DE4040329A1 - Nox-sensor zum einsatz in komplexen gasgemischen - Google Patents

Nox-sensor zum einsatz in komplexen gasgemischen

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Description

Es besteht zum Beispiel der Wunsch, die Funktion eines Automobil-Katalysators permanent zu überwachen.
Dazu ist es notwendig, kontinuierlich die Konzentration von NOx vor und nach dem Katalysator zu überwachen.
Fig. 2 zeigt das Prinzip:
Vor und nach dem Katalysator (7) befindet sich ein Sensor (8, 9), der NOx feststellt. Dessen Signale werden von einer Auswerteeinheit (10) übernommen und als Wirkungsgrad ins Verhältnis zueinander gesetzt.
Bei zu schlechtem Wirkungsgrad kann über die elektrische Leitung (11) ein Signal erfolgen oder über technische Ein­ griffe in die Motorelektronik eine Werkstattüberprüfung erzwungen werden.
Zur Detektion von NOx im komplexen Abgasgemisch wird fol­ gendes Verfahren erfindungsgemäß vorgestellt:
Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau:
Das Abgas kommt durch die Zuleitung (2) in die Meßkammer (1) und verläuft diese über die Ausströmöffnung (3). Im ersten Schritt wird aus dem Gemisch von NO und NO2 einheitlich NO2 hergestellt, indem das Gas über einen beheizten Katalysator (4) aus Chromoxid geleitet wird. Dort reagiert:
NO + 1/2 O2 wird NO2.
Im zweiten Schritt wird NO2 über eine beheizte und mit Ti O2 oder SnO2 beschichteten Platinwendel geführt. Wird dieser Wendel durch Stromzufuhr beheizt, zerlegt sich NO2 in 1/2 N2 und O2.
Der danach angeordnete Phthalocyaninsensor (6) erkennt diese Gase nicht und gibt kein Signal.
Wird jedoch der Heizstrom des Pt-Wendels (5) abgeschaltet, erzeugt NO2 am Phthalocyaninsensor ein eindeutiges Signal.
Durch periodisches Ein- und Ausschalten des Stromes entsteht ein typisches Signal, das in Fig. 3 abgebildet ist: In den Heizphasen (12) erkennt der Sensor kein Signal. Der jeweilige Pegel (11) ist entsprechend gering. Vor dem Katalysator (7) ist eine hohe NO-Konzentration. Ent­ sprechend hoch ist das Signal (14) am Sensor. Bei funktio­ nierendem Katalysator (7) ist das entsprechende NOx-Signal (15) deutlich kleiner. Das Verhältnis der Signalhöhen zueinander ist ein Maß für den Wirkungsgrad des Katalysators. Vorteilhaft bei diesem Verfahren ist, daß eventuelle Quer­ einflüsse, z. B. durch SO2 zwar den absoluten Sensorwert verändern, nicht jedoch die durch Ein- und Ausschaltung verursachte Impulshöhe an den Sensoren.

Claims (4)

1. Verfahren und Apparat zur Durchführung des Verfahrens zur Detektion von NOx in komplexen Gasgemischen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse (1) NOx-haltige Gase einströmen (2) und wieder herausströmen (3), wobei die Gase zuerst eine Chromoxidlage (4) durchströmen, um anschließend an einem elektrisch beheizten und mit TiO2 oder SnO2 beschichtetem Platin-Wendel (5) vorbeigeführt zu werden, um schließlich einen NOx-empfindlichen Phthalocyaninsensor (6) zu er­ reichen, wobei die Heizung des Pt-Wendels periodisch ein­ und ausgeschaltet wird.
2. Verfahren und Apparat zur Durchführung des Verfahrens zur Detektion von NOx in komplexen Gasgemischen, dadurch gekennzeichnet, daß die Chromoxidlage elektrisch beheizbar ist.
3. Verfahren und Apparat zur Durchführung des Verfahrens zur Detektion von NOx in komplexen Gasgemischen, dadurch gekennzeichnet, daß die von den NOx-Anteilen erzeugten und mit der Behei­ zung des Pt-Wendels einhergehenden Impulshöhen ein Maß für die NOx-Konzentration sind.
4. Verfahren und Apparat zur Durchführung des Verfahrens zur Detektion von NOx in komplexen Gasgemischen, dadurch gekennzeichnet, daß vor und nach einem Automobil-Katalysator eine Anordnung nach Anspruch 1-3 angeordnet ist, wobei die ermittelten NOx-Konzentrationen vor und nach dem Katalysator miteinander verglichen werden und bei unterschreiten einer vorgegebenen Differenz ein Signal in einer Auswerteeinheit (10) erzeugen, welches über eine Alarmleitung weitere Maßnahmen auslöst.
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