DE3011570A1

DE3011570A1 - Sensoranordnung

Info

Publication number: DE3011570A1
Application number: DE19803011570
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-Ing. 7130 Mühlacker Linder; Helmut 7143 Horrheim Maurer; Klaus Dr.-Ing. 7146 Tamm Müller; Franz Ing.(grad.) 7080 Aalen Rieger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-01-18
Filing date: 1980-03-26
Publication date: 1982-01-07

Description

*· 619 3

20.3.1980 Wt/Wl

ROBERT BOSCH GMBH₃ 7OOO Stuttgart 1

Sensoranordnung

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Sensoranordnung nach der Gattung des Hauptanspruches.

In der älteren Patentanmeldung P 30 Ol 711-9 ist bereits eine Sensoranordnung zur Erfassung der beim Klopfen einer Brennkraftmaschine auftretenden Schwingungen vorgeschlagen worden, bei der wenigstens ein an sich bekannter optischer Aufnehmer im Brennraum verwendet wird, vorzugsweise ein Glasstab oder ein Lichtleitkabel aus Glasfasern.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Sensoranordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat darüber hinaus den Vorteil, daß durch die Verwendung einer eigenständigen, in die Brennraumwandung einschraubbaren Einheit große Meßfenster realisierbar sind, wobei durch ein Vorvolumen im vorderen Teil der Sensoranordnung die Verschmutzung des Meßfensters vermindert wird.

Durch die in den Unteransprüehen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Sensoranordnung möglich.

So wird die Verschmutzung des Meßfensters dadurch weiter vermindert, daß im vorderen Teil des Vorvolumens eine Verengung angebracht ist. Weiterhin werden erfindungsgemäß Verschmutzungsrückstände durch eine vor dem Meßfenster angeordnete Heizung weggebrannt. Durch die Gestaltung des Meßfensters als optische Linse ist weiterhin eine Verbesserung der Lichtausbeute möglich.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Meßfenster und dem optischen Auf- nehmer eine Filterscheibe von vorbestimmter Selektion angeordnet, so daß nur gewisse Strahlungsbanden erfaßt werden. Dabei wird eine besonders gute Wirkung dann erzielt, wenn mehrere Einzelfilter unterschiedlicher Selektion ein gesetzt werden, so daß eine Unterscheidung verschiedener Strahlungsbanden, beispielsweise HC, CO, OH möglich wird. Dabei läßt sich ein von der Fenstertrübung unabhängiges Ergebnis dadurch erzielen, daß der Quotient der Intensität zweier Strahlungsbanden gebildet wird, da sich bei der Quotientenbildung die Schwächung der einzelnen Strahlungsbanden heraushebt.

Zeichnung

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 einen teilweise Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung;

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ORIGINAL

■ κ. 6 1 9

Figur 2 ein Schnitt durch einen Teil einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Beim Klopfen -einer Brennkraftmaschine tritt eine Stoßwelle, d.h. eine starke Gasschwingung auf, mit der Helligkeitsschwankungen an einem im Brennraum angeordneten lichtempfindlichen Sensor einhergehen. Sensoranordnungen dieser Art sind in der älteren Patentanmeldung P 30 01 711-9 ausführlich beschrieben, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird und deren Offenbarung dadurch zum Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung gemacht wird.

Die Sensoranordnung entsprechend der ersten Ausführungsform, wie sie in Figur 1 dargestellt ist, besteht aus einem Schraubgehäuse 1 aus Metall, das in eine Gewindebohrung in der Brennraumwand einer Brennkraftmaschine einschraubbar ist. Das Schraubgehäuse 1 hat zum Brennraum hin eine Öffnung 2, die in ein Vorvolumen 3 in Form eines zylindrischen Hohlraums ausläuft, das durch eine Querschnitt sver engung k im vorderen Bereich nahe der öffnung

2 abgeteilt ist; Im rückwärtigen Bereich des Vorvclumens

3 befindet sich ein Fenster 5, das das Vorvolumen 3 nach außen gasdicht mit Hilfe einer Dichtung 6 abschließt. Das Fenster 5 besteht dabei vorzugsweise aus Glas. Die Sensoranordnung entsprechend Figur 1 bildet einen eigenständigen Geber, der in eine getrennte Bohrung im Brennraum eingesehraubt wird. Dadurch können große Fenster 5 realisiert werden, die einen großen Lichtstrom nach außen lassen. Weiterhin gestattet die Schraublösung einen schnellen Wechsel im Rahmen heute üblicher Wartungsintervalle.

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κ. 6 -Β -

Das Vorvolumen 3 in. Verbindung mit der Querschnittsverengung 4j das einen Pufferraum zwischen Brennraum und Fenster 5 schafft j wirkt in vorteilhafter Weise dem Einbrennen von Schmutzpartikeln auf dem Fenster 5 entgegen«

Das Fenster 5 ist in seiner thermischen Ausdehnung an das Schraubgehäuse 1 angepaßt. In bevorzugter Weise wird es eingeschmolzen oder eingebördelt. Da sich an der Fensterseite, die zum Brennraum gerichtet ist, trotz des vorgelagerten Vorv.olumens 3 bei längerem Betrieb Verschmutzungen ablagern, ist weiterhin eine Heizung 7 vorgesehen, die das Fenster 5 freibrennt. Diese Heizung ist vorzugsweise als Drahtwickel oder als aufgedruckte bzw. aufgedampfte Schichtheizung ausgebildet. Hierzu sind Heizungsanschlüsse 8 durch das Fenster 5 geführt und eingeschmolzen.

Zur Verbesserung der Lichtausbeute bzw. der Konzentration des einfallenden Lichtes auf einen Punkt, an dem sich ein optischer Aufnehmer befindet, ist das Fenster 5 in vorteilhafter Weise in Form einer Linse ausgebildet. Hinter dem Fenster 5 befindet sich eine Filterscheibe 9, die nur Strahlung im gewünschten Wellenlängenbereich durchläßt. Wenn das Licht die Filterscheibe 9 passiert hat, trifft es auf einen optischen Aufnehmer 10, der das Lichtsignal in ein elektrisches Signal umwandelt. Dabei werden vorzugsweise Fotodioden oder -transistoren oder -widerstände verwendet. Selbstverständlich ist es auch möglich, das durch die Filterscheibe 9 einfallende Licht über einen Lichtleiter, beispielsweise ein Lichtleitkabel aus der Sensoranordnung heraus und zu einem optischen Aufnehmer zu führen, der außerhalb der Sensoranordnung angeordnet ist.

* PC «-

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Die Anordnung aus Filterscheibe 9, optischem Aufnehmer 10 bzw. Lichtleiter und den Heizungsanschlüssen 8 ist in'einem Formteil 11 vereinigt, das vorzugsweise'aus Keramik besteht und durch einen Bördelrand 12 in der Schraubfassung 1 gehalten wird. Über das Formteil 11 ist am Ende ein Anschlußstecker 13 gesteckt, der geteilte Anschlüsse l4a und l4b für die Heizungsversorgung sowie einen in Figur 1 nicht dargestellten Steckkontakt für die Anschlüsse des optischen Aufnehmers 10 bzw. der Lichtleiterankopplung aufnimmt.

Bei dem in Figur 2 dargestellten weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung ist im Unterschied zu der in Figur 1 dargestellten Anordnung die Filterscheibe 9 in zwei Einzelfilter 9'₃ 9" unterteilt, wobei die Einzelfilter 9'₃ 9ⁿ mit zwei optischen Aufnehmern 10', 10" in Wirkungsverbindung stehen. Diese sind wiederum an Verstärker 15¹^ 15" angeschlossen, deren Ausgänge auf eine Dividierstufe 16 geführt sind.

Durch die Unterteilung der.Filterscheibe 9 in Einzelfilter 9', 9" mit unterschiedlicher Selektion wird erreicht, daß die .optischen Aufnehmer IQ¹, 10" nur von vorbestimmten Strahlungsbanden, wie etwa aus HC, CO, OH, beaufschlagt werden. Bildet man nun über die Verstärker 15^lj 15" in der Dividierstufe 16 den Quotienten der Intensität zweier bestimmter Strahlungsbanden, ergibt sich ein Meßwert, der unabhängig von einer Trübung des Fensters 5 ist, da die Trübung des Fensters 5 auf beide Strahlungsbanden gleichermaßen einwirkt und sich bei der Quotientenbildung in der Dividierstufe 16 heraushebt.

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Claims

κ. 6 193

20.3.1980 Wt/Wl

ROBERT BOSGH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Ansprüche

(I 1.) Sensoranordnung zur Erfassung der beim Klopfen einer Brennkraftmaschine auftretenden Schwingungen, bei der wenigstens ein an sich bekannter optischer Aufnehmer im Brennraum verwendet wird, insbesondere nach Patentanmeldung P 30 01 711·9j dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer als in die Brennraumwandung einschraubbare Einheit mit einem brennraumseitig angeordneten Vorvolumeh (3) ausgebildet ist, dessen Boden mit einem lichtdurchlässigen Fenster (5) abgeschlossen ist, hinter dem sich der optische Aufnehmer (10) direkt oder über einen Lichtleiter befindet.
2. Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im vorderen Teil des Vorvolumens (3) eine Verengung (4) angebracht ist.
3· Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Fenster (5) im Vor-

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volumen (3) eine Heizung angeordnet ist.
4. Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster (5) linsenförmig ausgebildet ist.
5. Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Fenster (5) und optischem Aufnehmer (10) eine Filterscheibe (9) angeordnet ist.
6. Sensoranordnung nach Anspruch 5₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Filterscheibe (9) aus mehreren Einzelfiltern (9'₃ 9") unterschiedlicher Selektion besteht, denen jeweils optische Aufnehmer (10¹, 10") direkt oder über Lichtleiter zugeordnet sind, deren Ausgänge mit den Eingängen einer Dividierstufe (16) in Wirkungsverbindung stehen.