CZ303756B6 - Zpusob a zarízení k merení koncentrace cástic ve výfukových plynech - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zpusobu merení koncentrace cástic ve výfukových plynech, zejména velmi jemných pevných cástic v emisích spalovacích motoru, pri kterém se vnitrní prostor ionizacní komory (2) vystaví pusobení elektrického napetí mezi první a tretí mericí elektrodou (25, 27), címz se za prítomnosti iontu v ionizovaném vzduchu vyvolává elektrický proud, nacez se do otevrené komory (21) ionizacní komory (2) oddelené od uzavrené komory (23) ionizacní komory (2) druhou plovoucí mericí elektrodou (26) privádejí výfukové plyny, na jejichz pevných cásticích se zachycují proudící ionty, címz v otevrené komore (21) ionizacní komory (2) dochází k poklesu proudu iontu, címz se na strední plovoucí elektrode (26) mení napetí, jehoz zmeny odpovídají výsi koncentrace pevných cástic prítomných ve výfukových plynech. Vynález se také týká zarízení pro merení cástic ve výfukových plynech, zejména velmi jemných pevných cástic v emisích spalovacích motoru.

Description

Způsob a zařízení k měření koncentrace částic ve výfukových plynech

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu měření koncentrace částic ve výfukových plynech, zejména velmi jemných pevných částic v emisích spalovacích motorů, přičemž se také týká zařízení pro měření koncentrací částic ve výfukových plynech spalovacích motorů.

Dosavadní stav techniky

Spalovací motory jsou z hlediska jejich využití v automobilech zřejmě nejrozšířenějším hnacím prostředkem. Vzhledem k množství paliva, které je v nich spalováno, představují potenciálně nesmírnou zátěž pro životní prostředí. Spalovacím pochodům je proto věnován trvalý zájem konstruktérů, jehož cílem je minimalizace škodlivin, které motor produkuje. Souběžně s tím je věnována pozornost zjišťování stavu výfukových plynů, které jsou negativním důsledkem provozu motorů.

Ze spektra emitovaných látek znečišťujících ovzduší, jsou za nejvíce rizikové považovány pevné částice, zvláště velmi malé částice o velikostech jednotek až stovek nanometrů.

Ještě v nedávné době postačovaly ke zjišťování jejich koncentrace například gravimetrické metody, jejichž výsledkem byla celková hmotnost částic získaných ze vzorku o určitém objemu odebraného výfukového plynu.

S vývojem spalovacích pochodů v zážehových i vznětových motorech se ovšem množství emitovaných pevných částic snižuje a známé metody měření těchto emisí dosahují svých funkčních limitů, neboť nejsou dostatečně přesné, aby jimi mohlo být malé hmotnostní množství pevných částic zachyceno a definováno. Nebezpečí emisí relativně velkého počtu malých pevných částic vyžaduje, aby bylo k dispozici zařízení schopné je registrovat a vyhodnocovat výsledky jak na zkušebnách, tak i v provozu.

Zařízení známá v současném stavu techniky využívající gravimetrickou metodou jsou schopná malá hmotnostní množství malých částic měřit jen velmi obtížně. Téměř vůbec nelze jejich kvantitativní přítomnost zjišťovat měřením kouřivosti pomocí posuzování neprůhlednosti vrstvy výfukových plynů zejména u moderních nízkoemisních motorů vyznačujících se malou kouřivostí. Spolehlivá ekonomická měření jsou přitom nezbytná nejen pro vývoj motorů, ale i pro ověřování jejich emisních vlastností v provozu z hlediska ochrany ovzduší.

Zařízení podle W08600961A využívá spontánní ionizace během procesu spalování paliva ve spalovacím motoru, přičemž ionizovány jsou především plyny. Míra této spontánní ionizace je detekována za účelem zjištění počátku spalování zařízením umístěným ve spalovacím prostoru motoru. Toto měření je pouze orientační, což postačuje pro zjištění času, kdy palivo začalo hořet (prudký nárůst koncentrace iontů), ale nikoliv pro kvantitativní měření. Tento způsob není vhodný pro detekci a měření pevných částic. Je sledována oblast počátku hoření, kdy se složení náplně válce podstatně liší vzhledem k situaci na konci pracovního cyklu, kdy náplň opouští spalovací prostor. V této době již míra spontánní ionizace výrazně klesá. Zařízení proto nelze použít jinde než ve spalovacím prostoru.

Řešení uvedené ve spisu EP2006672 A2 využívá ionizace využitím ultrafialového světla nebo měkkého rentgenového záření. Jeho zdrojem je UV-lampa. Zařízení je možné používat v podstatě jen pro měření plynných složek.

- 1 CZ 303756 B6

Zařízení podle dosavadního stavu techniky nelze využít pro zjišťování přítomnosti relativně malých množství pevných částic ve výfukových plynech opouštějících současné nízkoemisní spalovací motory.

Cílem vynálezu je odstranit nedostatek dosavadního stavu techniky a poskytnout způsob a zařízení, kterým by bylo možné rozšířit možnosti zjišťování koncentrací pevných částic ve výfukových plynech produkovaných moderními spalovacími motory.

Podstata vynálezu

Cíle vynálezu je dosaženo způsobem měření koncentrace částic ve výfukových plynech, zejména velmi jemných pevných částic v emisích spalovacích motorů, jehož podstatou je to, že se vnitřní prostor ionizační komory vystaví působení elektrického napětí mezi první a třetí měřicí elektrodou, čímž se za přítomnosti iontů v ionizovaném vzduchu vyvolává elektrický proud, načež se do otevřené komory ionizační komory oddělené od uzavřené komory ionizační komory druhou plovoucí měřicí elektrodou přivádějí výfukové plyny, na jejichž pevných částicích se zachycují proudící ionty, čímž v otevřené komoře ionizační komory dochází k poklesu proudu iontů, čímž se na střední plovoucí elektrodě mění napětí, jehož změny odpovídají výši koncentrace pevných částic přítomných ve výfukových plynech.

Zařízení umožňuje přesně měřit množství částic i u moderních motorů produkujících velmi nízké emise přičemž měření lze provádět jak v laboratorních podmínkách, tak i v běžném provozu motoru.

Je výhodné, když je do ionizační komory přiváděn čistý vzduch, který obklopuje vzorek výfukového plynu a tím odděluje proud výfukových plynů od vnitřních stěn ionizační komoiy a prostředků, které jsou na těchto stěnách uspořádány. Tím je zabráněno tvorbě usazenin na těchto prostředcích, které by zkreslovaly výsledky měření.

Napříč proudem výfukových plynů se vede světelné záření, přičemž se měří pohlcení světla a rozptyl světla. Naměřené hodnoty jsou doplňující informací zpřesňující výsledky měřené samotnou ionizační komorou, neboť množství pohlceného světlaje závislé na množství pevných částic obsažených ve výfukových plynech.

Výhodné je také zachycovat pevné částice výfukových plynů a ukládat je pro pozdější gravimetrické měření a/nebo další analýzu. Takto uložený vzorek umožňuje především ověřit výsledky naměřené v provozu motoru následně i v laboratoři.

Rovněž se vyhodnocuje poměr signálů z ionizační komory a jednoho nebo více dalších měřicích zařízení, a na základě těchto poměrů se stanovují hmotnostní emise částic a/nebo střední velikost částic a/nebo další parametry popisující kvalitu a/nebo kvantitu emitovaných částic. Pro zpracování výsledků je výhodné, že se při měření ionizační komorou měří i tok výfukových plynů.

Přitom se přímo ve výfukovém potrubí a/nebo zařízeními vzorkujícími výfukové plyny měří koncentrace dalších sledovaných složek a/nebo sledovaných vlastností a/nebo koncentrací trasovacího plynu, který je dávkován do výfukového potrubí. Na základě poměru průtoku trasovacího plynu ajeho koncentrace ve výfukových plynech se zjišťuje tok výfukových plynů.

Měřicí zařízení se napájí z elektrického systému vozidla, což umožňuje provádět průběžná měření v provozních podmínkách motoru.

Přitom je výhodné, když se výstupy měření vyhodnocují elektronickou řídicí jednotkou motoru, přičemž nadměrné emise jsou monitorovány v rámci palubní diagnostiky vozidla. To umožňuje sledovat okamžitý stav emisí z místa řidiče.

Cíle vynálezu je také dosaženo zařízením pro měření koncentrací částic ve výfukových plynech spalovacích motorů, jehož podstatou je to, že obsahuje ionizační komoru, zdroj elektrického napětí pro napájení ionizační komory a prostředek pro vyhodnocování signálu ionizační komory.

Použitím známé ionizační komory a jejím přizpůsobením motoru je tak vytvořeno zařízení umožňující relativně hospodárným způsobem měřit koncentraci pevných částic ve výfukových plynech moderních nízkoemisních spalovacích motorů.

Zařízení ke zjišťování množství pevných částic ve výfukových plynech obsahuje dále zařízení pro měření částic metodou pohlcení světla a/nebo zařízení pro měření částic metodou rozptylu světla a/nebo zařízením pro odběr vzorku pro gravimetrické měření, která jsou spřažena s prostředkem pro vyhodnocování jimi generovaných signálů.

Součástí zařízení je rovněž zařízení pro zjišťování toku výfukových plynů, které je spřaženo s prostředkem pro vyhodnocování jím generovaných signálů. Zařízení dále obsahuje dávkovači zařízení k odměřování množství trasovacího plynu přiváděného do výfukového potrubí a zařízení pro zjišťování koncentrací trasovacího plynu, které je umístěno v blízkosti připojení ionizační komory, která jsou spřažena s prostředkem pro vyhodnocování jimi generovaných signálů. Zjištěním koncentrace trasovacího plynu a na základě jeho známého dodávaného množství a naměřené koncentrace lze vyhodnotit okamžitý tok výfukových plynů, a vypočíst celkové okamžité emise částic.

Zařízení rovněž obsahuje prostředky pro měření koncentrací jedné nebo více dalších sledovaných látek a/nebo dalších vlastností nebo parametrů částic a/nebo prostředky pro uložení vzorků pro pozdější analýzu.

Je výhodné, když je ionizační komora alespoň částečně uspořádána ve výfukovém potrubí. Její otevřená komora je tak přímo vystavena toku výfukových plynů.

V jiném výhodném provedení je ionizační komora uspořádána mimo výfukové potrubí, k němuž je vstupní hrdlo její otevřené komory připojeno vzorkovacím potrubím, přičemž k výstupnímu hrdlu otevřené komory je připojen alespoň odsávací ventilátor, kterým lze zajistit požadované odebírané množství výfukových plynů z výfukového potrubí.

Mezi výstupním hrdlem otevřené komory a odsávacím ventilátorem je uspořádáno odsávací potrubí, v němž je zařazen čistit a regulátor průtoku. Čistič zabraňuje usazování pevných částic na součástech ventilátoru, regulátor průtoku umožňuje definovat průtok plynů a udržovat jej na konstantní hodnotě.

Zařízení dále obsahuje ústrojí pro ředění vzorku výfukových plynů vzduchem přiváděných do otevřené komory ionizační komory, přičemž alespoň vstupní otvory přiváděného vzduchu jsou uspořádány kolem vstupního hrdla výfukových plynů do otevřené komory. Výfukové plyny procházející otevřenou komorou ionizační komory jsou obklopeny proudícím čistým vzduchem zabraňujícím ulpívání pevných emisních částic na jejím vnitřním povrchu.

Ústrojí pro ředění vzorku výfukových plynů vzduchem obsahuje dále sací ventilátor, čistič a regulátor průtoku.

Úkol sacího ventilátoru a regulátoru průtoku je obdobný, jako u výše popsaného odsávacího potrubí, čistič zabraňuje nasátí vzduchu, jehož znečištění by zkreslovalo výsledky měření.

Prostředkem pro vyhodnocování signálů měřicích prostředků je řídicí jednotka. Taje s výhodou spojena s elektronickou řídicí jednotkou motoru, případně je přímo součástí elektronické řídicí jednotky motoru. Elektronická řídicí jednotka motoru obsahuje zdroj elektrického napětí pro napájení ionizační komory.

Zařízení umožňuje měřit i velmi malé koncentrace pevných částic a zjišťovat i částice velmi malých rozměrů. Vzhledem ke spřažení s elektronickou řídicí jednotkou motoru je využitelné i k měření přímo na provozovaném motoru, tedy například za provozu motorového vozidla.

Přehled obrázků na výkresech

Příkladná provedení zařízení podle vynálezu jsou schematicky znázorněna na výkrese, kde značí obr. 1 základní provedení a obr. 2 až 6 další rozšířená provedení.

Příklady provedení vynálezu

Zařízení pro měření koncentrací velmi jemných částic ve výfukových plynech spalovacích motorů je v základním provedení zobrazeno na obr. 1. Vlastní diagnostické zařízení je připojeno k výfukovému potrubí I motoru, do něhož v některých provedeních svou částí zasahuje. Tímto diagnostickým zařízením je podle vynálezu svou podstatou sama o sobě známá ionizační komora 2, jejíž princip se používá pro identifikaci kouřových zplodin signalizujících zahoření například v uzavřených prostorách.

Vnitřní prostor ionizační komory 2 je v podstatě rozdělen do dvou částí. Do průřezu výfukového potrubí 1 zasahuje její otevřená komora 21 opatřená vstupními a výstupními otvory 22. Otevřená komora 21 je přepážkou oddělena od uzavřené komory 23.

Ve vnitřním prostoru ionizační komory 2 je uspořádán zdroj 24 ionizačního záření umístěný na čelní stěně uzavřené komory 23 protilehlé otevřené komoře 21 a tři měřicí elektrody. Nejblíže zdroji 24 ionizačního záření je umístěna první měřicí elektroda 25, dále za ní druhá měřicí plovoucí elektroda 26 tvořící přepážku mezi otevřenou komorou 22 a uzavřenou komorou 23 a třetí měřicí elektroda 27 uspořádaná na vnitřní straně čela otevřené komory 21.

S ionizační komorou 2 je spřažen prostředek 3 pro vyhodnocování signálů, kterým je řídicí jednotka 31 samostatná, nebo spojená s elektronickou řídicí jednotkou 32 motoru. Řídicí jednotka 32 motoru obsahuje zdroj elektrického napětí, který je využit pro napájení ionizační komory 2 a vyhodnocovací prostředky. V alternativním provedení může být řídicí jednotka 31 součástí elektronické řídicí jednotky 32 motoru.

Zdroj elektrického napětí je připojen k první měřicí elektrodě 25 a k třetí měřicí elektrodě 27, vstupy vyhodnocovacích prostředků jsou spojeny s měřicími elektrodami 25, 27, a s druhou měřicí elektrodou 26.

V provedení podle obr. 2 je zařízení doplněno optickým snímačem 4, který obsahuje světelný zdroj 4f uspořádaný v podstatě radiálně ve stěně výfukového potrubí 1 v blízkosti ionizační komory 2. Naproti světelnému zdroji Uje ve stěně výfukového potrubí 1 uspořádán pohlcovač 42 paprsku, jehož součástí může být i neznázorněný snímač měřicí intenzitu dopadajícího paprsku. V sousedství pohlcovače 42 paprskuje uspořádáno čidlo 43 detekující intenzitu rozptýleného světla vyzařovaného světelným zdrojem 41. Toto doplňující zařízení je spřaženo rovněž se vstupy samostatné řídicí jednotky 31, případně řídicí jednotky 32 motoru.

V provedení podle obr. 3 je zařízení z obr. 1 doplněno spektrometrem 5, který obsahuje zdroj 51 záření uspořádaný v podstatě radiálně ve stěně výfukového potrubí 1 v blízkosti ionizační komory 2. Naproti zdroji 51 záření je ve stěně výfukového potrubí 1 uspořádán snímač 52 měřicí intenzitu dopadajícího záření. Spektrometr 5 je volitelně doplněn čidlem 53 teploty výfukových

-4CZ 303756 B6 plynů a čidlem 54 tlaku výfukových plynů. Toto doplňující zařízení je spřaženo rovněž se vstupy samostatné řídicí jednotky 31, případně elektronické řídicí jednotky 32 motoru.

V provedení podle obr. 4 je zařízení z obr. 1 doplněno dávkovacím zařízením 6 trasovacího plynu, který je uspořádán před ionizační komorou 2 z hlediska směru S proudění výfukových plynů. Na rozdíl od ostatních zde znázorněných provedení respektuje u provedení podle obr. 4 vzájemné řazení dávkovacího zařízení 6 trasovacího plynu a ionizační komory 2 ve výfukovém potrubí 1 směr proudění výfukových plynů. Dávkovači zařízení 6 obsahuje zásobník 61 trasovacího plynu, regulátor 62 průtoku trasovacího plynu a trysku 63 ústící do výfukového potrubí E Za dávkovacím zařízením 6 je zařazen spektrometr 7 ke sledování koncentrace trasovacího plynu obsahující zdroj 71 záření uspořádaný ve stěně výfukového potrubí 1 a proti němu uspořádaný snímač 72 měřicí intenzitu dopadajícího záření. Spektrometr 7 je volitelně doplněn čidlem 53 teploty výfukových plynů a čidlem 54 tlaku výfukových plynů. Toto doplňující zařízení je spřaženo rovněž se vstupy samostatné řídicí jednotky 31, případně elektronické řídicí jednotky 32 motoru.

Alternativně lze místo dávkovacího zařízení 6 použít jiné zařízení pro měření toku výfukových plynů - například zařízení na principu ochlazování vyhřívaného tělesa (termické). Další alternativy využívají většího počtu vírových polí, Dopplerova efektu, rozdílů tlaků (Pítotova trubice), nebo výpočtu z otáček motoru a teploty a tlaku v sacím potrubí.

Zařízení podle vynálezu může být doplněno libovolnou kombinací optického snímače 4 a spektrometrů 5, 7. Rovněž může být ionizační komora 2 doplněna neznázoměnými zařízeními pro měření koncentrace jiných složek a/nebo jiných vlastností částic, případně vzorkovacími prostředky pro odebrání poměrné části výfukových plynů a její deponování pro provedení pozdější analýzy. Například infračerveným spektrometrem lze měřit koncentrace oxidu uhelnatého, oxidu uhličitého a při dostatečně vysokém rozlišení (například pomocí FTIR spektrometru) i některých organických látek nebo skupin organických látek. Elektrochemickými články lze měřit koncentrace oxidů dusíku a kyslíku.

V provedení podle obr. 5 je ionizační komora 2 uspořádána oddělené od výfukového potrubí _f, ke kterému je připojena vzorkovacím potrubím 11 ústícím do vstupního hrdla 12 otevřené komory 21 ionizační komory 2. K výstupnímu hrdlu 13 otevřené komory 21 je připojeno odsávací potrubí 14, ve kterém je za sebou zařazen čistič 15, regulátor 16 průtoku a odsávací ventilátor 17.

V provedení podle obr. 6 je zařízení z obr. 5 doplněno ústrojím 8 pro ředění vzorku výfukových plynů. Zdrojem je dávkovači ventilátor 81 vzduchu, za nímž je zařazen čistič 82 a regulátor 83 průtoku vzduchu. Vstupní otvory 84 ředicího vzduchu do otevřené komory 21 ionizační komory 2 jsou v příkladném provedení uspořádány kolem vstupního hrdla 12 výfukových plynů přiváděných do otevřené komory 21. Výstupní otvor 85 ředicího vzduchu z otevřené komory 21 je společný i pro výstup výfukových plynů, načež je směs ředicího vzduchu a výfukových plynů svedena do odsávacího potrubí 14, které dále pokračuje shodně s provedením podle obr. 5.

Při činnosti zařízení v provedení podle obr. 1 výfukové plyny procházející výfukovým potrubím 1 procházejí prostřednictvím otvorů 22 ionizační komorou 2. Elektrické napětí přiváděné ze zdroje elektrického napětí na první měřicí elektrodu 25 a třetí měřicí elektrodu 27 vyvolává tok iontů mezi těmito elektrodami 25 a 27 a za přítomnosti iontů v ionizovaném vzduchu vzniká malý elektrický proud. Na pevných částicích obsažených ve výfukových plynech se v otevřené komoře 21 zachycují ionty, přičemž klesá ionizační proud. Na plovoucí elektrodě 26 se mění napětí, což zaznamenává prostředek 3 pro vyhodnocování signálů. Signál zpracovaný tímto prostředkem je převeden na informaci o výše koncentrace pevných částic přítomných ve výfukových plynech.

Provedení podle obr. 2 využívá navíc signálu optického snímače 4 detekujícího intenzitu světla vyzařovaného světelným zdrojem 41 a dopadajícího na pohlcovač 42. Tento signál, případně

- 5 CZ 303756 B6 signál čidla 43 přijímacího rozptýlené světlo, je pro prostředek 3 pro vyhodnocování signálů doplňující informací k vyhodnocení kouřivosti motoru a/nebo střední velikosti částic a/nebo hmotnostní koncentrace částic.

Snímač 52 spektrometru 5 v provedení podle obr. 3 měří intenzitu dopadajícího záření najedná nebo více vlnových délkách a/nebo oblastech délek. Absorpce záření v závislosti na vlnové délce tak umožňuje zjišťovat koncentraci jednotlivých složek výfukových plynů.

Pomocí stanoveného množství trasovacího plynu přimíchávaného do výfukových plynů (obr. 4) lze vyhodnotit spektrometrem 5, případně s využitím snímačů 53, 54 teploty a tlaku plynů, koncentraci trasovacího plynu a na základě jeho známého dodávaného množství a naměřené koncentrace vyhodnotit okamžitý tok výfukových plynů, na základě kterého lze vypočíst celkové okamžité emise částic.

U zařízení podle obr. 5 jsou výfukové plyny přiváděny do separované ionizační komory 2 vzorkovacím potrubím 11, z ionizační komory 2 jsou výfukové plyny odsávány a na čističi 15 zachycovány pro případné další vyhodnocení.

U zařízení podle obr. 6 je do separované ionizační komory 2 přiváděn ředicí vzduch, který postupuje její otevřenou komorou 21 tak, že obklopuje proud výfukových plynů a izoluje je tak od zdroje ionizujícího záření 24, elektrod 25, 26, 27 a od vnitřních stěn ionizační komory 2. Při novém měření tak uvnitř ionizační komory 2 nezůstávají ulpělé částice, kterými by byla další měření zkreslena.

Souběžným měřením ionizační komorou 2 a jiným způsobem, například metodou rozptylu světelného paprsku nebo gravimetrickou metodou, lze alespoň orientačně zjistit střední velikost nebo další parametry částic, a vyhodnotit početní, hmotnostní nebo jinou koncentraci částic (například celkový povrch částic).

Výstupy ze zařízení mohou být vyhodnocovány elektronickou řídicí jednotkou 32 motoru za účelem monitorování nadměrných emisí částic v rámci palubní diagnostiky (on-board diagnostics).

Zařízení podle vynálezu umožňuje použitím známé ionizační komory 2 a jejím přizpůsobením vytvořit zařízení, které umožňuje relativně hospodárným způsobem měřit koncentraci pevných částic ve výfukových plynech moderních spalovacích motorů. Zařízeními podle dosavadního stavu techniky není možné hospodárným způsobem takovou diagnostiku provádět. To je dáno relativně nízkými koncentracemi a malou velikostí částic, které jsou současnými motory emitovány. Zařízení podle vynálezu je přitom využitelné jak na zkušebnách spalovacích motorů, tak i ve vývojových provozech, stanicích technické kontroly, případně přímo na vozidlech v průběhu jejich provozu.

Claims (29)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob měření koncentrace částic ve výfukových plynech, zejména velmi jemných pevných částic v emisích spalovacích motorů, vyznačující se tím, že se vnitřní prostor ionizační komory (2) vystaví působení elektrického napětí mezi první a třetí měřicí elektrodou (25, 27), čímž se za přítomnosti iontů v ionizovaném vzduchu vyvolává elektrický proud, načež se do otevřené komory (21) ionizační komory (2) oddělené od uzavřené komory (23) ionizační komory (2) druhou plovoucí měřicí elektrodou (26) přivádějí výfukové plyny, na jejichž pevných částicích se zachycují proudící ionty, čímž v otevřené komoře (21) ionizační komory (2) dochází

   - 6 CZ 303756 B6 k poklesu proudu iontů, čímž se na střední plovoucí elektrodě (26) mění napětí, jehož změny odpovídají výši koncentrace pevných částic přítomných ve výfukových plynech.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že do ionizační komory (2) je přiváděn čistý vzduch, který obklopuje vzorek výfukového plynu a tím odděluje proud výfukových plynů od vnitřních stěn ionizační komory (2) a prostředků, které jsou na těchto stěnách uspořádány.
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se napříč proudem výfukových plynů vede světelné záření, přičemž se měří pohlcení světla a rozptyl světla.
4. 4. Způsob podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že se zachycují pevné částice výfukových plynů a ukládají se pro pozdější gravimetrické měření a/nebo další analýzu.
5. 5. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 2 až 4, vyznačující se tím, že se vyhodnocuje poměr signálů z ionizační komory (2) a jednoho nebo více dalších měřicích zařízení, a na základě těchto poměrů se stanovují hmotnostní emise částic a/nebo střední velikost částic a/nebo další parametry popisující kvalitu a/nebo kvantitu emitovaných částic.
6. 6. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že souběžně s měřením ionizační komorou (2) se měří tok výfukových plynů.
7. 7. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že se přímo ve výfukovém potrubí (1) a/nebo zařízeními vzorkujícími výfukové plyny měří koncentrace dalších sledovaných složek a/nebo sledovaných vlastností a/nebo koncentrací trasovacího plynu, který je dávkován do výfukového potrubí (1), a na základě poměru průtoku trasovacího plynu a jeho koncentraci ve výfukových plynech se zjišťuje tok výfukových plynů.
8. 8. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že měřicí zařízení se napájí z elektrického systému vozidla.
9. 9. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že výstupy měření se vyhodnocují elektronickou řídicí jednotkou (32) motoru, přičemž nadměrné emise jsou monitorovány v rámci palubní diagnostiky vozidla.
10. 10. Zařízení pro měření koncentrací částic ve výfukových plynech spalovacích motorů, vyznačující se tím, že obsahuje ionizační komoru (2), zdroj elektrického napětí pro napájení ionizační komory (2) a prostředek (3) pro vyhodnocování signálů generovaných alespoň ionizační komorou (2).
11. 11. Zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že dále obsahuje zařízení pro měření částic metodou pohlcení světla a/nebo zařízením pro měření částic metodou rozptylu světla a/nebo zařízením pro odběr vzorku pro gravimetrické měření, která jsou spřažena s prostředkem (3) pro vyhodnocování jimi generovaných signálů.
12. 12. Zařízení podle nároku 10 nebo 11, vyznačující se tím, že dále obsahuje zařízení pro zjišťování toku výfukových plynů, které je spřaženo s prostředkem (3) pro vyhodnocování jím generovaných signálů.
13. 13. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 10 až 12, vyznačující se tím, že dále obsahuje dávkovači zařízení (6) k odměřování množství trasovacího plynu přiváděného do výfukového potrubí (1) a zařízení pro zjišťování koncentrací trasovacího plynu umístěné v blízkosti připojení ionizační komory (2), která jsou spřažena s prostředkem (3) pro vyhodnocování jimi generovaných signálů.

    -7CZ 303756 B6
14. 14. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 10 až 13, vyznačující se tím, že obsahuje prostředky pro měření koncentrací jedné nebo více dalších sledovaných látek a/nebo dalších vlastností nebo parametrů částic a/nebo prostředky pro uložení vzorků pro pozdější analýzu, která jsou spřažena s prostředkem (3) pro vyhodnocování jimi generovaných signálů.
15. 15. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 10 až 14, vyznačující se tím, že ionizační komora (2) je alespoň částečně uspořádána ve výfukovém potrubí (1).
16. 16. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 10 až 14, vyznačující se tím, že ionizační komora (2) je uspořádána mimo výfukové potrubí (1), k němuž je vstupní hrdlo (12) její otevřené komory (21) připojeno vzorkovacím potrubím (11), přičemž k výstupnímu hrdlu (13) otevřené komory (21) je připojen alespoň odsávací ventilátor (17).
17. 17. Zařízení podle nároku 16, vyznačující se tím, že mezi výstupním hrdlem (13) otevřené komory (21) a odsávacím ventilátorem (17) je uspořádáno odsávací potrubí (14), v němžje zařazen čistič (15) a regulátor (16) průtoku.
18. 18. Zařízení podle nároku 16 nebo 17, vyznačující se tím, že dále obsahuje ústrojí (8) pro ředění vzorku výfukových plynů vzduchem přiváděným do otevřené komory (21) ionizační komory (2), přičemž alespoň vstupní otvory (84) přiváděného vzduchu jsou uspořádány kolem vstupního hrdla (12) výfukových plynů do otevřené komory (21).
19. 19. Zařízení podle nároku 18, vyznačující se tím, že ústrojí (8) pro ředění vzorku výfukových plynů obsahuje sací ventilátor (81), čistič (82) a regulátor (83) průtoku vzduchu.
20. 20. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 10ažl9, vyznačující se tím, že prostředkem (3) pro vyhodnocování signálů je řídicí jednotka (31).
21. 21. Zařízení podle nároku 20, vyznačující se tím, že řídicí jednotka (31) je spojena s elektronickou řídicí jednotkou (32) motoru, nebo je její součástí, přičemž elektronická řídicí jednotka (32) motoru obsahuje zdroj elektrického napětí pro napájení ionizační komory (2).

    6 výkresů

    Seznam vztahových značek:

    1 výfukové potrubí

    11 vzorkovací potrubí

    12 vstupní hrdlo (otevřené komory)

    13 výstupní hrdlo (otevřené komory)

    14 odsávací potrubí

    15 čistič

    16 regulátor průtoku

    17 odsávací ventilátor

    2 ionizační komora

    21 otevřená komora
22. 22 otvory (otevřené komory)
23. 23 uzavřená komora
24. 24 zdroj ionizujícího záření
25. 25 první měřicí elektroda
26. 26 druhá měřicí plovoucí elektroda
27. 27 třetí měřicí elektroda

    3 prostředek pro vyhodnocování signálů

    - 8 CZ 303756 B6
28. 31 řídicí jednotka
29. 32 elektronická řídicí jednotka motoru

    4 optický snímač (pro detekci částic)

    41 světelný zdroj

    42 pohlcovač paprsku

    43 čidlo (intenzity rozptýleného světla)

    5 spektrometr

    51 zdroj záření

    52 snímač (intenzity dopadajícího záření)

    53 čidlo teploty výfukových plynů

    54 čidlo tlaku výfukových plynů

    6 dávkovači zařízení trasovacího plynu

    61 zásobník

    62 regulátor průtoku trasovacího plynu

    63 tryska (trasovacího plynu)

    7 spektrometr pro měření koncentrace trasovacího plynu

    71 zdroj záření

    72 snímač (intenzity dopadajícího záření)

    8 ústrojí pro ředění vzorku

    81 sací ventilátor

    82 čistič

    83 regulátor průtoku vzduchu

    84 vstupní otvory ředicího vzduchu do ionizační komory

    85 výstupní otvor ředicího vzduchu a výfukových plynů z ionizační komory S směr proudění výfukových plynů