[发明专利]包括超声波传感器的尿素容器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于通过使用声发射传感器（也称之为超声波传感器）来确定距离而测量尿素容器（也称之为SCR罐）的填充水平的装置。特别是，这种尿素容器作为用于技术上简单地存储用于形成氨的尿素/水溶液的储槽而用于废气处理。

背景技术

长久以来，废气处理装置用于降低内燃机废气中的污染物。带有还原剂供给源的废气处理装置成为现有技术已经有一段时间了，其用于有效地降低内燃机废气中的污染物。已经发现，特别是在稀燃内燃机的情况中，向废气中加入还原剂是有利的。特别是在稀燃内燃机的情况中，废气中的氮氧化合物(NO_x)的比例会增加，并且通过废气处理装置内的还原剂可将其降低。使用了用语选择性催化还原方法（SCR方法）。

例如，氨可用作还原剂。氨和废气中的氮氧化合物一起转化成非有害的成分，即氮气和水以及二氧化碳。氨一般不直接存储在机动车中。通常，存储和/或提供的是根据需要转换成实际还原剂的还原剂前体。例如，尿素可用作这种还原剂前体。特别优选地是水状尿素/水溶液。例如可获得这种带有32.5%的尿素含量的水状尿素/水溶液，其商标为

还原剂可以液态和/或气态形式提供到内燃机的废气处理装置。通常，还原剂以液态形式存储在机动车中。这种液态存储能够以特别节省空间的方式实现。根据目前的法律规定，根据欧盟五级排放标准，污染物排放降低到2.0g/kWh NO_x的最大许可极限值。因此，车辆驾驶员必须总是被告知尿素容器的填充水平。当尿素容器为空并且因此没有还原剂可提供给废气处理装置时，必须降低发动机的功率。为了避免这种情况，对于车辆驾驶员来说重要的是通知其尿素容器的填充水平。由于具有大约9.0的pH值的水状尿素/水溶液呈弱碱性，因此可推荐非接触式的填充水平测量。已经发现，为此目的，通过使用发生声音的传感器确定距离来测量填充水平是特别适合的。在这种情况中，尤其是使用了声音在气体和液体之间的、或在气体和固体之间的、或在液体和固体之间的界面处反射的效果。通过传感器的适当定向，以类似于具有发射的声波和反射的回声和回声探测器的方法，可通过所花费的时间来确定距离。因此，可以间接地确定尿素容器的填充水平。

到目前为止，已经提出了多种对空间要求较高的测量结构。由于机动车内的尿素容器构成了额外的部件，而现在在所述机动车中仅有很小的用于新部件的空间，因此希望带有通过声音传感器测量填充水平的尿素罐具有节省空间的结构。特别是，作为系统改造和针对在将来由于更严格的排放标准而进一步增加尿素的消耗，以及因此增加的尿素容器体积，节省空间的设计是非常有利的。

发明内容

基于这种现有技术，这里提出的本发明的目的是进一步减轻结合现有技术所解释的技术问题。特别是提供了一种装置，其一方面节省了安装空间，同时允许较为简单地安装。此外，确保了在声发射传感器指示填充水平已经到达最小极限值或接近零之后，仍然具有足够的剩余体积尿素以使得机动车能够以最佳的发动机功率和法定的污染物排放而到达加油站，在这里重新填充尿素容器。

通过根据权利要求1的特征的装置实现了这些目的。在从属权利要求中说明了装置的其他有利的结构。在权利要求中单独提及的特征可以任何技术上可行的方式彼此结合，并且根据说明书的解释性的事实，特别是结合附图进行了补充，还提供了本发明替代性的实施方案。

根据本发明的用于通过使用由传感器发射的声波及其回声来确定距离以测量尿素容器的填充水平的装置包括尿素容器底部和具有物理高度的底槽，底槽与尿素容器的底部相邻接并且处于尿素容器底部的水平面的下方，并且底槽进一步地以敞开方式连接于尿素容器，并且通过底槽底部形成底部边界。此外，提供有：

-容纳在底槽区域内的传感器，和

-带有用于发射声波和用于接受相同声波的回声的声发射表面的传感器安装在尿素容器内，使得传感器的声发射表面最多邻接于尿素容器底部的水平面。