用于测量在气雾剂中的颗粒浓度的装置和方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于测量在气雾剂（22）中的颗粒浓度的装置（10），所述装置具有流动管（4）以及测量室（12c），所述装置（10）具有从所述流动管（4）分叉的空腔（12）和布置在所述空腔（12）中的套管（14），所述套管利用朝向所述流动管（4）的第一端部延伸到所述流动管（4）中，并且所述套管在背离所述流动管（4）的第二端部上具有环绕所述套管（14）的圆周的凸缘（15），所述凸缘固定在所述空腔（12）的圆周上，其中在所述凸缘（15）中构造有至少一个流入开口（16）；其中在所述套管（14）的第一端部上构造有至少一个流出开口（18）；并且其中所述测量室（12c）在所述空腔（12）中构造在所述套管（14）的、背离所述流动管（4）的一侧上。
【专利说明】用于测量在气雾剂中的颗粒浓度的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于测量在气雾剂中的颗粒浓度的装置和方法。
【背景技术】
[0002]在现有技术中已公开了使用散射光方法来测量在废气和其他气雾剂中的颗粒浓度。
[0003]在此一般使用布置在测量室中或者说布置在测量室上的光源、例如像激光，并且引导有待测量的气雾剂通过测量室。在测量室中或者说在测量室上具有至少一个光传感器，所述光传感器探测由存在于气雾剂中的颗粒散射的散射光。
[0004]为了持续地保证准确的测量结果，光源的光出射面和光传感器的、与气雾剂接触的光入射面必须保持与积聚物和冷凝水隔开。为此清洁空气通常以所谓的扫气幕(SpullIuftvorhang)的形式通过光入射面和光出射面引导。
[0005]这在装置的结构和运行方面要求额外的花费。
【发明内容】
[0006]本发明的任务在于，提供用于测量在气雾剂中的颗粒浓度的一种简化的装置和一种简化的方法，所述装置和方法即便在更长时间的运行中也持续地提供准确的测量结果。
[0007]该任务通过根据本发明的、按照独立权利要求1所述的装置和根据本发明的、按照权利要求10所述的方法来解决。独立权利要求描述了根据本发明的装置的有利的设计方案。
[0008]用于测量在气雾剂中的颗粒浓度的装置具有流动管和测量室，有待测量的气雾剂流过所述流过管；构造所述测量室以测量在气雾剂中的颗粒浓度。所述装置还具有从流动管分叉的空腔和布置在空腔中的套管，所述套管利用朝向流动管的第一端部延伸到流动管中。套管在背离流动管的第二端部上具有环绕套管的圆周的凸缘，所述凸缘固定在空腔的圆周上。在凸缘中构造有至少一个流入开口。在套管的、布置在流动管中的第一端部上构造有至少一个流出开口。测量室在空腔中构造在套管的、背离流动管的一侧上。
[0009]在流动管中流经套管的流出开口的废气流形成负压，所述负压导致通过至少一个构造在套管的凸缘中的流入开口将部分流过流动管的气雾剂吸入到套管中，并且在其朝向流动管的端部上重新又流回到流动管中。于是产生了通过空腔的沿径向方向位于外面的区域的、通过构造在空腔中的套管的背离流动管的一侧上的测量室的和通过套管内部的气雾剂分流。连续的分流防止了测量室的壁受到积聚物污染并且防止了测量结果被歪曲。根据本发明的装置因此即便在较长时间的运行中也持续地提供可靠的测量结果。套管也保护测量室免受冷凝水影响，所述冷凝水包含在气雾剂中或者从气雾剂中冷凝而出。
[0010]根据本发明的套管是一种简单的机械构件，所述构件能够成本低廉地制造并且在运行中不需要维护。
[0011]本发明提供了一种成本低廉的、用于测量在气雾剂中的颗粒浓度的装置，所述装置持续而可靠地提供准确的测量结果。
[0012]在一种实施方式中，流出开口构造在套管的、朝向废气管路的端侧中。通过构造在套管的、朝向废气管路的端侧中的流出开口，通过在流动管中的流体产生特别好的抽吸效果(Sorgwirkung),并且造成在套管内部的压力显著降低。
[0013]在一种实施方式中，套管是商业通用的防护罩、正如用于保护λ探测器的防护罩。用于λ探测器的防护罩在大量生产时成本较低，于是提供了方便制造而成本低廉的套管供使用，所述套管十分适合应用在根据本发明的装置中。
[0014]在一种实施方式中，所述装置具有至少一个光源和至少一个光传感器。所述光源和光传感器能够借助入射的光线、并且尤其是通过测量散射光来确定在气雾剂中的颗粒浓度。
[0015]在一种实施方式中，测量室具有透明的窗口，所述窗口能够使得光照射通过测量室。于是能够在测量室外面布置光源和光传感器。
[0016]在一种实施方式中，测量室构造成散射光测量室，其中光传感器获取存在于测量室中的气雾剂中的颗粒散射的光(散射光)，并且由散射光的强度确定在气雾剂中的颗粒的浓度。所述散射光测量室是一种有效的、用于确定在气雾剂中的颗粒浓度的器件。
[0017]在一种实施方式中，空腔在背离流动管的一侧上通过可移除的塞子封闭。可移除的塞子能够进入到测量室和/或套管中，以便在需要时对其进行维护和/或替换。
[0018]在一种实施方式中，可移除的塞子旋入到空腔中。通过将塞子旋入到空腔中确保了塞子能够可靠地进行固定并且气密地密封所述空腔。
[0019]在一种实施方式中，空腔相对于流动管的纵向延伸部基本上呈直角地构造。相对于流动管的纵向延伸部呈直角地构造的空腔能够简单地进行制造并且能够实现通过测量室和套管的良好的分流。
[0020]在一种实施方式中，将空腔构造成圆柱形的。能够特别简单而成本低廉地制造所述圆柱形的空腔。
[0021]在一种实施方式中，套管相对于流动管的纵向延伸部基本上呈直角地布置。在相对于流动管的纵向延伸部呈直角的取向中，能够特别方便地装配套管，并且在流动管中流经套管的废气流造成在套管中特别高的负压。
[0022]本发明也包括一种用于测量在气雾剂中的颗粒浓度的方法，其中所述方法包括引导气雾剂通过根据本发明的装置的步骤。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]在下文中，根据附图对本发明进行详细解释。其中附图示出:
图1为根据本发明的装置的示意图；并且
图2为根据本发明的装置的放大的截取区段。
【具体实施方式】
[0024]图1示出了根据本发明的装置I的一种实施例的示意性的侧视图。
[0025]装置I具有带有进入侧的端部2和排出侧的端部8的流动管4。为了测量颗粒浓度，流动管4的进入侧的端部2例如如此定位在内燃机的流动管中，从而使得在进入侧的端部2上有待测量的气雾剂(有待测量的废气)进入到流动管4中、流过流动管4并且通过排出侧的端部8从流动管4中排出。在流动管4的排出侧的端部8上可以安装软管或者其他容纳装置，以便容纳和导出从流动管4中排出的气雾剂。
[0026]在流动管4上安装有卡爪或者说把手6，以便能够方便并且舒服地将流动管4定位在废气管路中或者说废气管路上的期望的位置中。
[0027]在流动管4上也安装有根据本发明的测量装置10，所述测量装置能够测量在气雾剂中含有的颗粒的浓度，所述气雾剂流过流动管4。
[0028]根据在附图中示出的实施例，在下文中借助例如在图2中示出的放大示图对根据本发明的测量装置10的结构和功能进行描述。
[0029]图2示出了根据本发明的测量装置10的放大的示图，所述测量装置安装在流动管4上。
[0030]根据本发明的测量装置10具有空腔12，所述空腔从流动管4分叉，并且与流动管4流体连接。在图1和图2中示出的实施例中，将空腔12构造成圆柱形的，其中气缸的轴线相对于流动管4的纵向延伸部呈直角地布置。
[0031]空腔12在背离流动管4的、在图2中上方所示的一侧上通过塞子20封闭，所述塞子通过螺纹连接部34固定在空腔12中。塞子20例如可以由橡胶或者其他弹性材料构造--? 。
[0032]沿着圆柱形的空腔12的纵向轴线布置套管14。所述套管14构造成钵形的，并且利用其纵向轴线基本上平行于空腔12的纵向延伸部、相对于流动管4呈直角地布置，进而也相对于废气管4中的流体22呈直`角地布置。套管14在此利用其下部的、朝向流动管4的端部14a从空腔12的下部的、朝向流动管4的端部延伸到流动管4中，从而使得套管14的、朝向流动管4的端部14a布置在流动管4内部，并且由在流动管4中的气雾剂流22环流。
[0033]在套管14的、朝向流动管4的端侧中构造有流出开口 18。
[0034]在对置的、背离流动管4的端部14b上，套管14具有环绕套管14的圆周的凸缘15，所述凸缘固定在限定空腔12的圆周的壁上，并且所述凸缘将套管14固定在空腔12中。
[0035]在凸缘15中构造有流出开口 16，所述流出开口形成空腔12的、沿径向方向的外部区域12a与空腔12的、在凸缘上方的区域12c之间的流体连接，所述空腔12围绕着套管14的圆周布置。
[0036]空腔12的、在套管14上方的区域12c构造成具有两个测量窗口 26的测量室12c，通过所述测量窗口在运行中由(激光)光源28产生的光束32照射穿过测量室12c。由测量室12c射出的光束32或者由在气雾剂中含有的颗粒散射的光线(散射光)通过第二窗口 26由测量室射出，并且由至少一个光传感器30进行探测。由所述至少一个光传感器30发出的信号输送给在图2中未示出的分析设备，以便确定在测量室12c中的气雾剂的颗粒浓度。
[0037]在运行中，有待测量的气雾剂沿着流动管4的纵向延伸部流过流动管4。流体22在此在套管14的、流动管侧的流出开口 18上形成负压，所述负压造成从套管14的内部12b到流动管4中的流动。由此在套管14的内部12b产生负压，所述负压导致气雾剂由流动管4通过构造在套管14的凸缘15中的流入开口 16溢流到测量室12c中，并且从那里溢流到套管14的内部12b。形成通过空腔12的沿径向方向的外部区域12a的、通过测量室12c的以及通过套管14的内部12b的分流(Nebenstr^mung) 24，所述空腔围绕套管14的圆周构造。
[0038]在此通过套管14保护测量室12c并且尤其是测量室12c的窗口 26免受可能包括在气雾剂22中的冷凝水 的影响。
[0039]在附图中示出的实施例中使用构造成钵形的套管14。构造成钵形的套管14并不一定是强制必须的。只要如此构造和布置套管14的开口 16、18，从而使得这些开口能够产生通过测量室12c的分流24并且在套管14上形成对于引起分流24所必要的压力差，那么套管14就可以具有随意的形状。
[0040]根据本发明的装置I的结构造成气雾剂经由测量室12c的窗口 26的连续的流动24，从而可靠地避免了炭烟(Russ)或者其他污物颗粒积聚在测量室12c的窗口 26上，所述积聚物可能歪曲测量结果。
[0041]与使用扫气幕以使得测量室的窗口保持没有积聚物的常规的技术方案相比，根据本发明的装置能够更加简便、更小巧并且成本更加低廉地实现，并且尤其是能够简便地应用成本低廉的构件、比如像用于λ传感器的套筒实现根据本发明的装置。根据本发明的装置也可以毫无问题地集成到常规的探测器中，正如其用于废气测量那样。
【权利要求】
1.用于测量在气雾剂(22)中的颗粒浓度的装置(10)，所述装置具有流动管(4)以及测量室(12c)， 其特征在于，所述装置(10)具有从所述流动管(4)分叉的空腔(12)和布置在所述空腔(12)中的套管(14)，所述套管利用朝向所述流动管(4)的第一端部延伸到所述流动管(4)中，并且所述套管在背离所述流动管(4)的第二端部上具有环绕所述套管(14)的圆周的凸缘(15)，所述凸缘固定在所述空腔(12)的圆周上，其中在所述凸缘(15)中构造有至少一个流入开口( 16);其中在所述套管(14)的第一端部上构造有至少一个流出开口( 18);并且其中所述测量室(12c)在所述空腔(12)中构造在所述套管(14)的、背离所述流动管(4)的一侧上。
2.按照权利要求1所述的装置(10)，其中所述流出开口(18)构造在所述套管(14)的、朝向所述流动管(4)的端侧中。
3.按照权利要求1或2所述的装置(10)，其中所述装置(10)具有至少一个光源(28)和一个光传感器(30 )。
4.按照前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其中所述套管(14)是λ探测器的防护罩。
5.按照前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其中所述测量室(12c)具有透明的窗口(26)，所述窗口能够使得光射入到所述测量室(12c)中或者说从所述测量室中射出。
6.按照前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其中所述空腔(12)在背离所述流动管(4)的一侧上通过可移除的塞子(20)封闭。
7.按照权利要求6所述的装置(10)，其中所述塞子(20)旋入到所述空腔(12)中。
8.按照前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其中相对于所述流动管(4)的纵向延伸部基本上呈直角地构造所述空腔(12)。
9.按照前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其中成相对于所述流动管(4)的纵向延伸部基本上呈直角地布置所述套管(14)。
10.用于测量在气雾剂(22)中的颗粒浓度的方法，其特征在于，所述方法包括引导所述气雾剂(22)通过按照权利要求1至9中至少一项所述的装置(10)的步骤。
【文档编号】G01N21/53GK103688153SQ201280036818
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年6月14日 优先权日:2011年7月25日
【发明者】K.施滕格尔, A.马泰乌奇, G.哈加, M.诺伊多夫, J.施泰布 申请人:罗伯特·博世有限公司