SE1050047A1 - Liquid conduction system with power control - Google Patents
Liquid conduction system with power control Download PDFInfo
- Publication number
- SE1050047A1 SE1050047A1 SE1050047A SE1050047A SE1050047A1 SE 1050047 A1 SE1050047 A1 SE 1050047A1 SE 1050047 A SE1050047 A SE 1050047A SE 1050047 A SE1050047 A SE 1050047A SE 1050047 A1 SE1050047 A1 SE 1050047A1
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- liquid
- heating device
- hose
- line system
- resistance
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 72
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 77
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 3
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 14
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000114 Corrugated plastic Polymers 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
- F16L11/04—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
- F16L11/11—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with corrugated wall
- F16L11/118—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with corrugated wall having arrangements for particular purposes, e.g. electrically conducting
- F16L11/1185—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with corrugated wall having arrangements for particular purposes, e.g. electrically conducting electrically conducting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
- F16L11/04—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
- F16L11/12—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with arrangements for particular purposes, e.g. specially profiled, with protecting layer, heated, electrically conducting
- F16L11/127—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with arrangements for particular purposes, e.g. specially profiled, with protecting layer, heated, electrically conducting electrically conducting
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
- G01K7/18—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer
- G01K7/183—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer characterised by the use of the resistive element
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/20—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
- G05D23/24—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor
- G05D23/2401—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor using a heating element as a sensing element
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
- H05B3/54—Heating elements having the shape of rods or tubes flexible
- H05B3/58—Heating hoses; Heating collars
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Pipe Accessories (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
Vätskeledningssystem innefattande en vätskeslang anpassad att innehålla en vätska och en elektrisk uppvärmningsanordning anordnad i anslutning till vätskeslangen för uppvärmning av denna, där den elektriska uppvärmningsanordningen är kopplad till en styrenhet som styr mängden elektrisk energi som påförs uppvärmningsanordningen, och att uppvärmningsanordningen innefattar ett elektriskt ledande material vilket utnyttjas för uppvärmning av vätskeslangen och som har en resistans. Uppvärmningsanordningen är anordnad så att den uppvisar en förutbestämd induktans, varvid styrenheten innefattar en spänningsmatningskrets som är anpassad att påföra den elektriska energin i form av en pulsbreddsmodulerad matningsspänning.(Figur 1)Liquid line system comprising a liquid hose adapted to contain a liquid and an electric heating device arranged in connection with the liquid hose for heating it, where the electric heating device is connected to a control unit that controls the amount of electrical energy applied to the heating device, and that the heating device comprises an electrically conductive material which used for heating the liquid hose and which has a resistance. The heating device is arranged so that it exhibits a predetermined inductance, whereby the control unit includes a voltage supply circuit which is adapted to apply the electrical energy in the form of a pulse width modulated supply voltage. (Figure 1)
Description
15 20 25 30 2 fryser Vilket gör hela systemet obrukbart. Detta medför att till exempel lastbilen inte uppfyller de avgaskrav som har fastställts. 15 20 25 30 2 freezer Which makes the whole system unusable. This means that, for example, the truck does not meet the exhaust emission requirements that have been established.
För att råda bot på problemet med frusen AdBlue har man utrustat slangama med värrneslingor som säkerställer att vätskan behåller sitt flytande tillstånd. Fryspunkten för AdBlue är -1l°C. Vid start av fordonet är det svårt att veta vilken temperatur vätskan har i slangarna och om värrneslingorna måste aktiveras. I tanken finns en termometer som övervakar temperaturen samt värmare för att tina eventuell frusen Adblue.To remedy the problem with frozen AdBlue, the hoses have been equipped with protective loops that ensure that the liquid retains its fl-liquid state. The freezing point of AdBlue is -1l ° C. When starting the vehicle, it is difficult to know what temperature the liquid has in the hoses and whether the protective loops must be activated. The tank has a thermometer that monitors the temperature and a heater to thaw any frozen Adblue.
WO-2005/ 124219 avser en elektriskt uppvärmningsbar koppling och en inkapslad vätskeslang med en elektriskt uppvärmningsbar koppling.WO-2005/124219 relates to an electrically heatable coupling and an encapsulated liquid hose with an electrically heatable coupling.
SE-528060 avser en elektrisk uppvärmd vätskeslang, där den elektriska kabeln som anordnats för uppvärmning av vätskeslangen är helt skyddad i ett yttre skyddshö lj e.SE-528060 relates to an electrically heated liquid hose, where the electric cable arranged for heating the liquid hose is completely protected in an outer protective housing.
SE-529417 avser ett ledningsnät för ett motorfordon, innefattande en vätskeslang och en kabel för uppvärmning av vätskeslangen. Bland annat används en anordning som har en positiv temperaturkoefficient, dvs. där resistansen ökar med ökande temperatur, eller altemativt en anordning som har en negativ temperaturkoefficient, dvs. där resistansen minskar med ökande temperatur. Denna anordning används för att reglera uppvärmningen av vätskeslangen.SE-529417 relates to a wiring harness for a motor vehicle, comprising a liquid hose and a cable for heating the liquid hose. Among other things, a device is used that has a positive temperature coefficient, ie. where the resistance increases with increasing temperature, or alternatively a device having a negative temperature coefficient, ie. where the resistance decreases with increasing temperature. This device is used to regulate the heating of the liquid hose.
En nackdel med de uppvärmningssystem som används idag for uppvärmning av vätskeslangar är svårigheten att veta när uppvärmningen skall initieras och i vilken omfattning uppvärmningen skall ske. Detta kan medföra att man, för säkerhets skull, värmer för mycket vilket innebär ett slöseri av energi. Det kan också medföra att man värmer för lite, eller inte alls, vilket negativt kan påverka utsläppen från fordonet.A disadvantage of the heating systems used today for heating liquid hoses is the difficulty of knowing when the heating is to be initiated and to what extent the heating is to take place. This can mean that, for safety's sake, you heat too much, which means a waste of energy. It can also mean that you heat too little, or not at all, which can negatively affect the emissions from the vehicle.
Slangama spänningsmatas från en elektrisk styrenhet som sitter på lastbilen. Generellt kan man säga att all elektronik har begränsningar med avseende på vilken effekt som den kan leverera. Dessa begränsningar gäller bland annat amplituden för matningssignalen. 10 15 20 25 30 3 För att kunna leverera rätt effekt till de eluppvärmda slangama behöver effekten kunna varieras. Ett sätt skulle vara att ändra resistansen i värmeslingan vilket kommer påverka effektutvecklingen. Detta medför dock en mängd nackdelar som icke är önskvärda.The hoses are powered by an electrical control unit located on the truck. In general, it can be said that all electronics have limitations with regard to the power it can deliver. These limitations apply, among other things, to the amplitude of the supply signal. 10 15 20 25 30 3 In order to be able to deliver the right power to the electrically heated hoses, the power needs to be able to be varied. One way would be to change the resistance in the heating coil, which will affect the power development. However, this entails a number of disadvantages which are not desirable.
Det finns önskemål om att kunna anpassa uppvärmningen med avseende på temperaturen i slangen så att högre effekt kan avges om slangama är kallare och att effekten sedan kan minskas i takt med att slangarna värms upp.There is a desire to be able to adjust the heating with respect to the temperature in the hose so that higher power can be emitted if the hoses are colder and that the power can then be reduced as the hoses heat up.
I vissa av dagens slangar försedda med uppvärrnningsanordningar är uppvärrnningsanordningen anpassad efter bland annat slangens längd så att varje längd har en speciell lindningstäthet för värmekablarna, vilket medför höga tillverkningskostnader eftersom varje längd måste tillverkas enligt sina specifikationer.In some of today's hoses provided with heating devices, the heating device is adapted to, among other things, the length of the hose so that each length has a special winding density for the heating cables, which entails high manufacturing costs because each length must be manufactured according to its specifications.
En generell nackdel med dagens system är svårigheten att anpassa uppvärmningen efter omständighetema, bland annat med avseende på vilken uppvärnming som vid varje tidpunkt är optimal och även med hänsyn till slangamas beskaffenhet.A general disadvantage of the current system is the difficulty of adapting the heating to the circumstances, among other things with regard to which heating is optimal at any given time and also with regard to the nature of the hoses.
Syftet med föreliggande uppfinning är att undanröja ovan nämnda nackdelar.The object of the present invention is to obviate the above-mentioned disadvantages.
Sammanfattning av uppfinningen Ovan nämnda syfte åstadkommes med uppfinningen definierad av det oberoende patentkravet.Summary of the Invention The above object is achieved by the invention defined by the independent claim.
Föredragna utföringsformer definieras av de beroende patentkraven.Preferred embodiments are defined by the dependent claims.
Enligt föreliggande uppfinning regleras således uppvärmningen av värrneslingan och därmed slangen genom att variera frekvensen och/eller pulsbredden för den pulsbreddsmodulerade matningsspänningen.According to the present invention, the heating of the protective loop and thus the hose is thus regulated by varying the frequency and / or the pulse width of the pulse width-modulated supply voltage.
En nödvändig förutsättning för att åstadkomma detta är att värmeslingan uppvisar både en elektrisk induktans och resistans. 10 15 20 25 30 Genom att kunna styra strömmen genom slangama blir det enklare att hålla reda på effektförbrukningen i slangen. Samtidigt så är det billigt att konstruera utgångar på styrenheten (ECUn) som kan ge en frekvens och pulsbreddsmodulerad spänning.A necessary condition for achieving this is that the heating coil has both an electrical inductance and resistance. 10 15 20 25 30 By being able to control the current through the hoses, it becomes easier to keep track of the power consumption in the hose. At the same time, it is cheap to design outputs on the control unit (ECU) that can provide a frequency and pulse width modulated voltage.
Vidare kan även antalet varianter av värmeslangama minimeras då strömmen kan kontrolleras oavsett värmeslingans resistans och induktans (inom rimliga gränser).Furthermore, the number of variants of the heating hoses can also be minimized as the current can be controlled regardless of the resistance and inductance of the heating loop (within reasonable limits).
Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning mäts resistansen i uppvärrnningsanordningen, som består t.ex. av värmeslingor, som finns i anslutning till slangarna för att bestämma vilken temperatur de har. Vid ett fortvarighetstillstånd bör vätska och slang, och därmed uppvärrnningsanordningen, ha antagit samma temperatur.According to an embodiment of the present invention, the resistance of the heating device, which consists of e.g. of heating coils, which are connected to the hoses to determine their temperature. In the event of a persistent condition, the liquid and hose, and thus the heating device, should have assumed the same temperature.
Det är önskvärt att få information om slangarna behöver värmas efter uppstart eller inte.It is desirable to get information on whether the hoses need to be heated after start-up or not.
En fördel med denna utföringsforrn är att ingen extra temperaturgivare behöver anordnas i slangarna för att bestämma vilken temperatur som vätskan har i slangama.An advantage of this embodiment is that no additional temperature sensor needs to be arranged in the hoses to determine what temperature the liquid has in the hoses.
En förutsättning för att mäta resistansen för att kunna bestämma temperaturen är att materialet i lindningen är så valt att materialets resistans är temperaturberoende.A prerequisite for measuring the resistance in order to be able to determine the temperature is that the material in the winding is chosen so that the resistance of the material is temperature dependent.
Exempelvis används koppar eller en kopparlegering.For example, copper or a copper alloy is used.
Uppvärmningen sker genom att påföra elektrisk energi till uppvärrnningsanordningen.The heating takes place by applying electrical energy to the heating device.
Detta kan ske genom att påföra en likspänning eller en växelspänning i form av en pulsbreddsmodulerad reglerad spänning. Uppvärnmingsanordningen uppvisar en viss induktans, som åstadkommits t.ex. genom att använda en tät spirallindning där varje lindningsvarv är induktivt kopplat till närliggande lindningsvarv.This can be done by applying a direct voltage or an alternating voltage in the form of a pulse width modulated regulated voltage. The heating device has a certain inductance, which is achieved e.g. by using a dense helical winding where each winding turn is inductively coupled to adjacent winding turns.
Således, mest fördelaktigt är om uppvärmningsanordningen består av ett material, t.ex. koppar, som har en temperaturberoende resistans och att den uppvisar en induktans vilket medför att en pulsbreddsmodulerad reglering kan ske, dvs. en noggrann reglering av uppvärmningen är möjligt.Thus, it is most advantageous if the heating device consists of a material, e.g. copper, which has a temperature-dependent resistance and that it exhibits an inductance, which means that a pulse-width modulated control can take place, ie. a precise control of the heating is possible.
Det är naturligtvis också möjligt att anordna en lindning som uppvisar en induktans för att kunna reglera uppvärmningen med pulsbreddsmodulerad reglering oberoende av vilket material som lindningen består av. 5 10 15 20 25 30 Lindningen kan vara en enkeltrådslindning, men även ha formen av ett nät eller en tunn folie.Of course, it is also possible to arrange a winding which has an inductance in order to be able to regulate the heating with pulse width modulated control regardless of the material of which the winding consists. The winding can be a single-wire winding, but also in the form of a net or a thin foil.
Kort ritningsbeskrivning Figur l visar ett schematiskt blockschema som illustrerar föreliggande uppfinning.Brief Description of the Drawings Figure 1 shows a schematic block diagram illustrating the present invention.
Figur 2 visar schematiskt en vätskeslang för användning i vätskeledningssystemet enligt föreliggande uppfinning.Figure 2 schematically shows a liquid hose for use in the liquid line system of the present invention.
Figur 3 visar schematiskt en vätskeslang av en första typ för användning i vätskeledningssystemet enligt föreliggande uppfinning.Figure 3 schematically shows a liquid hose of a first type for use in the liquid line system according to the present invention.
Figur 4 visar schematiskt en vätskeslang av en andra typ för användning i vätskeledningssystemet enligt föreliggande uppfinning.Figure 4 schematically shows a liquid hose of a second type for use in the liquid line system of the present invention.
Figur 5 visas en elektrisk representation av uppvärnmingsanordningen enligt föreliggande uppfinning.Figure 5 shows an electrical representation of the heating device according to the present invention.
Figur 6 visas kurvor av matningsspänningen och motsvarande ström som flyter genom uppvärmningsanordningen enligt föreliggande uppfinning.Figure 6 shows curves of the supply voltage and the corresponding current flowing through the heating device according to the present invention.
Detalierad beskrivning av föredragna utföringsformer av uppfinningen Med hänvisning till de bifogade ritningama kommer nu uppfinningen att beskrivas i detalj.Detailed Description of Preferred Embodiments of the Invention With reference to the accompanying drawings, the invention will now be described in detail.
Figur l visar ett schematiskt blockschema av vätskeledningssystemet enligt föreliggande uppfinning där vätskeledningssystemet innefattar en vätskeslang anpassad att innehålla en vätska och en elektrisk uppvärnmingsanordning anordnad i anslutning till vätskeslangen för uppvärmning av denna. Den elektriska uppvärmningsanordningen är kopplad till en styrenhet som styr mängden elektrisk energi som påförs uppvärmningsanordningen.Figure 1 shows a schematic block diagram of the liquid line system according to the present invention where the liquid line system comprises a liquid hose adapted to contain a liquid and an electric heating device arranged in connection with the liquid hose for heating it. The electric heating device is connected to a control unit which controls the amount of electrical energy applied to the heating device.
Uppvärrnningsanordningen innefattar ett elektriskt ledande material vilket utnyttjas för uppvärmning av vätskeslangen. Det elektriskt ledande materialet har en resistans och uppvärrnningsanordningen är anordnad så att den uppvisar en förutbestämd induktans.The heating device comprises an electrically conductive material which is used for heating the liquid hose. The electrically conductive material has a resistance and the heating device is arranged so as to have a predetermined inductance.
Styrenheten innefattar en spänningsmatningskrets som är anpassad att påföra den elektriska energin i form av en pulsbreddsmodulerad matningsspänning.The control unit comprises a voltage supply circuit which is adapted to apply the electrical energy in the form of a pulse width modulated supply voltage.
Matningsspänningen har en amplitud, frekvens och en pulsbredd, som kan varieras oberoende av varandra av spänningsmatningskretsen. 10 15 20 25 30 6 Bland annat kan den pulsbreddsmodulerade matningsspänningen varieras i beroende av temperaturen i slangen.The supply voltage has an amplitude, frequency and a pulse width, which can be varied independently of each other by the voltage supply circuit. 10 15 20 25 30 6 Among other things, the pulse width modulated supply voltage can be varied depending on the temperature in the hose.
En elektrisk representation av uppvärinningsanordningen visas i figur 5, där UPWM är den pulsbreddsmodulerade matningsspänningen, I är strömmen i kretsen, R är resistansen och L är induktansen. I figuren är uppvärrnningsanordningen till höger om den vertikala streckade linjen.An electrical representation of the heater is shown in Figure 5, where UPWM is the pulse width modulated supply voltage, I is the current in the circuit, R is the resistance and L is the inductance. In the figure, the heating device is to the right of the vertical dashed line.
Följande samband gäller för den visade kretsen: =R-I+Lfl dt UP WM Exempelvis kan, vid en given frekvens och spänningsamplitud, en högre ström som medför en ökad uppvärmningseffekt åstadkommas genom att öka pulsbredden. Detta illustreras i figur 6. Pulsbredden i figur 6 är cirka hälften av bredden för en period.The following relationship applies to the circuit shown: = R-I + L fl dt UP WM For example, at a given frequency and voltage amplitude, a higher current that results in an increased heating effect can be achieved by increasing the pulse width. This is illustrated in Figure 6. The pulse width in Figure 6 is about half the width for a period.
I den undre kurvan i figur 6 visas motsvarande ström som flyter genom uppvärniningsanordningen. Uppvärinningseffekten beror på medelströmmen. Vid en kortare pulsbredd kommer strömmen att hinna minska ännu mer än vad som visas i figuren och vid en längre pulsbredd blir minskningen mindre, vilket medför en ökad uppvärmning. Man kan således erhålla önskad ström (inom ett visst intervall) i värineslingan genom att variera frekvens och pulsbredd på matningsspänningen.The lower curve in Figure 6 shows the corresponding current flowing through the heating device. The heating effect depends on the average current. At a shorter pulse width, the current will have time to decrease even more than what is shown in the figure, and at a longer pulse width the decrease will be smaller, which entails an increased heating. Thus, one can obtain the desired current (within a certain range) in the wire loop by varying the frequency and pulse width of the supply voltage.
I figur 6 har matningsspänningen en konstant frekvens och pulsbredd, men genom att variera pulsbredden vid en given frekvens och amplitud kan uppvärmningseffekten varieras.In Figure 6, the supply voltage has a constant frequency and pulse width, but by varying the pulse width at a given frequency and amplitude, the heating effect can be varied.
Matningsspänningens amplitud ligger vanligtvis i intervallet 16-32 Volt, och företrädesvis runt 28 Volt. Naturligtvis kan helt andra spänningsamplituder komma ifråga beroende på tillämpningen. Storleksordningen for strömmen som flyter genom uppvärrnningsanordningen ligger i intervallet 0-10 A. 10 15 20 25 30 7 Frekvensen for matningsspänningen ligger i intervallet 0-5 kHz, vilket motsvarar en periodlängd som är lika med eller längre än 0,2 ms.The amplitude of the supply voltage is usually in the range 16-32 volts, and preferably around 28 volts. Of course, completely different voltage amplitudes may come into play depending on the application. The magnitude of the current flowing through the heater is in the range 0-10 A. The frequency of the supply voltage is in the range 0-5 kHz, which corresponds to a period length equal to or longer than 0.2 ms.
Då uppvärnmingsanordningen är en spirallindad kabel kan induktansen åstadkommas genom att kabeln spirallindas så att närliggande lindningsvarv är induktivt kopplade till varandra och där då induktansen beror av lindningstätheten. Lindningen kan vara likformig längs hela slangen eller omfatta partier med en högre lindningstäthet för att kunna koncentrera uppvärmningen till utvalda ställen om det är önskvärt.When the heating device is a helically wound cable, the inductance can be achieved by helically winding the cable so that adjacent winding turns are inductively connected to each other and where the inductance depends on the winding density. The winding may be uniform along the entire hose or comprise portions with a higher winding density in order to be able to concentrate the heating to selected places if desired.
Det har visat sig att en induktans i storleksordningen 1 mH - 1H ger en bra uppvärrnningseffekt.It has been found that an inductance in the order of 1 mH - 1H gives a good heating effect.
Induktansen kan även åstadkommas genom att anordna en eller flera spolar i kabeln, alternativt i anslutning till styrenheten.The inductance can also be achieved by arranging one or more of the coils in the cable, alternatively in connection with the control unit.
Vätskeslangen som transporterar vätskan är tillverkad av t.ex. plast eller gummi och som är omgiven av en uppvärmningsanordning. Figurerna 2-4 visar exempel på olika varianter av uppvärrnningsanordningen.The liquid hose that transports the liquid is made of e.g. plastic or rubber and which is surrounded by a heating device. Figures 2-4 show examples of different variants of the heating device.
I figur 2 visas schematiskt uppvärmningsanordningen anordnad runt vätskeslangen. För att skydda vätskeslangen är den förslagsvis omsluten av ett skyddshölj e, som till exempel kan vara en korrugerad plastslang.Figure 2 schematically shows the heating device arranged around the liquid hose. To protect the liquid hose, it is suggested to be enclosed by a protective cover e, which may, for example, be a corrugated plastic hose.
I figur 3 visas en föredragen utföringsform där uppvärrnningsanordningen innefattar en elektrisk kabel som är spirallindad runt vätskeslangen, eller integrerad i vätskeslangens vägg.Figure 3 shows a preferred embodiment where the heating device comprises an electrical cable which is spirally wound around the liquid hose, or integrated in the wall of the liquid hose.
I figur 4 visas en variant där uppvärmningsanordningen innefattar ett nät anordnat runt vätskeslangen, eller integrerat i vätskeslangens vägg.Figure 4 shows a variant in which the heating device comprises a net arranged around the liquid hose, or integrated in the wall of the liquid hose.
Det är också möjligt att kombinera ovan nämnda varianter beroende på den tillämpning som är aktuell. Om t.ex. en koncentrerad uppvärmning önskas längs ett avsnitt av vätskeslangen kan uppvärmningen där ske med ett nät medan resten av slangen värms upp av en spirallindad ledare. 10 15 20 25 Enligt en annan utföringsforrn har det elektriskt ledande materialet i uppvärrnningsanordningen en temperaturberoende resistans. Styrenheten innefattar, enligt denna utföringsform, även en resistansmätningskrets, som visas streckad i figur l, anpassad att mäta och bestämma resistansen for det elektriskt ledande materialet, och styrenheten är anpassad att styra mängden elektrisk energi som påförs uppvärrnningsanordningen i beroende av den uppmätta resistansen.It is also possible to combine the above-mentioned variants depending on the application in question. If e.g. a concentrated heating is desired along a section of the liquid hose, the heating there can take place with a net while the rest of the hose is heated by a spirally wound conductor. According to another embodiment, the electrically conductive material in the heating device has a temperature-dependent resistance. The control unit comprises, according to this embodiment, also a resistance measuring circuit, shown in dashed lines in Figure 1, adapted to measure and determine the resistance of the electrically conductive material, and the control unit is adapted to control the amount of electrical energy applied to the heating device depending on the measured resistance.
Resistansen mäts av resistansmätningskretsen genom att mäta strömmen som päförs uppvärrnningsanordningen från styrenheten och beräknas sedan med hjälp av Ohms lag (Resistans = spänning/ ström).The resistance is measured by the resistance measuring circuit by measuring the current applied to the heating device from the control unit and is then calculated using Ohm's law (Resistance = voltage / current).
I denna utföringsforrn utnyttjas det faktum att temperaturen påverkar ett materials resistans olika beroende på materialets resistivitet. Resistivitet anges med den grekiska bokstaven p (rho). Enheten för resistivitet är Q m. Ett materials resistivitet beräknas med följande formel då man känner längd (l), tvärsnittsyta (A) och resistans (R) vid 20° C för en ledare av ett visst material: Om materialet anses vara en ledare (låg resistivitet) så stiger resistansen med temperaturen.In this embodiment, the fact that the temperature affects the resistance of a material differs depending on the resistivity of the material. Resistivity is indicated by the Greek letter p (rho). The unit of resistivity is Q m. The resistivity of a material is calculated by the following formula when you know the length (l), cross-sectional area (A) and resistance (R) at 20 ° C for a conductor of a certain material: If the material is considered a conductor ( low resistivity) then the resistance increases with temperature.
Om materialet däremot anses vara en isolator (hög resistivitet) eller en halvledare (halvläg resistivitet) så sjunker resistansen då temperaturen ökar. För nästan alla metalliska ledare ökar resistansen i princip linjärt med temperaturen. Så kallad "Inferred Absolute Temperature" bestäms genom att ta temperaturen i skämingspunkten mellan OQ linjen och en linje som approximerar resistans-temperatur kurvan. Denna temperatur kan användas för att beräkna resistansen vid olika temperaturer genom följande formel: |T|+f1=|¶l+f2 RI RQ 10 15 20 25 Eller om temperatur koefficienten, ot 20 för ett material är känd så kan följande formel användas för att beräkna resistansen vid en temperatur t: = .aa/nr f: = .fam [1+ .am (f - 20°c)) e» f: RI! Temperaturkoefficienten bestäms genom följande formel: = 1 |r| + 20%? aan Resistansen vid en given temperatur för en uppvärmningsanordning med ett givet material kan med hjälp av ovan formler enkelt bestämmas och sambandet lagras företrädesvis i styrsystemet, så att samhörande resistans- och temperaturvärden finns tillgängliga.If, on the other hand, the material is considered to be an insulator (high resistivity) or a semiconductor (half low resistivity), the resistance decreases as the temperature increases. For almost all metallic conductors, the resistance increases in principle linearly with the temperature. So-called "Inferred Absolute Temperature" is determined by taking the temperature at the intersection of the OQ line and a line approximating the resistance-temperature curve. This temperature can be used to calculate the resistance at different temperatures by the following formula: | T | + f1 = | ¶l + f2 RI RQ 10 15 20 25 Or if the temperature coefficient, ot 20 for a material is known, the following formula can be used for to calculate the resistance at a temperature t: = .aa / nr f: = .fam [1+ .am (f - 20 ° c)) e »f: RI! The temperature coefficient is determined by the following formula: = 1 | r | + 20%? The resistance at a given temperature for a heating device with a given material can be easily determined with the aid of the above formulas and the connection is preferably stored in the control system, so that associated resistance and temperature values are available.
Enligt en utföringsforrn aktiverar styrsystemet uppvärnmingen av vätskeslangen om den uppmätta resistensen är lägre än en förinställd tröskel. I detta fall förutsätts resistansen öka med temperaturen och aktiveringen sker således då temperaturen är lägre än en förutbestämd gräns.According to one embodiment, the control system activates the heating of the liquid hose if the measured resistance is lower than a preset threshold. In this case, the resistance is assumed to increase with temperature and the activation thus takes place when the temperature is lower than a predetermined limit.
Företrädesvis är styrenheten anpassad att bestämma en temperatur för vätskeslangen baserat på den uppmätta resistensen och att aktivera uppvärrrmingen av vätskeslangen om den bestämda temperaturen är lägre än en förinställd tröskel, tex. -2 C°, -4 C°, -6 C°, eller någon annan lämplig temperatur.Preferably, the control unit is adapted to determine a temperature of the liquid hose based on the measured resistance and to activate the heating of the liquid hose if the determined temperature is lower than a preset threshold, e.g. -2 ° C, -4 ° C, -6 ° C, or any other suitable temperature.
Enligt en ytterligare utföringsform är styrsystemet anpassat att kontinuerligt reglera tillförd energi till uppvärnmingsanordningen i beroende av den uppmätta resistansen, eller i beroende av motsvarande temperatur. Till exempel kan uppvärrnningsanordningen aktiveras vid en förinställd resistans/temperatur och sedan kontinuerligt reglera tillförd energi så länge som temperaturen ligger under denna nivå, exempelvis så att den tillförda energin ökar i takt med att temperaturen sjunker. Ökningen av tillförd energi kan vara likforrnig eller exempelvis öka med minskande temperatur. 10 15 lO Såsom beskrivits ovan är vätskeledningssystemet i synnerhet anpassat för ett system där vätskeslangen innehåller en urealösning, tex. AdBlue®.According to a further embodiment, the control system is adapted to continuously regulate supplied energy to the heating device in dependence on the measured resistance, or in dependence on the corresponding temperature. For example, the heating device can be activated at a preset resistance / temperature and then continuously regulate supplied energy as long as the temperature is below this level, for example so that the supplied energy increases as the temperature drops. The increase in supplied energy can be uniform or, for example, increase with decreasing temperature. As described above, the liquid line system is particularly adapted for a system where the liquid hose contains a urea solution, e.g. AdBlue®.
Det elektriskt ledande materialet är företrädesvis en metall, till exempel koppar, eller en legering som innehåller koppar, som har en given resistans vid en viss temperatur. Krom, nickel, platina och legeringar av dessa är andra material som kan användas. Naturligtvis finns det ett stort antal andra material som är elektriskt ledande och har en temperaturberoende resistans som kan användas i samband med föreliggande uppfinning.The electrically conductive material is preferably a metal, for example copper, or an alloy containing copper, which has a given resistance at a certain temperature. Chromium, nickel, platinum and their alloys are other materials that can be used. Of course, there are a large number of other materials which are electrically conductive and have a temperature dependent resistance which can be used in connection with the present invention.
Resistansen för uppvärnmingsanordningen bestäms för alla temperaturer inom arbetsområdet under kontrollerade former. Detta genererar resistanser och temperaturer som lagras i en mapp i ett minne av styrenheten. Resistansen bestäms genom att mäta strömmen som levereras till värrneslingan frän spänningskällan.The resistance of the heating device is determined for all temperatures within the working range under controlled conditions. This generates resistances and temperatures stored in a folder in a memory of the controller. The resistance is determined by measuring the current supplied to the protective loop from the voltage source.
Föreliggande uppfinning är inte begränsad till ovan-beskrivna föredragna utföringsformer.The present invention is not limited to the above-described preferred embodiments.
Olika altemativ, modifieringar och ekvivalenter kan användas. Ovan utföringsforrner skall därför inte betraktas som begränsande uppfinningens skyddsomfång vilket definieras av de bifogade patentkraven.Various alternatives, modifications and equivalents can be used. The above embodiments are, therefore, not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims.
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE1050047A SE1050047A1 (en) | 2010-01-18 | 2010-01-18 | Liquid conduction system with power control |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE1050047A SE1050047A1 (en) | 2010-01-18 | 2010-01-18 | Liquid conduction system with power control |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE1050047A1 true SE1050047A1 (en) | 2011-07-19 |
Family
ID=44359623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE1050047A SE1050047A1 (en) | 2010-01-18 | 2010-01-18 | Liquid conduction system with power control |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SE (1) | SE1050047A1 (en) |
-
2010
- 2010-01-18 SE SE1050047A patent/SE1050047A1/en not_active Application Discontinuation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8890039B2 (en) | Method and heating system for heating a fluid line system, particularly in a motor vehicle | |
| US6753513B2 (en) | Propeller de-icing system | |
| CN102348921A (en) | Electric heating system for a fluid line system | |
| US8141794B2 (en) | Vehicle windshield cleaning system | |
| KR101765969B1 (en) | Reservoir and tank equipped with a self-regulating heating element | |
| EP2052582B1 (en) | Apparatus and method for inductive heating of a material in a channel | |
| US20110211612A1 (en) | Temperature sensor array and method of analyzing a condition of water in a tank of a water heating system | |
| EP3672360B1 (en) | Operating method for an electric heater | |
| RU2015137036A (en) | HEATED WINDSHIELD WIPER SYSTEM FOR VEHICLE | |
| SE1050047A1 (en) | Liquid conduction system with power control | |
| SE1050045A1 (en) | fluid Management Systems | |
| WO2008021447A2 (en) | Method for inductive heating and agitation of a material in a channel | |
| EP2629583B1 (en) | Electric heater | |
| CN208309379U (en) | A kind of bridge road cable and its heating control apparatus | |
| WO2021014432A1 (en) | Electric heater | |
| EP4549835A1 (en) | Water heater | |
| JPH071554A (en) | Method and apparatus for heating cylinder of extruder | |
| SE9703783L (en) | Electrically heated wiper blade | |
| JPH09303125A (en) | Oil heater with temperature adjustment concurrently serving as oil level meter | |
| JP2005319933A (en) | Power steering system for vehicles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NAV | Patent application has lapsed |