DE102009000182A1 - Measuring device, arrangement and method for measuring a content of at least one component in a liquid fuel - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung, eine Anordnung und ein Verfahren zur Messung eines Gehaltes an mindestens einer Komponente in einem flüssigen Kraftstoff. Die erfindungsgemäße Messvorrichtung weist auf: einen Gassensor (3) zur Ermittlung des Anteils einer gasförmigen Komponente in einer Gasphase (5) des Kraftstoffs (2) und Ausgabe eines ersten Messsignals (S1), und eine Auswerteeinheit (10) zur Aufnahme des ersten Messsignals (S1) und Ermittlung des Gehaltes der Komponente in dem flüssigen Kraftstoff (2). Ergänzend können der Druck und die Temperatur der Gasphase (5) gemessen werden. Erfindungsgemäß ist ein direkter Kontakt mit dem flüssigen Kraftstoff (2) nicht erforderlich.The invention relates to a measuring device, an arrangement and a method for measuring a content of at least one component in a liquid fuel. The measuring device according to the invention comprises: a gas sensor (3) for determining the proportion of a gaseous component in a gas phase (5) of the fuel (2) and outputting a first measuring signal (S1), and an evaluation unit (10) for receiving the first measuring signal ( S1) and determination of the content of the component in the liquid fuel (2). In addition, the pressure and the temperature of the gas phase (5) can be measured. According to the invention, direct contact with the liquid fuel (2) is not required.

Description

Stand der TechnikState of the art

Kraftstoffe für Fahrzeuge, beispielsweise Ottokraftstoffe oder Diesel, setzen sich aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Komponenten zusammen. Beispielsweise sind Kraftstoffe bekannt, die eine Kraftstoffkomponente aufweisen, die aus pflanzlichen Rohstoffen gewonnen werden kann. So gibt es Ottokraftstoffe, die einen bestimmten Gehalt an Ethanol oder Methanol aufweisen, sowie Dieselkraftstoffe, die einen bestimmten Gehalt an Rapsmethylester aufweisen. Um einen optimalen Betrieb eines Motors zu gewährleisten, der mit solchen Kraftstoffen betrieben wird, sind Informationen notwendig, wie hoch der Gehalt an einer oder mehreren solcher Komponenten in dem Kraftstoff ist.fuels for vehicles, for example petrol or diesel, are made up of a variety of different components together. For example, fuels are known which are a fuel component which can be obtained from vegetable raw materials. So there are petrol that contains a certain amount of ethanol or methanol, as well as diesel fuels that have a specific Containing rapeseed methyl ester. For optimal operation to ensure an engine with such fuels is operated, information is necessary, how high the salary at one or more of such components in the fuel.

Es sind Messvorrichtungen zur Messung eines Gehaltes an einer Komponente in einem flüssigen Kraftstoff bekannt, die es ermöglichen, eine solche Information zu liefern. So offenbart die Druckschrift US 2007/0056365 A1 einen Flüssigkeitssensor, mittels dem kapazitiv der Alkoholgehalt innerhalb eines flüssigen Kraftstoffes gemessen werden kann. Einen derartigen kapazitiven Flüssigkeitssensor offenbart ebenfalls die US 2004/0251919 A1 . Mittels eines kapazitiven Sensors lässt sich die Permittivität des flüssigen Kraftstoffes messen. Mittels eines Modells kann dann auf den Ethanolgehalt im Kraftstoff geschlossen werden. Da der Zusammenhang zwischen Permittivität und Kraftstoffzusammensetzung sehr komplex ist, müssen allerdings aufwendige modellbasierte Algorithmen verwendet werden, wobei es problematisch ist, alle Einflüsse zu kompensieren.Measuring devices are known for measuring a content of a component in a liquid fuel, which makes it possible to provide such information. Thus, the document discloses US 2007/0056365 A1 a liquid sensor by means of which the alcohol content within a liquid fuel can be measured capacitively. Such a capacitive liquid sensor also discloses the US 2004/0251919 A1 , By means of a capacitive sensor, the permittivity of the liquid fuel can be measured. By means of a model can then be concluded that the ethanol content in the fuel. However, since the relationship between permittivity and fuel composition is very complex, complex model-based algorithms must be used, and it is difficult to compensate for all influences.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Anteil bzw. Gehalt an der Komponente in einer Gasphase des Kraftstoffes, d. h. dem Gasgemisch der Gasphase des Kraftstoffes, gemessen wird, und aus dieser Messung nachfolgend der Gehalt dieser Komponente in dem flüssigen Kraftstoff ermittelt wird. Die Ermittlung des Anteils der Komponente in der Gasphase erfolgt vorteilhafterweise mittels eines optischen bzw. spektroskopischen Gassensors.According to the invention provided that the proportion or content of the component in a Gas phase of the fuel, d. H. the gas mixture of the gas phase of Fuel, is measured, and from this measurement below the content of this component in the liquid fuel is determined. The determination of the proportion of the component in the Gas phase is advantageously carried out by means of an optical or spectroscopic gas sensor.

Die erfindungsgemäße Messvorrichtung zur Messung eines Gehaltes an einer Komponente in einem flüssigen Kraftstoff weist somit einen Gassensor, der den Anteil der Komponente in einer Gasphase misst, und eine geeignete Auswerteeinheit zur Aufnahme und Auswertung des Messsignals des optischen Gassensors auf.The Measuring device according to the invention for measuring a Content of a component in a liquid fuel Thus, a gas sensor, the proportion of the component in one Gas phase measures, and a suitable evaluation unit for recording and evaluation of the measurement signal of the optical gas sensor.

Der Gehalt an einer Komponente in einem flüssigen Kraftstoff, beispielsweise ein Ethanolgehalt in einem Ottokraftstoff, wird über den Anteil bzw. Gehalt an der Komponente in der Gasphase innerhalb des Kraftstoffbehälters bestimmt. Es wird dabei ausgenutzt, dass der Anteil an der Komponente in der Gasphase von der Konzentration der Komponente im flüssigen Kraftstoff abhängt.Of the Content of a component in a liquid fuel, For example, an ethanol content in a gasoline is about the proportion or content of the component in the gas phase within the Fuel tank determined. It is exploited that the proportion of the component in the gas phase of the concentration the component in the liquid fuel depends.

Die Erfindung weist hierbei einige Vorteile auf. So kann ein direkter Kontakt des Sensors mit der Flüssigkeit vermieden werden. Hierdurch kann insbesondere auch eine Kontamination des Sensors vermieden oder verringert werden. Weiterhin ist ein geringer Platzverbrauch bzw. Bedarf an Bauraum erforderlich. Der Gassensor kann hierbei insbesondere auch mikromechanisch mit geringem Platzbedarf ausgebildet sein. Die Anordnung des Gassensors kann z. B. in oder an dem Kraftstoffbehälter bzw. dessen Wandung, oder auch in einer Zuleitung, z. B. dem Einfüllstutzen, erfolgen. Somit kann die jeweilige Ausbildung oder Anordnung des Kraftstoffbehälters oder einer Zuleitung entsprechend genutzt werden. Weiterhin sind die Kosten für den Gassensor und dessen Anbringung relativ gering, insbesondere bei Verwendung eines mikromechanischen Gassensors.The This invention has some advantages. So can a direct Contact of the sensor with the liquid should be avoided. This can in particular also a contamination of the sensor be avoided or reduced. Furthermore, a small space consumption or space requirement required. The gas sensor can hereby in particular also micromechanically formed with a small footprint be. The arrangement of the gas sensor may, for. B. in or on the fuel tank or its wall, or in a supply line, for. B. the filler neck, respectively. Thus, the respective training or arrangement of the Fuel tank or a supply line used accordingly become. Furthermore, the costs for the gas sensor and its Attachment relatively low, especially when using a micromechanical Gas sensor.

Zur Bestimmung des Anteils der Komponente in dem gasförmigen Zustand können geeignete Absorptionslinien der Komponente herangezogen werden, für Ethanol z. B. die Absorptionslinien bei 3,4 μm, 7,2 μm, 8,1 μm oder 9,5 μm. Die Auswahl der Absorptionslinie kann so erfolgen, dass keine Querempfindlichkeit zu einer anderen im Kraftstoff befindlichen, insbesondere leicht flüchtigen Substanz besteht. Es besteht zudem die Möglichkeit, Querempfindlichkeiten zu anderen Komponenten durch die Berücksichtigung mehrerer Absorptionslinien zu eliminieren. Erfindungsgemäß kann hierbei insbesondere eine hohe Selektivität in Bezug auf Ethanol erreicht werden.to Determination of the proportion of the component in the gaseous Condition can be appropriate absorption lines of the component be used for ethanol z. B. the absorption lines at 3.4 μm, 7.2 μm, 8.1 μm or 9.5 μm. The selection of the absorption line can be done so that no cross-sensitivity to another located in the fuel, especially light volatile substance. There is also the possibility Cross sensitivities to other components by consideration several absorption lines to eliminate. According to the invention in particular a high selectivity with respect to Ethanol can be achieved.

Von dem Anteil bzw. Gehalt an der ausgewählten Komponente in der Gasphase kann auf den Gehalt an dieser Komponente in dem flüssigen Kraftstoff zurückgerechnet werden. Hierfür kann beispielsweise entweder ein theoretisches Modell auf Basis der Flüchtigkeit dieser Komponente im flüssigen Kraftstoff dienen oder eine experimentell bestimmte Abgleichkurve verwendet werden. Vorzugsweise werden für die Ermittlung des Gehaltes an der Komponente in dem flüssigen Kraftstoff Werte für Temperatur und/oder Druck hinzugezogen, die die Temperatur bzw. den Druck der Gasphase wiedergeben. Diese Werte können beispielsweise mittels eines Temperatursensors bzw. Drucksensors erhalten werden.From the proportion or content of the selected component in The gas phase can affect the content of this component in the liquid Fuel to be recalculated. For this can for example, either a theoretical model based on volatility Serve this component in the liquid fuel or a experimentally determined calibration curve can be used. Preferably for determining the content of the component in the liquid fuel values for temperature and / or Pressure involved, the temperature or the pressure of the gas phase play. These values can be, for example, by means of a temperature sensor or pressure sensor are obtained.

Der Gassensor ist vorzugsweise als spektroskopischer Sensor, vorzugsweise für eine Absorptionsspektroskopie ausgebildet. Neben Absorptionsspektroskopie können grundsätzlich auch andere Spektroskopiearten angewandt werden, wie z. B. Emissions- oder Ramanspektroskopie.The gas sensor is preferably designed as a spectroscopic sensor, preferably for absorption spectroscopy. In addition to absorption spectroscopy other types of spectroscopy can be used in principle, such. B. Emission or Raman spectroscopy.

Der Gassensor und gegebenenfalls die weiteren Sensoren können direkt an dem Kraftstoffbehälter, z. B. einem Kraftstofftank eines Fahrzeuges, oder in oder an einer Zuleitung zu dem Kraftstoffbehälter, z. B. einem Einfüllstutzen, angebracht sein.Of the Gas sensor and optionally the other sensors can directly to the fuel tank, z. B. a fuel tank a vehicle, or in or on a supply line to the fuel tank, z. B. a filler neck, be appropriate.

Die durch eine Messung erhaltene Information über den Gehalt an der Komponente in dem flüssigen Kraftstoff kann insbesondere für die Optimierung einer Ansteuerung eines Motors, in dem der Kraftstoff verbrannt wird, verwendet werden.The information on the content obtained by a measurement in particular, at the component in the liquid fuel for optimizing a control of a motor, in used to burn the fuel.

Erfindungsgemäß können auch mehrere Komponenten in dem flüssigen Kraftstoff jeweils selektiv ermittelt werden, z. B. auch durch eine gemeinsame Strahlungsquelle und mehrere Detektoren bzw. einen Detektorchip mit mehreren Filtern.According to the invention also several components in the liquid fuel, respectively be selectively determined, for. B. also by a common radiation source and a plurality of detectors or a detector chip with a plurality of filters.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen, die durch mehrere Figuren dargestellt sind, näher erläutert. Dabei zeigt:The The invention will be described below on the basis of exemplary embodiments, which are represented by a plurality of figures, explained in more detail. Showing:

1 ein Schema einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung, 1 a diagram of an embodiment of an inventive arrangement,

2 eine erste Ausführungsform eines der Anordnung zugeordneten Gassensors, und 2 a first embodiment of the arrangement associated with the gas sensor, and

3 eine zweite Ausführungsform eines Gassensors. 3 a second embodiment of a gas sensor.

Gleiche oder einander entsprechende Bauteile sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.Same or corresponding components are in the figures with the same Provided with reference numerals.

Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention

1 zeigt schematisch eine Anordnung 1 zur Messung eines Gehaltes an einer Komponente in einem flüssigen Kraftstoff 2. Die Anordnung 1 umfasst einen Gassensor 3, siehe hierzu auch 2, und einen Kraftstoffbehälter 4 für die Aufnahme von flüssigem Kraftstoff 2, wobei der Gassensor 3 derart eingerichtet ist, dass mittels des Gassensors 3 der Gehalt an der Komponente in einer Gasphase 5 messbar ist, die von einem sich in dem Kraftstoffbehälter 4 befindenden flüssigen Kraftstoff 2 ausgebildet wird. Die Gasphase 5 stellt somit ein Gasgemisch dar, das die relevante Komponente enthält. 1 schematically shows an arrangement 1 for measuring a content of a component in a liquid fuel 2 , The order 1 includes a gas sensor 3 , see also 2 , and a fuel tank 4 for the absorption of liquid fuel 2 , wherein the gas sensor 3 is set up such that by means of the gas sensor 3 the content of the component in a gas phase 5 that is measurable by oneself in the fuel tank 4 located liquid fuel 2 is trained. The gas phase 5 thus represents a gas mixture containing the relevant component.

Der Gassensor 3 ist hier ein für die Absorptionsspektroskopie ausgebildeter optischer Sensor 3. Der Kraftstoffbehälter 4 ist hier ein Fahrzeugtank eines nicht näher dargestellten Fahrzeuges. Der Kraftstoffbehälter 4 umfasst eine Kraftstoffzuleitung, hier einen Einfüllstutzen 6 für das Einfüllen von Kraftstoff, eine Kraftstoffleitung 13 für das Ableiten von flüssigem Kraftstoff 2 aus dem Fahrzeugtank 4 zu einem nicht näher dargestellten Motor, und eine Be- und Entlüftungsleitung 14, die verhindert, dass ein ungewünschter Unter- bzw. Überdruck im Kraftfahrzeugtank 4 entsteht.The gas sensor 3 Here is an optical sensor designed for absorption spectroscopy 3 , The fuel tank 4 Here is a vehicle tank of a vehicle, not shown. The fuel tank 4 includes a fuel supply, here a filler neck 6 for filling fuel, a fuel line 13 for draining liquid fuel 2 from the vehicle tank 4 to a motor, not shown, and a ventilation line 14 , which prevents an undesirable underpressure or overpressure in the motor vehicle tank 4 arises.

Neben dem Gassensor 3 umfasst die Anordnung 1 einen Temperatursensor 7 und einen Drucksensor 8 für die Messung einer Temperatur bzw. eines Druckes des sich in der Gasphase 5 befindenden Kraftstoffes. Gassensor 3, Temperatursensor 7 und Drucksensor 8 sind in einem oberen Bereich des Fahrzeugtanks 4 über dem Spiegel bzw. Flüssigkeitsoberfläche des flüssigen Kraftstoffes 2 so angeordnet, dass diese vor einer Benetzung mit flüssigem Kraftstoff 2 geschützt sind. Alternativ ist es möglich, für einen oder mehrere der Sensoren 3, 7, 8 im Fahrzeugtank 4 eine Ausbuchtung 15 vorzusehen, in der dieser Sensor oder diese Sensoren angeordnet sind und/oder ein Sensor oder mehrere Sensoren 3, 7, 8 im Bereich des Einfüllstutzens 6 anzuordnen. Diese Alternativen sind in der 1 gestrichelt dargestellt.Next to the gas sensor 3 includes the arrangement 1 a temperature sensor 7 and a pressure sensor 8th for the measurement of a temperature or a pressure in the gas phase 5 located fuel. gas sensor 3 , Temperature sensor 7 and pressure sensor 8th are in an upper area of the vehicle tank 4 above the mirror or liquid surface of the liquid fuel 2 arranged so that these are wetted with liquid fuel 2 are protected. Alternatively, it is possible for one or more of the sensors 3 . 7 . 8th in the vehicle tank 4 a bulge 15 provide, in which this sensor or these sensors are arranged and / or one or more sensors 3 . 7 . 8th in the area of the filler neck 6 to arrange. These alternatives are in the 1 shown in dashed lines.

Gassensor 3, Temperatursensor 7 und Drucksensor 8 sind mittels Übertragungsleitungen 16 mit einer Auswerteeinheit 10 verbunden und geben ein erstes Messsignal S1, ein zweites Messsignal S2 und ein drittes Messsignal S3 an die Auswerteeinheit 10 aus. Alternativ ist auch eine drahtlose Übertragung der Signale S1, S2, S3 möglich. Die Auswerteeinheit 10 ist derart eingerichtet, beispielsweise mit geeigneter Steuerelektronik und geeigneten Auswertealgorithmen bzw. Programmen, dass die ie Auswerteeinheit 10 anhand von mit dem Gassensor 3 und mit dem Temperatursensor 7 und mit dem Drucksensor 8 gemessenen Messwerten bzw. Messsignalen den Gehalt an der Komponente in dem flüssigen Kraftstoff 2 ermittelt, beispielsweise anhand eines theoretischen Modells auf Basis der Flüchtigkeit der Komponente in dem Kraftstoff oder anhand einer experimentell bestimmten Abgleichbeziehung bzw. Abgleichkurve, die in der Auswerteeinheit 10 hinterlegt ist. Der von der Auswerteeinheit 10 ermittelte Gehalt an der Komponente in dem flüssigen Kraftstoff 2 kann zur Anpassung von Motorenansteuerungsparametern an eine Motorsteuerung eines Motors weitergegeben werden.gas sensor 3 , Temperature sensor 7 and pressure sensor 8th are by means of transmission lines 16 with an evaluation unit 10 connected and give a first measurement signal S1, a second measurement signal S2 and a third measurement signal S3 to the evaluation 10 out. Alternatively, a wireless transmission of the signals S1, S2, S3 is possible. The evaluation unit 10 is set up such, for example, with suitable control electronics and suitable evaluation algorithms or programs that the ie evaluation unit 10 on the basis of with the gas sensor 3 and with the temperature sensor 7 and with the pressure sensor 8th measured values or measurement signals, the content of the component in the liquid fuel 2 determined, for example, based on a theoretical model based on the volatility of the component in the fuel or on the basis of an experimentally determined adjustment relationship or adjustment curve in the evaluation unit 10 is deposited. The one from the evaluation unit 10 determined content of the component in the liquid fuel 2 can be passed to an engine controller of an engine to match engine drive parameters.

Als Temperatursensor 7 kann ein üblicher Temperatursensor 7 verwendet werden, z. B. mit einem elektrisch ausgelesenen Temperaturfühler, z. B. ein mikromechanischer Temperaturfühler. Als Drucksensor 8 kann ebenfalls ein üblicher Drucksensor 8 verwendet werden, insbesondere auch ein mikromechanischer Drucksensor. Insbesondere ist als Drucksensor 8 ein sich üblicherweise im Tank 4 befindender Tankdrucksensor verwendbar.As a temperature sensor 7 can be a common temperature sensor 7 be used, for. B. with an electrically read temperature sensor, eg. B. a micromechanical temperature sensor. As a pressure sensor 8th can also be a common pressure sensor 8th be used, in particular also a micromechanical pressure sensor. In particular, as a pressure sensor 8th usually in the tank 4 used tank pressure sensor usable.

In diesem Ausführungsbeispiel ist der Kraftstoff 2 ein Ottokraftstoff, der einen Anteil Ethanol besitzt. Der Gassensor 3 ist für die Messung des Gehaltes an Ethanol in der Gasphase 5 des flüssigen Kraftstoffes 2 ausgebildet. Alternativ könnte der Gassensor 3 auch für die Messung von Methanol, für die Messung eines Methanolgehaltes eines Kraftstoffmethanolgemisches, oder für die Messung eines Gehaltes an Rapsmethylester in einem Diesel-Rapsmethylestergemisch ausgebildet sein. Dabei ist die Anordnung 1 grundsätzlich nicht auf die hier genannten Komponenten beschränkt.In this embodiment, the force material 2 a gasoline that has a percentage of ethanol. The gas sensor 3 is for the measurement of the content of ethanol in the gas phase 5 of the liquid fuel 2 educated. Alternatively, the gas sensor could 3 also be designed for the measurement of methanol, for the measurement of a methanol content of a fuel methanol mixture, or for the measurement of a content of rapeseed methyl ester in a diesel-Rapsmethylestergemisch. Here is the arrangement 1 not limited to the components listed here.

Anstelle eines Fahrzeugtankes 4 kann der Kraftstoffbehälter z. B. auch ein Tank einer Tankstelle oder ein Lagertank eines Kraftstofflagers sein.Instead of a vehicle tank 4 can the fuel tank z. B. also be a tank of a gas station or a storage tank of a fuel bearing.

Erfindungsgemäß bilden die Auswerteeinheit 10 und zumindest der Gassen sor 3, vorzugsweise auch die weiteren Sensoren 7, 8, eine Messvorrichtung 25 zur Ermittlung des Gehaltes oder Anteils an der jeweiligen Komponente. Die Messvorrichtung 25 bildet zusammen mit dem Fahrzeugtank 4 die Anordnung 1.According to the invention, the evaluation unit 10 and at least the streets sor 3 , preferably also the other sensors 7 . 8th , a measuring device 25 to determine the content or proportion of the respective component. The measuring device 25 forms together with the vehicle tank 4 the order 1 ,

Die 2 und 3 zeigen zwei Ausführungsformen eines Gassensors 3 bzw. 3'. Derartige Gassensoren 3, 3' sind grundsätzlich bekannt, siehe beispielsweise DE 10 2006 049 260 A1 , DE 10 2004 044 145 B3 und DE 10 2006 010 100 A1 .The 2 and 3 show two embodiments of a gas sensor 3 respectively. 3 ' , Such gas sensors 3 . 3 ' are basically known, see for example DE 10 2006 049 260 A1 . DE 10 2004 044 145 B3 and DE 10 2006 010 100 A1 ,

Der Gassensor 3 gemäß der ersten Ausführungsform weist eine Infrarot-Strahlungsquelle 17 und einen Detektor 18, vorzugsweise einen mikromechanischen Detektor 18 auf, die in einer durch eine gasdurchlässige Membran 12 von dem Innenbereich des Fahrzeugtanks 4 abgetrennten Messkammer 12 gegenüberliegend angeordnet sind. Die gasdurchlässige Membran 12 dient dazu, die Messkammer 12 vor Verschmutzungen und Flüssigkeit zu schützen. Der Detektor 14 besitzt zwei Sensoreinheiten 18a, 18b, denen jeweils ein spektroskopischer Filter 19a, 19b vorgelagert ist. Die Sensoreinheiten 18a, 18b bilden einen Messkanal und einen Referenzkanal. Als Sensoreinheiten 18a, 18b werden hier optische Sensoren verwendet, beispielsweise Thermopilesensoren oder Diodensensoren. Auch ist die Verwendung von Solometern oder pyroelektrischen Detektoren möglich. Der Messkanal 18a ist mittels des Filters 19a auf eine bestimmte Absorptionslinie der Komponente, für Ethanol beispielsweise 3,4 μm, 7,2 μm, 8,1 μm und/oder 9,2 μm eingerichtet. Der Referenzkanal 18b ist mittels des Filters 19b auf eine davon abweichende Referenzwellenlänge eingestellt. Je nach dem, wie hoch der Gehalt an Ethanol in der Gasphase 5 ist, wird mehr oder weniger optische Strahlung 20, die von der Strahlungsquelle 17 ausgestrahlt wird, durch Ethanol absorbiert, was sich durch eine Intensitätsänderung auf dem Messkanal 18a bemerkbar macht. Die Messungen auf dem Referenzkanal 18b dienen dazu, Intensitätsschwankungen der Strahlungsquelle 17 oder Veränderungen im optischen Pfad zwischen Strahlungsquelle 17 und Detektor 18 abzugleichen.The gas sensor 3 according to the first embodiment has an infrared radiation source 17 and a detector 18 , preferably a micromechanical detector 18 on, in a through a gas-permeable membrane 12 from the interior of the vehicle tank 4 separated measuring chamber 12 are arranged opposite one another. The gas-permeable membrane 12 serves to the measuring chamber 12 to protect against contamination and liquid. The detector 14 has two sensor units 18a . 18b , each with a spectroscopic filter 19a . 19b is upstream. The sensor units 18a . 18b form a measuring channel and a reference channel. As sensor units 18a . 18b optical sensors are used here, for example thermopile sensors or diode sensors. Also, the use of solometers or pyroelectric detectors is possible. The measuring channel 18a is by means of the filter 19a to a certain absorption line of the component, for example, 3.4 μm, 7.2 μm, 8.1 μm and / or 9.2 μm for ethanol. The reference channel 18b is by means of the filter 19b set to a different reference wavelength. Depending on how high the content of ethanol in the gas phase 5 is, becomes more or less optical radiation 20 coming from the radiation source 17 is emitted, absorbed by ethanol, resulting in a change in intensity on the measuring channel 18a makes noticeable. The measurements on the reference channel 18b serve to intensity variations of the radiation source 17 or changes in the optical path between the radiation source 17 and detector 18 match.

Alternativ kann der Gassensor 3 mit mehreren Messkanälen 18a, 19a ausgerüstet werden, beispielsweise um Querempfindlichkeiten, die durch andere Komponenten verursacht werden, zu eliminieren. Durch die Verwendung mehrere Messkanäle 18a, 19a kann der Gassensor 3 auch für die Messung des Gehaltes von mehreren Komponenten, die sich in der Gasphase 5 befinden, ausgebildet werden. Des Weiteren können weitere Referenzkanäle 18b, 19b vorgesehen sein.Alternatively, the gas sensor 3 with several measuring channels 18a . 19a be equipped, for example, to eliminate cross-sensitivities caused by other components. By using multiple measurement channels 18a . 19a can the gas sensor 3 also for the measurement of the content of several components that are in the gas phase 5 be trained. Furthermore, further reference channels 18b . 19b be provided.

Der Gassensor 3 kann als eigenständige Baueinheit ausgebildet sein, oder teilweise im Tankbehälter 4 integriert sein. Im letzteren Fall kann beispielsweise die Membran 12 einen Teilbereich einer Innenwandung 21 des Tankbehälters 4 darstellen, wie in 2 gezeigt.The gas sensor 3 can be designed as a separate unit, or partially in the tank 4 be integrated. In the latter case, for example, the membrane 12 a partial area of an inner wall 21 of the tank 4 pose as in 2 shown.

Die 3 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Gassensors 3', bei dem anders als in der ersten Ausführungsform keine durch eine Membran 12 abgetrennte Messkammer 12 vorgesehen ist, sondern die Strahlungsquelle 17 und der Detektor 18 sind derart gegenüberliegend angeordnet sind, dass von der Strahlungsquelle 17 ausgestrahlte optische Strahlung 20 einen Teilbereich des Tankbehälters 4 durchstrahlt, bevor es auf den Detektor 18 trifft. Strahlungsquelle 17 und Detektor 18 sind jeweils durch ein Durchstrahlfenster 23, welches durchlässig ist für den für die Spektroskopie benötigen Spektralbereich, von dem Innenbereich des Tankbehälters 4 abgetrennt und dadurch geschützt. Die Durchstrahlfenster 23 können dabei einen Teilbereich einer Innenwandung 21 des Tankbehälters 24 ausbilden, hinter der Strahlungsquelle 17 und Detektor 18 angeordnet sind. Alternativ kann der Gassensor 3' als eigenständige Baueinheit ausgebildet sein.The 3 shows a second embodiment of a gas sensor 3 ' in which, unlike in the first embodiment, none through a membrane 12 separated measuring chamber 12 is provided, but the radiation source 17 and the detector 18 are arranged opposite one another, that of the radiation source 17 emitted optical radiation 20 a portion of the tank 4 radiates before it hits the detector 18 meets. radiation source 17 and detector 18 are each through a transmission window 23 which is permeable to the spectral range required for spectroscopy, from the interior of the tank 4 separated and thereby protected. The transmission windows 23 can be a partial area of an inner wall 21 of the tank 24 train, behind the radiation source 17 and detector 18 are arranged. Alternatively, the gas sensor 3 ' be designed as an independent unit.

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Claims (14)

Messvorrichtung zur Messung eines Gehaltes an mindestens einer Komponente in einem flüssigen Kraftstoff (2), wobei die Messeinrichtung aufweist: einen Gassensor (3, 3') zur Ermittlung des Anteils einer gasförmigen Komponente in einer Gasphase (5) des Kraftstoffs (2) und Ausgabe eines ersten Messsignals (S1), und eine Auswerteeinheit (10) zur Aufnahme des ersten Messsignals (S1) und Ermittlung des Gehaltes der Komponente in dem flüssigen Kraftstoff (2).Measuring device for measuring a content of at least one component in a liquid fuel ( 2 ), the measuring device comprising: a gas sensor ( 3 . 3 ' ) for determining the proportion of a gaseous component in a gas phase ( 5 ) of the fuel ( 2 ) and output of a first measurement signal (S1), and an evaluation unit ( 10 ) for receiving the first measurement signal (S1) and determining the content of the component in the liquid fuel ( 2 ). Messvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassensor (3, 3') für den Einsatz in einem Kraftstoffbehälter (4) ausgebildet ist.Measuring device according to claim 1, characterized in that the gas sensor ( 3 . 3 ' ) for use in a fuel tank ( 4 ) is trained. Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassensor (3, 3') ein spektroskopischer Gassensor (3, 3') ist zur Messung mindestens einer Absorptionslinie, insbesondere von Ethanol, Methanol und/oder Rapsmethylesther.Measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the gas sensor ( 3 . 3 ' ) a spectroscopic gas sensor ( 3 . 3 ' ) is for measuring at least one absorption line, in particular of ethanol, methanol and / or rapeseed methyl ester. Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassensor (3, 3') eine Strahlungsquelle (17) zur Aussendung von Strahlung (20), ein spektroskopisches Filter (19a, 19b) zum Filtern der Strahlung (20) und einen Detektor (18) zum Detektieren von Strahlung (20) aufweist.Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the gas sensor ( 3 . 3 ' ) a radiation source ( 17 ) for the emission of radiation ( 20 ), a spectroscopic filter ( 19a . 19b ) for filtering the radiation ( 20 ) and a detector ( 18 ) for detecting radiation ( 20 ) having. Messvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassensor (3) eine Messkammer (12) aufweist, die über eine gasdurchlässige Membran (12) mit der Gasphase (5) verbunden ist, wo bei die Strahlungsquelle (17) und/oder der Detektor (18) in der Messkammer (12) angeordnet sind.Measuring device according to claim 4, characterized in that the gas sensor ( 3 ) a measuring chamber ( 12 ), which via a gas-permeable membrane ( 12 ) with the gas phase ( 5 ), where at the radiation source ( 17 ) and / or the detector ( 18 ) in the measuring chamber ( 12 ) are arranged. Messvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassensor (3') und/oder der Detektor (18) außerhalb der Gasphase (5) angeordnet und durch mindestens ein gasundurchlässiges, für die Strahlung (20) zumindest teilweise transparentes Durchtrittsfenster (23) von der Gasphase (5) getrennt ist.Measuring device according to claim 4, characterized in that the gas sensor ( 3 ' ) and / or the detector ( 18 ) outside the gas phase ( 5 ) and by at least one gas impermeable, for the radiation ( 20 ) at least partially transparent passage window ( 23 ) from the gas phase ( 5 ) is disconnected. Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Temperatursensor (7) für die Messung einer Temperatur des sich in der Gasphase (5) befindenden Kraftstoffes und zur Ausgabe eines zweiten Messsignals (S2) an die Auswerteeinheit (10) aufweist.Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a temperature sensor ( 7 ) for the measurement of a temperature in the gas phase ( 5 ) fuel and to output a second measurement signal (S2) to the evaluation unit ( 10 ) having. Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Drucksensor (8) für die Messung eines Drucks des sich in der Gasphase (5) befindenden Kraftstoffes und zur Ausgabe eines dritten Messsignals (S3) an die Auswerteeinheit (10) aufweist.Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a pressure sensor ( 8th ) for the measurement of a pressure in the gas phase ( 5 ) and to output a third measurement signal (S3) to the evaluation unit ( 10 ) having. Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (10) den Gehalt der Komponente in dem flüssigen Kraftstoff auf Grundlage des mindestens einen Messsignals (S1, S2, S3) und weiterhin eines theoretischen Modells auf Basis der Flüchtigkeit der Komponente in dem flüssigen Kraftstoff und/oder durch eine experimentell bestimmte Abgleichbeziehung oder Abgleichkurve ermittelt.Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation unit ( 10 ) determines the content of the component in the liquid fuel based on the at least one measurement signal (S1, S2, S3) and further a theoretical model based on the volatility of the component in the liquid fuel and / or by an experimentally determined balance or trim curve. Anordnung (1) zur Messung eines Gehaltes an mindestens einer Komponente in einem flüssigen Kraftstoff (2), die aufweist: eine Messvorrichtung (25) nach einem der vorhergehenden Ansprü che und einen Kraftstoffbehälter (4) für die Aufnahme des flüssigen Kraftstoffs (2), wobei mittels des Gassensors (3, 3') der Anteil der gasförmigen Komponente in der Gasphase (5) über dem sich in dem Kraftstoffbehälter (4) befindenden flüssigen Kraftstoff (2) messbar ist.Arrangement ( 1 ) for measuring a content of at least one component in a liquid fuel ( 2 ), comprising: a measuring device ( 25 ) according to one of the preceding Ansprü surface and a fuel tank ( 4 ) for receiving the liquid fuel ( 2 ), whereby by means of the gas sensor ( 3 . 3 ' ) the proportion of the gaseous component in the gas phase ( 5 ) above which in the fuel tank ( 4 ) liquid fuel ( 2 ) is measurable. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassensor (3, 3') in oder an dem Kraftstoffbehälter (4), z. B. einem Fahrzeugtank (4), angeordnet ist.Arrangement according to claim 10, characterized in that the gas sensor ( 3 . 3 ' ) in or on the fuel tank ( 4 ), z. B. a vehicle tank ( 4 ) is arranged. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassensor (3, 3') in oder an einer mit dem Kraftstoffbehälter (4) verbundenen Kraftstoffzuleitung (6), z. B. einem Einfüllstutzen (6), angeordnet ist.Arrangement according to claim 10, characterized in that the gas sensor ( 3 . 3 ' ) in or at one with the fuel tank ( 4 ) fuel supply line ( 6 ), z. B. a filler neck ( 6 ) is arranged. Verfahren zur Messung eines Gehaltes an mindestens einer Komponente in einem flüssigen Kraftstoff (2), gemäß dem der Anteil an der Komponente in einer Gasphase (5) des Kraftstoffes gemessen und aus dem gemessenen Anteil der Gehalt der Komponente in dem flüssigen Kraftstoff ermittelt wird.Method for measuring a content of at least one component in a liquid fuel ( 2 ), according to which the proportion of the component in a gas phase ( 5 ) of the fuel is measured and determined from the measured proportion of the content of the component in the liquid fuel. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt der Komponente in dem flüssigen Kraftstoff auf Grundlage der Messung der Komponente in der Gasphase (5) und weiterhin eines theoretischen Modells auf Basis der Flüchtigkeit der Komponente in dem flüssigen Kraftstoff und/oder durch eine experimentell bestimmte Abgleichbeziehung oder Abgleichkurve ermittelt wird.A method according to claim 13, characterized in that the content of the component in the liquid fuel based on the measurement of the component in the gas phase ( 5 ) and further determining a theoretical model based on the volatility of the component in the liquid fuel and / or on an experimentally determined balance or trim curve.
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