorteilhaft, wenn der Füllstand der Flüssigkeit in dem Behälter bekannt ist. Der Ultraschallsensor in der Flüssigkeit kann dazu konfiguriert sein, die Laufzeit des Ultraschalls von dem Ultraschallsensor bis zu der Oberfläche der Flüssigkeit und zurück zu messen. Da der Füllstand in dem Behälter bekannt ist, kann dadurch die Schalllaufzeit leicht, beispielsweise von der Recheneinheit, ermittelt werden. Da sich die Schalllaufzeit abhängig von einer Qualität und/oder des Verschmutzungsgrades der Flüssigkeit ändert, kann durch Berücksichtigung dieser eine Bestimmung der Qualität und/oder des Verschmutzungsgrades der Flüssigkeit sehr genau sein. Furthermore, the sensor arrangement can be configured to determine a sound propagation time in the liquid via the filling level sensor, which is an ultrasonic sensor, or a further ultrasonic sensor. Since the sound propagation time in the liquid varies depending on the quality and/or degree of contamination of the liquid can change, the computing unit can determine the quality of the liquid and/or the degree of contamination, taking this into account. When measuring the transit time of sound in the liquid, it is advantageous if the fill level of the liquid in the container is known. The ultrasonic sensor in the liquid can be configured to measure the transit time of the ultrasound from the ultrasonic sensor to the surface of the liquid and back. Since the fill level in the container is known, the sound propagation time can be easily determined, for example by the computing unit. Since the sound propagation time changes depending on a quality and/or the degree of contamination of the liquid, by taking this into account, a determination of the quality and/or the degree of contamination of the liquid can be very precise.
Zusätzlich kann die Sensoranordnung zumindest einen Temperatursensor aufweisen. Dieser kann dazu konfiguriert sein, die Temperatur der Flüssigkeit zu bestimmen. Beispielsweise ist der Leitwert eine stark temperaturabhängige Größe. Daher ist es vorteilhaft, wenn die Qualität und/oder der Verschmutzungsgrad der Flüssigkeit unter Berücksichtigung der Temperatur, die von dem Temperatursensor gemessen ist, von der Recheneinheit bestimmt wird. Durch die Berücksichtigung der Temperatur kann somit eine Messung der Qualität und/oder des Verschmutzungsgrades der Flüssigkeit genauer sein. In addition, the sensor arrangement can have at least one temperature sensor. This can be configured to determine the temperature of the liquid. For example, the conductance is a strongly temperature-dependent variable. It is therefore advantageous if the quality and/or the degree of contamination of the liquid is determined by the computing unit, taking into account the temperature measured by the temperature sensor. By taking the temperature into account, a measurement of the quality and/or degree of contamination of the liquid can thus be more precise.
Insbesondere wird durch die Recheneinheit die Qualität und/oder der Verschmutzungsgrad der Flüssigkeit unter Berücksichtigung des Füllstands der Flüssigkeit, der Kapazität der Messkörper in der Flüssigkeit, des Leitwerts der Flüssigkeit, der Temperatur der Flüssigkeit und der Schalllaufzeit in der Flüssigkeit bestimmt. Durch Berücksichtigung aller Messgrößen ist es möglich die Qualität und/oder den Verschmutzungsgrad der Flüssigkeit sehr genau zu bestimmen. Insbesondere können bei einer Anwendung diese Messwerte kontinuierlich erfasst werden. In particular, the processing unit determines the quality and/or the degree of contamination of the liquid, taking into account the fill level of the liquid, the capacity of the measuring body in the liquid, the conductance of the liquid, the temperature of the liquid and the sound propagation time in the liquid. By considering all measured variables, it is possible to determine the quality and/or degree of contamination of the liquid very precisely. In particular, these measured values can be recorded continuously in one application.
Die Sensoranordnung kann zumindest ein Gehäuse aufweisen und/oder als Modul, wie obenstehend bereits angeführt, ausgebildet sein. In dem Gehäuse können der Leitwertsensor und der Kapazitätssensor vorgesehen sein. Zusätzlich wäre denkbar, den Temperatursensor und/oder den Füllstandsensor in dem Gehäuse anzuordnen. Das Gehäuse, insbesondere ein Innenraum des Gehäuses, ist vorzugsweise vergossen, sodass es wasserdicht oder im Wesentlichen wasserdicht ist, wobei die Stifte und das Bauteil zumindest teilweise aus dem Gehäuse auskragen, um von der Flüssigkeit umgebbar zu sein. Der Temperatursensor und/oder der Füllstandsensor ist/sind vorzugsweise derart in dem Gehäuse angeordnet, sodass diese vorzugsweise nicht mit der Flüssigkeit in direkten Kontakt kommen. Die Recheneinheit kann ebenfalls in dem Gehäuse vorliegen, diese kann jedoch auch außerhalb der Sensoranordnung vorliegen und beispielsweise mit einem Kabel und/oder einer kabellosen Verbindung, wie beispielsweise Bluetooth oder WiFi, mit den Sensoren in dem Gehäuse verbindbar sein. The sensor arrangement can have at least one housing and/or be designed as a module, as already mentioned above. The conductance sensor and the capacitance sensor can be provided in the housing. In addition, it would be conceivable to arrange the temperature sensor and/or the level sensor in the housing. The housing, in particular an interior space of the housing, is preferably cast so that it is watertight or essentially watertight, with the pins and the component protruding at least partially from the housing in order to be surrounded by the liquid. The temperature sensor and/or the filling level sensor is/are preferably arranged in the housing in such a way that they preferably do not come into direct contact with the liquid. The processing unit can also be present in the housing, but it can also be present outside the sensor arrangement and can be connected to the sensors in the housing, for example, with a cable and/or a wireless connection, such as Bluetooth or WiFi.
Das Gehäuse des Sensors, das zumindest den Leitwertsensor und den Kapazitätssensor aufnimmt, weist zumindest vorzugsweise ein Befestigungsmittel zur Befestigung an dem Behälter auf, der die Flüssigkeit enthält, deren Qualität und/oder Verschmutzungsgrad bestimmt werden soll. Vorzugsweise weißt das Gehäuse Laschen auf, durch die beispielsweise eine Schraube und/oder ein Stift und/oder ein sonstiges Befestigungsmittel durchführbar ist, um das zumindest eine Gehäuse der Sensoranordnung zu befestigen. The housing of the sensor, which accommodates at least the conductance sensor and the capacitance sensor, at least preferably has an attachment means for attachment to the container that contains the liquid whose quality and/or degree of contamination is to be determined. The housing preferably has tabs through which, for example, a screw and/or a pin and/or some other fastening means can be passed in order to fasten the at least one housing of the sensor arrangement.
Die Sensoranordnung weist vorzugsweise zumindest eine Leiterplatte auf. Auf der Leitplatte kann vorzugsweise zumindest der Leitwertsensor und Kapazitätssensor ausgebildet sein. Denkbar wäre auch einen oder mehrere der weiteren Sensoren auf der Leiterplatte vorzusehen. Von der Leiterplatte können sich die Stifte des Leitwertsensors und/oder das Bauteil des Kapazitätssensors, insbesondere in der gleichen Richtung, weg erstrecken. Der Temperatursensor und/oder der Füllstandsensor kann/können mit der Leiterplatte elektrisch kontaktierbar sein. Vorzugsweise ist die Leiterplatte in dem Gehäuse derart angeordnet, sodass kein Wasser zu der Leiterplatte vordringen kann. Ein Messfühler des Temperatursensors kann sich ebenfalls von der Leiterplatte wegerstrecken, vorzugsweise in gleiche Richtung, oder in etwa in die gleiche Richtung, in der sich die Stifte und/oder das Bauteil weg erstrecken. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Gehäuse vorrichtungstechnisch einfach als Schale oder Büchse ausgebildet, die die Leiterplatte umfasst. Das büchsenförmige Gehäuse kann eine Bodenseite haben, die einer Großseite der Leiterplatte gegenüberliegt. Die andere Großseite der Leiterplatte kann in Richtung weg von der Bodenseite weisen. Die Leiterplatte kann somit von einer sich von der Bodenseite wegerstreckenden Wandung des Gehäuses umfasst sein. Ein Innenraum des büchsenförmigen Gehäuses, in dem die Leiterplatte befestigt ist, ist vorzugweise, insbesondere mit einem Harz, dichtend ausgegossen. Die Bodenseite und/oder die Wandung des Gehäuses können die Flüssigkeit im Behälter begrenzen. Eine offene Seite des büchsenförmigen Gehäuses weist vorzugsweise von der Flüssigkeit weg. Das, insbesondere metallische, Bauteil und die Messkörper, insbesondere in Form der Stifte erstrecken sich vorzugsweise ausgehend von der Leiterplatte und durchsetzen - insbesondere dichtend - die Bodenseite. Denkbar wäre, dass sich von der Bodenseite ein Gehäusevorsprung in Richtung weg von der Leiterplatte erstreckt. In dem Gehäusevorsprung kann ein Sensorelement des Temperatursensors vorgesehen sein. The sensor arrangement preferably has at least one printed circuit board. At least the conductance sensor and capacitance sensor can preferably be formed on the circuit board. It would also be conceivable to provide one or more of the additional sensors on the printed circuit board. The pins of the conductance sensor and/or the component of the capacitance sensor can extend away from the printed circuit board, in particular in the same direction. The temperature sensor and/or the filling level sensor can/can be electrically contacted with the printed circuit board. The printed circuit board is preferably arranged in the housing in such a way that no water can penetrate to the printed circuit board. A probe of the temperature sensor may also extend away from the circuit board, preferably in the same direction, or about the same direction, as the pins and/or component extend away. In a further embodiment of the invention, the housing is simply designed as a shell or bushing that encompasses the printed circuit board. The can-shaped housing can have a bottom side that faces a large side of the circuit board. The other major side of the circuit board may face away from the bottom side. The printed circuit board can thus be surrounded by a wall of the housing that extends away from the bottom side. An interior space of the sleeve-shaped housing, in which the printed circuit board is fastened, is preferably cast in a sealing manner, in particular with a resin. The bottom side and/or the wall of the housing can limit the liquid in the container. An open side of the can-shaped housing preferably faces away from the liquid. The, in particular metallic, component and the measuring bodies, in particular in the form of the pins, preferably extend starting from the printed circuit board and penetrate—in particular sealingly—the bottom side. It would be conceivable for a housing projection to extend away from the printed circuit board from the bottom side. A sensor element of the temperature sensor can be provided in the housing projection.
Vorzugsweise ist das, insbesondere metallische, Bauteil des Kapazitätssensors axial länger als die Messkörper ausgebildet, um diese mechanisch vor Kollision mit einem anderen Bauteil, beispielsweise bei der Montage, zu schützen. Ist das Bauteil als Wandung ausgebildet, so ist der Schutz der Stifte weiter verbessert. Vorzugsweise ist eine axiale Länge der Stifte kleiner oder gleich als die axiale Länge der Wandung, womit die Stifte nicht über die Wandung hinausragen und somit besser geschützt sind. The, in particular metallic, component of the capacitance sensor is preferably designed to be axially longer than the measuring bodies in order to mechanically protect them from collision with another component, for example during assembly. If the component is designed as a wall, the protection of the pins is further improved. An axial length of the pins is preferably less than or equal to the axial length of the wall, so that the pins do not protrude beyond the wall and are therefore better protected.
Der Schlitz in der Wandung ist vorzugsweise mit einem etwa reckeckigen Querschnitt ausgestaltet. Die Wandung hat vorzugsweise zwei, insbesondere parallele, Großseiten und zwei, insbesondere parallele, Kleinseiten. Die Großseiten erstrecken sich vorzugsweise im Parallelabstand zu einer von den Stiften aufgespannte Ebene, wobei der jeweilige Abstand zur Ebene gleich ist. Die Kleinseiten erstrecken sich quer dazu. Ein Abstand einer Kleinseite zum jeweilig benachbarten Stift entspricht dem Abstand einer jeweiligen Großseite zu den Stiften. Somit werden die Stifte gleichmäßig von der Wandung umfasst. Der oben angeführte Schlitz erstreckt sich vorzugsweise durch eine der Großseiten, wobei er diese in zwei gleiche Teile teilt. Somit ist ein Abstand vom Schlitz zu einem jeweiligen Stift gleich. Weiter vorzugsweise ist ein oder sind zwei Löcher in einer jeweiligen Großseite und einer jeweiligen Kleinseite eingebracht. Längsachsen der Löcher liegen vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene, die sich quer zu den Stiften erstrecken kann. Die Ebene ist vorzugsweise nahe oder benachbart zur Bodenseite des Gehäuses angeordnet, womit sich die Löcher an die Bodenseite angrenzen können oder nahe an der Bodenseite angeordnet sind. The slot in the wall is preferably designed with an approximately rectangular cross section. The wall preferably has two, in particular parallel, large sides and two, in particular parallel, small sides. The large sides preferably extend parallel to a plane spanned by the pins, with the respective distance to the plane being the same. The lesser sides extend across it. A distance between a minor page and the respectively adjacent pin corresponds to the distance between a respective major page and the pins. The pins are thus evenly encompassed by the wall. The slot referred to above preferably extends through one of the major sides, dividing it into two equal parts. Thus, a distance from the slot to each pin is equal. More preferably is one or are two Holes introduced in a respective large side and a respective small side. Longitudinal axes of the holes preferably lie in a common plane, which may extend transversely of the pins. The plane is preferably located near or adjacent to the bottom side of the housing, whereby the holes may abut or be located near the bottom side.
Des Weiteren kann die Sensoranordnung ein weiteres Gehäuse aufweisen, in dem beispielsweise die Recheneinheit angeordnet sein kann. Furthermore, the sensor arrangement can have a further housing in which, for example, the computing unit can be arranged.
Die Recheneinheit weist vorzugsweise zumindest ein Speichermedium auf und/oder ist mit einem Speichermedium verbindbar. Auf dem Speichermedium können Vergleichswerte gespeichert sein, die beispielsweise zum Bestimmen des Leitwerts und/oder der Kapazität und/oder des Füllstands und/oder der Schalllaufzeit notwendig sind. Beispielsweise kann die Schalllaufzeit von Reinstwasser, insbesondere in Abhängigkeit der Temperatur, und/oder von anderen Flüssigkeiten in dem Speichermedium hinterlegt sein. Somit kann durch einen einfachen Abgleich der gemessenen Schalllaufzeit mit der gespeicherten Schalllaufzeit, die Qualität und/oder der Verschmutzungsgrad der Flüssigkeit unter Berücksichtigung der Schalllaufzeit bestimmt werden. Auch Kapazitäten von Messkörpern in verschiedenen Flüssigkeiten, das heißt Permittivitäten von verschiedenen Flüssigkeiten, insbesondere abhängig von der Temperatur, und/oder Leitwerte von verschiedenen Flüssigkeiten, insbesondere abhängig von der Temperatur, können in dem Speichermedium hinterlegt sein. The computing unit preferably has at least one storage medium and/or can be connected to a storage medium. Comparative values can be stored on the storage medium, which are necessary, for example, to determine the conductance and/or the capacitance and/or the fill level and/or the sound propagation time. For example, the sound propagation time of ultrapure water, in particular as a function of the temperature, and/or of other liquids can be stored in the storage medium. Thus, by simply comparing the measured sound transit time with the stored sound transit time, the quality and/or the degree of contamination of the liquid can be determined, taking the sound transit time into account. Capacities of measuring bodies in different liquids, ie permittivities of different liquids, in particular depending on the temperature, and/or conductivity values of different liquids, in particular depending on the temperature, can be stored in the storage medium.
Bei einem bevorzugten Verfahren zum Bestimmen der Qualität und/oder des Verschmutzungsgrads der Flüssigkeit mit der Sensoranordnung kann, vorzugsweise kontinuierlich, der Leitwertsensor den Leitwert der Flüssigkeit bestimmen und der Kapazitätssensor die Kapazität der Messkörper in der Flüssigkeit bestimmen. Die Messwerte können dabei gleichzeitig oder nacheinander oder zeitlich überschneidend in einer beliebigen Reihenfolge aufgenommen werden. Die Recheneinheit kann anhand der Messwerte des Kapazitätssensors und des Leitwertsensors die Qualität und/oder den Verschmutzungsgrad der Flüssigkeit bestimmen. Durch das Verfahren kann die Qualität und/oder der Verschmutzungsgrad der Flüssigkeit sehr genau bestimmt werden. Des Weiteren kann in dem Verfahren der Füllstandsensor den Füllstand der Flüssigkeit in dem Behälter, in dem die Sensoranordnung anordenbar ist, bestimmen. Durch den Füllstandsensor, der beispielsweise ein Ultraschallsensor sein kann, kann erkannt werden, ob sich eine Flüssigkeit im Behälter befindet, und ob die Flüssigkeit insbesondere die Stifte des Leitwertsensors und/oder die Messkörper des Kapazitätssensors vollständig bedeckt oder umgibt. Unter Berücksichtigung des Füllstands kann die Recheneinheit somit die Qualität und/oder den Verschmutzungsgrad der Flüssigkeit bestimmen. In a preferred method for determining the quality and/or degree of contamination of the liquid with the sensor arrangement, the conductance sensor can determine the conductance of the liquid, preferably continuously, and the capacitance sensor can determine the capacitance of the measuring body in the liquid. The measured values can be recorded simultaneously or one after the other or overlapping in time in any order. The processing unit can determine the quality and/or the degree of contamination of the liquid based on the measured values of the capacitance sensor and the conductance sensor. The quality and/or degree of contamination of the liquid can be determined very precisely by the method. Furthermore, in the method, the filling level sensor can determine the filling level of the liquid in the container in which the sensor arrangement can be arranged. The filling level sensor, which can be an ultrasonic sensor, for example, can be used to detect whether there is liquid in the container and whether the liquid in particular completely covers or surrounds the pins of the conductance sensor and/or the measuring body of the capacitance sensor. The computing unit can thus determine the quality and/or the degree of contamination of the liquid, taking into account the filling level.
Zusätzlich kann bei dem Verfahren die Temperatur der Flüssigkeit von dem Temperatursensor bestimmt werden, da beispielsweise der Leitwert der Flüssigkeit und/oder die Perm ittivität der Flüssigkeit von der Temperatur der Flüssigkeit abhängig sein können. Durch Berücksichtigung der Temperatur bei der Bestimmung der Qualität und/oder des Verschmutzungsgrades der Flüssigkeit kann die Qualität und/oder der Verschmutzungsgrad sehr genau bestimmt werden. In addition, the temperature of the liquid can be determined by the temperature sensor in the method, since, for example, the conductance of the liquid and/or the permittivity of the liquid can be dependent on the temperature of the liquid. By taking the temperature into account when determining the quality and/or degree of contamination of the liquid, the quality and/or degree of contamination can be determined very precisely.
Zusätzlich kann der Ultraschallsensor zur Schalllaufzeitbestimmung eine Schalllaufzeit in der Flüssigkeit bestimmen. Da diese ebenfalls von dem Grad der Verschmutzung und/oder der Qualität der Flüssigkeit abhängig ist, kann somit durch die Recheneinheit die Qualität der Flüssigkeit und/oder der Verschmutzungsgrad der Flüssigkeit unter Berücksichtigung der Schalllaufzeit nochmals genauer bestimmt werden. In addition, the ultrasonic sensor for determining the transit time of sound can determine a transit time of sound in the liquid. Since this also depends on the degree of contamination and/or the quality of the liquid, the quality of the liquid and/or the degree of contamination of the liquid can be determined more precisely by the computing unit, taking into account the sound propagation time.
Das Messen des Leitwerts der Flüssigkeit, der Kapazität der Messkörper in der Flüssigkeit und/oder der Füllstand der Flüssigkeit und/oder die Temperatur der Flüssigkeit und/oder der Schalllaufzeit in der Flüssigkeit kann in einer beliebigen Reihenfolge oder gleichzeitig erfolgen. The conductivity of the liquid, the capacitance of the measuring body in the liquid and/or the level of the liquid and/or the temperature of the liquid and/or the sound propagation time in the liquid can be measured in any order or simultaneously.
Erfindungsgemäß ist eine Sensoranordnung zur Bestimmung einer Qualität und/oder eines Verschmutzungsgrades einer Flüssigkeit, insbesondere in einem Behälter, vorgesehen. Die Sensoranordnung hat zumindest einen Leitwertsensor, der dazu konfiguriert ist, einen Leitwert der Flüssigkeit zu bestimmen, und zumindest einen Kapazitätssensor, der dazu konfiguriert ist, eine Kapazität von zwei Messkörpern in der Flüssigkeit zu bestimmen. Des Weiteren weist die Sensoranordnung zumindest eine Recheneinheit auf. Diese ist dazu konfiguriert, die Qualität und/oder den Verschmutzungsgrad der Flüssigkeit unter Berücksichtigung der Messwerte des Leitwertsensors und des Kapazitätssensors zu ermitteln. Des Weiteren ist ein Verfahren zur Bestimmung der Qualität der Flüssigkeit mit der Sensoranordnung vorgesehen. According to the invention, a sensor arrangement is provided for determining a quality and/or degree of contamination of a liquid, in particular in a container. The sensor arrangement has at least one conductivity sensor, which is configured to determine a conductivity of the liquid, and at least one capacitance sensor, which is configured to a capacitance of two measuring bodies in the determine liquid. Furthermore, the sensor arrangement has at least one computing unit. This is configured to determine the quality and/or the degree of contamination of the liquid, taking into account the measured values of the conductance sensor and the capacitance sensor. Furthermore, a method for determining the quality of the liquid using the sensor arrangement is provided.
Kurze Beschreibung der Zeichnung Brief description of the drawing
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Preferred exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below using schematic drawings. Show it:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Sensoranordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel, 1 shows a perspective view of a sensor arrangement according to an exemplary embodiment,
Fig. 2 eine Schnittansicht durch die Sensoranordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel, und 2 shows a sectional view through the sensor arrangement according to the exemplary embodiment, and
Fig. 3 einen Ablauf eines Verfahrens zur Bestimmung einer Qualität und/oder eines Verschmutzungsgrades einer Flüssigkeit. 3 shows a sequence of a method for determining a quality and/or a degree of contamination of a liquid.
Fig. 1 zeigt eine Sensoranordnung 1 , die ein Gehäuse 2 aufweist, in dem ein Ultraschallsensor, der nicht dargestellt ist, ein Leitwertsensor 4, ein Kapazitätssensor 6 und ein Temperatursensor, der ebenfalls nicht dargestellt ist, aufgenommen sind. Des Weiteren weist die Sensoranordnung 1 eine Recheneinheit 8 auf, die beispielsweise kabellos, beispielsweise über Bluetooth, und/oder mit Kabel und/oder über eine Leiterplatte, die in Fig. 2 näher erläutert ist, mit den Sensoren, die in dem Gehäuse 2 aufgenommen sind, verbindbar ist. Die Recheneinheit 8 kann sowohl in als auch außerhalb des Behälters 12 angeordnet sein. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Recheneinheit 8 außerhalb des Behälters 12 angeordnet. 1 shows a sensor arrangement 1, which has a housing 2, in which an ultrasonic sensor, which is not shown, a conductance sensor 4, a capacitance sensor 6 and a temperature sensor, which is also not shown, are accommodated. Furthermore, the sensor arrangement 1 has a computing unit 8 which, for example, can be connected wirelessly, for example via Bluetooth, and/or with a cable and/or via a printed circuit board, which is explained in more detail in FIG are, is connectable. The processing unit 8 can be arranged both inside and outside of the container 12 . In this exemplary embodiment, the arithmetic unit 8 is arranged outside of the container 12 .
In dem Gehäuse 2 ist der Ultraschallsensor, der hier nicht dargestellt ist und der zum Bestimmen eines Füllstands in dem Behälter 12 oder einer Schalllaufzeit der Flüssigkeit, die sich in dem Behälter 12 befindet, ausgebildet sein kann, in einem Bereich A des Gehäuses 2 aufgenommen. Das Gehäuse 2 hat im Bereich A, in dem der Ultraschallsensor aufgenommen ist, eine Aussparung 14, die in dem Bereich vorgesehen ist, wo der Ultraschallsensor angeordnet ist, was untenstehend anhand Fig. 2 näher erläutert wird. Die Aussparung 14 ist als Becken ausgebildet. Ein Beckenboden dient als Wandung zwischen dem nicht dargestellten Ultraschallsensor und der Flüssigkeit. Der Ultraschallsensor ist in dem Gehäuse 2 vollständig aufgenommen und auf einer von der Aussparung 14 wegweisenden Seite des Gehäuses 2 angeordnet. Die Aussparung 16 führt zu einer verbesserten mechanischen Stabilität des Gehäuses 2. Der Ultraschall, der durch den Ultraschallsensor abgestrahlt wird, kann über den Beckenboden in die Flüssigkeit emittiert werden. Des Weiteren ist denkbar, dass der Ultraschall durch die Aussparung 14 gelenkt oder geführt ist, sodass eine Messung genauer sein kann. The ultrasonic sensor, which is not shown here and which can be designed to determine a filling level in the container 12 or a sound propagation time of the liquid that is in the container 12, is accommodated in the housing 2 in an area A of the housing 2. The housing 2 has in the area A, in which the ultrasonic sensor is accommodated, a recess 14 in the area is provided where the ultrasonic sensor is arranged, which is explained in more detail below with reference to FIG. The recess 14 is designed as a basin. A pelvic floor serves as a wall between the ultrasonic sensor, not shown, and the liquid. The ultrasonic sensor is completely accommodated in the housing 2 and is arranged on a side of the housing 2 pointing away from the recess 14 . The cutout 16 leads to improved mechanical stability of the housing 2. The ultrasound emitted by the ultrasound sensor can be emitted into the liquid via the pelvic floor. Furthermore, it is conceivable that the ultrasound is directed or guided through the recess 14 so that a measurement can be more accurate.
In einem weiteren Bereich B des Gehäuses 2, der benachbart zu dem Bereich A des Gehäuses 2 angeordnet ist, sind der Leitwertsensor 4 und der Kapazitätssensor 6 angeordnet. Es kragen zwei Stifte 18 des Leitwertsensors 4, die einen runden Querschnitt aufweisen und elektrisch kontaktierbar sind, aus dem Gehäuse 2 aus. Die Stifte 18 sind im Parallelabstand zueinander, nebeneinander angeordnet. Bei einer Leitwertmessung wird eine Spannung an die Stifte 18 angelegt und es wird ein Strom gemessen, der zwischen den Stiften 18 fließt. Je nach Qualität und/oder Verschmutzungsgrad der Flüssigkeit, die in dem Behälter 12 ist und die die aus dem Gehäuse 2 auskragenden Abschnitte der Stifte 18 vorzugsweise vollständig bedeckt, kann sich der Leitwert der Flüssigkeit verändern und somit ein Strom, der zwischen den Stiften 18 fließt. In a further area B of the housing 2, which is arranged adjacent to the area A of the housing 2, the conductance sensor 4 and the capacitance sensor 6 are arranged. Two pins 18 of conductance sensor 4, which have a round cross section and can be electrically contacted, protrude from housing 2. The pins 18 are arranged parallel to one another, next to one another. In a conductance measurement, a voltage is applied to the pins 18 and a current flowing between the pins 18 is measured. Depending on the quality and/or degree of contamination of the liquid that is in the container 12 and that preferably completely covers the sections of the pins 18 projecting out of the housing 2, the conductance of the liquid can change and thus a current that flows between the pins 18 .
Die Stifte 18 sind von einer Wandung eines metallischen Bauteils 20 umrahmt, wobei sich das metallische Bauteil 20 in die gleiche Richtung erstreckt, wie die Stifte 18. Die Wandung weist eine Aussparung 22 auf, die sich etwa in Längsrichtung der Stifte 18, das heißt parallel zu der Erstreckungsrichtung der Stifte 18, erstreckt. Die Aussparung 22 erstreckt sich in Längsrichtung der Stifte über die gesamte Länge der Wandung des metallischen Bauteils 20. Das heißt, die Wandung des metallischen Bauteils 20 weist eine Lücke auf und umfasst die Stifte 18 nicht vollständig. Die Stifte 18 sind zudem ungefähr in der Mitte des metallischen Bauteils angeordnet. Das metallische Bauteil 20 weist zusätzlich weitere runde Aussparungen 24 auf, die in einem Bereich des metallischen Bauteils 20 ausgebildet sind, der in der Nähe des Gehäuses 2 ist. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist nur eine der Aussparungen 24 mit einem Bezugszeichen versehen. Um eine Permittivität der Flüssigkeit in dem Behälter 12 zu bestimmen, kann eine Spannung an das metallische Bauteil 20 und an zumindest einem der Stifte 18 angelegt werden und die Kapazität zwischen dem Stift 18 und dem metallischen Bauteil 20 bestimmt werden. Das heißt der Kapazitätssensor 6 weist zwei Messkörper auf, deren Kapazität bestimmt werden soll, und einer der Messkörper ist das metallische Bauteil 20 und ein weiterer Messkörper ist einer der Stifte 18. Somit bilden der Kapazitätssensor 6 und der Leitwertsensor 4 eine sehr kompakte Sensoreinheit, mit der der Leitwert der Flüssigkeit und auch eine Kapazität von Messkörpern in der Flüssigkeit bestimmt werden kann. The pins 18 are framed by a wall of a metallic component 20, the metallic component 20 extending in the same direction as the pins 18. The wall has a recess 22 which extends approximately in the longitudinal direction of the pins 18, ie parallel to the extension direction of the pins 18 extends. The recess 22 extends in the longitudinal direction of the pins over the entire length of the wall of the metallic component 20. This means that the wall of the metallic component 20 has a gap and does not completely enclose the pins 18. The pins 18 are also arranged approximately in the middle of the metal component. The metallic component 20 additionally has further round recesses 24 which are formed in an area of the metallic component 20 which is in the vicinity of the housing 2 . Out For reasons of clarity, only one of the recesses 24 is provided with a reference number. In order to determine a permittivity of the liquid in the container 12, a voltage can be applied to the metallic component 20 and to at least one of the pins 18 and the capacitance between the pin 18 and the metallic component 20 can be determined. This means that the capacitance sensor 6 has two measuring bodies whose capacitance is to be determined, and one of the measuring bodies is the metallic component 20 and another measuring body is one of the pins 18. The capacitance sensor 6 and the conductance sensor 4 thus form a very compact sensor unit, with which can be used to determine the conductance of the liquid and also a capacitance of measuring bodies in the liquid.
Das Gehäuse weist einen weiteren Bereich C auf, in dem ein Temperatursensor, der hier nicht dargestellt ist, angeordnet ist. Der Bereich C schließt sich an den Bereich B an. Das Gehäuse 2 weist eine becherförmige Auskragung 26 auf, die sich von dem Gehäuse 2 wegerstreckt. In dieser kann zumindest ein Teil des Temperatursensors angeordnet sein. Der Temperatursensor erstreckt sich somit innerhalb der Auskragung 26, die vollständig von der Flüssigkeit in dem Behälter 12 umgeben sein kann. Somit kann eine Temperatur der Flüssigkeit zuverlässig bestimmbar sein. The housing has a further area C, in which a temperature sensor, which is not shown here, is arranged. Area C connects to area B. The housing 2 has a cup-shaped projection 26 extending away from the housing 2 . At least part of the temperature sensor can be arranged in this. The temperature sensor thus extends within the projection 26 which may be completely surrounded by the liquid in the container 12. A temperature of the liquid can thus be reliably determined.
Des Weiteren weist das Gehäuse 2 zumindest eine Lasche 28 auf, die zur Befestigung des Gehäuses 2 an dem Behälter 12 vorgesehen sein kann. Beispielsweise kann durch die Lasche 28 eine Schraube oder ein Stift geführt sein, der in dem Behälter 12 befestigt sein kann. So ist das Gehäuse 2 leicht an dem Behälter befestigbar. Furthermore, the housing 2 has at least one tab 28 which can be provided for fastening the housing 2 to the container 12 . For example, a screw or a pin that can be fastened in the container 12 can be guided through the tab 28 . Thus, the housing 2 can be easily attached to the container.
Die Recheneinheit 8 kann unter Berücksichtigung der Messwerte des Ultraschallsensors und des Temperatursensors, die beide nicht dargestellt sind, und des Kapazitätssensors 6 und des Leitwertsensors 4 eine Qualität oder einen Verschmutzungsgrad der Flüssigkeit in dem Behälter 12 bestimmen. Je nach chemischer Zusammensetzung ändern sich die von den Sensoren bestimmten Messwerte, und somit kann eine Qualität und/oder ein Verschmutzungsgrad der Flüssigkeit in dem Behälter genauestens und zuverlässig bestimmt werden. Vergleichswerte, die die Recheneinheit 8 zum Abgleich mit den Messergebnissen der Sensoren 4, 6, des Ultraschallsensors und des Temperatursensors verwenden kann, können in einem Speichermedium 29 gespeichert sein, das in diesem Ausführungsbeispiel in die Recheneinheit 8 integriert ist. The computing unit 8 can determine a quality or degree of contamination of the liquid in the container 12 taking into account the measured values of the ultrasonic sensor and the temperature sensor, both of which are not shown, and the capacitance sensor 6 and the conductance sensor 4 . The measured values determined by the sensors change depending on the chemical composition, and thus a quality and/or degree of contamination of the liquid in the container can be determined most precisely and reliably. Comparative values that the computing unit 8 can use to compare with the measurement results of the sensors 4, 6, the ultrasonic sensor and the temperature sensor, can be stored in a storage medium 29 which is integrated in the computing unit 8 in this exemplary embodiment.
In Fig. 2 ist die Sensoranordnung 1 mit dem Gehäuse 2 und dem Leitwertsensor 4 und dem Kapazitätssensor 6 dargestellt. Es ist zu erkennen, dass sich die Stifte 18 des Leitwertsensors 4 von einer Leiterplatte 30 weg erstrecken. Die Stifte 18 sind mit zwei Kontakten 32 mit der Leiterplatte 30 verbunden. Die Kontakte 32 weisen jeweils ebenfalls einen runden Querschnitt auf, der etwas kleiner ist, als der Querschnitt der Stifte 18. Des Weiteren sind die Stifte 18 jeweils koaxial mit dem jeweiligen Kontakt 32 angeordnet. In Fig. 2, the sensor arrangement 1 with the housing 2 and the conductance sensor 4 and the capacitance sensor 6 is shown. It can be seen that the pins 18 of the conductance sensor 4 extend away from a printed circuit board 30 . The pins 18 are connected to the circuit board 30 with two contacts 32 . The contacts 32 each also have a round cross section, which is somewhat smaller than the cross section of the pins 18. Furthermore, the pins 18 are each arranged coaxially with the respective contact 32.
Außerdem umschließt das metallische Bauteil 20 die Stifte 18, wobei die Stifte 18 etwa in der Mitte der Wandung des metallischen Bauteils 20 angeordnet sind. Die Stifte 18 und das metallische Bauteil 20 sind in einem Bereich, der in dem Gehäuse 2 aufgenommen ist, vollständig vom Material, aus dem das Gehäuse 2 gegossen ist, umgeben oder umgossen. Die Stifte 18 und das metallische Bauteil 20, kragen, über ihre Gesamtlänge gesehen mit einem größeren Anteil, als in dem Gehäuse 2 vergossen ist, aus dem Gehäuse 2 aus. Die Wandung des metallischen Bauteils 20 kragt dabei nicht von der Leiterplatte 30 aus, sondern ist von der Leiterplatte 30 beabstandet. Das metallische Bauteil 20 kragt in etwa von einem Abschnitt in einer Längsrichtung der Stifte 18 aus, an der die Kontakte 32 mit dem jeweiligen Stift 18 verbunden sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Stifte 18 elektrisch mit der Leiterplatte 30 kontaktiert dargestellt. Vorzugsweise ist das metallische Bauteil 20 ebenfalls elektrisch mit der Leiterplatte 30 verbunden. In addition, the metallic component 20 encloses the pins 18, the pins 18 being arranged approximately in the middle of the wall of the metallic component 20. The pins 18 and the metallic component 20 are completely surrounded or encapsulated in a region which is accommodated in the housing 2 by the material from which the housing 2 is cast. The pins 18 and the metal component 20 protrude from the housing 2 to a greater extent than is cast in the housing 2 over their entire length. The wall of the metallic component 20 does not protrude from the printed circuit board 30 but is at a distance from the printed circuit board 30 . The metallic component 20 cantilevers approximately from a section in a longitudinal direction of the pins 18 where the contacts 32 are connected to the respective pin 18 . In this exemplary embodiment, the pins 18 are shown in electrical contact with the circuit board 30 . The metallic component 20 is preferably also electrically connected to the printed circuit board 30 .
Des Weiteren ist der Ultraschallsensor 34 dargestellt, der ebenfalls mit der Leiterplatte 30 kontaktiert ist. Über den Ultraschallsensor 34 kann der Füllstand der Flüssigkeit in dem Behälter 12, siehe Fig. 1 , bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich, wenn der Füllstand bekannt ist, kann über den Ultraschallsensor 34 eine Schalllaufzeit in der Flüssigkeit bestimmt werden. Des Weiteren ist der Temperatursensor 36 dargestellt, der ebenfalls von der Leiterplatte 30 in die gleiche Richtung, wie die Stifte 18, auskragt. Der Temperatursensor 36 kragt in die Auskragung 26, die becherförmig ausgebildet ist, ein und, da die Auskragung 26 vollständig von der Flüssigkeit in dem Behälter 12 umgeben sein kann, kann über den Temperatursensor 36 die Temperatur zuverlässig bestimmbar sein. Furthermore, the ultrasonic sensor 34 is shown, which is also contacted with the printed circuit board 30 . The filling level of the liquid in the container 12, see FIG. 1, can be determined via the ultrasonic sensor 34 . As an alternative or in addition, if the fill level is known, a sound propagation time in the liquid can be determined via the ultrasonic sensor 34 . Furthermore, the temperature sensor 36 is shown, which also protrudes from the printed circuit board 30 in the same direction as the pins 18 . The temperature sensor 36 protrudes into the protrusion 26, which is cup-shaped, and since the protrusion 26 is completely surrounded by the liquid in the container 12 can be, the temperature can be reliably determined via the temperature sensor 36 .
In Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen einer Qualität und/oder eines Verschmutzungsgrades einer Flüssigkeit dargestellt. In einem ersten Schritt 38 kann über den Leitwertsensor 4, siehe Fig. 1 , der Leitwert der Flüssigkeit bestimmt werden. In einem weiteren Schritt 40, der vor, nachdem oder gleichzeitig mit dem Schritt 38 ausgeführt werden kann, kann mit dem Kapazitätssensor 6, siehe Fig. 1 , eine Kapazität von Messkörpern in der Flüssigkeit bestimmt werden. Die Messkörper können beispielsweise einer der Stifte 18 des Leitwertsensors 4 und das metallische Bauteil 20 sein, s. Fig. 2. In einem weiteren Schritt 42 kann die Temperatur der Flüssigkeit in dem Behälter 12, siehe Fig. 1 , über den Temperatursensor 36, siehe Fig. 2, gemessen sein. In einem weiteren Schritt 44 kann, beispielsweise über den Ultraschallsensor 34, siehe Fig. 2, Füllstand der Flüssigkeit in dem Behälter 12 bestimmt werden. Es ist möglich, dass in einem weiteren Schritt 46, beispielsweise von dem Ultraschallsensor 34, die Schalllaufzeit in der Flüssigkeit bestimmt wird. Die Schritte 38, 40, 42, 44, 46 können gleichzeitig oder nacheinander erfolgen, wobei die Reihenfolge beliebig ist und zum Beispiel mindestens zwei der Schritte gleichzeitig ausgeführt werden können. Insbesondere werden die Schritte kontinuierlich durchgeführt. Die in den Schritten 38 bis 46 aufgenommenen Messergebnisse werden im Anschluss kabellos und/oder über ein Kabel an die Recheneinheit 8 weitergegeben und diese kann in einem weiteren Schritt 48 die Qualität und/oder den Verschmutzungsgrad der Flüssigkeit in dem Behälter 12, siehe Fig. 1 , bestimmen. FIG. 3 shows a flow chart of a method for determining a quality and/or a degree of contamination of a liquid. In a first step 38, the conductance of the liquid can be determined via the conductance sensor 4, see FIG. In a further step 40, which can be carried out before, after or at the same time as step 38, a capacitance of measuring bodies in the liquid can be determined using the capacitance sensor 6, see FIG. The measuring bodies can be, for example, one of the pins 18 of the conductance sensor 4 and the metallic component 20, see Fig. 2. In a further step 42, the temperature of the liquid in the container 12, see Fig. 1, can be measured via the temperature sensor 36, see 2, to be measured. In a further step 44, the filling level of the liquid in the container 12 can be determined, for example via the ultrasonic sensor 34, see FIG. It is possible that in a further step 46, for example by the ultrasonic sensor 34, the sound propagation time in the liquid is determined. Steps 38, 40, 42, 44, 46 can be carried out simultaneously or sequentially, the order being arbitrary and, for example, at least two of the steps being carried out simultaneously. In particular, the steps are carried out continuously. The measurement results recorded in steps 38 to 46 are then forwarded wirelessly and/or via a cable to the computing unit 8, and in a further step 48 this can check the quality and/or the degree of contamination of the liquid in the container 12, see Fig. 1 , determine.
Bezugszeichenliste Reference List
Sensoranordnung 1 Gehäuse 2 Leitwertsensor 4 Kapazitätssensor 6 Recheneinheit 8 Behälter 12 Wandung 14 Aussparung 16 Stift 18 Bauteil 20 Aussparung 22, 24 Auskragung 26 Lasche 28 Speichermedium 29 Leiterplatte 30 Kontakt 32 Ultraschallsensor 34 Sensor arrangement 1 housing 2 conductance sensor 4 capacitance sensor 6 computing unit 8 container 12 wall 14 recess 16 pin 18 component 20 recess 22, 24 projection 26 tab 28 storage medium 29 printed circuit board 30 contact 32 ultrasonic sensor 34
Temperatursensor 36 Schritt 38, 40, 42, 44, 46, 48 Temperature sensor 36 step 38, 40, 42, 44, 46, 48

Claims

Ansprüche Sensoranordnung zur Bestimmung einer Qualität einer Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass diese zumindest einen Leitwertsensor (4), der dazu konfiguriert ist, einen Leitwert der Flüssigkeit zu bestimmen, und zumindest einen Kapazitätssensor (6) aufweist, der dazu konfiguriert ist, eine Kapazität von zwei Messkörpern (18, 20) in der Flüssigkeit zu bestimmen, wobei die Sensoranordnung (1 ) eine Recheneinheit (8) aufweist, die dazu konfiguriert ist, die Qualität der Flüssigkeit unter Berücksichtigung der Messerwerte des Leitwertsensors (4) und des Kapazitätssensors (6) zu ermitteln. Sensoranordnung gemäß Anspruch 1 , wobei der Leitwertsensor (4) zwei benachbarte Stifte (18) aufweist, an die eine Spannung angelegt ist, um den Leitwert der Flüssigkeit zwischen den Stiften (18) zu ermitteln. Sensoranordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei ein Messkörper des Kapazitätssensors (6) aus einem metallischen Bauteil (20) und der weitere Messkörper aus zumindest einem der Stifte (18) ausgebildet ist, wobei das metallische Bauteil (20) und dieser Stift (18) zumindest teilweise von der Flüssigkeit umgeben sind, und wobei zwischen diesem Stift (18) und dem metallischen Bauteil (20) ein elektrisches Feld erzeugbar ist, um die Kapazität des Stifts (18) und des metallischen Bauteils (20) zu bestimmen. Sensoranordnung gemäß Anspruch 3, wobei das metallische Bauteil (20) die Stifte (18), die zumindest etwa im Parallelabstand zueinander angeordnet sind, in ihrer Längsrichtung zumindest teilweise umschließt. Sensoranordnung gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei das metallische Bauteil (20) als eine Wandung ausgebildet ist, die sich in Längsrichtung entlang der Stifte (18) erstreckt und die Stifte (18) von der Wandung umrahmt sind. Sensoranordnung gemäß Anspruch 5, wobei die Wandung des metallischen Bauteils (20) zumindest eine durchgängige Aussparung (22) aufweist, die sich zumindest etwa in Längsrichtung der Stifte (18) erstreckt. Sensoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei diese zumindest einen Füllstandsensor (34) aufweist, der dazu konfiguriert ist, einen Füllstand der Flüssigkeit in einem Behälter (12) zu bestimmen, in dem die Sensoranordnung (1) anordenbar ist, wobei die Recheneinheit (8) dazu konfiguriert ist, die Qualität der Flüssigkeit unter Berücksichtigung der Messerwerte des Füllstandsensors (34) zu ermitteln. Sensoranordnung gemäß Anspruch 7, wobei der Füllstandsensor (34) ein Ultraschallsensor ist. Sensoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Ultraschallsensor (34) oder ein weiterer Ultraschallsensor dazu konfiguriert ist, eine Schalllaufzeit in der Flüssigkeit zu bestimmen, wobei die Recheneinheit (8) dazu konfiguriert ist, die Qualität der Flüssigkeit unter Berücksichtigung der Messerwerte des Ultraschallsensors (34) zu ermitteln. Sensoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei diese zumindest einen Temperatursensor (36) aufweist, der dazu konfiguriert ist, eine Temperatur der Flüssigkeit zu bestimmen, wobei die Recheneinheit (8) dazu konfiguriert ist, die Qualität der Flüssigkeit unter Berücksichtigung der Messerwerte des Temperatursensors (36) zu ermitteln. Sensoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei diese ein Gehäuse (2) aufweist, in dem die jeweiligen Sensoren (4, 6, 34, 36) integriert sind, wobei die Stifte (18) und das metallische Bauteil (20) zumindest teilweise aus dem Gehäuse (2) auskragen, um von der Flüssigkeit umgebbar zu sein. Sensoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei die Recheneinheit (8) zumindest ein Speichermedium (29) aufweist und/oder mit einem Speichermedium (29) verbindbar ist, in dem Vergleichswerte zum Abgleich der Messergebnisse gespeichert sind. Verfahren zum Bestimmen der Qualität der Flüssigkeit mit der Sensoranordnung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Leitwertsensor (4) den Leitwert der Flüssigkeit bestimmt, der Kapazitätssensor (6) die Kapazität der zwei Messkörper (18, 20) in der Flüssigkeit bestimmt, und die Recheneinheit (8) eine Qualität der Flüssigkeit anhand der Messwerte des Leitwertsensors (4) und des Kapazitätssensors (6) bestimmt. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei ein Füllstandsensor (34) einen Füllstand der Flüssigkeit in einem Behälter, in dem die Sensoranordnung (1 ) anordenbar ist, bestimmt, und/oder wobei ein Temperatursensor (36) eine Temperatur der Flüssigkeit bestimmt, und wobei die Recheneinheit (8) die Qualität der Flüssigkeit unter Berücksichtigung der Messwerte des Füllstandsensors (34) und/oder des Temperatursensors (36) bestimmt. Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei ein Ultraschallsensor (34) eine Schallaufzeit in der Flüssigkeit bestimmt, und die Recheneinheit (8) die Qualität der Flüssigkeit unter Berücksichtigung der Messwerte des Ultraschallsensors (34) bestimmt. Claims Sensor arrangement for determining a quality of a liquid, characterized in that it has at least one conductance sensor (4) which is configured to determine a conductance of the liquid, and at least one capacitance sensor (6) which is configured to have a capacitance of two measuring bodies (18, 20) in the liquid, the sensor arrangement (1) having a computing unit (8) which is configured to determine the quality of the liquid taking into account the measured values of the conductance sensor (4) and the capacitance sensor (6) to determine. Sensor arrangement according to claim 1, wherein the conductance sensor (4) has two adjacent pins (18) to which a voltage is applied in order to determine the conductance of the liquid between the pins (18). Sensor arrangement according to claim 1 or 2, wherein a measuring body of the capacitance sensor (6) is formed from a metallic component (20) and the further measuring body is formed from at least one of the pins (18), the metallic component (20) and this pin (18) are at least partially surrounded by the liquid, and an electric field can be generated between this pin (18) and the metallic component (20) in order to determine the capacitance of the pin (18) and the metallic component (20). Sensor arrangement according to Claim 3, in which the metal component (20) at least partially encloses the pins (18), which are arranged at least approximately parallel to one another, in their longitudinal direction. Sensor arrangement according to Claim 3 or 4, in which the metallic component (20) is in the form of a wall which extends longitudinally along the pins (18) and the pins (18) are framed by the wall. Sensor arrangement according to Claim 5, in which the wall of the metallic component (20) has at least one continuous recess (22) which extends at least approximately in the longitudinal direction of the pins (18). Sensor arrangement according to one of Claims 1 to 6, wherein it has at least one level sensor (34) which is configured to determine a level of the liquid in a container (12) in which the sensor arrangement (1) can be arranged, the computing unit (8) is configured to determine the quality of the liquid taking into account the readings of the level sensor (34). Sensor arrangement according to claim 7, wherein the filling level sensor (34) is an ultrasonic sensor. Sensor arrangement according to one of claims 1 to 8, wherein the ultrasonic sensor (34) or another ultrasonic sensor is configured to determine a sound propagation time in the liquid, wherein the computing unit (8) is configured to determine the quality of the liquid taking into account the measured values of the To determine ultrasonic sensor (34). Sensor arrangement according to one of claims 1 to 9, wherein this has at least one temperature sensor (36) which is configured to determine a temperature of the liquid, wherein the computing unit (8) is configured to determine the quality of the liquid taking into account the measured values of the Determine temperature sensor (36). Sensor arrangement according to one of claims 1 to 10, wherein this has a housing (2) in which the respective sensors (4, 6, 34, 36) are integrated, wherein the pins (18) and the metallic component (20) at least partially cantilever out of the housing (2) in order to be surrounded by the liquid. Sensor arrangement according to one of claims 1 to 11, wherein the computing unit (8) has at least one storage medium (29) and / or with can be connected to a storage medium (29) in which comparison values for comparing the measurement results are stored. Method for determining the quality of the liquid with the sensor arrangement (1) according to one of claims 1 to 12, wherein the conductance sensor (4) determines the conductance of the liquid, the capacitance sensor (6) the capacitance of the two measuring bodies (18, 20) in the Liquid determined, and the computing unit (8) determines a quality of the liquid based on the readings of the conductance sensor (4) and the capacitance sensor (6). Method according to claim 13, wherein a level sensor (34) determines a level of the liquid in a container in which the sensor arrangement (1) can be arranged, and/or wherein a temperature sensor (36) determines a temperature of the liquid, and wherein the computing unit (8) determines the quality of the liquid taking into account the measured values of the level sensor (34) and/or the temperature sensor (36). Method according to claim 14, wherein an ultrasonic sensor (34) determines a sound propagation time in the liquid, and the computing unit (8) determines the quality of the liquid taking into account the measured values of the ultrasonic sensor (34).
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