DE1280587B

DE1280587B - Abgaspruefgeraet fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1280587B
Application number: DE1965S0100312
Authority: DE
Inventors: Willy Maerkle
Original assignee: SWF Spezialfabrik fuer Autozubehoer Gustav Rau GmbH
Current assignee: SWF Auto Electric GmbH
Priority date: 1965-11-02
Filing date: 1965-11-02
Publication date: 1968-10-17

Description

Abgasprüfgerät für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein Abgasprüfgerät für Kraftfahrzeuge zur Bestimmung des Anteils brennbarer Gase in einem Gasluftgemisch, mit einer Meßkammer, in der Heißleiter im Hauptstrom des eintretenden Gases und in einer senkrecht zur Strömungsrichtung liegenden Ebene nebeneinander angeordnet sind, die jeweils aus einem Heißleiterelement und einem dieses umgebenden gewebeartigen Mantel bestehen, und deren Widerstandsänderung beim Durchströmen eines mit brennbaren Gasen angereicherten Gasluftgemisches mittels einer Wheatstoneschen Brücke meßbar ist. Bei derartigen Geräten, die auf katalytischer Basis arbeiten, wird der brennbare Anteil im Gasluftgemisch am aktiven Heißleiterelement oxydiert und erzeugt dadurch Wärme, die den Widerstandswert eines Heißleiterelements verändert. Das Maß der Veränderung des Widerstandswertes ist ein Maß für die Menge des im Gasluftgemisch enthaltenen brennbaren Gases.
Bei bekannten Meßeinrichtungen der eingangs erwähnten Art werden zur Bestimmung von brennbaren Gasen zwei Fühler verwendet, von denen jeder aus einem temperaturabhängigen Element, beispielsweise einem Heißleiterelement, und einem um dieses angeordneten Heizwiderstand besteht. Dabei ist der eine Fühler mit einem aktiven Stoff und der andere mit einem nichtaktiven Stoff umgeben. Entsprechend dem Anteil brennbarer Gase im Gasluftgemisch nimmt das aktive Element eine höhere Temperatur an als das nichtaktive. Damit ändert sich der Widerstandswert des Heißleiterelements. Diese Anderung des Widerstandswertes wird auf elektrischem Wege mittels einer Wheatstoneschen Brücke gemsessen.
Eine Anordnung dieser Art weist den Mangel auf, daß die Heißleiterelemente einzeln durch die Widerstandsheizdrähte auf ihre Meßtemperatur erwärmt werden müssen, so daß infolge von Toleranzen in den Drahtabmessungen und in der unterschiedlichen Lage des jeweiligen Heizdrahtes zum Heißleiterelement eine einheitliche Meßtemperatur beider Heißleiterelemente nicht gewährleistet ist. Die Folge davon ist, daß die Lage des Nullpunktes nicht genau festlegbar ist, was zu fehlerhaften Ergebnissen führt.
Außerdem ist bei einer Anlage dieser Art eine Temperaturregelung jedes einzelnen Heizdrahtes erforderlich, was ebenfalls zu Ungenauigkeiten in den Messungen führt.
In einer weiteren bekannten Anordnung sind in einem Gehäuse zwei fluchtende Bohrungen vorgesehen, zwischen denen eine Filterscheibe angeordnet ist. Quer zur Mittelachse der Bohrungen ist ein breiter Kanal vorgesehen, der einerseits der Filterscheibe einen katalytischen Heizfaden und andererseits der Filterscheibe einen nichtkatalytischen Heizfaden aufnimmt. Die Heizfäden sind jeweils über Stromzu- und -abführungselektroden in den Stromkreis einer Wheatstoneschen Brücke geschaltet.
Nachteilig ist bei dieser Anordnung das Anbringen der Heizfäden in Nebenkanälen, weil durch die dabei auftretenden Turbulenzen des Gasstromes eine einwandfreie Messung nicht gewährleistet ist.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Abgasprüfgerät zu schaffen, das die vorgenannten Mängel nicht aufweist, einen einfachen konstruktiven und schaltungstechnischen Aufbau hat und ein genaues zuverlässiges Messen gestattet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Heißleiter von dem in die Meßkammer eintretenden Gasluftgemisch direkt aufheizbar sind, und daß in bekannter Weise der Mantel des einen Heißleiters aus einem aktiven katalytischen Werkstoff und der Mantel des anderen Heißleiters aus einem nichtaktiven Werkstoff besteht.
Durch die auf diese Weise erhaltene gleiche äußere Gestaltung setzen die Heißleiter dem Gas den gleichen Strömungswiderstand entgegen.
Der aktive und nichtaktive Werkstoff der gewebeartigen Mäntel weisen dabei gleiche Wärmeeigenschaften auf, so daß ein möglichst gleichartiges Wärmeverhalten der Heißleiter erreicht wird. Im einzelnen kann in Strömungsrichtung des Gasluftgemisches vor den Heißleitern eine den gesamten Querschnitt der Meßkammer überdeckende Heizeinrichtung vorgesehen und zwischen der Heizeinrichtung und den Heißleitern ein Temperaturfühler angeordnet sein, der mit einem Temperaturregler zusammenarbeitet.
Zur Ausrichtung und Erzeugung eines gleichmäßigen Gasluftgemischstromes ist ein über den gesamten Querschnitt der Meßkammer sich erstreckenden Gitter angeordnet.
In weiterer Ausbildung des Erfindungsgegenstandes kann das Gitter mit der Heizeinrichtung kombiniert oder die Heizeinrichtung selbst gitterartig ausgebildet sein.
Als weiteres Merkmal ist zwischen den Heißleitern eine Isolierwand aus schlecht wärmeleitendem Werkstoff angeordnet. Dadurch wird einer Beeinflussung des einen Heißleiterelementes bei Etwärmung des anderen entgegengewirkt.
Auf Grund dieser Maßnahmen werden die Heißleiterelemente gleichmäßig auf ihre Meßtemperatur, die der Temperatur des Gasluftgemisches entspricht, aufgeheizt. Dadurch ist die Nullpunkttemperatur, die für die Genauigkeit der Messung von größter Bedeutung ist, exakt gegeben.
Die Meßtemperatur kann genau gemessen und geregelt werden, da feblerbewirkende Einflüsse, wie unterschiedliche Temperaturzonen oder Strömungsturbulenzen weitestgehend ausgeschaltet sind.
Ferner wird die Meßempfindlichkeit gesteigert, da durch Weglassen der Heizwiderstände, die mit den Heißleiterelementen in Wärmekontakt kommen, die Wärmekapazität der Heißleiteranordnung geringer wird, was ein schnelleres Einstellen der Meßinstrumentenzeiger zur Folge hat.
An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung beschrieben und erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung des Abgasprüfgerätes im Schnitt und F i g. 2 eine Schaltungsanordnung zum Abgasprüfgerät gemäß Fig. 1.
Das Abgasprüfgerät gemäß Fig. 1 besteht aus einer Meßkammer 1, deren eine Seite über ein dünnes Rohr 2 mit einem Ventilator 3 und einer Gaseintrittsöffnung 4 in Verbindung steht, und deren andere Seite als Gasaustrittsöffnung 5 ausgebildet ist.
In der Meßkammer 1 sind in Strömungsrichtung A des Gasluftgemisches eine Heizeinrichtun 6, ein Gitter 7, ein Temperaturfühler 8 und senkrecht zur Strömungsrichtung A zwei Heißleiter 24 und 15 nebeneinander angeordnet.
Die Heißleiter 24 und 25 bestehen aus einem Heißleiterelement 9 und 10 und einem gewebeartigen Mantel 11 und 12.
Das Heißleiterelement 9 ist konzentrisch von einem gewebeartigen Mantel 11 umgeben, der mit einem aktiven, katalytischen Werkstoff versehen ist, während das Heißleiterelement 10 konzentrisch von einem gewebeartigen Mantel 12 umgeben ist, der mit einem nichtaktiven Werkstoff versehen ist.
Zwischen den beiden Heißleitern24 und 25 ist eine Isolierwand 13 angeordnet, die aus einem nichtwärmeleitenden Werkstoff besteht.
Die Schaltungsanordnung gemäß Fig.2 besteht aus einem Temperaturregelkreis 14 und einem eigentlichen Meßkreis 15.
Im Temperaturregelkreis 14 stehen die Heizeinrichtung 6 und der Temperaturfühler8 über einen Regler 16 mit einem Potentiometer 17 in Verbindung.
Im Meßkreis 15 sind die beiden Heißleiterelemente 9 und 10 mit Widerständen 18 und 19 und einer Spannungsquelle 20 zu einer Wheatstoneschen Brücke zusammengeschaltet. Im Mittelzweig21 der Brücke sind ein Verstärker22 und ein Meßinstrument 23 angeordnet.
-Durch den Ventilator3 wird das Gasluftgemisch durch die Gaseintrittsöffnung 4 angesaugt und durch das dünne Rohr 2 in dieMeßkammer 1 gedrückt. Im dünnen Rohr 2 werden die durch den Ventilator 3 hervorgerufenen Verwirbelungen des Gasgemisches gemindert. Beim Eintritt in die Meßkammer 1 wird das Gasluftgemisch durch die Heizeinrichtung 6 auf eine durch das Potentiometer 17 einstellbare Meßtemperatur erwärmt. Diese Meßtemperatur wird durch den Temperaturfühler 8 und den Regler 16 konstant gehalten. Durch das Gitter wird die Strömung des Gases gerichtet und dieses über den Querschnitt der Meßkammer gleichmäßig verteilt.
In diesem Zustand umspült das Gas die beiden nebeneinander angeordneten Heißleiter 24 und 25.
In dem Falle, daß keine brennbaren Gase im Gasluftgemisch enthalten sind, nehmen die beiden Heißleiterelemente 9 und 10 die Temperatur des Gasluftgemisches an. Die Wheatstonesche Brücke ist so abgestimmt, daß dann der Mittelzweig 21 stromlos bleibt und am Meßinstrument 23 kein Zeigerausschlag wahrnehmbar ist.
Sind jedoch im Gasluftgemisch brennbare Gase enthalten, so oxydieren, also verbrennen diese unter Wärmeentwicklung am aktiven Heißleiter 24. Durch die zusätzliche Erwärmung des Heißleiterelementes 9 ändert dieses seinen Widerstandswert, was eine Verstimmung der Wheatstoneschen Brücke zur Folge hat. Im Mittelzweig 21 fließt Strom, der mit dem Meßinstrument 23 meßbar ist.
Damit eine gegenseitige Beeinflussung der Heißleiterelemente 9 und 10 im Falle der Erwärmung des einen vermieden wird, ist zwischen ihnen eine Isolierwandl3 aus nichtwärmeleitendem Werkstoff angeordnet.

Claims

Patentansprüche: 1. Abgasprüfgerät für Kraftfahrzeuge zur Bestimmung des Anteils brennbarer Gase in einem Gasluftgemisch, mit einer Meßkammer, in der Heißleiter im Hauptstrom des eintretenden Gases und in einer senkrecht zur Strömungsrichtung liegenden Ebene nebeneinander angeordnet sind, die jeweils aus einem Heißleiterelement und einem dieses umgebenden gewebeartigen Mantel bestehen, und deren Widerstands änderung beimDurchströmen eines mit brennbaren Gasen angereicherten Gasluftgemisches mittels einer Wheatstoneschen Brücke meßbar ist, dadurch gekennz e i c h n e t, daß die Heißleiter (24, 25) von dem in die Meßkammer (1) eintretenden Gasluftgemisch direkt aufheizbar sind, und daß in bekannter Weise der Mantel (11) des einen Heißleiters (24) aus einem aktiven katalytischen Werkstoff und der Mantel (12) des anderen Heißleiters (25) aus einem nichtaktiven Werkstoff besteht.
2. Abgasprüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aktive und nichtaktive Werkstoff der Gewebemäntel (11 und 12) gleiche Wärmeeigenschaften aufweist.
3. Abgasprüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung des Gasluftgemisches vor den Heißleiterelementen (9 und 10) eine den ganzen Querschnitt der Meßkammer (1) überdeckende Heizeinrichtung (6) vorgesehen ist, und daß zwischen der Heizeinrichtung (6) und den Heißleiterelementen (9 und 10) ein Temperaturfühler (8) angeordnet ist, der mit einem Temperaturregler (16) zusammenarbeitet.
4. Abgasprüfgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Meßkammer (1) ein über den ganzen Querschnitt derselben reichendes Gitter (7) zur Ausrichtung und Beruhigung des Gasstromes angeordnet ist.
5. Abgasprüfgerät nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter (7) mit der Heizeinrichtung (6) kombiniert ist.
6. Abgasprüfgerät nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (6) gitterartig ausgebildet ist.
7. Abgasprüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Heißleitern (24 und 25) eine Isolierwand (13) aus schlecht wärmeleitendem Werkstoff vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 134 222; belgische Patentschrift Nr. 649 566; britische Patentschrift Nr. 466 390; USA.-Patentschriften Nr. 2 441 677, 2 901 329, 2904406.