DE102015016815A1 - Stickoxidsensor auf Festkörperbasis zur Bestimmung des NOx Gehaltes in Abgasen - Google Patents

Stickoxidsensor auf Festkörperbasis zur Bestimmung des NOx Gehaltes in Abgasen Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stickoxidsensor auf Festkörperbasis, der mit einer „Diffusionssperre” zur Erweiterung des Messbereichs versehen ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Sensor in eine poröse Keramik eingebaut werden, die eine Begrenzung des Air Mass Flows und einen mechanischen Schutz vor Partikeln gewährleistet. Durch eine optimierte Einbauposition und Wärmeableitung über das Sensorgehäuse wird gleichzeitig ein Überhitzungsschutz gewährleistet.

Description

  • Aus DE 10 2012 110 481 A1 ist ein Stickoxidsensor auf Festkörperbasis bekannt, der geeignet ist, den Gehalt von Stickoxid u. a. auch in Abgasen zu messen. Nachteilig an der o. a. Entwicklung für Anwendungen im Abgas ist jedoch, dass
    • • der Messbereich für reale Konzentrationen von Stickoxid im Abgas zu klein ist
    • • der Sensor schnell verrußt und damit unpräzise wird und
    • • die Betriebstemperatur des bekannten Sensors deutlich unter den maximalen Temperaturspitzen von Abgas liegt.
    Diese Nachteile werden bei der vorliegenden Erfindung behoben.
  • Zur Erhöhung des Messbereiches wird eine Diffusionsbarriere vorgeschlagen, die als eine Art Molekularsieb wirkt und nur einen festen, einstellbaren Anteil der Stickoxidmoleküle durchlässt, so dass nur dieser Anteil zur Signalerzeugung beiträgt. Dadurch lässt sich der Messbereich flexibel festlegen.
  • Als Schutz vor Verschmutzung durch Partikel, wie z. B. Rußpartikel, wird der Sensor in ein poröses Material eingebettet, so dass dieses Material als Partikelfilter vor dem Sensor wirkt. Vorzugsweise werden als poröse Materialien Sintermetalle oder Keramik eingesetzt.
  • Zur Senkung der Temperatur im Bereich des Stickoxidsensors wird der Wärmeeintrag durch Leitung, Konvektion und Strahlung durch eine den Gasdurchfluss vermindernde und isolierende Kapselung reduziert. Die damit verbundene Materialalterung wird vermieden, auch wenn der Sensor bei hohen Abgastemperaturen verwendet wird. Zusätzlich kann durch geeignete Geometrien, wie z. B. Kühlrippen, für erhöhte Wärmeabfuhr nach außen über das Sensorgehäuse gesorgt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012110481 A1 [0001]

Claims (10)

  1. Stickoxidsensor auf Festkörperbasis zur Bestimmung des NOx Gehaltes in Abgasen dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolyt auf Nitratbasis von einem Material umgeben ist, das einen genau definierbaren Anteil der Messmoleküle durchlässt, so dass der Messbereich entsprechend dem Anteil der abgewiesenen Moleküle ausgedehnt wird.
  2. Stickoxidsensor auf Festkörperbasis zur Bestimmung des NOx Gehaltes in Abgasen, dadurch gekennzeichnet, der Sensor im Inneren eines porösen Materials angeordnet ist, die dem Sensor Schutz bietet vor Partikeln und nur einen definierten Teilstrom des Abgases zum Sensor gelangen lässt.
  3. Stickoxidsensor nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, dass dieses Material mit einem Katalysator beschichtet ist, der die Oxidation von Partikeln bereits bei niedrigen Temperaturen ermöglicht.
  4. Stickoxidsensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als poröses Material Keramik verwendet wird.
  5. Stickoxidsensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als poröses Material Sintermetall verwendet wird.
  6. Stickoxidsensor auf Festkörperbasis zur Bestimmung des NOx Gehaltes in Abgasen, dadurch gekennzeichnet, dass die Hitzebelastung des Sensors konstruktiv gesenkt wird.
  7. Stickoxidsensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeableitung nach außen über das Sensorgehäuse erhöht wird.
  8. Stickoxidsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeeintrag durch Leitung, Konvektion und Strahlung durch den Gasdurchfluss vermindernde Kapselung reduziert wird und die damit verbundene Materialalterung vermieden wird, auch wenn der Sensor bei hohen Abgastemperaturen verwendet wird.
  9. Stickoxidsensor auf Festkörperbasis zur Bestimmung des NOx Gehaltes in Abgasen, dadurch gekennzeichnet, dass auch Elektroden auf metallisch/keramischer Verbundbasis verwendet werden können.
  10. Stickoxidsensor auf Festkörperbasis zur Bestimmung des NOx Gehaltes in Abgasen, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Elektrode eingesetzt werden kann, um bspw. Alterungs- oder Drift-Erscheinungen zu kompensieren.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5989624A (en) * 1997-08-14 1999-11-23 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Method for manufacturing electrode
DE102004015783A1 (de) * 2004-03-17 2005-10-06 Robert Bosch Gmbh Messfühler zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentration im Abgas von Brennkraftmaschinen
DE102012110481A1 (de) 2011-12-29 2013-07-04 Technische Universität Dresden Stickoxidsensor auf Festkörperbasis

Patent Citations (3)

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