DE19817402C1 - Sensor device for quantitative evaluation of particles suspended in gas flow e.g. smoke particles in diesel engine exhaust gas - Google Patents
Sensor device for quantitative evaluation of particles suspended in gas flow e.g. smoke particles in diesel engine exhaust gasInfo
- Publication number
- DE19817402C1 DE19817402C1 DE19817402A DE19817402A DE19817402C1 DE 19817402 C1 DE19817402 C1 DE 19817402C1 DE 19817402 A DE19817402 A DE 19817402A DE 19817402 A DE19817402 A DE 19817402A DE 19817402 C1 DE19817402 C1 DE 19817402C1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sensor arrangement
- gas flow
- arrangement
- conductor
- arrangement according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000779 smoke Substances 0.000 title description 2
- 238000011158 quantitative evaluation Methods 0.000 title 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000004071 soot Substances 0.000 claims description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101100170172 Caenorhabditis elegans del-10 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
- G01N1/2247—Sampling from a flowing stream of gas
- G01N1/2252—Sampling from a flowing stream of gas in a vehicle exhaust
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung zur quantitativen Bestimmung von in einem Gasstrom enthaltenen elektrisch lei tenden und/oder elektrisch geladenen Partikeln, insbesondere von Rußpartikeln im Abgasstrom eines Dieselmotors, mit einer vom Gasstrom in einer Abgasleitung umströmten Elektrodenanord nung, der eine Spannung einer Spannungsquelle über wenigstens eine durch eine Wand der Abgasleitung hindurchragende Leiter anordnung zuführbar ist, und mit einer Strommeßeinrichtung zur Messung eines von der Spannungsquelle zur Elektrodenanordnung fließenden Stroms.The invention relates to a sensor arrangement for quantitative Determination of electrical lei contained in a gas stream tendency and / or electrically charged particles, in particular of soot particles in the exhaust gas flow of a diesel engine, with a the electrode flow around the gas flow in an exhaust pipe voltage of a voltage of a voltage source over at least a conductor protruding through a wall of the exhaust pipe arrangement can be supplied, and with a current measuring device for Measurement of one from the voltage source to the electrode arrangement flowing current.
Eine derartige Sensoranordnung ist durch die DE 195 36 705 A1 bekannt. Das Meßprinzip der Sensoranordnung beruht darauf, daß das von der Elektrodenanordnung innerhalb der Abgasleitung erzeugte elektrische Feld gestört wird, sobald das elektrische Feld von einem Gasstrom mit elektrisch leitenden oder gelade nen Partikeln durchströmt wird. Die Elektrodenanordnung bildet einen Kondensator, aus dem durch die Aufladung der Partikel elektrische Energie abtransportiert wird. Bei konstanter Span nung muß zur Wiederherstellung der ursprünglichen Feldstärke ein Ladestrom fließen, der ein Maß für die Menge der durch die Partikel abtransportierten Ladung, also für die Partikelbela stung des Abgasstroms, darstellt. Bei der vorbekannten Sensor anordnung wird eine Gleichspannung von 2000 bis 3000 Volt zur Erzeugung des elektrischen Felds verwendet. Die Messung des Ladestroms erfolgt über einen hochohmigen Arbeitswiderstand, der zwischen die beiden Elektroden des Kondensators geschaltet ist. Die beiden Elektroden sind durch eine Mantelelektrode und eine Innenelektrode gebildet, wobei ein Problem bei dem Leiter zur Innenelektrode besteht. Setzen sich auf diesem Leiter lei tende Partikel ab, können Sie eine geschlossene Partikel schicht bilden und somit zu einem Kurzschluß zwischen Mantel elektrode und Innenelektrode führen. Es ist vorgeschlagen wor den, den Leiter abzudecken, um einen Kontakt mit dem Gasstrom zu vermeiden. Eine weitere Lösungsmöglichkeit besteht darin, den Leiter mit Frischluft zu beströmen, um zumindest einen Teil des Leiters partikelfrei zu halten und eine Ausbildung einer geschlossenen, leitenden Partikelschicht zu verhindern. Die Nachteile dieser Maßnahme bestehen darin, daß eine erheb liche Störung des Abgasstromes bewirkt wird, die die Meßergeb nisse verfälschen kann.Such a sensor arrangement is described in DE 195 36 705 A1 known. The measuring principle of the sensor arrangement is based on the fact that that of the electrode arrangement within the exhaust pipe generated electrical field is disturbed once the electrical Field of a gas stream with electrically conductive or charged is flowed through. The electrode arrangement forms a capacitor from which by charging the particles electrical energy is transported away. With constant chip must be restored to restore the original field strength a charging current is flowing, which is a measure of the amount flowing through the Particles transported away, so for the particle load exhaust gas flow. With the previously known sensor arrangement is a DC voltage of 2000 to 3000 volts Electric field generation used. The measurement of the Charging current takes place via a high-resistance load resistor, which is connected between the two electrodes of the capacitor is. The two electrodes are covered by a jacket electrode and formed an inner electrode, with a problem in the conductor to the inner electrode. Sit down on this ladder particles, you can create a closed particle Form layer and thus to a short circuit between the jacket lead electrode and inner electrode. It is suggested what to cover the conductor to make contact with the gas flow to avoid. Another solution is to Flow fresh air around the conductor to at least one Part of the leader to keep particles free and training to prevent a closed, conductive particle layer. The disadvantages of this measure are that a considerable Liche disturbance of the exhaust gas flow is caused, the Messergeb can falsify nisse.
Durch die DE 38 39 348 A1 ist eine Vorrichtung zur Messung der Partikelbelastung im Rauch- oder Abgas eines Verbrennungspro zesses bekannt, die auf einem optischen Meßprinzip beruht. Hierfür ist das Abgasrohr mit zueinander diametral gegenüber liegenden Lichtdurchtrittsöffnungen versehen. Radial außen von den beiden Lichtdurchtrittsöffnungen sind optische Bauelemente zur Ausbildung eines optischen Strahlenganges angeordnet. Hin ter der einen Lichtdurchtrittsöffnung öffnet sich ein optischer Sender und Empfänger, während sich hinter der ande ren Lichtdurchtrittsöffnung ein optischer Reflektor befindet, so daß das von dem optischen Sender ausgesandte Licht zweimal den Durchmesser des Abgasrohres durchläuft und vom optischen Empfänger detektiert wird. Durch die Belastung des Abgasstro mes mit lichtstreuenden Partikeln wird das empfangene Signal beeinträchtigt. Außerhalb des Abgasrohres befinden sich hinter den Lichtdurchtrittsöffnungen optisch durchlässige Schutz scheiben, beispielsweise Saphirscheiben, die über eine Spül luftleitung mit Spülluft angeblasen werden, um die Saphir scheiben von Rußpartikeln freizuhalten. Zusätzlich werden die Saphirscheiben mit Platinheizwendeln auf eine Temperatur auf geheizt, die oberhalb der Rußabbrenntemperatur liegt, so daß sich an den Saphirscheiben kein Ruß mehr niederschlägt und damit die Lichtdurchlässigkeit der Saphirscheiben gewährlei stet bleibt. Eine Sensoranordnung mit in den Abgasstrom hin einragenden Leiteranordnungen ist daher durch diese Druck schrift nicht offenbart.DE 38 39 348 A1 describes a device for measuring the Particle contamination in the smoke or exhaust gas of a combustion pro known, which is based on an optical measuring principle. For this purpose, the exhaust pipe is diametrically opposed to one another horizontal light openings. Radially outside of The two light passage openings are optical components arranged to form an optical beam path. There The one light passage opening opens optical transmitter and receiver, while behind the other ren light passage opening there is an optical reflector, so that the light emitted by the optical transmitter is twice passes through the diameter of the exhaust pipe and from the optical Receiver is detected. By loading the exhaust gas The signal received is measured with light-scattering particles impaired. Outside are located behind the exhaust pipe the light passage openings optically transparent protection discs, for example sapphire discs, over a rinse Air line to be blown with purge air to the sapphire keep the disks free of soot particles. In addition, the Sapphire discs with platinum heating coils to a temperature heated, which is above the soot burning temperature, so that soot no longer deposits on the sapphire discs and so that the translucency of the sapphire discs is guaranteed remains constant. A sensor arrangement with in the exhaust gas flow protruding conductor arrangements is therefore due to this pressure scripture not revealed.
Die Erfindung geht von der Problemstellung aus, eine Sensor anordnung der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß die quantitative Bestimmung der Partikelbelastung des Abgasstroms ohne die Gefahr der Ausbildung von Kurzschlüssen und ohne Be einträchtigung des Abgasstromes erreicht wird.The invention is based on the problem, a sensor arrangement of the type mentioned in such a way that the quantitative determination of the particle load in the exhaust gas flow without the risk of short circuits and without loading impairment of the exhaust gas flow is achieved.
Ausgehend von dieser Problemstellung ist eine Sensoranordnung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gekenn zeichnet, daß wenigstens ein Abschnitt der Oberfläche der in die Abgasleitung ragenden Leiteranordnung auf eine die Parti kel thermisch zerstörende Temperatur aufheizbar ist.Starting from this problem is a sensor arrangement of the type mentioned at the outset records that at least a portion of the surface of the in the exhaust pipe protruding conductor arrangement on a the parti kel thermally destructive temperature can be heated.
Die Ausbildung einer gegebenenfalls einen Kurzschluß verur sachenden geschlossenen Partikelschicht wird erfindungsgemäß dadurch verhindert, daß auf die Leiteranordnung treffende Par tikel sofort an der Oberfläche verbrannt und daher unschädlich gemacht werden.The formation of a possibly a short circuit relevant closed particle layer is according to the invention thereby preventing Par particles burned on the surface immediately and therefore harmless be made.
Die erfindungsgemäße Aufheizung der Leiteranordnung erfolgt für Rußpartikel auf eine Temperatur auf über 500°C, vorzugs weise auf etwa 600°C bis 800°C. Bei dieser Temperatur werden Rußpartikel im Abgasstrom eines Dieselmotors sicher verbrannt.The inventive conductor arrangement is heated for soot particles to a temperature above 500 ° C, preferred point to about 600 ° C to 800 ° C. At this temperature Soot particles in the exhaust gas stream of a diesel engine are safely burned.
Da für die vorliegende Erfindung vorzugsweise eine Hochspan nungs-Gleichspannungsquelle für die Ausbildung des elek trischen Feldes benötigt wird, ist es zweckmäßig, die Aufhei zung der Oberfläche der Leiteranordnung elektrisch durchzufüh ren. Hierzu kann die Oberfläche der Leiteranordnung mit einer Drahtwendel ausgebildet sein, über die Aufheizung erfolgt. Wenn die Drahtwendel auf die erforderlichen Glühtemperaturen aufgeheizt wird, entstehen an der Oberfläche der Drahtwendel freie Elektronen, die im elektrischen Meßfeld zu einer der Elektroden der Elektrodenanordnung gezogen werden und so das Meßergebnis durch temperaturabhängige Effekte verfälschen. Zur Vermeidung etwaiger Kompensationsmaßnahmen ist es daher bevor zugt, wenn die Drahtwendel innerhalb einer isolierenden Man telschicht der Leiteranordnung angeordnet ist. Die Mantel schicht hat die Aufgabe, das Austreten von freien Elektronen aus der Leiteranordnung zu verhindern.As for the present invention preferably a high chip voltage source for the formation of the elec tric field is needed, it is advisable to heat up tion of the surface of the conductor arrangement to be carried out electrically Ren. For this purpose, the surface of the conductor arrangement with a Be formed wire coil, takes place via the heating. When the wire coil reaches the required annealing temperatures is heated, arise on the surface of the wire coil free electrons, which become one of the Electrodes of the electrode assembly are pulled and so Falsify measurement result due to temperature-dependent effects. For It is therefore necessary to avoid any compensation measures pulls when the wire coil is inside an insulating man telschicht the conductor arrangement is arranged. The coat layer has the task of liberating free electrons to prevent from the conductor arrangement.
Für die Durchführung der erfindungsgemäßen Messung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Elektrodenanordnung mit einer Gleichspannungsquelle verbunden ist, die für Ausgangs spannungen von wenigstens 1000 Volt, vorzugsweise von ca. 3000 bis 5000 Volt, ausgelegt ist. Die Gleichspannung wird dabei möglichst hoch gewählt, ohne daß es zu Korona- oder Funkentla dungen kommt.It has been useful to carry out the measurement according to the invention proven to be useful if the electrode assembly with is connected to a DC voltage source for output voltages of at least 1000 volts, preferably of about 3000 up to 5000 volts. The DC voltage is thereby chosen as high as possible without it leading to corona or radio discharge dung is coming.
Die hohe Gleichspannung wird für den Einsatz in einem Kraft fahrzeug aus einer Bord-Gleichspannung mit Hilfe eines getak teten Gleichspannungswandlers gewonnen. Vorzugsweise wird die Taktfrequenz des Gleichspannungswandlers so gelegt, daß sie weit oberhalb der Grenzfrequenz für den Meßbereich der Sensor anordnung liegt. Diese Grenzfrequenz liegt größenordnungsmäßig bei 10 kHz, so daß die Taktfrequenz vorzugsweise über 100 kHz, vorzugsweise bei etwa 200 kHz, liegt.The high DC voltage is used in one force vehicle from an on-board DC voltage with the help of a getak won DC converter. Preferably the Clock frequency of the DC-DC converter placed so that the sensor far above the cut-off frequency for the measuring range arrangement lies. This cutoff frequency is of the order of magnitude at 10 kHz, so that the clock frequency is preferably above 100 kHz, preferably about 200 kHz.
Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:The invention is intended to be based on one in the drawing illustrated embodiment are explained in more detail. It demonstrate:
Fig. 1 - einen Längsschnitt durch eine Leiteranordnung, die mit einer Elektrode in einer Abgasleitung verbunden ist Fig. 1 - a longitudinal section through a conductor arrangement which is connected to an electrode in an exhaust pipe
Fig. 2 - eine Prinzip-Schaltungsanordnung für die erfin dungsgemäße Sensoranordnung Fig. 2 - a basic circuit arrangement for the sensor arrangement according to the inven tion
Fig. 3 - einen Längsschnitt durch eine Leiteranordnung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 3 - a longitudinal section through a conductor arrangement according to another embodiment of the invention.
Die in Fig. 1 dargestellte Leiteranordnung 1 umfaßt einen stabförmigen Leiter 2 aus einem leitenden Metall, der sich durch eine Durchgangsverschraubung 3 hindurch erstreckt und an seinem Ende eine axiale Gewindebohrung 4 aufweist, in die eine Schraube 5 mit einem Sechskant-Schraubenkopf 6 eingeschraubt ist. Mit dem Schraubenkopf 6 ist eine flächige, beispielsweise kreisförmige Elektrode 7 verbunden.The circuit arrangement 1 shown in Fig. 1 comprises a rod-shaped conductor 2 made of a conductive metal, which extends through a compression fitting 3 therethrough and having at its end an axial threaded bore 4 is screwed in a screw 5 having a hexagonal screw head 6. A flat, for example circular, electrode 7 is connected to the screw head 6 .
Der stabförmige Leiter 2 ist mit einem inneren Glasrohr 8 über nahezu seine gesamte Länge umgeben, das mit einem Ende an dem Schraubenkopf 6 anliegt. An diesem Ende ist das innere Glas rohr 8 mit einem kürzeren, äußeren Glasrohr 9 zusammenge schmolzen, das das innere Glasrohr 8 mit Abstand umgibt. In dem Zwischenraum zwischen dem inneren Glasrohr 8 und dem äuße ren Glasrohr 9 ist eine Drahtwendel 10 im Bereich des zum Schraubenkopf 6 zeigenden Endes der Glasrohre 8, 9 angeordnet und mit aus dem äußeren Glasrohr 9 herausgeführten Anschluß drähten 11 anschließbar. Das äußere Glasrohr 9 wird durch eine auf das innere Glasrohr 8 geschobene isolierende Scheibe 12 mit Hilfe einer das innere Glasrohr 8 übergreifenden Spiralfe der 13 gegen den Schraubenkopf 6 gedrückt. Hierzu stützt sich die Spiralfeder 13 mit ihrem anderen Ende an einer isolieren den Scheibe 14 ab, die von einer auf ein Außengewinde des stabförmigen Leiters 2 aufgeschraubten Mutter 15 an Ort und Stelle gehalten wird.The rod-shaped conductor 2 is surrounded by an inner glass tube 8 over almost its entire length, which abuts the screw head 6 at one end. At this end, the inner glass tube 8 is melted together with a shorter, outer glass tube 9 which surrounds the inner glass tube 8 at a distance. In the space between the inner glass tube 8 and the outer glass tube 9 , a wire helix 10 is arranged in the region of the end of the glass tubes 8 , 9 pointing towards the screw head 6 , and wires 11 can be connected with the connection led out of the outer glass tube 9 . The outer glass tube 9 is pressed against the screw head 6 by an insulating disc 12 pushed onto the inner glass tube 8 with the aid of a Spiralfe 13 overlapping the inner glass tube 8 . For this purpose, the coil spring 13 is supported with its other end on an isolate the disc 14 , which is held in place by a nut 15 screwed onto an external thread of the rod-shaped conductor 2 .
In die Durchgangsverschraubung 3 ist ein O-Ring 16 eingesetzt, der auf den äußeren Mantel des äußeren Glasrohres 9 drückt und dadurch die Leiteranordnung 1 mit einer vibrationsdämpfenden Wirkung in der (in Fig. 1 nicht dargestellten) Wand einer Abgasleitung hält.In the through screw connection 3 , an O-ring 16 is inserted, which presses on the outer jacket of the outer glass tube 9 and thereby holds the conductor arrangement 1 with a vibration-damping effect in the (not shown in FIG. 1) wall of an exhaust pipe.
Fig. 2 läßt schematisch eine Wand 17 eines Abgasrohres erken nen, durch die an diametral gegenüberliegenden Positionen je weils eine Leiteranordnung 1 zu jeweils einer Elektrode 7 füh rend hindurchgeführt ist. Aus den Leiteranordnungen 1 sind die Anschlußdrähte 11 herausgeführt, die mit den beiden Polen +,- einer Heizspannungsquelle 19 verbunden sind. Ein parallel zwischen den beiden Polen +,- der Heizspannungsquelle 19 lie gendes Potentiometer 20, dessen Abgriff an Masse liegt, dient der Kompensation einer Nullpunktdrift, die durch eine Elektro nenemission an der Drahtwendel 10 und die damit verursachten kapazitiven Einflüsse auf das Feld zwischen den Elektroden 7 verursacht wird. Die Heizspannungsquelle 19 ist zwischen 0 und 13 V einstellbar und sorgt für eine Temperatur an der Ober fläche des äußeren Glasrohres 9 von etwa 600°C. Die Drahtwen del 10, die die Heizung bewirkt, ist in dem in das Abgasrohr 18 ragenden Ende der Leiteranordnung 1 angeordnet und verhin dert eine Ablagerung von Rußpartikeln auf der Oberfläche des äußeren Glasrohres 9 der Leiteranordnung 1, indem die Rußpar tikel sofort im Kontakt mit der Oberfläche des äußeren Glas rohres 9 verbrannt werden. Fig. 2 schematically shows a wall 17 of an exhaust pipe NEN, through which at diametrically opposite positions each Weil a conductor arrangement 1 to an electrode 7 is guided leading. The connecting wires 11 are led out of the conductor arrangements 1 and are connected to the two poles +, - of a heating voltage source 19 . A parallel between the two poles +, - the heating voltage source 19 lying potentiometer 20 , the tap of which is connected to ground, is used to compensate for a zero drift caused by an electrical emission on the wire coil 10 and the resulting capacitive influences on the field between the electrodes 7 is caused. The heating voltage source 19 is adjustable between 0 and 13 V and ensures a temperature on the upper surface of the outer glass tube 9 of about 600 ° C. The Drahtwen del 10 , which causes the heating, is arranged in the exhaust pipe 18 projecting end of the conductor arrangement 1 and prevents a deposition of soot particles on the surface of the outer glass tube 9 of the conductor arrangement 1 , by the soot particles immediately in contact with the Surface of the outer glass tube 9 are burned.
Eine der Elektroden 7 ist über die zugehörige Leiteranordnung 1 mit einem Hochspannung führenden Pol + einer Hochspannungs- Gleichspannungsquelle 21 verbunden. Der andere Pol - der Gleichspannungsquelle 21 liegt an Masse. Die andere Elektrode 7 liegt über die zugehörige Leiteranordnung 1 und einen hoch ohmigen Meßwiderstand 22 (z. B. 10 MΩ) an Masse. Ein zur Auf rechterhaltung der Spannung zwischen den Elektroden 7 benötig ter Ladestrom führt zu einem Spannungsabfall über dem Meßwi derstand 22, der in einem Operationsverstärker 23 verstärkt wird, so daß am Ausgang des Operationsverstärkers 23 ein Meß signal an einer Meßsignalklemme 24 abnehmbar ist. Der inver tierende Eingang - des Operationsverstärkers 23 liegt über einen Spannungsteilerwiderstand 25 an Masse, der zusammen mit einem Rückkopplungswiderstand 26 des Operationsverstärkers 23 zur Einstellung des Verstärkungsfaktors des Operationsverstär kers 23 dient.One of the electrodes 7 is connected via the associated conductor arrangement 1 to a pole carrying a high voltage + a high voltage DC voltage source 21 . The other pole - the DC voltage source 21 is grounded. The other electrode 7 is connected to ground via the associated conductor arrangement 1 and a high-ohmic measuring resistor 22 (eg 10 MΩ). A to maintain the voltage between the electrodes 7 ter charging current leads to a voltage drop across the Meßwi resistance 22 , which is amplified in an operational amplifier 23 , so that at the output of the operational amplifier 23, a measurement signal at a measurement signal terminal 24 can be removed. The inverting input - of the operational amplifier 23 is connected to ground via a voltage divider resistor 25 which, together with a feedback resistor 26 of the operational amplifier 23, is used to adjust the amplification factor of the operational amplifier 23 .
Parallel zum Meßwiderstand 22 sind zwei antiparallel geschal tete Dioden 27 geschaltet, die dem Schutz des Operationsver stärkers 23 vor etwaigen Überspannungen durch Ableitung der Überspannungen dienen. Ferner liegt parallel zum Meßwiderstand 22 ein Kondensator 28, dessen Kapazität groß gegen die Lei tungskapazität der Verbindungsleitungen ist, um die Grenzfre quenz des Meßsignalbereichs von der Leitungslänge unabhängig zu machen.In parallel to the measuring resistor 22 two antiparallel switched diodes 27 are connected, which serve to protect the operational amplifier 23 against possible overvoltages by deriving the overvoltages. Furthermore, parallel to the measuring resistor 22 is a capacitor 28 , the capacitance of which is large compared to the line capacitance of the connecting lines, in order to make the limit frequency of the measuring signal range independent of the line length.
Fig. 2 läßt erkennen, daß zwei zueinander parallele flächige Elektrodenplatten 7 zur Ausbildung eines Meßsensors dienen. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung auch mit an deren Elektrodenanordnungen realisierbar, beispielsweise mit zwei zueinander konzentrischen Elektroden. Ferner ist es nicht erforderlich, daß die beiden Elektroden 7 jeweils mit einer eigenen Leiteranordnung 1 versorgt werden. In gleicher Weise ist es denkbar, daß die beiden Elektroden 7' mit einer gemein samen Leiteranordnung 1', in der zwei stabförmige Leiter 2' isoliert voneinander geführt sind, an die benötigten Potentia le angeschlossen werden, wie dies Fig. 3 verdeutlicht. Dabei wird ebenfalls die Aufheizung mit der Drahtwendel 10 in dem Bereich der Leiteranordnung 1' vorgenommen, der in die Abgas leitung 18 hineinragt. Fig. 2 shows that two mutually parallel flat electrode plates 7 are used to form a measuring sensor. Of course, the present invention can also be implemented with other electrode arrangements, for example with two electrodes which are concentric with one another. Furthermore, it is not necessary that the two electrodes 7 are each supplied with their own conductor arrangement 1 . In the same way, it is conceivable that the two electrodes 7 'with a common conductor arrangement 1 ', in which two rod-shaped conductors 2 'are isolated from each other, are connected to the required potentials, as illustrated in FIG. 3. The heating is also carried out with the wire helix 10 in the area of the conductor arrangement 1 'which protrudes into the exhaust gas line 18 .
Anstelle der dargestellten Anordnung mit einem inneren Glas rohr 8 und einem äußeren Glasrohr 9 kann auch eine ent sprechende Keramikkonfiguration oder eine Konfiguration aus einem sonstigen hitzebeständigen und elektronennichtdurchläs sigen Material verwendet werden.Instead of the arrangement shown with an inner glass tube 8 and an outer glass tube 9 , a corresponding ceramic configuration or a configuration made of another heat-resistant and electronically permeable material can also be used.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19817402A DE19817402C1 (en) | 1998-04-20 | 1998-04-20 | Sensor device for quantitative evaluation of particles suspended in gas flow e.g. smoke particles in diesel engine exhaust gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19817402A DE19817402C1 (en) | 1998-04-20 | 1998-04-20 | Sensor device for quantitative evaluation of particles suspended in gas flow e.g. smoke particles in diesel engine exhaust gas |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19817402C1 true DE19817402C1 (en) | 1999-09-30 |
Family
ID=7865069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19817402A Expired - Fee Related DE19817402C1 (en) | 1998-04-20 | 1998-04-20 | Sensor device for quantitative evaluation of particles suspended in gas flow e.g. smoke particles in diesel engine exhaust gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19817402C1 (en) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10331838B3 (en) * | 2003-04-03 | 2004-09-02 | Georg Bernitz | Sensor element for detecting soot particles in an exhaust gas stream comprises a sensor body having a sensor surface, and a resistance structure for heating the sensor body and for acquiring the temperature of the sensor body |
| DE10344111A1 (en) * | 2003-09-24 | 2005-05-19 | Daimlerchrysler Ag | Sensor device, for optically detecting exhaust gas flow from internal combustion engine, has optical window with electrical heating element for raising temperature above ignition temperature of carbon compound |
| DE102006034075B4 (en) * | 2006-03-16 | 2009-03-19 | Ust Umweltsensortechnik Gmbh | Method and device for the selective detection of conductive particles in gas streams |
| US7650780B2 (en) | 2002-07-19 | 2010-01-26 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Time-resolved exhaust emissions sensor |
| DE202009004253U1 (en) | 2009-03-31 | 2010-08-19 | Hauser, Andreas, Dipl.-Ing. | Device for detecting particles contained in a gas stream |
| US7891232B2 (en) | 2008-11-21 | 2011-02-22 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Rigid particulate matter sensor |
| US7998417B2 (en) | 2008-08-22 | 2011-08-16 | Board Of Regents, University Of Texas System | Particulate matter sensor with a heater |
| US8161796B2 (en) | 2009-04-16 | 2012-04-24 | Emisense Technologies Llc | Particulate matter sensor with an insulating air gap |
| DE102005016395B4 (en) * | 2005-04-18 | 2012-08-23 | Andreas Hauser | Rußimpedanzsensor |
| EP2500719A1 (en) | 2007-10-01 | 2012-09-19 | Hauser, Andreas | Soot loading sensor |
| US10481066B2 (en) | 2014-11-10 | 2019-11-19 | Continental Automotive Gmbh | Soot sensor |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3839348A1 (en) * | 1987-11-23 | 1989-06-01 | Bosch Gmbh Robert | DEVICE FOR MEASURING PARTICLE EXPOSURE IN THE SMOKE AND EXHAUST GAS FROM A COMBUSTION PROCESS |
| DE19536705A1 (en) * | 1995-09-30 | 1997-04-03 | Guenther Prof Dr Ing Hauser | Method for measuring particles in gas flow e.g. vehicle exhaust |
-
1998
- 1998-04-20 DE DE19817402A patent/DE19817402C1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3839348A1 (en) * | 1987-11-23 | 1989-06-01 | Bosch Gmbh Robert | DEVICE FOR MEASURING PARTICLE EXPOSURE IN THE SMOKE AND EXHAUST GAS FROM A COMBUSTION PROCESS |
| DE19536705A1 (en) * | 1995-09-30 | 1997-04-03 | Guenther Prof Dr Ing Hauser | Method for measuring particles in gas flow e.g. vehicle exhaust |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7650780B2 (en) | 2002-07-19 | 2010-01-26 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Time-resolved exhaust emissions sensor |
| DE10331838B3 (en) * | 2003-04-03 | 2004-09-02 | Georg Bernitz | Sensor element for detecting soot particles in an exhaust gas stream comprises a sensor body having a sensor surface, and a resistance structure for heating the sensor body and for acquiring the temperature of the sensor body |
| DE10344111A1 (en) * | 2003-09-24 | 2005-05-19 | Daimlerchrysler Ag | Sensor device, for optically detecting exhaust gas flow from internal combustion engine, has optical window with electrical heating element for raising temperature above ignition temperature of carbon compound |
| DE10344111B4 (en) * | 2003-09-24 | 2005-10-27 | Daimlerchrysler Ag | Sensor arrangement for optical measurement of an exhaust gas flow in an exhaust pipe |
| DE102005016395B4 (en) * | 2005-04-18 | 2012-08-23 | Andreas Hauser | Rußimpedanzsensor |
| DE102006034075B4 (en) * | 2006-03-16 | 2009-03-19 | Ust Umweltsensortechnik Gmbh | Method and device for the selective detection of conductive particles in gas streams |
| EP2500719A1 (en) | 2007-10-01 | 2012-09-19 | Hauser, Andreas | Soot loading sensor |
| US7998417B2 (en) | 2008-08-22 | 2011-08-16 | Board Of Regents, University Of Texas System | Particulate matter sensor with a heater |
| US7891232B2 (en) | 2008-11-21 | 2011-02-22 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Rigid particulate matter sensor |
| EP2237018A1 (en) | 2009-03-31 | 2010-10-06 | Hauser, Andreas | Device and method for detecting particles in a gas flow |
| DE202009004253U1 (en) | 2009-03-31 | 2010-08-19 | Hauser, Andreas, Dipl.-Ing. | Device for detecting particles contained in a gas stream |
| US8161796B2 (en) | 2009-04-16 | 2012-04-24 | Emisense Technologies Llc | Particulate matter sensor with an insulating air gap |
| US10481066B2 (en) | 2014-11-10 | 2019-11-19 | Continental Automotive Gmbh | Soot sensor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE19817402C1 (en) | Sensor device for quantitative evaluation of particles suspended in gas flow e.g. smoke particles in diesel engine exhaust gas | |
| EP0209706B1 (en) | Ion generator | |
| DE2701841C3 (en) | Device for the detection of ionizable gas particles | |
| DE102015000096A1 (en) | particle sensor | |
| DE19536705A1 (en) | Method for measuring particles in gas flow e.g. vehicle exhaust | |
| DE102005060139A1 (en) | Spark plug for petrol engine, has insulating body inserted into screwing body and guiding central electrode, which has borehole that interacts with combustion chamber, and fiber optic pressure sensor that is inserted into borehole | |
| DE1964252A1 (en) | Flame detector for electrically ignitable heaters | |
| EP1701237B1 (en) | Heating element | |
| DE4211944A1 (en) | High-voltage unit with a divider resistor arrangement | |
| DE2342333A1 (en) | FLAME IONIZATION DETECTOR | |
| DE102013216256A1 (en) | Temperature sensing device and temperature controller | |
| WO2016096521A1 (en) | Device for detecting particles in an exhaust gas of a combustion machine | |
| WO2019020373A1 (en) | PARTICLE SENSOR AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR | |
| DE102005016395A1 (en) | Impedance sensor, for determining unburned carbon deposition, has circuit adding resistance reductions by unburned carbon deposition, and electrodes in bifilar winding that is used as resistance heater for burning down deposition | |
| EP0612411A1 (en) | HIGH VOLTAGE MEASURING DEVICE. | |
| DE19632732A1 (en) | Temperature measuring unit with signal coupling element between heat source and temperature sensor | |
| DE102015115204B4 (en) | Spark plug for an internal combustion engine | |
| DE3025819A1 (en) | Cable end connector for high voltage applications - has insulated voltage measuring electrode between earth sheath and cable core | |
| DE4111954C1 (en) | Water heater with enamelled metal container - having electric heating element soldered to baseplate and protective anode | |
| DE8707954U1 (en) | Capacitive sensor | |
| DE102016226263A1 (en) | Device for detecting particles in a gas | |
| DE1276370B (en) | Cell for analyzing a gas by high frequency discharge in the gas | |
| WO2018215203A1 (en) | Particle sensor | |
| DE10056988A1 (en) | Voltage divider arrangement employing capacitors has measurement amplifier supplied by separate capacitor section of divider of tubular design | |
| DE4425304A1 (en) | Collector electrode of flame ionisation detector for installation in esp. mobile high temperature gas chromatography analyser |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8100 | Publication of patent without earlier publication of application | ||
| D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: HAUSER, ANDREAS, DIPL.-ING., 52070 AACHEN, DE |
|
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |