DE102014201020A1

DE102014201020A1 - Einrichtung zum Nehmen wenigstens einer gasförmigen Probe und Verfahren zum Analysieren wenigstens einer gasförmigen Probe

Info

Publication number: DE102014201020A1
Application number: DE102014201020.9A
Authority: DE
Inventors: Heinz Bacher; Janbernd Hentschel
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-01-21
Filing date: 2014-01-21
Publication date: 2015-07-23

Abstract

Einrichtung (100) zum Nehmen wenigstens einer gasförmigen Probe zur nachfolgenden gesonderten Analyse, wobei die Einrichtung (100) eine Gasentladungszelle (102) zum Oxidieren der wenigstens einen Probe aufweist, um die Einrichtung (100) baulich und/oder funktional zu verbessern, sowie Verfahren zum Analysieren wenigstens einer gasförmigen Probe, wobei die wenigstens eine Probe mithilfe einer derartigen Einrichtung (100) genommen und wahlweise oxidiert oder nicht oxidiert wird und nachfolgend die wenigstens eine Probe mithilfe einer von der Einrichtung (100) gesonderten Analyseeinrichtung analysiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Nehmen wenigstens einer gasförmigen Probe zur nachfolgenden gesonderten Analyse. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Analysieren wenigstens einer gasförmigen Probe.
Aus der DE 10 2004 053 430 A1 ist ein Verfahren zur Ölverbrauchsbestimmung bekannt, bei dem ein Gehalt eines Nachweisstoffs im Abgas eines Verbrennungsmotors mit Hilfe von Ionen-Molekül-Reaktions-Massenspektrometrie bestimmt wird, wobei im Abgas ein Gehalt an Schwefeldioxid bestimmt wird, um ein Verfahren zur Ölverbrauchsbestimmung im Abgas eines Verbrennungsmotors anzugeben. Außerdem ist aus der DE 10 2004 053 430 A1 eine Ölverbrauchsbestimmungsvorrichtung bekannt, bei der ein Gehalt eines Nachweisstoffs im Abgas eines Verbrennungsmotors mit Hilfe von Ionen-Molekül-Reaktions-Massenspektrometrie bestimmbar ist, wobei Mittel vorgesehen sind, um einen Schwefeldioxidgehalt im Abgas zu bestimmen. Die Ölverbrauchsbestimmungsvorrichtung weist einen Oxidationsofen auf, um einen Schwefelgehalt im Abgas zu Schwefeldioxid aufzuoxidieren.
Aus der DE 10 2005 034 454 A1 ist ein Verfahren zur Messung des Verbrauchs zumindest eines Betriebsmittels einer Kraft- oder Arbeitsmaschine bekannt, wobei aus einer Messung von markierten Anteilen zumindest eines Betriebsmittels auf einer Ausgangsseite der Maschine der Verbrauch des jeweiligen Betriebsmittels ermittelt wird, wobei der Maschine ein Betriebsmittel zugeführt wird, welches Betriebsmittel mit nicht-radioaktiven Isotopen seiner Bestandteile markiert ist, und von welchem zumindest eine Teilmenge in der Maschine und vor Austritt auf der Ausgangsseite der Maschine einer chemischen Umwandlung unterworfen ist, wobei auf der Ausgangsseite der Maschine eine auf der Anzahl an Atomen der nicht-radioaktiven Isotope beruhende physikalische Größe als dem Verbrauch proportionale repräsentative Größe im chemisch umgewandelten Betriebsmittel auf der Ausgangsseite der Maschine ermittelt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Einrichtung baulich und/oder funktional zu verbessern. Insbesondere soll eine Oxidation ohne angeschlossene Analyseeinrichtung ermöglicht sein. Insbesondere soll eine Probenahme ohne Oxidation ermöglicht sein. Insbesondere soll eine vergleichsweise kleine, leichte und handliche Einrichtung zur Probenahme bereitgestellt werden. Insbesondere soll eine Einrichtung zur Probenahme bereitgestellt werden, die gut für einen mobilen Einsatz geeignet ist. Insbesondere soll ein Energiebedarf reduziert sein. Außerdem soll ein Verfahren zum Analysieren wenigstens einer gasförmigen Probe bereitgestellt werden.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einer Einrichtung zum Nehmen wenigstens einer gasförmigen Probe zur nachfolgenden gesonderten Analyse, wobei die Einrichtung eine Gasentladungszelle zum Oxidieren der wenigstens einen Probe aufweist.
Mithilfe der Einrichtung kann die wenigstens eine gasförmige Probe entnehmbar sein. Mithilfe der Einrichtung kann die wenigstens eine gasförmige Probe aufbereitbar sein. Mithilfe der Einrichtung kann die wenigstens eine gasförmige Probe oxidierbar sein. Die Einrichtung kann eine integrierte Aufbereitung der wenigstens einen gasförmigen Probe vor Ort ermöglichen.
Die Einrichtung kann ein Gehäuse aufweisen. Die Einrichtung kann einen Gaseinlass aufweisen. Die Einrichtung kann wenigstens einen Speicher zum Speichern der wenigstens einen Probe aufweisen. Die Einrichtung kann einen ersten Speicher zum Speichern wenigstens einer oxidierten Probe aufweisen. Die Einrichtung kann einen zweiten Speicher zum Speichern wenigstens einer nicht oxidierten Probe aufweisen. Die Einrichtung kann einen Gasauslass aufweisen. Der Gasauslass kann zum Übergeben der wenigstens einen Probe an eine Analyseeinrichtung dienen. Die Gasentladungszelle kann in dem Gehäuse angeordnet sein. Die Gasentladungszelle kann ferngesteuert ein und/oder ausschaltbar sein. Die Einrichtung kann eine Hochspannungsquelle aufweisen. Die Einrichtung kann Schläuche aufweisen. Die Schläuche können beheizbar sein. Die Einrichtung kann eine Pumpe aufweisen. Die Einrichtung kann eine Steuereinrichtung aufweisen. Die Steuereinrichtung kann zum Steuern der Gasentladungszelle, der Hochspannungsquelle, einer Schlauchheizung und/oder der Pumpe dienen. Die Einrichtung kann eine elektrische Schnittstelle aufweisen. Die Einrichtung kann eine Signalschnittstelle aufweisen.
Die Einrichtung kann unabhängig von einer gesonderten Analyseeinrichtung betreibbar sein. Die Einrichtung kann mobil betreibbar sein. Die Analyseeinrichtung kann von der Einrichtung zum Nehmen der wenigstens einen gasförmigen Probe baulich gesondert sein. Die Analyseeinrichtung kann von der Einrichtung zum Nehmen der wenigstens einen gasförmigen Probe örtlich gesondert sein. Die Analyseeinrichtung kann stationär angeordnet sein. Die Analyseeinrichtung kann mobil betreibbar sein. Die Einrichtung zum Nehmen der wenigstens einen gasförmigen Probe kann mit der Analyseeinrichtung temporär verbindbar sein. Die Einrichtung zum Nehmen der wenigstens einen gasförmigen Probe kann mit der Analyseeinrichtung zum Übergeben der wenigstens einen gasförmigen Probe verbindbar sein.
Zunächst kann die wenigstens eine Probe mithilfe einer derartigen Einrichtung genommen und wahlweise oxidiert oder nicht oxidiert werden und nachfolgend kann die wenigstens eine Probe mithilfe einer von der Einrichtung gesonderten Analyseeinrichtung analysiert werden. Die wenigstens eine Probe kann aus einem Abgas einer Brennkraftmaschine entnommen werden. Das Verfahren kann zum Bestimmen eines Ölverbrauchs der Brennkraftmaschine durchgeführt werden. Die Bestimmung des Ölverbrauchs kann in einem Tracerverfahren erfolgen. Die Bestimmung des Ölverbrauchs kann anhand eines Gehalts an Schwefel oder Schwefeldioxid im Abgas erfolgen.
Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem ein Probenahmesystem mit Oxidator. In das Probenahmesystem kann eine Gasentladungszelle integriert sein. Damit ist ein sehr kompaktes, alleinstehendes Probenahmesystem darstellbar. Das Probenahmesystem ist wartungsarm aufbaubar. Das Probenahmesystem kann ferngesteuert ein- und ausschaltbar sein. Das Probenahmesystem kann soft- und/oder hardwareunterstützt ein- und ausschaltbar sein. Es kann eine Probenahme mit Oxidator und ohne Oxidator ermöglicht sein. Ein Betrieb des Oxidators kann mithilfe einer verhältnismäßig kompakten Hochspannungsquelle erfolgen. Das Probenahmesystem kann neben gegebenenfalls beheizten Schläuchen, eine geeignete Pumpe und eine Steuerung aufweisen. Weitere Komponenten können entfallen. Das Probenahmesystem kann unabhängig von einem Messsystem sein.
Mit der Erfindung ist eine Oxidation ohne angeschlossene Analyseeinrichtung ermöglicht. Eine Probenahme kann mit oder ohne Oxidation erfolgen. Die Einrichtung zur Probenahme ist vergleichsweise klein, leicht und handlich. Die Einrichtung zur Probenahme ist gut für einen mobilen Einsatz geeignet. Ein Energiebedarf ist reduziert.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf eine Figur näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile.
Die Figur zeigt schematisch und beispielhaft eine Einrichtung 100 zum Nehmen gasförmiger Proben mit einer integrierten Gasentladungszelle 102.
Die Einrichtung 100 weist einen Probegaseinlass 104 und einen Probegasauslass 106 auf. Der Probegaseinlass 104 dient zum Aufnehmen von Probegas in die Einrichtung 100. Der Probegaseinlass 104 weist dazu einen anwendungsangepassten Anschluss auf. Beispielsweise weist der Probegaseinlass 104 einen Anschluss für einen Abgasauslass einer Brennkraftmaschine, wie Endrohr einer Abgasanlage, auf. Der Probegasauslass 106 dient zum Übergeben von Probegas an eine Analyseeinrichtung. Der Gasauslass 106 weist dazu einen Anschluss auf, der mit einem Anschluss einer Analyseeinrichtung korrespondiert.
Die Einrichtung 100 weist eine Hochspannungsquelle für die Gasentladungszelle 102, Schläuche, die gegebenenfalls beheizbar sind, zum Führen von Probegas, eine Pumpe zum Fördern von Probegas und eine elektrische Steuereinrichtung zum Steuern der Gasentladungszelle 102, der Pumpe und gegebenenfalls einer Schlauchheizung auf. Die Gasentladungszelle 102 kann ferngesteuert ein- und ausgeschaltet werden. Vorzugsweise weist die Einrichtung 100 ein Gehäuse auf, in dem die Komponenten der Einrichtung 100 angeordnet sind und das den Probegaseinlass 104 und den Probegasauslass 106 aufweist.
Die Einrichtung 100 dient beispielsweise dazu, Proben aus Abgasen von Brennkraftmaschinen zu nehmen, um einen Ölverbrauch der Brennkraftmaschine zu bestimmen. Dazu wird der Probegaseinlass 104 mit einem Abgasauslass der Brennkraftmaschine verbunden. Mithilfe der Pumpe wird Abgas eingesaugt.
Die Brennkraftmaschine ist mit Öl geschmiert bzw. gekühlt. Bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine werden geringe Mengen des Öls verbraucht und sind im Abgas zu finden. Der Ölverbrauch wird vorliegend in einem Tracerverfahren bestimmt, wobei der im Öl enthaltene Schwefel als Tracer dient.
In der Einrichtung 100 wird der im Probegas enthaltene Schwefel bedarfsweise mithilfe der Gasentladungszelle 102 oxidiert und zur gesonderten Analyse gespeichert. Damit ist eine integrierte Aufbereitung ermöglicht. Der im Probegas enthaltene Schwefel kann jedoch bedarfsweise auch nicht oxidiert und zur gesonderten Analyse gespeichert werden.
Zum Analysieren des Probegases wird der Probegasauslass 106 mit einer Analyseeinrichtung verbunden und das Probegas wird an die Analyseeinrichtung übergeben.
Die Einrichtung 100 ist mobil und ermöglicht eine Probenahme sowie bedarfsweise eine Aufbereitung des Probegases vor Ort beispielsweise an einem Fahrzeug oder einem Prüfstand. Die genommene Gasprobe kann zeitlich und/oder örtlich gesondert mithilfe der Analyseeinrichtung analysiert werden.
Bezugszeichenliste

100: Einrichtung
102: Gasentladungszelle
104: Probegaseinlass
106: Probegasauslass

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004053430 A1 [0002]
DE 102005034454 A1 [0003]

Claims

Einrichtung (100) zum Nehmen wenigstens einer gasförmigen Probe zur nachfolgenden gesonderten Analyse, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (100) eine Gasentladungszelle (102) zum Oxidieren der wenigstens einen Probe aufweist.
Einrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasentladungszelle (102) ferngesteuert ein und/oder ausschaltbar ist.
Einrichtung (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (100) eine Hochspannungsquelle, gegebenenfalls beheizbare Schläuche, eine Pumpe und/oder eine Steuereinrichtung aufweist.
Einrichtung (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (100) unabhängig von einer gesonderten Analyseeinrichtung betreibbar ist.
Verfahren zum Analysieren wenigstens einer gasförmigen Probe, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die wenigstens eine Probe mithilfe einer Einrichtung (100) nach wenigstens einem der Ansprüche 1–4 genommen und wahlweise oxidiert oder nicht oxidiert wird und nachfolgend die wenigstens eine Probe mithilfe einer von der Einrichtung (100) gesonderten Analyseeinrichtung analysiert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Probe aus einem Abgas einer Brennkraftmaschine entnommen wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zum Bestimmen eines Ölverbrauchs der Brennkraftmaschine durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung des Ölverbrauchs in einem Tracerverfahren erfolgt.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 7–8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung des Ölverbrauchs anhand eines Gehalts an Schwefel oder Schwefeldioxid im Abgas erfolgt.