DE10203310A1 - Probenahmesystem für Abgassensoren - Google Patents

Probenahmesystem für Abgassensoren

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Probenahmesystem für Abgassensoren. DOLLAR A Es wird eine Vorrichtung zum Messen von gasförmigen Komponenten eines strömenden Gasgemisches mit einer Gasführung und mindestens einem mit dem strömenden Gasgemisch in Kontakt stehenden Sensor vorgeschlagen. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist bei der Vorrichtung vorgesehen, daß in die Strömung des Gasgemisches mindestens eine Mischvorrichtung eingebracht ist, die das Gasgemisch zu Mischgas homogenisiert, bevor es durch den Sensor erfaßt wird. DOLLAR A Anwendung in Abgassystem von Brennkraftmaschinen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen von gasförmigen Komponenten eines strömenden Gasgemisches. Das Gasgemisch bewegt sich in einer Gasführung und kommt mit einem dort eingebrachten Sensor in Kontakt, der einzelne Gaskomponenten detektiert.
  • Es ist bereits eine Anordnung zur Messung eines strömenden Gases aus der DE 297 06 003 U1 bekannt. Diese beschreibt einen Xenon-Gassensor zur Überwachung und Regelung der Xenon- Konzentration in strömenden Medien. Dieser Xenon-Gassensor weist einen Wärmeleitfähigkeitssensor und eine hutförmige Abdeckung des Sensorwiderstandes auf. Die Anströmung soll nicht in Richtung der Öffnung der hutförmigen Abdeckung des Wärmeleitfähigkeitssensors erfolgen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur Bestimmung der Konzentration von einzelnen Komponenten eines strömenden Gasgemisches derart auszubilden und anzuordnen, daß die tatsächliche momentane Konzentration der zu messenden Komponenten innerhalb des Gasgemisches erfaßt wird.
  • Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß in die Strömung des Gasgemisches mindestens eine Mischvorrichtung eingebracht ist, die das Gasgemisch zu Mischgas homogenisiert, bevor es durch den Sensor erfaßt wird.
  • Hierdurch wird erreicht, daß im Gasgemisch vorhandene Stromfäden verwirbelt und gemischt werden. In Stromfäden turbulenter oder laminarer Strömungen treten gegenüber dem tatsächlichen momentanen Durchschnittswert lokale absolute Konzentrationsschwankungen auf, die durchaus im einstelligen Prozentbereich (10-2) oder darüber liegen können. Diese lokalen unter- oder überdurchschnittlichen momentanen Konzentrationen verschiedener Komponenten des Gasgemisches werden durch die Mischvorrichtung ausgeglichen und dem Sensor homogenisiertes Mischgas zugeführt und somit Fehlmessungen vermieden.
  • In Abgasen von Brennkraftmaschinen treten solche unerwünschten Konzentrationsschwankungen durch Stromfäden mehr oder weniger in der gesamten Abgasführung auf. Je nachdem an welcher Stelle der Abgasführung beispielsweise eine sogenannte Lambda-Sonde als Sensor sitzt, werden durch die erfindungsgemäße Vorrichtung Stromfäden verwirbelt. Die beim strömenden Mischgas ermittelte momentane Konzentration einer Komponente entspricht somit mit höherer Wahrscheinlichkeit der absoluten momentanen Konzentration als ohne Mischvorrichtung. Anzuwenden ist die erfindungsgemäße Mischvorrichtung prinzipiell an einer beliebigen Stelle in der Abgasführung, vorzugsweise im Flammrohr, nach dem Fächerkrümmer, in einem Auspufftopf oder in einem Abschnitt des Auspuffrohrs. Die Lambda-Sonde kann insbesondere vor oder nach einem Katalysator bzw. zwischen zwei Katalysatoren in die Abgasführung eingebracht werden und dort die Mischvorrichtung vorgesehen sein.
  • Hierzu ist es vorteilhaft, daß die Mischvorrichtung das gesamte oder einen annähernd repräsentativen Teil des in der Gasführung strömenden Gasgemisches homogenisiert. Im günstigsten Fall kann die Homogenisierung von nur 1% des Gasgemisches ausreichen, bevorzugt werden etwa 20% homogenisiert. Die Konzentration der einzelnen Komponenten kann hierfür beispielsweise als etwa symmetrisch über den Querschnitt der Gasführung angenommen werden. Somit kann es ausreichend sein, nur einen für den gesamten Querschnitt als repräsentativ anzusehenden Teil des Gasgemisches zu mischen. Nach dem Mischen eines Teils oder des gesamten Gasgemisches ist das Mischgas dem Sensor zugänglich. Wird nur ein Teil des Gasgemisches gemischt, so führt die Mischvorrichtung dem Sensor das Mischgas zu. Auch beim Mischen nur eines Teils des Gasgemisches kann es von Vorteil sein, dem Sensor wiederum nur einen Teil oder das gesamte Mischgases zuzuführen. Die Menge des dem Sensor zugeführten Mischgases ist beispielsweise auch abhängig von der Frequenz mit welcher der Sensor mißt und liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 10% und 90%. Wird das gesamte Gasgemisch durch die Mischvorrichtung erfasst, so besteht die Möglichkeit, den Sensor zumindest nach der Mischvorrichtung anzubringen. In diesem Fall muss er nicht direkt hinter der Mischvorrichtung vorgesehen sein.
  • Eine Möglichkeit gemäß einer Weiterbildung zum Mischen eines Teils des Gasgemischstroms ist, die Mischvorrichtung nur im Mittelbereich in Richtung des Durchmesser der Gasführung vorgesehen. Die Mischvorrichtung ragt hierbei von der Rohrwandung der Gasführung bis in den Bereich der Mittelachse der Gasführung. Dabei kann die Mischvorrichtung einen Abstand zur gegenüberliegenden Rohrwandung aufweisen oder sich über den gesamten Durchmesser erstrecken. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Mischvorrichtung entlang des gesamten Innenumfangs der Gasführung vorzusehen. Unabhängig der Positionierung und Gestaltung der Mischvorrichtung bildet diese eine Art Drossel in der Gasführung. Ein Teil des Druckverlustes wird dabei für die Zuführung des Mischgases zum Sensor genutzt.
  • Ferner ist es vorteilhaft, daß die Querschnittsfläche der Mischvorrichtung senkrecht zur Strömungsrichtung variiert. Damit kann der für die Messung entnommene Bereich des Gasgemisches variiert werden. Die Querschnittsfläche beträgt zwischen 5% und 90%, bevorzugt 15% des Strömungsquerschnitts der Gasführung. Die Querschnittsfläche ist symmetrisch oder unsymmetrisch ausgebildet. Die Mischvorrichtung kann unabhängig ihrer Querschnittsfläche direkt oder in annähernd radialer Richtung durch die Gehäusewand der Gasführung eingebracht werden. Beim direkten Einbringen wird die Mischvorrichtung mit oder ohne Sensor in axialer Richtung in die Gasführung eingebracht oder mittels eines Adapterstücks in die Strömung geschaltet.
  • Vorteilhaft ist es hierzu auch, daß die Mischvorrichtung mindestens eine Einlaßöffnung und mindestens eine Auslaßöffnung aufweist. Das durch die Einlaßöffnung eingetretene Gasgemisch wird durch eine Führungsvorrichtung in seiner Strömungsrichtung umgelenkt und zum Sensor geführt. Direkt am Sensor oder in der Nähe des Sensors ist die Auslassöffnung vorgesehen. Das durch die Umlenkung homogenisierte Gasgemisch wird größtenteils am Sensor vorbeigeführt und analysiert bzw. detektiert. Die Umlenkung der Strömungsrichtung bewirkt das Mischen des Gasgemisches.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, daß die Querschnitte der Einlaßöffnungen und Auslaßöffnungen in ihrer Größe und Form variieren. Durch Versuchsreihen ist ermittelbar, für welche Strömungsparameter wie beispielsweise Geschwindigkeit, Massestrom, Temperatur und Zusammensetzung welche Öffnungsquerschnitte vorteilhaft sind.
  • Auch die Dimensionierung der Mischvorrichtung, deren Form und deren Anordnung hat Einfluß auf die Form uncl Position der Ein- und Auslaßöffnungen. Nicht nur die Querschnittsfläche der Mischvorrichtung quer zur Strömungsrichtung, sondern auch die Querschnitte der Mischvorrichtung parallel zur Strömungsrichtung können in der Form und in der Größe variieren.
  • Der als Einlaßabstand bezeichnete Abstand der Einlaßöffnungen zueinander hat ebenfalls Einfluß auf das letztendlich ermittelte Meßergebnis. Durch Variieren des Einlaßabstandes kann die Zuverlässigkeit der Sensormessung beispielsweise bei Vorliegen unterschiedlicher Temperaturzonen innerhalb des Gasgemisches verbessert werden.
  • Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, daß die Größe, die Form und der Einlaßabstand der Ein- und Auslaßöffnungen untereinander in Abhängigkeit des jeweiligen Abstandes zum Sensor variiert. Vorzugsweise werden die Einlaß- und Auslaßöffnungen mit abnehmenden Abstand zum Sensor kleiner.
  • Als Alternative zur Bildung von großen Einlaß- oder Auslaßöffnungen werden diese durch Poren der Mischvorrichtung gebildet. Hierzu kommen Sintermetalle bestehend aus Metall oder aus einer Kombination von Keramik und Metall zum Einsatz. Auch sind Mischvorrichtung vorgesehen, die ausschließlich aus Keramik gebildet sind.
  • Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, daß die Mischvorrichtung den Sensor aufnimmt und mit dem Sensor in die Gasführung eingebracht wird. Dabei ist der Sensor alleine oder zusammen mit der Mischvorrichtung auswechselbar. Das Auswechseln erfolgt über eine Öffnung in der Rohrwand der Gasführung oder je nach Einbringung durch ein Zwischenstück eines Rohres oder ähnliches, das als Adapter in die Strömungsanlage eingesetzt ist.
  • Vorteilhaft ist es ferner, daß die Mischvorrichtung zusätzlich zur Führungsvorrichtung mindestens ein außen liegendes Leitblech aufweist. Das Leitblech vergrößert den erfassten Strömungsquerschnitt und führt mehr Gasgemisch zu den Einlaßöffnungen. Bei der Verwendung in einem Abgasstrom erhitzt sich das Leitblech wesentlich schneller als die Mischvorrichtung und vermeidet somit die Bildung von Kondensat in der Mischvorrichtung. Ferner wird dadurch die Mischvorrichtung selbst schneller erhitzt.
  • Auch ist es in diesem Zusammenhang vorteilhaft, daß die Mischvorrichtung zusätzlich durch eine Heizvorrichtung beheizbar ist. Die Beheizung ist unabhängig von der Verwendung eines Leitblechs. Zur Beheizung nimmt die Mischvorrichtung eine elektrische Heizvorrichtung auf. Der Sensor ist dabei derart positioniert, daß er durch eventuelles Kondensat und durch die Beheizung nicht beeinflußt wird. Mittels der Heizvorrichtung wird das in bzw. an der Mischvorrichtung und am Sensor auftretende Kondensat erhitzt und verdampft. In vorteilhafter Weise kann die Heizvorrichtung schon mit dem Motorstart oder zumindest vor Erreichen des Taupunktes des Abgasstroms in Betrieb genommen werden. Somit wird vom Betriebsstart an die Bildung von Kondensat verhindert. Die Heizvorrichtung ist innerhalb der Mischvorrichtung als Gitter- Wand- oder Stabheizung ausgebildet.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt
  • Fig. 1 einen Querschnitt einer rohrförmigen Gasführung mit Mischvorrichtung;
  • Fig. 2 einen Querschnitt einer trichterförmigen Gasführung mit Mischvorrichtung;
  • Fig. 3 einen Schnitt senkrecht zur Strömungsrichtung vor der Mischvorrichtung mit Einlaßöffnungen;
  • Fig. 4 einen Schnitt senkrecht zur Strömungsrichtung hinter der Mischvorrichtung mit Auslaßöffnung;
  • Fig. 5 einen Schnitt senkrecht zur Strömungsrichtung vor der Mischvorrichtung mit Poren;
  • Fig. 6 einen Schnitt senkrecht zur Strömungsrichtung vor der Mischvorrichtung mit schlitzförmiger Einlaßöffnung;
  • Fig. 7 einen Schnitt senkrecht zur Strömungsrichtung vor der Mischvorrichtung mit verschieden beabstandeten Einlaßöffnungen;
  • Fig. 8 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Einbringen des Sensors mit der Mischvorrichtung;
  • Fig. 9 einen Schnitt senkrecht zur Strömungsrichtung vor der Mischvorrichtung mit unsymmetrischem Leitblech;
  • Fig. 10 einen Schnitt parallel zur Strömungsrichtung durch verschiedene Mischvorrichtungen mit Leitbiech;
  • Fig. 11 einen Schnitt durch eine Mischvorrichtung mit Poren;
  • Fig. 12 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Einbringen des Sensors mit beabstandeter Mischvorrichtung;
  • Fig. 13 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Einbringen einer gitterförmigen Heizvorrichtung mit der Mischvorrichtung;
  • Fig. 14 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Einbringen einer stabförmigen Heizvorrichtung mit der Mischvorrichtung.
  • Fig. 1 zeigt einen Querschnitt einer rohrförmigen Gasführung 2 mit Mischvorrichtung 4. In die Rohrwand 2.1 ist die Mischvorrichtung 4 eingebracht. Am oberen Ende der Mischvorrichtung 4 ist der Sensor 3 vorgesehen. Der Sensor 3weist ein Sensorgehäuse 3.1 und einen elektrischen Sensoranschluß 3.2 auf.
  • Das untere Ende der Mischvorrichtung 4 liegt an der gegenüberliegenden Rohrwand 2.1 an. Die Mischvorrichtung 4 erstreckt sich über den gesamten Durchmesser 5 der Gasführung 2. Das Gasgemisch 1.1 strömt durch die Einlaßöffnungen 10 in Strömungsrichtung 13 parallel zur Mittelachse 6 in die Führungsvorrichtung 12 der Mischvorrichtung 4. Dort wird das Gasgemisch 1.1 senkrecht zur Strömungsrichtung 13 nach oben hin abgelenkt. Dadurch wird das Gasgemisch 1.1 gemischt. Das dadurch entstandene Mischgas 1.2 strömt am Sensor 3 vorbei durch die Auslaßöffnung 11 in die Gasführung 2. Dabei detektiert der Sensor 3 die einzelnen Gaskomponenten.
  • Fig. 2 zeigt einen Querschnitt einer trichterförmigen Gasführung mit Mischvorrichtung entsprechend Fig. 1. Die Einlaßöffnungen 10 sind in Verlängerung des Strömungsquerschnitts 9 an der Mischvorrichtung 4 angebracht. Die Mischvorrichtung 4 weist nur eine Auslaßöffnung 11 auf, durch die das Mischgas 1.2 nach der Messung durch den Sensor 3 wieder austritt.
  • Fig. 3 zeigt einen zur Strömungsrichtung 13 senkrechten Schnitt durch die Gasführung 2 mit Blick auf die Mischvorrichtung 4. Die Mischvorrichtung 4 erstreckt sich über den Durchmesser 5 der Gasführung 2 und weist mehrere Einlaßöffnungen 10 auf.
  • Fig. 4 zeigt eine Auslaßöffnung 11, die in Strömungsrichtung 13 auf der zu den Einlaßöffnungen 10 entgegengesetzten Seite der Mischvorrichtung 4 vorgesehen ist.
  • Die Auslaßöffnung 11 ist im Einflußbereich des Sensors 3 angebracht. Der Sensor 3 ist aufgrund der Mischvorrichtung 4 nicht sichtbar.
  • Als Alternative zu der in Fig. 3 dargestellten Einlaßöffnungen 10 ist in Fig. 5 eine Mischvorrichtung 4 dargestellt, die aus Sintermetall gebildet ist. Die gesamte Mischvorrichtung 4 weist Poren 16 auf, die als Einlaßöffnungen 10 und als Auslaßöffnung 11 dienen.
  • In Fig. 6 ist als weitere Alternative eine schlitzförmige Einlaßöffnung 10 dargestellt. Die Auslaßöffnung 11 ist hier entsprechend der Fig. 4 ausgebildet. Der Sensor 3 befindet sich vor der Auslaßöffnung 11.
  • Fig. 7 stellt Einlaßöffnungen 10 dar, die verschiedene Einlaßabstände 15 aufweisen. Auch bei diesem Beispiel ist die Auslaßöffnung 11 nach Fig. 4 ausgebildet.
  • In Fig. 8 ist ein Schnitt durch eine Vorrichtung zum Einbringen des Sensors 3 zusammen mit der Mischvorrichtung 4 dargestellt. Die Vorrichtung weist einen an die Rohrwand 2.1 der Gasführung 2 angeschweißten Flansch 2.2 auf. In den Flansch 2.2 ist die Führungsvorrichtung 12 eingebracht. In die Führungsvorrichtung 12 ist der Sensor 3 eingesetzt. Der Kopf des Sensors 3 ragt bis in den Bereich der Auslaßöffnung 11. Um den Sensor 3 mit dem Sensorgehäuse 3.1 zu fixieren, werden diese Bauteile mit einer Überwurfmutter 2.3 am Flansch 2.2 befestigt.
  • Das Gasgemisch 1.1 wird nach der Ablenkung in der Führungsvorrichtung 12 zu Mischgas 1.2 gemischt und strömt in den Sensorkopf 3.3. Um den Sensor 3 zu umspülen weist der Sensorkopf 3.3 Löcher 3.4 auf. Die Löcher 3.4 sind im Bereich der Auslaßöffnung 11 vorgesehen.
  • In Fig. 9 ist ein Schnitt senkrecht zur Strömungsrichtung 13 durch die Gasführung 2 dargestellt. Die Mischvorrichtung 4 weist ein unsymmetrisches Leitblech 18 auf. Das Leitblech 18 dient zum Erfassen und Führen des Gasgemisches 1.1 an die Einlaßöffnung 10.
  • In Fig. 10 sind verschiedene mögliche Querschnitte 14 von Mischvorrichtungen 4 mit Leitblech 18 im Schnitt dargestellt. Die Leitbleche 18 führen das Gasgemisch 1.1 in die Öffnungen der Mischvorrichtung 4. Die verschiedenen Mischvorrichtungen 4 unterscheiden sich im wesentlichen im Querschnittsprofil und in der Spannweite der Leitbleche 18.
  • Fig. 11 zeigt eine Mischvorrichtung 4 mit Netzstruktur und Poren 16 aus Sintermetall im Schnitt. Die Löcher 3.4 sind oberhalb der Auslaßöffnung 11 vorgesehen. Aufgrund der Druckdifferenzen vor, nach und in der Führungsvorrichtung 12 wird das Gasgemisch 1.1 nach oben hin abgelenkt. Die Positionierung des Sensors 3 gegenüber der Auslaßöffnung 11 hat Einfluß auf die Messung und das Meßergebnis.
  • Fig. 12 zeigt einen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Einbringen des Sensors 3. Die Mischvorrichtung 4 ist zum Wandbereich 7 hin beabstandet angeordnet und ist in die Gasführung 2 entsprechend Fig. 8 eingebracht.
  • Gemäß den Fig. 13 und 14 ist die Mischvorrichtung 4 mittels einer Heizvorrichtung 19 beheizbar. Dadurch wird das in der Mischvorrichtung 4 und eventuell am Sensor 3 auftretende Kondensat verdampft. In Fig. 13 ist die Heizvorrichtung 19als Gitterheizung 20 mit einem Heizgitter 20.1 ausgebildet. In Fig. 14 ist die Heizvorrichtung 19 als Stabheizung 21 mit einem Heizstab 21.1 ausgebildet.
  • Die Heizvorrichtung 19 ist in die Mischvorrichtung 4 innerhalb der Rohrwand 2.1 eingebracht. Über der Heizvorrichtung 19 befindet sich der Sensor 3 mit Sensorgehäuse 3.1 und Sensoranschluß 3.2. Über ein Stromkabel 19.2 wird die Heizvorrichtung 19 geregelt mit Energie versorgt. Neben der Mischvorrichtung 4 wird der Abgasstrom 19.1 innerhalb der Mischvorrichtung 4 beheizt. Die Thermik des Abgasstroms 19.1 wird durch das Aufheizen begünstigt. Die Nähe der Heizung zum Sensor 3 trägt zur Vermeidung von Kondensat am Sensor 3 bei.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Messen von gasförmigen Komponenten eines strömenden Gasgemisches (1.1) mit einer Gasführung (2) und mindestens einem mit dem strömenden Gasgemisch (1.1) in Kontakt stehenden Sensor (3), dadurch gekennzeichnet, daß in die Strömung des Gasgemisches (1.1) mindestens eine Mischvorrichtung (4) eingebracht ist, die das Gasgemisch (1.1) zu Mischgas (1.2) homogenisiert, bevor es durch den Sensor (3) erfaßt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischvorrichtung (4) zwischen 1% und 100%, bevorzugt 20% des in der Gasführung (2) strömendes Gasgemisches (1.1) homogenisiert und die Mischvorrichtung (4) wahlweise zusätzlich dem Sensor (3) zwischen 10% und 90% des Mischgases (1.2) zuführt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischvorrichtung (4) am gesamten Durchmesser (5) der Gasführung (2) oder von einem inneren Wandbereich (7) bis in den Bereich der Mittelachse (6) mit einem Abstand (17) oder entlang des gesamten Innenumfangs der Gasführung (2) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche (8) der Mischvorrichtung (4) senkrecht zur Strömungsrichtung (13) zwischen 5% und 90%, bevorzugt 15% des Strömungsquerschnitts (9) der Gasführung beträgt und/oder die Mischvorrichtung (4) durch die Gehäusewand (2.1) der Gasführung (2) eingebracht wird.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischvorrichtung (4) mindestens eine Einlaßöffnung (10) und mindestens eine Auslaßöffnung (11) aufweist, wobei zwischen der Einlaßöffnung (10) und der Auslaßöffnung (11) eine Führungsvorrichtung (12) vorgesehen ist, die das durch die Einlaßöffnungen (10) aufgenommene Gasgemisch (1.1) in seiner Strömungsrichtung (13) umlenkt.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wahlweise oder in Kombination
a) die Querschnitte der Einlaßöffnungen (10) in der Form und in der Größe variieren,
b) die Querschnitte der Auslaßöffnungen (11) in der Form und in der Größe variieren,
c) die Querschnittsfläche (8) der Mischvorrichtung (4) senkrecht Strömungsrichtung (13) in der Form und in der Größe variieren,
d) die Querschnitte (14) der Mischvorrichtung (4) parallel zur Strömungsrichtung in der Form und in der Größe variieren,
e) die Einlaßöffnungen (10) in ihrem Einlaßabstand (15) zueinander variieren,
f) die Einlaßöffnungen (10) durch Poren (16) gebildet sind,
g) die Auslaßöffnungen (11) durch Poren (16) gebildet sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe, die Form und der Einlaßabstand (15) der Ein- und/oder der Auslaßöffnungen (10, 11) untereinander in Abhängigkeit des Abstandes der jeweiligen Ein- und/oder der Auslaßöffnungen zum Sensor variiert.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wahlweise oder in Kombination die Oberfläche, die Einlaßöffnungen (10) oder die Auslaßöffnungen (11) der Mischvorrichtung (4) aus Metall und/oder Keramik besteht.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischvorrichtung (4) den Sensor (3) aufnimmt und/oder mit dem Sensor (3) in die Gasführung (2) eingebracht wird und mit dem Sensor (3) auswechselbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischvorrichtung (4) zusätzlich zur Führungsvorrichtung (12) mindestens ein außen liegendes Leitblech (18) aufweist, welches das Gasgemisch (1.1) in die Einlaßöffnungen (10) leitet.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischvorrichtung (4) durch eine Heizvorrichtung beheizbar ist, oder eine Heizvorrichtung aufnimmt.
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006044736A1 (de) * 2006-09-20 2008-03-27 Roth-Technik Austria Ges.M.B.H. Abgasführendes Gehäuse oder Rohr einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine
DE102009039488A1 (de) * 2009-08-31 2011-03-03 Robert Bosch Gmbh Entnahmestab für Fluidproben in Anlagen
DE102010046851A1 (de) 2010-09-29 2012-03-29 Scania Cv Ab Vorrichtung zum Erfassen von Komponenten eines strömenden Gasgemisches, insbesondere zum Erfassen des Stickoxidgehalts in einem Abgasstrom
WO2012096675A1 (en) 2011-01-14 2012-07-19 Cummins Ip, Inc. Exhaust gas sensor module
EP2626694A1 (de) * 2012-02-10 2013-08-14 Cummins IP, Inc. Abgassensormodul
US8756913B2 (en) 2011-01-14 2014-06-24 Cummins Filtration Ip, Inc. Exhaust gas sensor module
DE102013007523A1 (de) 2013-05-02 2014-11-06 Daimler Ag Abgasanlage für einen Kraftwagen
CN104271913A (zh) * 2012-05-04 2015-01-07 斯堪尼亚商用车有限公司 用于测量废气中成分的仪器
CN104712407A (zh) * 2013-12-11 2015-06-17 卡特彼勒公司 用于流体采样的系统和方法
DE102015217178B3 (de) * 2015-09-09 2016-04-28 Ford Global Technologies, Llc Probenentnahmevorrichtung
US9482154B2 (en) 2012-12-05 2016-11-01 Cummins Cal Pacific, Llc Exhaust gas collector for an exhaust aftertreatment system
DE102015116358A1 (de) 2015-09-28 2017-03-30 Energicos Systems Llp Vorrichtung und Verfahren zur Permanentüberwachung von Abgas in einem Abgasstrom
WO2019155111A1 (en) * 2018-02-09 2019-08-15 Wärtsilä Finland Oy NOx MEASUREMENT DEVICE
US11181027B2 (en) 2018-04-02 2021-11-23 Cummins Emission Solutions Inc. Aftertreatment system including noise reducing components
US11486289B2 (en) 2018-07-03 2022-11-01 Cummins Emission Solutions Inc. Body mixing decomposition reactor

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130213013A1 (en) * 2011-01-14 2013-08-22 Cummins Ip, Inc. Exhaust gas sensor module
US20130098479A1 (en) * 2011-10-21 2013-04-25 Safety Power Inc. Gas Extractor for Exhaust Gas Monitoring
DE102012102137A1 (de) * 2012-03-14 2013-09-19 Avl Emission Test Systems Gmbh Anlage zur Entnahme von Abgasproben von Verbrennungskraftmaschinen
CN102749227B (zh) * 2012-07-17 2014-03-26 西华大学 一种内燃机缸内采样系统及采样方法
JP6805033B2 (ja) * 2016-03-25 2020-12-23 日本碍子株式会社 センサ素子、その製法及びガスセンサ
US10066535B2 (en) 2016-11-17 2018-09-04 Caterpillar Inc. Compact design exhaust aftertreatment system with NOx sensor
RU2748584C1 (ru) * 2018-05-01 2021-05-27 Бейкер Хьюз Холдингз Ллк Система датчика газа
DE112019007351T5 (de) 2019-05-21 2022-02-10 Cummins Emission Solutions Inc. Systeme und Verfahren zum Probenentnehmen von Abgas
US11306642B2 (en) * 2019-06-27 2022-04-19 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Exhaust sensor baffle
US11098631B2 (en) * 2019-07-26 2021-08-24 Caterpillar Inc. NOx sensor protection system
US10907520B1 (en) 2019-10-22 2021-02-02 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Sampling device for an exhaust gas sensor
CN113738486B (zh) * 2021-10-14 2024-01-02 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 应用于柴油机后处理系统的集气导流装置及工作方法
CN115406851B (zh) * 2022-10-31 2023-01-10 广东惠丰达电气设备有限公司 基于光谱测量的高精度气体成分检测装置及检测方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5922900B2 (ja) * 1976-10-29 1984-05-29 日本碍子株式会社 主として内燃機関よりの排気ガス中の酸素分圧測定装置
JPS562438A (en) * 1979-06-22 1981-01-12 Nissan Motor Co Ltd Mixing ratio controller for internal combustion engine
JPS58106530U (ja) * 1982-01-12 1983-07-20 日産自動車株式会社 多気筒内燃機関の空燃比制御装置
US4622009A (en) * 1982-03-05 1986-11-11 Leco Corporation Carbon, hydrogen, and nitrogen analyzer
US4795614A (en) * 1987-02-27 1989-01-03 The Perkin-Elmer Corporation Apparatus for analysis of organic material
JP2520151B2 (ja) * 1988-05-25 1996-07-31 日本碍子株式会社 板状酸素センサ
US5450749A (en) * 1993-08-25 1995-09-19 Wci Outdoor Products, Inc. Gas sampling method and dilution tunnel therefor
US5423972A (en) * 1994-01-18 1995-06-13 General Motors Corporation Watertight exhaust gas sensor
DE29706003U1 (de) 1997-03-27 1997-08-28 Sensor Devices GmbH, 44319 Dortmund Xenon-Gassensor
DE69943331D1 (de) * 1998-08-05 2011-05-19 Ngk Spark Plug Co Gassensor

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006044736A1 (de) * 2006-09-20 2008-03-27 Roth-Technik Austria Ges.M.B.H. Abgasführendes Gehäuse oder Rohr einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine
DE102006044736B4 (de) * 2006-09-20 2008-07-24 Roth-Technik Austria Ges.M.B.H. Abgasführendes Gehäuse oder Rohr einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine
DE102009039488A1 (de) * 2009-08-31 2011-03-03 Robert Bosch Gmbh Entnahmestab für Fluidproben in Anlagen
DE102010046851A1 (de) 2010-09-29 2012-03-29 Scania Cv Ab Vorrichtung zum Erfassen von Komponenten eines strömenden Gasgemisches, insbesondere zum Erfassen des Stickoxidgehalts in einem Abgasstrom
EP3409914A1 (de) * 2011-01-14 2018-12-05 Cummins IP, Inc. Abgassensormodul
EP2663751A1 (de) * 2011-01-14 2013-11-20 Cummins IP, Inc. Abgassensormodul
US8756913B2 (en) 2011-01-14 2014-06-24 Cummins Filtration Ip, Inc. Exhaust gas sensor module
EP2663751A4 (de) * 2011-01-14 2015-03-25 Cummins Ip Inc Abgassensormodul
WO2012096675A1 (en) 2011-01-14 2012-07-19 Cummins Ip, Inc. Exhaust gas sensor module
EP2626694A1 (de) * 2012-02-10 2013-08-14 Cummins IP, Inc. Abgassensormodul
CN104271913A (zh) * 2012-05-04 2015-01-07 斯堪尼亚商用车有限公司 用于测量废气中成分的仪器
US9482154B2 (en) 2012-12-05 2016-11-01 Cummins Cal Pacific, Llc Exhaust gas collector for an exhaust aftertreatment system
DE102013007523A1 (de) 2013-05-02 2014-11-06 Daimler Ag Abgasanlage für einen Kraftwagen
CN104712407A (zh) * 2013-12-11 2015-06-17 卡特彼勒公司 用于流体采样的系统和方法
DE102015217178B3 (de) * 2015-09-09 2016-04-28 Ford Global Technologies, Llc Probenentnahmevorrichtung
DE102015116358A1 (de) 2015-09-28 2017-03-30 Energicos Systems Llp Vorrichtung und Verfahren zur Permanentüberwachung von Abgas in einem Abgasstrom
WO2019155111A1 (en) * 2018-02-09 2019-08-15 Wärtsilä Finland Oy NOx MEASUREMENT DEVICE
US11181027B2 (en) 2018-04-02 2021-11-23 Cummins Emission Solutions Inc. Aftertreatment system including noise reducing components
US11486289B2 (en) 2018-07-03 2022-11-01 Cummins Emission Solutions Inc. Body mixing decomposition reactor
US11891937B2 (en) 2018-07-03 2024-02-06 Cummins Emission Solutions Inc. Body mixing decomposition reactor

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Publication number Publication date
US20030172741A1 (en) 2003-09-18
US6843104B2 (en) 2005-01-18

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