测量在用于车辆的，特别是用于机动车辆的，至少一个空气体积中的细颗粒物质的测量装置的制作方法

本发明涉及一种测量用于车辆（特别是用于机动车辆）的至少一个空气体积中的细颗粒物质的测量装置，该测量装置具有至少一个激光源，具有分配给激光源的至少一个校准装置，并且具有至少一个测量室。

背景技术：

在引言中描述的类型的测量装置例如在机动车辆工业中被称为细颗粒物质传感器。在这种情况下，在具有光学系统的测量室中分析一空气体积。例如，能够通过各种方法在测量室中确定在该空气体积中的细颗粒物质的粒子尺寸。特别是在这种情况下，借助于激光束分析待测试的包含细颗粒物质的空气体积，其中例如激光束的变化和激光的反射和/或折射在细颗粒物质粒子上进行测试。为了保证可靠的测量，有必要确保细颗粒物质不聚集在测量室中，在那里细颗粒物质能够使随后的测量失真。为此目的，可以例如以规则的间隔清洁测量室。特别是当引言中描述的类型的测量装置被用于在细颗粒物质水平升高的区域中运行的机动车辆中时，不仅需要测量在机动车辆内部中的空气而且还需要测量机动车辆外部的环境空气，以确定例如用外部空气替换内部空气是否有益。这通常需要大量的设计工作以能够进行并行分析。已知的现有技术的一个缺点在于，为了清洁测量室，必须用净化空气连续冲洗测量室。结果，不可能连续进行测量，因为必须中断测量以允许冲洗循环。

技术实现要素：

本发明的根本目的是提出一种用于测量空气体积中的细颗粒物质的紧凑的测量装置，利用该测量装置实现测量室的连续清洁。

在测量用于车辆（特别是用于机动车辆）的至少一个空气体积中的细颗粒物质的测量装置中，该测量装置具有至少一个激光源，具有分配给激光源的至少一个校准装置，并且具有至少一个测量室，对于本发明必要的是规定，至少一个激光源被分配给至少两个测量室，测量室被实施成用于引导待测试的空气体积的空气处理管道的管线区段（linesegment，线区段），并且至少一个光学接收器装置被分配给每个测量室。

测量装置包括空气处理管道，其用于引导待测试细颗粒物质含量的空气体积。在这种情况下，空气处理管道的至少一些部段可以是基本上管状的结构。待测试的空气体积可以以空气流的形式通过管状空气处理管道被引导到测量室。为了防止空气流在测量室中的湍流，测量室被构造为空气处理管道的管线区段。在测量室被构造为管线区段的情况下，例如通常在空气处理管道到具有不同几何形状的测量室中的过渡处，在待测试的空气流中不会产生额外的湍流。发射激光的激光源可以用于测试空气体积。在这种情况下，激光的光束路径被布置成使得其穿过限定的测量室。例如，光电二极管或类似部件形式的光学接收装置被分配给每个测量室。穿过测量室的激光被存在于测量室中的细颗粒物质反射、散射或以其它方式影响。被粒子散射或反射的激光可以由光学接收装置捕获。根据受到粒子影响的激光，可以得出关于细颗粒物质的浓度，例如，粒子尺寸或关于细颗粒物质中的粒子的其它信息的结论。例如，来自机动车辆的不同区域的空气流可以被供给到测量装置并且可以被并行测试。特别是在这种情况下，可以测试车辆周围的空气和车辆内部中的空气。例如，可以将一个激光源分配给多个测量室，使得可以仅通过一个激光源实现多个测量室中的测量。这导致待安装的部件数量较少，并且特别地调整光源所需的工作量显著减少。此外，将激光源用于多个测量室意味着测量装置的结构能够非常紧凑。

在本发明的进一步发展中，测量装置包括至少两个空气处理管道，其用于引导包含细颗粒物质的空气流，至少两个空气处理管道各自包括能透过激光的至少一个区域，并且由激光源发射的激光的光束路径横穿由空气处理管道形成的测量室。为了利用空气处理管道的管线区段形成测量室，空气处理管道的至少一些部段包括能透过激光的区域。例如，能透过激光的区域可以是窗开口。在这种情况下，窗开口可以被覆盖有能透过激光的材料，诸如玻璃材料，或者窗开口可以允许激光通过而没有任何另外的覆盖。激光的光束路径可以横穿由空气处理管道形成的测量室，也就是说，其可以通过空气处理管道的能透过激光的区域来穿过待测试的空气体积。可以通过光学接收装置检测和评估受到包含在空气体积中的细颗粒影响的激光。由此能够由空气处理管道形成测量室，并且提供具有颗粒流的最小湍流的空气管道。

在本发明的进一步发展中，激光的光束路径横向于空气处理管道的流动方向布置。例如，以空气流的形式引导待测试的空气体积的空气处理管道可以并排布置。为了使激光能够穿过两个处理管道的测量室，激光源布置在空气处理管道旁边，并且由激光源发射的激光的光束路径横向于待测试的空气流的流动方向被引导。这使得激光能够穿过两个测量室并且能够实现测量室的并行测试，该测量室并排布置。

在本发明的进一步发展中，由激光源发射的激光的光束路径和空气处理管道的流动方向形成直角。激光源优选地布置在形成测量室的空气处理管道旁边。在这种情况下，光束路径被对准，使得发射的激光束与在空气处理管道中待测试的空气流的流动方向形成直角。光束路径和空气处理管道彼此成直角的这种布置确保了能够容易地并行测试不同的空气流。

在本发明的进一步发展中，空气处理管道的设计为测量室的管线区段彼此平行布置，管线区段的能透过激光的区域以及由激光源发射的激光的光束路径沿一个轴线布置，以使激光能够穿过两个管线区段。为了形成测量室，空气处理管道具有管线区段，该管线区段包括在空气处理管道的壁中的开口，以允许激光穿过。空气处理管道是基本上管状的，并且用于测试的各种空气流的空气处理管道的纵向对称轴线基本上彼此平行地对准。空气处理管道的平行布置和激光的光束路径的布置以及允许激光沿一个轴线穿过的空气处理管道中的开口的布置使得能够执行各种空气流的并行测量。

在本发明的进一步发展中，空气处理管道是基本上管状的，形成测量室的管线区段各自包括两个区域，该区域能透过激光以允许激光的光束路径穿过，并且能透过激光的至少一个主体布置在管道部段之间。空气处理管道可以在形成测量室的管道部段的壁中具有侧向开口，以允许由激光源发射的激光的光束路径穿过空气处理管道。形成能透过激光的区域的侧向开口和激光的光束路径沿同一轴线布置，使得激光光束能够穿过两个空气处理管道。特别地，光束路径和垂直于开口表面的开口的对称轴线彼此平行对准和/或重合。为了防止空气处理管道之间的气体交换，可以在空气处理管道之间布置半透明且不透气体的主体，特别是玻璃主体。玻璃主体可以至少在空气处理管道的一侧上提供不透气体的密封件。以这种方式，完全防止在空气处理管道之间的空气交换以及随其防止由于空气流的混合导致的测量结果的失真。

在本发明的进一步发展中，至少一个空气处理管道被实施成用于从车辆内部运送空气的内部空气处理管道，并且至少一个空气处理管道被实施成用于从车辆外部运送空气的环境空气处理管道。特别是在环境空气承担较重负担的细颗粒物质的区域中，必须测试车辆周围的空气中的细颗粒物质粒子的浓度和车辆内部中的空气的细颗粒物质粒子的浓度，以便判定用围绕车辆的空气替换车辆内的空气是否有利。一个空气处理管道可以实施成环境空气处理管道，其用于测试车辆的内部空气和环境空气。由环境空气供给装置收集的环境空气通过环境空气处理管道传递到测量装置，在那里能够在实施成测量室的管线区段中测试环境空气的颗粒物质含量。以相同的方式，一个空气处理管道被实施成用于内部空气的空气处理管道，并且具有内部空气供给装置，内部空气可以通过该内部空气供给装置被输送到测量装置。

在本发明的进一步发展中，鞘空气供给装置被分配给至少一个空气处理管道。鞘空气可以是例如以包封件的方式围绕待测试的空气流（也就是说，包含细颗粒物质的空气流）的空气流。鞘空气优选地为净化空气，其优选地不包含细颗粒物质。鞘空气例如通过鞘空气供给装置被供应到环境空气流或内部空气流。鞘空气供给装置可以是例如供给连接部，即连通到空气处理管道中的管连接部。这特别使得鞘空气供给装置能够布置成与空气处理管道中的空气的流动方向成直角。鞘空气被引入到空气处理管道中。净化的鞘空气的流的引入确保测量室被不断清洁，因为鞘空气的流防止细颗粒物质聚集在测量室中，该鞘空气的流如包封件那样围绕包含细颗粒物质的空气流。因此，不需要用净化空气额外冲洗测量室。

在本发明的进一步发展中，鞘空气供给装置包括至少一个空气过滤器以用于清洁作为鞘空气供应的空气，并且该至少一个空气过滤器布置在鞘空气供给装置连通到管线区段中的位置之前。用于清洁测量室的鞘空气优选地由可以从车辆外部收集的空气构成，或甚至从车辆内部收集并且在使用其之前其经历净化过程的空气构成。为此目的，鞘空气供给装置包括至少一个空气过滤器，通过该空气过滤器清洁为用作鞘空气而收集的空气。特别地，空气过滤器布置在鞘空气供给装置连通到空气处理管道中的位置之前。空气过滤器的布置使得可用作鞘空气的空气被用于清洁测量区域。

在本发明的进一步发展中，激光减弱装置被分配给激光源，并且激光减弱装置在激光的光束路径中被布置在测量室后面。为了防止激光在其已经穿过两个测量室之后被反射并传回到两个测量室中，测量装置包括激光减弱装置。激光减弱装置在激光的光束路径中布置在测量室后面。因此，测量室位于激光源和激光减弱装置之间。在这种情况下，激光减弱装置可以包括半透明镜，其反射例如90％的光。特别地，所述镜布置成与激光光束路径成45°的角度，使得激光在穿过测量室之后被重定向通过90°的角度。反射的激光到达一种衰减区域，其中激光被反复反射，直到激光的强度接近零。以这种方式，防止激光被反射回到测量室中并使测量失真。

在本发明的进一步发展中，校准装置被分配给激光源以校准激光源，并且校准装置在激光的光束路径中被布置在测量室后面。测量装置包括校准装置，以使激光源能够被校准。校准装置可以是例如光电二极管或类似的光学有源部件，利用该光学有源部件能够检测激光。特别地，校准装置在激光光束路径中布置在测量室后面。校准装置可以例如包括镜，该镜布置成与激光光束路径成45°的角度。特别地，该镜可以在光束路径中布置在激光减弱装置的半透明镜后面。入射在镜上的激光被引导到光电二极管，在那里能够检测到该激光。因此，例如可以调整激光束的对准或激光的强度。

本发明的另一方面涉及配备有根据本发明的测量装置的车辆。根据本发明的测量装置特别适用于在车辆，特别是机动车辆中使用。例如，测量装置可以作为模块安装在现有的空气处理管道中。这使得能够监测在车辆的环境空气和内部空气二者中的颗粒物质含量。

附图说明

在下面的部分中，将参考附图中所示的实施例进一步解释本发明。具体而言：

图1是在透视外部视图中的测量装置的示意表示；

图2是在局部横截面视图中的测量装置的示意表示；以及

图3是根据图2的测量装置的局部剖视图。

具体实施方式

图1以透视外部视图表示测量装置1。测量装置1包括两个空气处理管道2、3，该两个空气处理管道彼此平行布置。在这种情况下，一个空气处理管道2被实施为环境空气处理管道，并且一个空气处理管道3被实施为内部空气处理管道。空气处理管道2、3包括空气管道部段4、5，其被设计为测量室。空气管道部段4、5包括侧向开口，通过激光源6发射的激光束可以传递通过该侧向开口。在空气管道部段4、5之间布置有能透过激光7的主体，特别是玻璃主体。由空气管道部段4、5形成的测量室通过能透过激光7的主体分开。激光减弱装置8和校准装置9在激光光束路径的路线中布置在测量室的后面。一个鞘空气供给装置10、11被分配给每个空气处理管道2、3，鞘空气可以通过该鞘空气供给装置10、11被供给到空气处理管道2、3中。空气过滤器12、13布置在每个鞘空气供给装置10、11和相应的空气处理管道2、3之间。例如，可以通过空气过滤器12、13清洁环境空气，使得该环境空气能够用作清洁的鞘空气，以用于待测试的带有细颗粒物质的空气流。

图2表示根据图1的测量装置1的横截面视图。相同的部件用相同的附图标记表示。空气处理管道2、3具有能透过激光的区域14、15，由激光源发射的激光能够传递通过所述区域。能透过激光的区域14、15可以例如通过空气处理管道2、3的管线中的开口形成。空气处理管道2、3通过能透过激光7的主体7以气密方式彼此分开。由空气管道部段4、5形成的测量室各自配备有光学接收装置16、17，通过该光学接收装置，能够检测由待测试的空气体积中的细颗粒物质散射的激光辐射。并入半透明镜19的光学部件18在激光的光束路径中布置在测量室后面。例如，该半透明镜19可以与激光的传播轴线成45°的角度布置，并且可以反射约90％的光并允许10％的光穿过。半透明镜19用于将发射的激光引导到激光减弱装置8，其中激光的强度例如通过反复反射被衰减。激光减弱装置8用于防止激光在其已经穿过测量室之后被反射回到测量室中。另外，光学部件18包括第二镜20，该第二镜将穿过半透明镜19的激光引导到校准装置9。校准装置9用于实现激光源6的校准和调整。

图3示出了图1和图2的测量装置1的局部横截面的局部剖视图。相同的部件用相同的附图标记表示。鞘空气供给装置10用于引导鞘空气通过过滤器12到空气处理管道2中。清洁的鞘空气围绕包含粒子的空气流。被鞘空气包围的包含细颗粒物质的空气流被引导到空气管道部段4（其被实施成测量室）中，在那里借助于激光被检查。

在前面的描述和权利要求中呈现的所有特征能够以独立权利要求的特征的任何选择以任何组合来实现。因此，本发明的公开内容不限于所描述和/或要求保护的特征组合，而是全部有意义的特征组合都被认为在本发明的范围内公开。