具有双向通信的流体管道制造技术

本发明专利技术涉及流体管道，该流体管道结合有印刷在流体管道的外壁上的传感器，该传感器被构造成感测流体管道的运行参数。通信地连接到印刷电子材料的双向通信设备被配置为将所述运行参数无线地发送到移动设备。行参数无线地发送到移动设备。行参数无线地发送到移动设备。

【技术实现步骤摘要】
具有双向通信的流体管道


[0001]本专利技术总体上涉及一种流体管道。更具体地，本专利技术涉及一种结合有双向通信设备的流体管道以及用于监测位于流体管道上的印刷传感器的方法。

技术介绍

[0002]流体管道用于流体或气体介质的传输需要连接的应用场合。流体管道的选择通常取决于预期用途的具体要求，结果需要考虑管道的多种特性，例如直径、最小弯曲半径、压力负载和耐温性。
[0003]在许多情况下，用于车辆中以传输流体的流体管道不包括物理地附接到管道以用于测量和监测安全相关运行参数的探针或其它传感器，所述安全相关运行参数例如为监测温度和在流体管道中流动的介质的体积流量。
[0004]原则上，希望监测在车辆的流体管道中流动的介质的运行参数，例如燃料输送、用于冷却发动机的冷却流体、用于转向和制动系统以及气动空气系统中的液压流体。通过直接监测管道的运行参数，可以防止对这些系统以及车辆的操作的中断。通过监测管道的运行参数，可以快速地诊断和识别中断的可能原因。例如压降、由管道输送的流体的温度变化以及管道材料的过大应力，可以被识别并随后被补救。这样，车辆和流体管道的寿命和可靠性可以增加，并且管道故障可以最小化。
[0005]因此，本专利技术的目的是提供一种流体管道，其允许以简单的方式监测管道的运行和功能参数。例如，待监测的参数可以包括但不限于管道壁和/或在管道中的流动介质的温度，作用在管道壁上的正压或负压，以及引出管道的完整性和管道材料的老化程度的从管道壁的流体泄漏的检测管道。

技术实现思路

[0006]本专利技术涉及结合了双向通信设备的流体管道和用于监测位于流体管道上的印刷传感器的方法。
[0007]在第一实施例中，流体管道包括内径和外壁。印刷电子材料沉积在流体管道的外壁上。印刷电子材料被配置成感测流体管道的运行参数。通信地连接到印刷电子材料的双向通信设备被配置为将运行参数无线地发送到移动设备。
[0008]在第二实施例中，提供了一种方法。该方法包括感测流体管道的至少一个运行参数。流体管道包括内径和外壁。该方法还包括将电子材料印刷在流体管道的外壁上以及使用双向通信设备将该运行参数无线地传输到移动装置，该电子材料用于感测流体管道的至少一个运行参数。通过以下附图、描述和权利要求，其它技术特征对于本领域技术人员来说是显而易见的。
附图说明
[0009]现在结合附图参考以下描述，以更完整地理解本专利技术，在附图中：
[0010]图1示出了根据本专利技术的具有印刷在管道上的温度传感器的示例性的流体管道；
[0011]图2示出了根据本专利技术的示例性的控制器；
[0012]图3示出了根据本专利技术的具有印刷在包括双向通信模块的管道上的应变计传感器的流体管道；
[0013]图4示出了根据本专利技术的具有印刷在包括双向通信模块的管道上的泄漏检测传感器的流体管道；
[0014]图5示出了根据本专利技术的具有印刷在包括保护层的管道上的印刷传感器的流体管道的截面图；以及
[0015]图6示出了根据本专利技术的具有印刷在包括保护层的管道上的印刷传感器的流体管道的截面图。
具体实施方式
[0016]在本专利文件中，下面讨论的附图和用于描述本专利技术原理的各种实施例仅仅是说明性的，并且不应当以任何方式解释为限制本专利技术的范围。本领域技术人员将理解，本专利技术的原理可以在任何类型的适当布置的装置或系统中实现。
[0017]在本申请的含义内，术语“流体管道”是指半刚性管道，以及管道联接件及其部件。管道通常采用细长的圆柱形中空本体的形式。在其一端或两端，管道可选地具有管道接头或管道接头的一部分，即所谓的配件，通过该配件管道可以连接到例如另一管道或其它管道单元，例如固定的管道系统或管道组件的其它部分。
[0018]在本专利技术的优选实施例中，管道的壁包括热塑性材料。仅作为实例而非限制性地，为聚酰胺(PA)或聚烯烃如聚乙烯(PE)或聚丙烯，或它们的共聚物，或聚氯乙烯(PVC)或热塑性硫化橡胶(TPV)，如Santoprene。
[0019]这种热塑性管道例如可以以这样的方式生产，即热塑性材料直接挤出成所需管道的形式。或者，热塑性材料可以例如通过挤出而转变成材料幅的形式，例如挤出的成型边缘或膜幅，然后将其螺旋地缠绕，并且其中相邻螺旋缠绕件的纵向边缘区段或材料幅的相对的边缘区域被彼此重叠地连接。此外，管道壁也可以包括多叠或多层热塑性材料，所述多叠或多层热塑性材料例如以多个薄膜叠的形式(“夹层结构”)一个布置在另一个之上。
[0020]根据本专利技术的管道的壁具有印刷在壁上的电子材料层。特别地，电子材料可以完全或部分地嵌入管道壁中。或者，它可以被设置为管道外侧上的涂层的形式或管道壁的部件的涂层的形式。也可以将印刷电子材料均匀地布置在整个管道壁上，或者仅布置在管道壁的一部分中，例如材料幅中。
[0021]印刷电子材料具有至少一种材料特性，该材料特性可根据管道的至少一个运行参数而变化。在本申请的含义中，“运行参数”是指管道的状态变量，其特别地选自由管道壁的温度、作用于管道壁上的正压或负压、以及管道壁的完整性所组成的组，管道壁的温度例如为管道壁的内部的温度或管道壁的内表面上的温度，结果是可以推断位于管道中的介质的温度；其中管道壁的完整性由于管道壁的破裂或管道壁材料的老化而导致的流体从管道壁的泄漏所引起。印刷电子材料形成为使得其适于确定至少一个运行参数。
[0022]因此，根据本专利技术的管道具有很大的优点，即，由于包含在管道壁上的电子材料，可以以简单的方式直接确定管道的一个或多个期望的运行参数，而不需要使用外部测量探
头。
[0023]印刷电子材料优选地为至少一个传感器的形式。本专利技术基于在管道的外部上由电子材料印刷至少一个电子传感器。可以使用单个的印刷电子传感器或数个印刷电子传感器。例如，可以使用多个印刷电子器件，以便多次或在管道的多个点处实现相同的运行参数，和/或单独地或彼此组合地实现不同的功能。
[0024]在此应注意，管道的外壁与管道的内部内壁具有紧密关系，并且因此与例如位于管道的内部的流体具有紧密关系。结果，电子材料的运行参数可以在接近管道内部和其中包含的流体处运用。这可以产生如下效果，即，由印刷电子材料组成的传感器例如由于传感器尽可能靠近管道内部而能够提供更好的测量结果。
[0025]印刷电子材料的生产可以通过印刷工艺或通过不同印刷工艺的组合来进行。例如，印刷的电子材料可以通过柔性版印刷工艺、通过凹版印刷工艺、通过丝网印刷工艺和/或通过数字印刷工艺沉积在管道上。因此，各种印刷方法可用于利用相应的性质将各种印刷电子器件印刷在管道的外壁上。刚刚描述的印刷方法可以用于针对期望的传感器结构的印刷油墨的直接印刷。可替代地，在预备步骤中，可在将期望的传感器结构印刷于管道外壁上之前首先将粘附促进层施加到管道外壁。这在管道的外壁由难以在其上印刷的材料(例如橡胶或其它橡胶注入材料)构成的情况下是期望的。附加地，在又一预备步骤中，可通过在管道壁中激光雕刻且接着用形成传感器结构及将导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种流体管道(50)，其具有内径(52)和外壁(51)，所述流体管道(50)包括：沉积在所述流体管道(50)的所述外壁(51)上的印刷电子材料，所述印刷电子材料被配置成感测所述流体管道(50)的至少一个运行参数并且提供表示所感测的运行参数的输出信号；用于通信的电导体(13，23，33)，其沉积在所述流体管道的所述外壁(51)上，用于将所述输出信号通信地耦合到无线双向通信设备(200，400)；以及所述无线双向通信设备(200，400)，其适于接收所感测的运行参数并将所感测的运行参数无线地发送到移动设备(300)。2.根据权利要求1所述的流体管道，其中，所述印刷电子材料产生至少一个传感器元件(10，20，30)，所述至少一个传感器元件被配置为感测并提供表示所感测的运行参数的所述输出信号，所述至少一个传感器元件选自由电导体和电阻元件组成的组，所述电导体和电阻元件组合以形成以下中的至少一个：温度传感器(10)，其用于测量和提供表示管壁(51)的温度的输出信号；应变计传感器(20)，其用于测量和提供表示作用在所述管壁(51)上的正压或负压的输出信号；以及泄漏检测传感器(30)，其用于测量和提供表示所述管壁的完整性的输出信号。3.根据权利要求1所述的流体管道，其中，所述双向通信设备为包括第一天线和第二天线(410，410')的无线模块(400)，所述无线模块(400)和天线(410，410')附接到所述流体管道，并且适于使用双向无线通信协议将表示感测到的运行参数的输出信号从所述天线传输到所述移动设备(300)。4.根据权利要求3所述的流体管道，其中，所述流体管道(50)还包括保护层(500)，所述保护层由沉积在所述印刷电子材料、用于通信的电导体(23，33)、无线模块(400)和天线(410，410')之上的绝缘油墨、电介质油墨、诸如环氧树脂的热固性或交联树脂、绝缘树脂、热固性或交联弹性体、或热塑性弹性体中的至少一种组成。5.根据权利要求3所述的流体管道，其中，所述无线模块(400)是按照蓝牙低功耗BLE通信协议操作的蓝牙低功耗BLE通信设备，所述BLE通信设备适于在接收到来自所述移动装置(300)的请求时使用所述BLE通信协议从所述天线(410和410')发送表示感测到的运行参数的输出信号。6.根据权利要求2所述的流体管道，其中，用于通信的电导体(13...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：库珀标准汽车公司，
类型：发明
国别省市：