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TECHNISCHES GEBIET
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Das Gebiet, auf das sich die Offenbarung bezieht, beinhaltet Sensoranordnungen und insbesondere Fahrzeugabgassystem-NOx-Sensorinstallationsanordnungen.
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HINTERGRUND
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Häufig besteht ein Bedarf oder Wunsch einen Fluidstrom in einer enthaltenen Leitung zu testen und zu analysieren. Ein solches Beispiel kann Fahrzeugabgassysteme beinhalten, bei denen ein Verbrennungsluftausstrom des Motors durch das Abgassystem geführt wird. Ein Sensor oder Sensoren können in dem Abgassystem verwendet werden, um das Niveau von NOx zu überwachen, das ein Oberbegriff für die Oxide von Stickstoff ist. NOx kann während der Verbrennung aus einer Reaktion des natürlichen Stickstoffs und Sauerstoff, die in atmosphärischer Luft vorhanden sind, hergestellt werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ILLUSTRATIVEN VARIATIONEN
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Eine Anzahl von illustrativen Variationen können eine Schnorchelanordnung zur Messoptimierung eines Sensors beinhalten, worin die Schnorchelanordnung konfiguriert sein kann, um und im Abstand von dem Sensor positioniert zu werden. Die Schnorchelanordnung kann eine stromaufwärtige Seite und eine stromabwärtige Seite beinhalten. Die Schnorchelanordnung kann einen Tassenabschnitt mit einem Rohrabschnitt beinhalten, der sich aus dem Tassenabschnitt erstreckt. Der Rohrabschnitt kann eine Einlassöffnung auf der stromaufwärtigen Seite der Schnorchelanordnung beinhalten. Der Tassenabschnitt kann eine Austrittsöffnung an der stromabwärtigen Seite der Schnorchelanordnung beinhalten.
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Andere illustrative Variationen innerhalb des Umfangs der Erfindung werden aus der nachfolgend bereitgestellten detaillierten Beschreibung ersichtlich werden. Es sollte verstanden werden, dass die detaillierte Beschreibung und spezifische Beispiele, während sie Variationen innerhalb des Umfangs der Erfindung offenbaren, nur für Erläuterungszwecke bestimmt sind und nicht zur Begrenzung des Umfangs der Erfindung gedacht sind.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Ausgewählte Beispiele von Variationen innerhalb des Umfangs der Erfindung werden vollständiger aus der detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen verstanden, worin:
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1 eine fragmentarische, partielle Querschnittsdarstellung eines Abgassystems mit einer Sensoranordnung gemäß einer Anzahl von Variationen ist.
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2 eine Detailquerschnittsansicht einer Schnorchelanordnung für die Sensoranordnung von 1 ist.
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3 eine Detailansicht einer Schnorchelanordnung für die Sensoranordnung von 1 ist, von einer stromaufwärtigen Richtung betrachtet.
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4 eine Detailansicht einer Schnorchelanordnung für die Sensoranordnung von 1 ist, von einer stromabwärtigen Richtung betrachtet.
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5 eine Detailansicht einer Schnorchelanordnung für die Sensoranordnung von 1 ist, von einem Ende benachbart einer Umfangswand einer zugeordneten Leitung betrachtet.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ILLUSTRATIVEN VARIATIONEN
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Die folgende Beschreibung der Variationen ist lediglich veranschaulichend in der Natur und ist in keiner Weise dazu gedacht, den Umfang der Erfindung, ihre Anwendung oder Verwendungen einzuschränken.
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Eine Vielzahl von Systemen, die die Strömung von Fluiden beinhalten kann die Messung, Probenentnahme, oder Erfassen von Eigenschaften des strömenden Fluids beinhalten. Ein solches System, wie in 1 dargestellt, kann gemäß einer Anzahl von Variationen, eine Leitung in Form einer Abgasleitung 10 beinhalten. Das dargestellte Segment der Abgasleitung 10 kann in dem Abgassystem eines Fahrzeugs verbunden sein, und von einer Verbrennungskraftmaschine zur Atmosphäre führen. Ein Abgasstrom 12 kann aus einer selektiven katalytischen Reduktionseinheit 15 in die Abgasleitung 10 an einem Kragen 14 gerichtet werden. Der Kragen 14 kann direkt mit der selektiven katalytischen Reduktionseinheit 15 verbunden werden. Genaue Messung der Bestandteile des Fluidstroms 12 kann an diesem Ort wünschenswert sein und so kann eine Sensoranordnung 11 mit einem Sensor 16 mit der Abgasleitung 10 in Verbindung gebracht werden. Der Sensor 16 kann mit der Wand 17 der Abgasleitung 10, beispielsweise durch eine Abdeckung 21, verbunden werden, durch die er eingeführt sein kann, und wodurch er sich in das Abgasrohr 10 um einen Abstand 19 erstrecken kann. Der Sensor 16 kann von einem bekannten Typ sein, der Einlassöffnungen 18 beinhalten kann, durch die Fluid in der Abgasleitung 10 in den Sensor 16 eintreten kann, und er kann Auslassöffnungen 20 beinhalten, durch die Fluid den Sensor 16 verlassen kann, um sich wieder mit dem Abgasstrom 12 zu vereinigen. Innerhalb des Sensors 16 können Vorrichtungen bereitgestellt sein, die das Abgas untersuchen. Eine solche Vorrichtung kann ein NOx-Sensor sein, der ausgebildet sein kann, um in einer Hochtemperaturumgebung zu arbeiten und die Konzentration des NOx in dem Abgasstrom 12 zu erfassen. Der Sensor 16 kann mit einem On-Board-Controller über ein Leiterbündel 22 verbunden werden, um Rückkopplungssteuerung bereitzustellen, durch die der Betrieb des Motors und der zugehörigen Hardware in Reaktion auf die erfasste NOx-Konzentration variiert werden kann.
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Die Einlassöffnungen 18 können etwa in dem Abstand 19 von der Wand 17 angeordnet sein. Die Homogenität des Abgasstroms 12 kann über den Querschnitt der Abgasleitung 10, insbesondere aufgrund der benachbarten selektiven katalytischen Reduktionseinheit 15 an dem Kragen 14, variieren. Zur Unterstützung bei der Bereitstellung einer genauen Testung des Abgasstroms 12, kann der Sensoranordnung 11 eine Schnorchelanordnung 24 bereitgestellt sein. Der Schnorchelanordnung 24 kann einen Tassenabschnitt 26 und einen Rohrabschnitt 28 beinhalten. Der Tassenabschnitt 26 kann im Allgemeinen von zylindrischer Form sein und kann ein mit der Wand 17 verbundenes Ende 30 beinhalten. Der Tassenabschnitt 26 kann den Sensor 16 umgeben und kann eine, sich an einer stromabwärtigen Seite 33 in einem Abstand 34 von der Wand 17 befindliche, Austrittsöffnung 32 beinhalten, die mit den Auslassöffnungen 20 des Sensors 16 in Linie sein kann, die auch etwa im Abstand 34 von der Wand 17 angeordnet sein können. Der Rohrabschnitt 28 kann mit dem Tassenabschnitt 26 an einer stromaufwärtigen Seite 29 der Schnorchelanordnung 24 gebildet oder verbunden sein. Das Ende 35 des Tassenabschnitts 26 gegenüber dem Ende 30 kann zum Abgasstrom 12 um den Rohrabschnitt 28 offen sein. Das Ende 30 kann mit der Wand 17 separat von dem Sensor 16 verbunden werden, sodass die Abgasleitung 10 mit der Schnorchelanordnung 24 für die spätere Zugabe des Sensors 16 hergestellt sein kann. Der Rohrabschnitt 28 kann sich um einen Abstand 36 in die Abgasleitung 10 erstrecken, die ein Großteil der Strecke über die Abgasleitung 10 ist. Beispielsweise kann der Abstand 36 45 bis 55 Millimeter bei einer 60 Millimeter Durchmesser Abgasleitung 10 betragen. Der Rohrabschnitt 28 kann eine Anzahl von Einlassschlitzöffnungen 38 und 40, die entlang ihrer Länge verteilt und auf der stromaufwärtigen Seite 29 des Rohrabschnitts 28 angeordnet sind, aufweisen. Die Anzahl der Einlassöffnungen kann durch die Anwendung und den Durchmesser der Leitung bestimmt werden, die involviert ist, um mehrere separate Öffnungen, die ausreichend sind Fluid über einen Bereich des Leitungsquerschnitts zu erfassen, bereitzustellen. Zusätzlich kann das Ende 41 des Rohrabschnitts 26 zum Abgasstrom 12 geöffnet sein.
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Abgas kann in die Schnorchelanordnung 24 durch die Einlassschlitzöffnungen 38 und 40, das Ende 41 und auch durch das offene Ende 35 des Tassenabschnitts 26 eintreten. Diese Eintrittspunkte bieten eine Vielzahl von Probenentnahmestellen aus dem Abgasstrom 12, sicherstellend, dass eine genaue Probe des gesamten Stroms in die Schnorchelanordnung 24 geleitet wird. Innerhalb der Schnorchelanordnung 24 kann das Abgas gemischt werden und eine Probe des eingelassenen Gases in den Sensor 16 durch die Einlassöffnungen 18 eintreten. Innerhalb des Sensors 16 kann die Probe analysiert werden und kann dann durch die Austrittsöffnungen 20 austreten und weiter durch die Austrittsöffnung 32 fortfahren. Die Strömung muss in die Schnorchelanordnung 24 gelangen, um den Sensor 16 zu erreichen.
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Unter Bezugnahme auf 2, wird die Schnorchelanordnung 24 im Querschnitt dargestellt. Der Rohrabschnitt 28 kann sich um einen Abstand 27 in den zylindrischen Tassenabschnitt 26 erstrecken und kann an einem Ende 29 enden, das unterhalb (wie in 2 gesehen) der Austrittsöffnung 32 sein kann. Dies kann die Strömung in Richtung des Sensors 16 lenken. Der Tassenabschnitt 26 und der Rohrabschnitt 28 sind in einem Winkel 31 relativ zum Abgasstrom 12 orientiert, sodass das Ende 41 den Abgasstrom 12 in einem Angriffswinkel trifft. Der Winkel 31 kann bevorzugt so sein, dass die Schnorchelanordnung 24 zwischen 7 Grad und 12 Grad relativ zu einer Linie 37 senkrecht zum Fluidstrom 12 angeordnet ist. Das Bereitstellen des Winkels 31 zwischen 7 und 12 Grad kann die Bereitstellung eines gemischten Stroms durch die Schnorchelanordnung 24 zum Sensor 16 unterstützen. Darüber hinaus ist das Ende 41 abgewinkelt, um eine elliptische dem Abgasstrom 12 zugewandte Öffnung bereitzustellen, was am besten in 3 zu sehen ist, und so ist die Bezugnahme darauf gerichtet. Das offene Ende 41 kann angrenzend mit der Einlassschlitzöffnung 38 ausgebildet sein. Wie zu sehen ist, können die Einlassschlitzöffnungen 38 und 40 schlitzartig sein und können sich entlang einer Länge des Rohrabschnitts 28 erstrecken, um einen breiteren Abschnitt des Abgasstroms 12 zu erfassen.
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Eine Anzahl von Variationen kann in 4 gezeigt werden, die von der stromabwärtigen Seite 33 der Schnorchelanordnung 24 betrachtet wird. Die Austrittsöffnung 32 kann in einer ausgedehnten schlitzartigen Form ausgebildet sein, die sich über einen Teil des Tassenabschnitts 26 und um einen Teil der zylinderförmigen Wand erstreckt. Mit Bezug auf 5 ist die Schnorchelanordnung 24 aus der Perspektive der Wand 17 dargestellt, wo ersichtlich ist, dass das gegenüberliegende Ende 35 des Tassenabschnitts 26 und das Ende 41 des Rohrabschnitts 28 offen sind. Der Tassenabschnitt 26 und der Rohrabschnitt 28 können aus röhrenförmigen Abschnitten ausgebildet sein, die miteinander verbunden sind, oder als ein Stück ausgebildet sein. Der Durchmesser des Tassenabschnitts 26 kann dimensioniert werden, um den Sensor 16 mit ausreichendem Freiraum für die Strömungsmischung zu empfangen. Der Durchmesser des Rohrabschnitts 28 kann wesentlich kleiner sein als der Durchmesser des Tassenabschnitts 26, sodass die Strömung, die in die Schnorchelanordnung 24 eingelassen wird, verlangsamen kann, wenn sie in den Tassenabschnitt 26 eintritt. Der Durchmesser des Rohrabschnitts kann kleiner sein als der Sensor 16.
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Nach den in Bezug auf die 1–5 beschriebenen Variationen, kann eine Sensoranordnung 11 einen Mechanismus bereitstellen, um eine genaue Probe des Abgasstromes 12 zu erhalten. Die Schnorchelanordnung 24 kann angepasst werden, um handelsübliche NOx-Sensoren zu empfangen. Die folgende Beschreibung der Variationen ist nur veranschaulichend für Komponenten, Elemente, Handlungen, Produkte und Verfahren, die als innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung liegend betrachtet werden, und ist in keiner Weise beabsichtigt, solchen Schutzumfang zu begrenzen, durch das was spezifisch offenbart oder nicht ausdrücklich dargelegt ist. Die Komponenten, Elemente, Handlungen, Produkte und Verfahren, wie hierin beschrieben, können anders als hier ausdrücklich beschrieben kombiniert und neu angeordnet werden, und werden immer noch als innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung betrachtet.
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Variation 1 kann eine Schnorchelanordnung zur Messoptimierung eines Sensors beinhalten, worin die Schnorchelanordnung um herum und im Abstand von dem Sensor angeordnet sein kann. Die Schnorchelanordnung kann eine stromaufwärtige Seite und eine stromabwärtige Seite beinhalten. Die Schnorchelanordnung kann einen Tasseanbschnitt und einen Rohrabschnitt beinhalten, der sich aus dem Tassenabschnitt erstreckt. Der Rohrabschnitt kann eine Einlassöffnung auf der stromaufwärtigen Seite der Schnorchelanordnung aufweisen. Der Tassenabschnitt kann eine Austrittsöffnung an der stromabwärtigen Seite der Schnorchelanordnung aufweisen.
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Variation 2 kann Schnorchelanordnung nach Variation 1 beinhalten, worin die Einlassöffnung mehrere getrennte Öffnungen, die entlang des Rohrabschnitts angeordnet sind, beinhalten kann.
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Variation 3 kann Schnorchelanordnung nach Variation 1 oder 2 beinhalten, worin der Tassenabschnitt eine zylindrische Form aufweisen kann und der Rohrabschnitt sich in den Tassenabschnitt erstrecken kann.
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Variation 4 kann Schnorchelanordnung nach einer der Variationen 1 bis 3 beinhalten, worin der Sensor eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung beinhalten kann und so konfiguriert sein kann, dass Fluid durch den Sensor fließen kann.
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Variation 5 kann Schnorchelanordnung nach einer der Variationen 1 bis 4 beinhalten, worin die Schnorchelanordnung in einem Fluidstrom angeordnet ist und in einem Winkel von mindestens sieben Grad relativ zu einer Linie senkrecht zum Fluidstrom in Richtung der stromaufwärtigen Seite geneigt sein kann.
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Variation 6 kann Schnorchelanordnung nach Variation 5 beinhalten, worin die Schnorchelanordnung in einer Leitung angeordnet sein kann, die einen Abgasstrom führt.
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Variation 7 kann Schnorchelanordnung nach Variation 6 beinhalten, worin die Schnorchelanordnung sich über wenigstens fünfundsiebzig Prozent des Durchmessers der Leitung erstrecken kann.
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Variation 8 kann Schnorchelanordnung nach Variation 1 beinhalten, worin der Tassenabschnitt zylindrisch sein kann und die Austrittsöffnung verlängert sein kann und sich um einen Teil des Tassenabschnitts erstrecken kann. Der Sensor kann eine Auslassöffnung aufweisen, die mit der Austrittsöffnung ausgerichtet sein kann.
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Variation 9 kann Schnorchelanordnung nach Variation 1 beinhalten, worin der Rohrabschnitt zylindrisch sein kann und eine Anzahl von langgestreckten Einlassschlitzöffnungen, die entlang des Rohrabschnitts angeordnet sind, beinhalten kann.
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Variation 10 kann eine Sensoranordnung mit einem in einem Fluidstrom angeordneten Sensor beinhalten. Der Sensor kann dem Fluidstrom Proben entnehmen. Eine Schnorchelanordnung kann um den Sensor herum angeordnet sein. Die Schnorchelanordnung kann einen Tassenabschnitt umfassen, der zylindrisch sein kann und einen ersten Durchmesser aufweisen kann. Der erste Durchmesser kann so bemessen sein, dass der Tassenabschnitt um den Sensor herum verläuft. Die Schnorchelanordnung kann einen Rohrabschnitt aufweisen, der einen zweiten Durchmesser aufweisen kann. Der Rohrabschnitt kann sich von dem Sensor weg und in den Fluidstrom erstrecken. Der zweite Durchmesser kann kleiner sein als der erste Durchmesser, sodass der Sensor sich nicht in den Rohrabschnitt erstrecken kann.
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Variation 11 kann die Sensoranordnung gemäß Variation 10 beinhalten, worin der Fluidstrom von einer stromaufwärtigen Seite der Sensoranordnung zu einer stromabwärtigen Seite fließen kann. Der Rohrabschnitt kann eine Einlassöffnung auf der stromaufwärtigen Seite der Schnorchelanordnung beinhalten und der Tassenabschnitt kann eine Austrittsöffnung an der stromabwärtigen Seite der Schnorchelanordnung beinhalten.
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Variation 12 kann die Sensoranordnung gemäß Variation 10 oder 11 beinhalten, worin der Sensor Einlassöffnungen und Auslassöffnungen beinhalten kann. Ein Teil des Fluidstroms kann durch den Sensor fließen.
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Variation 13 kann die Sensoranordnung gemäß einer der Variationen 10 bis 12 beinhalten, worin die Schnorchelanordnung in Richtung der stromaufwärts gelegenen Seite in einem Winkel von mindestens sieben Grad relativ zu einer Linie senkrecht zum Fluidstrom geneigt sein kann.
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Variation 14 kann die Sensoranordnung gemäß einer der Variationen 10 bis 13 beinhalten, worin der Fluidstrom ein Abgasstrom sein kann, der ein Verbrennungsgas führt.
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Variation 15 kann die Sensoranordnung gemäß einer der Variationen 10 bis 14 beinhalten, worin der Tassenabschnitt zylindrisch sein kann und eine langgestreckte Austrittsöffnung, die sich durch den Tassenabschnitt erstreckt, beinhalten kann. Der Sensor kann Auslassöffnungen beinhalten, die mit der Austrittsöffnung ausgerichtet sind.
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Variation 16 kann die Sensoranordnung gemäß einer der Variationen 10 bis 15 beinhalten, worin der Rohrabschnitt zylindrisch sein kann und eine Anzahl von langgestreckten Einlassschlitzöffnungen, die entlang des Rohrabschnitts angeordnet sind, beinhalten kann.
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Variation 17 kann eine Sensoranordnung mit einem Sensor beinhalten, der angepasst ist, um Stickstoffoxide in einem Fluidstrom zu messen. Der Sensor kann sich in eine Abgasleitung erstrecken, die eine Wand aufweisen kann, die einen Durchmesser definiert, der den Fluidstrom enthält. Der Sensor kann einen Einlassanschluss und einen Auslassanschluss haben, um einen Teil des Abgasstroms in und durch den Sensor zuzulassen. Die Einlassöffnung und die Auslassöffnung können im Inneren der Abgasleitung angeordnet sein. Eine Schnorchelanordnung kann um den Sensor herum angeordnet sein, um eine Querschnittsprobe des Fluidstroms von dem ganzen Durchmesser und in die Schnorchelanordnung zur Lieferung an den Sensor zu leiten. Die Schnorchelanordnung kann sich in den Fluidstrom über einen Großteil des Durchmessers erstrecken. Die Schnorchelanordnung kann eine Anzahl von Öffnungen, die über den Fluidstrom verteilt sind, aufweisen.
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Variation 18 kann die Sensoranordnung gemäß Variation 17 beinhalten, worin die Mehrzahl mindestens fünfundsiebzig Prozent des Durchmessers beträgt.
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Variation 19 kann die Sensoranordnung gemäß Variation 17 oder 18 beinhalten, worin die Schnorchelanordnung einen Tassenabschnitt, der den Sensor umgibt, und einen Rohrabschnitt, der sich von dem Tassenabschnitt in einer Richtung in den Fluidstrom erstreckt, beinhalten kann.
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Variation 20 kann die Sensoranordnung gemäß einer der Variationen 17 bis 19 beinhalten, worin die Schnorchelanordnung in den Fluidstrom in einer Stromaufwärtsrichtung in einem Winkel von zwischen sieben Grad und elf Grad relativ zu einer Linie senkrecht zum Fluidstrom geneigt sein kann.
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Die obige Beschreibung von ausgewählten Variationen innerhalb des Umfangs der Erfindung ist lediglich veranschaulichend in der Natur und damit sind Variationen oder Varianten davon nicht als Abweichung vom Geist und Umfang der Erfindung anzusehen.
