[发明专利]用于测量柴油过滤器中水的存在的方法和用于执行所述方法的水传感器

说明书

本发明涉及一种用于测量柴油过滤器中水的存在的方法和用于执行所述方法的水传感器，包括与一对电极(5)关联的功能组件，所述一对电极在柴油过滤器中布置在与燃料分离的用于倾析水的区域中，借助于电流源(3)和开关桥(4)将电流施加到所述电极，在被电时段分离的测量周期中，每个周期被确定为电流脉冲串，在第一测量周期中调适电极(5)的极化以便优化对在包含电极的介质中的水的测量，在检测到水的存在时调整作用在电流脉冲的持续时间上的功能行为。

技术领域

本发明涉及检测柴油发动机的燃料过滤器中水的积累，针对所述功能提出一种用于检测水的存在的方法和一种允许在有利条件下执行所述方法的传感器，使用了一种减小对于与要被控制的水-燃料介质接触的电极的有害影响的电导率系统。

背景技术

在用于柴油发动机的过滤和燃料喷射系统的领域中，长时间以来，就已经知道需要分离水，作为在制造和存储过程中污染的结果或者由于故意的掺杂，水可能存在于燃料(柴油)中，分离水的目的是防止水与被施加燃料的发动机的喷射系统的敏感元件接触，其中由于侵蚀的现象水会具有破坏性影响。

在小型车辆的情况下，分离水的这种功能可以被整合到应用的系统的发动机的燃料过滤器中，在其他应用中，可以使用称为水分离器的特别的过滤器。在任何情况下，从燃料分离出的水被倾析并且存储在特定的合适区域中，由于水密度大于柴油的事实，所述特定的合适区域通常位于过滤器或水分离元件的壳体的下部部分中。

通常由检测水的积累的传感器来补充分离并存储水的所述功能，所述传感器在水的积累在倾析区域中达到预定最大水位时提供信号，以便在造成损坏之前使积累的水被清除或汲取。

基本上存在两种对于倾析的水在柴油过滤器中的积累的检测系统。

1)浮子系统和磁簧开关，其包括提供有磁体的浮子，所述浮子的大小设置成使得在其浸没在包含水和柴油的容器中时，其漂浮在水中，水由于密度较大的事实而保持在下部部分中，并且其在柴油中下沉，柴油转而漂浮在水上，并且因此，当水倾析在容器的下部部分中时，浮子随水位向上移动。磁簧开关与浮子协同布置，以使得当到达预定水位时，由于磁体的安置，借助于磁簧开关的激活或去活而产生状态的改变，可以应用此在水到达最大预定水位时激活警告信号。

该系统具有没有电部件与液体介质接触以使得不产生侵蚀的破坏性现象的优点。然而，缺点在于其非常脆弱、对于振动和撞击高度敏感，并且此外，对于从应用的过滤器中的下部部分的竖直组件来说，设计必须非常特定，而对于横向组件来说，需要的设计完全不同，这使得需要使几种不同的设计可用，使其应用的可能性复杂化。

2)电导率系统，包括利用水和柴油之间的电导率差，原因在于柴油在应用的温度范围内是良好的电绝缘体，而水具有可以相对容易地测量的在所述温度范围内的电导率。

在该系统中布置有与液体介质接触的两个电极，电极一般借助于电压源和电阻式分压器或借助于电流源被极化，以使得电极之间产生的电压对电子比较器供电，电极被校准以便能够将较不导电的水与柴油区别开，这是作为在应用的过滤器中分离和倾析的结果而预期要被发现的。

目前，这种类型的系统的几乎所有设计都使用以直流的电极极化，由于阳极中的氧化以及阴极上的不溶性盐的沉积，这导致侵蚀的现象，当电极被保持浸没在水中时该现象不破坏电极之间的电连接性，并且因此也不破坏传感器的操作，但是当水被清除并消除时，电极变得与柴油接触，柴油被沉积物的晶体结构吸收，形成绝缘层，该绝缘层在电极再次变得与水接触时不会消除，这使得传感器关于检测在应用的过滤器中的后续的水积累的有效性的能力退化。

然而，根据电化学理论，可以知道如果在足够短的时间内倒转电极之间电流的极性，则在前述传感器的阳极或正电极中发生的许多氧化反应是可逆的。另外，沉淀反应(例如碳酸钙转变成碳酸盐)其在借助利用直流对电极极化的传感器中在负电极或阴极普遍发生，根据在每个时刻相同电极的极性，极性倒转在一个电极和另一个电极中交替地发生，从而增加传感器的功能有效性的时间，原因是电极中的每一个接收沉淀物的一半。