DE102005031177A1 - Vehicle passenger compartment gas mixture constituent measurement procedure uses electrically filtered infrared radiation passed twice through sample holder using mirror on window heat sink - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen mindestens eines Bestandteils eines Gasgemisches, insbesondere von bestimmten Bestandteilen der Luft in einem Fahrzeuginnenraum.The The present invention relates to a method and an apparatus for measuring at least one constituent of a gas mixture, in particular of certain components of the air in a vehicle interior.
Nach dem Stand der Technik sind zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen bekannt, bei denen ein Gasgemisch in einen Probenträger bzw. eine Küvette in einem Messraum eingebracht wird oder eindringt und das Gasgemisch in dem Probenträger von einem Sender her von Strahlung in einem Infrarot-Bereich durchdrungen wird, wobei die Strahlung nachfolgend in einem Empfänger detektiert und das Ergebnis schließlich ausgewertet wird.To Numerous methods and devices are known in the art in which a gas mixture in a sample carrier or a cuvette in a measuring space is introduced or penetrates and the gas mixture in the sample carrier penetrated by a transmitter from radiation in an infrared range , wherein the radiation is subsequently detected in a receiver and the result finally is evaluated.
Hier tritt jedoch gerade bei einem Einsatz im Innenraum eines Kraftfahrzeugs mit seinem charakteristischen Temperaturbereich mindestens während der kalten Jahreszeit das Problem auf, dass jede Form einer optischen Messung, beispielsweise durch nichtdispersive IR-Spektroskopie (NDIR) oder verwandte Verfahren unter Nutzung optischer Effekte, durch Nebel oder Betauung nicht beeinträchtigt werden darf. Andernfalls werden falsche Messergebnisse geliefert. Daher können bekannte Sensoren in Abhängigkeit der jeweiligen Umgebungsbedingungen häufig erst nach einer längeren Einschaltzeit unverfälschte Messergebnisse liefern. Diese Messfehler können durch eine nachgeordnet angeschlossene Elektronik, die eine Signalaufbereitung auch mit Kalibrierung ausführen kann, nicht ausgeglichen werden.Here occurs, however, just in an application in the interior of a motor vehicle with its characteristic temperature range at least during the cold season the problem on that any form of an optical Measurement, for example by non-dispersive IR spectroscopy (NDIR) or related methods utilizing optical effects Fog or condensation must not be impaired. Otherwise false readings are delivered. Therefore, known sensors depending Often the ambient conditions only after a longer switch-on unadulterated Deliver measurement results. These measurement errors can be subordinated by one connected electronics, which also has a signal conditioning Perform calibration can not be compensated.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine zuverlässige Temperaturmessung zu schaffen, die kompakt auch in dem Innenraum eines Kraftfahrzeugs einsetzbar sind.It is the object of the present invention, a method and a Device for a reliable one Temperature measurement to create the compact even in the interior a motor vehicle can be used.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Dementsprechend weist ein erfindungsgemäßes Verfahren die Schritte auf, wonach der Probenträger derart in einem Strahlengang angeordnet ist, dass die Strahlung den Probenträger von dem Sender bis zu einem Reflektor hin und danach von dem Reflektor abermals durch den Probenträger hindurch zum Empfänger entlang seiner längsten Ausdehnung im Wesentlichen zweimal vollständig durchläuft. Dabei ist der Reflektor mit einer Wärmesenke thermisch gekoppelt, insbesondere einem Fenster oder einer Windschutzscheibe. Durch dieses Verfahren wird eine der Strahlung zur Wechselwirkung mit dem Gasgemisch zur Verfügung stehende freie optische Wegstrecke maximiert, wodurch nach dem Gesetz von Lambert-Beer eine verbesserte Empfindlichkeit der Vorrichtung erreicht wird. Gleichzeitig wird das Verfahren jedoch auch zur Durchführung einer Betauungsuntersuchung herangezogen, indem durch die thermische Kopplung des Reflektors eine frühzeitige Betauung gezielt erreicht wird.These The object is solved by the features of the independent claims. Accordingly, points a method according to the invention the steps, after which the sample carrier so in a beam path arranged that the radiation from the transmitter to a sample carrier Reflector back and then from the reflector again through the sample carrier to the recipient along its longest Passage extends essentially twice completely. Here is the reflector with a heat sink thermally coupled, in particular a window or a windshield. Through this process, one of the radiation interacts with the gas mixture available standing free optical path maximized, thus by law Lambert-Beer improved device sensitivity is reached. At the same time, however, the procedure is also used to carry out a Deworming investigation used by the thermal coupling the reflector an early Condensation is targeted.
Aufgrund der generellen Temperaturabhängigkeit von bekannten Sensoren ist in einem Messbereich eine Temperaturmessvorrichtung vorzusehen. Hierdurch kann neben einer Korrektur des Temperaturganges des Sensors auch eine Validierung eines Feuchte- oder Betauungssignals erfolgen, das nach einem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnen wurde.by virtue of the general temperature dependence of known sensors is in a measuring range, a temperature measuring device provided. As a result, in addition to a correction of the temperature response the sensor also a validation of a moisture or condensation signal carried out, which was obtained by a method according to the invention.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Messen mindestens eines Bestandteils eines Gasgemisches, insbesondere der Luft in einer Fahrgastzelle eines Fahrzeugs, bei der das zu untersuchende Gasgemisch selbstständig und im Wesentlichen kontinuierlich austauschbar in einem im Wesentlichen länglich ausgebildeten Probenträger angeordnet ist, wobei der Probenträger mit einem Sender zur Durchdringung mit Strahlung in einem Infrarot-Bereich und mit einem Empfänger zum Detektieren der Strahlung sowie mit Mitteln zur Auswertung im optischen Strahlengang liegend verbunden ist, weist zur Umsetzung eines erfindungsgemäßen Verfahrens dementsprechend einen Probenträger auf, der an einem offenen Endbereich mit mindestens einem Reflektor und an einem zweiten offenen Endbereich mit einem Sender und einem Empfänger derart verschlossen ist, dass die Strahlung auf ihrem Weg vom Sender hin zum Empfänger den Probenträger zweimal durchläuft, wobei ein Reflektor zur Ausbildung eines Betauungssensors mit einem Fenster oder einer Windschutzscheibe thermisch gekoppelt ist.A inventive device for measuring at least one constituent of a gas mixture, in particular the air in a passenger compartment of a vehicle in which the investigating gas mixture independently and essentially continuously arranged interchangeably in a substantially elongated sample carrier is, wherein the sample carrier with a transmitter for penetrating radiation in an infrared range and with a receiver for detecting the radiation and with means for evaluation in connected optical optical path lying, points to the implementation of a inventive method accordingly a sample carrier on, at an open end area with at least one reflector and at a second open end region with a transmitter and a receiver so closed is the radiation on its way from the transmitter to the receiver the sample carrier passes twice, with a reflector for forming a Betauungssensors with a window or a windshield is thermally coupled.
Vorteilhafte Ausführungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche. Demnach wird die Strahlung von dem Reflektor zur Konzentration der enthaltenen optischen Information auf den Empfänger gebündelt oder fokussiert reflektiert.advantageous versions are the subject of the respective subclaims. Accordingly, the radiation from the reflector to the concentration of optical information contained on the receiver bundled or focused reflected.
Vorteilhafterweise wird das Gasgemisch bzw. die Luft in dem Probenträger in einstellbarer Weise zeitlich langsam ausgetauscht. Das wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass Öffnungen in dem Probenträger nach außen hin durch ein Material bestimmter Porenöffnungsweite abgedeckt oder mit diesem gefüllt sind. Hier können u. a. ein- oder mehrlagige Membran- oder Filter-Folien als Luftein- und Luftauslass eingesetzt werden, wie sie in technischen Anwendungen als Druckausgleich Anwendung finden.advantageously, the gas mixture or the air in the sample carrier is adjustable slowly replaced in time. This is preferably achieved by that openings in the sample carrier outward covered by a material of specific pore opening width or filled with this are. here we can u. a. single or multi-layered membrane or filter foils as air intakes and air outlet are used, as in technical applications find as pressure equalization application.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Strahlung nach Verlassen des Senders und/oder vor Auftreffen auf dem Empfänger in mindestens einer Weise optisch gefiltert. Dabei kann mindestens ein optischer Parameter der Filterung elektrisch eingestellt werden, insbesondere zur selektiven Wellenlängenanpassung einer nachfolgenden Messung. Indem in einer Ausführungsform der Erfindung vor einem Sensor mindestens ein Filter angeordnet ist, das vorzugsweise elektrisch in seinen optischen Eigenschaften einstellbar ist und/oder der Sender in seiner Strahlungsfrequenz elektrisch durchgestimmt wird, insbesondere zeitlich in Schritten über einen vorbestimmten Bereich und/oder bestimmte Frequenzpunkte hinweg, können nach diesem Verfahren und in einer entsprechenden Vorrichtung parallel oder aufeinander folgend verschiedene Messungen durchgeführt werden. In einer Ausführungsform der Erfindung weist der Probenträger dazu einen Referenzkanal zur Bestimmung einer Luftfeuchte unter Kühlung des Reflektors an der Windschutzscheibe auf. Ferner ist in dem Probenträger ein Messkanal zur Messung eines in der Luft enthaltenen Gas-Bestandteils unter weitgehender thermischer Isolation vorgesehen.In a preferred embodiment of the invention, the radiation is optically filtered after leaving the transmitter and / or before hitting the receiver in at least one way. there For example, at least one optical parameter of the filtering can be set electrically, in particular for the selective wavelength adjustment of a subsequent measurement. In one embodiment of the invention, at least one filter is arranged in front of a sensor, which is preferably electrically adjustable in its optical properties and / or the transmitter is electrically tuned in its radiation frequency, in particular temporally in steps over a predetermined range and / or specific frequency points , different measurements can be carried out in parallel or consecutively according to this method and in a corresponding device. In one embodiment of the invention, the sample carrier to a reference channel for determining a humidity while cooling the reflector on the windshield. Further, in the sample carrier, a measuring channel for measuring a gas component contained in the air is provided with extensive thermal insulation.
Wie in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen noch ausgeführt wird, so ist eine Messung und Untersuchung des Kohlendioxidanteils in der Innenraumluft eines Kraftfahrzeugs von besonderer Bedeutung.As in the following embodiments still running is, so is a measurement and analysis of the carbon dioxide content in the interior air of a motor vehicle of particular importance.
Insgesamt ergibt sich durch eine erfindungsgemäße Anordnung unter Umsetzung eines erfindungsgemäßen Verfahrens nach den vorstehend beschriebenen Weiterbildungen eine Gasmessvorrichtung, die einerseits eine hohe Messgenauigkeit ermöglicht, andererseits aber auch zuverlässig gegenüber betauungsbedingten Fehlmessungen ist. Die Vorrichtung baut dabei durch Einsatz des Reflektors sehr kompakt und ist auch gegenüber EMV-Störungsquellen weitgehend unempfindlich. Eine Nachverarbeitung der in Sensor-Ausgangssignalen enthaltenen Gas-Informationen ist auch in Form digitaler Daten leicht möglich.All in all results from an inventive arrangement under implementation a method according to the invention according to the developments described above, a gas measuring device, which on the one hand enables high measuring accuracy, but on the other hand also reliable across from condensation-related incorrect measurements is. The device builds by using the reflector is very compact and is also against EMC sources of interference largely insensitive. A post-processing of the sensor output signals contained gas information is also easy in the form of digital data possible.
Jenseits des vorliegend ausschließlich behandelten Einsatzfalles in Personenkraftwagen, ist damit auch ein Einsatz einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung bei jeder Art von Gasanalyse möglich.Beyond of the present exclusively treated use case in passenger cars, is so too an insert of a measuring device according to the invention possible with any type of gas analysis.
Weitere Vorteile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nachfolgend unter Bezug auf die Darstellung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen in schematischer Darstellung:Further Advantages of a device according to the invention will be described below with reference to the illustration of embodiments closer to the drawing described. In a schematic representation:
In den einzelnen Darstellungen von Ausführungsbeispielen werden in der Zeichnung einheitlich gleiche Bestandteile und Komponenten durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the individual representations of embodiments are in the drawing uniformly the same components and components throughout with provide the same reference numerals.
Zum
Messen eines Bestandteils der Luft innerhalb einer Fahrgastzelle
eines Fahrzeugs wird in den nachfolgend unter Bezugnahme auf die
Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispielen
eine Vorrichtung
Die vorliegende Erfindung wird ohne Einschränkung des Anwendungs- und Einsatzbereiches nachfolgend vor dem folgenden Hintergrund ausschließlich unter Bezug auf den Einsatz in einem Fahrzeuginnenraum mit Spezialisierung auf eine Messung einer jeweiligen CO2-Konzentration beschrieben: Insbesondere an nasskalten Wintertagen hilft eine Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug über eine Einstellung einer gewünschten Innentemperatur auch beim Entfeuchten des Innenraums. Dadurch trägt die Klimaanlage wesentlich dazu bei, die Scheiben beschlagfrei zu halten. Aus diesen Gründen sind moderne Kraftfahrzeuge inzwischen nahezu alle mit Klimaanlagen ausgestattet. Da in Kraftfahrzeugen bisher jedoch eine leistungsfähige elektrische Energieversorgung z. B. auf Basis eines 42V-Versorgungsnetzes fehlt, ist ein elektrischer Betrieb des Kompressors der Klimaanlagen derzeit nicht möglich. Der durch Keilriemen realisierte mechanische Antrieb direkt durch den Kraftfahrzeug-Motor macht eine Wellendurchführung erforderlich sowie einen Einsatz schwingungsfähiger Schläuche zwischen dem Kompressor und den Wärmetauschern. Dementsprechend weisen Klimaanlagen auch wesentliche Nachteile auf: Da die Klimaanlage unter ständigem Druck von bis zu ca. 140 bar arbeitet, sind ihre Bestandteile einem natürlichen Verschleißprozess unterzogen. Auch Schläuche und Dichtungen können altern, austrocknen und dadurch undicht werden. Dies führt zur Verflüchtigung des Kältemittels und reduzierter Kühlleistung.The present invention will be described below without restricting the scope of application and use in the following background solely with reference to the use in a vehicle interior with a particular focus on a measurement of a respective CO 2 concentration: In particular, on cold winter days an air conditioning system in a motor vehicle via a Setting a desired internal temperature even when dehumidifying the interior. As a result, the air conditioning contributes significantly to keep the windows fog-free. For these reasons, modern motor vehicles are now almost all equipped with air conditioning. Since in motor vehicles but so far a powerful electrical power supply z. B. is missing on the basis of a 42V supply network, an electrical operation of the compressor of the air conditioning is currently not possible. The realized by V-belt mechanical drive directly through the motor vehicle engine requires a shaft bushing and a use of oscillatory hoses between the compressor and the heat exchangers. Accordingly, air conditioners also have significant disadvantages: Since the air conditioning operates under constant pressure of up to about 140 bar, their components are subjected to a natural wear process. Even hoses and seals can age, dry out and become leaky. This leads to the volatilization of the refrigerant and reduced cooling capacity.
Bei einigen Klimaanlagen verflüchtigen sich pro Jahr bis zu etwa 5 % Kältemittel allein durch die Schlauchleitungen. Bezogen auf die durchschnittliche Füllmenge der Klimaanlagen bedeutet das einen normalen Kältemittelschwund von jährlich rund 52 g. Dieser Verlust bleibt einem Anwender in der Regel unbemerkt, da Automobilhersteller für den Kältemittelverlust durch Dichtungen und Schläuche Spielräume vorgeben, innerhalb derer eine Autoklimaanlage als "dicht" akzeptiert wird. Für derartige als dicht definierte Autoklimaanlagen-Systeme werden den Anwendern durch die Automobilhersteller regelmäßig auch keine Wartungsintervalle vorgegeben. Nach Vorgabe der Automobilhersteller müssen sich die Kältemittelverluste pro Jahr etwa in folgenden Grenzen halten:
- – Wellendichtung des Kompressors: 10–30 g
- – flexible Schlauchleitungen: 10–20 g
- – pro O-Ring an Bauteilanschlüssen: 2–3 g.
- - Shaft seal of the compressor: 10-30 g
- - flexible hose lines: 10-20 g
- - per O-ring on component connections: 2-3 g.
Der Verlust an Kühlmittel muss im Rahmen von regelmäßigen Inspektionen im Abstand von ca. zwei Jahren ergänzt werden. Nur so kann die Leistungsfähigkeit und Betriebsbereitschaft der Klimaanlage aufrechterhalten werden. Das bisher vorhandene Ozonzerstörungspotential durch emittierte Kältemittel aus Auto-Klimaanlagen wurde mit dem Übergang auf das Ersatzkältemittel R134a nur abgemildert. Die in den Kompressions-Wärmepumpen eingesetzten Kältemittel werden häufig mit Kürzeln angegeben, wie das vorstehend genannte R134a. Diese Nomenklatur bezieht sich auf die chemische Zusammensetzung der Stoffe. Die sich an den Buchstaben "R" als Abkürzung für Refrigerant bzw. Kältemittel anschließenden Zahlen oder Buchstaben geben die atomare Zusammensetzung des Kältemittels wieder. Die erste Ziffer gibt dabei die Anzahl der Kohlenstoff-Atome minus 1 an. Die zweite Ziffer benennt die Anzahl der Wasserstoff-Atome plus 1. Die dritte Ziffer beinhaltet die Anzahl der Fluor-Atome. Die übrigen freien Valenzelektronen müssen Bindungen mit Chlor-Atomen eingehen. Die Bezeichnung "a" steht für asymmetrisch und kennzeichnet ein Isomer. So erkennt man, dass auch das als modern und klimafreundlich dargestellte Kältemittel R134a als C2H2F4 bzw. Tetrafluorethan die Umwelt belastet, da es nicht vollständig FCKW-frei ist. Da Kompressions-Klimaanlagen konstruktionsbedingt nicht leckagefrei sind und das verwendete Alternativ-Kältemittel R134a zwar ein Ozonzerstörungspotential ODP von 0 aufweist, aber treibhauswirksam ist, ergibt sich zusätzlich zum indirekten ein direkter Treibhauseffekt, der in Form des Parameterwertes des globalen Treibhauspotentials GWP relativ auf die zu 1 normierte Treibhauswirkung von CO2 bei einem Zeithorizont von 100 Jah ren angegeben werden kann. Für R134a bzw. C2H2F4 beträgt das GWP 0,26 bzw. 26 % in 100 Jahren.The loss of coolant must be supplemented by regular inspections every two years or so. Only in this way can the efficiency and operational readiness of the air conditioning system be maintained. The existing ozone depletion potential due to emitted refrigerants from car air conditioning systems was only mitigated with the transition to the replacement refrigerant R134a. The refrigerants used in the compression heat pumps are often indicated with abbreviations, such as the aforementioned R134a. This nomenclature refers to the chemical composition of the substances. The numbers or letters following the letter "R" as an abbreviation for refrigerant or refrigerant represent the atomic composition of the refrigerant. The first digit indicates the number of carbon atoms minus 1. The second digit denotes the number of hydrogen atoms plus 1. The third digit contains the number of fluorine atoms. The remaining free valence electrons must form bonds with chlorine atoms. The term "a" stands for asymmetric and denotes an isomer. Thus it can be seen that even the refrigerant R134a, which is presented as modern and climate-friendly as C 2 H 2 F 4 or tetrafluoroethane, pollutes the environment as it is not completely CFC-free. Since compression air conditioning systems are not leak-free by design and the alternative refrigerant R134a has an ozone destruction potential ODP of 0, but has greenhouse effect, results in addition to the indirect direct greenhouse effect, in the form of the parameter value of the global greenhouse potential GWP relative to the 1 normalized greenhouse effect of CO 2 can be stated at a time horizon of 100 years. For R134a and C 2 H 2 F 4 , the GWP is 0.26 and 26%, respectively, in 100 years.
Im Auftrag des Umweltbundesamtes wurde ermittelt, dass Fahrzeugklimaanlagen pro Jahr im Durchschnitt etwa 86 g Kältemittel und damit fast 8,2 % ihrer Gesamtfüllmenge verlieren. Das bedeutet, dass derzeit in Deutschland pro Jahr bis zu 1.140 t Kältemittel aus Auto-Klimaanlagen austreten. Ein Wert, der mit der zunehmenden Zahl der klimatisierten Fahrzeuge weiter rapide ansteigt.in the Order of the Federal Environmental Agency was determined that vehicle air conditioners an average of about 86 g of refrigerant per year and thus almost 8.2% their total filling quantity to lose. That means that at present in Germany per year to 1,140 t of refrigerant exit from car air conditioners. A value that increases with the Number of air-conditioned vehicles continues to rise rapidly.
Heutige Klimaanlagen benutzen in der Regel das Kältemittel R134a. Zur Minderung des globalen Treibhauseffektes wird ein Ersatz auch dieses Kältemittels diskutiert. Kältemittel auf Basis von Propan/Butan besitzen ein geringeres Treibhauspotential und haben sich unter der Bezeichnung "Greenfreeze" in Hauskühlschränken bewährt. Aufgrund ihrer Brand- und Explosionsgefahr im Leckagefall werden sie jedoch nicht in Kraftfahrzeugen eingesetzt. So wird in den kommenden Jahren das vergleichsweise umweltfreundlichere Kohlendioxid CO2 ersetzt werden. Da der CO2-Einsatz einen höheren Druck im Wärmepumpenkreis der Klimaanlage zur Folge hat, wird zur Minderung der Leckage-Verluste derzeit u. a. der Einsatz von flexiblen Metallrohren als Alternative erprobt, die den etwa vierfachen Druck im Vergleich zu Gummischläuchen aushalten sollen.Today's air conditioners usually use the refrigerant R134a. To reduce the global greenhouse effect, a replacement of this refrigerant is also discussed. Propane / butane-based refrigerants have a lower global warming potential and have proven themselves in domestic refrigerators under the name "Greenfreeze". Due to their risk of fire and explosion in case of leakage, however, they are not used in motor vehicles. Thus, in the coming years, the comparatively more environmentally friendly carbon dioxide CO 2 will be replaced. Since the use of CO 2 has a higher pressure in the heat pump circuit of the air conditioner, the use of flexible metal pipes is currently being tested as an alternative to reduce the leakage losses, which should withstand about four times the pressure compared to rubber hoses.
Weiterhin tritt dennoch auch bei derartigen Klimaanlagen neben systembedingten Undichtigkeiten die Gefahr einer Leckage auf. Bei einem Defekt kann ein Austreten des Kältemittels in den Passagier-Innenraum nie ausgeschlossen werden. Im Gegensatz zu anderen Kältemitteln ist CO2 in der natürlichen Luft-Zusammensetzung immer enthalten und daher in bestimmten Grenzen grundsätzlich unschädlich. Auch ist CO2 in der Atemluft von allen Lebewesen enthalten. Bei Konzentrationen von 1 bis ca. 4 % in einem Luftgemisch, die durch zusätzlich austretendes Kältemittel erzeugt werden, kann es jedoch vorkommen, dass ein Fahrer die Verschlechterung der Luftqualität nicht bemerkt und stark ermüdet. Er kann aufgrund der Toxizität von CO2 sogar bewusstlos werden. Diese Effekte treten bei einer Verwendung bisher eingesetzter, aber klimaschädigender Kältemittel nicht auf. Aus Sicherheitsgründen ist es daher erforderlich, in jedem Fahrgastraum eines mit einer CO2-betriebenen Klimaanlage versehenen Kraftfahrzeugs einen zuverlässigen CO2-Sensor vorzusehen. Ein derartiger CO2-Sensor hat die Luftzusammensetzung insbesondere in Hinblick auf den CO2-Gehalt zu überwachen. Bei Überschreitung eines vorgegebenen Pegels sind automatisch Sicherheits- und Gegenmaßnahmen zu ergreifen, wie das kurzzeitige Öffnen der Fenster, das Beimischen von Frischluft über die Klimaanlage selber und/oder die Ausgabe einer Warnung als Information an den Fahrer.Furthermore occurs even in such air conditioners in addition to systemic leaks, the risk of leakage. In the event of a defect, leakage of the refrigerant into the passenger compartment can never be ruled out. In contrast to other refrigerants, CO 2 is always present in the natural air composition and is therefore fundamentally harmless within certain limits. Also, CO 2 is contained in the breath of all living things. However, at concentrations of 1 to about 4% in an air mixture generated by additional refrigerant leakage, a driver may not notice the deterioration in air quality and become fatigued. It may even become unconscious due to the toxicity of CO 2 . These effects do not occur when using previously used, but climate-damaging refrigerant. For safety reasons, it is therefore necessary to provide a reliable CO 2 sensor in each passenger compartment of a motor vehicle provided with a CO 2 -driven air conditioning system. Such a CO 2 sensor has to monitor the air composition, in particular with regard to the CO 2 content. If exceeded ei Safety and countermeasures, such as short-term opening of the windows, adding fresh air via the air-conditioning system itself and / or issuing a warning as information to the driver, are automatically to be taken at a predetermined level.
Da CO2 chemisch nahezu inerte Eigenschaften besitzt, ist seine Konzentration nicht unter Verwendung einfacher Gassensoren, wie z. B. Lundström-FET oder halbleitender Metalloxidsensoren, zu erfassen. Im Wesentlichen wird eine Absorptionsmessung im Infrarot-Bereich der CO2-charakeristischen Wellenlänge von 4,2 μm eingesetzt. Derartige Messungen erfordern jedoch einen durch Betauung oder Nebel ungestörten Strahlengang, um zuverlässige Messergebnisse liefern zu können.Since CO 2 has chemically almost inert properties, its concentration is not using simple gas sensors, such as. As Lundström-FET or semiconducting metal oxide sensors to detect. Essentially, an absorption measurement in the infrared region of the CO 2 characteristic wavelength of 4.2 μm is used. However, such measurements require undisturbed by condensation or fog beam path to provide reliable measurement results can.
Gemäß der Abbildung
von
Das
Gasgemisch bzw. die Luft
In
dem Ausführungsbeispiel
von
Der
Reflektor
Gemäß der Ausführungsform
von
Entsprechende
Filter
Im
Ausführungsbeispiel
von
Damit
beide Messungen auch in der Vorrichtung
Über alle
Ausführungsbeispiele
der Erfindung hinweg ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung
Eine
Selektion bestimmter Frequenzbänder im
IR-Bereich wird durch Durchstimmen der vorgelagerten Filter
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 22
- WindschutzscheibeWindshield
- 44
- Probenträgersample carrier
- 55
- Luftair
- 77
- erster Endbereichfirst end
- 88th
- Reflektorreflector
- 99
- zweiter Endbereichsecond end
- 1010
- Sendertransmitter
- 1111
- Empfängerreceiver
- 1313
- Öffnungopening
- 1414
- Hülleshell
- 1515
- Referenzkanalreference channel
- 1616
- Messkanalmeasuring channel
- 1818
- Filterfilter
- 1919
- elektrische Kontakte/Leitungenelectrical Contacts / lines
- AA
- BereichArea
- BB
- BereichArea
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