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Die Erfindung betrifft einen Sensor zur Ermittlung einer
Kohlenmonoxidkonzentration eines Gasgemisches nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
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Derzeit sind verschiedene Sensortypen zum Nachweis von
Kohlenmonoxid gebräuchlich, wie zum Beispiel Schwingquarze,
resistive oder farbselektive Sensoren. Darüber hinaus werden
bereits als Prototypen sogenannte SPE-Sensoren (Solid-
Polymer-Elektrolyt-Sensoren) getestet. Entsprechende
SPE-Sensoren weisen im Allgemeinen zwei Elektroden, ein
Elektrolyt sowie ein Zellgehäuse auf. Eine dieser Elektroden
dient als Kathode, an der ein Stoff elektrochemisch reduziert
wird, während die andere entsprechend die Anode darstellt,
wobei diese eine zweite Verbindung elektrochemisch oxidiert.
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Zwischen den Elektroden befindet sich ein Elektrolyt
beziehungsweise eine Membran, der beziehungsweise die ein
elektrischer Isolator ist, um einen Kurzschluss zu vermeiden,
zugleich aber eine Ionen-(Protonen-)Leitung ermöglicht. Das
Zellgehäuse dient neben der Abdichtung des Sensors auch zur
Stromleitung sowie als Verteilerstruktur für die
entsprechenden Gase.
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Beispielsweise offenbart die Druckschrift EP 911 898 A1 einen
SPE-Sensor zur Bestimmung der Kohlenmonoxidkonzentration in
Reformatgasen von Brennstoffzelleneinheiten, wobei in
Abhängigkeit von der jeweiligen Kohlenmonoxidkonzentration
der Oxidationsstrom an der Anode abnimmt. Über eine vorherige
Kalibrierung wird dem jeweiligen gemessenen Strom eine
Kohlenmonoxidkonzentration zugewiesen.
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Darüber hinaus sind vergleichbare SPE-Sensoren bekannt, die
beispielsweise in Abwesenheit von Wasserstoff direkt die
Oxidation von Kohlenmonoxid oder anderen Prozessgasen
potentiostatisch ermitteln. Hierbei wird unter anderem ein
Festelektrolyt sowie zwei beziehungsweise drei Elektroden,
bei Integration einer Referenzelektrode, verwendet.
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Entsprechende CO-Sensoren werden vor allem als
Luftgütesensoren in Innenräumen, zum Beispiel in Flugzeugen,
Wohnungen oder dergleichen, sowie zur Ermittlung der
CO-Konzentration des wasserstoffhaltigen Anodengases einer
Brennstoffzelle verwendet.
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Derzeit gebräuchliche Brennstoffzellen zeigen
Vergiftungserscheinungen des Anodenkatalysators beim
Vorhandensein von Kohlenmonoxid im wasserstoffreichen
Anodengas. Typische Grenzwerte für Kohlenmonoxid zur
Vermeidung dieser Vergiftung liegen hierbei beispielsweise je
nach Elektroden-Katalysator bei cirka 10 ppm (Platin-
Katalysatoren) bis 100 ppm (Platin-Ruthenium-Katalysatoren).
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Vor allem bei der Erzeugung des Anodengases aus flüssigen
oder gasförmigen kohlenwasserstoffhaltigen Edukten durch
Reformierung entsteht eine nicht unerhebliche Menge an
Kohlenmonoxid im Reformat, dessen Konzentration durch
Nachreinigung auf die zuvor beschriebenen Grenzwerte
abgesenkt werden muss. Eine exakte Überwachung
beziehungsweise Regelung des Kohlenmonoxidanteils im
Anodengasstrom ist zur störungsfreien Betriebsweise
entsprechender Brennstoffzellen mit Hilfe geeigneter CO-
Sensoren unerlässlich.
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Vor allem für die zuvor aufgeführten Anwendungsfälle sind bei
bisher gebräuchlichen CO-Sensoren die vergleichsweise kurzen
Kalibrierintervalle sowie relativ stark ausgeprägten
Querempfindlichkeiten von Nachteil.
Aufgabe und Vorteile der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, einen Sensor zur
Ermittlung einer Kohlenmonoxidkonzentration eines
Gasgemisches mit einem zwischen wenigstens zwei
elektrochemisch aktiven Elektroden angeordneten,
protonenleitenden Elektrolyt, wobei eine der Elektroden
Kohlenmonoxid sensitiv ist, vorzuschlagen, mit dem
Kalibrierintervalle deutlich vergrößert und
Querempfindlichkeiten minimiert werden.
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Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Stand der Technik der
einleitend genannten Art, durch gekennzeichnete Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst.
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Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind
vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung
möglich.
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Dementsprechend zeichnet sich ein erfindungsgemäßer Sensor
dadurch aus, dass eine Auswerteeinheit zur Auswertung einer
zeitlichen Änderung des ersten, elektrischen
Betriebsparameters des Sensors in Abhängigkeit einer
bekannten, zeitlichen Änderung wenigstens eines zweiten
Betriebsparameters, insbesondere des Sensors und/oder einer
die Kohlenmonoxid-Konzentration des Gasgemisches verändernde
Vorrichtung, vorgesehen ist.
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So werden erfindungsgemäß vorzugsweise mittels eines Modells
des elektrochemischen Sensorsystems, das heißt, z. B. mittels
eines sogenannten elektrotechnischen Ersatzschaltbildes, die
entsprechenden elektronischen Komponenten, wie zum Beispiel
Widerstände, Induktivitäten und Kondensatoren, die mit
elektrochemischen Prozessen im elektrochemischen Gesamtsystem
korrelieren, bestimmbar, so dass vor allem auch der innere
Zustand des Sensors ermittelt werden kann. Hiermit wird in
vorteilhafter Weise ermöglicht, dass Änderungen wie
beispielsweise des Elektrolytwiderstandes, der
Katalysatorbeziehungsweise Elektrodenaktivität oder des Stofftransports
unabhängig voneinander auswertbar sind.
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Vorteilhafterweise ergeben sich hierbei über ein als
sogenanntes Nullpunkt dienendes Kennlinienfeld für die
einzelnen Elemente des Ersatzschaltbildes bei
Standardbedingungen charakteristische Werte, das bedeutet im
Allgemeinen in Abwesenheit von Kohlenmonoxid. Eine Abweichung
von diesen Werten kann hierbei verschiedenen Ursachen
zugeordnet werden, so dass sowohl eine Identifizierung der
Kohlenmonoxidkonzentration des Gasgemisches realisierbar ist
als auch in vorteilhafter Weise wie zuvor dargelegt, der
innere Zustand des Sensors und somit Alterungseffekte
und/oder andersartige Funktionsstörungen des Sensors mittels
der Auswerteeinheit gemäß der Erfindung identifiziert werden
können. Generell kann eine quantitative Bestimmung des
Kohlenmonoxidgehalts bzw. des entsprechenden
Betriesparameters über eine vorherige Kalibrierung des
Sensors erfolgen.
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Vorzugsweise wird in Abhängigkeit vom Betriebszustand des
Reformers beziehungsweise der Kohlenmonoxidquelle zur
Ermittlung bzw. Messung der bekannten, zeitlichen Änderung
des zweiten Betriebsparameters die Änderung des ersten
Betriebsparameters des Sensors ausgewertet. Hierbei wird
beispielsweise zwischen Phasen unterschieden, die
vergleichsweise viel oder wenig Kohlenmonoxid beziehungsweise
wasserstoffhaltiges Reformat oder dergleichen erzeugen. Diese
Phasen können gegebenenfalls mittels direkter Messung eines
entsprechenden Betriebsparameters der Kohlenmonoxidquelle
beziehungsweise des Reformers oder mittels einem
entsprechenden Modell gestützt ermittelt werden. Bei
Letzterem werden entsprechende Messungen gegebenenfalls durch
numerische Berechnungen ergänzt.
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Grundsätzlich gewährleistet der Kohlenmonoxidsensor gemäß der
Erfindung eine deutlich erhöhte Messgenauigkeit, da hierbei
die Informationsbreite wesentlich detaillierter ist als bei
einer alleinigen Detektion von Sensorstrom oder -spannung
gemäß dem Stand der Technik. Vor allem Messungenauigkeiten,
die durch eine Veränderung des Sensors, wie zum Beispiel
Alterung, Vergiftung oder dergleichen, hervorgerufen werden,
sowie die Häufigkeit regelmäßiger Kalibrierintervalle können
entscheidend verringert werden. Die Standzeit des Sensors
gemäß der Erfindung wird zugleich deutlich verlängert.
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Gegebenenfalls bei Brennstoffzellenanlagen mit wenigstens
einem Reformer zur Erzeugung des Gasgemisches bzw. Reformats,
einer oder mehrerer Reinigungsstufen zur Reinigung des
Gasgemisches und einer Brennstoffzelleneinheit zur Erzeugung
elektrischer Energie, die insbesondere häufigen Lastwechseln
unterliegen, wie beispielsweise bei Fahrzeuganwendungen oder
dergleichen, wird vorteilhafterweise bei einem Lastwechsel
ein zweiter Betriebsparameter der Brennstoffzellenanlage,
z. B. der sogenannte Lastwiderstand und/oder der
Betriebszustand des Reformers oder dergleichen, mittels der
Auswerteeinheit überwacht bzw. bestimmt und die Änderung des
ersten Betriebsparameters des Sensors vorteilhaft
ausgewertet. Hierbei ist der Wert bzw. Verlauf der zeitlichen
Änderung des zweiten Betriebsparameters, beispielsweise die
Veränderung des Lastwiderstandes, vergleichsweise einfach
ermittelbar. Eine entsprechende Änderung ist gegebenenfalls
durch ein Betätigen eines Betätigungselementes beispielsweise
in Form eines "Gaspedals" bei einem Fahrzeug oder dergleichen
realisierbar.
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In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist ein
Generator zur Erzeugung einer bekannten, zeitlichen Änderung
des zweiten Betriebsparameters, insbesondere des Sensors
und/oder der Kohlenmonoxid-Quelle, vorgesehen. Hierdurch ist
gewährleistet, dass bei allen Betriebszuständen des Sensors,
das heißt auch bei statischem Einsatz, die inneren
Betriebsparameter des Sensors überprüfbar sind. Hierbei ist
in vorteilhafter Weise sowohl eine vergleichsweise geringe
und/oder kontinuierliche bzw. lang andauernde als auch
vergleichsweise starke und/oder impulsartige Änderung des
zweiten Betriebsparameters, insbesondere des Sensors und/oder
der Kohlenmonoxid-Quelle, realisierbar.
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Vorteilhafterweise ist der zweite Betriebsparameter des
Sensors und/oder der Kohlenmonoxid-Quelle, ebenfalls ein
elektrischer Betriebsparameter, wie beispielsweise der
Betriebsspannung, des Betriebsstroms oder dergleichen. Die
vorzugsweise durch den Generator hervorgerufene Änderung ist
hierbei vergleichsweise gering, so dass der Betrieb des
Sensors nicht nachteilig beeinflusst wird. Mit dieser
Maßnahme ist in vorteilhafter Weise eine elektrische
Überwachung des Gasgemisches bezüglich dessen CO-
Konzentration mittels dem erfindungsgemäßen Sensor
gewährleistet.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der
zweite Betriebsparameter, insbesondere des Sensors und/oder
des Reformers beziehungsweise entsprechender Reinigungsstufen
zur CO-Reinigung des Reformatgases einer
Brennstoffzelleneinheit, ein nichtelektrischer
Betriebsparameter, wie beispielsweise der Druck, die
Temperatur, die Feuchtigkeit oder die Zusammensetzung des
Gasgemisches und/oder des Reformers beziehungsweise
entsprechender Reinigungsstufen zur CO-Reinigung des
Reformatgases.
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Vorzugsweise erfolgt die bekannte, zeitliche Änderung
wenigstens des zweiten Betriebsparameters des Sensors
und/oder der CO-Quelle zeitlich versetzt zu einer daran
anschließenden Messphase des ersten Betriebsparameters des
Sensors oder alternativ hierzu gleichzeitig. Letzteres
bedeutet, dass die bekannte, zeitliche Änderung eines
Betriebsparameters, beispielsweise eine Wechselspannung mit
einer bekannten Frequenz, gegebenenfalls auf den
entsprechenden Betriebsparameter, beispielsweise die
Betriebsspannung, moduliert wird.
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In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung ist die
Auswerteeinheit zum Vergleich der zeitlichen Änderung des
ersten elektrischen Betriebsparameters des Sensors mit einer
Soll-Änderung des ersten Betriebsparameters des Sensors
ausgebildet. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise eine
Diagnose des inneren Betriebszustands des Sensors umsetzbar.
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Vorzugsweise umfasst die Auswerteeinheit wenigstens eine
elektrische Filtervorrichtung zur Trennung der durch die
Änderung des zweiten Betriebsparameters, insbesondere des
Sensors und/oder der CO-Quelle, hervorgerufene Änderung des
ersten Betriebsparameters des Sensors von Änderungen anderer
Betriebsparametern. Bei periodischen Änderungen kann dieser
Filter beispielsweise als Lock-in-Verstärker ausgebildet
werden. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise gewährleistet,
dass die Änderung des ersten Betriebsparameters, die durch
die bekannte, zeitliche Änderung des zweiten
Betriebsparameters, insbesondere des Sensors hervorgerufen
wird, ermittelt werden kann. So ist insbesondere durch die
Filtervorrichtung die Unterscheidung zwischen Signal- und
Rauschverhalten deutlicher verbessert.
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Erfindungsgemäß ist zum Beispiel eine Druckoszillation eines
Eduktstromes mit einem definierten Frequenzspektrum
gegebenenfalls mittels einer Lock-in-Verstärkung aus dem
Strom- oder Spannungssignal des Sensors heraus filtrierbar,
wobei für die weitere Auswertung vorteilhafterweise
ausschließlich die Frequenzen des Messsignals, z. B. der
Druckoszillation, verwendet werden.
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Vorzugsweise umfasst die Auswerteeinheit eine
Aufzeichnungseinheit zur Aufzeichnung des zeitlichen Verlaufs
wenigstens eines Betriebsparameters, so dass beispielsweise
mittels eines abgespeicherten Kennlinienfeldes, eines
integrierten Expertensystems oder dergleichen eine
vorteilhafte Überwachung beziehungsweise Diagnose des Sensors
realisierbar ist.
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In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung umfasst die
Auswerteeinheit eine Vorrichtung zur externen Darstellung des
Betriebszustands des Sensors, beispielsweise zur
Visualisierung des Betriebszustandes für den Benutzer oder
für das technische Überwachungspersonal. So ist unter anderem
die Wartung und Reparatur eines erfindungsgemäßen Sensors in
vorteilhafter Weise verbessert, da diese den Verlauf der
Betriebsparameter für diesen Verwendungszweck protokollieren
bzw. aufzeichnen kann.
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Gegebenenfalls ist aus dem zeitlichen Verlauf der
Betriebsparameter bzw. des Betriebszustands auf mögliche
schadhafte oder verschlissene Komponenten des Sensors
beziehungsweise den Gaserzeugungskomponenten rückzuschließen,
wie zum Beispiel des Reformers beziehungsweise
Reinigungsstufen und/oder entsprechende Be- beziehungsweise
Entlüftungsvorrichtungen von Innenräumen.
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Generell wird der Katalysator der Anodenseite beziehungsweise
die katalytisch aktive Anode zur Gewährleistung einer
störungsfreien Funktionsfähigkeit des Sensors über eine
relativ lange Zeit in bestimmten beziehungsweise regelmäßigen
Abständen gereinigt. Dies kann insbesondere durch eine
kurzfristige Änderung von Sensorstrom oder -spannung
erfolgen. In Folge dieser Änderung wird insbesondere
Kohlenmonoxid auf dem Katalysator beziehungsweise der Anode
oxidiert und vom Katalysator desorbiert, wodurch der Sensor
wieder quasi "unvergiftet" vorliegt. Gemäß der Erfindung ist
eine Ermittlung des Vergiftungsgrades der Anode und die
hierdurch gegebenenfalls notwendige Entgiftung mittels einer
entsprechenden Auswerteeinheit möglich.
Ausführungsbeispiel
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend näher
erläutert.
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Im einzelnen zeigen:
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Fig. 1 eine schematische Darstellung eines
erfindungsgemäßen Sensors ohne
Auswerteeinheit und
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Fig. 2 eine schematische Darstellung eines
erfindungsgemäßen Sensors mit
Auswerteeinheit.
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In Fig. 1 ist schematisch ein Aufbau eines CO-Sensors 1gemäß der Erfindung dargestellt. Der Sensor 1 wird von einem
zu untersuchenden Gasgemischstrom 2 sowie einem
Betriebsgasstrom 3 durchströmt. Der zu untersuchende
Gasgemischstrom 2 durchströmt den Sensor 1 auf der Seite
einer katalytisch aktiven Anode 5. Der Betriebsgasstrom 3,
insbesondere Sauerstoff- bzw. Luftstrom, durchströmt den
Sensor 1 auf der Seite einer Kathode 6.
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Die Kathode 6 bzw. Anode 5 kann gegebenenfalls als
katalytisch aktive Beschichtung einer Membran 4 ausgebildet
werden. Generell sind die Elektroden, das heißt die Anode 5
und die Kathode 6, aus jeweils einem elektrochemisch aktiven
Material gefertigt, wobei die Anode 5 Kohlenmonoxid sensitiv
ist. Hierbei wird das Elektrodenmaterial so Kohlenmonoxid
unempfindlich wie möglich ausgewählt, so dass auch bei
vergleichsweise geringer Änderung der Kohlenmonoxidmengen
bzw. -konzentrationen im Gasgemischstrom 2, diese in der
Elektrodenantwort erkennbar wird. Vorzugsweise werden hierbei
verschiedenste Metalle bzw. Legierungen, insbesondere
Elemente der 8. Nebengruppe wie Platin oder dergleichen
verwendet.
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Der Sensor 1 umfasst weiterhin ein Gehäuse 7, dass neben der
Abdichtung des Sensors 1 zugleich zur Stromleitung sowie als
Verteilerstruktur für die Gase 2, 3 vorgesehen ist.
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In Fig. 2 ist ein Sensor 1 mit einem Generator 8
dargestellt. Hierbei durchströmt der Gasgemischstrom 2 sowie
der Betriebsgasstrom 3 den Sensor 1, wobei eine
protonenleitende Membran 4 zwischen einer Anode 5 sowie einer
Kathode 6 angeordnet ist.
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Der Generator 8 ist sowohl als Frequenzgenerator als auch
Frequenzanalysator bzw. als Auswerteeinheit gemäß der
Erfindung ausgebildet. Der Generator 8 weist vorzugsweise
drei Anschlüsse 9 auf, so dass mittels einem Anschluss eine
Referenzmessung des Stromes bzw. der Spannung ermöglicht
wird.
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Generell ist der Generator 8 derart ausgebildet, dass dieser
Sinus-, Rechteck- oder vergleichbare Messsignale
gegebenenfalls auf das Betriebssignal des Sensors 1
überlagern kann. Darüber hinaus kann der Generator 8 in einer
besonderen Variante auch zur sogenannten
Fouriertransformation ausgebildet werden.
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Die Ermittlung der Kohlenmonoxidkonzentration des
Gasgemischstromes 2 erfolgt beispielsweise durch Messung des
Stromes bzw. der Spannung des Sensors 1. Hierbei wird über
eine vorherige Kalibrierung dem jeweiligen gemessenen Strom
bzw. der jeweiligen gemessenen Spannung eine bestimmte
Kohlenmonoxidkonzentration zugewiesen. Aufgrund der
Sensorsignalauswertung gemäß der Erfindung können
Querempfindlichkeiten minimiert und Kalibrierintervalle
deutlich vergrößert werden.
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Beispielsweise kann eine Impedanzspektroskopie als
erfindungsgemäßes Messverfahren sowohl mittels einer
kapazitiven Ankopplung als auch einer induktiven Ankopplung
einer Impedanzmessvorrichtung realisiert werden. Es ist
bekannt, dass sich die frequenzabhängige Impedanz von SPE-
Sensoren 1 über elektrotechnische Ersatzschaltbilder
modellieren lässt. Das Ersatzschaltbild besteht aus einem
Netzwerk von ohmschen, kapazitiven und induktiven
Widerständen sowie weiteren komplexwertigen Widerständen, die
beispielsweise den Stofftransport oder die
Katalysatordesaktivierung beschreiben. Häufig werden die
Werte des Widerstandnetzwerks über Messdaten des
Impedanzspektrums angepasst, wobei die hierdurch ermittelten
Werte den inneren Betriebszustand des Sensors 1 modellhaft
repräsentieren.
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Erfindungsgemäß wird beispielsweise für mehrere, z. B. zehn
verschiedene Frequenzen eine Wechselspannung auf die Spannung
des Sensors 1 überlagert bzw. aufgeprägt. Die entsprechende
Stromantwort wird mittels einer Strommessvorrichtung bzw. dem
Generator 8 aufgezeichnet. Hierbei kann der Messvorgang
entweder sequenziell, das heißt nacheinander, oder bei
Verwendung eines entsprechenden Filters, beispielsweise eines
Lock-in-Verstärkers, durch Überlagerung der Messsignale mit
dem Betriebssignal auch gleichzeitig erfolgen.
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Aus dem Verhältnis der Stromantwort zum
Anregungsspannungssignal lässt sich die komplexwertige
Impedanz für die gewählten Frequenzen ermitteln. Durch den so
gewonnenen Datensatz werden die Werte des
Widerstaridnetzwerkes des Sensors 1 berechnet. Anschließend
werden diese Werte interpretiert, das heißt, dass in
Abhängigkeit vom Betriebszustand des Sensors 1 sich die
Widerstandswerte in eng begrenzten Parameterintervallen
befinden und ein Überschreiten der Parametergrenzen auf einen
nicht optimalen oder fehlerhaften Betriebszustand des Sensors
1 hinweist, der hierdurch identifiziert werden kann.
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Gegebenenfalls mit Hilfe einer zu definierenden
Maßnahmenmatrix können entsprechende Gegenmaßnahmen ergriffen
werden. Überschreitet beispielsweise der Wert, der im
Widerstandsnetzwerk dem ohmschem Elektrolytwiderstand
entspricht, einen gewissen Schwellenwert, dann kann dies ein
Hinweis auf eine mangelhafte Membranbefeuchtung darstellen.
Entsprechend würde gegebenenfalls ein nicht dargestellter
Befeuchter die Feuchtigkeit der Eduktströme des Sensors 1
verändern. Ein System, das mit einer entsprechenden
Maßnahmenmatrix arbeitet kann auch als sogenanntes
"Expertensystem" bezeichnet werden, wobei dies beispielsweise
einen Impedanzwertesatz als "gut" definiert und beim
Vorliegen einer Überschreitung vorgegebener Werte der
Betriebsparameter entsprechende Gegenmaßnahmen veranlasst.
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Grundsätzlich lässt sich die zeitliche Veränderung eines
elektrochemischen Betriebsparameters über eine
Fouriertransformation in eine frequenzabhängige Darstellung
überführen. Da gleichzeitig auch der Strom bzw. die Spannung
des Systems auf die Änderung des elektrochemischen Parameters
reagiert, lässt sich über eine zweite Fouriertransformation
die Reaktion des Systems in Analogie zu den obigen
Ausführungen im Frequenzraum analysieren und bewerten,
wodurch die CO-Konzentration des Gasgemisches 2 ermittelt
werden kann.
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Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, das
Zeitverhalten des beobachtenden Betriebsparameters direkt in
eine funktionale Beschreibung zu überführen und die aus der
Anpassung der Werte des Ersatzschaltbildes erhaltenen
funktionalen Betriebsparameter als Ausgangspunkt für eine
Betriebszustandsanalyse des Sensors 1 zu verwenden. So ist
beispielsweise bekannt, dass bei einem potentiostatischen
Spannungssprung die Stromantwort in den ersten Millisekunden
durch die Änderung der Doppelschichtkapazität des Sensors 1
bestimmt wird. Über längere Zeiten wird das Zeitverhalten
durch Diffusionsprozesse bestimmt. Wird zum Beispiel bei
einem Spannungssprung in anwachsender Richtung im Zeitbereich
von 50 Millisekunden bis 1 Sekunde eine geringe Änderungsrate
der Stromstärke festgestellt, dann ist dies ein Hinweis auf
einen behinderten Stofftransport, was beispielsweise mit
einer Kohlenstoffmonoxid-Belegung korreliert werden kann, im
Sensor 1.
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Erfindungsgemäß kann der Sensor 1 unter verschiedenen
Lastzuständen bezüglich seines Zeitverhaltens charakterisiert
werden, wobei die so gewonnenen Parametersätze in einer
Datenbank abgespeichert werden. Hierdurch wird gewährleistet,
dass während des Betriebs Abweichungen vom Idealzustand über
die Beobachtung des Lastwechselverhaltens selektiert werden.
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Das ermittelte Lastwechselverhalten wird mit den
abgespeicherten Werten verglichen. Beispielsweise über einen
Vergleich mit bekannten Mustern, das heißt mittels eines
sogenannten "Pattern-Matching", oder mittels einer
funktionalen Analyse ist feststellbar, ob das ermittelte
Verhalten einem ordnungsgemäßen Zustand des Sensors 1
entspricht oder in welche Richtung sich der Betriebszustand
vom Soll-Zustand entfernt hat. Diese Vorgehensweise ist
besonders bei hochdynamischen Systemen, bei denen Lastwechsel
häufig auftreten, wie zum Beispiel bei der Reformierung von
Kohlenwasserstoffen in einem Fahrzeug, besonders vorteilhaft.