DE19916677C1 - Beladungssensor für einen Stickoxidadsorber - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Beladungssensor für einen Stickoxidadsorber, der ein Adsorbermaterial enthält, das sich bei Adsorption von Stickoxiden von einer unbelegten in eine belegte Einsatzform mit gegenüber der unbelegten Einsatzform unterschiedlicher Dielektrizitätskonstanten umwandelt. DOLLAR A Erfindungsgemäß besitzt der Beladungssensor Mittel zur Erfassung der für den Beladungsgrad des Stickoxidadsorbers mit adsorbierten Stickoxiden indikativen Dielektrizitätskonstanten des Adsorbermaterials. DOLLAR A Verwendung z. B. zur Bestimmung des Stickoxid-Beladungsgrades eines Stickoxidadsorbers in einer Abgasreinigungsanlage eines mager betriebenen Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Beladungssensor für einen Stickoxidadsorber, der ein Adsorbermaterial enthält, das sich bei Adsorption von Stickoxiden von einer unbelegten Einsatzform in eine belegte Einsatzform mit gegenüber der unbelegten Ein­ satzform unterschiedlicher Dielektrizitätskonstanten umwandelt. Solche Stickoxidadsorber werden beispielsweise in Abgasreini­ gungsanlagen von Dieselmotoren und mager betriebenen Ottomotoren bei Kraftfahrzeugen eingesetzt. Meist enthält der Stickoxidad­ sorber hierbei ein katalytisch wirksames Material und wird daher auch als Stickoxid-Adsorberkatalysator oder Stickoxid-Speicher­ katalysator bzw. im Rahmen der sogenannten DENOX-Technik als DENOX-Speicherkatalysator bezeichnet.

Der Stickoxidadsorber reinigt das ihm z. B. von einem Kraftfahr­ zeug-Verbrennungsmotor zugeführte Abgas von darin enthaltenen Stickoxiden, indem das in ihm enthaltene Adsorbermaterial die Stickoxide meist in Nitratform anlagert. Das Adsorbermaterial wandelt sich dabei von einer unbelegten, d. h. von angelagertem Stickoxid freien Einsatzform in eine mit Stickoxid belegte Ein­ satzform um. Als Adsorbermaterial wird z. B. Bariumcarbonat (BaCO₃) verwendet, das die unbelegte Einsatzform darstellt und sich durch Adsorption von Stickoxiden in Bariumnitrat (Ba(NO₃)₂) umwandelt. Während Bariumcarbonat eine relative Dielektrizitäts­ konstante von ε_R = 8,53 aufweist, beträgt die relative Dielektrizi­ tätskonstante von Bariumnitrat ε_R = 4,95.

Wenn der Stickoxidadsorber seine maximale Beladung erreicht hat, d. h. die Adsorptionszentren seines Adsorbermaterials sämtlich mit Stickoxid belegt sind, wird er einer Regenerationsphase un­ terworfen, in welcher die adsorbierten Stickoxide wieder desor­ biert und dann geeignet umgewandelt werden, z. B. unter Zuführung eines Reduktionsmittels in den Abgastrakt und/oder Umschalten der Verbrennungsquelle vom Magerbetrieb auf Fettbetrieb und/oder durch Abgasrückführung. Durch die in der Regenerationsphase ab­ laufende Desorptionsreaktion bildet sich das Adsorbermaterial von seiner belegten wieder in seine unbelegte Einsatzform zu­ rück.

Zur genauen Steuerung des Adsorptions- und Desorptionsbetriebs des Stickoxidadsorbers ist es daher wünschenswert, dessen Bela­ dungszustand, d. h. die in ihm gespeicherte Stickoxidmenge, zu kennen. In der Offenlegungsschrift DE 40 25 117 A1 wird als eine derartige Beladungssensorik die Anordnung je eines Stickoxidsen­ sors am Eintritt und am Austritt des Stickoxidadsorbers vorge­ schlagen, mit denen die Stickoxidkonzentration an der jeweiligen Meßstelle und damit der Konzentrationsunterschied zwischen Ein­ trittsseite und Austrittsseite des Stickoxidadsorbers erfaßt werden können. Daraus wird dann eine verwertbare Information über die momentane Stickoxidadsorptionsfunktion des Stickoxidad­ sorbers, d. h. die chemische Reaktion des Adsorbermaterials, ge­ wonnen. Neben dem hierfür erforderlichen Sensoraufwand besteht eine weitere Schwierigkeit dieser Anordnung darin, daß Stick­ oxidsensoren relativ stark auf weitere Zustandsgrößen des Abga­ ses reagieren, wie Druck, Temperatur und Konzentration anderer Gasbestandteile. Zudem ist eine kontinuierliche Beobachtung wäh­ rend der Regenerationsphase bei Einsatz eines Reduktionsmittels prinzipbedingt nicht möglich, da kein Stickoxid-Konzentrations­ gefälle zwischen Eintrittsseite und Austrittsseite des Stick­ oxidadsorber auftritt.

In den Offenlegungsschriften EP 0 598 917 A1 und EP 0 636 770 A1 sind Vorgehensweisen zur Steuerung des Wechsels zwischen Adsop­ tions- und Desorptionsbetrieb beschrieben, bei denen die Notwen­ digkeit einer Regenerationsphase aus dem Signal eines stromab­ wärts des Stickoxidadsorbers angeordneten Stickoxidsensors oder über eine Berechnung der im Stickoxidadsorber gespeicherten Stickoxidmenge und den Vergleich der berechneten Menge mit einer maximal zulässigen Stickoxidspeichermenge abgeleitet wird, wobei für die letztgenannte Vorgehensweise mittels einer Lambdasonde das Abgasluftverhältnis stromabwärts des Stickoxidadsorbers er­ faßt wird.

Des weiteren sind Sensoren zur Bestimmung der Konzentration be­ stimmter Bestandteile von Gasgemischen, wie z. B. von Stickoxiden in einem Abgasstrom, bekannt, die zwei elektrische Widerstände beinhalten, deren Leitfähigkeit temperaturabhängig ist und von denen nur einem ein Katalysatormaterial zugeordnet ist, das eine Reaktion der zu bestimmenden Gasgemischbestandteile katalysiert und dabei die Temperatur dieses Widerstands verändert. Durch Vergleich der von den beiden Widerständen gemessenen Wider­ standswerte wird dann auf die Konzentration des betreffenden Gasgemischbestandteils geschlossen. Ein solcher Sensor ist z. B. in der Offenlegungsschrift DE 42 44 223 A1 beschrieben.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Beladungssensors der eingangs genannten Art zugrunde, mit dem sich der Beladungsgrad an adsorbierten Stickoxiden für einen Stickoxidadsorber vergleichsweise einfach und gegenüber Störgrö­ ßen relativ unempfindlich bestimmen läßt.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Beladungssensors mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Dieser Bela­ dungssensor nutzt die Tatsache aus, daß sich die Dielektrizi­ tätskonstante des Adsorbermaterials in seiner unbelegten, von angelagerten Stickoxiden freien Einsatzform von derjenigen in seiner mit adsorbierten Stickoxiden belegten Einsatzform meßbar unterscheidet. Er enthält dementsprechend Mittel zur Erfassung der Dielektrizitätskonstante des Adsorbermaterials, wofür belie­ bige der dem Fachmann hierfür an sich bekannten Mittel verwend­ bar sind. Mit diesen Mitteln wird die jeweils monentane Dielek­ trizitätskonstante des Adsorbermaterials erfaßt, deren Momentan­ wert in umkehrbar eindeutiger Weise davon abhängt, zu welchen Anteilen an belegter und unbelegter Einsatzform das Adsorberma­ terial vorliegt. Über die Erfassung der Dielektrizitätskonstante des Adsorbermaterials läßt sich folglich direkt der Beladungs­ grad des Stickoxidadsorbers mit adsorbierten Stickoxiden bestim­ men. Der Beladungssensor eignet sich für alle Stickoxidadsorber, bei denen sich die Dielektrizitätskonstante des Adsorbermate­ rials in dessen belegter Einsatzform von derjenigen der unbeleg­ ten Einsatzform unterscheidet, wie z. B. für das gängige Adsor­ bermaterial Bariumcarbonat als unbelegter Einsatzform mit Ba­ riumnitrat als der zugehörigen belegten Einsatzform. Dieser Be­ ladungssensor ist gegenüber anderen Zustandsgrößen des Abgases, wie Druck, Temperatur und Konzentration anderer Gasbestandteile vergleichsweise unempfindlich. Stickoxidsensoren oder Lambdason­ den stromabwärts oder stromaufwärts des Stickoxidadsorbers kön­ nen entfallen.

Bei einem nach Anspruch 2 weitergebildeten Beladungssensor um­ fassen die Mittel zur Erfassung der Dielektrizitätskonstanten des Adsorbermaterials Kondensatorkapazitäts-Erfassungsmittel, welche die elektrische Kapazität eines das Adsorbermaterial als Dielektrikum enthaltenden Kondensators erfassen, die ein direk­ tes Maß für die zu bestimmende Dielektrizitätskonstante dar­ stellt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen solcher Kondensatoranordnungen für die Kondensatorkapazitäts-Erfassungsmittel sind in den Ansprü­ chen 3 und 4 angegeben. Dabei erlaubt es eine Realisierung der Kondensatoranordnung aus mehr als zwei Stabelektroden, die räum­ lich verteilt im Adsorbermaterial vorgesehen sind, bei Bedarf den Beladungsgrad räumlich aufgelöst für verschiedene Zonen des Adsorbermaterialkörpers zu ermitteln.

Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.

Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Stickoxidadsorbers mit zugehörigem Beladungssensor,

Fig. 2 ein schematisches Blockdiagramm zur Veranschaulichung der Funktionsweise von Kondensatorkapazitäts-Erfassungs­ mitteln des Beladungssensors von Fig. 1,

Fig. 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Zusammenhangs zwi­ schen dem Beladungsgrad eines mit Bariumcarbonat arbei­ tenden Stickoxidadsorbers und der durch die Kondensator­ kapazitäts-Erfassungsmittel gemessenen Kondensatorkapazi­ tät,

Fig. 4 eine teilweise aufgeschnittene Perspektivansicht eines zylindrischen Stickoxidadsorberkörpers mit Stabmitten­ elektrode und Zylindermantelelektrode als Kondensatoran­ ordnung,

Fig. 5 eine Stirnansicht des Stickoxidadsorbers von Fig. 4 mit zugehörigen Kondensatorkapazitäts-Erfassungsmitteln,

Fig. 6 eine Stirnansicht entsprechend Fig. 5, jedoch für eine Kondensatoranordnung mit zwei beabstandeten Stabelektro­ den und

Fig. 7 eine Ansicht entsprechend Fig. 6, jedoch für eine Konden­ satoranordnung mit vier beabstandeten Stabelektroden.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Stickoxidadsorber üblicher Bauart mit einem zylindrischen, das Adsorbermaterial enthaltenden Kata­ lysatorkörper 1, dem am einen Stirnende ein Eintrittstrichter 2 und am gegenüberliegenden Stirnende ein Austrittstrichter 3 ei­ nes nicht weiter gezeigten Abgasstrangs zugeordnet ist, in wel­ chem das von einer Verbrennungsquelle, wie z. B. einem Dieselmo­ tor oder mager betriebenen Ottomotor eines Kraftfahrzeuges, emittierte Abgas geführt wird. Besonders im Magerbetrieb der Verbrennungsquelle kann der dem Stickoxidadsorber zugeführte Ab­ gasstrom 4 merkliche Mengen an Stickoxiden enthalten, die vom Stickoxidadsorber adsorptiv gebunden werden, so daß der aus ihm austretende Abgasstrom 5 nicht mehr merklich mit Stickoxiden be­ lastet ist. Während solcher Adsorptionsphasen des Stickoxidad­ sorbers wandelt sich dessen Adsorbermaterial von seiner unbeleg­ ten in seine belegte Einsatzform um, die meist ein Nitrat ist. Von Zeit zu Zeit wird der Stickoxidadsorber, wenn er seine Stickoxidspeicherkapazität erreicht hat, in Regenerationsphasen wieder von den aufgenommenen Stickoxiden durch Desorption der­ selben befreit, wobei die Stickoxide z. B. unter dem Einfluß von im Abgas bereitgestellten Reduktionsmitteln durch chemische Re­ duktion in Stickstoff umgewandelt werden. Bei Verwendung von Ba­ riumcarbonat als Adsorbermaterial in seiner unbelegten Einsatz­ form wandelt sich dieses gemäß folgender Gleichgewichtsreaktion

k . BaCo₃ + l . NO + m . NO₂ ↔ o . Ba(NO₃)₂ . p . CO

während der Adsorptionsphase in Bariumnitrat als der belegten Einsatzform um und während der Desorptionsphase wieder in das Bariumcarbonat zurück. Dabei repräsentieren k, l, m, o und p von den Stickoxidanteilen im Abgas abhängige Zahlenparameter. Da Ba­ riumcarbonat und Bariumnitrat merklich unterschiedliche Dielek­ trizitätskonstanten aufweisen, variiert die Dielektrizitätskon­ stante des gesamten Adsorbermaterials im zylindrischen Adsorber­ körper 1 in eindeutiger und gut meßbarer Weise in Abhängigkeit davon, welcher Bruchteil des Adsorbermaterials gerade als Bari­ umnitrat vorliegt, d. h. wie groß der momentane Beladungsgrad mit adsorbierten Stickoxiden ist.

Ein dem Stickoxidadsorber zugeordneter Beladungssensor benutzt diese Tatsache, indem er die Dielektrizitätskonstante des Adsor­ bermaterials durch eine elektrische Kondensatorkapazitätsmessung bestimmt. Die zugehörigen Kondensatorkapazitäts-Erfassungsmittel beinhalten eine Kapazitätsmeßschaltung mit einer Kondensatoran­ ordnung, die in Fig. 1 schematisch als Plattenkondensator 6 an­ gedeutet ist, sowie mit einer zugehörigen elektrischen Meßlei­ tung 7, in die eine Auswerteeinheit 8 eingeschleift ist, die ei­ nerseits der Spannungsversorgung des Kondensators 6 und anderer­ seits der Auswertung des Strom-/Spannungssignals auf der Meßlei­ tung 7 zwecks Ermittlung der elektrischen Kapazität des Kondensators 6 dient.

Fig. 2 veranschaulicht die Funktionsweise der in die Meßleitung 7 eingeschleiften Kondensatoranordnung 6 blockdiagrammatisch. Wie darin gezeigt, befindet sich im elektrischen Feld innerhalb der beiden Kondensatorelektroden 6 als Dielektrikum das schraf­ fiert gezeigte Adsorbermaterial, das zu einem ersten Teil 9a als unbelegtes Bariumcarbonat und zum übrigen Teil 9b als belegtes Bariumnitrat vorliegt. Dabei sind die beiden Einsatzformen 9a, 9b in Fig. 2 durch zwei Blöcke repräsentiert, die nicht die räumliche Anordnung der beiden Einsatzformen, sondern lediglich deren quantitativen Anteil am gesamten Adsorbermaterial wieder­ geben. Die beiden Blöcke 9a, 9b sind durch eine Trennlinie 10 getrennt, deren variable Lage durch gezeigte Doppelpfeile symbo­ lisiert ist, wobei die Lage der Trennlinie 10 die Ausdehnung des jeweiligen Anteils der belegten und der unbelegten Einsatzform 9a, 9b am gesamten Adsorbermaterial angibt. Mit einem weiteren, nicht schraffiert gezeigten Materialblock 11 sind in der schema­ tischen Darstellung von Fig. 2 die je nach Anwendungsfall zu­ sätzlich im Adsorberkörper 1 als Dielektrikum vorhandenen Mate­ rialien repräsentiert. Diese sind wie das Adsorbermaterial selbst elektrische Nichtleiter, und sie sind zudem weitestgehend chemisch inaktiv, so daß deren dielektrische Eigenschaften zwi­ schen den beiden Kondensatorelektroden 6 konstant bleiben. Zu diesen zusätzlichen Materialien ist auch eventuell aus dem Bari­ umcarbonat-Einsatzstoff durch Sulfatisierung gebildetes, passi­ viertes Bariumsulfat zu rechnen, das durch Adsorption vom im Ab­ gas enthaltenem Schwefel entstehen kann.

Da sich die Dielektrizitätskonstante des chemisch aktiven Adsor­ bermaterials 9a, 9b abhängig davon ändert, zu welchem Teil es in seiner belegten und zu welchem übrigen Teil es in seiner unbe­ legten Einsatzform vorliegt, variiert dementsprechend die gesam­ te Dielektrizitätskonstante des Adsorberkörpers 1 zwischen den Kondensatorlelektroden 6 und damit die Kapazität des Kondensa­ tors, die vom Meßteil 7, 8 der Kapazitätsmeßschaltung erfaßt und aufgezeichnet oder angezeigt werden kann. Die erfaßte Kondensa­ torkapazität ist dann ein zuverlässiges Maß für den Anteil der belegten Einsatzform am gesamten Adsorbermaterial und damit für den Beladungsgrad des Stickoxidadsorbers.

Fig. 3 zeigt in Diagrammform schematisch eine Kennlinie K für den funktionellen Zusammenhang zwischen dem prozentualen Konzen­ trationsanteil der belegten bzw. umgekehrt dazu der unbelegten Einsatzform des Adsorbermaterials und der Kondensatorkapazität C qualitativ für den Fall der Verwendung von Bariumcarbonat als unbelegtem Adsorbermaterial, das sich bei adsorptiver Aufnahme von Stickoxiden in Bariumnitrat als der belegten Einsatzform um­ wandelt. Wie gezeigt, ergibt sich eine in guter Näherung lineare Kennlinie K, anhand der durch die Messung der Kondensatorkapazi­ tät C vergleichsweise genau und zuverlässig der Anteil von Bari­ umnitrat am gesamten Adsorbermaterial und damit der Beladungs­ grad des Stickoxidadsorbers bestimmt werden kann. Dem liegt die Tatsache zugrunde, daß sich die relativen Dielektrizitätskon­ stanten dieser beiden Materialien deutlich unterscheiden. Spezi­ ell liegt die relative Dielektrizitätskonstante von Bariumnitrat bei ε_R = 4,95, während diejenige von Bariumcarbonat bei ε_R = 8,53 liegt.

In den Fig. 4 bis 7 sind vorteilhafte, spezielle Gestaltungen von Kondensatoranordnungen zur Kapazitätsmessung an jeweils zy­ linderförmigen Adsorberkörpern dargestellt. Beim Ausführungsbei­ spiel der Fig. 4 und 5 ist speziell ein zylindrischer Adsorber­ körper 1a vorgesehen, in den eine Stabelektrode 6a längsmittig eingebracht ist und als eine erste Kondensatorelektrode dient, während die andere Kondensatorelektrode von einem umfangsseiti­ gen Zylindermantel 6b gebildet ist, der ebenso wie die Stabmit­ tenelektrode 6a aus einem elektrisch leitenden Material besteht. Im Betrieb wird dann von der Kapazitätsmeßschaltung 7, 8 die Ka­ pazität des so gebildeten Kondensators gemessen, die in eindeu­ tiger Weise davon abhängt, zu welchem Teil das Adsorbermaterial zwischen der Stabmittenelektrode 6a und der Zylindermantelelek­ trode 6b in seiner belegten bzw. in seiner unbelegten Einsatz­ form vorliegt. Wie in der den Adsorberkörper 1a in einer Stirn­ ansicht wiedergebenden Fig. 5 durch eine radial nach innen zu­ nehmende Schwärzung des Adsorberkörpers 1a angedeutet, nimmt das elektrische Kondensatormeßfeld von der Zylindermantelelektrode 6b zur Stabmittenelektrode 6a hin zu, während es in den beiden dazu senkrechten Richtungen abgesehen von Randeffekten konstant bleibt. Das Kondensatormeßfeld wirkt somit über den gesamten Ad­ sorberkörper 1a hinweg, ohne dessen Abgasdurchströmung wesent­ lich zu behindern.

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer Kondensatoranord­ nung, die zwei Stabelektroden 6b, 6c als Kondensatorelektroden beinhaltet, welche im Abstand voneinander in einen zylindrischen Adsorberkörper 1b parallel und mit gleichem Abstand zu dessen Längsmittelachse eingebracht sind. Bei dieser Kondensatoranord­ nung ist das zugehörige Kondensatormeßfeld in einem Bereich 1c zwischen den beiden Stabelektroden 6c, 6d merklich stärker als außerhalb davon, wie in Fig. 6 wiederum durch eine vermehrte Schwärzung dieses Bereichs 1c angedeutet. Mit dieser Anordnung wird folglich von dem Adsorberkörper 1b primär dessen Längsmit­ tenbereich 1c zwischen den beiden Stabelektroden 6b, 6c, der auch verstärkt dem hindurchströmenden Abgas ausgesetzt ist, auf seinen Beladungsgrad mit adsorbierten Stickoxiden hin überwacht, indem Änderungen der Dielektrizitätskonstanten des Adsorbermate­ rials dieses Längsmittenbereichs 1c verstärkt in die von der Ka­ pazitätsmeßschaltung 7, 8 ausgeführte Messung der Kapazität die­ ses von den zwei beabstandeten Stabelektroden 6c, 6d gebildeten Kondensators eingehen.

Fig. 7 zeigt eine weitere mögliche Stabelektroden-Kondensatoran­ ordnung für einen zylindrischen Adsorberkörper 1d. In diesem Beispiel besteht die Kondensatoranordnung aus vier Stabelektro­ den 6e, 6f, 6g, 6h, von denen eine Stabelektrode 6e in der Längsmittelachse des Adsorberkörpers 1d liegt, während die drei anderen Stabelektroden 6f, 6g, 6h mit gleichem Abstand zu dieser Stabmittenelektrode 6e und parallel zu dieser mit voneinander gleichem 120°-Winkelabstand angeordnet sind. Die drei äußeren Stabelektroden 6f, 6g, 6h sind parallelgeschaltet und bilden da­ durch eine gemeinsame, erste Kondensatorelektrode, während die Stabmittenelektrode 6e als zweite Kondensatorelektrode fungiert. Diese Kondensatoranordnung führt wiederum zu einer stärkeren Be­ rücksichtigung eines radial mittleren Adsorberkörperbereichs 1e, wie in Fig. 7 durch zunehmende Schwärzung dieses Mittenbereichs entsprechend der räumlichen Verteilung der Stärke des Kondensa­ tormeßfeldes angedeutet. Durch die Verwendung der mehreren, in Umfangswinkelrichtung verteilt angeordneten Stabelektroden 6f, 6g, 6h ergibt sich eine höhere Symmetrie des Kondensatormeßfel­ des in dieser Umfangswinkelrichtung als bei der Anordnung mit je einer Kondensator-Stabelektrode gemäß Fig. 6 bei gleichzeitig etwas stärkerer Betonung des Adsorberkörper-Mittenbereichs 1e im Vergleich zur Anordnung von Fig. 5 mit der äußeren Zylinderman­ telelektrode 6b.

Statt der in Fig. 7 gezeigten Verschaltung der vier Stabelektro­ den 6e bis 6h sind je nach Bedarf Varianten möglich, um die Ka­ pazität des jeweils gebildeten Kondensators durch die Kapazi­ tätsmeßschaltung 7, 8 mit besonderer Betonung unterschiedlicher Bereiche des Adsorberkörpers 1d zu messen. So kann z. B. in einer Meßvariante die Parallelschaltung der drei äußeren Stabelek­ troden 6f, 6g, 6h unterbleiben und statt dessen von diesen drei äußeren Stabelektroden 6f, 6g, 6h nur eine oder zwei parallel­ geschaltete zur Bildung einer ersten Kondensatorelektrode heran­ gezogen werden, während die andere Kondensatorelektrode von der Stabmittenelektrode 6e und/oder der oder den restlichen äußeren Stabelektroden gebildet wird. Ersichtlich ist jede gewünschte Anschlußkombination zur Bildung zweier Kondensatorelektroden aus den vier vorhandenen Stabelektroden 6e bis 6h realisierbar, wo­ durch sich jeweils die Kondensatorkapazität und damit der Stick­ oxid-Beladungsgrad schwerpunktmäßig desjenigen Adsorberkörper­ bereich bestimmen läßt, in welchem das elektrische Kondensator­ feld besonders stark ist, d. h. jeweils im Adsorberkörperbereich zwischen den beiden gebildeten Kondensatorelektroden. Die gezeigten und oben beschriebenen Ausführungsbeispiele machen deutlich, daß der erfindungsgemäße Beladungssensor in relativ einfacher Weise eine direkte Bestimmung des Stickoxid-Beladungs­ grades eines Stickoxidadsorbers ermöglicht, vorzugsweise über eine elektrische Kondensatorkapazitätsmessung unter Verwendung einer geeigneten Kondensatoranordnung. Dabei sind neben den ge­ zeigten selbstverständlich beliebige andere Kondensatoranordnun­ gen für die gezeigte Zylinderform und auch für beliebige andere Formen von Adsorberkörpern verwendbar. Anstelle von Kondensator­ kapazitäts-Erfassungsmitteln sind auch andere herkömmliche Mit­ tel zur Erfassung der Dielektrizitätskonstante eines Materials, vorliegend des Adsorbermaterials eines Stickoxidadsorbers, ein­ setzbar. Wenngleich die Erfindung oben anhand von Bariumcarbonat bzw. Bariumnitrat als Adsorbermaterial erläutert wurde, ist der erfindungsgemäße Beladungssensor selbstverständlich auch für al­ le anderen herkömmlichen Adsorbermaterialien eines Stickoxidad­ sorbers geeignet, bei denen sich die mit adsorbierten Stickoxi­ den belegte Einsatzform von der unbelegten Einsatzform in der relativen elektrischen Dielektrizitätskonstante unterscheidet.

Claims (4)

1. Beladungssensor für einen Stickoxidadsorber, der ein Adsor­ bermaterial enthält, das sich bei Adsorption von Stickoxiden von einer unbelegten Einsatzform in eine belegte Einsatzform mit ge­ genüber der unbelegten Einsatzform unterschiedlicher Dielektri­ zitätskonstanten umwandelt, gekennzeichnet durch Mittel (6, 7, 8) zur Erfassung der für den Beladungsgrad des Stickoxidadsorbers mit adsorbierten Stickoxiden indikativen Di­ elektrizitätskonstanten des Adsorbermaterials.

2. Beladungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erfassung der Dielektrizitätskonstanten des Ad­ sorbermaterials Kondensatorkapazitäts-Erfassungsmittel (6, 7, 8) umfassen, die einen das Adsorbermaterial als Dielektrikum ent­ haltenden Kondensator (6) und eine Kapazitätsmeßschaltung (7, 8) zur Erfassung der für die Dielektrizitätskonstanten des Adsor­ bermaterials indikativen Kapazität des Kondensators beinhalten.

3. Beladungssensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatorelektroden des Kondensators von einer in das Ad­ sorbermaterial mittig eingebrachten Stabelektrode (6a) einer­ seits und einer das Adsorbermaterial umgebenden Umfangselektrode (6b) andererseits oder von zwei beabstandet in das Adsorbermate­ rial eingebrachten Stabelektroden (6c, 6d) gebildet sind.

4. Beladungssensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazitätserfassungsmittel eine Kondensatoranordnung mit mehr als zwei beabstandet in das Adsorbermaterial eingebrachten Stabelektroden (6e bis 6h) aufweisen, die variabel zur Bildung der beiden Elektroden des Kondensators verschaltbar sind und/oder von denen wenigstens zwei zur Bildung einer gemeinsamen Elektrode des Kondensators parallel geschaltet sind.