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Die Erfindung betrifft eine Messeinrichtung zur Messung von Feinstaub für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer Laserlichtquelle, mit mindestens einer optischen Empfangseinrichtung, mit mindestens einer Steuerungseinrichtung, mit mindestens einem Messraum und mit mindestens einem mindestens ein Bauteil zumindest abschnittsweise umgebenden Gehäuse.
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Messeinrichtungen der eingangs genannten Art kommen vielfach in Kraftfahrzeugen zur Untersuchung des Feinstaubgehaltes der Fahrzeuginnenraumluft zur Verwendung. Hierzu weisen die Messeinrichtungen zumeist eine Laserlichtquelle auf, von der das zu untersuchende Luftvolumen mit Laserlicht bestrahlt wird. Das zu untersuchende Luftvolumen wird hierzu in einem Messraum aufgenommen. Durch eine optische Empfangseinrichtung wird das Laserlicht nach dem Durchgang durch das Luftvolumen erfasst. Mittels einer Auswerteeinrichtung können die von der Empfangseinrichtung erfassten Signale ausgewertet und beispielsweise auf die Feinstaubkonzentration geschlossen werden. Durch die Vielzahl an zu verbauen Bauteilen ist die Integration und Montage einer entsprechenden Messeinrichtung in ein Kraftfahrzeug zeitaufwendig und somit kostenintensiv.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Messeinrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mit der eine einfache und zeitsparende Montage der Messeinrichtung ermöglicht ist.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bei einer Messeinrichtung zur Messung von Feinstaub für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer Laserlichtquelle, mit mindestens einer optischen Empfangseinrichtung, mit mindestens einem Messraum und mit mindestens einem mindestens ein Bauteil der Messeinrichtung zumindest abschnittsweise umgebenden Gehäuse, ist erfindungswesentlich vorgesehen, dass mindestens ein Gehäuse aus mindestens zwei Gehäuseteilen ausgebildet ist, dass die Gehäuseteile als zueinander korrespondierende Gehäuseschalen ausgebildet sind, dass mindestens zwei zueinander korrespondierende Gehäuseschalen aneinander anliegend ein Grundgehäuse ausbilden und dass mindestens zwei zueinander korrespondierende Gehäuseschalen aneinander anliegend ein das Grundgehäuse umgebendes Außengehäuse ausbilden. Die wesentlichen Bauteile der Messeinrichtung, wie die Feinstaubsensorik, die beispielsweise aus einer Laserlichtquelle, einem Messraum und einer optischen Empfangseinrichtung bestehen können, sind in einem Gehäuse untergebracht. Hierbei kann das Gehäuse aus zwei Gehäuseteilen aufgebaut sein. Insbesondere können die Gehäuseteile als zueinander korrespondierende Gehäuseschalen, insbesondere als paarweise zueinander korrespondierende Gehäuseschalen, ausgebildet sein. Ein Gehäuse weist beispielsweise zwei Gehäuseschalen auf, die so ausgebildet sind, dass sie aneinander angelegt ein die Bauteile umgebendes Gehäuse ausbilden. Hierfür können die Gehäuseschalen beispielsweise zueinander korrespondierende Vorsprünge und Ausnehmungen aufweisen, die ein sicheres Verbinden der Gehäuseschalen ermöglichen. Beispielsweise können die Gehäuseschalen auch durch Clipverbindungen, Rastverbindungen oder ähnlichen Verbindungsmitteln miteinander verbindbar sein. Durch die Unterbringung der wesentlichen Bauteile der Messeinrichtung, wie beispielsweise der Laserlichtquelle, einem Messraum und einer Empfangseinrichtung, in einem Gehäuse ist eine einfache und zeiteffektive Montagemöglichkeit der Messeinrichtung gegeben. Insbesondere ist hierbei die Messeinrichtung von einem Grundgehäuse und von einem das Grundgehäuse umgebenden Außengehäuse umgeben. In dem Grundgehäuse und in dem Außengehäuse können unterschiedliche Bauteile angeordnet sein. Somit ist ein modularer Aufbau der Messeinrichtung ermöglicht. Beispielsweise können in dem Grundgehäuse Bauteile der Feinstaubsensorik, wie eine Laserlichtquelle, eine optische Empfangseinrichtung, eine Steuerungseinrichtung und ein Messraum angeordnet sein. Dieses Grundgehäuse ist somit eigenständig als vollwertige Messeinrichtung zur Messung von Feinstaub ausgebildet. Weitere optionale Bauteile, wie beispielsweise Belüftungseinrichtungen oder Ähnliches, die je nach den gegebenen Anforderungen erforderlich sein können, können in dem Außengehäuse untergebracht sein.
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In einer Weiterbildung der Erfindung stehen mindestens eine Teilungsebene des Grundgehäuses und mindestens eine Teilungsebene des Außengehäuses senkrecht zueinander. Das Grundgehäuse und das Außengehäuse können aus zueinander korrespondierenden Gehäuseschalen zusammengesetzt sein. Beispielsweise können die Gehäuseschalen als Gehäusehalbschalen ausgebildet sein und das Grundgehäuse kann aus zwei Gehäusehalbschalen aufgebaut sein. Die Gehäusehalbschalen können entlang einer Teilungsebene des Grundgehäuses miteinander verbunden sein. Das Grundgehäuse kann von einem Außengehäuse umgeben sein, das aus zwei weiteren Gehäusehalbschalen aufgebaut ist, die ebenfalls an einer Teilungsebene miteinander verbunden sind. Die Teilungsebenen des Grundgehäuses und des Außengehäuses stehen senkrecht zueinander. Beispielsweise kann das Grundgehäuse eine horizontale Teilung aufweisen, während das Außengehäuse eine vertikale Teilung aufweist. Durch die senkrechte Ausrichtung der Teilungsebene ist eine besonders stabile und einfache Art des modularen Aufbaus des Gehäuses gegeben.
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In einer Weiterbildung der Erfindung umgibt das Grundgehäuse mindestens eine Laserlichtquelle und mindestens einen Messraum. In dem Grundgehäuse können die Hauptbestandteile der Feinstaubsensorik wie die Laserlichtquelle, ein Messraum und auch eine Empfangseinrichtung angeordnet sein. Durch das Grundgehäuse ist somit ein Grundmodul für eine Feinstaubmesseinrichtung ausgebildet, die eigenständig und unabhängig von dem Außengehäuse einsetzbar ist. Zur Auswertung können signalleitende Verbindungen zu einer externen Auswerteeinrichtung hergestellt sein.
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In einer Weiterbildung der Erfindung umgibt das Grundgehäuse mindestens eine Auswerteeinrichtung und mindestens eine Steuerungseinrichtung. Eine Auswerteeinrichtung und eine Steuerungseinrichtung können zur Auswertung der von einer optischen Empfangseinrichtung detektieren Laserstrahlung bzw. zur Steuerung der Messung dienen. In Verbindung mit einer Laserlichtquelle, einem Messraum und einer optischen Empfangseinrichtung ist eine vollständige Messeinrichtung zur Feinstauberfassung gegeben. Die Auswerteeinrichtung und die Steuerungseinrichtung können auch zur Steuerung anderer Verfahren oder Prozesse in einem Fahrzeug Verwendung finden.
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In einer Weiterbildung der Erfindung weist mindestens eine das Grundgehäuse ausbildende Gehäuseschale mindestens eine Aufnahmestruktur zur Aufnahme mindestens eines zu umgebenden Bauteils auf. Die Gehäuseschalen können Aufnahmestrukturen zur Aufnahme von Bauteilen, insbesondere von elektronischen Bauteilen wie beispielsweise der Laserlichtquelle, einer Auswerteeinrichtung oder einer optischen Empfangseinrichtung aufweisen. Durch diese Aufnahmestrukturen ist eine leichte Installation der für die Feinstaubsensorik benötigten Bauteile ermöglicht. Durch die Aufnahmestrukturen können die verschiedenen Bauteile mechanisch fixiert werden. Hierbei können beispielsweise Rastverbindungen, Clipverbindungen oder Ähnliche zum Einsatz kommen. Die Aufnahmestrukturen können hierbei als Ausnehmungen, Aufnahmemulden oder Ähnliches ausgebildet sein und an die aufzunehmenden Bauteile angepasst sein. Weiterhin können die Gehäuseschalen eine Luftführung, beispielsweise eine oder mehrere Luftführungskanäle, aufweisen bzw. diese durch Strukturen, insbesondere durch zusammengefügte Strukturen zweier Gehäuseschalen, ausbilden. Durch die Luftführungskanäle können zu untersuchende Luftvolumina in einen Messraum eingeleitet werden.
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In einer Weiterbildung der Erfindung weist mindestens eine das Grundgehäuse ausbildende Gehäuseschale mindestens eine Kontaktierungsstruktur zum elektrischen Kontaktieren der zu umgebenden Bauteile auf. Die Gehäuseschalen können Kontaktierungsstrukturen zum elektrischen Kontaktieren der aufzunehmenden Bauteile, wie beispielsweise der Laserlichtquelle, der Auswerteeinrichtung oder der optischen Empfangseinrichtung, aufweisen. Beispielsweise können die Kontaktierungsstrukturen durch Leiterbahnen oder Ähnliches auf den Gehäuseschalen ausgebildet sein. Des Weiteren können die Gehäuseschalen elektrisch leitende Steckverbindungen zur Aufnahme der Bauteile aufweisen. Somit ist durch die vorbereiteten Gehäuseschalen ein einfaches Bestücken der Gehäuseschalen mit den benötigten elektronischen Bauteilen möglich, ohne dass eine zusätzliche elektrische Kontaktierung vorgenommen werden muss.
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In einer Weiterbildung der Erfindung umgeben die das Außengehäuse ausbildenden Gehäuseschalen im zusammengefügten Zustand mindestens eine Lüftungseinrichtung und die das Außengehäuse ausbildenden Gehäuseschalen weisen Luftführungsstrukturen zum Ausbilden von Luftführungskanälen im zusammengeführten Zustand auf. Die Messeinrichtung weist mindestens eine Lüftungseinrichtung auf und die das Außengehäuse ausbildenden Gehäuseschalen umgeben mindestens eine Lüftungseinrichtung. Die Lüftungseinrichtung ist insbesondere zwischen den Gehäuseschalen des Außengehäuses und den Gehäuseschalen des Grundgehäuses angeordnet. Somit ist die Lüftungseinrichtung optional durch die Aufnahme des Grundgehäuses in das Außengehäuse zu installieren. Das Außengehäuse, insbesondere die Gehäuseschalen des Außengehäuses, können Luftführungsstrukturen aufweisen, die im zusammengefügten Zustand der Gehäuseschalen Luftführungskanäle ausbilden. Durch die Lüftungseinrichtung können beispielsweise zu untersuchende Luftvolumina in den Messraum eingebracht werden. Hierzu können die Luftführungskanäle eine luftleitende Verbindung zu dem Messraum aufweisen. Die Luftführungseinrichtung kann beispielsweise eine Ventilationseinrichtung zum Einbringen der zu untersuchenden Luft aufweisen. Durch die Hinzunahme des Außengehäuses ist die im Grundgehäuse angeordnete Feinstaubsensorik unabhängig von fahrzeugseitig vorgesehenen Lüftungseinrichtungen, die zum Betrieb der Feinstaubsensorik erforderlich sein können, einsetzbar.
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In einer Weiterbildung der Erfindung weist mindestens eine das Außengehäuse ausbildende Gehäuseschale mindestens einen elektrischen Kontakt zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem von dem Außengehäuse umgebenen Bauteil mit mindestens einem von dem Grundgehäuse umgebenden Bauteil auf. Durch die Anordnung des Grundgehäuses und des Außengehäuses zueinander kann eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Bauteilen, die in dem Außengehäuse aufgenommen sind und Bauteilen, die im Grundgehäuse aufgenommen sind, hergestellt sein. Beispielsweise kann ein Lüftermotor, der im Außengehäuse aufgenommen ist, durch eine elektrisch leitende Verbindung an eine Energieversorgung des Grundgehäuses angeschlossen werden. Somit ist es nicht notwendig bei Hinzunahme weiterer Komponenten durch die Verwendung des Außengehäuses eine eigene elektrische Versorgung sicherzustellen. Weiterhin kann über die elektrische Kontaktierung eine signalleitende Verbindung zwischen elektronischen Bauelementen in dem Außengehäuse mit der Steuerungseinrichtung des Grundgehäuses sichergestellt sein. Somit lassen sich zusätzliche elektronische Bauelemente in dem Außengehäuse, wie beispielsweise eine Ventilationseinrichtung über die Steuerungseinrichtung im Grundgehäuse steuern.
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In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Außengehäuse mindestens eine Luftaufbereitungseinrichtung auf. Durch die Luftaufbereitungseinrichtung im Außengehäuse kann beispielsweise die Temperatur oder auch die Luftfeuchtigkeit der zu untersuchenden Luftvolumina gesteuert werden.
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In einer Weiterbildung der Erfindung sind das Grundgehäuse und die vom Grundgehäuse umgebenden Bauteile unabhängig vom Außengehäuse verwendbar. In dem Grundgehäuse sind die wesentlichen Bauteile der Feinstaubsensorik angeordnet. Um die Feinstaubsensorik mit dem zu untersuchenden Luftvolumina zu versorgen, wird weiterhin eine Ventilationseinrichtung mit beispielsweise einem Luftführungssystem benötigt. Ein Luftführungssystem mit einer Ventilationseinrichtung kann in einem Kraftfahrzeug beispielsweise schon in einer Klimaanlage oder in einer Belüftungseinrichtung vorhanden sein. In ein bereits bestehendes Luftführungssystem kann das Grundgehäuse integrierbar ausgebildet sein, so dass das Außengehäuse nur notwendig ist, wenn keine Lüftungseinrichtung besteht.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Messeinrichtung. Durch den modularen Aufbau der Messeinrichtung mit einem Grundgehäuse, das die wesentlichen Bauteile der Feinstaubsensorik enthält und einem Außengehäuse, das optionale Bauteile wie beispielsweise eine Belüftungseinrichtung enthält, ist eine gute Anpassbarkeit der Messeinrichtung an die Gegebenheit in dem Kraftfahrzeug gegeben. Beispielsweise kann das Grundgehäuse ohne Außengehäuse verwendet werden, wenn in dem Kraftfahrzeug bereits eine Lüftungseinrichtung vorgesehen ist, in die das Grundgehäuse integrierbar ist. Ist keine Lüftungseinrichtung in dem Kraftfahrzeug vorhanden, kann das Außengehäuse mit entsprechenden Lüftungseinrichtungen um das Grundgehäuse herum angeordnet werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Im Einzelnen zeigt:
- 1: eine Messeinrichtung mit einem Grundgehäuse und einem Außengehäuse.
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In 1 ist eine Messeinrichtung 1 mit einem Grundgehäuse 2 und einem Außengehäuse 3 dargestellt. Das Grundgehäuse 2 ist aus zwei Gehäuseschalen 4, 5 aufgebaut. Die Gehäuseschalen 4, 5 sind an einer Teilungsebene 6 miteinander verbunden. In dem Grundgehäuse 2 ist die Feinstaubsensorik 7, die aus einer Laserlichtquelle, einem Messraum und einer Empfangseinrichtung bestehen kann, untergebracht. Weiterhin sind in dem Grundgehäuse 2 eine Auswerteeinrichtung 8 zur Auswertung der Feinstaubmessungen und eine Steuerungsreinrichtung zur Steuerung der Messung untergebracht. Das Grundgehäuse 2 weist einen Luftführungskanal 9 auf, durch den ein zu untersuchendes Luftvolumen in den Messraum eingeleitet werden kann. Das Außengehäuse 3 weist zwei Gehäuseschalen 10, 11 auf, die an einer Teilungsebene 13 miteinander verbunden sind. Die Teilungsebene 6 des Grundgehäuses 2 und die Teilungsebene 13 des Außengehäuses 3 stehen senkrecht zueinander. In dem Außengehäuse 3 ist eine Lüftungseinrichtung 14 angeordnet. Die Lüftungseinrichtung 14 kann beispielsweise durch eine Ventilationseinrichtung, beispielsweise einen Lüfter mit einem zugeordneten Lüftermotor ausgebildet sein. Weiterhin kann das Außengehäuse 3 eine Luftaufbereitungseinrichtung 15 aufweisen, die zur Einstellung der Luftfeuchtigkeit sowie der Lufttemperatur ausgebildet ist. Zur Überwachung der die Luftqualität kennzeichnenden Parameter kann die Luftaufbereitungseinrichtung 15 einen Luftqualitätssensor aufweisen. Die Lüftungseinrichtung 14 sowie die Luftaufbereitungseinrichtung 15 können signalleitend mit der Auswerteeinrichtung 8 verbunden sein. Zur Einleitung von zu untersuchenden Luftvolumina in einen Messraum weist das Außengehäuse 3 einen Luftführungskanal 16 auf, der luftleitend mit dem Luftführungskanal 9 des Grundgehäuses 2 verbunden ist. Das Grundgehäuse 2 mit der darin angeordneten Steuerungselektronik, der Auswerteeinrichtung 8 und der Feinstaubsensorik 7 ist unabhängig vom Außengehäuse 3 beispielsweise in eine Lüftungseinrichtung eines Fahrzeuges integrierbar. Ist eine Lüftungseinrichtung nicht verfügbar, ist es möglich das Außengehäuse 3 um das Grundgehäuse 2 herum anzuordnen, so dass die Messeinrichtung 1 um eine Lüftungseinrichtung 14 erweitert ist. Durch das Außengehäuse 3 ist somit eine optionale Ergänzung der im Grundgehäuse 2 angeordneten Bauteile um eine Lüftungseinrichtung 14 und/oder eine Luftaufbereitungseinrichtung 15 gegeben.
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Alle in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen genannten Merkmale sind in einer beliebigen Auswahl mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche kombinierbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle im Rahmen der Erfindung sinnvollen Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
