[发明专利]具有返回管线的传感器头

说明书

本发明提供了一种传感器头，用于布置在流体罐的孔口中，气泡减少装置用于阻挡将流体返回至流体罐的返回管线中的流体气泡。另外，提供了包括传感器头的相应的流体传感器和包括流体传感器的选择性催化还原系统。

技术领域

本发明涉及布置在流体罐的孔口中的传感器头并涉及流体传感器，例如包括这种传感器头的尿素传感器。另外，本发明还涉及包括该传感器头的选择性催化还原(SCR)系统，其用于净化柴油车的排放气体中的有害NOx成分。

背景技术

流体性质传感器广泛用于车辆中。例如，它们用于检测流体的液位，例如燃料罐中的燃料液位，或者最近常见的，检测尿素罐中的尿素的液位和/或品质。这类流体，例如柴油机排出流体(DEF)或车用尿素(Adblue)，被用于用来减少柴油机排出气体中的有害NOx成分的还原系统。DEF包括约68％的软化水和32％的尿素(CH₄N₂O)，其也称为AUS 32(水性尿素溶液)。为了有效减少废气中的NOx，分析尿素溶液的品质及其在罐内的液位是重要的。所述品质例如与DEF的纯度和清洁度中的至少一项有关。

为了实现液位测量，例如，设置在印刷电路板上的一组簧片开关彼此并排排列并且定位在管内，例如由聚丙烯制成。磁性浮子围绕管，并且取决于它在尿素溶液上的位置将导致对应的开关的切换。

除了液位测量之外，还可以感测溶液的其他性质，例如，温度、气泡的浓度或存在等。

传感器通常集成在管中，该管安装至并入罐的开口中的传感器头。传感器头通常包含用于其他管的开口。首先，需要管将流体从罐中吸出到其与NOx成分发生反应的地方。其次，需要另外的管将已经被吸出但尚未用于还原过程的流体返回到罐中。再者，由于DEF在-11.5℃及以下的温度下会结晶/冻结，因此在环境温度较低的情况下，需要使用加热装置来加热DEF。加热装置通常具有包括单个管的加热线圈。该加热线圈通常连接到车辆的冷却流体回路。

在WO 2011/078692A1中描述了常规的流体性质传感器的示例，其中用于测量尿素溶液的品质的品质传感器设备在设备的至少一部分插入到尿素溶液中的情况下进行操作。该设备包括传感器配置，用于测量一定量的尿素溶液内的机械和电气性质。该设备的数据处理布置可操作为处理机械和电气性质的测量结果，以产生指示尿素溶液的品质的输出数据。该设备具有用于添加、移除和/或再循环尿素溶液的一个或多个管连接件。

用于溶液的其它性质的传感器通常位于罐底部的流体液位传感器的下端，包括温度传感器以及用于测量尿素的浓度和品质的超声波发射器和传感器。

在许多应用中，例如在内燃机中，DEF从罐泵送到消耗装置，例如内燃机。为了始终确保向消耗装置供应充足的流体，将比实际需要的量更多的流体泵送到消耗装置。过量的未被消耗的流体被排回罐中。

通常，罐设置有传感器装置，该传感器装置可用于确定流体量和/或流体品质。传感器装置的正常功能可能因液流中存在气泡而受损，特别是由泵送流体的泵产生的气泡。气泡可能会结合高温和高压通过回流到罐的过量流体而引入。气泡可能例如粘附至流体品质传感器并可能导致测量错误。

发明内容

本发明解决了用于测量尿素浓度的常规装置中的上述问题。

根据本发明，该问题通过独立权利要求的主题来解决。本发明的有利实施例是从属权利要求的主题。

根据本发明的传感器头配置为布置在流体罐的孔口中，且该传感器头包括开口，配置为与流体返回管线流体连通，该流体返回管线用于将流体返回至流体罐，以及气泡减少装置，其设置在所述开口处，且配置为在操作期间在流体通过气泡减少装置时阻挡流体中的气泡。

这具有消除或至少减少例如在罐中和在流体品质传感器单元处的气泡聚集的效果，从而不会损害罐中的传感器的功能。