DE4142959A1

DE4142959A1 - Probe for particle sensor

Info

Publication number: DE4142959A1
Application number: DE19914142959
Authority: DE
Inventors: Till Keesmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-12-24
Filing date: 1991-12-24
Publication date: 1993-07-01

Abstract

Probe (I) has an active surface (117) made of an electrically conducting non-metal. Also claimed is a particle sensor having a probe (21) arranged in the exhaust gas pipe cylinder of a multi-cylindrical ic engine.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sonde für einen Partikelsensor, auf deren aktiver Oberfläche zum Messen der Beladung eines Mediums mit Meßpartikeln diese aus dem an der Sonde vorbe strömenden Medium niedergeschlagen werden und dann im Nie derschlag vermessen und beseitigt werden.The invention relates to a probe for a particle sensor, on their active surface to measure the loading of a Medium with measuring particles from the past the probe flowing medium to be put down and then never the impact is measured and eliminated.

Bei einem aus der DD-PS 2 19 587 bekannten Partikelsensor, der zur Ermittlung der Beladung von Verbrennungsabgasen mit un verbrannten Teilchen dient, werden als Sonde zwei Metall elektroden eingesetzt, zwischen denen das durchströmende Ab gas einen Niederschlag bildet, dessen Menge und Qualität durch Messen des Widerstandes ermittelt werden soll. An schließend werden die Elektroden geglüht, so daß der Nieder schlag verdampft und die Sonde zu einer neuen Messung bereit ist.In a particle sensor known from DD-PS 2 19 587, the to determine the loading of combustion gases with un burned particles is used as a probe two metal electrodes used, between which the flowing Ab gas forms a precipitate, its quantity and quality should be determined by measuring the resistance. On finally the electrodes are annealed so that the low blow evaporates and the probe is ready for a new measurement is.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Niederschlag möglichst se lektiv zu begünstigen, um die Beladung ausgewählter Meßpar tikel genauer messen zu können.The object of the invention is to se the precipitation as possible to favor selectively to load the selected measuring par to be able to measure particles more precisely.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die aktive Oberfläche der Sonde aus elektrisch leitendem Nichtmetall besteht.This object is achieved in that the active surface the probe is made of electrically conductive non-metal.

Wesentlich wird der Niederschlag beeinflußt durch die Quali tät der aktiven Oberfläche und diese ist bei elektrisch lei tenden Nichtmetallen unterschiedlich gegenüber der von Me tallen und auch von Nichtmetall zu Nichtmetall. Auf diese Weise läßt sich durch Auswahl des eingesetzten Nichtmetalls bestimmen, welche Art von Meßpartikel aus einer gegebenen falls angebotenen Mischung verschiedener Meßpartikel bevor zugt niedergeschlagen werden, so daß man auf diese Weise selektiv, bezogen auf die ausgewählten, bevorzugten Meßpartikel, Meßergebnisse gewinnt. Der Einsatz elektrisch leitender Materialien macht es möglich, den Niederschlag durch elektrische Potentiale zu steuern und den erfolgten Niederschlag auf elektrischem Wege zu vermessen, wie dies auch bei der eingangs beschriebenen bekannten Sonde der Fall ist, so daß die Erfindung auch die Vorteile der metallischen Sonde nutzen kann.Precipitation is significantly influenced by the quality active surface and this is electrically conductive tendency non-metals different from that of Me tallen and also from non-metal to non-metal. To this Way can be selected by selecting the non-metal determine what type of measurement particle from a given if offered mix of different measuring particles before trains to be put down so that one can selective, based on the selected, preferred Measurement particles, measurement results wins. The use electrical conductive materials makes it possible for the precipitation to be controlled by electrical potentials and the Measure precipitation electrically, like this also the case with the known probe described at the beginning is, so that the invention also has the advantages of metallic Can use probe.

Für die Erzielung der mit der Erfindung angestrebten Selek tionswirkung genügt es, die aktive Oberfläche aus elektrisch leitendem Nichtmetall auszugestalten. Wenn nur eine Be schichtung der Sonde mit einem reaktionsempfindlichen Nicht metall vorgesehen ist, empfiehlt es sich, diese Schicht sehr dünn, eventuell nur einen oder wenige Tausendstel Millimeter stark zu machen, um die Reaktion und damit die Ansprechemp findlichkeit zu beschleunigen.To achieve the Selek sought with the invention it is sufficient to make the active surface electrically to design conductive non-metal. If only one load layering of the probe with a reaction-sensitive non metal is provided, it is highly recommended this layer thin, possibly only one or a few thousandths of a millimeter to make strong to the reaction and thus the response temp speed up sensitivity.

Der Innenkörper kann aus Stabilitätsgründen oder aus anderen Gründen aus anderem Material bestehen, es muß nur sicherge stellt sein, daß wenn nötig eine elektrische Stromleitung gegeben ist und dazu empfiehlt es sich, den Innenkörper aus elektrisch leitendem Material herzustellen. Wenn das elek trisch leitende Nichtmetall solche Materialqualitäten hat, daß man die Sonde aus diesem Material massiv ausbilden kann, dann ist dies entsprechend einer Weiterbildung eine einfache Lösung.The inner body can for reasons of stability or other For reasons of different material, it only has to be secured provides that if necessary an electrical power line is given and it is recommended to remove the inner body produce electrically conductive material. If the elec trically conductive non-metal has such material qualities that the probe can be massively formed from this material, then this is a simple one according to further training Solution.

Die Selektion beim Niederschlag wird auch beeinflußt durch die Charakteristika der übrigen Teile des begleitenden Mediums, seien sie gasförmig, seien sie Partikel. Das muß man mitberücksichtigen bei der Auswahl desjenigen Nichtmetalls, das man für eine angestrebte Selektion einsetzt. Daneben sind Stabilität, Verarbeitbarkeit, Bestän digkeit im behandelten Medium, Möglichkeiten der Beseitigung des Niederschlages, unterstützt durch Beschallen mit Ultra schall und/oder durch Ausglühen und dergleichen Kriterien bei der Auswahl des für den betreffenden Einsatzfall optima len Nichtmetalls zu berücksichtigen.Selection during precipitation is also influenced by the characteristics of the other parts of the accompanying Medium, be it gaseous, be it particles. It has to take into account when choosing one Non-metal, which one for a desired selection starts. In addition, stability, processability, durability in the treated medium, possibilities for elimination of precipitation, supported by sonication with Ultra sound and / or by annealing and the like criteria when choosing the optima for the application in question len to consider non-metal.

Unter diesem Gesichtspunkt kommen als Nichtmetalle vorzugs weise in Verbindung mit der Erfindung in Betracht:From this point of view, preference is given to non-metals in connection with the invention:

1. fullerene - so-called cage molecules made up of spherically arranged C atoms - preferably with the chemical formula X r C 2n ,
with: X = H, Li, Na, K, Rb, Cs and / or Fr;
r = 0, 1, 2. . .;
n = 16, 17, 18. . .;
whereby foreign atoms, preferably H, Li, Na, K, Rb, Cs and / or Fr, are added to the fullerene by doping, incorporation, addition and / or admixture to favor the electrical power line, preferably according to the empirical formula K 3 C 60 .
2. electrically conductive ceramic.
3. superconducting ceramics.
4. electrically conductive plastic, preferably Polymers, polymer derivatives, polyacetylene, Polyparaphenylene, polypyrrole, polythiopene and / or Polyaniline.
5. electrically conductive metal oxygen.

Zur Beseitigung des Niederschlages nach erfolgter Vermessung, also zum Reinigen der Sonde für eine neue Messung, empfiehlt es sich, den Niederschlag durch Ausglühen zu verdampfen. Insbesondere in den Fällen, in denen das Ausglühen wegen der Materialeigenschaften des eingesetzten Nichtmetalls nicht möglich ist, kann man den Niederschlag auch durch Ultra schall absprengen. Zu diesem Zweck ist gemäß einer Weiter bildung der Erfindung ein Ultraschallgenerator vorgesehen, der mit körperschalleitender Verbindung zur Sonde angeord net ist.To remove the precipitation after the measurement, So cleaning the probe for a new measurement is recommended evaporate the precipitate by annealing. Especially in cases where the annealing due to the Material properties of the non-metal used is possible, the precipitation can also be done by Ultra blast off sound. For this purpose, according to a next education of the invention an ultrasonic generator is provided, which is arranged with a body-sound-conducting connection to the probe is not.

Die Beseitigung des Niederschlages durch Ultraschall kann un terstützt werden durch Erwärmen oder Durchglühen der Sonde.Ultrasound can remove the precipitate are supported by heating or glowing through the probe.

Die Anwendung der Sonde ist vorzugsweise für gasförmige Me dien vorgesehen, sie ist aber nicht auf gasförmige Medien beschränkt. Die Sonde läßt sich auch in flüssigen Medien einsetzen. Vorzugsweise wird sie eingesetzt wie auch die eingangs beschriebene bekannte Sonde zur Ermittlung der Ab gasqualität in Verbrennungskraftmaschinen. Dabei empfiehlt es sich, daß die Sonde in der Abgasleitung eines Zylinders einer mehrzylindrigen Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist, und zwar stromaufwärts der Vereinigung dieser Abgaslei tung mit den Abgasleitungen der anderen Zylinder.The use of the probe is preferably for gaseous Me services provided, but it is not on gaseous media limited. The probe can also be used in liquid media deploy. It is preferably used like that Known probe described above to determine the Ab gas quality in internal combustion engines. Recommends it is that the probe in the exhaust pipe of a cylinder a multi-cylinder internal combustion engine is upstream of the union of this exhaust gas with the exhaust pipes of the other cylinders.

Auf diese Weise gelingt es, durch die Meßergebnisse einer Sonde Kenntnisse zu gewinnen über die Arbeitsweise des be treffenden Zylinders. Man kann diese dann gezielt an dem be treffenden Zylinder nachstellen, wenn sich das als notwendig erweisen sollte.In this way it is possible to get a result of the measurement results To gain knowledge of how the be hitting cylinder. You can then be targeted at the be adjust the cylinder if necessary should prove.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung nä her erläutert. In der Zeichnung zeigtThe invention will now na with reference to the accompanying drawings ago explained. In the drawing shows

Fig. 1 schematisch eine Brennkraftmaschine be stückt mit Sonden nach der Erfindung, Fig. 1 shows schematically an internal combustion engine be tee t with probes according to the invention,

Fig. 2 und 3 je ein Diagramm zum Betrieb dieser Brenn kraftmaschine, Figs. 2 and 3 are each a diagram for operation of this internal combustion engine,

Fig. 4 ein Zwischenflansch im Schnitt und Fig. 4 an intermediate flange in section and

Fig. 5, 6 und 7 Sonden nach der Erfindung im Schnitt, wie sie unter anderem zum Messen der Gehälter an O₂, CO, HC und/oder H₂O in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4 einsetzbar sind. Fig. 5, 6 and 7, probes according to the invention in section, as they can be used inter alia for measuring the salaries of O _2, CO, HC and / or H ₂ O in the embodiment of Fig. 1 to 4.

In Fig. 1 ist mit 5 eine mit vier Zylindern 1 bis 4 ausge stattete Brennkraftmaschine bezeichnet. Die Abgase dieser Zylinder 1 bis 4 strömen über den einzelnen Zylindern zu geordnete Einzelleitungen 6 bis 9 in eine Abgassammelleitung 10. In den Einzelleitungen 6 bis 8 ist je ein Katalysator 11 bis 14 vorgesehen und in der Sammelleitung ein Katalysator 15. Die Katalysatoren 11 bis 15 dienen zur katalytischen Nachverbrennung der Abgase. Den Katalysatoren sind Zusatz heizungen 16 bis 20 zugeordnet. In den Einzelleitungen 6, 7, 8 und 9 sind, stromaufwärts dicht hinter dem Austritt aus den zugehörigen Zylindern 1 bis 4 und stromaufwärts des zu gehörigen Katalysators 11 bis 14, Meßsonden 21 bis 28 angeordnet. Weitere Meßsonden 29 und 30 sind stromaufwärts und stromabwärts des Katalysators 15 in der Abgassammellei tung 10, und zwar stromabwärts sämtlicher Einmündungen der Einzelleitungen angeordnet. Diese Meßsonden sind über Meß leitungen 31 bis 40 an ein Rechen- und Steuergerät 41 angeschlossen.In Fig. 1, 5 with a four cylinders 1 to 4 equipped internal combustion engine is designated. The exhaust gases of these cylinders 1 to 4 flow over the individual cylinders to individual lines 6 to 9 arranged in an exhaust gas manifold 10 . A catalyst 11 to 14 is provided in each of the individual lines 6 to 8 and a catalyst 15 in the collecting line. The catalysts 11 to 15 are used for the catalytic afterburning of the exhaust gases. Additional heaters 16 to 20 are assigned to the catalysts. Measuring probes 21 to 28 are arranged in the individual lines 6 , 7 , 8 and 9 , upstream close behind the outlet from the associated cylinders 1 to 4 and upstream of the associated catalytic converter 11 to 14 . Further probes 29 and 30 are upstream and downstream of the catalyst 15 in the exhaust manifold 10 , downstream of all the mouths of the individual lines. These measuring probes are connected via measuring lines 31 to 40 to a computing and control device 41 .

Von dem Rechen- und Steuergerät gehen diverse Steuerleitun gen aus, und zwar Steuerleitungen 42 bis 45 zur individuellen Ansteuerung der Verbrennung in den einzelnen Zylindern. Steuerleitungen 46, 47, 48, 49, 50 zur individuellen An steuerung der Zusatzheizungen 16 bis 20, eine Steuerleitung 51 zur Ansteuerung des Betriebes der Brennkraftmaschine 5 und Steuerleitungen 52 bis 56 zur Ansteuerung von Ventilen 67 bis 61.Various control lines start from the computing and control unit, specifically control lines 42 to 45 for individually controlling the combustion in the individual cylinders. Control lines 46 , 47 , 48 , 49 , 50 for individual control of the additional heaters 16 to 20 , a control line 51 for controlling the operation of the internal combustion engine 5 and control lines 52 to 56 for controlling valves 67 to 61 .

Diese Ventile 57 bis 61 sind in Gasleitungen 62 bis 66 vorgesehen. Diese Gasleitungen münden in die Einzelleitungen und in die Sammelleitungen, und zwar die Gasleitung 62 in die Einzelleitung 6, die Gasleitung 63 in die Einzelleitung 7, die Gasleitung 64 in die Einzelleitung 8, die Gasleitung 65 in die Einzelleitung 9 und die Gasleitung 66 in die Sammel leitung 10. Die Gasleitungen führen an die Verbrennungs kraftmaschine 5 und sind dort in nicht dargestellter Weise an die Verbrennungsluftzufuhr angeschlossen, so daß bei ge öffnetem zugehörigen Ventil, zum Beispiel dem Ventil 57, Verbrennungsluft in die zugehörige Leitung, zum Beispiel die Einzelleitung 6 strömt, und zwar in einem Mengenfluß, der ab hängig ist von dem Grad der Öffnung des betreffenden Ventils, das zu diesem Zweck differenziert öffenbar ist.These valves 57 to 61 are provided in gas lines 62 to 66 . These gas lines open into the individual lines and into the collecting lines, namely the gas line 62 into the individual line 6 , the gas line 63 into the individual line 7 , the gas line 64 into the individual line 8 , the gas line 65 into the individual line 9 and the gas line 66 into the Common line 10 . The gas lines lead to the internal combustion engine 5 and are connected to the combustion air supply in a manner not shown, so that when the associated valve, for example the valve 57 , opens, combustion air flows into the associated line, for example the individual line 6 , specifically in a volume flow, which is dependent on the degree of opening of the valve in question, which can be opened differentially for this purpose.

Die gezeichneten Meßsonden 21 bis 30 symbolisieren mögli cherweise jede für sich mehrere Meßsonden, die dann über entsprechend vorgesehene, individuelle Meßleitungen an das Rechen- und Steuergerät 41 angeschlossen sind. Dabei handelt es sich um Meßsonden zum Messen von t, p, s und für den Ge halt an O₂, CO, HC und H₂O. Der Einfachheit halber wird nachfolgend immer nur von einer Meßsonde und einem zugehöri gen Meßwert gesprochen, obwohl es sich an jeder Meßstelle um mehrere Meßgeräte für verschiedene Meßwerte handeln kann und entsprechend viele Meßwerte gewonnen werden. Die Ausgestal tung der Sonden zur Messung von t, p und s ist konventionell. Die Ausgestaltung der Sonden zur Messung der Gehälter an O₂, CO, HC und H₂O wird weiter unten beschrieben anhand der Fig. 5 bis 7. The shown measuring probes 21 to 30 symbolize each possibly several measuring probes, which are then connected to the computing and control device 41 via correspondingly provided, individual measuring lines. These are measuring probes for measuring t, p, s and for the content of O ₂ , CO, HC and H ₂ O. For the sake of simplicity, only one measuring probe and an associated measured value are spoken of below, although it is At each measuring point there can be several measuring devices for different measured values and a corresponding number of measured values can be obtained. The design of the probes for measuring t, p and s is conventional. The design of the probes for measuring the contents of O ₂ , CO, HC and H ₂ O is described below with reference to FIGS. 5 to 7.

Die in den Einzelleitungen gewonnenen Meßwerte dienen dazu, die Verbrennung in dem zugehörigen Zylinder und dem zugehö rigen Katalysator anzusteuern zum Zwecke der Optimierung. Sie dienen außerdem dazu, kombinierte Meßwerte zu errechnen, die ebenso wie die in der Sammelleitung 10 gewonnenen Meß werte oder anstelle dieser dazu dienen können, die Verbren nung in der Brennkraftmaschine 5 und in dem Katalysator 15 anzusteuern, zum Zwecke der Optimierung.The measured values obtained in the individual lines serve to control the combustion in the associated cylinder and the associated catalytic converter for the purpose of optimization. They also serve to calculate combined measured values which, like the measurement values obtained in the manifold 10 or instead of these, can serve to control the combustion in the internal combustion engine 5 and in the catalytic converter 15 , for the purpose of optimization.

Die Ansteuerung der Verbrennung in den einzelnen Zylindern kann erfolgen durch individuelle Verstellung des Zündverzuges, der Einspritzung, der Verbrennungsluftzufuhr oder dergleichen. Die Ansteuerung der Verbrennung der Brenn kraftmaschine kann erfolgen durch Verstellung des Zündvollzuges, der Einspritzung der Verbrennungsluftzufuhr, Drehzahländerung oder dergleichen.The control of the combustion in the individual cylinders can be done by individually adjusting the Delay in ignition, injection, combustion air supply or similar. The control of the combustion of the Brenn engine can be done by adjusting the Detonation, the injection of the combustion air supply, Speed change or the like.

Die Ansteuerung der Nachverbrennung in den Katalysatoren er folgt durch Einstellung der zugehörigen Zusatzheizung 16 bis 20 und/oder der Verbrennungsluftzufuhr durch Einstellung der zugehörigen Ventile 57 bis 61.The control of the afterburning in the catalysts he follows by setting the associated additional heating 16 to 20 and / or the combustion air supply by setting the associated valves 57 to 61 .

Die Meßwerte in der Sammelleitung 10 werden entweder konti nuierlich oder in einer hinreichenden Taktfolge gewonnen. Die Meßwerte in den Einzelleitungen werden in zeitlicher Ab hängigkeit vom Verbrennungstaktverlauf gewonnen, wie dies im einzelnen nun anhand der Fig. 2 und 3 erläutert wird.The measured values in the collecting line 10 are obtained either continuously or in a sufficient clock sequence. The measured values in the individual lines are obtained as a function of time from the combustion cycle, as will now be explained in detail with reference to FIGS. 2 and 3.

In beiden Diagrammen ist auf der waagerechten Achse die Zeit T aufgetragen, und zwar in beiden Figuren im gleichen Maßstab. Die Kennlinien K1 bis K4 symbolisieren die Taktfol ge der Zylinder 1 bis 4. Mit B1;1 ist der erste betrachtete Verbrennungszyklus des Zylinders 1 bezeichnet. Mit B1;2 ist der erste betrachtete Verbrennungszyklus des Zylinders 2 bezeichnet. Mit B2;1 ist der zweite betrachtete Verbren nungstakt des Zylinders 1 bezeichnet und so fort, wobei der erste Index jeweils fortlaufend den Verbrennungstakt angibt und der zweite Index den betreffenden Zylinder. Für den Ver brennungstakt B1;1 sind die zeitlich aufeinanderfolgenden Meßpunkte M1;1 bis M1;9 vorgesehen, die zeitlich gleichmäßig über einen, dem Verbrennungstakt B;1 zugeordneten Zeitab schnitt verteilt sind, wobei dieser Zeitabschnitt so bemes sen ist, daß er die Zeit des zugehörigen Abgasausstoßes aus diesem Zylinder für den betrachteten Verbrennungstakt umfaßt. Der Ausstoß beginnt kurz vor dem M1;1 entsprechenden Zeitpunkt und ist beendet kurz nach dem M1;9 entsprechenden Zeitpunkt. In dem Meßabschnitt 70, der durch die Meßpunkte M1;1 bis M1;9 bestimmt ist, verändert sich die Abgasqualität an der Meßstelle des Meßorgans 21 in der Einzelleitung, be dingt durch den Ausstoß. Kurz danach stellen sich infolge Vermischung mehr oder weniger gleichbleibende Verhältnisse ein bis zum nächstfolgenden Meßabschnitt 71, der entspre chend dem nächstfolgenden Verbrennungstakt B2;1 zugeordnet ist. Die zeitliche Veränderung eines Meßwertes ist durch ei ne Kennlinie L1 in Fig. 3 symbolisiert. Diese Kennlinie hat in dem Meßabschnitt 70 einen, grob gesagt, sinusförmigen Verlauf und ist anschließend bis zum nächsten Meßabschnitt etwa geradlinig. Dabei handelt es sich um eine sehr vergrö berte und vereinfachte Darstellung, denn die tatsächliche gemessene Kennlinie L1 ist sehr viel variantenreicher. Sie ist auch unterschiedlich, je nachdem, was für ein Meßwert gemessen wird.In both diagrams, the time T is plotted on the horizontal axis, in both figures on the same scale. The characteristic curves K1 to K4 symbolize the stroke sequence of cylinders 1 to 4 . B1; 1 denotes the first combustion cycle of cylinder 1 under consideration. B1; 2 denotes the first combustion cycle of cylinder 2 under consideration. B2; 1 denotes the second combustion cycle of the cylinder 1 and so on, the first index continuously indicating the combustion cycle and the second index the cylinder concerned. For the combustion cycle B1; 1, the chronologically successive measuring points M1; 1 to M1; 9 are provided, which are evenly distributed over a time period assigned to the combustion cycle B; 1, this time period being dimensioned such that it measures the time of the associated exhaust gas emissions from this cylinder for the combustion cycle under consideration. The output begins shortly before the time corresponding to M1; 1 and ends shortly after the time corresponding to M1; 9. In the measuring section 70 , which is determined by the measuring points M1; 1 to M1; 9, the exhaust gas quality changes at the measuring point of the measuring element 21 in the individual line, due to the output. Shortly thereafter, as a result of mixing, more or less constant conditions arise up to the next measuring section 71 , which is accordingly assigned to the next combustion cycle B2; 1. The change over time of a measured value is symbolized by a characteristic curve L1 in FIG. 3. This characteristic curve has, roughly speaking, a sinusoidal course in the measuring section 70 and is then approximately rectilinear until the next measuring section. This is a very enlarged and simplified representation, because the actual measured characteristic curve L1 is much more varied. It also differs, depending on what is measured.

Der Kennlinienverlauf wiederholt sich bei gleichbleibendem Betrieb von Verbrennungstakt zu Verbrennungstakt und sieht für die anderen Zylinder ähnlich aus. Die Feinstruktur die ser Kennlinie gibt Aufschluß über den Verbrennungsvorgang in dem zugeordneten Zylinder und damit die Möglichkeit einer sehr differenzierten Nachsteuerung der Verbrennung im zuge hörigen Zylinder beziehungsweise in der genannten Brenn kraftmaschine und auch der zugeordneten Nachverbrennung. Um die Meßwerte M1;1 bis M1;9 zu ermitteln, wird ein sehr reak tionsschnelles Meßgerät benötigt. Das steht angesichts der hohen Taktfolge in modernen Brennkraftmaschinen unter Um ständen nicht zur Verfügung. Für diesen Fall behilft man sich mit einer verlängerten Taktfolge der Messungen, die un ter der zulässigen Voraussetzung, daß mehrere aufeinander folgende Verbrennungsvorgänge in ein und demselben Zylinder im Rahmen der hier betrachteten Genauigkeit identisch verlaufen, vorgesehen sind.The characteristic curve repeats itself with the same Operation from combustion cycle to combustion cycle and sees similar for the other cylinders. The fine structure This characteristic curve provides information about the combustion process in the assigned cylinder and thus the possibility of a very differentiated readjustment of the combustion in the appropriate cylinder or in the mentioned focal engine and also the associated afterburning. Around Determining the measured values M1; 1 to M1; 9 becomes very reactive Fast measuring device needed. That is in view of the high cycle rate in modern internal combustion engines under Um would not be available. In this case one helps with an extended cycle of measurements, the un ter the permissible requirement that several successive following combustion processes in one and the same cylinder identical within the scope of the accuracy considered here run, are provided.

Zur Erläuterung dessen werden die Meßpunkte der aufeinander folgenden Takte B1;1, B2;1, B3;1, . . . Bn;1 wie folgt bezeichnet: Der erste Meßpunkt von B2;1 wird mit M2;1 bezeichnet, der nächste mit M2;2 und so fort bis M2;9. Die entsprechenden Meßpunkte des nächsten Taktes B3;1 werden mit M3;1 bis M3;9 bezeichnet und so fort, wobei der erste Index die laufenden Nummer des betrachteten Taktes und der zweite Index den Meßpunkt innerhalb des betreffenden Taktes bezeichnet. Es werden nun nicht die Meßpunkte M1;1 bis M1;9 ermittelt, sondern es wird die Kennlinie ermittelt, aufgrund der Meßpunkte M1;1, M3;1, M5;1, M7;1 und so fort bis M17;1, wie dies in Fig. 3 in Klammern eingetragen ist. Zwischen dem Meßpunkt M1 und dem Meßpunkt M2 besteht ein zeitlicher Abstand von einem Bruchteil des Zylindertaktes. Zwischen den Meßpunkten M1;1 und M3;2 besteht ein zeitlicher Abstand, der etwas größer ist als zwei Zylindertakte. Diesen Abstand kann man noch vergrößern, indem man statt auf zwei Zylindertakte, auf sehr viele Zylindertakte, zum Beispiel auf hundert Zy lindertakte vergrößert. Dann ist der erste Meßpunkt für die Gewinnung der Kennlinie L1 M1;1, der zweite Meßpunkt M100;2 und so fort, oder allgemein gesagt: Die Kennlinie L1 wird gebildet aus Meßpunkten Mn;i,
mit n = fortlaufende Zählung der Verbrennungstakte,
i = fortlaufende Zählung der Meßpunkte eines Ver brennungstaktes.To explain this, the measuring points of the successive bars B1; 1, B2; 1, B3; 1,. . . Bn; 1 as follows: The first measuring point of B2; 1 is designated M2; 1, the next with M2; 2 and so on until M2; 9. The corresponding measuring points of the next cycle B3; 1 are denoted by M3; 1 to M3; 9 and so on, the first index denoting the sequence number of the cycle under consideration and the second index denoting the measuring point within the cycle in question. The measuring points M1; 1 to M1; 9 are now not determined, but the characteristic curve is determined, on the basis of the measuring points M1; 1, M3; 1, M5; 1, M7; 1 and so on to M17; 1, as this is entered in parentheses in FIG. 3. There is a time interval of a fraction of the cylinder cycle between the measuring point M1 and the measuring point M2. There is a time interval between the measuring points M1; 1 and M3; 2, which is somewhat larger than two cylinder cycles. This distance can be increased by increasing the number of cylinder cycles instead of two cylinder cycles, for example to a hundred cylinder cycles. Then the first measuring point for obtaining the characteristic curve L1 is M1; 1, the second measuring point M100; 2 and so on, or generally speaking: The characteristic curve L1 is formed from measuring points Mn; i,
with n = continuous counting of the combustion cycles,
i = continuous counting of the measuring points of a combustion cycle.

Man kann diesen zeitlichen Versatz für die einzelnen ver schiedenen Messungen, zum Beispiel die Messung des O₂- Gehaltes und die Messung der Temperatur für ein und densel ben Zylinder unterschiedlich gestalten, entsprechend der un terschiedlichen Ansprechgeschwindigkeit und Erholungszeit der verschiedenen Meßgeräte.You can make this time offset for the different ver different measurements, for example the measurement of the O ₂ content and the measurement of temperature for one and the same cylinder differently, according to the different response speed and recovery time of the various measuring devices.

Zum Anschluß der Meßgeräte und Prüfleitungen und/oder zum Anschluß der Verbrennungsluftzufuhr empfiehlt es sich, wie in Fig. 4 dargestellt, einen Zwischenflansch 80 vorzusehen, der stromaufwärts der Einzelleitung 6 zwischen der Einzel leitung und dem zugehörigen Zylinder 1 verschraubt ist. Ein solcher Zwischenflansch 80 kann auch an einer anderen Posi tion der Einzelleitung oder Sammelleitung verschraubt sein. In diesen Zwischenflansch mündet eine Prüfleitung 31, die an das, innerhalb des Flansches angeordnete Meßorgan 21 führt. Außerdem mündet in diesen Zwischenflansch die pneumatische Leitung 62. Das hat den Vorteil, daß man durch Ausschrauben des Zwischenflansches leicht zu Reparatur- und Service zwecken an die Meßgeräte Zugang gewinnt. Außerdem ist ein solcher Zwischenflansch vorteilhaft bei einer eventuellen Nachrüstung.To connect the measuring devices and test lines and / or to connect the combustion air supply, it is advisable, as shown in Fig. 4, to provide an intermediate flange 80 which is screwed upstream of the individual line 6 between the individual line and the associated cylinder 1 . Such an intermediate flange 80 can also be screwed to another position of the individual line or collecting line. A test line 31 leads into this intermediate flange, which leads to the measuring element 21 arranged inside the flange. In addition, the pneumatic line 62 opens into this intermediate flange . This has the advantage that by unscrewing the intermediate flange it is easy to gain access to the measuring devices for repair and service purposes. Such an intermediate flange is also advantageous when retrofitting.

Die Sonde 101 aus Fig. 5 besteht aus einem Kupferkern 102, in den ein Heizstab 103 eingelassen ist. Der Kupferkern 102 ist über eine elektrische Leitung 104 an einen elektrischen Steuergenerator 105 angeschlossen und der Heizstab 103 ist an eine Stromquelle 106 angeschlossen.The probe 101 of FIG. 5 consists of a copper core 102, is a heating element embedded in the 103rd The copper core 102 is connected to an electrical control generator 105 via an electrical line 104 and the heating element 103 is connected to a current source 106 .

Das vordere Ende der Sonde, das von dem zu vermessenden Medi um 107 umströmt wird, ist mit einer Schicht 108 aus elek trisch leitendem Nichtmetall beschichtet, und zwar im Aus führungsbeispiel von Kaliumfulleren K₃C₆₀. The front end of the probe, around which the medium to be measured flows around 107 , is coated with a layer 108 of electrically conductive non-metal, specifically in the exemplary embodiment of potassium fullerene K ₃ C ₆₀ .

Bei der in Fig. 6 dargestellten Sonde 110 sind zwei Elek troden 111, 112 aus Kupfer vorgesehen, die an einen Steuer generator 113 angeschlossen sind. Beide Elektroden 111 und 112 sind mit je einem elektroakustischen Wandler 114, 115 kontaktiert, die ebenfalls an den Steuergenerator 113 ange schlossen sind. Die beiden Elektroden sind flach einander gegenüberstehend angeordnet und es besteht ein Spalt 116 dazwischen. Auf den einander zugekehrten Seiten sind die Elektroden mit einer Beschichtung 117, 118 aus Nichtmetall, und zwar im Ausführungsbeispiel aus elektrisch leitfähigem Polymerabkömmling, beschichtet. Durch Anlegen elektrischer Spannungen wird auf den freien Oberflächen der Beschichtun gen 117, 118 ein elektrisches Potential erzeugt, das den Niederschlag der Meßpartikel aus dem durch den Spalt 116 strömenden Medium dort begünstigt. Der Niederschlag wird dann vermessen durch Ermittlung der Dielektrizitätskonstante und des ohmschen Widerstandes und nach der Messung abge sprengt durch kurzzeitiges Einschalten der beiden elektroa kustischen Wandler 114, 115. Anschließend wird die Messung wiederholt.In the probe 110 shown in FIG. 6, two electrodes 111 , 112 made of copper are provided, which are connected to a control generator 113 . Both electrodes 111 and 112 are contacted with an electroacoustic transducer 114 , 115 , which are also connected to the control generator 113 . The two electrodes are arranged flat opposite one another and there is a gap 116 between them. On the sides facing each other, the electrodes are coated with a coating 117 , 118 made of non-metal, specifically in the exemplary embodiment made of an electrically conductive polymer derivative. By applying electrical voltages, an electrical potential is generated on the free surfaces of the coatings 117 , 118 , which favors the precipitation of the measurement particles from the medium flowing through the gap 116 there. The precipitate is then measured by determining the dielectric constant and the ohmic resistance, and after the measurement is blown off by briefly switching on the two electroacoustic transducers 114 , 115 . The measurement is then repeated.

Fig. 7 zeigt eine Sonde 120, die massiv ist und durchgehend aus elektrisch leitendem Kunststoff besteht, und zwar aus mit Rb dotiertem Fulleren C₆₀. FIG. 7 shows a probe 120 which is solid and consists entirely of electrically conductive plastic, namely of fullerene C ₆₀ doped with Rb.

Die Sonde 120 ist mit einem elektroakustischen Wandler 121 kontaktiert, weist in ihrem Inneren einen elektrischen Heiz stab 122 auf und ist elektrisch an einen Steuergenerator 124 angeschlossen, von dem auch der Wandler 121 und der Heizstab 122 angesteuert beziehungsweise erregt wird.The probe 120 is contacted with an electro-acoustic transducer 121, has in its interior an electric heating rod 122 and is electrically connected to a control generator 124, and the converter 121 and the heating rod is driven or energized by the 122.

Claims

1. Probe for a particle sensor, on the active surface of which to measure the loading of a medium with measuring particles, these are never knocked out from the medium flowing into the probe and are then measured and eliminated in the precipitation, characterized in that the active surface ( 117 ) of the probe ( 101 ) consists of electrically conductive non-metal.

2. A probe according to claim 1, characterized in that at least the part of the probe ( 101 ) forming the active surface ( 117 ) consists of the electrically conductive non-metal.

3. Probe according to claim 1 or 2, characterized in that is used as the non-metal:
Fullerenes - so-called cage molecules made of spherically arranged C atoms - preferably with the chemical formula X _r C _2n ,
with: X = H, Li, Na, K, Rb, Cs and / or Fr;
r = 0, 1, 2. . .;
n = 16, 17, 18. . .

4. Probe according to claim 3, characterized in that to favor the electrical power line foreign atoms, preferably H, Li, Na, K, Rb, Cs and / or Fr the fullerene by doping, incorporation, addition and / or admixture are preferably added according to the empirical formula K ₃ C ₆₀ .

5. Probe according to claim 1 or 2, characterized in that is used as the non-metal:
electrically conductive ceramic.

6. Probe according to claim 1 or 2, characterized in that is used as the non-metal:
superconducting ceramics.

7. Probe according to claim 1 or 2, characterized in that is used as the non-metal:
electrically conductive plastic, preferably polymers, polymer derivatives, polyacetylene, polyparaphenylene, polypyrrole, polythiophene and / or polyaniline.

8. A probe according to claim 1 or 2, characterized in that the non-metal used is:
electrically conductive metal oxygen.

9. Probe according to one of the preceding claims, characterized in that an ultrasound generator ( 114 , 115 ) is provided for removing the precipitate from the measuring particles, which is arranged with a body-sound-conducting connection to the probe ( 110 ).

10. Particle sensor with a probe according to one of the preceding claims, characterized in that the probe ( 21 ) is arranged in the exhaust line of a cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine, upstream of the union of this exhaust line with the exhaust lines of the other cylinders.