AT522776B1

AT522776B1 - Verfahren zum Testen der Funktionalität von Hilfsaggregaten in einem Abgasanalysesystem

Info

Publication number: AT522776B1
Application number: ATA51046/2019A
Authority: AT
Inventors: Jahiri Ing Arben; Pointner Dr Volker; Brookes Samuel; Orasche Dipl Ing Gerbert; Schimpl Ing Thomas
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2023-02-15
Also published as: AT522776A1

Abstract

Es sind Abgasanalysesysteme zur Bestimmung der Konzentration chemischer Komponenten in Abgasströmen bekannt. Um Fehler in solchen Systemen rechtzeitig ermitteln zu können, wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum Testen der Funktionalität von Hilfsaggregaten in einem Abgasanalysesystem vorgeschlagen, bei dem die Förderpumpe (52) oder die Kondensatpumpe (34, 60) eingeschaltet wird und über den Drucksensor (90, 92) ein Druck in der Messgasleitung (24) gemessen wird, der mit in der Steuereinheit (94) hinterlegten Druckintervallen verglichen wird, wobei auf eine korrekte Funktion der Hilfsaggregate (22, 26, 34, 35, 38, 44, 52, 60, 62, 66, 70, 74, 82, 84, 86, 88) des Abgasanalysesystems geschlossen wird, falls der Messwert innerhalb eines hinterlegten Intervalls liegt und auf einen Fehler geschlossen wird, falls der Messwert oberhalb oder unterhalb des hinterlegten Intervalls liegt und wobei in einem ersten Test die Förderpumpe (52) angetrieben wird, das Messgasleitungsventil (74) den Durchströmungsquerschnitt der Messgasleitung (24) freigibt, während der Probengaseinlass (10), der Lufteinlass (12) und das Spülgasleitungsventil (84, 88) geschlossen werden, so dass die Förderpumpe (52) eine Druckveränderung in der Messgasleitung (24) erzeugt, während der Drucksensor (92) einen Druck in der Messgasleitung (24) misst.

Description

Beschreibung

VERFAHREN ZUM TESTEN DER FUNKTIONALITÄT VON HILFSAGGREGATEN IN EINEM ABGASANALYSESYSTEM

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Testen der Funktionalität von Hilfsaggregaten in einem Abgasanalysesystem zur Bestimmung der Konzentration chemischer Komponenten in Abgasströmen, wobei das Abgasanalysesystem eine Messgasleitung mit zumindest einem Probengaseinlass und einem Auslass und zumindest einen Lufteinlass aufweist sowie zumindest ein in der Messgasleitung angeordnetes Messgerät zur Bestimmung der Konzentration zumindest einer Komponente im Abgasstrom aufweist. Des Weiteren ist in der Messgasleitung zumindest eine Förderpumpe zur Förderung des Messgases vom Probengaseinlass und/oder vom Lufteinlass zum Auslass angeordnet. Stromaufwärts des Messgerätes ist in der Messgasleitung zumindest ein Kondensatabscheider angeordnet, von dem aus sich eine Kondensatleitung von einem Kondensatauslass des Kondensatabscheiders zu einer Kondensatpumpe erstreckt. Zusätzlich ist stromaufwärts des Messgerätes und stromabwärts des Kondensatabscheiders in der Messgasleitung ein Drucksensor angeordnet. Des Weiteren ist ein Messgasleitungsventil stromaufwärts der Förderpumpe in der Messgasleitung angeordnet, ein Spülgasleitungsventil ist in einer Spülgasleitung des Kondensatabscheiders angeordnet, wobei die Spülgasleitung stromabwärts des Messgasleitungsventils und stromaufwärts der Förderpumpe mit der Messgasleitung strömungsverbindbar ist. Die Pumpen und die Ventile werden über eine Steuereinheit gesteuert, wobei die Förderpumpe oder die Kondensatpumpe eingeschaltet wird und über den Drucksensor ein Druck in der Messgasleitung gemessen wird, der mit in der Steuereinheit hinterlegten Druckintervallen verglichen wird, wobei auf eine korrekte Funktion der Hilfsaggregate des Abgasanalysesystems geschlossen wird, falls der Messwert innerhalb eines hinterlegten Druckintervalls liegt und auf einen Fehler geschlossen wird, falls der Messwert oberhalb oder unterhalb des hinterlegten Druckintervalls liegt.

[0002] Derartige Abgasanalysesysteme zur Messung chemischer Komponenten in Abgasströmen sind bekannt und werden beispielsweise zur Bestimmung von Konzentrationen von Komponenten in Abgasströmen von Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen genutzt. Neben fest installierten Analysesystemen, beispielsweise an Rollenprüfständen, werden zunehmend auch mobile Abgasanalysesysteme eingesetzt.

[0003] Beispiele dafür finden sich in der AT 8089 U2, DE 10 2014 006 319 A1, WO 2017/125548 A1, DE 10 2016 119 713 B3 und AT 518 900 B1 der Anmelderin. Darin gezeigt sind AbgasanaIysesysteme mit Steuer- oder Regelkreisen, die geeignet sind, Pumpen und Ventile derart anzusteuern, dass vorgegebene oder angestrebte Messwerte im System auftreten können.

Aufgrund der stetig strenger werdenden Gesetzgebung und dem daraus resultierenden Zwang der Automobilhersteller, Verbrennungsmotoren mit geringerer Schadstoffmenge herzustellen, ist auch eine immer präzisere Messung erforderlich, weswegen in empfindlichen Messgeräten Störfaktoren ausgeschlossen werden müssen. So ist es bekannt, dass insbesondere Abgasmessgeräte, die bei Umgebungstemperaturen beziehungsweise Temperaturen von unter 80°C arbeiten, häufig sehr empfindlich gegen die Anwesenheit von Kondensat (z.B. Wasser, Öl, unverbrannter Kraftstoff, Additive, ...) im Abgasstrom sind, da hier in besonderem Maße mit einer Kondensation des Wasserdampfes bzw. anderer Bestandteile aus dem Probengas zu rechnen ist. Aus diesem Grund werden in Abgasanalysesystemen stromaufwärts der Messgeräte Kondensatabscheider zum Abscheiden von Wasser und anderen Kondensaten aus den Probengasströmen, welche Wasser, Wasserdampf oder andere kondensierende Bestandteile aufweisende Abgase enthalten, eingesetzt. Diese nutzen die Absenkung der Probengastemperatur unter den Taupunkt daher gezielt, um im Gas enthaltene kondensierbare Bestandteile wie Wasserdampf zu kondensieren und vor dem Messgerät abzuscheiden, um das Probengas zu trocknen. Hierzu wird das Probengas über einen als thermoelektrischen Kühler ausgeführten Kondensatabscheider geführt, im Kondensatabscheider das Kondensat aus dem Fluid abgeschieden und das abgeschiedene Kondensat über eine Kondensatförderpumpe abgeführt.

[0004] In den letzten Jahren werden jedoch in den Abgassystemen der Verbrennungsmotoren immer häufiger Systeme zur selektiven katalytischen Reduktion verwendet, bei denen in Wasser gelöster Harnstoff in das Abgas eingespritzt wird, um Stickoxide im Abgas zu reduzieren. Dies erfolgt zunächst in einem Reaktor, in dem durch Thermolyse aus Harnstoff Ammoniak und Isocyansäure gewonnen werden, und anschließend durch Hydrolyse die Isocyansäure mit Wasser in Ammoniak und CO» umgewandelt wird. Ammoniak reagiert anschließend in einem SCR-KataIysator mit den Stickoxiden im Abgas, wobei Stickstoff und Wasser gebildet werden. Die Menge des eingespritzten Harnstoffs muss jedoch immer an die vorhandenen Stickoxidemissionen und damit den vorhandenen Motorzustand angepasst werden, sie ändert sich daher je nach Betriebspunkt des Motors. Da dies jedoch nicht immer vollständig gelingt, gelangen Ammoniak und Isocyansäure oder nicht umgesetzter Harnstoff sowie Abbauprodukte aus allen Komponenten und Reaktionen mit dem Abgasstrom in die Abgasanalysesysteme, wo sie sich absetzen und zumeist helle Ablagerungen bilden, durch die Messergebnisse verfälscht werden, die Messgeräte verunreinigt werden und der Verschleiß an Pumpen und anderen Aggregaten erhöht wird, so dass deren Lebensdauer ebenso wie die Lebensdauer der Messgeräte deutlich sinkt.

[0005] Um dies zu verhindern, wurde in der AT 518 900 A4 ein Abgasanalysesystem vorgeschlagen, welches sowohl vor dem Infrarotanalysator als auch vor dem Ultraviolettanalysator jeweils einen Kondensatabscheider aufweist, der verhindert, dass Wasser oder anderes Kondensat zu den Messgeräten gelangt und vor allem, dass es dort zu Kondensieren kommt oder die Messung verfälscht wird. Dabei werden die Kühltemperaturen der Kondensatabscheider so gewählt, dass sie jeweils über der Taupunkttemperatur des zu analysierenden Gases liegen, jedoch möglichst niedrig sind, um eine möglichst große Menge Wasser abzuscheiden. Zusätzlich werden in den Messgasleitungen und in den Kondensatleitungen vor den Messgeräten und vor den Pumpen Filter angeordnet, durch die der nicht umgesetzte Harnstoff, die Isocyansäure sowie Abbauprodukte aus den Reaktionen aus dem Probengasstrom oder dem Kondensatstrom ausgefiltert werden sollen.

[0006] Es hat sich jedoch gezeigt, dass gerade bei einer Überdosierung von Harnstoff in das Abgas die zu filternden Harnstoffmengen Schäden an den Hilfsaggregaten, wie Filtern, Pumpen oder Ventilen hervorrufen. Insbesondere ist häufig ein Zusetzen der Filter zu beobachten. Dies führt zu verfälschten Ergebnissen bei Durchführung der Messungen. Daraufhin muss, wenn diese Fehler auffallen, gegebenenfalls eine größere Anzahl an Messungen widerholt werden, nachdem das gesamte Abgasanalysesystem entsprechend gereinigt wurde beziehungsweise die Hilfsaggregate ausgetauscht wurden.

[0007] Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zum Testen der Funktionalität von Hilfsaggregaten in einem Abgasanalysesystem zur Bestimmung der Konzentration chemischer Komponenten in Abgasströmen bereitzustellen, mit dem Fehlmessungen trotz z.B. nicht optimierter eingespritzter Harnstoffmengen in die Abgasanlage eines Fahrzeugs im Vorhinein vermieden werden können, indem die Funktionalität der Hilfsaggregate überprüft wird. Dabei ist es wünschenswert, nicht nur feststellen zu können, dass ein Fehler vorliegt, sondern diesen auch möglichst genau im System lokalisieren zu können, um so Kosten für die Reinigung oder den Austausch von Komponenten reduzieren zu können.

[0008] Diese Aufgabe wird durch ein eingangs genanntes Verfahren zum Testen der Funktionalität von Hilfsaggregaten in einem Abgasanalysesystem zur Bestimmung der Konzentration chemischer Komponenten in Abgasströmen erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wonach in einem ersten Test die Förderpumpe angetrieben und das Messgasleitungsventil gibt den Durchströmungsquerschnitt der Messgasleitung frei, während der Probengaseinlass, der Lufteinlass und das Spülgasleitungsventil geschlossen werden, so dass die Förderpumpe eine Druckveränderung in der Messgasleitung erzeugt, während der Drucksensor einen Druck in der Messgasleitung misst und bei Erreichen eines ersten vorgegebenen Druckintervalls innerhalb einer vordefinierten Zeit auf eine einwandfreie Funktion der Hilfsaggregate in der Messgasleitung geschlossen wird und bei Unterschreiten oder Überschreiten des vorgegebenen Intervalls auf einen Fehler eines der Hilfsaggregate in der Messgasleitung geschlossen wird.

[0009] Mit anderen Worten wird in einem ersten Test die Förderpumpe angetrieben, während das Messgasleitungsventil, welches üblicherweise zwischen der Förderpumpe und dem Messgerät in der Messgasleitung angeordnet ist, so geschaltet wird, dass der Durchströmungsquerschnitt der Messgasleitung freigegeben wird. Gleichzeitig werden der Probengaseinlass, der Lufteinlass und das Spülgasleitungsventil geschlossen, so dass die Förderpumpe eine Druckveränderung in der Messgasleitung erzeugt. Der dabei in der Messgasleitung entstehende Druck wird vom Drucksensor gemessen und die Messwerte an die Steuereinheit weitergegeben. Bei Erreichen eines ersten vorgegebenen Druckintervalls innerhalb einer vordefinierten Zeit - insbesondere innerhalb einer vordefinierten Zeit des Betreibens der jeweiligen Pumpe - wird dann auf eine einwandfreie Funktion der Hilfsaggregate in der Messgasleitung geschlossen, während bei Unterschreiten des vorgegebenen Intervalls auf einen Fehler eines der Hilfsaggregate in der Messgasleitung geschlossen wird, also beispielsweise auf einen verstopften Filter. Ist der ermittelte Wert innerhalb des vorgegebenen Intervalls, ist eine ausreichende Funktionalität der Förderpumpe gegeben und die Filter in der Messgasleitung müssen noch nicht ausgetauscht werden. Auch andere Komponenten des Abgasanalysesystems, wie z.B. Förderpumpe, Membranen von Förderpumpen oder andere Pneumatikkomponenten können als funktionierend angenommen werden.

Bei der erzeugten Druckveränderung in der Messgasleitung handelt es sich vorzugsweise um ein Vakuum, die Pumpe kann aber auch so betrieben werden, dass sich der Druck in der Messgasleitung erhöht.

[0010] Je nach verwendetem Drucksensor kann vor Einschalten der Förderpumpe oder der Kondensatpumpe ein erster Druckwert gemessen werden, der dann mit dem später gemessenen Druck verglichen wird. Des Weiteren werden die Förderpumpe oder die Kondensatpumpe zumindest für einen gewissen Zeitraum eingeschaltet und nicht dauerhaft betrieben. Dadurch, dass die Förderpumpe oder die Kondensatpumpe eingeschaltet wird und über den Drucksensor ein Druck in der Messgasleitung gemessen wird, der mit in der Steuereinheit hinterlegten Druckintervallen verglichen wird, wobei auf eine korrekte Funktion der Hilfsaggregate des Abgasanalysesystems geschlossen wird, falls der Messwert innerhalb eines hinterlegten Intervalls liegt und auf einen Fehler geschlossen wird, falls der Messwert oberhalb oder unterhalb des hinterlegten Intervalls liegt, wird der Druckverlust im entsprechenden Anlagenteil überprüft, so dass, falls dieser Druckverlust zu hoch ist, auf Fehler im System geschlossen werden kann, welcher insbesondere durch ein vollständiges oder teilweises Verstopfen der Filter, Ventile, Pumpen, abgeknickte Schlauchverbindungen oder Schwierigkeiten in den Messgeräten begründet ist, welche als Hilfsaggregate zur Behandlung der geförderten Fluide in den Zweigen des Abgasanalysesystems dienen.

[0011] In einer Variante werden in einem zweiten Test der Probengaseinlass und der Lufteinlass, das Messgasleitungsventil und das Spülgasleitungsventil geschlossen und die Kondensatpumpe wird angetrieben, so dass durch die Kondensatpumpe eine Druckveränderung, vorzugsweise ein Vakuum, in der Messgasleitung und in der Kondensatleitung erzeugt wird, während der Drucksensor einen Druck in der Messgasleitung misst und bei Erreichen eines zweiten vorgegebenen Druckintervalls innerhalb einer festgelegten Zeit auf eine einwandfreie Funktion der Hilfsaggregate in der Kondensatleitung geschlossen wird und bei Unterschreiten oder Überschreiten des vorgegebenen Intervalls auf einen Fehler der Hilfsaggregate in der Kondensatleitung geschlossen wird.

[0012] Mit anderen Worten ist es also vorteilhaft, wenn in einem zweiten Test der Probengaseinlass und der Lufteinlass, das Messgasleitungsventil und das Spülgasleitungsventil geschlossen werden und die Kondensatpumpe angetrieben wird, so dass durch die Kondensatpumpe ein Vakuum in der Messgasleitung und in der Kondensatleitung erzeugt wird. Uber den Drucksensor wird der Druck in der Messgasleitung gemessen und bei Erreichen eines zweiten vorgegebenen Druckintervalls innerhalb einer festgelegten Zeit auf eine einwandfreie Funktion der Hilfsaggregate in der Kondensatleitung geschlossen. Bei einem Unterschreiten oder Überschreiten des vorgegebenen Intervalls wird auf einen Fehler der Hilfsaggregate in der Kondensatleitung geschlossen. Dies bedeutet, dass in diesem Fall entweder die Kondensatpumpe nicht mehr voll funktionsfähig ist oder der Kondensaftfilter in der Kondensatleitung verstopft ist. Des Weiteren könnten der Kondensatabscheider oder etwaige Rückschlagventile defekt sein.

[0013] Vorzugsweise weist das Abgasanalysesystem ein erstes Messgerät auf, stromaufwärts dessen ein erster Kondensatabscheider mit zumindest einer ersten Kondensatleitung angeordnet ist, in der eine erste Kondensatpumpe angeordnet ist, und das Abgasanalysesystem weist ein zweites Messgerät auf, stromaufwärts dessen ein zweiter Kondensatabscheider mit einer zweiten Kondensatleitung angeordnet ist, in der eine zweite Kondensatpumpe angeordnet ist, wobei der zweite Test zunächst durchgeführt wird, indem der Probengaseinlass und der Lufteinlass, das Messgasleitungsventil und das Spülgasleitungsventil geschlossen werden und die erste Kondensatpumpe angetrieben wird, so dass durch die erste Kondensatpumpe eine Druckveränderung in der Messgasleitung und in der zumindest einen ersten Kondensatleitung erzeugt wird, während der Drucksensor einen Druck in der Messgasleitung misst und anschließend der zweite Test durchgeführt wird, indem die erste Kondensatpumpe gestoppt wird und die zweite Kondensatpumpe angetrieben wird, so dass durch die zweite Kondensatpumpe eine Druckveränderung in der Messgasleitung und in der zumindest einen zweiten Kondensatleitung erzeugt wird, während der Drucksensor einen Druck in der Messgasleitung misst. Vorzugsweise ist den Kondensatpumpen jeweils ein Rückschlagventil vorgeschaltet. Durch die beschriebene Variante kann ein eventueller Fehler verschiedenen Kondensatzweigen und damit den darin angeordneten Hilfsaggregaten wie Pumpen, Filter oder Rückschlagventile zugeordnet werden.

[0014] Bei dem ersten und dem zweiten Test hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn bei Erreichen eines Messwertes von 80% bis 100% eines vorgegebenen Maximalwertes auf eine einwandfreie Funktion geschlossen wird, bei Erreichen eines Messwertes zwischen 50% und 80% des vorgegebenen Maximalwertes eine Überprüfung der Hilfsaggregate empfohlen wird und bei Unterschreiten eines Messwertes von unter 50% des Maximalwertes keine Messungen mehr zugelassen werden. So kann zu optimalen Zeitpunkten eine Aktion erzwungen werden und ein unnötiges zu frühes Austauschen von Komponenten verhindert werden.

[0015] Um den Ort einer gegebenenfalls vorhandenen Fehlfunktion weiter eingrenzen zu können, werden erfindungsgemäß in einem dritten Test der Lufteinlass und das Spülgasleitungsventil geÖffnet und das Messgasleitungsventil und der Probengaseinlass geschlossen und die Förderpumpe wird angetrieben, so dass die Förderpumpe Luft vom Lufteinlass zum Auslass über die Spülgasleitung des Kondensatabscheiders fördert, während der Drucksensor den Druck in der Messgasleitung misst und auf eine einwandfreie Funktion der Hilfsaggregate in der Messgasleitung und in der Spülgasleitung geschlossen wird, falls der Messwert des Drucksensors in einem ersten vorgegebenen Intervall liegt, und auf einen Fehler eines Hilfsaggregats in der Messgasleitung geschlossen wird, falls der Messwert das vorgegebene Intervall übersteigt und auf einen Fehler eines Hilfsaggregats in der Spülgasleitung oder einen Fehler des Kondensatabscheiders geschlossen wird, falls der Messwert das vorgegebene Intervall unterschreitet.

[0016] Mit anderen Worten werden also in einem dritten Test der Lufteinlass und das Spülgasleitungsventil geöffnet und das Messgasleitungsventil und der Probengaseinlass geschlossen, während die Förderpumpe angetrieben wird, so dass die Förderpumpe Luft vom Lufteinlass zum Auslass über die Spülgasleitung des Kondensatabscheiders fördert. Der Druck wird gleichzeitig vom Drucksensor in der Messgasleitung gemessen und in Abhängigkeit der Messwerte des Drucksensors entscheiden, ob Fehler im System vorliegen. Auf eine einwandfreie Funktion der Hilfsaggregate in der Messgasleitung und in der Spülgasleitung wird geschlossen, falls der Messwert des Drucksensors in einem ersten vorgegebenen Intervall liegt, und auf einen Fehler eines Hilfsaggregats in der Messgasleitung wird geschlossen, falls der Messwert das vorgegebene Intervall übersteigt. Zusätzlich wird auf einen Fehler eines Hilfsaggregats in der Spülgasleitung oder einen Fehler des Kondensatabscheiders geschlossen, falls der Messwert das vorgegebene Intervall unterschreitet. Dies bedeutet, dass bei zu hohen Druckwerten ein Fehler stromaufwärts des messenden Drucksensors existiert, also beispielsweise am Kondensatabscheider und bei zu geringen Druckwerten ein Fehler stromabwärts des Drucksensors als am Spülgasleitungsventil oder am Filter in der Spülgasleitung. Entsprechend können die Fehler im System auf gewisse Bereiche des Abgasanalysesystems eingegrenzt werden.

[0017] Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn das Abgasanalysesystem das erste Messgerät aufweist, stromaufwärts dessen der erste Kondensatabscheider angeordnet ist und stromabwärts

dessen eine Abzweigung von der Messgasleitung ausgebildet ist, an der eine erste Spülgasleitung abzweigt, in der ein erstes Spülgasleitungsventil angeordnet ist, und das Abgasanalysesystem das zweite Messgerät aufweist, stromaufwärts dessen der zweite Kondensatabscheider angeordnet ist und stromabwärts dessen eine Abzweigung von der Messgasleitung ausgebildet ist, an der eine zweite Spülgasleitung abzweigt, in der ein zweites Spülgasleitungsventil angeordnet ist, wobei der dritte Test zunächst durchgeführt wird, indem das erste Spülgasleitungsventil geÖffnet wird, während das zweite Spülgasleitungsventil geschlossen wird und der erste Drucksensor den Druck in der Messgasleitung misst und anschließend dritte Test durchgeführt wird, indem das zweite Spülgasleitungsventil geöffnet wird, während das erste Spülgasleitungsventil geschlossen wird und der zweite Drucksensor den Druck in der Messgasleitung misst. So kann der Fehler den verschiedenen Zweigen der beiden Messgeräte zugeordnet werden.

[0018] Vorzugsweise werden der erste bis dritte Test jeweils über ein festgelegtes Zeitintervall durchgeführt. Dieses Zeitintervall ist je nach Anlage festzulegen und sollte insbesondere bei den Messungen, bei denen ein Vakuum erzeugt wird, zur Vermeidung von Schäden auf eine kurze Dauer von wenigen Sekunden beschränkt werden. Die Dauer des Zeitintervalls ist insbesondere auch von der Auslegung der Pumpen abhängig, die während des Tests betrieben werden.

[0019] Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Messungen mehrfach wiederholt werden und aus den Messwerten jeweils ein Mittelwert berechnet wird, der als Grundlage dient, um auf einen Fehler oder auf Fehlerfreiheit zu entscheiden. So können einzelne Fehlmessungen vermieden werden und nicht erwünschte beziehungsweise nicht notwendige Standzeiten vermieden werden. Dazu ist zu sagen, dass es hier und auch bei den anderen Tests insbesondere um das mehrfache Durchführen der Messungen, aber nicht um das Wiederholen des gesamten Tests geht - es werden also während des Tests mehrere Messungen durchgeführt und der Mittelwert der Messwerte genommen. Beispielsweise werden über einen Zeitraum von 0,5 Sekunden sechs Messungen durchgeführt und der Mittelwert herangezogen.

[0020] In einer Variante der Erfindung erfolgt bei aufeinanderfolgender Durchführung von Tests nach Abschluss eines Tests und vor Beginn des darauffolgenden Tests ein Entlüften des Abgasanalysesystems. Damit wird sichergestellt, dass die Messwerte nicht durch einen vorherigen Test verfälscht werden. Das Entlüften erfolgt z.B. durch das Offnen entsprechender Ventile zur Verbindung des Systems und/oder kurzes Betätigen der jeweiligen Pumpen.

[0021] Zusätzlich wird erfindungsgemäß vor der Durchführung des ersten bis dritten Tests eine Leckageprüfung durchgeführt. Auf diese Weise werden Fehlinterpretationen bezüglich der Zuordnung der Fehler aufgrund von Undichtigkeiten im Abgasanalysesystem vermieden.

[0022] Es wird somit ein Verfahren zum Testen der Funktionalität von Hilfsaggregaten in einem Abgasanalysesystem zur Bestimmung der Konzentration chemischer Komponenten in Abgasströmen bereitgestellt, mit welchem Fehlfunktionen aufgrund von Ablagerungen durch Harnstoff, Zwischenprodukten der selektiven katalytischen Reduktion aber auch anderer Störungen erkannt und einzelnen Komponenten oder Zweigen des Abgasanalysesystems zugeordnet werden können. Dies ermöglicht den Erhalt zuverlässiger Messergebnisse auch bei kleinsten Konzentrationen der zu messenden Komponenten über einen langen Zeitraum. Fehlmessungen werden beinahe vollständig ausgeschlossen und Wartungsintervalle sowie ein notwendiger Austausch oder eine Reinigung von Komponenten können zeitlich optimiert werden.

[0023] Das Verfahren zum Testen der Funktionalität von Hilfsaggregaten in einem Abgasanalysesystem zur Bestimmung der Konzentration chemischer Komponenten in Abgasströmen wird im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten, nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels beschrieben.

[0024] Die Figur zeigt ein Fließschema eines erfindungsgemäßen Abgasanalysesystems.

[0025] Das in der Figur dargestellte Abgasanalysesystem 100 weist einen Probengaseinlass 10 sowie einen Lufteinlass 12 auf, der parallel zum Probengaseinlass 10 angeordnet ist. Stromabwärts des Lufteinlasses 12 und des Probengaseinlasses ist ein Luftfilter 14 beziehungsweise ein beheizter Partikelfilter 16 in der jeweiligen Förderleitung 18, 20 angeordnet, über die Feststoffe

aus dem Luftstrom beziehungsweise dem Abgasstrom ausgefiltert werden können. Durch entsprechende Schaltung eines Dreiwegeventils 22 an einer Verzweigung der beiden Förderleitungen 18, 20 wird ein Messgas - entweder Luft oder Abgas oder eine Mischung aus beidem - in das Abgasanalysesystem 100 eingebracht. Der Probengaseinlass 10 beziehungsweise der Lufteinlass 12 führen in eine Messgasleitung 24, die üblicherweise als korrosionsunempfindliche Edelstahlleitung ausgeführt wird. Grundsätzlich können auch andere, nicht reaktive Materialien verwendet werden, die Rohabgasen und deren Bestandteilen widerstehen können. Die Messgasleitung 24 nimmt also am Dreiwegeventil 22 ihren Ausgang.

[0026] Die Messgasleitung 24 führt in einen ersten Kondensatabscheider 26, von dem zwei erste Kondensatleitungen 28, 30 ausgehen, und nach Durchlaufen der angedeuteten Spiralen tritt die Messgasleitung 24 an der Oberseite des Kondensatabscheiders 26 wieder aus. Die Bezeichnung Oberseite bezieht sich hier auf die Anordnung in der Figur. Im ersten Kondensatabscheider 26 wird zunächst das aus dem Messgasstrom aufgrund der Abkühlung in der Edelstahlleitung entstehende Kondensat, z.B. kondensiertes Wasser, Kraftstoff oder Additive, über die erste Kondensatleitung 28 abgeschieden. Der Kondensatabscheider 26 ist als thermoelektrischer Kühler ausgebildet, in dem der Messgasstrom auf eine Temperatur von etwa 25 °C herabgekühlt wird. In diesem thermoelektrischen Kühler wird entsprechend auch ein noch im Messgasstrom vorhandener Wasserdampfanteil kondensiert und über eine weitere erste Kondensatleitung 30 abgeführt. Hierzu sind die Kondensatleitungen 28, 30 jeweils mit einem Pumpenkopf 32 einer Doppelkopfmembranpumpe verbunden, die als erste Kondensatpumpe 34 dient, wobei vor jedem Pumpenkopf 32 ein Netzfilter 35 zur Abtrennung von Feststoffen aus dem Kondensatstrom und ein Rückschlagventil 37 angeordnet ist, welches ein Ansaugen von Gas aus der Kondensatleitung 28, 30 in Richtung der Messgasleitung 24 verhindert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Rückschlagventile 37 zwischen Netzfilter 35 und Pumpenkopf 32 angeordnet.

[0027] Wie oben beschrieben strömt der von diesem Wasserdampfanteil befreite Messgasstrom aus dem ersten Kondensatabscheider 26 in Richtung eines ersten Messgerätes 36, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel z.B. als nicht-dispersiver Ultraviolettanalysator ausgebildet ist und mittels dessen die Konzentrationen von Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid bestimmt werden können. Um Schäden am Messgerät 36 durch später aus dem Gasstrom noch abgeschiedenes oder durch den Gasstrom mitgerissenes Kondensat und/oder Wasser zu vermeiden, ist vor dem Messgerät 36 noch eine Wasserfalle 38 in der Messgasleitung 24 angeordnet, welche einerseits eine PTFE-Membran zum Abscheiden dieses Wassers aufweist, während Wasserdampf durch die Membran gelangt, und andererseits ein Feinfiltervlies aufweist, über welches Schmutzstoffe, die beispielsweise als Schwebeteilchen noch im Messgasstrom enthalten sind, aus diesem abgetrennt werden können. Die Messung im Messgerät 36 erfolgt bei einer Temperatur des Messgases die so gewählt ist, dass ein weiteres Kondensieren von Messgasanteilen im Messgerät 36 ausgeschlossen werden kann. Wird die Temperatur z.B. mit etwa 57°C gewählt, kann das Kondensieren von Wasserdampf verhindert werden.

[0028] Das aus dem Messgerät 36 ausströmende Messgas gelangt im Folgenden an eine Verzweigung 40, an der von der Messgasleitung 24 eine Bypassleitung 42 zur Umgehung eines zweiten Kondensatabscheiders 44 abzweigt, der in der weiterführenden Messgasleitung 24 angeordnet ist. Die Bypassleitung 42 führt zu einem Feuchtesensor 46, in welchem der relative Wassergehalt und die Temperatur des Messgasstroms bestimmt werden. Uber einen weiteren Filter 48 und einen Durchflussbegrenzer 50 strömt das Messgas anschließend wieder mit dem Messgasstrom aus der Messgasleitung 24 zusammen und wird über eine Förderpumpe 52, die das Messgas durch das Abgasanalysesystem 100 bewegt, zu einem Auslass 54 gefördert.

[0029] Der zweite Kondensatabscheider 44 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls als thermoelektrischer Kühler ausgebildet, in dem jedoch das Messgas auf etwa 5 °C zur Kondensatabscheidung abgekühlt wird, so dass der Sättigungspunkt des Messgases verschoben wird und zusätzliches Kondensat, insbesondere Wasser, aus dem Messgasstrom ausfällt, welches über einen Kondensatabscheideraustritt 56 aus dem zweiten Kondensatabscheider 44 abgeleitet und über eine zweite Kondensatleitung 58 mittels einer zweiten Kondensatpumpe 60 gefördert wird, die beispielsweise als Doppelkopfmembranpumpe ausgebildet ist, wobei auch andere Pumpen-

typen möglich sind.

[0030] In der Kondensatleitung 58 ist stromaufwärts der Kondensatpumpe 60 ein Kondensaftfilter 62 angeordnet, der im Wasser gelöste Substanzen, insbesondere Reste eingespritzten Harnstoffs oder Zwischenprodukte einer selektiven katalytischen Reduktion wie Isocyansäure im gelösten Zustand an der Filterfläche sammelt oder diese je nach Größe passieren lässt. Die Kondensatpumpe 60 wird durch diesen Kondensatfilter 62 zuverlässig vor dem Harnstoff und der Isocyansäure geschützt, die sich sonst als weiße krustige Ablagerungen in der Kondensatpumpe 60 ablagern würden und zu einem deutlich erhöhten Verschleiß und schließlich zu Funktionsstörungen der Kondensatpumpe 60 führen würden. Auch in der zweiten Kondensatleitung 58 ist stromaufwärts der zweiten Kondensatpumpe 60 und stromabwärts des Kondensatffilters 62 ein Rückschlagventil 63 angeordnet, über welches ein Gasfluss in Richtung der Messgasleitung 24 verhindert wird.

[0031] Die Messgasleitung 24 führt vom zweiten Kondensatabscheider 44 zu einem zweiten Messgerät 64, welches stromabwärts eines weiteren Probengasfilters 66 in der Messgasleitung 24 angeordnet ist und durch den Probengastfilter 66 vor eindringenden Schmutzstoffen oder Harnstoffen geschützt wird. Das zweite Messgerät 64 ist z.B. als ein nicht-dispersiver Infrarot-Analysator ausgeführt, der zur Konzentrationsbestimmung von Kohlendioxid und Kohlenmonoxid im Abgas dient. Dieser ist aufgrund der Nähe der Spektrallinien des Wasserdampfes zum Kohlenmonoxid bezüglich seiner Messergebnisse empfindlich bei Anwesenheit von Wasserdampf. Aus diesem Grund findet die Wasserabscheidung im zweiten Kondensatabscheider 44 bei möglichst niedrigen Temperaturen statt, so dass der abgeschiedene Wasseranteil entsprechend hoch ist.

[0032] Stromabwärts des zweiten Messgerätes 64 ist noch ein Sauerstoffsensor 68 in der Messgasleitung 24 angeordnet, der als elektrochemischer Sensor ausgebildet sein kann, der nach dem amperometrischen Messprinzip die Konzentrationsbestimmung des Sauerstoffs im Messgasstrom durchführt. Uber einen weiteren Netzfilter 70 gelangt der Messgasstrom schließlich über einen Durchflussbegrenzer 72, über den die geförderten Gasmengen eingestellt werden, und über ein Messgasleitungsventil 7/4, über welches die Messgasleitung 24 geschlossen werden kann, zur Förderpumpe 52 und somit zum Auslass 54.

[0033] Zusätzlich zweigt von der Messgasleitung 24 unmittelbar stromabwärts des ersten Kondensatabscheiders 26 und des zweiten Kondensatabscheiders 44 jeweils eine Spülgasleitung 76, 78 ab, die beide in eine Sammelleitung 80 münden, die stromabwärts des Messgasleitungsventils 74 in die Messgasleitung 24 mündet. In der ersten Spülgasleitung 76 befindet sich ein Filter 82 sowie ein erstes Spülgasleitungsventil 84, über welches die erste Spülgasleitung 76 verschließbar ist. Auch in der zweiten Spülgasleitung 78, die unmittelbar stromabwärts des zweiten Kondensatabscheiders 44 von der Messgasleitung 24 abzweigt, befindet sich ein Filter 86 sowie ein zweites Spülgasleitungsventil 88, über welches die zweite Spülgasleitung 78 verschließbar ist. Die Spülgasleitungen 76, 78 sind also über die Spülgasleitungsventile 84, 88 mit der Messgasleitung 24 strömungsverbindbar, insbesondere mit einem Punkt der Messgasleitung 24, der stromabwärts des Messgasleitungsventils 74 und stromaufwärts der Förderpumpe 52 liegt. Bei geöffneten Spülgasleitungsventilen 84, 88 sind die Spülgasleitungen 76, 78 mit der Messgasleitung 24 strömungsverbunden. Bei geschlossenen Spülgasleitungsventilen 84, 88 ist die Strömungsverbindung der Spülgasleitungen 76, 78 mit der Messgasleitung 24 unterbrochen.

[0034] Im Bereich der beiden Abzweigungen befindet sich in der Messgasleitung 24 jeweils ein Drucksensor 90, 92, wovon der erste Drucksensor 90 den Druck im Bereich der Abzweigung unmittelbar stramabwärts des ersten Kondensatabscheiders 26 misst und der zweite Drucksensor 92 den Druck im Bereich der Abzweigung unmittelbar stromabwärts des zweiten Kondensatabscheiders 44 in der Messgasleitung 24 misst. Die Punkte, an denen die Drucksensoren 90, 92 den Druck messen, sind in der Figur mit schwarzen Kreisen gekennzeichnet.

[0035] Die Drucksensoren 90, 92 und die Pumpen 34, 52, 60 sind elektrisch über eine Steuereinheit 94 miteinander verbunden, so dass die Pumpen 34, 52, 60 in Abhängigkeit der Messwerte der Drucksensoren 90, 92 angesteuert werden können.

[0036] Um in einem derartigen Abgasanalysesystem 100 zu verhindern, dass bei einer Überdosierung von Harnstoff sich dieser unbemerkt an den Hilfsaggregaten des Systems, insbesondere den Ventilen 22, 74, 84, 88, Filtern 16, 38, 35, 48, 62, 66, 70, 82, 86, den Pumpen 34, 52, 60, den Kondensatabscheidern 26, 44 und den Rückschlagventilen 37, 63 absetzt und zu Verfälschungen der Messergebnisse führt, werden vor der eigentlichen Messung Funktionstests durchgeführt.

[0037] Zunächst wird in bekannter Weise ein Leckagetest durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Messergebnisse nicht durch angesaugte Leckluft verfälscht werden.

[0038] Im Folgenden wird zunächst die Funktion der Hilfsaggregate in der Messgasleitung 24 überprüft. Hierzu wird die Förderpumpe 52 angetrieben, während das Messgasleitungsventil 74 den Durchströmungsquerschnitt der Messgasleitung 24 freigibt. Der Probengaseinlass 10, der Lufteinlass 12 und die beiden Spülgasleitungsventile 84, 88 werden gleichzeitig geschlossen, so dass die Förderpumpe 52 eine Druckveränderung in der Messgasleitung 24 erzeugt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird als Druckveränderung mit der jeweiligen Pumpe 52, 34, 60 immer ein Vakuum im Abgasanalysesystem 100 erzeugt. Grundsätzlich können aber die Pumpen 52, 34, 60 auch so betrieben werden, dass sich eine Druckerhöhung ergibt.

[0039] Nach beispielsweise etwa 4 Sekunden wird die Förderpumpe 52 wieder ausgestellt. WÄährend der Förderdauer der Förderpumpe 52 misst der zweite Drucksensor 92 den Druck in der Messgasleitung 24. Diese Messung des Drucksensors 92 erfolgt während der 4 Sekunden mehrmals, so dass aus den Messwerten ein Mittelwert gebildet werden kann, der mit einem Druckintervall vergleichen wird, welches in der Steuereinheit 94 hinterlegt ist. Beispielsweise wird in den letzten 0,5 Sekunden des Betriebs der Förderpumpe 52 alle 0,1 Sekunden ein Messwert genommen und der Mittelwert aus den sechs Messwerten gebildet.

[0040] Ausgehend von einer 100% Leistungsfähigkeit der Förderpumpe 52 kann eine fehlerfreie Funktionalität festgestellt werden, wenn 80% bis 100% der Leistung erbracht werden, also z.B. zumindest 400 mbar Druck erzeugt wird. Bei geringeren gemessenen Drücken (bzw. Vakuumdrücken) wird von der Steuereinheit ein Fehlersignal ausgegeben, welches noch in zwei Stufen unterteilt werden kann. So wird bei 50% bis 80% Leistung, also 350 mbar bis 400 mbar Unterdruck, eine Wartung empfohlen, jedoch bleibt die Möglichkeit einer Messung erhalten. Bei Drücken von unter 350 mbar, also 50% der erreichbaren Leistung, wird die Abgasanalyseanlage zur Durchführung von Analysen gesperrt bis eine entsprechende Wartung oder ein Austausch des betroffenen Hilfsaggregates stattgefunden hat.

[0041] Je nach Ausführung der Drucksensoren 90,92 kann die Druckermittlung auch das Aufnehmen eines Ausgangsdruckwerts umfassen, indem vor Aktivieren der Förderpumpe 52 ein Druckwert genommen und dann mit dem später ermittelten Druckmittelwert verglichen wird. Dies ist z.B. dann der Fall, wenn Differenzdrucksensoren verwendet werden.

[0042] Da nach diesem Test lediglich eine Fehlfunktion festgestellt werden kann, diese jedoch nicht lokalisiert werden kann, wird im dargestellten Ausführungsbeispiel ein zweiter Test durchgeführt, bei dem der Probengaseinlass 10 und der Lufteinlass 12, sowie das Messgasleitungsventil 74 und die Spülgasleitungsventile 84, 88 alle geschlossen werden, nachdem das Abgasanalysesystem 100 entlüftet wurde, um einen Grundzustand wiederherzustellen. Daraufhin wird die erste Kondensatpumpe 34 angetrieben, so dass diese ein Vakuum in der Messgasleitung 24 und in den beiden ersten Kondensatleitungen 28, 30 erzeugt, während der zweite Drucksensor 92 einen Druck in der Messgasleitung 24 misst. Bei Erreichen eines zweiten vorgegebenen Druckintervalls innerhalb eines Zeitintervalls von beispielsweise 10 Sekunden, in dem wieder mehrere Messungen durchgeführt werden, deren Ergebnisse gemittelt werden, wird für die Hilfsaggregate in der Messgasleitung Fehlerfreiheit festgestellt. Auch hier kann von einer maximalen Leistung von 100% der Kondensatpumpe 34 ausgegangen werden, während entsprechende Abstufungen, bei 80% und 25% liegen können, was Drücken von 100 mbar und 50 mbar entspricht, bei denen eine Wartung empfohlen oder eine folgende Analysemessung ausgeschlossen wird.

[0043] Eine entsprechende Messung wird daraufhin auch noch einmal für den zweiten Konden-

satzweig durchgeführt, indem nach Entlüftung des Systems die zweite Kondensatpumpe 60 angetrieben wird, so dass diese ein Vakuum in der Messgasleitung 24 und in der zweiten Kondensatleitung 58 erzeugt, während der zweite Drucksensor 92 einen Druck in der Messgasleitung 24 misst. Die Auswertung erfolgt dann in gleicher Weise wie für den zweiten Test beschrieben wurde.

[0044] Wird beispielsweise beim ersten Test ein Fehler festgestellt, während die anderen beiden Tests Fehlerfreiheit aufweisen, muss das Problem an der Förderpumpe 52 oder dem Messgasleitungsventil 74 bzw. in diesem Bereich angeordneten Komponenten, z.B. Filtern, liegen.

[0045] Wird bei dem ersten Test Fehlerfreiheit angezeigt und beim zweiten Test ein Fehler, so liegt dieser Fehler im Bereich der jeweils getesteten Kondensatleitung 28, 30, 58 beziehungsweise der darin angeordneten Hilfsaggregate 32, 34, 35, 37, 60, 62, 63.

[0046] Um eine weitere Eingrenzung des Ortes des Fehlers im Abgasanalysesystem 100 vornehmen zu können, falls beispielsweise in beiden Tests Fehler angezeigt wurden, werden in einem dritten Test der Lufteinlass 12 und das erste Spülgasleitungsventil 84 geöffnet und das zweite Spülgasleitungsventil 88 sowie das Messgasleitungsventil 74 und der Probengaseinlass 10 mittels des Dreiwegeventils 22 geschlossen und die Förderpumpe 52 wird beispielsweise etwa 10 Sekunden angetrieben, so dass die Förderpumpe 52 Luft vom Lufteinlass 12 zum Auslass 54 über die erste Spülgasleitung 76 des ersten Kondensatabscheiders 26 fördert. Währenddessen misst der erste Drucksensor 90 den Druck in der Messgasleitung 24 und zwar erneut mehrfach, so dass ein Mittelwert gebildet werden kann, der mit den zu erwartenden Leistungen verglichen wird. Wird beispielsweise ein Normaldruck von 70 bis 170 mbar erzeugt, so kann der auf diese Art und Weise gemessene Druck entweder innerhalb des Intervalls liegen, was eine einwandfreie Funktionalität der Hilfsaggregate bedeutet oder darunter oder darüber liegen. Liegt der Messwert des Drucksensors 90 über dem vorgegebenen Intervall, kann auf einen Fehler stromaufwärts des Drucksensors 90, also eines Hilfsaggregats, wie dem ersten Kondensatabscheider 26 oder dem Dreiwegeventil 22 in der Messgasleitung 24 geschlossen werden, da der ermittelte Druckabfall durch diese Blockaden wächst. Wird ein geringerer Druck gemessen, ist mit einem Fehler im stromabwärtigen Bereich des Drucksensors 90 zu rechnen also am ersten Spülgasleitungsventil 84 oder am Filter 82.

[0047] Der gleiche Test wird auch am zweiten Kondensatabscheider 44 durchgeführt, so dass das zweite Spülgasleitungsventil 88 geöffnet und das erste Spülgasleitungsventil 84 geschlossen wird und der Rest unverändert bleibt. Nun wird erneut die Förderpumpe 52 für beispielsweise etwa 10 Sekunden angetrieben, so dass diese Luft vom Lufteinlass 12 zum Auslass 54 über die zweite Spülgasleitung 78 des zweiten Kondensatabscheiders 44 fördert. Nun misst wieder der zweite Drucksensor 92 den entstehenden Druck in der Messgasleitung 24 und zwar erneut mehrfach, so dass ein Mittelwert gebildet werden kann, der mit den zu erwartenden Leistungen, wie oben bereits beschrieben wurde, verglichen wird. Liegt der Messwert des Drucksensors 92 nun über dem vorgegebenen Intervall, kann auf einen Fehler stromaufwärts des zweiten Drucksensors 92, also eines Hilfsaggregats, wie dem ersten Kondensatabscheider 26, dem zweiten Kondensatabscheider 44, dem Filter 38 oder dem Dreiwegeventil 22 in der Messgasleitung 24 geschlossen werden, da der ermittelte Druckabfall durch diese Blockaden wächst. Wird ein geringerer Druck gemessen, ist mit einem Fehler im stromabwärtigen Bereich des Drucksensors 92 zu rechnen, also am zweiten Spülgasleitungsventil 88 oder am Filter 86.

[0048] Betrachtet man alle vorgenommenen Tests ergibt sich entsprechend, dass der Fehler sehr genau auf bestimmte Abschnitte der Messgasleitung 24, den Kondensatleitungen 28, 30, 58, den Spülleitungen 76, 78 oder der Förderpumpe 52 zugeordnet werden kann. Entsprechend können entsprechende Wartungs- oder Austauscharbeiten auf die auf diese Weise ermittelten Abschnitte beschränkt werden. Andernfalls kann auch eine zuverlässige Messung sichergestellt werden, wenn keine Fehler angezeigt werden.

[0049] Es wird somit ein Verfahren zum Testen der Funktionalität von Hilfsaggregaten in einem Abgasanalysesystem 100 zur Bestimmung der Konzentration chemischer Komponenten in Abgasströmen zur Verfügung gestellt, mit dem einerseits die Richtigkeit von Messungen spezifiziert werden kann und andererseits Fehler an den Hilfsaggregaten im System genauer lokalisiert wer-

den können, ohne den apparativen Aufwand erhöhen zu müssen. Somit kann, bevor es zu Fehlmessungen durch beispielsweise zu hohe Harnstoffdosierung kommt, eingeschritten werden. Dabei kann auch unterschieden werden, ob Messungen nicht mehr durchgeführt werden sollten, da keine korrekten Messergebnisse mehr zu erwarten sind oder nur eine entsprechende Wartung eingeleitet werden sollte.

[0050] Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich des Hauptanspruchs nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt ist. Insbesondere kann der Aufbau des Abgasanalysesystems 100 ein anderer sein. Entscheidend ist, dass ein gemessener Druck genutzt wird, um Hilfsaggregate wie Filter, Pumpen oder Ventile, aber auch geknickte Leitungen oder ähnliches zu beurteilen und eine entsprechende Lokalisierung vorzunehmen.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Testen der Funktionalität von Hilfsaggregaten in einem Abgasanalysesystem (100) zur Bestimmung der Konzentration chemischer Komponenten in Abgasströmen, mit

* einer Messgasleitung (24) mit zumindest einem Probengaseinlass (10) und einem Auslass (54),

* zumindest einem Lufteinlass (12),

* zumindest einem in der Messgasleitung (24) angeordneten Messgerät (36, 64) zur Bestimmung der Konzentration zumindest einer Komponente im Abgasstrom,

* zumindest einer Förderpumpe (52) zur Förderung eines Messgases vom Probengaseinlass (10) und/oder vom Lufteinlass (12) zum Auslass (54),

* zumindest einem Kondensatabscheider (26, 44) der stromaufwärts des Messgerätes (36, 64) in der Messgasleitung (24) angeordnet ist,

* zumindest einer Kondensatleitung (28, 30, 58), die sich vom Kondensatabscheider (26, 44) zu einer Kondensatpumpe (34, 60) erstreckt,

* einem Drucksensor (90, 92), der stromaufwärts des Messgerätes (36, 64) und stromabwärts des Kondensatabscheiders (26, 44) in der Messgasleitung (24) angeordnet ist,

* einem Messgasleitungsventil (74), welches stromaufwärts der Förderpumpe (52) in der Messgasleitung (24) angeordnet ist,

* einem Spülgasleitungsventil (84, 88), welches in einer Spülgasleitung (76, 78) des Kondensatabscheiders (26, 44) angeordnet ist, wobei die Spülgasleitung (76, 78) stromabwärts des Messgasleitungsventils (74) und stromaufwärts der Förderpumpe (52) mit der Messgasleitung (24) strömungsverbindbar ist, und

* einer Steuereinheit (94),

wobei die Förderpumpe (52) oder die Kondensatpumpe (34, 60) eingeschaltet wird und über den Drucksensor (90, 92) ein Druck in der Messgasleitung (24) gemessen wird, der mit in der Steuereinheit (94) hinterlegten Druckintervallen verglichen wird, wobei auf eine korrekte Funktion der Hilfsaggregate (22, 26, 34, 35, 38, 44, 52, 60, 62, 66, 70, 74, 82, 84, 86, 88) des Abgasanalysesystems (100) geschlossen wird, falls der Messwert innerhalb eines hinterlegten Druckintervalls liegt und auf einen Fehler geschlossen wird, falls der Messwert oberhalb oder unterhalb des hinterlegten Druckintervalls liegt,

dadurch gekennzeichnet, dass

in einem ersten Test die Förderpumpe (52) angetrieben wird, das Messgasleitungsventil (74) den Durchströmungsquerschnitt der Messgasleitung (24) freigibt, während der Probengaseinlass (10), der Lufteinlass (12) und das Spülgasleitungsventil (84, 88) geschlossen werden, so dass die Förderpumpe (52) eine Druckveränderung in der Messgasleitung (24) erzeugt, während der Drucksensor (92) einen Druck in der Messgasleitung (24) misst und bei Erreichen eines ersten vorgegebenen Druckintervalls innerhalb einer vordefinierten Zeit auf eine einwandfreie Funktion der Hilfsaggregate (22, 26, 38, 44, 52, 66, 70, 74) in der Messgasleitung (24) geschlossen wird und bei Unterschreiten oder Überschreiten des vorgegebenen Intervalls auf einen Fehler eines der Hilfsaggregate (22, 26, 38, 44, 52, 66, 70, 74) in der Messgasleitung (24) geschlossen wird.

2, Verfahren zum Testen der Funktionalität von Hilfsaggregaten in einem Abgasanalysesystem (100) zur Bestimmung der Konzentration chemischer Komponenten in Abgasströmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Test der Probengaseinlass (10) und der Lufteinlass (12), das Messgasleitungsventil (74) und das Spülgasleitungsventil (84; 88) geschlossen werden und die Kondensatpumpe (34; 60) angetrieben wird, so dass durch die Kondensatpumpe (34; 60) eine Druckveränderung in der Messgasleitung (24) und in der Kondensatleitung (28, 30; 58) erzeugt wird, während der Drucksensor (92) einen Druck in der Messgasleitung (24) misst und bei Erreichen eines zweiten vorgegebenen Druckintervalls innerhalb einer festgelegten Zeit auf eine einwandfreie Funktion der Hilfsaggregate (34, 35; 60, 62) in der Kondensatleitung

(28, 30; 58) geschlossen wird und bei Unterschreiten oder Überschreiten des vorgegebenen Intervalls auf einen Fehler der Hilfsaggregate (34, 35; 60, 62) in der Kondensatleitung (28, 30; 58) geschlossen wird.

3. Verfahren zum Testen der Funktionalität von Hilfsaggregaten in einem Abgasanalysesystem (100) zur Bestimmung der Konzentration chemischer Komponenten in Abgasströmen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasanalysesystem (100) ein erstes Messgerät (36) aufweist, stromaufwärts dessen ein erster Kondensatabscheider (26) mit zumindest einer ersten Kondensatleitung (28, 30) angeordnet ist, in der eine erste Kondensatpumpe (34) angeordnet ist, und das AbgasanaIysesystem (100) ein zweites Messgerät (64) aufweist, stromaufwärts dessen ein zweiter Kondensatabscheider (44) mit einer zweiten Kondensatleitung (58) angeordnet ist, in der eine zweite Kondensatpumpe (60) angeordnet ist, wobei der zweite Test zunächst durchgeführt wird, indem der Probengaseinlass (10) und der Lufteinlass (12), das Messgasleitungsventil (74) und das Spülgasleitungsventil (84; 88) geschlossen werden und die erste Kondensatpumpe (34) angetrieben wird, so dass durch die erste Kondensatpumpe (34) eine Druckveränderung in der Messgasleitung (24) und in der zumindest einen ersten Kondensatleitung (28, 30) erzeugt wird, während der Drucksensor (92) einen Druck in der Messgasleitung (24) misst und anschließend der zweite Test durchgeführt wird, indem die erste Kondensatpumpe (34) gestoppt wird und die zweite Kondensatpumpe (60) angetrieben wird, so dass durch die zweite Kondensatpumpe (34) eine Druckveränderung in der Messgasleitung (24) und in der zumindest einen zweiten Kondensatleitung (58) erzeugt wird, während der Drucksensor (92) einen Druck in der Messgasleitung (24) misst.

4. Verfahren zum Testen der Funktionalität von Hilfsaggregaten in einem Abgasanalysesystem (100) zur Bestimmung der Konzentration chemischer Komponenten in Abgasströmen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen eines Messwertes von 80% bis 100% eines vorgegebenen Maximalwertes auf eine einwandfreie Funktion geschlossen wird, bei Erreichen eines Messwertes zwischen 50% und 80% des vorgegebenen Maximalwertes eine Uberprüfung der Hilfsaggregate (22, 26, 34, 35, 38, 44, 52, 60, 62, 66, 70, 74, 82, 84, 86, 88) empfohlen wird und bei Unterschreiten eines Messwertes von unter 50% des Maximalwertes keine Messungen mehr zugelassen werden.

5. Verfahren zum Testen der Funktionalität von Hilfsaggregaten in einem Abgasanalysesystem (100) zur Bestimmung der Konzentration chemischer Komponenten in Abgasströmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dritten Test der Lufteinlass (12) und das Spülgasleitungsventil (84; 88) geöffnet werden und das Messgasleitungsventil (74) und der Probengaseinlass (10) geschlossen werden und die Förderpumpe (52) angetrieben wird, so dass die Förderpumpe (52) Luft vom Lufteinlass (12) zum Auslass (54) über die Spülgasleitung (76; 78) des Kondensatabscheiders (26; 44) fördert, während der Drucksensor (90; 92) den Druck in der Messgasleitung (24) misst und auf eine einwandfreie Funktion der Hilfsaggregate (22, 26, 38, 44, 52, 66, 70, 74, 82, 84, 86, 88) in der Messgasleitung (24) und in der Spülgasleitung (76; 78) geschlossen wird, falls der Messwert des Drucksensors (90; 92) in einem ersten vorgegebenen Intervall liegt, und auf einen Fehler eines Hilfsaggregats (22, 38, 52, 66, 70, 74) in der Messgasleitung (24) geschlossen wird, falls der Messwert das vorgegebene Intervall übersteigt und auf einen Fehler eines Hilfsaggregats (82, 84; 86, 88) in der Spülgasleitung (76; 78) oder einen Fehler des Kondensatabscheiders (26; 44) geschlossen wird, falls der Messwert das vorgegebene Intervall unterschreitet.

6. Verfahren zum Testen der Funktionalität von Hilfsaggregaten in einem Abgasanalysesystem (100) zur Bestimmung der Konzentration chemischer Komponenten in Abgasströmen nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Abgasanalysesystem (100) das erste Messgerät (36) aufweist, stromaufwärts dessen der erste Kondensatabscheider (26) angeordnet ist, stromabwärts dessen eine Abzweigung von der Messgasleitung (24) ausgebildet ist, an der eine erste Spülgasleitung (76) abzweigt, in der ein erstes Spülgasleitungsventil (84) angeordnet ist, und das Abgasanalysesystem (100) das zweite Messgerät (64) aufweist, stromaufwärts dessen der zweite Kondensatabscheider (44) angeordnet ist, sttromabwärts dessen eine Abzweigung von der Messgasleitung (24) ausgebildet ist, an der eine zweite Spülgasleitung (78) abzweigt, in der ein zweites Spülgasleitungsventil (88) angeordnet ist, wobei der dritte Test zunächst durchgeführt wird, indem das erste Spülgasleitungsventil (84) geöffnet wird, während das zweite Spülgasleitungsventil (88) geschlossen wird und der erste Drucksensor (90) den Druck in der Messgasleitung (24) misst und anschließend der dritte Test durchgeführt wird, indem das zweite Spülgasleitungsventil (88) geöffnet wird, während das erste Spülgasleitungsventil (84) geschlossen wird und der zweite Drucksensor (92) den Druck in der Messgasleitung (24) misst.

7. Verfahren zum Testen der Funktionalität von Hilfsaggregaten in einem Abgasanalysesystem (100) zur Bestimmung der Konzentration chemischer Komponenten in Abgasströmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste bis dritte Test jeweils über ein festgelegtes Zeitintervall durchgeführt werden.

8. Verfahren zum Testen der Funktionalität von Hilfsaggregaten in einem Abgasanalysesystem (100) zur Bestimmung der Konzentration chemischer Komponenten in Abgasströmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messungen mehrfach wiederholt werden und aus den Messwerten jeweils ein Mittelwert berechnet wird, der als Grundlage dient, um auf einen Fehler oder auf Fehlerfreiheit zu entscheiden.

9. Verfahren zum Testen der Funktionalität von Hilfsaggregaten in einem Abgasanalysesystem (100) zur Bestimmung der Konzentration chemischer Komponenten in Abgasströmen nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei aufeinanderfolgender Durchführung von Tests nach Abschluss eines Tests und vor Beginn des darauffolgenden Tests ein Entlüften des Abgasanalysesystems (100) erfolgt.

10. Verfahren zum Testen der Funktionalität von Hilfsaggregaten in einem Abgasanalysesystem (100) zur Bestimmung der Konzentration chemischer Komponenten in Abgasströmen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Durchführung des ersten bis dritten Tests eine Leckageprüfung durchgeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen