DE102020128686A1 - Oil mist detector and method for checking the functionality of an oil mist detector - Google Patents
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Abstract
Zusammenfassend wird zur Verbesserung der Sicherheit der optischen Detektion von feinem Ölnebel (2) mit Hilfe eines Ölnebeldetektors (1) vorgeschlagen, dass ein Testgas mittels einer von dem Ölnebeldetektor (1) bereit gestellten oder zumindest angesteuerten Testgaszuführung (41) in einen Innenraum (4) eingespült wird und anschließend eine Gasprobe des Testgases durch eine Gasentnahmevorrichtung (29) des Ölnebeldetektors (1) hindurch wieder aus dem Innenraum (4) entnommen wird, um diese mit Hilfe des Ölnebeldetektors (1) optisch zu vermessen. Hierbei folgt das Testgas bevorzugt einem Strömungsweg bis zu einer optischen Messkammer (5) des Ölnebeldetektors (1), den eine Gasprobe aus dem Innenraum (4) in einem Normalbetrieb des Ölnebeldetektors (1) ausgehend von einer Ansaugöffnung (8) nimmt.In summary, to improve the reliability of the optical detection of fine oil mist (2) using an oil mist detector (1), it is proposed that a test gas be fed into an interior space (4) by means of a test gas feed (41) provided or at least controlled by the oil mist detector (1). is flushed in and then a gas sample of the test gas is removed from the interior (4) again through a gas sampling device (29) of the oil mist detector (1) in order to measure it optically with the aid of the oil mist detector (1). The test gas preferably follows a flow path to an optical measuring chamber (5) of the oil mist detector (1), which a gas sample takes from the interior (4) in normal operation of the oil mist detector (1), starting from an intake opening (8).
Description
Die Erfindung betrifft einen Ölnebeldetektor zur Detektion und/oder Analyse von Öl-Luft-Gemischen. Solche Gemische können als potentiell explosives Gemisch oder als ein (auch subexplosives) Gemisch mit einem charakterisierten Mischungsverhältnis vorliegen. Diese Gemische, die häufig in Form von Dispersionen von feinen Öltröpfchen in Luft vorkommen, werden auch als Ölnebel oder Aerosol bezeichnet.The invention relates to an oil mist detector for detecting and/or analyzing oil-air mixtures. Such mixtures can exist as a potentially explosive mixture or as a (also sub-explosive) mixture with a characterized mixing ratio. These mixtures, which often take the form of dispersions of fine oil droplets in air, are also known as oil mist or aerosols.
Zur Detektion und/oder Analyse des Öl-Luft-Gemischs, insbesondere von potentiell explosivem feinem Ölnebel, weist der Ölnebeldetektor eine Messkammer auf, die mindestens eine optische Messstrecke zur optischen Detektion eines Ölnebels ausbildet. Mithilfe der Messkammer kann der Ölnebeldetektor somit potentiell explosionsfähige Gemische oder Ölnebel erkennen, ein entsprechendes Warnsignal ausgeben und somit für eine erhöhte Betriebssicherheit sorgen.For the detection and/or analysis of the oil-air mixture, in particular potentially explosive fine oil mist, the oil mist detector has a measuring chamber that forms at least one optical measuring section for the optical detection of an oil mist. With the help of the measuring chamber, the oil mist detector can thus detect potentially explosive mixtures or oil mist, issue a corresponding warning signal and thus ensure increased operational safety.
Der Ölnebeldetektor kann dabei insbesondere so ausgestaltet sein, dass er in ein Kurbelraumgehäuse einer Kolbenmaschine (wie etwa ein Verbrennungsmotor, oder ein Kompressor) einsetzbar ist, um in dem Kurbelraumgehäuse entstehende feine Öltröpfchen frühzeitig detektieren zu können, da diese mit Luft ein explosives Gemisch in dem Kurbelraum bilden können.In particular, the oil mist detector can be designed in such a way that it can be used in a crankcase of a piston machine (such as an internal combustion engine or a compressor) in order to be able to detect fine oil droplets arising in the crankcase at an early stage, since these can form an explosive mixture with air in the Crank space can form.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Funktionsüberprüfung eines solchen Ölnebeldetektors.Furthermore, the invention relates to a method for checking the function of such an oil mist detector.
Die Detektion und Analyse von Öltröpfchen in Luft mit Hilfe von Licht ist grundsätzlich bekannt. Insbesondere sind Ölnebeldetektoren bekannt, die mittels Durchlicht- und/oder Streulicht-Messungen wie eingangs beschriebene Ölnebel detektieren können.The detection and analysis of oil droplets in air using light is generally known. In particular, oil mist detectors are known which can detect oil mist as described above by means of transmitted light and/or scattered light measurements.
Die Entstehung beziehungsweise Detektion von kleinen Öltröpfchen innerhalb eines überwachten Raums wie etwa eines Motorraums ist insofern relevant, als das Vorhandensein derartiger Öltröpfchen darauf rückschließen lässt, dass in naher Zukunft ein Ausfall des Motors zu erwarten ist. Im schlimmsten Fall kann es nämlich dazu kommen, dass die Öltröpfchen sich an durch Reibungswärme erhitzten Oberflächen oder sonstigen Zündquellen entzünden und so eine Explosion in dem überwachten Raum auslösen. Ähnliche Gefahren treten beispielsweise auch in Anlagen der Prozessindustrie auf und auch hier kann eine erfindungsgemäßer Ölnebeldetektor sinnvoll zur Überwachung eines Raums eingesetzt werden.The formation or detection of small oil droplets within a monitored space such as an engine compartment is relevant in that the presence of such oil droplets indicates that an engine failure is to be expected in the near future. In the worst case, it can happen that the oil droplets ignite on surfaces heated by friction or other sources of ignition, thus triggering an explosion in the monitored room. Similar dangers also occur, for example, in systems in the process industry, and here too an oil mist detector according to the invention can be used to monitor a room.
Es kann hierbei unterschieden werden zwischen mechanisch erzeugtem Ölnebel, der aus relativ großen Öltröpfchen mit Durchmessern von 50 µm oder mehr besteht und feinem Ölnebel, der aufgrund von heißen Oberflächen oder auf andere Weise durch Verdampfen erzeugt wird, wobei diese Art von Nebel typischerweise eine Tröpfchengröße von kleiner 10 µm, beispielsweise von 1-5 µm, aufweist. Diese kleinen Tröpfchen sind sehr gefährlich, da sie besonders leicht in Luft zur Bildung von potentiell explosiven Gemischen führen können.A distinction can be made between mechanically generated oil mist, which consists of relatively large oil droplets with a diameter of 50 µm or more, and fine oil mist, which is caused by evaporation due to hot surfaces or in some other way, with this type of mist typically having a droplet size of less than 10 microns, for example from 1-5 microns. These small droplets are very dangerous as they can form potentially explosive mixtures, particularly easily in air.
In typischen Anwendungssituationen entstehen jedoch sowohl diese kleinen Tröpfchen als auch die großen Öltröpfchen und bilden gemeinsam ein inhomogenes Öl-Luft-Gemisch, das optisch untersucht werden muss.In typical application situations, however, both these small droplets and the large oil droplets form and together form an inhomogeneous oil-air mixture that must be examined optically.
Die Erfindung hat es sich vor diesem Hintergrund zur Aufgabe gemacht, die Detektion solcher potentiell explosiver Öl-Luft-Gemische mit Hilfe eines Ölnebeldetektors, insbesondere bei der Entstehung in Verbrennungsmotoren, sicherer zu machen. Insbesondere soll durch die Erfindung eine korrekte Funktionsweise des Ölnebeldetektors gewährleistet beziehungsweise einfach überprüfbar gemacht werden.Against this background, the invention has set itself the task of making the detection of such potentially explosive oil-air mixtures more reliable with the aid of an oil mist detector, in particular when they occur in internal combustion engines. In particular, the invention is intended to ensure that the oil mist detector is functioning correctly and to make it easy to check.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß bei einem Ölnebeldetektor die Merkmale von Anspruch 1 vorgesehen. Insbesondere wird somit erfindungsgemäß zur Lösung der Aufgabe bei einem Ölnebeldetektor der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass der Ölnebeldetektor zum Einsetzen in ein Gehäuse, welches einen Innenraum begrenzt, eingerichtet ist, und dazu eingerichtet ist, ein Testgas von außen in den Innenraum einzuführen. Dieses kontrollierte Einführen kann beispielsweise durch Schalten eines Testgaseinlassventils der Testgaszuführung geschehen. Das heißt, der Ölnebeldetektor kann insbesondere dazu eingerichtet sein, einen Testgasfluss durch die Testgaszuführung zu regeln. Der Innenraum kann somit insbesondere ein Raum sein, der von dem Ölnebeldetektor überwacht wird („überwachter Raum“).To solve this problem, the features of
Hierbei ist es für eine einfache Nachrüstbarkeit des Ölnebeldetektors vorzuziehen, wenn der Ölnebeldetektor eine Testgaszuführung ausbildet. Durch manuelles und/oder automatisiertes Ansteuern der Testgaszuführung kann der Ölnebeldetektor ein Testgas von außen, insbesondere durch das Gehäuse hindurch, in den Innenraum einführen. Dadurch kann also eine künstliche Testgasatmosphäre in dem Innenraum geschaffen werden und diese kann nachfolgend mit dem Ölnebeldetektor testweise optisch vermessen werden.In this case, for easy retrofitting of the oil mist detector, it is preferable if the oil mist detector forms a test gas feed. By manually and/or automatically controlling the test gas supply, the oil mist detector can introduce a test gas into the interior from the outside, in particular through the housing. As a result, an artificial test gas atmosphere can be created in the interior and this can then be measured optically with the oil mist detector as a test.
Mit anderen Worten kann der Ölnebeldetektor somit dazu eingerichtet sein, selbsttätig, insbesondere im Rahmen eines Testbetriebs, ein Testgas über die Testgaszuführung in den Innenraum zuzuführen. Anschließend kann der Ölnebeldetektor dieses Testgas wieder aufnehmen und optisch vermessen, insbesondere um einen Selbsttest durchzuführen.In other words, the oil mist detector can thus be set up to automatically, esp especially as part of a test operation, to supply a test gas to the interior via the test gas supply. The oil mist detector can then pick up this test gas again and measure it optically, in particular to carry out a self-test.
Die Injektion von Testgas dient jedoch vornehmlich der Funktionsprüfung der Sicherheitsüberwachung. Der Bediener soll dieses jederzeit einbringen können, auch ohne dass das System darüber informiert ist. So kann beispielsweise die gesamte Signalkette - auch außerhalb des Ölnebeldetektors - des ausgelösten Alarmes geprüft werden.However, the injection of test gas is primarily used to test the safety monitoring function. The operator should be able to bring this in at any time, even without the system being informed. For example, the entire signal chain - including outside of the oil mist detector - of the triggered alarm can be checked.
Von Vorteil ist hierbei, dass der Ölnebeldetektor das von ihm in den Innenraum eingebrachte Testgas zu Testzwecken optisch vermessen kann, um so die korrekte Funktionsweise der in der Messkammer ablaufenden optischen Detektion zu überprüfen. Somit kann also der Ölnebeldetektor seine eigene korrekte Funktionsweise selbständig, insbesondere automatisiert, mittels einer optischen Testgasmessung überprüfen.The advantage here is that the oil mist detector can optically measure the test gas introduced by it into the interior for test purposes in order to check the correct functioning of the optical detection taking place in the measuring chamber. The oil mist detector can thus check its own correct functioning independently, in particular automatically, by means of an optical test gas measurement.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist hierbei die Messkammer außerhalb des Innenraums angeordnet, wenn der Ölnebeldetektor in das besagte Gehäuse, vorzugsweise abdichtend, eingesetzt ist. Denn dies ist vorteilhaft, um die Messkammer zu warten, insbesondere zu reinigen, ohne hierfür den Ölnebeldetektor aus dem Gehäuse ausbauen zu müssen.According to a preferred embodiment, the measuring chamber is arranged outside of the interior when the oil mist detector is inserted into said housing, preferably in a sealed manner. Because this is advantageous in order to service the measuring chamber, in particular to clean it, without having to remove the oil mist detector from the housing for this purpose.
Bevorzugt weist der Ölnebeldetektor zudem eine eigene Gasfördervorrichtung zum aktiven Entnehmen von Gasproben aus dem Innenraum auf. Denn dies ermöglicht es, den Ölnebeldetektor an bestehenden Verbrennungsmotoren einfach nachzurüsten. Bevorzugt kann die Gasfördervorrichtung als eine elektrische Gasförderpumpe, insbesondere konfiguriert als eine Ansaugpumpe, ausgestaltet sein.The oil mist detector preferably also has its own gas conveying device for actively taking gas samples from the interior. Because this makes it possible to easily retrofit the oil mist detector to existing combustion engines. The gas delivery device can preferably be designed as an electric gas delivery pump, in particular configured as a suction pump.
Alternativ kann der Ölnebeldetektor aber auch auf einem Arbeitsprinzip beruhen, dass keine Gasfördervorrichtung erfordert. Das Arbeitsprinzip kann beispielsweise auf Diffusion beruhen oder anderweitig passiv sein. Auch in diesem Fall ist es vorteilhaft, über eine Zugangsöffnung zum Kurbelraum, die für die Messung ohnehin erforderlich ist, ein Testgas zugeben zu können.Alternatively, the oil mist detector can also be based on a working principle that does not require a gas conveying device. The working principle can, for example, be based on diffusion or be otherwise passive. In this case, too, it is advantageous to be able to add a test gas via an access opening to the crank chamber, which is necessary for the measurement anyway.
Ferner kann der Ölnebeldetektor eine Gasentnahmevorrichtung aufweisen, die durch eine Öffnung in dem Gehäuse in den Innenraum geführt ist, wenn der Ölnebeldetektor in das Gehäuse eingesetzt ist. Mit anderen Worten kann der Ölnebeldetektor somit eine Gasentnahmevorrichtung aufweisen, die zur Entnahme von Gasproben aus dem Innenraum und durch das Gehäuse hindurch eingerichtet ist. Mit der Gasentnahmevorrichtung und der Gasfördervorrichtung können somit Gasproben aus dem Innenraum entnommen und in die, vorzugsweise außerhalb des Innenraums angeordnete, Messkammer befördert werden, um dort vermessen zu werden.Furthermore, the oil mist detector can have a gas extraction device, which is led through an opening in the housing into the interior when the oil mist detector is inserted into the housing. In other words, the oil mist detector can thus have a gas extraction device which is set up to extract gas samples from the interior and through the housing. With the gas sampling device and the gas conveying device, gas samples can thus be taken from the interior and conveyed into the measuring chamber, which is preferably arranged outside the interior, in order to be measured there.
Wie noch genauer zu erläutern sein wird, ist es für eine hohe Funktionssicherheit der späteren normalen Vermessung von Gasproben aus dem Innenraum mit Hilfe des Ölnebeldetektors entscheidend, dass die Gasprobe des Testgases die gleiche Wegstrecke aus dem Innenraum in die Messkammer zurücklegt, wie eine im Normalbetrieb mit dem Ölnebeldetektor untersuchte Gasprobe aus dem Innenraum. Daher ist es vorzugziehen, wenn bei der Testgasmessung die jeweilige (Test-)Gasprobe stets die Gasentnahmevorrichtung des Ölnebeldetektors passiert und dabei von der Gasfördervorrichtung in die Messkammer befördert wird.As will be explained in more detail, it is crucial for a high level of functional reliability of the subsequent normal measurement of gas samples from the interior using the oil mist detector that the gas sample of the test gas travels the same distance from the interior into the measuring chamber as one does in normal operation gas sample from the interior examined with the oil mist detector. It is therefore preferable if, during the test gas measurement, the respective (test) gas sample always passes the gas extraction device of the oil mist detector and is conveyed into the measuring chamber by the gas delivery device.
Zudem muss der Ölnebeldetektor dann für einen wie zuvor beschriebenen Funktionstest mit Hilfe einer Testgasprobe nicht ausgebaut werden, sondern ein Test der korrekten Funktionsweise des Ölnebeldetektors kann in (einem in das Gehäuse) eingebautem Zustand erfolgen.In addition, the oil mist detector then does not have to be removed for a function test as described above using a test gas sample, but a test of the correct functioning of the oil mist detector can be carried out when it is installed (in the housing).
Mit anderen Worten schlägt die Erfindung somit vor, dass zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe der Ölnebeldetektor dazu eingerichtet ist, mittels der Testgaszuführung ein Testgas von außen in den besagten Innenraum einzuführen, um anschließend eine Probe dieses Testgases durch die Gasentnahmevorrichtung des Ölnebeldetektors mittels der Gasfördervorrichtung zu entnehmen und in der Messkammer optisch zu vermessen.In other words, the invention thus proposes that, in order to achieve the object mentioned at the outset, the oil mist detector is set up to introduce a test gas from the outside into said interior space by means of the test gas supply, in order to then supply a sample of this test gas through the gas extraction device of the oil mist detector using the gas conveying device removed and optically measured in the measuring chamber.
Im normalen Betrieb des Ölnebeldetektors können hingegen Gasproben einer in dem Innenraum befindlichen oder gerade entstehenden Gasatmosphäre, also insbesondere eines in dem Innenraum entstehenden Ölnebels, durch die Gasentnahmevorrichtung mit Hilfe der Gasfördervorrichtung entnommen und der Messkammer zur optischen Vermessung zugeführt werden.In normal operation of the oil mist detector, on the other hand, gas samples of a gas atmosphere present or just emerging in the interior, i.e. in particular an oil mist occurring in the interior, can be taken by the gas sampling device with the aid of the gas delivery device and fed to the measuring chamber for optical measurement.
Die Testgaszuführung ist bevorzugt an dem Ölnebeldetektor so ausgebildet, dass diese - wenn der Ölnebeldetektor in das Gehäuse eingesetzt ist - durch die Öffnung in den Innenraum geführt ist, durch welche auch die Gasentnahmevorrichtung geführt ist. Mit anderen Worten kann es bevorzugt vorgesehen sein, dass die Testgaszuführung zusammen mit den weiteren Komponenten des Ölnebeldetektors als eine einzige kompakte Baueinheit ausgebildet ist. Diese Baueinheit kann dabei in das besagte Gehäuse einsetzbar sein, wobei Komponenten wie die Messkammer außerhalb des Gehäuses / des Innenraums angeordnet sein können.The test gas supply line is preferably designed on the oil mist detector in such a way that, when the oil mist detector is inserted into the housing, it is routed through the opening into the interior, through which the gas extraction device is also routed. In other words, it can preferably be provided that the test gas supply is designed as a single compact unit together with the other components of the oil mist detector. This assembly can be used in said housing, with compo nents how the measuring chamber can be arranged outside the housing / the interior.
Besonders zu bevorzugen für eine einfache Montage ist es hierbei, wenn die Testgaszuführung in die zuvor erläuterte Gasentnahmevorrichtung integriert ist.For ease of assembly, it is particularly preferable if the test gas supply is integrated into the gas extraction device explained above.
In wiederum anderen Ausgestaltungen kann es, je nach Anwendung, hingegen vorteilhaft sein, die Testgaszuführung separat vom Rest des Ölnebeldetektors anzuordnen. In diesem Fall kann der Ölnebeldetektor beispielsweise lediglich steuernd auf die Testgaszuführung zugreifen, etwa über eine entsprechende Steuerleitung, um das Einströmen des Testgases in den Innenraum zu initiieren. In diesem Fall kann somit die Testgaszuführung und die besagte Gasentnahmevorrichtung an unterschiedlichen Stellen in den Innenraum geführt sein.In yet other configurations, depending on the application, it can be advantageous to arrange the test gas feed separately from the rest of the oil mist detector. In this case, the oil mist detector can, for example, only access the test gas supply in a controlling manner, for example via a corresponding control line, in order to initiate the flow of the test gas into the interior. In this case, the test gas supply and said gas extraction device can be guided into the interior at different points.
In beiden Fällen - Integration der Testgaszuführung in die Gasentnahmevorrichtung oder separate Ausgestaltung - ist es jedoch für eine hohe Sicherheit der Funktionsprüfung des Ölnebeldetektors von großem Vorteil, wenn die die Testgaszuführung gerade so ausgestaltet ist, dass in einem Testmessbetrieb die Testgasprobe den gleichen Weg vom Innenraum bis zur Messkammer zurücklegt wie eine Gasprobe, die im normalen Messbetrieb von dem Ölnebeldetektor aus dem Innenraum entnommen und optisch vermessen wird. Dieser Weg kann dabei durch die Gasentnahmevorrichtung verlaufen. Durch diesen Ansatz wird sichergestellt, dass die Funktionsweise des Ölnebeldetektors überprüft wird, die für die tatsächliche spätere Messaufgabe relevant ist. Beispielsweise kann so eine Blockade innerhalb der Gasentnahmevorrichtung mit Hilfe des Testgases detektiert werden und nicht nur die korrekte Funktionsweise der optischen Messung in der Messkammer.In both cases - integration of the test gas supply into the gas extraction device or separate design - it is of great advantage for a high level of reliability of the functional test of the oil mist detector if the test gas supply is designed in such a way that in a test measurement operation the test gas sample follows the same path from the interior to travels to the measuring chamber like a gas sample, which is taken from the interior by the oil mist detector during normal measuring operation and optically measured. This path can run through the gas extraction device. This approach ensures that the functioning of the oil mist detector is checked, which is relevant for the actual subsequent measurement task. For example, a blockage within the gas sampling device can be detected using the test gas and not just the correct functioning of the optical measurement in the measuring chamber.
Die Gasentnahmevorrichtung, kann beispielsweise in Form eines Ansaugrohrs oder -schlauchs ausgestaltet sein und/oder bevorzugt in den Innenraum hinein ragen in der Einbausituation. Dadurch kann punktgenau an einer gewünschten Stelle innerhalb des Innenraums eine Gasprobe mit der Gasentnahmevorrichtung entnommen werden.The gas extraction device can be designed, for example, in the form of an intake pipe or hose and/or preferably protrude into the interior in the installation situation. As a result, a gas sample can be taken with the gas sampling device precisely at a desired point within the interior.
Durch die Gasentnahmevorrichtung des Ölnebeldetektors können aufgrund der Testgaszuführung bei in das Gehäuse eingebautem Ölnebeldetektor somit Gasproben sowohl einer in dem Innenraum befindlichen Gasatmosphäre als auch Gasproben des über die Testgaszuführung in den Innenraum zugeführten Testgases aus dem Innenraum entnommen und der Messkammer zugeführt werden. Anschließend können diese Gasproben dann jeweils in der Messkammer optisch vermessen werden. Dadurch kann insbesondere während des laufenden Betriebs in kontinuierlichen Abständen eine Sicherheitsüberprüfung der korrekten Funktionsweise des Ölnebeldetektors mit Hilfe des Testgases durchgeführt werden, wie noch genauer im Hinblick auf das erfindungsgemäße Verfahren zu erläutern sein wird.Due to the test gas supply when the oil mist detector is installed in the housing, the gas sampling device of the oil mist detector can thus be used to take gas samples from both a gas atmosphere in the interior and gas samples from the test gas fed into the interior via the test gas supply and from the interior and to the measuring chamber. These gas samples can then be measured optically in the measuring chamber. As a result, a safety check of the correct functioning of the oil mist detector can be carried out at continuous intervals, particularly during ongoing operation, with the aid of the test gas, as will be explained in more detail with regard to the method according to the invention.
Ein besonders geeigneter Einsatzzweck eines solchen Ölnebeldetektors sieht vor, dass der Ölnebeldetektor zum Einsetzen in ein Kurbelraumgehäuse, welches einen Kurbelraum eines Verbrennungsmotors begrenzt, eingerichtet ist. Denn dadurch lässt sich das Entstehen von feinem Ölnebel in dem Kurbelraum praktisch ohne Zeitverzögerung (beispielsweise bis auf einen konstanten Zeitverzug zwischen dem Istzustand im Kurbelgehäuse und dem den Zustand repräsentierenden Messwert von etwa einer Sekunde) in Echtzeit überwachen. In diesem Fall kann demnach die Gasentnahmevorrichtung durch eine Öffnung in dem Kurbelraumgehäuse in den Kurbelraum geführt sein, insbesondere in den Kurbelraum hineinragen, wenn der Ölnebeldetektor in das Kurbelraumgehäuse eingesetzt ist. Die Fähigkeit, in dem Kurbelraumgehäuse entstehende Öltröpfchen mit dem Ölnebeldetektor frühzeitig detektieren zu können, ist wichtig, da diese Öltröpfchen mit Luft ein potentiell explosives Gemisch bilden können.A particularly suitable application of such an oil mist detector provides that the oil mist detector is set up for insertion into a crankcase housing, which delimits a crankcase of an internal combustion engine. As a result, the formation of fine oil mist in the crankcase can be monitored in real time with practically no time delay (for example, except for a constant time delay between the actual condition in the crankcase and the measured value representing the condition of about one second). In this case, the gas sampling device can be guided through an opening in the crankcase into the crankcase, in particular protrude into the crankcase when the oil mist detector is inserted into the crankcase. The ability to early detect oil droplets forming in the crankcase with the oil mist detector is important because these oil droplets can form a potentially explosive mixture with air.
Erfindungsgemäß kann die Aufgabe auch durch weitere vorteilhafte Ausführungen gelöst werden:
- So schlägt eine besonders bevorzugte Ausgestaltung zur Erhöhung der Sicherheit des Betriebs des Ölnebeldetektors vor, dass der Ölnebeldetektor dazu eingerichtet ist, einen Selbsttest seiner Funktionsweise auf Basis einer an einer Gasprobe des Testgases vorgenommenen optischen Messung in der Messkammer auszuführen. Hierbei ist es bevorzugt, wenn der Ölnebeldetektor zusätzlich zur Ausgabe eines Benutzerhinweises eingerichtet ist, welcher das Ergebnis des Selbsttests wiedergibt. Ein Benutzer kann dann nämlich anhand des Benutzerhinweises entscheiden, ob der Ölnebeldetektor noch sicher arbeitet oder aber ausgetauscht / gewartet werden muss.
- A particularly preferred embodiment to increase the reliability of the operation of the oil mist detector proposes that the oil mist detector be set up to carry out a self-test of its functioning based on an optical measurement made on a gas sample of the test gas in the measuring chamber. In this case, it is preferred if the oil mist detector is additionally set up to output user information, which reflects the result of the self-test. A user can then use the user information to decide whether the oil mist detector is still working reliably or whether it needs to be replaced/maintained.
Vereinfacht gesprochen, kann der Ölnebeldetektor somit selbstständig überprüfen, ob die Messkammer Testgas detektiert, sobald dieses über die Testgaszuführung in den Innenraum eingeführt wird. Ist dies der Fall, fällt das Ergebnis des Selbsttests positiv aus, denn das Testgas muss dazu von der Gasfördervorrichtung ordnungsgemäß vom Innenraum in die Messkammer befördert worden sein. Somit ist durch einen solchen Selbsttest überprüfbar, ob die Gasentnahmevorrichtung und/oder die Gasfördervorrichtung und/oder die Messkammer ordnungsgemäß arbeitet/arbeiten.Put simply, the oil mist detector can thus independently check whether the measuring chamber detects test gas as soon as this is introduced into the interior via the test gas supply. If this is the case, the result of the self-test is positive because the test gas must have been transported properly from the interior into the measuring chamber by the gas delivery device. Such a self-test can thus be used to check whether the gas extraction device and/or the gas delivery device and/or the measuring chamber is/are working properly.
Die Messkammer ist bevorzugt mit einem Ansaugkanal verbunden. Der Ansaugkanal kann dabei in einer Ansaugöffnung münden. Die Ansaugöffnung kann wiederum von der Gasentnahmevorrichtung ausgebildet sein und/oder im eingebauten Zustand im Innenraum angeordnet sein.The measuring chamber is preferably connected to an intake duct. The intake channel can open into an intake opening. The suction opening can in turn be formed by the gas extraction device and/or can be arranged in the interior when installed.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung befindet sich somit die Ansaugöffnung innerhalb des Innenraums, also insbesondere innerhalb des zuvor beschriebenen Kurbelraums, wenn der Ölnebeldetektor in das besagte Gehäuse, insbesondere in das besagte Kurbelraumgehäuse, eingesetzt ist.According to a preferred embodiment, the intake opening is thus located inside the interior, ie in particular inside the crank chamber described above, when the oil mist detector is inserted into said housing, in particular into said crank chamber housing.
Die Messkammer wiederum kann bevorzugt außerhalb des Innenraums / Kurbelraums angeordnet sein. Dies ist beispielsweise vorteilhaft, um die Anforderungen an eine Temperaturstabilität der optischen Messung zu gewährleisten.The measuring chamber, in turn, can preferably be arranged outside of the interior space/crank space. This is advantageous, for example, in order to ensure the requirements for temperature stability of the optical measurement.
Mittels des Ansaugkanals können somit Gasproben aus dem Innenraum durch das Gehäuse hindurch in die Messkammer leitbar sein.Gas samples can thus be conducted from the interior through the housing into the measuring chamber by means of the intake channel.
Um eine Testgasmessung zu ermöglichen, die einer eigentlichen Messung möglichst nahe kommt, ist es vorteilhaft, wenn die Testgaszuführung im Bereich der Ansaugöffnung, vorzugsweise in unmittelbarer Nachbarschaft zur Ansaugöffnung, mündet. Denn dadurch kann ein Testgas, welches über die Testgaszuführung in den Innenraum/Kurbelraum zugeführt wird, durch die Ansaugöffnung aus dem Innenraum/Kurbelraum entnehmbar sein / entnommen werden.In order to enable a test gas measurement that comes as close as possible to an actual measurement, it is advantageous if the test gas supply ends in the area of the suction opening, preferably in the immediate vicinity of the suction opening. This is because a test gas, which is supplied via the test gas supply into the interior/crank space, can be removed from the interior/crank space through the intake opening.
Dadurch kann insbesondere erreicht werden, dass, bei in das Gehäuse / Kurbelraumgehäuse eingesetztem Ölnebeldetektor, ein über die Testgaszuführung eingeleitetes Testgas einem gleichen Weg in die Messkammer folgt, welcher eine Gasprobe nimmt, die von dem Ölnebeldetektor im normalen Betrieb aus dem Innenraum/Kurbelraum mittels der Gasentnahmevorrichtung entnommen wird.In particular, this means that when the oil mist detector is installed in the housing/crankcase, a test gas introduced via the test gas supply follows the same path into the measuring chamber, which takes a gas sample that is taken by the oil mist detector in normal operation from the interior/crankcase by means of the Gas sampling device is removed.
Mit dem erfindungsgemäß ausgestalteten Ölnebeldetektor und mittels des Testgases kann somit geprüft werden, ob die Entnahmevorrichtung Testgas aus dem Kurbelinnenraum zur Messkammer weiterleiten kann. Denn beispielsweise bei einem teilweisen Verschluss der Gasentnahmevorrichtung kann es vorkommen, dass die Messergebnisse des Ölnebeldetektor eine Detektion von feinem Ölnebel verneinen, obwohl ein solcher gerade in dem Innenraum entsteht. Solche falschen Messergebnisse können durch das regelmäßige Durchführen von Testgasmessungen vermieden werden. Hierbei kann das Testgas nämlich gerade so gewählt sein, dass bei ordentlicher Funktionsweise des Ölnebeldetektor, also insbesondere ordentlichem Funktionieren der Gasentnahmevorrichtung, der Ölnebeldetektor das Vorhandensein des Testgases in der Messkammer optisch detektieren kann. Dadurch können Rückschlüsse gezogen werden, dass das Testgas ordnungsgemäß von der Gasfördervorrichtung durch die Gasentnahmevorrichtung hindurch in die Messkammer befördert wurde.With the oil mist detector designed according to the invention and by means of the test gas, it can thus be checked whether the sampling device can forward test gas from the crank interior to the measuring chamber. Because, for example, if the gas sampling device is partially closed, it can happen that the measurement results of the oil mist detector deny a detection of fine oil mist, although such is currently occurring in the interior. Such incorrect measurement results can be avoided by regularly carrying out test gas measurements. In this case, the test gas can be selected in such a way that when the oil mist detector is functioning properly, ie in particular when the gas extraction device is functioning properly, the oil mist detector can optically detect the presence of the test gas in the measuring chamber. As a result, conclusions can be drawn that the test gas was properly conveyed from the gas conveying device through the gas sampling device into the measuring chamber.
Es ist auch möglich, ungeeignete Einbaupositionen zu erkennen. Dies rührt daher, dass es im Kurbelraum Bereiche gibt, in denen erhebliche Mengen Spritzöl der Gleitlager anfallen, so genannte „Öl-Disks“. Das Spritzöl kann dabei die Messgenauigkeit durch die Entnahmevorrichtung negativ beeinflussen. Da die Erfindung einen Test im normalen Betriebsablauf ermöglicht, ohne dass der Motor angehalten werden muss, kann somit auch eine Funktionsunfähigkeit oder eine verminderte Funktionsfähigkeit durch eine ungeeignete Einbauposition, die sich erste im Betriebsablauf zeigen würde, erkannt werden.It is also possible to detect unsuitable installation positions. This is due to the fact that there are areas in the crankcase where significant amounts of splash oil from the plain bearings accumulate, so-called "oil discs". The splashing oil can negatively affect the measurement accuracy through the sampling device. Since the invention enables a test to be carried out during normal operation without the engine having to be stopped, it is also possible to detect an inoperability or reduced operability due to an unsuitable installation position, which would first become apparent during operation.
Eine weitere besonders bevorzugte da robuste Ausgestaltung sieht vor, dass die Gasentnahmevorrichtung einen ersten Kanal zum Zuführen eines Stroms des Testgases (Testgasstrom) in den Innenraum/Kurbelraum, insbesondere zur Ansaugöffnung, aufweist, sowie einen zweiten Kanal zum Abführen einer Gasprobe aus dem Innenraum/Kurbelraum in die Messkammer. Bei einer solchen Ausgestaltung ist es vorzuziehen, wenn der zweite Kanal die Ansaugöffnung mit der Messkammer verbindet und/oder den zuvor erläuterten Ansaugkanal ausbildet.Another particularly preferred, because it is robust, embodiment provides that the gas extraction device has a first channel for supplying a stream of test gas (test gas stream) into the interior/crankcase, in particular to the intake opening, and a second channel for removing a gas sample from the interior/crankcase into the measuring chamber. In such a configuration, it is preferable if the second channel connects the suction opening to the measuring chamber and/or forms the suction channel explained above.
Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn der erste und der zweite Kanal gemeinsam ausgebildet sind. Beispielsweise kann ein einziger Kanal zunächst als Zuleitung für das Testgas in den Innenraum genutzt werden und anschließend als Abführkanal, um das Testgas aus dem Innenraum - wie eine normale Gasprobe im Normalbetrieb - abzuführen und zur Messkammer zu leiten. Es kann hierbei auch vorgesehen sein, dass die Gasprobe durch Verwirbelungen im Kurbelgehäuse oder durch Diffusion in die Messkammer gelangt.Furthermore, it can be advantageous if the first and the second channel are formed together. For example, a single duct can first be used as a supply line for the test gas into the interior and then as a discharge duct to discharge the test gas from the interior—like a normal gas sample in normal operation—and conduct it to the measuring chamber. Provision can also be made here for the gas sample to reach the measuring chamber as a result of turbulence in the crankcase or as a result of diffusion.
Bevorzugt ist jedoch der erste Kanal von dem zweiten Kanal - beispielsweise mittels einer Trennwand - separiert. In diesem Fall kann ein kontinuierlicher Testgasstrom über den ersten Kanal in den Innenraum geleitet werden, während das Testgas mittels des zweiten Kanals aus dem Innenraum in die Messkammer geführt wird, um dort vermessen zu werden.However, the first channel is preferably separated from the second channel, for example by means of a partition. In this case, a continuous flow of test gas can be conducted into the interior via the first channel, while the test gas is conducted from the interior into the measuring chamber by means of the second channel in order to be measured there.
Es kann auch vorgesehen sein, dass der erste Kanal in den zweiten Kanal mündet, vorzugsweise beabstandet von einer, beispielsweise der bereits erwähnten, Ansaugöffnung. Somit ist eine platzsparende Ausgestaltung bereitstellbar.Provision can also be made for the first channel to open into the second channel, preferably at a distance from an intake opening, for example the one already mentioned. A space-saving configuration can thus be provided.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Rückführkanal ausgebildet ist, mit welchem das über den Ansaugkanal entnommene Messgas in den Kurbelraum rückgeführt ist. Somit ist ein Austritt des Messgases aus dem überwachten Raum vermeidbar. Der erste Kanal kann hierbei beispielsweise vollständig oder teilweise getrennt von dem Rückführkanal ausgebildet sein oder mit diesem übereinstimmen.In one embodiment of the invention, it can be provided that a return duct is formed, with which the measurement gas taken via the intake duct is returned to the crank chamber. This means that the sample gas cannot escape from the monitored area. In this case, the first channel can, for example, be designed completely or partially separately from the return channel or correspond to it.
Besonders günstig ist es jedoch, wenn der erste Kanal und der zweite Kanal vollständig separat ausgebildet sind. Dies ermöglicht eine Funktionsprüfung des gesamten zweiten Kanals und somit eine volle Funktionsprüfung des Ölnebeldetektors. Besonders günstig ist es hierbei, wenn eine Ansaugöffnung des zweiten Kanals zu einem (distalen oder von der Messkammer abgewandten) Ende des ersten Kanals als zu einer Rückführungsöffnung eines Rückführkanals angeordnet ist. Somit ist ein (gewollter) fluidischer Kurzschluss zwischen dem ersten Kanal und dem zweiten Kanal erreichbar, der im Normalbetrieb zwischen dem zweiten Kanal und dem Rückführkanal vermieden werden sollte, um das tatsächlich im Kurbelraum vorhandene Gas zu erfassen.However, it is particularly favorable if the first channel and the second channel are formed completely separately. This enables a functional test of the entire second channel and thus a full functional test of the oil mist detector. It is particularly favorable here if a suction opening of the second channel is arranged at an end (distal or facing away from the measuring chamber) of the first channel than at a return opening of a return channel. A (desired) fluidic short circuit between the first channel and the second channel can thus be achieved, which should be avoided during normal operation between the second channel and the return channel in order to detect the gas actually present in the crankcase.
Ferner kann es in bestimmten Anwendungen vorteilhaft sein, wenn die Testgaszuführung, d.h. insbesondere die zuvor erläuterte Gasentnahmevorrichtung sofern die Testgaszuführung in diese integriert ist, einen Außendurchmesser aufweist, der durch ein ¾ Zoll-Gewinde geführt werden kann. Denn in diesem Fall können bestehende Systeme besonders einfach umgerüstet werden, um die Vorteile der Erfindung nutzen zu können.Furthermore, it can be advantageous in certain applications if the test gas supply, i.e. in particular the gas sampling device explained above, if the test gas supply is integrated into it, has an outer diameter that can be guided through a ¾ inch thread. In this case, existing systems can be converted particularly easily in order to be able to use the advantages of the invention.
Zur Lösung der genannten Aufgabe sind erfindungsgemäß zudem die Merkmale des unabhängigen Verfahrensanspruchs vorgesehen. Insbesondere wird somit erfindungsgemäß zur Lösung der Aufgabe bei einem Verfahren zur Funktionsüberprüfung eines Ölnebeldetektors der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, dass der Ölnebeldetektor, insbesondere durch Ansteuern eines Einlassventils einer Testgaszuführung, ein Testgas in einen von dem Ölnebeldetektor überwachten Innenraum kontrolliert einführt. Dieser überwachte Innenraum kann insbesondere der zuvor beschriebene Innenraum/Kurbelraum sein.In order to achieve the above object, the features of the independent method claim are also provided according to the invention. In order to achieve the object of a method for checking the function of an oil mist detector of the type described above, it is therefore proposed according to the invention that the oil mist detector introduces a test gas in a controlled manner into an interior monitored by the oil mist detector, in particular by activating an inlet valve of a test gas feed. This monitored interior can in particular be the interior/crank space described above.
Zudem kann der Ölnebeldetektor die Testgaszuführung selbst ausbilden, wie bereits erläutert wurde, wodurch die Nachrüstbarkeit wesentlich erleichtert wird, da keine separate Testgaszuführung ausgestaltet und somit keine größeren Anpassungen vorgenommen werden müssen.In addition, the oil mist detector can form the test gas supply itself, as has already been explained, which makes retrofitting much easier, since no separate test gas supply is designed and therefore no major adjustments have to be made.
Ferner kann vorgesehen sein, dass eine Gasprobe des Testgases mittels einer von dem Ölnebeldetektor bereit gestellten Gasfördervorrichtung aus dem Innenraum entnommen wird und dass die Gasprobe anschließend von dem Ölnebeldetektor optisch in der Messkammer in einer Testmessung vermessen wird. Dadurch können die zuvor beschriebenen Vorteile der Erfindung realisiert werden.Furthermore, it can be provided that a gas sample of the test gas is taken from the interior by means of a gas delivery device provided by the oil mist detector and that the gas sample is then optically measured by the oil mist detector in the measuring chamber in a test measurement. As a result, the advantages of the invention described above can be realized.
Vorzugsweise kann nämlich anschließend die korrekte Funktionsweise des Ölnebeldetektors anhand eines Messergebnisses dieser Testmessung überprüft werden, und zwar besonders bevorzugt durch den Ölnebeldetektor selbst. Denn wie bereits zuvor beschrieben kann dieser einen entsprechenden Benutzerhinweis ausgeben. Dadurch kann der Ölnebeldetektor den Benutzer über das Ergebnis der Funktionsüberprüfung informieren.The correct functioning of the oil mist detector can then preferably be checked on the basis of a measurement result from this test measurement, particularly preferably by the oil mist detector itself. Because, as already described above, this can output a corresponding user message. This allows the oil mist detector to inform the user of the functional check result.
Besonders günstig ist es somit, wenn in dem erfindungsgemäßen Verfahren eine erfindungsgemäßer Ölnebeldetektor, insbesondere wie zuvor beschrieben oder nach einem der auf einen Ölnebeldetektor gerichteten Schutzansprüche, verwendet wird.It is therefore particularly favorable if an oil mist detector according to the invention, in particular as described above or according to one of the protection claims directed to an oil mist detector, is used in the method according to the invention.
Eine Weiterbildung dieses Verfahren sieht vor, dass eine Gasprobe des Testgases mittels der Gasfördervorrichtung des Ölnebeldetektors durch eine Gasentnahmevorrichtung des Ölnebeldetektors in die Messkammer befördert wird, wobei im Normalbetrieb des Ölnebeldetektors Gasproben durch diese Gasentnahmevorrichtung aus dem Innenraum in die Messkammer gelangen. Dadurch kann mit Hilfe der Testgasmessung nicht nur die korrekte Funktionsweise der Messkammer und/oder der Gasfördervorrichtung, sondern auch die korrekte Passage von Gasproben durch die Gasentnahmevorrichtung überprüft werden.A further development of this method provides that a gas sample of the test gas is conveyed by means of the gas delivery device of the oil mist detector through a gas sampling device of the oil mist detector into the measuring chamber, with gas samples passing through this gas sampling device from the interior into the measuring chamber during normal operation of the oil mist detector. As a result, not only the correct functioning of the measuring chamber and/or the gas delivery device, but also the correct passage of gas samples through the gas sampling device can be checked with the aid of the test gas measurement.
Hierbei ist es bevorzugt, wenn das Testgas während einer Testmessung mit einer vorgegebenen Volumenrate durch die Testgaszuführung in den Innenraum eingespült wird. Das Testergebnis kann anschließend davon abhängig getroffen werden, ob eine Mindestmenge / Mindestkonzentration an Testgas in der Messkammer detektiert werden kann. Denn dadurch kann überprüft werden, ob die Gasentnahmevorrichtung einen Mindestvolumenstrom an Testgas passieren lässt.It is preferred here if the test gas is flushed into the interior through the test gas supply during a test measurement at a predetermined volume rate. The test result can then be determined depending on whether a minimum quantity/minimum concentration of test gas can be detected in the measuring chamber. This is because it can be checked whether the gas extraction device allows a minimum volume flow of test gas to pass.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben, ist aber nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Ausbildungen der Erfindung können aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der allgemeinen Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Zeichnungen gewonnen werden.The invention will now be described in more detail using an exemplary embodiment, but is not limited to this exemplary embodiment. Further developments of the invention can be obtained from the following description of a preferred exemplary embodiment in conjunction with the general description, the claims and the drawings.
Bei der folgenden Beschreibung erhalten in ihrer Funktion übereinstimmende Elemente auch bei abweichender Gestaltung oder Formgebung übereinstimmende Bezugszahlen.In the following description, elements that have the same function are given the same reference numbers even if their design or shape differs.
Es zeigt:
-
1 einen erfindungsgemäßen Ölnebeldetektor mit demontiertem Gehäuse, wobei die sonst im Gehäuse verbauten Leiterplatten und deren Befestigung nicht dargestellt sind, -
2 den Ölnebeldetektor aus 1 mit aufgesetztem Gehäuse, -
3 eine Gasfördervorrichtung des Ölnebeldetektors aus1 in Form einer Ansaugpumpe in ausgebautem Zustand (vgl.1 , rechte Darstellung), -
4 den Ölnebeldetektor aus 2 eingesetzt in ein Kurbelraumgehäuse eines Verbrennungsmotors, -
5 eine Gasentnahmevorrichtung des Ölnebeldetektors aus1 und2 betrachtet von schräg oben, -
6 dieGasentnahmevorrichtung aus 5 betrachtet von schräg unten, -
7 eine frontale Ansicht von vorne auf dieGasentnahmevorrichtung aus 5 , -
8 einen Längsschnitt durch dieGasentnahmevorrichtung aus 5 , -
9 eine Ansicht von schräg vorne auf die Vorderseite des Ölnebeldetektors aus1 mit abgesetztem Gehäuse, ohne Leiterplatten und bei abgenommener Gasentnahmevorrichtung, -
10 eine Ansicht von schräg hinten auf die Rückseitedes Ölnebeldetektors aus 9 , -
11 eine Draufsicht auf die Vorderseite des Ölnebeldetektors bei abgenommenem Deckel, -
12 eine Seitenansicht von unten auf den Ölnebeldetektor mit abgesetztem Gehäuse, -
13 eine Draufsicht auf die Rückseite des Ölnebeldetektors, mit einer Detailansicht in einer tieferen Ebene (schraffierte Flächen), -
14 dieDetailansicht aus 13 in einer vergrößerten Darstellung mit einer Illustration verschiedener Teilgasströme und einer weiteren vergrößerten Detailansicht der Gasströmungen im Bereich des Bypasses und der Messkammer. -
15 den Ölnebeldetektor aus 2 mit abgenommenem Spannelement, -
16 eine Seitenansicht des Ölnebeldetektors aus2 mit einer teilweisen Schnittansicht im Bereich der Gasfördervorrichtung, -
17 dieGasfördervorrichtung aus 3 in einer Schnittdarstellungmit einer gegenüber 3 um 90° um eine Längsachse gedrehten Schnittebene, -
18 dieGasfördervorrichtung aus 3 und17 in einer perspektivischen Ansicht von vorne, und -
19 eine weitere mögliche Ausgestaltung einer Gasentnahmevorrichtung des Ölnebeldetektors.
-
1 an oil mist detector according to the invention with the housing dismantled, the printed circuit boards otherwise installed in the housing and their attachment being not shown, -
2 off theoil mist detector 1 with attached housing, -
3 a gas delivery device of theoil mist detector 1 in the form of a suction pump when removed (cf.1 , right illustration), -
4 off theoil mist detector 2 used in a crankcase of an internal combustion engine, -
5 a gas sampling device of theoil mist detector 1 and2 viewed from above, -
6 thegas extraction device 5 viewed from below, -
7 a frontal view from the front of thegas extraction device 5 , -
8th a longitudinal section through thegas sampling device 5 , -
9 an oblique view of the front of theoil mist detector 1 with separate housing, without printed circuit boards and with the gas sampling device removed, -
10 a rear view of theoil mist detector 9 , -
11 a top view of the front of the oil mist detector with the cover removed, -
12 a side view from below of the oil mist detector with separate housing, -
13 a top view of the rear of the oil mist detector, with a detailed view at a lower level (shaded areas), -
14 thedetail view 13 in an enlarged representation with an illustration of different partial gas flows and a further enlarged detailed view of the gas flows in the area of the bypass and the measuring chamber. -
15 off theoil mist detector 2 with removed clamping element, -
16 shows a side view of theoil mist detector 2 with a partial sectional view in the area of the gas conveying device, -
17 thegas delivery device 3 in a sectional view with a opposite3 cutting plane rotated by 90° around a longitudinal axis, -
18 thegas delivery device 3 and17 in a perspective view from the front, and -
19 another possible embodiment of a gas sampling device of the oil mist detector.
Die
Wie in
Wie in der
Vorteilhaft an diesem Ansatz ist insbesondere, dass der Ölnebeldetektor 1, das heißt insbesondere die in
Die Gasfördervorrichtung 27 des Ölnebeldetektors 1, die in der in
Ein Rückführstrom 65 wird durch einen Rückführkanal 67 über eine Rückführöffnung 66 in den Kurbelraum 4 rückgeführt. Hierbei ist die Rückführöffnung 66 von der Ansaugöffnung 8 abgewandt, um einen fluidischen Kurzschluss, also das unmittelbare Ansaugen des Gases, das aus der Rückführöffnung 66 austritt, zu vermeiden.A
Wie die
Mit diesem Ansatz wird ermöglicht, einen in dem Kurbelraum 4 entstehenden Ölnebel 2, also ein Aerosol aus feinsten Öltröpfchen, mit dem Ölnebeldetektor 1 optisch zu detektieren. Denn der Ölnebel 2 kann als Teil der Gasprobe mit der Gasentnahmevorrichtung 29 in die Messkammer 5 befördert werden und dort optisch vermessen werden. Somit kann mit dem Ölnebeldetektor 1 die Entstehung von feinem Ölnebel 2 in dem Kurbelraum 4 überwacht werden.This approach makes it possible to optically detect an
Zu diesem Zweck ist in der Messkammer 5 des Ölnebeldetektors 1, wie in der Detailansicht der
Zur Durchlichtmessung umfasst die optische Messanordnung 44 ein erstes Funktionspaar 47 aus einer Lichtquelle 45 und einem Lichtdetektor 46, sowie ein zweites solches Funktionspaar 48, welches analog ausgebildet ist (Vgl.
In
Mittels eines in
In Bezug auf die Lichtquelle 45 des zweiten rechten Funktionspaars 48 empfängt der erste weitere Lichtdetektor 52 vorwärts gestreutes Licht (Messstrecke 73) und der zweite weitere Lichtdetektor 71 rückgestreutes Licht (Messstrecke 74). Umgekehrt empfängt der Lichtdetektor 52 rückwärts gestreutes Licht der linken Lichtquelle 45 (Messstrecke 75) und der Lichtdetektor 71 vorwärts gestreutes Licht der linken Lichtquelle 45 (Messstrecke 76). Mit anderen Worten bilden somit die Lichtdetektoren 52 und 71 ein redundantes Messpaar für (mehrfach) redundante Streulichtmessungen mit vorwärts und rückwärts gestreutem Licht.In relation to the
Der zweite weitere Lichtdetektor 71 ist somit zur Durchführung einer zweiten Streulichtmessung vorgesehen, nämlich unter Verwendung von Licht, welches die Lichtquelle 45 des zweiten Funktionspaars 48 aussendet. Diese zweite Streulichtmessung ist redundant zu der mittels des ersten weiteren Lichtdetektors 52 möglichen ersten Streulichtmessung unter Verwendung von Licht, welches die Lichtquelle 45 des ersten Funktionspaars 47 aussendet. Beispielsweise kann in Bezug auf von der linken Lichtquelle 45 ausgesandtes Licht der Detektor 71 vorwärts gestreutes Licht messen und gleichzeitig kann der andere Detektor 52 vorwärts gestreutes Licht der rechten Lichtquelle 45 messen.The second
Um von der von der Messanordnung 44 bereit gestellten Redundanz profitieren zu können verfügt der Ölnebeldetektor 1 über eine Berechnungseinheit, die dazu eingerichtet ist, zwei unabhängige Durchlichtmessungen mittels der ersten und zweiten optischen Messstrecke 6, 72, insbesondere gleichzeitig, auszuwerten. Dabei wird konstant eine Dioden-spezifische Verschmutzung ermittelt und bei späteren Berechnungen berücksichtigt. Durch diese Funktion kann das Wartungs-/Reinigungsintervall vergrößert werden.In order to be able to benefit from the redundancy provided by the measuring
Alternativ oder bei zu großen Verschmutzungen verwirft die Berechnungseinheit Messergebnisse, wenn die Messsignale aus der ersten und zweiten optischen Messstrecke 6, 72 zu stark voneinander abweichen.Alternatively, or if the contamination is too great, the calculation unit discards measurement results if the measurement signals from the first and second
Mit anderen Worten führt die Berechnungseinheit somit eine Plausibilitätsprüfung der Durchlichtmessung anhand von mit der zweiten optischen Messstrecke 72 gewonnenen Messdaten durch und zwar in Bezug auf Messdaten, die mit der ersten optischen Messstrecke 6 gewonnen wurden. Zusätzlich kann die Berechnungseinheit in analoger Weise auch eine Plausibilitätsprüfung einer der Streulichtmessungen durchführen, zum Beispiel anhand von mit der zweiten Streulichtmessung 73/75 gewonnenen Messdaten und zwar in Bezug auf Messdaten, die mit der ersten Streulichtmessung 74/76 gewonnen wurden (entweder für vorwärts oder rückwärts gestreutes Licht).In other words, the calculation unit thus carries out a plausibility check of the transmitted light measurement using measurement data obtained with the second
Die Berechnungseinheit, die in Form einer Elektronik-Einheit ausgestaltet ist, ist ferner dazu eingerichtet, eine Lichtabsorption auf Basis der beiden redundanten Durchlichtmessungen mit Hilfe der optischen Messstrecken 6 und 72 sowie eine Streulichtintensität auf Basis der mehrfach redundanten Streulichtmessungen (mittels vorwärts und rückwärts gestreutem Licht) mit Hilfe der optischen Messstrecken 73 und 74 quantitativ zu bestimmen. Aus solchen quantitativen Messungen lassen sich Rückschlüsse ziehen über die Konzentration des Ölnebels 2 in der Messkammer 5. Insbesondere kann dadurch zumindest indirekt ermittelt werden, ob der Ölnebel 2 Öltröpfchen aufweist, die ein potentiell explosives Öl-Luft-Gemisch in dem überwachten Raum 4 bilden können, auch wenn die genaue Größe der Öltröpfchen unbekannt bleibt.The calculation unit, which is designed in the form of an electronics unit, is also set up to calculate light absorption based on the two redundant transmitted light measurements using the
Die Berechnungseinheit ist darüber hinaus in der Lage, anhand der bestimmten Lichtabsorption und der bestimmten Streulichtintensität Messsignale, die einem Wasseranteil der Gasprobe in der Messkammer 5 zuordenbar sind, von Messsignalen zu unterscheiden, die einem Anteil eines Aerosols von Öltröpfchen, insbesondere von weniger als 10 µm Durchmesser, der Gasprobe zuordenbar sind. Hierzu verwendet die Berechnungseinheit gerade die bestimmte Streulichtintensität zur Differenzierung der beiden Messsignale, die vom Wasseranteil beziehungsweise vom Öl-Aerosol-Anteil erzeugt werden.The calculation unit is also able, on the basis of the determined light absorption and the determined scattered light intensity, to distinguish measurement signals that can be assigned to a water content of the gas sample in the
Um einen sicheren Betrieb des Verbrennungsmotors (als ein Beispiel einer mit dem Ölnebeldetektor 1 überwachbaren Kolbenmaschine) zu gewährleisten, gibt die Berechnungseinheit ein entsprechendes Warnsignal aus, wenn sie auf Basis der bestimmten Lichtabsorption und/oder der bestimmten Streulichtintensität auf die Anwesenheit des besagten Aerosols von Öltröpfchen schließt. In einem solchen Fall kann also der Betrieb des Verbrennungsmotors eingestellt werden.In order to ensure safe operation of the internal combustion engine (as an example of a piston engine that can be monitored with the oil mist detector 1), the calculation unit emits a corresponding warning signal if it detects the presence of said aerosol of oil droplets on the basis of the determined light absorption and/or the determined scattered light intensity closes. In such a case, the operation of the internal combustion engine can be stopped.
Die Berechnungseinheit realisiert somit ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Detektion des Ölnebels 2 in der Messkammer 5, bei dem die beiden Messtrecken 6 und 72 gleichzeitig oder alternierend für eine redundante Durchlichtmessung ausgewertet werden, während zusätzlich eine weitere Streulichtmessung, entweder unter Verwendung von Licht der ersten Messtrecke 6 oder 72 und eines oder beiden der weiteren Lichtdetektoren 52 und 71, erfolgt und wobei die Detektion des Ölnebels 2 auf der Durchlichtmessung und der Streulichtmessung beruht.The calculation unit thus implements a method according to the invention for detecting the
Hierbei wird, wie bereits beschrieben, die Dioden-spezifische Verschmutzung erkannt und bei der Messung berücksichtigt. Das verlängert die Wartungsintervalle, ergibt eine höhere Genauigkeit und/oder unterbindet Fehlalarme.As already described, the diode-specific contamination is recognized and taken into account in the measurement. This extends maintenance intervals, increases accuracy and/or eliminates false alarms.
Die Berechnungseinheit setzt bei diesem Verfahren ferner die beiden weiteren Lichtdetektoren 52 und 71 gleichzeitig oder alternierend ein, um die Streulichtmessung redundant auszugestalten. Hierfür werden die weiteren optischen Messtrecken 73 und 74 eingesetzt, die in
Der Ölnebeldetektor 1 weist darüber hinaus noch weitere Merkmale auf, die möglicherweise von eigener erfinderischer Qualität sind. Denn um eine möglichst genaue Vermessung der kritischen kleinen Öltröpfchen mit Durchmessern von weniger als 10 µm in der Messkammer 5 zu ermöglichen, müssen diese von größeren Öltropfen, die sich ebenfalls in der Gasprobe befinden können oder sich aufgrund von Kondensation oder Agglomerationsprozessen erst beim Transport der Gasprobe durch den Ölnebeldetektor 1 bilden, separiert werden.The
Zu diesem Zweck ist vorgesehen, wie anschaulich anhand der
Eine genauere Betrachtung der
Die Vorkammer 50 dient dabei als eine Art Beruhigungszone, in welcher Turbulenzen in dem Gasstrom 13 abgebaut werden können. Im Ergebnis findet in der Vorkammer 50 eine erste Abscheidung von größeren Ölpartikeln ab. Diese können dann über die Ansaugöffnung 69, der Schwerkraft folgend, zurück in die Gasentnahmevorrichtung 29 und von dort über die in
Ferner ist eine Gasabführung 10 ausgebildet als ein Kanal zum Abführen von Gas aus der Messkammer 5. Die Gasabführung 10 erstreckt sich dabei von der Messkammer 5 ausgehend bis zur Gasfördervorrichtung 27 (Vgl.
Mit Hilfe des Ölnebeldetektors 1 ist somit ein Gasflusskreislauf gebildet, welcher - angetrieben von der Gasfördervorrichtung 27 des Ölnebeldetektors 1 - vom Kurbelraum 4 durch die Gasentnahmevorrichtung 29 in den Ölnebeldetektor 1 führt und anschließend erneut durch die Gasentnahmevorrichtung 29 - im Beispiel über einen separaten Rückführkanal 67 - zurück in den Kurbelraum 4.With the help of the
Der vorgesehene Bypass 11 dient dabei zum Abführen von Gas aus dem Ansaugkanal 7 unter Umgehung der Messkammer 5 in den Austrittskanal 55 und von dort zurück in den Kurbelraum 4. Besonders einfach lässt sich dies realisieren, wenn - wie im Ausführungsbeispiel der Figuren gezeigt - der Bypass 11 die Gaszuführung 9 mit der Gasabführung 10 verbindet.The
Wie aus der Illustration der verschiedenen Gasflüsse innerhalb des Ölnebeldetektors 1 gemäß
Der Ansaugkanal 7 verzweigt sich an der in
Der zweite, restliche Teilgasstrom 15 des durch den Ansaugkanal 7 strömenden Gasstroms 13 ist hingegen durch die Gaszuführung 9 in die Messkammer 5 geleitet.In contrast, the second, remaining
Die Aufteilung des einströmenden Gasstroms 13 in die beiden Teilgasströme 14 und 15 verfolgt das Ziel, größere Öltröpfchen in den Bypass 11 abzusondern und vornehmlich kleinere Öltröpfchen, die für die Explosionsgefahr relevant sind, in die Messkammer 5 zu leiten, damit diese dort - ungestört von den größeren Öltröpfchen - präzise vermessen werden können.The division of the inflowing
Zu diesem Zweck zweigt die Gaszuführung 9 an der Verzweigungsstelle 12 von dem Ansaugkanal 7, bezogen auf die in
Das Abscheiden der großen Öltröpfchen hat weiter den Vorteil, dass die Verschmutzung der Messkammer/ der Dioden vermindert wird, was die Wartungs-/Reinigungsintervalle erheblich streckt. In bestimmten Anwendungen kann so ein zuverlässiger Betrieb des Ölnebeldetektors 1 über Wochen gewährleistet werden.Separating the large oil droplets also has the advantage that contamination of the measuring chamber/diodes is reduced, which considerably extends the maintenance/cleaning intervals. In certain applications, reliable operation of the
Mit anderen Worten führt somit in der Einbausituation die Gaszuführung 9 den zweiten Teilgasstrom 15 entgegen der Schwerkraft und - bei genauer Betrachtung der
Um die Separation der größeren Öltröpfchen von den kleineren Öltröpfchen zu verbessern ist zusätzlich in dem Ansaugkanal 7 noch vor der Verzweigungsstelle 12 ein Beschleunigungsabschnitt 17 ausgebildet (Vgl.
Durch die Beschleunigung wird erreicht, dass gerade die größeren Öltröpfchen eine hohe kinetische Energie erreichen, sodass diese zunächst geradlinig weiter fliegen, bis sie auf die in
Durch den Beschleunigungsabschnitt 17 und den Bypass 11 wird somit ein Trägheitsabscheider ausgebildet, welcher schwere Öltröpfchen oder sonstigen Schmutz in den Bypass 11 abscheidet und so verhindert, dass diese die Messkammer verschmutzen.The
Die kleinen und damit leichteren Öltröpfchen können ihre Richtung hingegen leichter ändern, da sie eine vergleichsweise geringe kinetische Energie aufweisen, und werden daher bevorzugt noch vor der Umlenkfläche 21 in die Gaszuführung 9 abgesondert und gelangen so in die Messkammer 5.The small and therefore lighter oil droplets, on the other hand, can change their direction more easily because they have a comparatively low kinetic energy, and are therefore preferably separated into the
Gut zu erkennen in den
Darüber hinaus ist es für eine effiziente Separation der kleineren Öltröpfchen vorteilhaft, wenn - wie in
Wie in den
Ferner ist in den
In
Die Förderung des zweiten Teilgasstroms 15 durch die Messkammer 5 geschieht mit Hilfe einer Venturi-Düse 25, die mittels einer Querschnittsverengung 26 im Bereich des Bypasses 11, ausgebildet ist, wie in
Um diese hohe Strömungsgeschwindigkeit des ersten Teilgasstroms 14 im Bereich des Bypasses 11 zu erzielen, ist die Gaszuführung 9 im Vergleich zu dem Bypass 11 so ausgestaltet, dass diese einen höheren Strömungswiderstand aufweist. Dadurch wird erreicht, dass eine mittlere Strömungsgeschwindigkeit durch den Bypass 11 eine mittlere Strömungsgeschwindigkeit durch die Messkammer 5 übersteigt.In order to achieve this high flow speed of the first
Die Venturi-Düse 25 wirkt hierbei mit dem höheren Strömungswiderstand zusammen, um eine stabile Durchströmung der Messkammer 5 zu erzeugen.Here, the
Die zuvor erläuterten Vorrichtungsmerkmale ermöglichen somit ein Verfahren zur Detektion und/oder Analyse potentiell explosiver Öl-Luft-Gemische in einem überwachten Raum 4, insbesondere in Kurbelräumen oder sonstigen Innenräumen von Verbrennungsmotoren, Kompressoren und sonstigen Kolbenmaschinen, bei dem eine Gasprobe mit Hilfe der Gasfördervorrichtung 27 des Ölnebeldetektors 1 durch eine in dem überwachten Raum 4 / Innenraum angeordnete Ansaugöffnung 8 des Ölnebeldetektors 1 aus dem überwachten Raum 4 / Innenraum entnommen wird. Hierfür muss etwas der Verbrennungsmotor nicht extra aufwändig angepasst werden. Denn die einzige Voraussetzung hierfür ist, dass die Kolbenmaschine, insbesondere der Verbrennungsmotor oder der Kompressor, eine Durchführung bietet, durch die die Gastentnahmevorrichtung 29 des Ölnebeldetektors 1 von außen in den Innenraum geführt und anschließend abgedichtet werden kann.The device features explained above thus enable a method for the detection and/or analysis of potentially explosive oil-air mixtures in a monitored
Wird ein wie zuvor beschriebener Bypass 11 realisiert, kann die Gasprobe in dem Ölnebeldetektor 1 zudem in mindestens zwei Teilgasströme 14, 15 aufgeteilt werden, sodass ein erster Teilgasstrom 14 durch den Bypass 11 unter Umgehung der Messkammer 5 geführt wird, während ein zweiter, insbesondere restlicher, Teilgasstrom 15 durch eine Gaszuführung 9 in die Messkammer 5 geführt wird.If a
Durch die zuvor beschriebenen Maßnahmen kann dabei erreicht werden, dass kleinere Öltröpfchen mit Durchmessern von weniger als 10 µm, die in der Gasprobe enthalten sind, von dem ersten Teilgasstrom 14 beziehungsweise dem einströmenden Gasstrom 13 separiert werden und zwar so, dass ein relativer Anteil dieser kleineren Öltröpfchen in dem zweiten Teilgasstrom 15 erhöht wird im Vergleich zu einem relativen Anteil dieser kleineren Öltröpfchen in der Gasprobe. Mit anderen Worten ist somit der relative Anteil von größeren Öltröpfchen in der Messkammer 5 geringer als in der ursprünglichen aus dem Innenraum entnommenen Gasprobe, was vorteilhaft ist für eine präzise Vermessung der besagten kleineren Öltröpfchen, da die größeren Öltröpfchen die Durchlicht- beziehungsweise Streulichtmessungen nicht mehr stören können.The measures described above can be used to ensure that smaller oil droplets with a diameter of less than 10 µm contained in the gas sample are separated from the first
Nochmals zurück kommend auf die eingangs erläuterte optische Messanordnung 44 kann gesagt werden, dass bei der in den Figuren dargestellten Ausgestaltung des Ölnebeldetektors 1 vorgesehen ist: ein erstes Funktionspaar 47 aus einer Lichtquelle 45 und einem Detektor 46 zusammengefasst zu einer ersten entnehmbaren Baueinheit; ein gegenüberliegendes zweites Funktionspaar 48 aus einer Lichtquelle 45 und einem Detektor 46 zusammengefasst zu einer zweiten entnehmbaren Baueinheit; sowie zwei separate, voneinander beabstandet angeordnete Streulichtdetektoren 52 und 71, wobei die beiden Funktionspaare 47, 48 zwei redundante Durchlichtmessungen 6, 72 realisieren und die beiden Streulichtdetektoren 52, 71 jeweils eine Streulichtmessung 73/74 mit Licht realisieren, welches von jeweils einem der Funktionspaare 47/48 ausgesandt und an einer in der Messkammer 5 befindlichen Gasprobe gestreut wurde. Somit können zwei insbesondere zwei redundante Streulichtmessungen gleichzeitig ausgewertet werden und auch die beiden gegenläufigen Durchlichtmessungen 6, 72 sind gleichzeitig auswertbar. Ferner wurde erläutert, dass dabei eine jeweilige Sichtlinie 53 des jeweiligen Streulichtdetektors 52/71 einen Winkel von mindestens 10° mit einer Linie einschließen kann, welche das erste Funktionspaar 47 mit dem zweiten Funktionspaar 48 verbindet. Diese gedachte Linie bildet dabei eine Achse der beiden Durchlichtmessungen 6 und 72.Coming back again to the optical measuring
Zur Verbesserung der Messsicherheit und Messgenauigkeit eines Ölnebeldetektors 1 zur Detektion und/oder Analyse potentiell explosiver Öl-Luftgemische wird somit vorgeschlagen, dass der Ölnebeldetektor 1 intern einen Bypass 11 aufweist, mit dem ein erster Teilgasstrom 14, der einen im Vergleich zu einem durch eine Ansaugöffnung 8 von dem Ölnebeldetektor 1 angesaugten Gasstrom 13 erhöhten relativen Anteil an größeren Öltröpfchen von mindestens 10 µm Durchmesser aufweist, an einer optischen Messkammer 5 vorbei geführt wird, sodass ein zweiter, insbesondere restlicher, Teilgasstrom 15, welcher in der Messkammer 5 optisch vermessen wird, vornehmlich kleinere Öltröpfchen von weniger als 10 µm Durchmesser aufweist. Dadurch kann die Sicherheit und Genauigkeit in der Detektion dieser kleineren Öltröpfchen von weniger als 10 µm Durchmesser, die zur Ausbildung potentiell explosiver Gemische führen können, erhöht werden. Ferner wird vorgeschlagen eine Kombination aus einer redundanten Durchlichtmessung 6, 72 und einer mehrfach redundanten Streulichtmessung 73/74, 75/76 zur optischen Detektion der kleineren Öltröpfchen einzusetzen. Durch den Bypass 11 wird die Verschmutzung reduziert. Dies verbessert erheblich die Sicherheit gegen Fehlalarme, verbessert die Messgenauigkeit und verlängert die Reinigungsintervalle.In order to improve the measurement reliability and measurement accuracy of an
Wie man in
Wie in
Um hierbei möglichst wenig Gasverlust aus dem Ansaugkanal 7 zu verursachen, ist eine erste Dichtung 33a mit Hilfe eines Elastomerrings zwischen der Lüfterflügelanordnung 31 und dem Antriebsmotor 32 ausgebildet (Vgl.
In Gasleckage-Richtung hinter der Dichtung 33a ist ein Zwischenraum 35 gebildet (Vgl. dazu auch
Die gesamte Gasfördervorrichtung 27 / Gasförderpumpe 28 kann mit dem Patronengehäuse 36 in eine hierfür vorgesehene Aufnahme 37 am Ölnebeldetektor 1 eingesetzt werden, wie in
Da nicht ausgeschlossen werden kann, dass im Betrieb eine Leckage von Gas aus dem Ansaugkanal 7 durch die erste Dichtung 33a (oder eine Dichtung 33c) in den Zwischenraum 35 erfolgt, ist dieser mittels einer Entlüftung 34 nach außen entlüftet, wie in den
Das Patronengehäuse 36 bildet somit die Belüftung des Zwischenraums 35 mit aus. Durch die Entlüftung 34 werden somit Gase, welche ausgehend vom Ansaugkanal 7 die erste Dichtung 33a (oder die Dichtung 33c) passiert haben, nach außen in die Aufnahme 37 und von dort in die Umgebung abgeführt, wie anhand der gestrichelten Linie in
Mit diesen Vorkehrungen lässt sich somit ein sehr sicheres Verfahren zur Detektion explosiver Öl-Luftgemische in einem Innenraum eines Verbrennungsmotors mit Hilfe eines Ölnebeldetektors 1 realisieren. Hierbei wird zunächst eine Gasprobe mit Hilfe der Gasfördervorrichtung 27 aus dem Innenraum entnommen, wobei die Gasprobe mittels einer Lüfterflügelanordnung 31 angesaugt wird, die in dem Ansaugkanal 7 angeordnet ist. Dadurch gelangt die Gasprobe in die Messkammer 5 des Ölnebeldetektors. Gas aus dem Ansaugkanal 7, welches dabei in Richtung des Antriebsmotors 32 der Gasfördervorrichtung 27, insbesondere durch die erste Dichtung 33a (oder die Dichtung 33c) hindurch, aus dem Ansaugkanal 7 entweicht, wird dabei mittels der zuvor beschriebenen Entlüftung 34 nach außen abgeführt. Dadurch kann sich kein explosives Gemisch in unmittelbarer Nähe des elektrischen Antriebsmotors 32 mehr ausbilden, insbesondere aufgrund der zweiten Dichtung 33b (oder eine Dichtung 33d).With these precautions, a very reliable method for detecting explosive oil-air mixtures in an interior of an internal combustion engine can thus be implemented with the aid of an
Zusammenfassend wird zur Verbesserung der Handhabung wie der Betriebssicherheit eines optischen Ölnebeldetektors 1 zur optischen Detektion von feinem Ölnebel 2 vorgeschlagen, dass eine optisch zu untersuchende Gasprobe von dem Ölnebeldetektor 1 mittels einer elektrischen Gasförderpumpe 28 in eine Messkammer 5 gefördert wird und dass dabei ein elektrischer Antriebsmotor 32 der Gasförderpumpe 28 mittels eines nach außen entlüfteten Zwischenraums 35 von einem Ansaugkanal 7 des Ölnebeldetektors 1 entkoppelt ist, durch den die Gasprobe mittels der Gasförderpumpe 28 gefördert wird.In summary, to improve the handling and the operational reliability of an optical
Der in den Figuren illustrierte Ölnebeldetektor 1 ist nicht nur zum Einsetzen in ein Gehäuse 3, welches einen Innenraum 4 begrenzt, eingerichtet, wie in
Bei dem in den Figuren gezeigten Beispiel bildet der Ölnebeldetektor 1, genauer dessen Gasentnahmevorrichtung 29, die Testgaszuführung 41 selbst aus, wie anhand der
Die Gasentnahmevorrichtung 29 bietet einen erstenKanal 42,der als Einlasskanal 51 für ein Testgas dient.Indem der Ölnebeldetektor 1 das inden 5 ,6 und8 erkennbare Einlassventil 56 für das Testgas ansteuert, kann der Ölnebeldetektor 1 somit einen (mit Pfeilen in8 illustrierten) Testgasstrom 59durch das Einlassventil 56 undden Einlasskanal 51 bis inden Innenraum 4 bewirken. Hierbei endet derEinlasskanal 51 gerade im Bereich der Einlassöffnung 8der Gasentnahmevorrichtung 29. Dies bewirkt, dass das Testgasdurch die Einlassöffnung 8 und einen sich anschließenden zweitenKanal 43, als Teil des zuvor erläuterten Ansaugkanals 7, strömen kann und damit denselben Wegbis zur Messkammer 5 zurück legt, den eine Gasprobe im normalen Messbetriebvon dem Kurbelinnenraum 4bis zur Messkammer 5 zurücklegt.
- The
gas sampling device 29 offers afirst channel 42, which serves as aninlet channel 51 for a test gas. By theoil mist detector 1 in the5 ,6 and8th detectable inlet valve 56 for the test gas, theoil mist detector 1 can thus have a (with arrows in8th illustrated) causetest gas flow 59 through theinlet valve 56 and theinlet channel 51 into theinterior 4. In this case, theinlet channel 51 ends precisely in the area of theinlet opening 8 of thegas sampling device 29. This means that the test gas can flow through theinlet opening 8 and a subsequentsecond channel 43, as part of theintake channel 7 explained above, and thus the same way to the measuringchamber 5 covers the distance covered by a gas sample from thecrank interior 4 to the measuringchamber 5 in normal measuring operation.
Während der erste Kanal 42 somit dem Zuführen eines definierten Testgasstroms 5 in den Innenraum 4 dient, ist der Zweck des zweiten Kanals 43 das Abführen der Testgasprobe aus dem Innenraum 4 in die außen liegende Messkammer 5. Hierbei verbindet der zweite Kanal 43 die Ansaugöffnung 8 mit der Messkammer 5 bildet somit den zuvor erläuterten Ansaugkanal 7 mit aus. In
Denn wie bereits erläutert wurde, weist der Ölnebeldetektor 1 zudem eine Gasfördervorrichtung 27 in Form einer elektrischen Gasförderpumpe 28 zum aktiven Entnehmen von Gasproben aus dem Innenraum 4 auf sowie die besagte Gasentnahmevorrichtung 29. Mit der in den
Wie man gut in der Längsschnittansicht der
Die
Die Ausgestaltung der
Wie bereits zuvor erläutert wurde, ist die Messkammer 5 mit dem Ansaugkanal 7 verbunden, der - wie die
Dadurch, dass die Testgaszuführung 41 in die Gasentnahmevorrichtung 29 integriert ist muss somit nur eine Durchführung 40 in dem Gehäuse 3 vorgesehen werden. Hierbei ist die Gasentnahmevorrichtung 29 gerade so ausgestaltet, dass diese durch die Öffnung 40 mit einem ¾ Zoll-Gewinde passt. Somit kann die Messanordnung einfach bei einer bestehenden Maschine nachgerüstet werden, da derartige Zugangsöffnungen üblich sind.Due to the fact that the
Der Ölnebeldetektor 1 kann darüber hinaus selbsttätig einen Selbsttest seiner Funktionsweise auf Basis einer an einer Gasprobe des Testgases in der Messkammer 5 vorgenommenen optischen Messung ausführen. Hierbei gibt der Ölnebeldetektor 1 auch das Ergebnis des Selbsttests in Form eines Benutzerhinweises aus und speichert dieses in einem internen Speicher ab.In addition, the
Mit der in den Figuren gezeigten Ausführung des Ölnebeldetektors 1 lässt sich somit ein Verfahren zur Funktionsüberprüfung des Ölnebeldetektors 1 umsetzen, bei dem der Ölnebeldetektor 1 durch Ansteuern des Einlassventils 56 der Testgaszuführung 41 das Testgas in den von dem Ölnebeldetektor 1 überwachten Innenraum 4 einführt. Anschließend entnimmt der Ölnebeldetektor 1 mit Hilfe seiner Gasfördervorrichtung 27 Testgas wieder aus dem Innenraum 4 und vermisst diese anschließend optisch in der Messkammer 5 im Rahmen der zuvor diskutierten Testmessung. Dabei überprüft der Ölnebeldetektor 1 seine eigene korrekte Funktionsweise anhand eines Messergebnisses dieser Testmessung. Beispielsweise kann der Ölnebeldetektor 1 überprüfen, ob - für eine von ihm eingestellte Volumenrate des Testgasstroms 59 eine Mindestmenge / Mindestkonzentration an Testgas in der Messkammer detektiert werden kann. Ist dies der Fall, kann geschlossen werden, dass die Gasentnahmevorrichtung 29 einen für einen sicheren Betrieb notwendigen Mindestvolumenstrom an Testgas passieren lässt.With the embodiment of the
Bei diesem Verfahren fördert die Gasfördervorrichtung 27 somit durch die Gasentnahmevorrichtung 29 Testgas in die Messkammer 5 entlang desselben Weges, entlang welchem im Normalbetrieb Gasproben aus der Atmosphäre des Innenraums 4 in die Messkammer 5 gelangen.In this method, the
Zur Verbesserung der Sicherheit der optischen Detektion von feinem Ölnebel 2 mit Hilfe eines Ölnebeldetektors 1 wird somit vorgeschlagen, dass ein Testgas mittels einer von dem Ölnebeldetektor 1 bereit gestellten oder zumindest angesteuerten Testgaszuführung 41 in einen Innenraum 4 eingespült wird und anschließend eine Gasprobe des Testgases durch eine Gasentnahmevorrichtung 29 des Ölnebeldetektors 1 hindurch wieder aus dem Innenraum 4 entnommen wird, um diese mit Hilfe des Ölnebeldetektors 1 optisch zu vermessen. Hierbei folgt das Testgas bevorzugt einem Strömungsweg bis zu einer optischen Messkammer 5 des Ölnebeldetektors 1, den eine Gasprobe aus dem Innenraum 4 in einem Normalbetrieb des Ölnebeldetektors 1 ausgehend von einer Ansaugöffnung 8 nimmt.In order to improve the reliability of the optical detection of
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Ölnebeldetektoroil mist detector
- 22
- Ölnebeloil mist
- 33
- Gehäuse (insbesondere Kurbelraumgehäuse)Housing (especially crankcase housing)
- 44
- Innenraum (insbesondere Kurbelraum)Interior (especially crankcase)
- 55
- Messkammermeasuring chamber
- 66
- optische Messstreckeoptical measuring section
- 77
- Ansaugkanalintake duct
- 88th
- Ansaugöffnungintake port
- 99
- Gaszuführunggas supply
- 1010
- Gasabführunggas evacuation
- 1111
- Bypassbypass
- 1212
- Verzweigungsstellebranch point
- 1313
- Gasstrom (durch 7)gas flow (through 7)
- 1414
- erster Teilgasstrom (von 13, wird an 5 vorbei geführt)first partial gas flow (of 13, is led past 5)
- 1515
- zweiter Teilgasstrom (von 13, gelangt in 5)second partial gas stream (from 13, enters 5)
- 16a16a
- Strömungsrichtung (von 13)Flow Direction (of 13)
- 16b16b
- Strömungsrichtung (von 13)Flow Direction (of 13)
- 16c16c
- Strömungsrichtung (von 13)Flow Direction (of 13)
- 16d16d
- Strömungsrichtung (von 13)Flow Direction (of 13)
- 16e16e
- Strömungsrichtung (von 13)Flow Direction (of 13)
- 1717
- Beschleunigungsabschnitt (von 7)Acceleration Section (of 7)
- 1818
- Beschleunigungsrichtung (von 17)Acceleration Direction (of 17)
- 1919
- Anstiegrise
- 2020
- Prallflächebaffle
- 2121
- Umlenkflächedeflection surface
- 2222
- Fangtrichterdrogue
- 2323
- Richtungsumkehrreversal of direction
- 2424
- Vereinigungsstellemerging office
- 2525
- Venturi-Düseventuri nozzle
- 2626
- Querschnittsverengungconstriction
- 2727
- Gasfördervorrichtunggas conveying device
- 2828
- Gasförderpumpegas pump
- 2929
- Gasentnahmevorrichtunggas sampling device
- 3030
- Ansaugrohrintake pipe
- 3131
- Lüfterflügelanordnungfan blade assembly
- 3232
- Antriebsmotor (von 27)Drive Motor (of 27)
- 33a33a
- (erste) Dichtung(first) seal
- 33b33b
- (zweite) Dichtung(second) seal
- 33c33c
- Dichtungpoetry
- 33d33d
- Dichtungpoetry
- 3434
- Entlüftungventilation
- 3535
- Zwischenraum (von außen belüftet)intermediate space (ventilated from the outside)
- 3636
- Patronengehäuse (von 32)cartridge case (of 32)
- 3737
- Aufnahme (für 36)Recording (for 36)
- 3838
- Entlüftungsöffnung (von 36)Air Vent (of 36)
- 3939
- GehäuseHousing
- 4040
- Durchführung (in 3 für 29)Implementation (in 3 for 29)
- 4141
- Testgaszuführungtest gas supply
- 4242
- erster Kanal (von 29)first channel (of 29)
- 4343
- zweiter Kanal (von 29)second channel (of 29)
- 4444
- optische Messanordnungoptical measuring arrangement
- 4545
- Lichtquellelight source
- 4646
- Lichtdetektorlight detector
- 4747
- erstes Paar (aus 45 und 46)first pair (of 45 and 46)
- 4848
- zweites Paar (aus 45 und 46)second pair (from 45 and 46)
- 4949
- Aufnahme (für 47/48/52/71)Recording (for 47/48/52/71)
- 5050
- Vorkammerantechamber
- 5151
- Einlasskanal (für Testgas)inlet channel (for test gas)
- 5252
- weiterer Lichtdetektor (zur Streulichtmessung)additional light detector (for scattered light measurement)
- 5353
- Sichtlinie (von 52)line of sight (of 52)
- 54a54a
- (erste) Austrittsöffnung(first) outlet opening
- 54b54b
- (zweite) Austrittsöffnung(second) outlet opening
- 5555
- Austrittskanalexit channel
- 5656
- Einlassventil (für Testgas)inlet valve (for test gas)
- 5757
- Ausflussöffnungoutflow opening
- 5858
- Schnittstelle (für 29)Interface (for 29)
- 5959
- Testgasstromtest gas flow
- 6060
- Entlüftungsöffnung (von 37)Air Vent (of 37)
- 6161
- Trennwandpartition wall
- 6262
- Entlüftungsöffnungvent hole
- 6363
- Spannelementclamping element
- 6464
- WelleWave
- 6565
- Rückführstromreturn current
- 6666
- Rückführöffnungreturn port
- 6767
- Rückführkanalreturn channel
- 6868
- Wandung von 37wall of 37
- 6969
- Ansaugöffnung von 70Intake opening from 70
- 7070
- Messteilmeasuring part
- 7171
- weiterer Lichtdetektor (zur Streulichtmessung)additional light detector (for scattered light measurement)
- 7272
- optische Messstreckeoptical measuring section
- 7373
- optische Messstreckeoptical measuring section
- 7474
- optische Messstreckeoptical measuring section
- 7575
- optische Messstreckeoptical measuring section
- 7676
- optische Messstreckeoptical measuring section
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020128686.4A DE102020128686A1 (en) | 2020-10-30 | 2020-10-30 | Oil mist detector and method for checking the functionality of an oil mist detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020128686.4A DE102020128686A1 (en) | 2020-10-30 | 2020-10-30 | Oil mist detector and method for checking the functionality of an oil mist detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102020128686A1 true DE102020128686A1 (en) | 2022-05-05 |
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