ES2615121T3 - Sensor de la concentración de urea - Google Patents
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Abstract
Un sensor para medir un líquido, que comprende: una fuente de luz (132); un lumen (136), en donde la fuente de luz (132) esta operativamente acoplada al lumen (136); en donde el lumen (136) está dispuesto en una solución líquida (120); en donde la fuente de luz (132) está configurada para emitir luz y para comunicar la luz al lumen (136); en donde el lumen (136) ha sido provisto como una fibra óptica curvada, un detector de luz (134) operativamente acoplado al lumen (136), estando configurado el detector de luz (134) para recibir por lo menos una porción de la luz procedente del lumen (136); y un controlador (140) configurado para determinar la concentración o la calidad de la solución líquida (120) sobre la base de la luz emitida por la fuente de luz y de la porción de la luz recibida por el detector de luz (134), caracterizado por que el lumen (136) tiene una configuración en "Z" de manera de proporcionar una mayor cantidad de luz que se escapa del lumen (136) hacia el interior de la solución líquida (120).
Description
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DESCRIPCION
Sensor de la concentracion de urea Solicitudes relacionadas
La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente provisoria de los EE.UU. N.° 61/983.028, presentada el 23 de abril de 2014.
Campo de la divulgacion
Esta divulgacion se refiere en terminos generales al campo de la deteccion de una condicion Kquida y en particular a la deteccion de las caractensticas de una solucion de urea en un tanque de urea, tal como, por ejemplo, urea destinada a ser utilizada en un vehuculo de motor.
Antecedentes de la divulgacion
La urea o las soluciones a base de urea se utilizan frecuentemente en aplicaciones automotrices para reducir las emisiones. Por ejemplo, algunos vehuculos automotores accionados por diesel incluyen un tanque de urea, separado del tanque de combustible, y que se utiliza para transportar un fluido operativo tal como una solucion de urea automotriz, o similar. La solucion de urea se almacena en el tanque de urea y se pulveriza sobre los gases de escape del vehuculo a efectos de convertir los oxidos de nitrogeno en nitrogeno elemental y agua. Por lo tanto, las emisiones daninas del vehfculo se reducen. Como se apreciara, varios pafses del mundo han regulado que algunos vehuculos deben incluir sistemas de emision a base de urea a fin de cumplir con las normas relacionadas con las emisiones. Estos sistemas reciben a veces la denominacion de sistema SCR (Selective Catalytic Reduction, Reduccion Catalftica Selectiva) o de vehfculos SCR.
Para que los vehfculos SCR regulen y reduzcan adecuadamente sus emisiones gaseosas, se utiliza informacion relacionada con la composicion de la solucion de urea para ajustar adecuadamente determinados parametros del vehfculo y para optimizar el rendimiento del vehuculo. En particular, dicha informacion se utiliza para controlar el sistema de emisiones. Una caractenstica relacionada con la solucion de urea que es util para la operacion es la “calidad” de la urea. Como se apreciara, los contaminantes, los cambios en la relacion de urea a otros constituyentes en la solucion, la variacion de la temperatura, como tambien otros cambios pueden afectar la vida util prevista y la efectividad de la solucion de urea.
En el caso de un sensor conocido, se propone utilizar ondas de radiofrecuencia (RF) para medir la calidad y concentracion de la urea. Este sensor se explica con mayor detalle en la solicitud de oatente de los EE.UU. N.° 12/803.331, presentada el 24 de junio de 2010, titulada “Liquid level and quality sensing apparatus, systems and methods using EMF wave Propagation (Aparato para detectar el nivel y la calidad de lfquido, sistemas y metodos que utilizan la propagacion de ondas de EMF)”. Otro ejemplo de sensor propoma transmitir luz a traves de la solucion de urea para medir la calidad y la concentracion de la urea. Este sensor se explica con mayor detalle en la solicitud PCT N.° EP2012/063055 presentada el 4 de junio de 2012 y titulada "Device for measuring urea concentration (Dispositivo para medir la concentracion de urea)".
El documento US 2004/0202424 A1 divulga un dispositivo de grna de onda optico de reflexion prismatica que tiene segmentos de grna de onda, que pueden ser fibras opticas. En su conjunto, la grna de onda o las fibras opticas estan configuradas para formar una "V" oW y estan sumergidas en un medio lfquido bajo analisis.
Breve smtesis
En una realizacion, un sensor para medir un lfquido incluye una fuente de luz, operativamente acoplada a un lumen dispuesto en una solucion lfquida, estando la fuente de luz configurada para emitir luz y para comunicar la luz al lumen. El lumen se proporciona como una fibra optica curvada. El sensor incluye, ademas, un detector de luz operativamente acoplado al lumen, estando el detector de luz configurado para recibir por lo menos una porcion de luz procedente del lumen, y un controlador configurado para determinar una concentracion o calidad de la solucion lfquida en base a la luz emitida por la fuente de luz y la porcion de luz recibida por el detector de luz.
De acuerdo con la invencion, el lumen tiene una configuracion en “Z”.
En otra realizacion, un metodo para medir un lfquido incluye emitir una primera cantidad de luz desde una fuente de luz fijada a un lumen dispuesto en una solucion lfquida; transmitir la primera cantidad de luz a traves del lumen; recibir una segunda cantidad de luz en un detector de luz fijado al lumen; y determinar una concentracion o calidad de la solucion lfquida en base a la primera cantidad de luz y de la segunda cantidad de luz.
El lumen se proporciona como una fibra optica curvada, y el lumen tiene una configuracion de “Z”.
Breve descripcion de los dibujos
A modo de ejemplo, a continuacion, se describen ejemplos de realizaciones del dispositivo divulgado, como tambien ejemplos que no entran dentro de los alcances de las reivindicaciones adjuntas, haciendose referencia a los dibujos
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adjuntos, en los que:
la Figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema para medir la concentracion y/o la calidad de urea;
las Figuras 2-4 son diagramas de bloques de sensores que pueden ser implementados en el sistema de la
Figura 1;
la Figura 5 es un diagrama de bloques de un flujo logico para medir la concentracion y/o la calidad de una
solucion de urea, de acuerdo con por lo menos algunos ejemplos de realizaciones de la presente divulgacion.
Descripcion detallada
La Figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema 100 para medir la calidad y/o la concentracion de urea de acuerdo con realizaciones de la presente invencion, cuyo alcance se define en las reivindicaciones adjuntas. Tal como se ilustra, el sistema 100 incluye un tanque 110 que tiene una solucion de urea 120 dispuesto en el. El tanque 110 puede estar hecho de una variedad de materiales tales como, por ejemplo, material plastico, un material compuesto, metal, o similares. En terminos generales, el tanque 110 estara hecho de un material no conductor. La solucion de urea puede consistir en una variedad de soluciones de urea. Ademas, si bien la presente divulgacion se refiere a la medicion de la calidad y la concentracion de urea, se la podna utilizar para otros lfquidos como, por ejemplo, para medir el contenido de alcohol en un combustible para automoviles, o similares.
Hay tambien un sensor 130 dispuesto dentro del tanque 110 y operativamente acoplado a un controlador 140. Mas abajo se describen diversos ejemplos de realizaciones y ejemplos del sensor 130 con referencia a las Figuras 2-4. En terminos generales, el sensor 130 incluye una fuente de luz 132 y un detector de luz 134 opticamente conectados entre sf a traves de un lumen 136. En general, el sensor 130 se utiliza para medir la concentracion y/o la calidad de la solucion de urea 120 sobre la base del mdice de refraccion de la solucion de urea 120. Mas espedficamente, se hace pasar luz desde la fuente de luz 132 hacia el detector de luz 134 por intermedio del lumen 136. A medida que la luz se propaga desde la fuente de luz 132 hacia el detector de luz 134, parte de la luz se escapara del lumen 136. En particular, por lo menos una porcion del lumen 136 puede estar sumergida directamente en la solucion de urea 120.
Como se observo con anterioridad, para determinadas aplicaciones, tales como en sistemas de escape de vehmulos, la informacion relacionada con una concentracion de urea en una solucion de urea puede ser util para una operacion adecuada. Por ejemplo, una composicion diana para una solucion puede ser una concentracion de urea disuelta en agua, tal como de aproximadamente un 33% de urea y un 67% de agua. Las realizaciones no se limitan a este contexto.
En las presentes realizaciones, pueden aplicarse tecnicas y aparatos para determinar las propiedades de una solucion lfquida cuando el mdice de refraccion puede ser variable en funcion de la concentracion de una sustancia con la solucion lfquida. Por ejemplo, a medida que cambia la concentracion y/o la calidad de la solucion de urea 120, el mdice de refraccion de la solucion de urea 120 tambien puede cambiar. Como tal, la cantidad de luz que se escapa del lumen 136 puede variar de manera acorde. Esto se debe a que el angulo de reflexion interna de la luz que viaja a traves del lumen 136 y que incide sobre una interfaz entre el lumen 136 y la solucion de urea 120 vana con el mdice de refraccion de la solucion de urea 120. A medida que cambia el angulo de reflexion interna para una cantidad dada de luz en el lumen 136, cambia la cantidad de luz no internamente reflejada y que, en lugar de ello, se escapa del lumen 136. Por ello, mediante la medicion de la cantidad de luz que se escapa del lumen 136, o de la cantidad de luz recibida por el detector de luz 134, es posible determinar los cambios en el mdice de refraccion de la solucion de urea 120. Por lo tanto, y en base al conocimiento de la relacion entre el mdice de refraccion y la concentracion o la calidad de la solucion, el sensor 130, junto con el controlador 140, puede medir la concentracion y/o la calidad de la solucion de urea 120 en base a la cantidad de luz recibida en el detector 134, o como alternativa, en base a la cantidad de luz escapada. Dado que el mdice de refraccion de las soluciones de urea puede conocerse o medirse facilmente, las realizaciones de la presente invencion proporcionan una manera util para supervisar los cambios en la solucion de urea, como tambien sistemas de control que utilizan dichas soluciones.
En terminos generales, la fuente de luz 132 puede ser cualquiera de entre una variedad de tipos de fuente de luz, y el detector de luz 134 puede ser cualquiera de entre una variedad de tipos de detectores de luz. Por ejemplo, la fuente de luz 132 puede ser un diodo emisor de luz (LED, light emitting diode). El detector de luz 134 puede ser un fotodetector, un fotodiodo, o similar. El lumen 136 puede ser cualquiera de entre una variedad de lumenes portadores de luz. Sin embargo, de acuerdo con la presente invencion, el lumen 136 es un cable de fibra optica. Ademas, el lumen 136 puede ser no recubierto y/o poroso.
El controlador 140 puede incluir un procesador 142 y una memoria 144. En terminos generales, el procesador 142 puede estar configurado para ejecutar una o mas instrucciones para hacer que el sensor 130 opere y mida la concentracion y/o calidad de la solucion de urea 120. Por ejemplo, el procesador puede estar configurado para ejecutar instrucciones que hagan que la fuente de luz 132 emita una primera cantidad de luz y para recibir una senal (por ejemplo, una senal electrica) procedente del detector de luz 134 indicativa de una segunda cantidad de luz que corresponde a la cantidad de luz recibida por el detector de luz 134.
El procesador 142 puede, ademas, estar configurado para determinar una concentracion y/o calidad de la solucion de urea 120 en base a la cantidad de luz emitida por la fuente de luz 132 y de la cantidad de luz recibida por un detector de
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luz 134. Dicho de otra manera, el controlador 140 puede estar configurado para determinar una cantidad y/o concentracion de la solucion de urea 120 en base a la primera cantidad de luz (por ejemplo, la luz emitida por la fuente) y a la segunda cantidad de luz (por ejemplo, la luz recibida por el detector). Tal como se utiliza en la presente, la expresion “concentracion de urea” puede referirse a la concentracion de urea dentro de una solucion lfquida que incluye otro lfquido como agua.
Por ejemplo, el procesador 142 puede ser un procesador de uso general, un microprocesador, un FPGA, un ASIC, o en general, cualquier dispositivo de computacion configurado para ejecutar instrucciones. La memoria 144 puede ser un medio legible por ordenar, lo que incluye un medio no volatil legible por ordenador y/o un medio no transitorio legible por ordenador configurado para almacenar instrucciones ejecutables por ordenador que, cuando son ejecutados por el procesador 142, hacen que el procesador lleve a cabo una o mas operaciones.
Las Figuras 2-4 son diagramas de bloques de ejemplos de sensores de calidad y/o concentracion de urea. En particular, estas figuras ilustran ejemplos del sensor 130 de la Figura 1. Cabe observar que los sensores descritos con respecto a las Figuras 2-4 se describen con referencia al sistema 100 de la Figura 1. Esto no tiene por finalidad constituir una limitacion y, dentro de los alcances de las reivindicaciones adjuntas, los sensores ilustrados y descritos en la presente pueden implementarse en sistemas con una cantidad de configuraciones mayor o menor de las mostradas en la Figura 1, o con configuraciones diferentes de las mostradas en la Figura 1.
Volviendo ahora mas espedficamente a la Figura 2, se muestra un sensor 200, que no entra dentro del alcance de las reivindicaciones. El sensor 200 incluye la fuente de luz 232, el detector de luz 234 y el lumen 236. En particular, la fuente de luz 232 y el detector de luz 234 estan operativamente acoplados por el lumen 236. Como se ilustra, el lumen 236 es rectilmeo. En algunos ejemplos, el lumen 236 puede ser un cable de fibra optica no revestido, o una fibra optica no revestida. Durante la operacion, el controlador 140 puede hacer que la fuente de luz 232 emita luz, que viaja hacia abajo por el lumen 236 y que es recibida por el detector de luz 234. Lo mismo que con la realizacion de la Figura 1, y de manera similar en los ejemplos y las realizaciones de las Figuras 3 y 4, por lo menos una porcion de lumen 236 puede estar directamente sumergida en la solucion de urea 120. Se mide la amplitud de la luz recibida y es posible medir la calidad y/o la concentracion de la solucion de urea 120 en base a la amplitud recibida. Mas particularmente, la luz emite una cantidad (por ejemplo, amplitud, potencia, frecuencia o similar) de luz 235-a. A medida que la luz 235-a se propaga a traves del lumen 236, una porcion de la luz escapa del lumen como perdida de luz 235-c. Por lo tanto, solamente una porcion de la luz 235-a puede ser recibida por el detector de luz 234. Esta porcion de luz se representa como luz 235-b. Por lo tanto, la cantidad de luz 235-c que escapo del lumen 236 puede determinarse en base a la amplitud de la luz recibida 235-b. La luz recibida 235-b y/o la luz escapada 235-c pueden utilizarse para determinar el mdice de refraccion de la solucion de urea 120 que, a su vez, puede utilizarse para determinar la concentracion y/o la calidad de la solucion de urea 120, como se expuso con anterioridad.
Volviendo mas espedficamente la Figura 3, se muestra un sensor 300. El sensor 300 incluye la fuente de luz 332, el detector de luz 334 y el lumen 336. En particular, la fuente de luz 332 y el detector de luz 334 estan operativamente acoplados al lumen 336. Como se ilustra, el lumen 336 esta curvado. De acuerdo con la invencion, el lumen 336 es una fibra optica curvada. Debe tenerse presente que el lumen 336 puede incluir una seccion curvada, una cantidad mayor de curvas y/o curvas con una configuracion alternativa distinta a la mostrada en la Figura 3. Por ejemplo, el lumen 336 puede tener una configuracion en “S”, una configuracion en “Z”, o similar. Sin embargo, de acuerdo con la presente invencion, el lumen 336 tiene una configuracion en “Z”. La operacion del sensor 300 es similar a la operacion del sensor 200 por el hecho de que la fuente de luz 332 emite luz que viaja a traves del lumen 336 y que es recibida por el detector de luz 334. Cabe observar que, debido a la configuracion general del lumen 336 y particularmente de la porcion curva, es posible que una mayor cantidad de luz pueda escapar del lumen. Por ejemplo, se ilustran la luz 335-a emitida por la fuente de luz 232 y la luz 235-b recibida por el detector. Adicionalmente, se ilustra la perdida de luz 235-c. Es posible configurar las porciones curvas del lumen 336 de manera de incrementar la sensibilidad del sensor. En particular, es posible incrementar el nivel de concentracion y/o calidad de la solucion de urea que pueden determinarse.
Volviendo mas espedficamente la Figura 4, se muestra un sensor 400, que no entran dentro del alcance de las reivindicaciones. El sensor 400 incluye la fuente de luz 432, el detector de luz 434 y el lumen 436. En particular, la fuente de luz 432 y el detector de luz 434 estan operativamente conectados al lumen 436. Adicionalmente, el lumen 436 incluye un extremo conico 438. Durante la operacion, la luz (por ejemplo, la luz 435-a) se emite desde la fuente de luz 432 y se trasmite hacia abajo por el lumen 436 hacia el extremo conico 438. Debido a la forma conica del extremo conico 438, una porcion (por ejemplo, 435-b) de la luz 435-a se refleja de regreso hacia el lumen 436 hacia el detector 434 mientras que otra porcion (por ejemplo, 435-c) de la luz 435-a se escapa del lumen 436, y particularmente desde el extremo conico 438. En otras palabras, el extremo conico 438 esta configurado para reflejar por lo menos una porcion de la luz recibida procedente de la fuente de luz 432 situaba adyacentemente a un primer extremo opuesto al extremo conico, donde la luz reflejada se transmite desde el segundo extremo a traves del lumen 436 de regreso al primer extremo.
En el ejemplo de la Figura 4, la luz emitida desde la fuente de luz 432 puede experimentar multiples reflexiones internas dentro del extremo conico 428 del lumen 436 antes de que una porcion de la luz incidente sobre el extremo conico 428 sea devuelta al detector de luz 424.
A medida que cambia la concentracion y/o la calidad de la solucion de urea 120, el mdice de refraccion de la solucion
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de urea 120 tambien cambia, y la cantidad de luz 435-b reflejada de regreso hacia el detector de luz 434 puede variar de manera acorde. Como resultado, es posible determinar la concentracion y/o la calidad de la solucion de urea 120. En otras palabras, es posible que se conozca una relacion entre la concentracion de la solucion de urea 120 u otra calidad de la solucion de urea 120 y el mdice de refraccion de la solucion de urea. La cantidad de luz 435-b, tal como un porcentaje de la cantidad de luz 435-a, tambien puede utilizarse para indicar el mdice de refraccion de la solucion de urea 120, por cuanto la cantidad de luz reflejada en la interfaz del lumen 436 y la solucion de urea 120 puede variar junto con el mdice de refraccion. Por lo tanto, la cantidad de porcentaje de luz 435-b con respecto a la cantidad de luz 435-a puede ser una medida conveniente de una calidad de una solucion de urea 120 tal como su mdice de refraccion.
Una ventaja ofrecida por la disposicion del sensor de la Figura 4, es la posibilidad de ubicar una fuente de luz y un detector de luz adyacentes entre sf.
En algunos ejemplos, el lumen 136 del sensor 130 (por ejemplo, el lumen 236, 336 o 436) puede ser una fibra optica porosa. En particular, el lumen 136 puede tener poros para incrementar el area de superficie entre el lumen 136 y la solucion de urea 120 en comparacion con una fibra optica no porosa. El area de superficie incrementada puede aumentar la sensibilidad del sensor 130, y puede proveer una deteccion de grano mas fina entre los cambios en el mdice de refraccion de la solucion de urea 120.
La Figura 5 es un flujo logico para un metodo 500 para determinar una concentracion y/o calidad de una solucion de urea. En algunos ejemplos, el sistema 100 y/o los sensores 200, 300 y/o 400 pueden implementar el metodo 500.
El metodo 500 puede empezar en el bloque 510. En el bloque 510, se emite una primera cantidad de luz desde una fuente de luz fijada a un lumen dispuesto en una solucion de urea; la fuente de luz 132 puede emitir una primera cantidad de luz y comunicar la luz al lumen 136. En el bloque 520, se transmite la primera cantidad de luz a traves del lumen; la primera cantidad de luz puede transmitirse a traves del lumen 136 que esta dispuesto en la solucion de urea 120. En el bloque 530, se recibe una segunda cantidad de luz en un detector de luz fijado al lumen; el detector de luz 134 puede recibir una segunda cantidad de luz. Como se detallo con anterioridad, una porcion de la luz emitida por la fuente de luz y trasmitida a traves del lumen, escapara del lumen. De manera acorde, el detector de luz recibe la porcion (por ejemplo, la porcion que no se escapa del lumen) de luz emitida por la fuente.
Continuando con el bloque 540, se determina una concentracion y/o calidad de la solucion de urea en base a la primera cantidad de luz y de la segunda cantidad de luz; el controlador 140 puede determinar la calidad y/o la concentracion de la solucion de urea 120 en base a la primera cantidad de luz y de la segunda cantidad de luz. Dicho de otra manera, el controlador 140 puede determinar la calidad y/o la concentracion de la solucion de urea en base a la cantidad (por ejemplo, amplitud, o similar) de luz emitida por la fuente y la cantidad (por ejemplo, amplitud, o similar) de luz recibida por el detector.
Como se indico con anterioridad, las presentes realizaciones pueden utilizarse de manera util para supervisar y controlar otros sistemas de soluciones lfquidas en las que una primera sustancia esta disuelta en una sustancia lfquida, siempre y cuando los cambios en la concentracion de la primera sustancia o la presencia de impurezas puedan cambiar el mdice de refraccion de la solucion. Los ejemplos incluyen la medicion del contenido de alcohol en un combustible para automotores, en donde el combustible para automotores puede incluir una solucion lfquida de alcohol e hidrocarburos lfquidos. En tales sistemas, los cambios en la concentracion del alcohol pueden generar cambios en el mdice de refraccion que pueden detectarse como cambios en la cantidad de luz detectada en un sensor de las realizaciones anteriormente mencionadas.
Como se utilizan en la presente, las referencias a “una realizacion”, “una implementacion”, “un ejemplo”, y/o equivalentes no debe interpretarse como excluyentes de la existencia de realizaciones adicionales que tambien lleven incorporados los aspectos mencionados.
Si bien la presente divulgacion ha sido realizada con referencia a determinadas realizaciones, son posibles numerosas modificaciones, alteraciones y cambios en las realizaciones descritas, ello, sin apartarse del alcance de la presente invencion definido en la o las reivindicaciones adjuntas. Por lo tanto, la finalidad es que la presente divulgacion no quede limitada a las realizaciones descritas, sino que tenga el alcance completo definido por el lenguaje de la siguientes reivindicaciones.
Claims (8)
- 51015202530REIVINDICACIONES1. Un sensor para medir un Uquido, que comprende:una fuente de luz (132);un lumen (136), en donde la fuente de luz (132) esta operativamente acoplada al lumen (136); en donde el lumen (136) esta dispuesto en una solucion lfquida (120);en donde la fuente de luz (132) esta configurada para emitir luz y para comunicar la luz al lumen (136); en donde el lumen (136) ha sido provisto como una fibra optica curvada,un detector de luz (134) operativamente acoplado al lumen (136), estando configurado el detector de luz (134) para recibir por lo menos una porcion de la luz procedente del lumen (136); yun controlador (140) configurado para determinar la concentracion o la calidad de la solucion lfquida (120) sobre la base de la luz emitida por la fuente de luz y de la porcion de la luz recibida por el detector de luz (134),caracterizado por que el lumen (136) tiene una configuracion en “Z” de manera de proporcionar una mayor cantidad de luz que se escapa del lumen (136) hacia el interior de la solucion lfquida (120).
- 2. El sensor segun la reivindicacion 1, en donde la solucion lfquida (120) es una solucion de urea.
- 3. El sensor segun la reivindicacion 1, en donde el lumen (136) es un cable de fibra optica no revestido.
- 4. El sensor segun la reivindicacion 3, en donde el lumen (136) es una fibra optica porosa.
- 5. El sensor segun la reivindicacion 4, en donde la fibra optica porosa presenta un area de superficie incrementada conrespecto a la solucion lfquida (120) en comparacion con una fibra optica no porosa.
- 6. Un metodo para medir un lfquido, que comprende:emitir una primera cantidad de luz desde una fuente de luz (132) fijada a un lumen (136) dispuesto en una solucion lfquida (120);transmitir la primera cantidad de luz a traves del lumen (136);recibir una segunda cantidad de luz en un detector de luz (134) fijado al lumen (136); ydeterminar una concentracion o calidad de la solucion lfquida (120) sobre la base de la primera cantidad de luz y de la segunda cantidad de luz;que, ademas, comprende proporcionar el lumen (136) como una fibra optica curvada,caracterizado por que el lumen (136) tiene una configuracion en “Z” a efectos de proporcionar una mayor cantidad de luz que se escapa del lumen (136) hacia el interior de la solucion lfquida (120).
- 7. El metodo segun la reivindicacion 6, en donde un mdice de refraccion de la solucion lfquida (120) es variable de acuerdo con una concentracion de una sustancia con la solucion lfquida (120)
- 8. El metodo segun la reivindicacion 7, en donde la solucion lfquida (120) es una solucion de urea.
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| DE102011089703B3 (de) * | 2011-12-22 | 2013-05-23 | Continental Automotive Gmbh | Optische Messanordnung zur Bestimmung eines Füllstands und/oder einer Konzentration einer Flüssigkeit |
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