DD278857A1 - Fotoelektrischer sensor, insbesondere zur bestimmung der abgasemission von brennkraftmaschinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen fotoelektrischen Sensor, insbesondere zur Bestimmung der Abgasemission von Brennkraftmaschinen. Die Erfindung bezieht sich auf einen fotoelektrischen Sensor zur Ermittlung der Rauchdichte der Verbrennungsgase von im Verkehr oder auf dem Pruefstand befindlichen Dieselkraftfahrzeugen und selbstfahrenden Arbeitsmaschinen. Der Sensor arbeitet nach dem Beschleunigungsverfahren zur Verwirklichung des Voll-Freistrom-Querlicht-Messprinzipes und besteht aus einer, aus Uebergangs-Doppel-Diffusor und Messrohr zusammengesetzten Messsonde, einem Adapter und einem, den Uebergangs-Doppel-Diffusor mit dem Adapter verbundenen Kupplungselement. Im zylindrischen Messrohr ist eine fotoelektrische Infrarotlicht-Messstrecke mit einer quer zur Laengsachse des Messrohres verlaufenden optischen Achse definiert angeordnet, die aus einem lichtemittierenden Sensormesskopf und einem lichtempfindlichen Sensormesskopf besteht, die in einander gegenueberliegenden Messkopfaufnahmen befestigt sind. Der lichtemittierende Sensormesskopf enthaelt einen Sender und der lichtempfindliche Sensormesskopf einen Empfaenger, die auf direkten Sender-Empfaenger-Prinzip arbeiten und gegen Fremd- und Streulicht und Verschmutzung geschuetzt und gegen die hohe Abgastemperatur isoliert sind. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Anwendungsgebiet der Erfindung betrifft fotoelektrische Sensoren, insbesondere zur Bestimmung der Abgasemission von Brennkraftmaschinen, speziell zur Ermittlung der Rauchdichte der Verbrennungsgase von Dieselkraftfahrzeugen und selbstfahrenden Arbeitsmaschinen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bekannt sind Einrichtungen mit Sensoren unterschiedlicher Gerätekonfiguration zur Bestimmung der Abgasemission speziell von Dieselbrer.nkraftmaschinen, die nach Verfahren des Durchleuchtungs- bzw. das Trübungsprinzips arbeiten. Kennzeichnend dafür sind die Gerätekonfigurationen der Firmen die vorwiegend nach dem Lichtschwächungsverfahren arbeiten und im wesentlichen aus einem Meßrohr definierter Länge mit nicht reflektierenden Innenflächen, in das die Abgasemission über Schlauchleitungen von dem Endrohr der Abgasanlage als Voll- oder Teilstrom eingebracht wird, bestehen.

An dem der Abgasanlage zugewandten Ende des Meßrohres ist als Sender eine Halogen-Lichtquelle der Farbtemperatur 280Ck bis 3250k und am anderen Ende eine Fotozelle, deren spektrale Empfindlichkeit angepaßt an die Empfindlichkeitskurve des menschlichen Auges, als Empfänger angeordnet. Um die Verschmutzung der Schutzglasscheiben vor Sender und Empfänger zu vermindern, wird vor diesen mittels Gebläse Frischluft vorbeigeleitet. Die dazu bekannten Verfahren sind nach der Beschleunigungs- oder der Beharrungsmethode durchführbar.

Während bei der Beharrungsmethode, die zur Vollständigkeit genannt wird, die atmosphärischen Bedingungen und der Druck der Abgase im Meßrohr sowie die Abgastemperatur exakt einzuhalten sind und die Prüfung nur unter Vollast des Motors bei gestuften Konstantdrehzahlen durchzuführen ist, kann bei der Beschleunigungsmethode nach Erreichen der Betriebstemperatur durch sofortiges Beschleunigen des Motors, von der untersten Leerlaufdrehzahl auf die maximale Drehzahl die Messung erfolgen, wobei die Beschleunigung in positiver Richtung gegen das Trägheitsmoment des Motors verlaufen muß.

Zu beachten ist auch die Startdrehzahl, aus der die Beschleunigung erfolgt, da Einspritzpumpen mit oder ohne Verstellregler arbeitend, nicht vergleichbare Meßergebnisse bringen.

Die Nachteile bestehen darin, daß

- die Prüfungen, auf nicht transportablen, ökonomisch aufwendigen Prüfständen mit erheblichen Abmessungen, im stationären Betrieb durchgeführt werden müssen;

- für die Halogen-Lampen und für das Gebläse ein hoher Energieverbrauch zu verzeichnen ist;

- auf Grund des nicht geregelten Gebläses für die Frischluft, dem Meßrohr eine unkontinuierliche Abgasmenge zugeführt wird;

- in den langen Zuführungsschläuchen von den Abgasanlagen zu den Prüfständen eine Abkühlung des Abgases erfolgt;

- eine vergleichbare exakte Darstellung des Abgasverlaufes für unterschiedlich schnell beschleunigte Motoren nicht möglich ist;

- die verwendeten Meßmittel Ungenauigkeiten aufweisen und manipulierbar sind, so daß eine objektive und subjektive Verfälschung der Meßergebnisse gegeben ist;

- Verfälschungen der Meßergebnisse durch motortypische Besonderheiten eintreten können;

- die Geräte nicht bedienungsfreundlich und die Meßvorgänge zeitaufwendig sind.

Auf Grund der aufgezeigten Nachteile erfolgten Weiterentwicklungen von Verfahren und Geräten zur Messun .j der Abgasemission von Dieselmotoren auf der Basis der Beschleunigungsmethode.

Bekannt geworden ist das Freistrom-Querlicht-Meßprinzip mit einer Grünlicht- (λ = 555nm) oder Infrorotlicht-Mcßstrecke (λ - 900nm bis4pm). Dazu ist ein mit einer Grünlich-Meßstrecke ausgerüstetes Diesel-Smog-Meter DFM-2 bzw. ELKON DF 375 aus der VR Ungarn bekannt.

Nachteilig ist, daß der Sensor nur bei waagerechten Abgasanlagenendrohren in unmittelbarer Bodenhöhe zum Einsatz kommen kann. Außerdem sind Sender und Empfänger am Sensor in einem definierten Abstand angeordnet, so daß auf Grund der unterschiedlichen Durchmesser der Abgasanlagenendrohre jeweils eine nur schwer zu erreichende mittige Justage des Sensors zum Abgasanlaganendrohr erforderlich ist. Durch die ungeschützte Anordnung von Sender und Empfänger unterliegt der Abgasstrom während der Messung den Umwelteinflüssen, wie Luftströmung, Luftfeuchtigkeit und Außentemperatur. Durch diese Einrichtungen können wesentliche objektive und subjektive negative Einflußfaktoren auf das Meßergebnis, nicht reduziert werden.

Des weite, en ist eine Rauchdichtemeßvorrichtung DM 102 aus der VR Polen bokannt geworden, die mit einer Infrarotlicht-Meßstrecke (λ = 900nm), aber wie bei vorgenannter Lösung, mit im wesentlichen gleichen Sensor arbeitet, so daß auch die vorgenannten Nachteile zutreffend sind.

Bekannt ist auch ein Rauchdichtesensor der Fa. CELESKO LIMITED USA, der mit einer Grünlicht-Meßstrecke ausgestattet, zwischen Krümmer und Vorschalldämpfer innerhalb der Abgasanlage eingesetzt werden muß, woraus sich entscheidende Nachteile ergeben, wie

- eine notwendige Demontage der Abgasanhge

- die Anordnung aufwendiger Kühlkörper mit Schlauchverbindungen zu einer Wasserkühlanlage für die Kühlung der Meßköpfe, um deit" Aufheizung bzw. Zerstörung durch die Abgastemperaturen von 500°C-600°C zu verhindern

- das Vorhandensein einer Luftaufbereitungsanlage, um über Schlauchverbindungen Frischluft an den Schutzglasscheiben der Sensormeßköpfe zur Verschmutzungsminderung vorbeizuleiten

- die Notwendigkeit einer Vielzahl von Adaptern zur Gewährleistung des Einbaues in unterschiedliche Konfigurationen von Abgasanlagen

- die Beschränkung des Einsatzes auf den stationären Betrieb

Außerdem ist eine Meßvorrichtung zur Messung der Rußemission VAG 1500 der Volkswagen AG, BRD bekannt geworden, deren Sensor gleichfalls auf oben genanntem Prinzip beruhend und mit einer Grünlicht-Melsctrecke (λ = 555 nm) ausgestattet, speziell für die Werkstättenprüfung von Diesel-PKW's der Volkswagenserie entwickelt.

Die Anpassung an die unterschiedlichen Endrohrdurchmesser und -formen wird durch einen konischen Gummitrichter mit innenseitigen Dichtwülsten gewährleistet.

Zur Minderung der Verschmutzungen an den Linsen der Moßköpfe ist ein Doppelrohrinjektor vor der Meßstrecke und eine aufwendige Ringheizung der Linsen notwendig

Dieser Sensor hat die Nachteile, daß

- er nur an waagerechten Endrohren geringer Bauhöhe mittels Stativ eingesetzt werden kann

- der konische Gummitrichter zur Adaptierung an nur geringügig voneinander abweichenden Endrohrdurchmossern und -formen einsetzbar ist

-dar Doppelrohrinjektor die Verschmutzung der Linsen nur während der Zeit der Beschleunigung mindert

- d is Wirkprinzip des Doppelrohrinjektors während des Anlaßvorganges durch den Überdruck des Abgases außer Kraft gesetzt v\ird

- es bei PKWs mit geringen Abgasvolumenströmen durch die Kombination von Gummitrichter und Doppelrohrinjektor zu Verwirbelungen des Abgasstromes mit Frischluft kommt, wodurch größere Meßfehler auftreten

- die beheizten Linsen durch notwendige Reinigungsarbeiten beschädigt werden können

- durch die Realisierung einer Grünlicht-Meßstrecke ein hoher Aufwand an Verstärkerschaltungen notwendig ist, das zu einem hohen Eigengewicht des Sensors führt

- durch die geringen Temperaturschutzmaßnahmen für die Meßelektronik, eine Messung bei Vollast nur zeitlich begrenzt möglich ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Überprüfung der Abgasemission von Dieselkraftfahrzeugen mit stark unterschiedlich konf igurativen Abgasanlagen, Montagevarianten und Endrohrdurchmessern und -formen außerhalb der Abgasanlagen und ohne technisch und ökonomisch aufwendige Zusatzeinrichtungen zur Verschmutzungsminderung der Meßstrecke und zur Kühlung der Meßtcöpfe, zu ermöglichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen fotoelektrischen Sensor mit einer Infrarotlicht-Meßstrecke zur trägheitslosen Messung der Rauchdichte der Abgasemission nach dem Beschleunigungsverfahren, aller im Verkehr oder auf dem Prüfstand befindlichen Dieselkraftfahrzeuge und selbstfahrenden Arbeitsmaschinen, zu finden, der Meßergebnisse mit hoher Genauigkeit ermittelt und an eine rechnergesteuerte Auswerteeinheit abgibt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der fotoelektrische Sensor zur Verwirklicnung des Voll-Freistrom-Querlicht-Meßprinzips aus einer, aus Übergangs-Doppel-Diffusor und Meßrohr zusammengesetzten Meßsonde, einem Adapter und einem den Übergangs-Doppel-Diffusor mit dem Adapter verbindenden Kupplungselement, besteht.

Der Übergangs-Doppel-Diffusor ist kegelstumpfartig, über den größeren Durchmesser mit dem zylindrischen Meßrohr verbunden, ausgeführt und mit einer, die Strömungseigenschaften der Abgasemission konstanthaltenden inneren Zelle, die mit Stegblechen am Außenkörper befestigt ist, ausgestattet.

Im Meßrohr ist eine definiert angeordnete fotoelektrische Meßstrecke mit einer quer zur Längsachse des Meßrohres verlaufenden optischen Achse integriert. Die fotoelektrische Meßstrecke besteht aus einen lichtemittierenden Sensormeßkopf 12 und einem lichtempfindlichen Sensormeßkopf 13, die in einem definierten Abstand zueinander in gegenüberliegenden Meßkopfaufnahmen mittels Überwurfmuttern isoliert und gegen Verdrehung gesichert angeordnet sind.

Um mechanische Verspannungen und damit Dejustagen der optischen Ache auf Grund der hohen Temperatur der Abgasemission auszuschließen, ist das Meßrohr im Bereich der fotoelektrischen Meßstrecke mit einer Wanddickenverstärkung zur formschlüssigen Verbindung der einander gegenüberliegenden Meßkopfaufnahmen, versehen.

An der Innenwandung des Meßrohres, vor den Meßkopfaufnahmen sind löffelartige Strömungsleitbleche mit zentrischer Bohrung angeordnet, die von der fotoelektrischen Meßstrecke Fremd- und Streulicht abwenden und Verwifbelungen des Abgasstromes vor den Meßkopfaufnahmen verhindern.

In dem lichtemittierenden Sensormeßkopf ist ein Sender angeordnet, der aus einer, auf einer rondenförmigen Unterplatte befestigten und mittels einer LED-Aufnahme zentrisch geführten Infrarot LED, einer Referenz-PIN-Empfängerdiode und einer Plankonvexlinse besteht.

Der Sender ist von zwei als Distanzhülsen ausgebildeten Isolierkörpern ummantelt und in einer, durch eine Schutzglasscheibe verschlossenen Schutzglasaufnahme mit Isolierhülse zur Meßkopfaufnahme, mittels Paßstift justiert, durch einen Gewindering fixiert und durch eine Federscheibe und einen Sicherungsring befestigt.

Des weiteren ist der Sender durch die Referenz-PIN-Empfängerdiode mit einem in einer aufgesetzten Schutzkappe angeordneten Einbaustecker verbunden. Der lichtempfindliche Sensormeßkopf ist im mechanischen Aufbau mit dem lichtemittierenden Sensormeßkopf identisch.

Inder Anordnung der elektronischen Bauelemente ist jedoch an Stelle der Infrarot-LED eine Infrarot-PIN-Empfängerdiode bei fehlender Referenz-PIN-Empfängerdiode eingesetzt.

In jeder Meßkopfaufnahme ist ein elektronisch steuerbarer Verschlußschieber für die fotoelektrische Meßstrecke eingebracht, der durch Kopplung über ein Verbindungselement mit einem Zugmagneten und einem Steckverbinder verbunden ist, so daß eine Verschmutzung der Schutzglasscheiben während Anlassen und Beschleunigung des Motors des Dieselkraftfahrzeuges, ausgeschlossen ist.

Der Verschlußschieber ist in einem zylindrischen, als Isolierung zwischan den Sensormeßköpfen und dem Meßrohr wirkenden Führungselement mit einer die Meßstrecke freigebende Zentralbohrung, geführt und so ausgelegt, daß der Verschlußschieber bei Anziehen des Zugmagneten die Meßstrecke freigibt und eine selbsttätige Verschlußeinrichtung dieselbe schließt. Außerdem sind in den Meßkopfaufnahmen zwischen den zylindrischen Führungselementen und den Schutzglasscheiben radiale Bohrungen eingebracht, damit die Beschleunigung des Motors bei geöffneter Meßstrecke Frischluft angesaugt wird, um die Verschmutzung der Schutzglasscheiben zu reduzieren.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an Hand eines in der Zeichnung dargestallten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:

Fig. 1: eine Darstellung des erfindungsgemäßen fotoelektrischen Sensors

Fig.2: eine Darstellung einer Meßkopfaufnahme mit Verschlußeinrichtung des erfindungsgemäßen Sensors Fig. 3: eine Ausführung eines Meßkopfes des erfindungsgemäßen Sensors

Fig. 4: eine Ausführungsform eines Adapters zur Anordnung des erfindungsgemäßen Sensors beispielsweise an gerade Abgasanlagenendrohro.

Die Figur 1 zeigt den fotoelektrischen Sensor als Ausführungsbeispiel für die Überprüfung der Abgasemission von im Verkehr oder auf dem Prüfstand befindlichen Dieselkraftfahrzeugen und selbstfahrenden Arbeitsmaschinen.

Der Sensor besteht aus einer Grundeinheit 1,dieeineMeßsonde 2 einschließt, einem Kupplungselement 3 und einer möglichen Ausführungsform eines Adapters 4. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Trennung zwischen der Meßsonde 2 und dem Adapter 4 wird durch eine geringe Anzahl von Adaptermodifikationen, mittels des Kupplungselementes 3, die Anpassung der Meßsonde 2 an unterschiedlich konfigurierte Endrohre der Abgasanlagen aller bekanntgewordenen Dieselkraftfahrzeuge möglich.

Die Meßsonde 2 besteht aus einem zylindrischen Meßrohr 5 mit einem, mit diesem verbundenen kegelstumpfartigen Übergangs-Doppel-Diffusor 6.

Die kegelstumpfartige Ausführungsfor.n des Übergangs-Doppel-Diffusors 6 gewährleistet, daß durch die Erweiterung des Durchmessers von Kupplungselement 3 zum Meßrohr 5 keine Störturbulenzen verursacht werden, da durch die Senkung der Strömungsgeschwindigkeit bei gleichzeitiger Druckerhöhung, ein Abreißen der Strömung an der Rohrwandung verhindert wird, so daß die Strömungseigenschaften der Abgasemission konstant gehalten werden können.

Es wurde gefunden, daß der Übergangs-Doppel-Diffusor 6 bei einem Durchmesserverhältnis von Kupplungselement 3/ Meßrohr 5 = 2/3 eine funktionsgünstige Ausführungsform besitzt.

Der Übergangs-Doppel-Diffusor 6 ist, um optimale Strömungseigenschaften zu gewährleisten, innen mit einer Zelle 7 ausgestattet, die mit Stegblechen 8 an dem Außenkörper des Übergangs-Doppel-Diffusors 6 befestigt ist.

Aus der optimierten Dimensionierung des Übergangs-Doppel-Diffusors 6 ergibt sich die definierte Anordnung einer fotoelektrischen Meßstrecke 9 im Meßrohr 5, sowie die Gesamtlänge der Meßsonde 2.

Dies sind entscheidende Kriterien zur Vermeidung von Fremdlicht- und Windeinflüssen.

Das zylindrische Meßrohr 5 ist im Bereich der fotoelektrischen Meßstrecke 9 mit einer Wanddickenverstärkung 10 zur formschlüssigen Verbindung der einander gegenüberliegenden Meßkopfaufnahmen 11 versehen, um mechanische Verspannungen und damit verbundene Dejustagen der optischen Achse bei Abgastemperaturen in Höhe von max. 250°C, auszuschließen.

Das Meßrohr 5 beinhaltet die fotoelektrische Meßstrecke 9, bestehend aus zwei exakt in Einhaltung der optischen Achse einander gegenüberliegend angeordnete zylindrische Meßkopfaufnahmen 11, die mit der Wanddickenverstärkung 10 des Meßrohres 5 verbunden sind.

In den Meßkopfaufnahmen 11 finden als Sender ein zylindrische! iichtemittierender SensormeP kopf 12 und als Empfänger ein zylindrischer lichtempfindlicher Sensormeßkopf 13 Aufnahme, die mittels Überwurfmuttern 14 isoliert und gegen Verdrehung gesichert sind.

In der Innenwandung des Meßrohres 5 vor den Meßkopfaufnahmen 11 sind löffeiförmige Strömungsleitbleche 15 mit zylindrischer Bohrung 16 angeordnet. Durch die Fixierung der Sensormeßköpfe 12,13 in den Meßkopfaufnahmen 11 der optischen Achse, ist die absolute Länge der erfindungsgemäßen fotoelektrischen Meßstrecke 9 zur trägheitslosen Bestimmung der Abgasemission nach dem Voll-Freistrom-Querlicht-Meßprinzip gegeben.

Um die Verschmutzung der Meßstrecke 9 während des Anlaßvorganges des Motors des Dieselkraftfahrzeuges auszuschalten, ist in den beiden Meßkopfaufnahmen 11, wie aus Fig. 2 ersichtlich, jeweils ein Verschlußschieber 17 eingebracht, der durch eine Kopplung über ein Verbindungselement 18 mit einem Zugmagneten 10, über einen Steckverbinder 20 elektronisch steuerbar ist.

Der Verschlußschieber 17 ist so ausgebildet, daß er bei Anziehen des Zugmagneten 19, die Meßstrecke 9 freigibt und durch eine Druckfeder 21 selbständig verschließt.

Da im Meßrohr 5 während längerer Überprüfungsperioden Abgastemperaturen bis zu 25O⁰C auftreten können, sind die Sensormeßköpfe 12,13 jeweils durch ein zylindrisches aus geeignetem Isoliermaterial bestehendes Führungselement 22 mit Zentralbohrung 23, isoliert.

Durch die im Anschluß an das zylindrische Führungselement 22 in den Meßkopfaufnahmen 11 eingebrachten radialen Bohrungen 24 wird gesichert, daß während des Meßvorganges im Beschleunigungszyklus bei geöffneter Meßstrocke 9 Frischluft angesaugt und dadurch die Verschmutzung der Sensormeßköpfe 12,13 stark vermindert wird.

Diesem erfindungsgemäßen Prinzip liegt die physikalische Gesetzmäßigkeit der reduzierten Bernoulli-Gleich jng zugrunde, wonach in einem strömenden oas ein umso geringerer statischer Druck herrscht, je größer die Strömungsgeschwindigkeit ist.

Vorteilhaft ist, daß durch die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit, die durch die radialen Bohrungen 24 der Meßkopfaufnahmen 11 angesaugte Frischluft, das durch Verwirbelung in den Meßrohrraum eingedrungene Abgas mitnimmt und somit einen natürlichen Schutz gegen die Verschmutzung der Sensormeßköpfe 12,13 bildot.

Die an der Innenwand des Meßrohres 5 angeordneten löffeiförmigen Strömungsleitbleche 15 unterstützen den beschriebenen Strömungsverlauf, da durch die erfindungsgemäße Form, die Verwirbelung des Abgasstromes vor den Meßkopfaufnahmen 11 reduziert wird.

Außerdem setzt die in den Strömungsleitblechen 15 eingebrachte zentrische Oohrung 16, den Einfluß von Fremdlicht und Lichtstreuung auf ein vernachlässigbares Minimum herab.

In Fig. 3 ist der lichtemittierende Sensormeßkopf 12 dargestellt, der mit dem im wesentlichen in der Ausführungsform identischen Sensormeßkopf 13 nach dem direkten Sender-Empfänger-Prinzip arbeitet, wobei Infrarotlicht der Wellenlänge λ = 900-1 OOOnm zur Anwendung gelangt.

Im Sensormeßkopf 12 ist der Sender 25, bestehend aus einer, auf einer ronclonförmigon Leiterplatte 26 befestigten und mittels einer LED-Aufnahme 27 zentrisch geführten Infrarot-LED 28, einer Referenz-PIN-Empfängerdiode 29 und einer Plankonvexlinse 30, angeordnet.

Die beschriebene Anordnung sitzt, ummantelt von zwei als Distanzhülsen ausgebildeten Isolierkörpern 31 und 32, in einer, durch eine den Sender 25 vor Verschmutzung schützende Schutzglasscheibo 33 verschlossenen Schutzglasaufnahme 34. Eine aufgesetzte Schutzkappe 35 dient der Befestigung eines Einbausteckers 36.

Zwischen der Meßkopfaufnahme 11 und der Schutzglasscheibe 34 ist eine Isolierhülse 37 angeordnet, die den Sensormeßkopf 12 vor der hohen Belastung durch die Abgaswärme schützt.

Der Sender 25 ist mittels eines Gewinderinges 38 in der Schutzglasaufnahme 34 fixiert und durch eine Federscheibe 39 und einen Sicherungsring 40 befestigt.

Im lichtempfindlichen Sensormeßkopf 13 befindet sich an Stelle der Infrarot-LED 28 eine Inf rarot-PIN-Empfängordiode, während die Referenz-PIN-Empf d'ngerdiode 29 nicht enthalten ist.

Die erfindungsgemäß') Ausführungsform der Sensormeßköpfe 12 und 13 bedarf nur einer einmaligen Justage der Bauelemente, um die fotoelektrische Meßstrecke 9 zu fixieren.

Unterstützt wird die exakte Einhaltung der optischen Achse zusätzlich durch einen Paßstift 41 auf der Schutzglasaufnahme 34, wodurch die Sensormeßköpfe 12,13 nach Reinigung der Schutzglasscheiben 33 innerhalb der Meßkopfaufnahmen 11 gegen Verdrehung gesichert sind.

Vorteilhaft ist auch die erfindungsgemäß getrennte mechanisch identische Anordnung von Sender- und Empfänger-Sensormeßkopf 12 und 13, so daß abweichende Kriterien der Optik, wie Brennweiten und Öffnungswinkel der Sender- und Empfänger-Plankonvexlinsen 30, die Chipmontage von Sender- und Empfänger-Infrarot-LED 28 oder Maßabweichungen der Außenabmessungen der Sensormeßköpfe 12 und 13 ohne nachteiligen Einfluß sind.

Ein weiterer Vorteil ist, daß durch die Anordnung der Referenz-PIN-Empfängerdiode 29 im lichtemittierenden Sensormeßkopf 12, eine Regelung der Lichtstärke der Infrarot-LED 28 in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur mittels einfacher Regelschaltung möglich ist, wodurch konstante Meßbedingungen für die Meßstrecke 9, die eine hohe Ansprechempfindlichkeit besitzt, gewährleistet sind.

In Figur 4 ist ein Adapter 4, beispielsweise für Abgasanlagen mit geraden Endrohren unterschiedlicher Durchmesser dargestellt, der aus einer Glocke 42 mit eingelegtem Anlaufring 43, einem flexiblen Dichtungsring 44 und abschließenden Druckring 45 zur Aufnahme des Abgasanlagenendrohres und mit der Glocke 42 verbunden, aus einem Aufnahmering 46 für Feststellbolzen zur Befestigung des Abgasanlagcnendrohres und aus einem aufgesetzten schneilösbaren Gewindering 47 mit Anschlagschrauben 48 zur formschlüssigen Verbindung mittels eines selbstdichtonden Kugelsitzes mit der Meßsonde 2, besteht.

Bei Abgasanlagenendrohren mit fast horizontalen Austritt, kann an Stelle des geradrohrig ausgebildeten Adapters eine winklige Ausführung eingesetzt werden

Weiterführend ist auch der Einsatz flexibler Schläuche möglich.

Claims (9)

1. Fotoelektrischer Sensor, insbesondere zur Bestimmung der Abgasemission von Brennkraftmaschinen, speziell der Rauchdichte von im Verkehr befindlichen Dieselkraftfahrzeugen und selbstfahrenden Arbeitsmaschinen nach dem Beschleunigungsverfahren, zur Verwirklichung des Voll-Freistrom-Querlicht-Meßprinzips, bestehend aus einer Meßsonde und einem mit dieser durch ein Kupplungselement verbundenen Adapter, gekennzeichnet dadurch, daß die Meßsonde (2) aus einem kegelstumpfartigen, über ein Kupplungselement (3) an dem Adapter (4) angeordneten Übergangs-Doppel-Diffusor (6) und einem, mit diesem verbundenen zylindrischen Meßrohr (5) besteht, in dem eine, mit quer zur Längsachse des Meßrohres (5) verlaufenden optischen Achse, definiert angeordnete fotoelektrische Meßstrecke (9) integriert ist, die aus einem lichtemittierenden Sensormeßkopf (12) und einem lichtempfindlichen Sensormeßkopf (13) besteht, die in einem definierten Abstand zueinander, in gegenüberliegenden Meßkopfaufnahmen (11) mittels Überwurfmuttern (14) isoliert und gegen Verdrehung gesichert befestigt sind.

2. Fotoelektrischer Sensor nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß in dem lichtemittierenden Sensormeßkopf (12) ein Sender (25), bestehend aus einer, auf einer rondenförmigen Leiterplatte (26) befestigten und mittels einer LED-Aufnahme (27) zenirisch ooführten Infrarot-LED (28), einer Referenz-PIN-Empfängerdiode (29) und einer Plankonvexlinse (39), angeordnet ist, der ummantelt von zwei als Distanzhülsen ausgebildeten Isolierkörpern (31 und 32) in einer, durch eine Schutzglasscheibe (33) verschlossenen Schutzglasaufnahme (34) mit Isolierhülse (37) zur Meßkopfaufnahme (11), mittels Paßstift (41) justiert, durch einen Gewindering (38) fixiert und durch eine Federscheibe (39) und einen Sicherungsring (40) befestigt und durch die Referenz-PIN-Empfängerdiode (29) mit einem, in einer aufgesetzten Schutzkappe (35) angeordneten Einbaustecker (36) elektrisch verbunden ist.

3. Fotoelektrischer Sensor nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der lichtempfindliche Sensormeßkopf (13) im mechanischen Aufbau mit dem lichtemittierenden Sensormeßkopf (12) identisch ist und daß in der Anordnung der elektronischen Bauelemente an Stelle der Infrarot-LED (28) einer Infrarot-PIN-Empfängerdiode bei fehlender Referenz-PIN-Empfängerdiode (29) eingesetzt ist.

4. Fotoelektrischer Sensor nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein, in jeder Meßkopfaufnahme (11) eingebrachter elektronisch steuerbarer Verschlußschieber (17), durch Kopplung über ein Verbindungselement (18) mit einem Zugmagneten (19) und einem Steckverbinder (20) verbunden ist und daß eine selbstätig schließende Verschlußeinrichtung angeordnet ist.

5. Fotoelektrischer Sensor nach Anspr ich 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß der lichtemittierende Sensormeßkopf (12) und der lichtempfindliche Sensormeßkopf (13) durch ein zylindrisches Führungselement (22) mit Führung für Vbr?chlußschieber (17) und Zentralbohrung (23) zum Meßrohr (5) isoliert sind.

6. Fotoelektrischer Sensor nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß in den Meßkopfaufnahmen (11) vor dom zylindrischen Führungselement (22) radiale Bohrungen (24) eingebracht sind.

7. Fotoelektrischer Sensor nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Meßrohr (5) im Bereich der fotoelektrischen Meßstrecke (9) mit einer Wanddickenverstärkung (10) versehen ist, die die gegenüberliegenden Meßkopfaufnahmen (11) formschlüssig miteinander verbindet.

8. Fotoelektrischer Sensor nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß an der Innenwandung des Meßrohres (5), vor den Meßkopfaufnahmen (11), löffelartige Strömungsleitbleche (15) mit zentrischer Bohrung (16) angeordnet sind.

9. Fotoelektrischer Sensor nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Übergangs-Doppel-Diffusor (6) mit einer, die Strömungseigenschaften der Abgasemission konstanthaltenden inneren Zelle (7) ausgestattet und mit Stegblechen (8) an dem Außenkörper des Übergangs-Doppel-Diffusors 6 befestigt ist.

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