EP3874253A1 - Optischer partikelsensor, insbesondere abgassensor - Google Patents

Optischer partikelsensor, insbesondere abgassensor

Info

Publication number
EP3874253A1
EP3874253A1 EP19773078.1A EP19773078A EP3874253A1 EP 3874253 A1 EP3874253 A1 EP 3874253A1 EP 19773078 A EP19773078 A EP 19773078A EP 3874253 A1 EP3874253 A1 EP 3874253A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
protective tube
optical access
particle sensor
partial flow
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19773078.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Enno Baars
Martin Buchholz
Radoslav Rusanov
Johannes Weber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP3874253A1 publication Critical patent/EP3874253A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/10—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame
    • G01M15/102—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame by monitoring exhaust gases
    • G01M15/108—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame by monitoring exhaust gases using optical methods
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
    • G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/2247—Sampling from a flowing stream of gas
    • G01N1/2252—Sampling from a flowing stream of gas in a vehicle exhaust
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1456—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals
    • G01N15/1459—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals the analysis being performed on a sample stream
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/71—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N2015/0042—Investigating dispersion of solids
    • G01N2015/0046—Investigating dispersion of solids in gas, e.g. smoke
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N2015/1027—Determining speed or velocity of a particle
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/85—Investigating moving fluids or granular solids
    • G01N2021/8578—Gaseous flow

Definitions

  • Optical particle sensor in particular exhaust gas sensor
  • the present invention relates to a particle sensor for the detection of particles in a flow of a measurement gas, in particular a sensor for the detection of soot particles in an exhaust duct of a burner or a self-igniting or spark-ignited internal combustion engine, such as the one described
  • soot particle filter can be used for example for the purpose of on-board diagnosis of a corresponding soot particle filter.
  • Other areas of application are of course also possible, for example portable systems for monitoring emissions and systems for measuring indoor air quality.
  • the subsequently published DE10 2017 207 402 A1 by the applicant relates to a soot particle sensor with a laser module having a laser and with a detector set up for the detection of temperature radiation.
  • the soot particle sensor presented there is distinguished by the fact that the laser is set up to generate laser light and that the soot particle sensor has an optical element which is arranged in the beam path of the laser and is set up to bundle laser light emanating from the laser module into a spot, and that the detector is arranged in the soot particle sensor so that it detects radiation emanating from the spot.
  • the sensor presented in the subsequently published DE10 2017 207 402 A1 by the applicant is based on the measurement principle of the laser-induced
  • the soot particle sensor be in a first part, which is set up to be exposed to a measurement gas, and in one
  • Sample gas not to be exposed second part of the optical components contains the soot particle sensor, is divided, both parts being separated by a partition impermeable to the measurement gas, and that in the
  • Partition in the beam path of the laser light is a window that is permeable both for the laser light and for radiation emanating from the spot.
  • the present invention is based on the observation of the inventors that, in the case of a particle sensor, the optical access of the particle sensor can become dirty over its lifetime. It has been found that, under unfavorable circumstances, the pollution can progress to such an extent that there is sufficient transparency of the optical access for laser light and
  • Sample gas flow takes a partial flow and feeds it to the laser focus and also fluidically shields the optical access from the partial flow.
  • the laser focus i.e. the actual location of the
  • Particle detection a partial flow that is representative of the sample gas flow in terms of its particle content.
  • the optical access is shielded from the sample gas flow as well as the partial flow, i.e. it is not flowed through by them and any contaminants, for example soot particles, contained in them cannot reach it. Contamination of the optical access therefore no longer occurs, or only to a tolerable extent, over the lifetime, and the lifetime of the
  • the particle sensor is therefore not restricted or significantly increased.
  • the detection of particles means in particular a measurement, the result of which is the mass and / or the number of particles and / or the mass and / or the number of particles in a flow per unit of time, in particular at the location of the laser focus , is.
  • the detection of particles can also include the acquisition of information relating to the size and / or the size distribution of the particles.
  • means for generating laser light are understood in particular to be a laser, for example a diode laser, in particular a cw laser, the output power and focusability of which is so high that it is able to excite soot particles to emit thermal radiation, for example in the case of over 3500 K.
  • means for supplying laser light are understood in particular to mean an optical fiber which is transparent to the laser light in question and / or an optical window which is transparent to the laser light.
  • the laser light can basically be ultraviolet, visible or infrared.
  • means for focusing laser light are understood to mean, in particular, a converging lens which is transparent to the laser light in question. Alternatively, it could also be a concave mirror.
  • means for forwarding thermal radiation are understood in particular to mean an optical fiber which is transparent to the thermal radiation in question and / or an optical window which is transparent to the thermal radiation in question.
  • temperature radiation is understood in particular to mean: electromagnetic radiation corresponding to the emission of hot bodies, for example incoherent infrared and / or visible radiation.
  • an optical access means in particular an optical fiber or an optical window.
  • the optical access can, in particular, at the same time fulfill the function of the means for focusing laser light; it can be designed, for example, as a converging lens.
  • the removal of a partial flow from the sample gas flow means in the context of the present invention in particular that part of the sample gas flow, namely the partial flow, is directed into the interior of the particle sensor, while the remaining other part of the sample gas flow flows past the particle sensor without being in it To get inside.
  • Partial flow can also be composed of a plurality of individual flows which enter the interior of the particle sensor separately from one another.
  • inlet openings and overflow openings can have, for example, diameters of 1-3 mm or, in the case of a non-circular geometry, have corresponding cross-sectional areas.
  • the fluidic shielding of the optical access from the partial flow is understood to mean, in particular, a fluidic shielding, that is to say understood that the partial flow is deflected in such a way that it does not meet the optical access, or, in other words, before the optical access one of the
  • Partial flow area not flowed through remains. This can be expressed in particular in the fact that the area through which flow does not flow represents a diffusion-dominated flow area in the sense of the transport phenomena, in contrast to the areas through which flow occurs inside the sensor, which in this respect in particular as convection-dominated flow areas
  • the fluidic shielding of the optical access can take place by means of special constructive measures, which are explained in the following and in the subclaims and in the exemplary embodiments by way of example but not finally.
  • the particle sensor has, for example, a metallic housing, in or on which the optical access is arranged, and that the housing has at least one inlet opening through which a partial flow can be removed from the flow of the measurement gas and introduced into the interior of the housing and that the case is at least one
  • the deflection of the partial flow for the purpose of shielding the optical access thus takes place in particular from a direction directed towards the optical access into a direction away from the optical access.
  • the partial flow would have acted on the optical access if the measure effecting the deflection or the shielding had not been provided.
  • the deflection can take place in particular from a direction directed from the entry opening towards the optical access in a direction directed away from the optical access to the exit opening.
  • the deflection can take place in particular from a direction directed from an overflow opening (see below) towards the optical access in a direction directed away from the optical access to the outlet opening.
  • Particle sensor has a housing body and has a protective tube module attached to the housing body.
  • the housing body can, for example, be a solid steel part, which has a through-channel in its interior, which in particular has a thread, for example an external thread, and a mounting profile, for example an external hexagon profile. Also a two-part training of
  • the protective tube module can have, for example, a plurality of protective tubes, which are made of sheet steel, for example, and at least one or all of which are attached to the housing body, for example welded and / or inserted into the housing body.
  • the protective tubes can also be welded to one another or plugged into one another, in particular pressed
  • a one-piece design of the housing body with the protective tube module is also advantageous.
  • the protective tube module has at least one inlet opening through which a partial flow can be removed from the flow of the measurement gas and into the interior of the Protective tube module is insertable, and has at least one outlet opening through which the partial flow leaves the protective tube module.
  • the inlet opening or the inlet openings and the outlet opening or the outlet openings and an overflow opening or overflow openings can be holes in the protective tube module or in the individual
  • the combination of a hole with a swirl flap can be produced, for example, by cutting and pressing into the protective tube module or in the individual protective tubes.
  • a shield is provided in the interior of the protective tube module, by means of which the fluidic shielding of the optical access from the partial flow takes place, in particular as explained above.
  • the fluidic shielding therefore in particular deflects the partial flow in a direction away from the optical access. In the absence of the shielding, the partial flow would have acted on the optical access in particular, and particles contained in the partial flow might have contaminated the optical access in particular.
  • the protective tube module has at least two protective tubes, namely a first protective tube and a second protective tube.
  • the first protective tube can have at least one inlet opening, through which a partial flow can be extracted from the flow of the measurement gas and can be introduced into the interior of the protective tube module.
  • the second protective tube can be arranged inside the first protective tube, so that an annular space is formed between the first and the second protective tube.
  • the first and the second protective tube can have an axial symmetry as the basic shape (that is to say apart from holes, swirl flaps and production-related, slight dimensional deviations) and can therefore be arranged concentrically or coaxially with one another.
  • the second protective tube can have at least one overflow opening through which the partial flow flows from the annular space into a gas space arranged in the interior of the second protective tube.
  • the outlet opening can be formed on the first or on the second protective tube, in particular on an end face of the particle sensor located on the measurement gas side on the measurement gas side. In particular, it can be a single outlet opening.
  • Such a means which redirects the partial flow during or following the flow through the overflow opening in a direction away from the optical access and in particular towards the outlet opening, can be implemented in different ways.
  • this means is implemented by at least one swirl flap which is formed on the overflow opening of the second protective tube and points in a direction away from the optical access and in particular towards the outlet opening.
  • the partial flow thus already enters the gas space with a direction away from the optical access. It therefore does not affect optical access.
  • this means is implemented by a third protective tube which is arranged in the second protective tube. It can be a third protective tube, which tapers conically or stepwise in the direction pointing from the optical access to the outlet opening at the level of the overflow opening. After flowing through the overflow opening, the partial flow meets the third protective tube and because of this
  • this means is implemented by a front face of the face pointing away from the optical access
  • Housing body-formed recess for example groove, which is opposite the overflow opening of the second protective tube.
  • the recess for example a groove, deflects the partial flow after the partial flow has flowed through the overflow opening, for example by up to 180 °, away from the optical access and in particular towards the outlet opening.
  • a means can also be qualified to redirect the partial flow during or following the flow through the overflow opening in a direction directed away from the optical access and in particular towards the outlet opening by the fact that it flows from the inlet opening and / or from the overflow opening seen from the visibility of the optical access prevented.
  • the means is geometric between the entry opening and the optical access or / or between the
  • This feature can relate to the entire spatial extent of the optical access or can already be fulfilled if it relates to only a part of the spatial extent of the optical access, for example if the optical access is partially visible from the overflow opening and is partially covered by the agent.
  • the outlet opening is formed on an end face of the protective tube module which faces away from the housing body and that the inlet opening is arranged in front of the outlet opening in the direction facing the optical access to the outlet opening from the optical access.
  • the outlet opening is arranged at a distal end of the protective tube module or the particle sensor, and the at least one inlet opening is arranged proximal to the outlet opening.
  • the static pressure is then higher at the location of the inlet opening than at the location of the outlet opening and the interior of the protective tube module or the particle sensor is flowed through by the partial flow, starting from the inlet opening to the outlet opening.
  • inlet openings can also be provided. For example, 6 to 12 entry openings can be provided. Some or all of these can be arranged at the same height in the direction pointing from the optical access to the outlet opening. The statements made for the entry opening apply to several or all of these entry openings.
  • the inlet opening can also be the open mouth of one between the first protective tube and the second protective tube
  • overflow openings can also be provided. For example, 4 to 12 overflow openings can be provided. Some or all of these can be arranged at the same height in the direction pointing from the optical access to the outlet opening. This applies to several or all of these overflow openings as part of the registration for the
  • the inlet opening is arranged behind the overflow opening in the direction pointing from the optical access to the outlet opening as seen from the optical access.
  • Such an arrangement has the effect that the partial flow initially flows in the direction of the optical access. After a deflection, it can be aimed at the laser focus and then leave the protective tube module through the outlet opening.
  • the laser focus is advantageously outside the region that is fluidically shielded from the partial flow. Instead, it lies in particular in an area that is flowed against by the partial flow.
  • 1 is an illustration of the measurement principle based on the laser-induced incandescence, which is preferably used in the invention; 2 shows a basic structure to illustrate the functioning of the sensor;
  • Fig. 3 shows an example of a basic structure of an inventive
  • Fig. 6 shows a third embodiment of the invention.
  • FIG 1 illustrates the measurement principle based on laser-induced incandescence.
  • High intensity laser light 10 strikes a particle 12, for example a soot particle.
  • the intensity of the laser light 10 is so high that the energy of the laser light 10 absorbed by the particle 12 heats the particle 12 to several thousand degrees Celsius.
  • the particle 12 spontaneously emits significant radiation 14 in the form of temperature radiation, essentially without a preferred direction. Part of the radiation 14 emitted in the form of temperature radiation is therefore also emitted in the opposite direction to the direction of the incident laser light 10.
  • FIG. 2 shows schematically a basic structure to illustrate the functioning of the particle sensor 16.
  • the particle sensor 16 here has a laser 18 designed as a CW laser module (CW: continuous wave; continuous wave), whose preferably collimated laser light 10 with at least one in
  • CW continuous wave; continuous wave
  • Beam path of the laser 18 arranged converging lens 20 is focused on a very small focus 22, in which the intensity of the laser light 10 is sufficiently high for laser-induced incandescence.
  • the invention is not restricted to the use of a CW laser. It is also conceivable to use pulsed lasers.
  • the dimensions of the spot 22 are in the range of a few pm, in particular in the range of at most 200 pm, so that particles 12 passing through the spot 22 are excited to emit evaluable radiation powers, be it through laser-induced incandescence or through chemical reactions (in particular oxidation). As a result, it can usually be assumed that there is always there is at most one particle 12 in the spot 22 and that a current measurement signal from the particle sensor 16 only comes from this at most one particle 12.
  • the measurement signal is generated by a detector 26 which in the
  • Particle sensor 16 is arranged such that it detects radiation 14, in particular temperature radiation, emanating from particles 12 passing through spot 22.
  • the detector 26 preferably has at least one photodiode 26.1. This enables a single particle measurement, which in principle even involves the extraction of information about the particle 12 such as size and
  • FIG. 3 shows an example of a basic structure of a particle sensor 16 according to the invention.
  • the particle sensor 16 has an arrangement of a first, outer
  • Protection tube 210 and a second, inner protection tube 220.
  • the arrangement of the protective tubes is shown here only roughly and schematically, in this respect reference is made to FIGS. 4, 5 and 6.
  • the particle sensor 16 has a laser 18, which preferably generates collimated laser light 10.
  • a beam splitter 34 is located in the beam path of the laser light 10. A part of the laser light 10 passing through the beam splitter 34 without deflection is focused by the converging lens 20 to a very small focus 22. In this focus 22, the light intensity is high enough to heat the particles 12 transported with the exhaust gas 32 to several thousand degrees Celsius, so that the heated particles 12 emit significant radiation 14 in the form of temperature radiation.
  • This radiation 14 is, for example, in the near infrared and visible spectral range, without the invention being limited to radiation 14 from this spectral range.
  • this radiation 14 which is emitted in the form of non-directional radiation, is detected by the converging lens 20 and directed onto the detector 26 via the beam splitter 34.
  • This construction has the advantage that only one optical access 40 to the exhaust gas 32 is required, since the same optics, in particular the same converging lens 20, are used for the
  • the exhaust gas 32 is an example of a measurement gas.
  • the measuring gas can also be another gas or gas mixture, for example room air.
  • the laser 18 has a laser diode 36 and a second lens 38, which preferably collimates the laser light 10 emanating from the laser diode 36.
  • the use of the laser diode 36 is particularly economical and simple
  • the preferably collimated laser light 10 is focused by the converging lens 20.
  • the optical particle sensor 16 has a first part 16.1 (exhaust side) exposed to the exhaust gas and a second part 16.2 (clean gas side) not exposed to the exhaust gas, which contains the optical components of the particle sensor 16. Both parts are separated by a partition 16.3 which runs between the protective tubes 210, 220 and the optical elements of the particle sensor 16.
  • the wall 16.3 serves to isolate the sensitive optical elements from the exhaust gas 32.
  • an optical access 40 designed as a window is provided in the beam path of the laser light 10, through which the laser light 10 falls into the exhaust gas 32 and via which the focus is removed 22 outgoing radiation 14 can be incident on the converging lens 20 and from there on the detector 26 via the beam splitter 34.
  • the generation of the focus 22 and the detection of those originating from particles in the focus 22 can be carried out
  • Radiation 14 also take place via separate optical beam paths.
  • the particle sensor 16 can also be realized with laser light sources other than the laser diodes 36 specified here for exemplary embodiments.
  • Figure 4a shows a first embodiment of the invention.
  • the second part 16.2 which is not exposed to the exhaust gas are arranged here
  • the particle sensor 16 has a housing 100 which is composed of a
  • the housing body 300 is in turn composed of a cylindrical housing body sleeve 310 and a push-fit onto the housing body sleeve 310
  • the housing body sleeve 310 has a through-channel 311, which is closed gas-tight on the side facing the exhaust gas by an optical window, which forms the optical access 40.
  • the second part 16.2 of the particle sensor 16 that is not exposed to the exhaust gas thus lies on the side of the optical access 40 that faces away from the exhaust gas.
  • the housing body sleeve 310 also has at its end facing the exhaust gas a circumferential annular support element 312, the
  • Exhaust side is provided for planting in a connection piece, for example an exhaust tract.
  • the side of the support element 312 facing away from the exhaust gas is acted upon by the union screw 320.
  • the union screw 320 has an external thread 323 and a hexagonal profile 322 on its outer surface, so that the particle sensor 16, for example, in an exhaust tract
  • the protective tube module 200 On the exhaust gas side of the support element 312, the protective tube module 200 is fixed to the housing body sleeve 310 in the part 16.1 of the particle sensor 16 which is exposed to the exhaust gas.
  • the protective tube module 200 consists of a first protective tube 210, a second protective tube 220 and a third protective tube 230.
  • the first protective tube 210 is pot-shaped, with a pot edge 21 1 which is fastened to the support element 312 of the housing body sleeve 310, for example welded on.
  • the first protective tube 210 also has a pot wall 212 forming a lateral surface and a pot base 213.
  • a circumferential ring of holes is formed, for example from 12 inlet openings 101 of the particle sensor 16.
  • the second protective tube 220 has a substantially hat-shaped shape and is arranged essentially inside the first protective tube 210.
  • the second protective tube 220 lies with a circumferential radial flange section 221 axially against the support element 312 of the housing body sleeve 310 and radially against the inside of the cup wall 212 of the first protective tube 210.
  • To the Radial flange section 221 of the second protective tube 220 is followed by an overflow opening portion 223 of the second protective tube 220 tapered via an annular step 222.
  • a perforated ring of 12 overflow openings 103 in the example which connect an annular space 240 formed between the first protective tube 210 and the second protective tube 220 to a gas space 250 formed in the interior of the second protective tube 220.
  • a conically tapering region 224 adjoins the overflow opening section 223 of the second protective tube 220 and a cup-shaped end region 225 of the second adjoins this
  • Protective tube 220 which is pressed with its outer surface 225.1 into an opening in the pot bottom 213 of the first protective tube 210.
  • the outlet opening 102 of the particle sensor 16 is provided, which in the present example is only slightly smaller than the end face 225.2 itself.
  • the third protective tube 230 is again arranged in the interior of the second protective tube 220. It has a first, straight cylindrical section 231, with which it is pressed into an opening 312.1 of the support element 312.
  • the straight cylindrical section 231 of the third protective tube 230 is adjoined by a conically tapering section 232, which is on the exhaust gas
  • the conically tapering section 232 of the third protective tube 230 lies at the same axial height as the overflow openings 103 in the second protective tube 220.
  • a partial flow 321 can be seen from a flow of an exhaust gas 32, which first flows through the inlet openings 101 of the particle sensor 16 arranged in the first protective tube 210 into an annular space arranged between the first protective tube 210 and the second protective tube 220 240, from where it passes through the overflow openings 103 in the second protective tube 220 into the gas space 250 arranged inside the second protective tube 220, where it is deflected by the conically tapering section 232 of the third protective tube 230 and finally the second protective tube 220 and thus the Leaves protective tube module 200 through the outlet opening 102 again.
  • the deflection at the conically tapering section 232 of the third protective tube 230 has the effect that the partial flow 321 does not reach the optical access 40. In this respect, this lies in an area 500 shielded from the partial flow 321. Particles 12 possibly contained in the exhaust gas 32 can therefore not contaminate the optical access 40.
  • FIG. 4b shows a variant in which the inlet openings 101 of the
  • Particle sensor 16 are not designed as simple holes, but as holes provided with swirl flaps 101.1. Swirl flaps 101.1 are like this
  • the inlet opening 101 as a combination of a hole with the associated swirl flap 101.1 can be cut in and out, for example
  • FIG. 4c shows another variant of the particle sensor 16 shown in FIG. 4a.
  • the difference is that the inlet openings 101 are not formed in the pot wall 212 of the first protective tube 210, but rather are formed on a perforated rim in the pot base 213 of the first protective tube 210 are.
  • Figure 5a shows a second embodiment of the invention.
  • the second part 16.2 which is not exposed to the exhaust gas are arranged here
  • the particle sensor 16 has a housing 100 which is composed of a
  • the housing body 300 is in turn composed of a cylindrical housing body sleeve 310 and a push-fit onto the housing body sleeve 310 Union screw 320 assembled.
  • the housing body sleeve 310 has a through-channel 311, which is closed gas-tight on the side facing the exhaust gas by an optical window, which forms the optical access 40.
  • the second part 16.2 of the particle sensor 16 that is not exposed to the exhaust gas thus lies on the side of the optical access 40 that faces away from the exhaust gas.
  • the housing body sleeve 310 also has at its end facing the exhaust gas an annular encircling support element 312, the exhaust side of which is provided for abutment in a connecting piece, for example of an exhaust tract.
  • the side of the support element 312 facing away from the exhaust gas is acted upon by the cap screw 320.
  • the cap screw 320 has an external thread 323 and a hexagonal profile 322 on its outer surface, so that the particle sensor 16 can be fixed, for example, in an exhaust tract of an internal combustion engine.
  • the protective tube module 200 On the exhaust gas side of the support element 312, the protective tube module 200 is fixed to the housing body sleeve 310 in the part 16.1 of the particle sensor 16 which is exposed to the exhaust gas.
  • the protective tube module 200 consists of a first protective tube 210 and a second protective tube 220.
  • the first protective tube 210 is pot-shaped with a pot edge 21 1 which is fastened to the support element 312 of the housing body sleeve 310, for example welded on.
  • the first protective tube 210 also has a cup wall 212 forming a lateral surface.
  • the pot wall 212 tapers in a step-like manner over an annular shoulder surface 216.
  • a subsequent, conically tapering section 217 has a central opening on the end face, which represents the outlet opening 102 of the particle sensor 16.
  • the second protective tube 220 essentially has the shape of a stepped sleeve that is open on both sides. It is arranged inside the first protective tube 210.
  • the second protective tube 220 is circumferential
  • Protection tube 220 on.
  • the overflow openings 103 are designed as holes with swirl flaps 103.1, the swirl flaps 103 impressing the partial flow 321 entering the gas space 250 from the annular space 240 in a direction away from the optical access and towards the outlet opening 102.
  • An overflow opening 103 as a combination of a hole with associated
  • Swirl flap 103.1 can be produced, for example, by cutting and pressing in the second protective tube 220 in certain areas,
  • the second protective tube 220 comes with the end portion 223.1 of its overflow opening portion 223 facing the exhaust gas in the tapered portion of the cup wall 212 of the first protective tube 210 to form a sealing and flat system 223.2.
  • a partial flow 321 can be derived from a flow of an exhaust gas 32, which first flows through the inlet openings 101 of the particle sensor 16 arranged in the first protective tube 210 into an annular space arranged between the first protective tube 210 and the second protective tube 220 240, from where it passes through the overflow openings 103 in the second protective tube 220 into the gas space 250 arranged in the interior of the second protective tube 220.
  • the optical access 40 lies in an area 500 shielded from the partial flow 321. Particles 12 which may be present in the exhaust gas 32 can therefore not contaminate the optical access 40.
  • FIG. 5b shows a variant in which the inlet openings 101 of the
  • Particle sensor 16 are not designed as simple holes, but as holes provided with swirl flaps 101.1.
  • Swirl flaps 101.1 are like this aligned so that they impose a flow direction on the partial flow 321 entering the annular space 240, which has a portion that is tangential to the lateral surface 212 of the first protective tube 210 and also has a portion that is directed toward the housing body 300, ie downwards in FIG. 5b is.
  • the inlet opening 101 as a combination of a hole with the associated swirl flap 101.1 can be cut in and out, for example
  • FIG. 5c shows another variant of the particle sensor 16 shown in FIG. 5a.
  • the difference is that the inlet openings 101 are not formed in the pot wall 212 of the first protective tube 210, but rather are formed on a ring of holes in the pot base 213 of the first protective tube 210 are.
  • Figure 6 shows a third embodiment of the invention.
  • the second part 16.2 which is not exposed to the exhaust gas are arranged here
  • the particle sensor 16 has a housing 100 which is composed of a
  • the housing body 300 has a through-channel 311, which is sealed gas-tight on the side facing the exhaust gas by an optical window which forms the optical access 40.
  • the second part 16.2 of the particle sensor 16 that is not exposed to the exhaust gas thus lies on the side of the optical access 40 that faces away from the exhaust gas.
  • the housing body 300 has, for example, on its outer surface
  • the protective tube module 200 On the exhaust gas side, the protective tube module 200 is fixed on the housing body 300 in the part 16.1 of the particle sensor 16 which is exposed to the exhaust gas.
  • the Protective tube module 200 consists, in this example, of a first protective tube 210 and a second protective tube 220.
  • the first protective tube 210 is pot-shaped, with a pot rim 211 which is fastened to the housing body 300, for example welded on.
  • the first protective tube 210 also has a cup wall 212 forming a lateral surface.
  • the second protective tube 220 has a substantially hat-shaped shape and is arranged radially in the interior of the first protective tube 210.
  • the second protective tube 220 lies axially with a circumferential hat brim section 221 ′
  • a hat ring of overflow openings 103 in the example 8 is also arranged in the hat brim section 22T.
  • the overflow openings 103 thus point in the direction of the housing body 300 and thus enable gas exchange between the annular space 240 formed between the first protective tube 210 and the second protective tube 220 and a gas space 250 formed in the interior of the second protective tube 220.
  • a radially closed and axially open hat jacket section 222 'adjoins the hat brim section 22T of the second protective tube 220.
  • the open end of the hat jacket section 222 ′ facing the exhaust gas forms the outlet opening 102 of the particle sensor 16
  • At least one recess 305 is formed opposite the overflow openings 103 in the end face of the housing body 300 facing the exhaust gas. This recess 305 directs one through one
  • Partial flow 321 passing overflow opening 103 in the example by almost 180 °, away from the optical access 40 and towards the outlet opening 102.
  • each overflow opening 103 is provided with an individual recess 305 on the end face of the housing body 300, for example a cup-shaped recess 305, for example with a round cross section when viewed from above.
  • a single recess 305 in the form of a single recess in the end face of the housing body 300 circumferential groove is provided, which is opposite to all overflow openings 103 together.
  • a partial flow 321 can be seen from a flow of an exhaust gas 32, which first flows through the inlet opening 101 of the particle sensor 16 arranged in the first protective tube 210 into an annular space arranged between the first protective tube 210 and the second protective tube 220 240, from where it passes through the overflow openings 103 in the second protective tube 220 into the gas space 250 arranged in the interior of the second protective tube 220.
  • the deflection at the recess 305 in the housing body 300 has the effect that the partial flow 321 does not reach the optical access 40.
  • the optical access 40 lies in an area 500 shielded from the partial flow 321. Particles 12 which may be present in the exhaust gas 32 can therefore not contaminate the optical access 40.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Optical Measuring Cells (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Partikelsensor zum Nachweis von Partikeln in einer Strömung eines Messgases, insbesondere zum Nachweis von Rußpartikeln in einem Abgaskanal eines Brenners oder einer Brennkraftmaschine, mit Mitteln zur Erzeugung oder zur Zuführung von Laserlicht (10) und mit Mitteln zur Fokussierung von Laserlicht (10) und mit Mitteln zur Detektion oder zur Weiterleitung von Temperaturstrahlung, wobei der Partikelsensor (16) zumindest einen optischen Zugang (40) aufweist, der einen dem Messgas ausgesetzten Bereich (16.1) von einem dem Messgas abgewandten Bereich (16.2), der nicht dem Messgas ausgesetzt ist, trennt, wobei die Mittel zur Erzeugung oder zur Zuführung von Laserlicht (10) und/oder die Mittel zur Detektion oder zur Weiterleitung von Temperaturstrahlung in dem dem Messgas abgewandten Bereich (16.2) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelsensor (16) der Messgasströmung eine Teilströmung (321) entnimmt und dem Laserfokus (22) zuführt und ferner den optischen Zugang (40) gegenüber der Teilströmung (321) fluidisch abschirmt.

Description

Beschreibung
Titel
Optischer Partikelsensor, insbesondere Abgassensor
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Partikelsensor zum Nachweis von Partikeln in einer Strömung eines Messgases, insbesondere einen Sensor zum Nachweis von Rußpartikeln in einem Abgaskanal eines Brenners oder einer selbstzündenden oder fremdgezündeten Brennkraftmaschine, wie er
beispielsweise zum Zwecke der On-Board-Diagnose eines entsprechenden Rußpartikelfilters zum Einsatz kommen kann. Auch andere Einsatzgebiete sind selbstverständlich möglich, beispielsweise portable Systeme zum Monitoring von Emissionen und Systeme zur Messung von Raumluftqualität.
Beispielsweise die nachveröffentlichte DE10 2017 207 402 A1 der Anmelderin hat einen Rußpartikelsensor mit einem einen Laser aufweisenden Lasermodul und mit einem zur Detektion von Temperaturstrahlung eingerichteten Detektor zum Gegenstand. Der dort vorgestellte Rußpartikelsensor zeichnet sich dadurch aus, dass der Laser dazu eingerichtet ist, Laserlicht erzeugen, und dass der Rußpartikelsensor ein im Strahlengang des Lasers angeordnetes optisches Element aufweist, das dazu eingerichtet ist, von dem Lasermodul ausgehendes Laserlicht in einen Spot zu bündeln, und dass der Detektor im Rußpartikelsensor so angeordnet ist, dass er vom Spot ausgehende Strahlung detektiert.
Der in der nachveröffentlichten DE10 2017 207 402 A1 der Anmelderin vorgestellte Sensor beruht auf dem Messprinzip der laserinduzierten
Inkandeszenz.
In der nachveröffentlichten DE10 2017 207 402 A1 der Anmelderin wird ferner auch vorgeschlagen, dass der Russpartikelsensor in einen ersten Teil, der dazu eingerichtet ist, einem Messgas ausgesetzt zu werden, und in einen dem
Messgas nicht auszusetzenden zweiten Teil, der die optischen Komponenten des Rußpartikelsensors enthält, unterteilt ist, wobei beide Teile durch eine für das Messgas undurchlässige Trennwand getrennt sind, und dass in der
Trennwand im Strahlengang des Laserlichtes ein Fenster angebracht ist, das sowohl für das Laserlicht als auch für vom Spot ausgehende Strahlung durchlässig ist.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Beobachtung der Erfinder, dass bei einem Partikelsensor der optische Zugang des Partikelsensors über dessen Lebensdauer verschmutzen kann. Es hat sich dabei herausgestellt, dass unter ungünstigen Umständen die Verschmutzung soweit fortschreiten kann, dass eine ausreichende Transparenz des optischen Zugangs für Laserlicht und
Temperaturstrahlung nicht mehr gewährleistet ist und der Partikelsensor nicht mehr ordnungsgemäß funktioniert.
Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, dass der Partikelsensor der
Messgasströmung eine Teilströmung entnimmt und dem Laserfokus zuführt und ferner den optischen Zugang gegenüber der Teilströmung fluidisch abschirmt. Auf diese Weise wird dem Laserfokus, also dem eigentlichen Ort der
Partikeldetektion, eine Teilströmung, die hinsichtlich ihres Partikelgehalts repräsentativ für die Messgasströmung ist, zugeführt. Der optische Zugang jedoch ist von der Messgasströmung sowie auch der Teilströmung abgeschirmt, d.h. er wird von diesen nicht angeströmt und gegebenenfalls in ihnen enthaltene Verschmutzungen, beispielsweise Rußpartikel, können ihn nicht erreichen. Eine Verschmutzung des optischen Zugangs tritt über Lebensdauer daher nicht mehr oder nur noch in tolerierbarem Umfang auf, und die Lebensdauer des
Partikelsensors ist insofern nicht beschränkt bzw. wesentlich erhöht.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter dem Nachweis von Partikeln insbesondere eine Messung verstanden, deren Ergebnis die Masse und/oder die Anzahl der Partikel und/oder die Masse und/oder die Anzahl der Partikel in einer Strömung pro Zeiteinheit, insbesondere am Ort des Laserfokusses, ist. Auch die Gewinnung von Informationen, die die Größe und/oder die Größenverteilung der Partikel betreffen, kann von dem Nachweis von Partikeln umfasst sein. Unter Mitteln zur Erzeugung von Laserlicht wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere ein Laser, beispielsweise ein Diodenlaser, verstanden, insbesondere ein cw-Laser, dessen Ausgangsleistung und Fokussierbarkeit so hoch ist, dass er Rußpartikel zur Emission von thermischer Strahlung anzuregen vermag, beispielsweise bei über 3500 K.
Unter Mitteln zur Zuführung von Laserlicht wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere eine optische Faser verstanden, die für das betreffende Laserlicht transparent ist, und/oder ein optisches Fenster verstanden, das für das Laserlicht transparent ist. Das Laserlicht kann grundsätzlich ultraviolett, sichtbar oder infrarot sein.
Unter Mitteln zur Fokussierung von Laserlicht wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere eine Sammellinse verstanden, die für das betreffende Laserlicht transparent ist. Alternativ könnte es sich auch um einen Hohlspiegel handeln.
Unter Mitteln zur Weiterleitung von Temperaturstrahlung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere eine optische Faser verstanden, die für die betreffende Temperaturstrahlung transparent ist, und/oder ein optisches Fenster verstanden, das für die betreffende Temperaturstrahlung transparent ist. Unter Temperaturstrahlung wird im Rahmen der vorliegend Erfindung insbesondere verstanden: elektromagnetische Strahlung, entsprechend der Emission heißer Körper, beispielsweise inkohärente infrarote und/oder sichtbare Strahlung.
Unter einem optischen Zugang wird im Rahmen der Erfindung insbesondere eine optische Faser oder ein optisches Fenster verstanden. Der optische Zugang kann insbesondere gleichzeitig die Funktion des Mittels zur Fokussierung von Laserlicht erfüllen, er kann beispielsweise als Sammellinse ausgebildet sein.
Unter der Entnahme einer Teilströmung aus der Messgasströmung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere verstanden, dass ein Teil der Messgasströmung, nämlich die Teilströmung, in das Innere des Partikelsensors gelenkt wird, während der verbleibende andere Teil der Messgasströmung an dem Partikelsensor vorbeiströmt, ohne in sein Inneres zu gelangen. Die
Teilströmung kann sich auch aus mehreren Einzelströmungen zusammensetzen, die getrennt voneinander in das Innere des Partikelsensors gelangen. Im Rahmen der Erfindung können Eintrittsöffnungen und Überströmöffnungen beispielsweise Durchmesser von 1-3mm aufweisen oder bei nicht kreisrunder Geometrie entsprechende Querschnittsflächen aufweisen.
Unter der fluidischen Abschirmung des optischen Zugangs gegenüber der Teilströmung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere eine strömungstechnische Abschirmung verstanden, also verstanden, dass die Teilströmung so abgelenkt wird, dass sie nicht auf den optischen Zugang trifft, oder, mit anderen Worten, dass vor dem optischen Zugang ein von der
Teilströmung nicht durchströmter Bereich verbleibt. Dies kann insbesondere darin zum Ausdruck kommen, dass der nicht durchströmte Bereich im Sinne der Transportphänomene ein diffusionsdominiertes Strömungsgebiet darstellt, im Unterschied zu dem durchströmten Gebieten im Inneren des Sensors, die insofern insbesondere als konvektionsdominierte Strömungsgebiete
anzusprechen sind.
Die fluidische Abschirmung des optischen Zugangs kann durch besondere konstruktive Maßnahmen erfolgen, die nachfolgend und in den Unteransprüchen und in den Ausführbeispielen exemplarisch aber nicht abschließend erläutert sind.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Partikelsensor ein beispielsweise metallisches Gehäuse aufweist, in oder an dem der optische Zugang angeordnet ist, und dass das Gehäuse zumindest eine Eintrittsöffnung aufweist, durch die der Strömung des Messgases eine Teilströmung entnehmbar und in das Innere des Gehäuses einführbar ist, und dass das Gehäuse zumindest eine
Austrittsöffnung aufweist, durch die die Teilströmung das Gehäuse verlässt, und dass im Inneren des Gehäuses eine Abschirmung vorgesehen ist, die die Teilströmung in eine von dem optischen Zugang weggerichtete Richtung umlenkt, also insbesondere durch die Umlenkung verhindert, dass der optische Zugang von der Teilströmung getroffen wird und/oder bewirkt, dass der optische Zugang von der Teilströmung nicht getroffen wird.
Die Umlenkung der Teilströmung zum Zwecke der Abschirmung des optischen Zugangs erfolgt also insbesondere aus einer auf den optischen Zugang hin gerichteten Richtung in eine von dem optischen Zugang weggerichtete Richtung, wobei die Teilströmung den optischen Zugang beaufschlagt hätte, wenn nicht die die Umlenkung bzw. die Abschirmung bewirkende Maßnahme vorgesehen wäre.
Die Umlenkung kann insbesondere aus einer von der Eintrittsöffnung auf den optischen Zugang hin gerichteten Richtung in eine von dem optischen Zugang weg zu der Austrittsöffnung gerichteten Richtung erfolgen.
Die Umlenkung kann insbesondere aus einer von einer Überströmöffnung (siehe unten) auf den optischen Zugang hin gerichteten Richtung in eine von dem optischen Zugang weg zu der Austrittsöffnung gerichteten Richtung erfolgen.
In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse des
Partikelsensors einen Gehäusekörper aufweist und ein an dem Gehäusekörper befestigtes Schutzrohrmodul aufweist.
Der Gehäusekörper kann beispielsweise ein massives, in seinem Inneren einen Durchgangskanal aufweisendes Stahlteil sein, das insbesondere ein Gewinde, beispielsweise ein Außengewinde, und ein Montageprofil, beispielsweise ein Außensechskantprofil, aufweist. Auch eine zweiteilige Ausbildung des
Gehäusekörpers, bei dem auf eine Gehäusekörper-Hülse eine das Gewinde und das Montageprofil aufweisende Überwurfmutter/Überwurfschraube aufgeschoben ist, ist möglich.
Das Schutzrohrmodul kann beispielsweise mehrere Schutzrohre aufweisen, die beispielsweise aus Stahlblech gefertigt sind, und von denen zumindest eines oder alle an dem Gehäusekörper befestigt sind, beispielsweise angeschweißt sind und/oder in den Gehäusekörper eingesteckt sind. Die Schutzrohre können auch untereinander verschweißt oder ineinandergesteckt, insbesondere verpresst, sein
Auch eine einteilige Ausbildung des Gehäusekörpers mit dem Schutzrohrmodul ist vorteilhaft.
In Weiterbildung zur Vorsehung eines Schutzrohrmoduls ist vorgesehen, dass das Schutzrohrmodul zumindest eine Eintrittsöffnung aufweist, durch die der Strömung des Messgases eine Teilströmung entnehmbar und in das Innere des Schutzrohrmoduls einführbar ist, und zumindest eine Austrittsöffnung aufweist, durch die die Teilströmung das Schutzrohrmodul verlässt.
Die Eintrittsöffnung bzw. die Eintrittsöffnungen und die Austrittsöffnung bzw. die Austrittsöffnungen und eine Überströmöffnung bzw. Überströmöffnungen (siehe unten) können als Löcher im Schutzrohrmodul bzw. in den einzelnen
Schutzrohren ausgebildet sein. Hinzukommen können jeweils Drallklappen, die insbesondere starre Ausformungen am Schutzrohrmodul bzw. an einem
Schutzrohr sind und die die Teilströmung beim Durchströmen der Löcher in eine vorgegebene Richtung leiten und/oder umlenken. Die Kombination aus einem Loch mit einer Drallklappe kann beispielsweise durch ein bereichsweises Einschneiden und Eindrücken im Schutzrohrmodul bzw. in den einzelnen Schutzrohren hergestellt sein.
Es ist insbesondere vorgesehen, dass im Inneren des Schutzrohrmoduls eine Abschirmung vorgesehen ist, durch die die fluidische Abschirmung des optischen Zugangs gegenüber der Teilströmung, insbesondere wie oben erläutert, erfolgt. Durch die fluidische Abschirmung erfolgt also insbesondere eine Umlenkung der Teilströmung in eine von dem optischen Zugang weggerichtete Richtung. In Abwesenheit der Abschirmung hätte die Teilströmung den optischen Zugang insbesondere beaufschlagt und in der Teilströmung enthaltene Partikel hätten insbesondere den optischen Zugang möglicherweise verschmutzt.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung weist das Schutzrohrmodul zumindest zwei Schutzrohre auf, nämlich ein erstes Schutzrohr und ein zweites Schutzrohr.
Dabei kann das erste Schutzrohr zumindest eine Eintrittsöffnung aufweisen, durch die der Strömung des Messgases eine Teilströmung entnehmbar und in das Innere des Schutzrohrmoduls einführbar ist.
Dabei kann das zweite Schutzrohr im Inneren des ersten Schutzrohrs angeordnet sein, sodass zwischen dem ersten und dem zweiten Schutzrohr ein Ringraum ausgebildet ist. Das erste und das zweite Schutzrohr können als Grundform (also abgesehen von Löchern, Drallklappen und fertigungsbedingten, geringfügigen Maßabweichungen) eine axiale Symmetrie aufweisen und insofern konzentrisch oder koaxial zueinander angeordnet sein. Weiterhin kann das zweite Schutzrohr zumindest eine Überströmöffnung aufweisen, durch die die Teilströmung aus dem Ringraum in einen im Inneren des zweiten Schutzrohrs angeordneten Gasraum strömt.
Die Austrittsöffnung kann am ersten oder am zweiten Schutzrohr ausgebildet sein, insbesondere an einer von dem optischen Zugang messgasseitig gelegenen Stirnseite des Partikelsensors. Es kann sich insbesondere um eine einzige Austrittsöffnung handeln.
In diesem Zusammenhang ist insbesondere ein Mittel vorgesehen, das die Teilströmung bei dem oder in Anschluss an das Durchströmen der
Überströmöffnung in eine von dem optischen Zugang weg und insbesondere zu der Austrittsöffnung hin gerichteten Richtung umlenkt. Dieses Mittel entspricht insbesondere der oben bereits erwähnten fluidischen Abschirmung. Auf die entsprechenden Erläuterungen wird verwiesen.
Ein derartiges Mittel, das die Teilströmung bei dem oder in Anschluss an das Durchströmen der Überströmöffnung in eine von dem optischen Zugang weg und insbesondere zu der Austrittsöffnung hin gerichteten Richtung umlenkt, kann auf unterschiedliche Art und Weise realisiert sein.
Gemäß einer Ausführungsform ist dieses Mittel realisiert durch zumindest eine an der Überströmöffnung des zweiten Schutzrohrs ausgebildete Drallklappe, die in eine von dem optischen Zugang weg und insbesondere zu der Austrittsöffnung hin gerichteten Richtung weist. Die Teilströmung tritt hier also bereits mit einer von dem optischen Zugang weggerichteten Richtung in den Gasraum ein. Sie beaufschlagt daher den optischen Zugang nicht.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist dieses Mittel realisiert durch ein drittes Schutzrohr, das in dem zweiten Schutzrohr angeordnet ist. Es kann sich um ein drittes Schutzrohr handeln, das sich in der von dem optischen Zugang zu der Austrittsöffnung weisenden Richtung auf Höhe der Überströmöffnung konisch oder gestuft verjüngt. Nach dem Durchströmen der Überströmöffnung trifft die Teilströmung hierbei auf das dritte Schutzrohr und aufgrund der sich
verjüngenden Geometrie des Schutzrohres wird die Teilströmung von dem optischen Zugang weg umgelenkt. Gemäß einer nochmals anderen Ausführungsform ist dieses Mittel realisiert durch eine in einer vom optischen Zugang wegweisenden Stirnseite des
Gehäusekörpers ausgebildeten Ausnehmung, beispielsweise Rille, die der Überströmöffnung des zweiten Schutzrohrs gegenüberliegt. Die Ausnehmung, beispielsweise Rille, lenkt die Teilströmung nach dem Strömen der Teilströmung durch die Überströmöffnung um, beispielsweise um bis zu 180°, weg vom optischen Zugang und insbesondere hin zur Austrittsöffnung.
Ein Mittel kann auch dadurch dazu qualifiziert sein, die Teilströmung bei dem oder in Anschluss an das Durchströmen der Überströmöffnung in eine von dem optischen Zugang weg und insbesondere zu der Austrittsöffnung hin gerichteten Richtung umzulenken, dass es von der Eintrittsöffnung aus und/oder von der Überströmöffnung aus gesehen die Sichtbarkeit des optischen Zugangs verhindert. Mit anderen Worten: Das Mittel ist geometrisch zwischen der Eintrittsöffnung und dem optischen Zugang oder/oder zwischen der
Überströmöffnung und dem optischen Zugang angeordnet. Dieses Merkmal kann sich auf die gesamte räumliche Ausdehnung des optischen Zugangs beziehen oder aber auch bereits erfüllt sein, wenn es sich nur auf einen Teil der räumlichen Ausdehnung des optischen Zugangs bezieht, beispielsweise, wenn von der Überströmöffnung aus gesehen der optische Zugang teilweise sichtbar ist und teilweise durch das Mittel verdeckt wird.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Austrittsöffnung an einer von dem Gehäusekörper wegweisenden Stirnseite des Schutzrohrmoduls ausgebildet ist und dass die Eintrittsöffnung in der von dem optischen Zugang zu der Austrittsöffnung weisenden Richtung von dem optischen Zugang aus gesehen vor der Austrittsöffnung angeordnet ist. Mit anderen Worten ist also die Austrittsöffnung an einem distalen Ende des Schutzrohrmoduls bzw. des Partikelsensors angeordnet, die zumindest eine Eintrittsöffnung ist proximal von der Austrittsöffnung angeordnet. Eine derartige Anordnung bewirkt bei der Anordnung des Partikelsensors innerhalb eines Strömungskanals, dass eine Messgasströmung am Ort der Austrittsöffnung eine höhere Geschwindigkeit aufweist als am Ort der Eintrittsöffnung. Der statische Druck ist dann am Ort der Eintrittsöffnung höher als am Ort der Austrittsöffnung und das Innere des Schutzrohrmoduls bzw. des Partikelsensors wird von der Teilströmung ausgehend von der Eintrittsöffnung hin zur Austrittsöffnung durchströmt. Es können auch mehrere Eintrittsöffnungen vorgesehen sein. Beispielsweise können 6 bis 12 Eintrittsöffnungen vorgesehen sein. Diese können teilweise oder allesamt in der von dem optischen Zugang zu der Austrittsöffnung weisen Richtung auf gleicher Höhe angeordnet sein. Auf mehrere oder alle diese Eintrittsöffnungen trifft das im Rahmen der Anmeldung für die Eintrittsöffnung Gesagte zu. Alternativ kann die Eintrittsöffnung auch als die offene Mündung eines zwischen dem ersten Schutzrohr und dem zweiten Schutzrohr
vorhandenen Ringspalts ausgebildet sein.
Es können auch mehrere Überströmöffnungen vorgesehen sein. Beispielsweise können 4 bis 12 Überströmöffnungen vorgesehen sein. Diese können teilweise oder allesamt in der von dem optischen Zugang zu der Austrittsöffnung weisenden Richtung auf gleicher Höhe angeordnet sein. Auf mehrere oder alle diese Überströmöffnungen trifft das im Rahmen der Anmeldung für die
Überströmöffnung Gesagte zu.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Eintrittsöffnung in der von dem optischen Zugang zu der Austrittsöffnung weisenden Richtung von dem optischen Zugang aus gesehen hinter der Überströmöffnung angeordnet ist. Eine derartige Anordnung bewirkt, dass die Teilströmung zunächst in Richtung auf den optischen Zugang hin strömt. Nach einer Umlenkung kann sie auf den Laserfokus gerichtet werden und nachfolgend das Schutzrohrmodul durch die Austrittsöffnung verlassen.
Vorteilhafterweise liegt der Laserfokus außerhalb des von der Teilströmung fluidisch abgeschirmten Bereichs. Stattdessen liegt er insbesondere in einem Bereich, der durch die Teilströmung angeströmt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Figuren jeweils gleiche oder zumindest ihrer Funktion nach vergleichbare Elemente. Es zeigen:
Fig. 1 eine Veranschaulichung des auf der laserinduzierten Inkandeszenz basierenden Messprinzips, das bei der Erfindung vorzugsweise verwendet wird; Fig. 2 einen prinzipiellen Aufbau zur Veranschaulichung der Funktionsweise des Sensors;
Fig. 3 beispielhaft einen prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen
Partikelsensors;
Fig. 4 drei Varianten eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 5 drei Varianten eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 6 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 1 veranschaulicht das auf der laserinduzierten Inkandeszenz basierende Messprinzip. Laserlicht 10 hoher Intensität trifft auf ein Partikel 12, beispielsweise ein Rußpartikel. Die Intensität des Laserlichts 10 ist so hoch, dass die vom Partikel 12 absorbierte Energie des Laserlichtes 10 das Partikel 12 auf mehrere Tausend Grad Celsius erhitzt. Als Folge der Erhitzung emittiert das Partikel 12 spontan und im Wesentlichen ohne Vorzugsrichtung signifikant Strahlung 14 in Form von Temperaturstrahlung. Ein Teil der in Form von Temperaturstrahlung emittierten Strahlung 14 wird daher auch entgegengesetzt zur Richtung des einfallenden Laserlichtes 10 emittiert.
Figur 2 zeigt schematisch einen prinzipiellen Aufbau zur Veranschaulichung der Funktionsweise des Partikelsensors 16. Der Partikelsensor 16 weist hier einen als CW-Lasermodul (CW: continuous wave; Dauerstrich) ausgebildeten Laser 18 auf, dessen bevorzugt kollimiertes Laserlicht 10 mit wenigstens einer im
Strahlengang des Lasers 18 angeordneten Sammellinse 20 auf einen sehr kleinen Fokus 22 fokussiert wird, in dem die Intensität des Laserlichts 10 die für laserinduzierte Inkandeszenz ausreichend hoch ist. Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung eines CW-Lasers beschränkt. Es ist auch denkbar, gepulst betriebene Laser zu verwenden.
Die Abmessungen des Spots 22 liegen im Bereich einiger pm, insbesondere im Bereich von höchstens 200 pm, sodass den Spot 22 durchquerende Partikel 12 zur Emission auswertbarer Strahlungsleistungen angeregt werden, sei es durch laserinduzierte Inkandeszenz oder durch chemische Reaktionen (insbesondere Oxidation). Als Folge kann meistens davon ausgegangen werden, dass sich stets höchstens ein Partikel 12 in dem Spot 22 befindet und dass ein momentanes Messsignal des Partikelsensors 16 nur von diesem höchstens einen Partikel 12 stammt. Das Messsignal wird von einem Detektor 26 erzeugt, der im
Partikelsensor 16 so angeordnet ist, dass er vom den Spot 22 durchfliegenden Partikel 12 ausgehende Strahlung 14, insbesondere Temperaturstrahlung, detektiert. Der Detektor 26 weist dazu bevorzugt wenigstens eine Fotodiode 26.1 auf. Damit wird eine Einzelpartikelmessung möglich, welche grundsätzlich sogar die Extraktion von Informationen über das Partikel 12 wie Größe und
Geschwindigkeit ermöglicht.
Figur 3 zeigt beispielhaft einen prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Partikelsensors 16.
Der Partikelsensor 16 weist eine Anordnung aus einem ersten, äußeren
Schutzrohr 210 und einem zweiten, inneren Schutzrohr 220 auf. Die Anordnung der Schutzrohre ist hier nur grob und schematisch gezeigt, insofern wird auf die Figuren 4, 5 und 6 verwiesen.
Der Partikelsensor 16 weist einen Laser 18 auf, der bevorzugt kollimiertes Laserlicht 10 erzeugt. Im Strahlengang des Laserlichtes 10 befindet sich ein Strahlteiler 34. Ein den Strahlteiler 34 ohne Umlenkung durchlaufender Teil des Laserlichtes 10 wird durch die Sammellinse 20 zu einem sehr kleinen Fokus 22 fokussiert. In diesem Fokus 22 ist die Lichtintensität hoch genug, um die mit dem Abgas 32 transportierten Partikel 12 auf mehrere Tausend Grad Celsius zu erhitzen, so dass die erhitzten Partikel 12 signifikant Strahlung 14 in Form von Temperaturstrahlung emittieren. Diese Strahlung 14 liegt zum Beispiel im nah- infraroten und sichtbaren Spektralbereich, ohne dass die Erfindung auf Strahlung 14 aus diesem Spektralbereich beschränkt ist. Ein Teil dieser ungerichtet in Form von Temperaturstrahlung emittierten Strahlung 14, wird von der Sammellinse 20 erfasst und über den Strahlteiler 34 auf den Detektor 26 gerichtet. Dieser Aufbau hat den Vorteil, dass nur ein optischer Zugang 40 zum Abgas 32 benötigt wird, da die gleiche Optik, insbesondere die gleiche Sammellinse 20, für die
Erzeugung des Fokus 22 und für das Erfassen der vom Partikel 12 ausgehenden Strahlung 14 benutzt wird. Das Abgas 32 ist ein Beispiel eines Messgases. Das Messgas kann auch ein anderes Gas oder Gasgemisch sein, zum Beispiel Raumluft. Der Laser 18 weist eine Laserdiode 36 und eine zweite Linse 38 auf, die das von der Laserdiode 36 ausgehende Laserlicht 10 bevorzugt kollimiert. Der Einsatz der Laserdiode 36 stellt eine besonders kostengünstige und einfach
handhabbare Möglichkeit der Erzeugung von Laserlicht 10 dar. Das bevorzugt kollimierte Laserlicht 10 wird durch die Sammellinse 20 fokussiert.
Der optische Partikelsensor 16 weist einen dem Abgas ausgesetzten ersten Teil 16.1 (Abgasseite) und einen dem Abgas nicht ausgesetzten zweiten Teil 16.2 (Reingasseite) auf, der die optischen Komponenten des Partikelsensors 16 enthält. Beide Teile sind durch eine Trennwand 16.3 getrennt, die zwischen den Schutzrohren 210, 220 und den optischen Elementen des Partikelsensors 16 verläuft. Die Wand 16.3 dient der Isolation der empfindlichen optischen Elemente von dem Abgas 32. In der Trennwand 16.3 ist im Strahlengang des Laserlichtes 10 ein als Fenster ausgebildeter optischer Zugang 40 angebracht, durch den hindurch das Laserlicht 10 in das Abgas 32 einfällt und über den vom Fokus 22 ausgehende Strahlung 14 auf die Sammellinse 20 und von da aus über den Strahlteiler 34 auf den Detektor 26 einfallen kann.
Alternativ zu dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Erzeugung des Fokus 22 und das Erfassen der von Partikeln im Fokus 22 ausgehenden
Strahlung 14 auch über getrennte optische Strahlengänge erfolgen.
Es ist auch denkbar, den Fokus 22 mit anderen als den hier lediglich als
Ausführungsbeispiel angegebenen Linsenkombinationen zu erzeugen.
Außerdem kann der Partikelsensor 16 auch mit anderen Laserlichtquellen als den hier für Ausführungsbeispiele angegebenen Laserdioden 36 verwirklicht werden.
Die Figur 4a zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei sind die in dem dem Abgas nicht ausgesetzten zweiten Teil 16.2 angeordneten
Komponenten in der Figur 4a zur besseren Übersichtlichkeit weggelassen. Es kann insofern auf die Figur 3 verwiesen werden.
Der Partikelsensor 16 weist ein Gehäuse 100 auf, das sich aus einem
Gehäusekörper 300 und einem abgasseitig am Gehäusekörper 300 festgelegten Schutzrohrmodul 200 zusammensetzt. Der Gehäusekörper 300 ist wiederum aus einer zylindrischen Gehäusekörper- Hülse 310 und einer auf die Gehäusekörper-Hülse 310 aufschiebbaren
Überwurfschraube 320 zusammengesetzt.
Die Gehäusekörper-Hülse 310 weist einen Durchgangskanal 311 auf, der auf der dem Abgas zugewandten Seite von einem optischen Fenster, das den optischen Zugang 40 bildet, gasdicht verschlossen wird. Auf der dem Abgas abgewandten Seite des optischen Zugangs 40 liegt somit der nicht dem Abgas ausgesetzte zweite Teil 16.2 des Partikelsensors 16.
Die Gehäusekörper-Hülse 310 weist ferner an ihrem dem Abgas zugewandten Ende ein umlaufendes ringförmiges Auflageelement 312 auf, dessen
abgasseitige Seite zur Anlage in einem Stutzen beispielsweise eines Abgastrakts vorgesehen ist. Die vom Abgas abgewandte Seite des Auflageelements 312 wird von der Überwurfschraube 320 beaufschlagt. Die Überwurfsch raube 320 weist an ihrer Mantelfläche ein Außengewinde 323 und ein Sechskantprofil 322 auf, sodass der Partikelsensor 16 beispielsweise in einem Abgastrakt einer
Brennkraftmaschine fixierbar ist.
Abgasseitig des Auflageelements 312 ist das Schutzrohrmodul 200 in dem dem Abgas ausgesetzten Teil 16.1 des Partikelsensors 16 an der Gehäusekörper- Hülse 310 fixiert. Das Schutzrohrmodul 200 besteht in diesem Beispiel aus einem ersten Schutzrohr 210, einem zweiten Schutzrohr 220 und einem dritten Schutzrohr 230.
Das erste Schutzrohr 210 ist topförmig ausgebildet, mit einem Topfrand 21 1 der an dem Auflageelement 312 der Gehäusekörper-Hülse 310 befestigt ist, beispielsweise angeschweißt ist. Das erste Schutzrohr 210 weist ferner eine eine Mantelfläche bildende Topfwand 212 auf sowie einen Topfboden 213. In der Topfwand 212 ist in der Nähe des Topfbodens 213 ein umlaufender Lochkranz aus beispielsweise 12 Eintrittsöffnungen 101 des Partikelsensors 16 ausgebildet.
Das zweite Schutzrohr 220 hat eine im wesentlichen hutförmige Gestalt und ist im Wesentlichen im Inneren des ersten Schutzrohrs 210 angeordnet. Das zweite Schutzrohr 220 liegt mit einem umlaufenden Radialflanschabschnitt 221 axial an dem Auflageelement 312 der Gehäusekörper-Hülse 310 und radial an der Innenseite der Topfwand 212 des ersten Schutzrohrs 210 an. An den Radialflanschabschnitt 221 des zweiten Schutzrohrs 220 schließt sich ein über eine Ringstufe 222 verjüngter Überströmöffnungsabschnitt 223 des zweiten Schutzrohrs 220 an. In dem Überströmöffnungsabschnitt 223 ist ein Lochkranz aus im Beispiel 12 Überströmöffnungen 103 vorgesehen, die einen zwischen dem ersten Schutzrohr 210 und dem zweiten Schutzrohr 220 ausgebildeten Ringraum 240 mit einem im Inneren des zweiten Schutzrohrs 220 ausgebildet Gasraum 250 verbinden. An den Überströmöffnungsabschnitt 223 des zweiten Schutzrohres 220 schließt sich ein sich konisch verjüngender Bereich 224 an und an diesen schließt sich ein becherförmiger Endbereich 225 des zweiten
Schutzrohrs 220 an, der mit seiner Mantelfläche 225.1 in eine Öffnung in dem Topfboden 213 des ersten Schutzrohrs 210 eingepresst ist. In der Stirnseite 225.2 des Endbereichs 225 des zweiten Schutzrohrs 220 ist die Austrittsöffnung 102 des Partikelsensors 16 vorgesehen, die im vorliegenden Beispiel nur wenig kleiner ist als die Stirnseite 225.2 selbst.
Wiederum im Inneren des zweiten Schutzrohrs 220 ist das dritte Schutzrohr 230 angeordnet. Es weist einen ersten, geraden zylindrischen Abschnitt 231 auf, mit dem es in eine Öffnung 312.1 des Auflageelements 312 eingepresst ist. An den geraden zylindrischen Abschnitt 231 des dritten Schutzrohrs 230 schließt sich ein sich konisch verjüngender Abschnitt 232 an, der auf der dem Abgas
zugewandten Seite 233 des dritten Schutzrohrs 230 offen ist.
Entlang einer axialen Richtung 400, die beispielsweise durch die von dem optischen Zugang 40 zu der Austrittsöffnung 102 weisenden Richtung definiert ist, liegt der sich konisch verjüngende Abschnitt 232 des dritten Schutzrohrs 230 auf gleicher axialer Höhe wie die Überströmöffnungen 103 im zweiten Schutzrohr 220.
Durch den Aufbau des Partikelsensors 16 und insbesondere des Gehäuses 100 ist einer Strömung eines Abgases 32 eine Teilströmung 321 entnehmbar, die zunächst durch die im ersten Schutzrohr 210 angeordneten Eintrittsöffnungen 101 des Partikelsensors 16 in einen zwischen dem ersten Schutzrohr 210 und dem zweiten Schutzrohr 220 angeordneten Ringraum 240 gelangt, von wo aus sie durch die Überströmöffnungen 103 im zweiten Schutzrohr 220 in den im Inneren des zweiten Schutzrohrs 220 angeordneten Gasraum 250 gelangt, dort durch den sich konisch verjüngenden Abschnitt 232 des dritten Schutzrohrs 230 umgelenkt wird und schließlich das zweite Schutzrohr 220 und somit das Schutzrohrmodul 200 durch die Austrittsöffnung 102 wieder verlässt.
Durch die Umlenkung an dem sich konisch verjüngenden Abschnitt 232 des dritten Schutzrohrs 230 wird bewirkt, dass die Teilströmung 321 nicht zu dem optischen Zugang 40 gelangt. Dieser liegt insofern in einem von der Teilströmung 321 abgeschirmten Bereich 500. Eventuell im Abgas 32 enthaltene Partikel 12 können den optischen Zugang 40 daher nicht verschmutzen.
Die Figur 4b zeigt eine Variante, bei der die Eintrittsöffnungen 101 des
Partikelsensors 16 nicht als einfache Löcher ausgebildet sind, sondern als mit Drallklappen 101.1 versehene Löcher. Die Drallklappen 101.1 sind so
ausgerichtet, dass sie der in den Ringraum 240 eintretenden Teilströmung 321 eine Strömungsrichtung aufprägen, die einen Anteil hat der tangential zu der Mantelfläche 212 des ersten Schutzrohrs 210 ist und ferner einen Anteil hat, der zum Gehäusekörper 300, in der Figur 4b also nach unten, gerichtet ist.
Die Eintrittsöffnung 101 als Kombination aus Loch mit zugehöriger Drallklappe 101.1 kann beispielsweise durch ein bereichsweises Einschneiden und
Eindrücken des ersten Schutzrohrs 210 hergestellt sein.
Die Figur 4c zeigt eine andere Variante zu dem in der Figur 4a gezeigten Partikelsensor 16. Der Unterschied besteht darin, dass die Eintrittsöffnungen 101 nicht in der Topfwand 212 des ersten Schutzrohrs 210 ausgebildet sind, sondern auf einem Lochkranz im Topfboden 213 des ersten Schutzrohrs 210 ausgebildet sind.
Figur 5a zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei sind die in dem dem Abgas nicht ausgesetzten zweiten Teil 16.2 angeordneten
Komponenten in der Figur 5a zur besseren Übersichtlichkeit weggelassen. Es kann insofern auf die Figur 3 verwiesen werden.
Der Partikelsensor 16 weist ein Gehäuse 100 auf, das sich aus einem
Gehäusekörper 300 und einem abgasseitig am Gehäusekörper 300 festgelegten Schutzrohrmodul 200 zusammensetzt.
Der Gehäusekörper 300 ist wiederum aus einer zylindrischen Gehäusekörper- Hülse 310 und einer auf die Gehäusekörper-Hülse 310 aufschiebbaren Überwurfschraube 320 zusammengesetzt.
Die Gehäusekörper-Hülse 310 weist einen Durchgangskanal 311 auf, der auf der dem Abgas zugewandten Seite von einem optischen Fenster, das den optischen Zugang 40 bildet, gasdicht verschlossen wird. Auf der dem Abgas abgewandten Seite des optischen Zugangs 40 liegt somit der nicht dem Abgas ausgesetzte zweite Teil 16.2 des Partikelsensors 16.
Die Gehäusekörper-Hülse 310 weist ferner an ihrem dem Abgas zugewandten Ende ein ringförmig umlaufendes Auflageelement 312 auf, dessen abgasseitige Seite zur Anlage in einem Stutzen beispielsweise eines Abgastrakts vorgesehen ist. Die vom Abgas abgewandte Seite des Auflageelements 312 wird von der Überwurfsch raube 320 beaufschlagt. Die Überwurfschraube 320 weist an ihrer Mantelfläche ein Außengewinde 323 und ein Sechskantprofil 322 auf, sodass der Partikelsensor 16 beispielsweise in einem Abgastrakt einer Brennkraftmaschine fixierbar ist.
Abgasseitig des Auflageelements 312 ist das Schutzrohrmodul 200 in dem dem Abgas ausgesetzten Teil 16.1 des Partikelsensors 16 an der Gehäusekörper- Hülse 310 fixiert. Das Schutzrohrmodul 200 besteht in diesem Beispiel aus einem ersten Schutzrohr 210 und einem zweiten Schutzrohr 220.
Das erste Schutzrohr 210 ist topförmig ausgebildet mit einem Topfrand 21 1 der an dem Auflageelement 312 der Gehäusekörper-Hülse 310 befestigt ist, beispielsweise angeschweißt ist. Das erste Schutzrohr 210 weist ferner eine eine Mantelfläche bildende Topfwand 212 auf. Die Topfwand 212 verjüngt sich stufenförmig über eine ringförmige Schulterfläche 216. Ein sich anschließender sich konisch verjüngender Abschnitt 217 weist stirnseitig eine zentrale Öffnung auf, die die Austrittsöffnung 102 des Partikelsensors 16 darstellt.
Das zweite Schutzrohr 220 hat im Wesentlichen die Gestalt einer gestuften beidseitig offenen Hülse. Es ist im Inneren des ersten Schutzrohrs 210 angeordnet. Das zweite Schutzrohr 220 liegt mit einem umlaufenden
Radialflanschabschnitt 221 axial an dem Auflageelement 312 der
Gehäusekörper-Hülse 310 und radial an der Innenseite der Topfwand 212 des ersten Schutzrohrs 210 an. An den Radialflanschabschnitt 221 des zweiten Schutzrohrs 220 schließt sich ein über eine Ringstufe 222 verjüngter und im Wesentlichen zylindrischer Überströmöffnungsabschnitt 223 des zweiten
Schutzrohrs 220 an. In dem Überströmöffnungsabschnitt 223 ist ein Lochkranz aus im Beispiel 8 Überströmöffnungen 103 vorgesehen, die einen zwischen dem ersten Schutzrohr 210 und dem zweiten Schutzrohr 220 ausgebildeten Ringraum 240 mit einem im Inneren des zweiten Schutzrohrs 220 ausgebildet Gasraum 250 verbinden.
Die Überströmöffnungen 103 sind als Löcher mit Drallklappen 103.1 ausgebildet, wobei die Drallklappen 103 der aus dem Ringraum 240 in den Gasraum 250 eintretenden Teilströmung 321 eine von dem optischen Zugang weggerichtete und zu der Austrittsöffnung 102 hin gerichtete Richtung aufprägen.
Eine Überströmöffnung 103 als Kombination aus Loch mit zugehöriger
Drallklappe 103.1 kann beispielsweise durch ein bereichsweises Einschneiden und Eindrücken des zweiten Schutzrohrs 220 hergestellt sein,
Das zweite Schutzrohr 220 kommt in diesem Beispiel mit dem dem Abgas zugewandten Endabschnitt 223.1 seines Überströmöffnungsabschnitt 223 in dem verjüngten Abschnitt der Topfwand 212 des ersten Schutzrohrs 210 zu einer dichtenden und flächigen Anlage 223.2.
Durch den Aufbau des Partikelsensors 16 und insbesondere des Gehäuses 100 ist einer Strömung eines Abgases 32 eine Teilströmung 321 entnehmbar, die zunächst durch die im ersten Schutzrohr 210 angeordneten Eintrittsöffnungen 101 des Partikelsensors 16 in einen zwischen dem ersten Schutzrohr 210 und der zweiten Schutzrohr 220 angeordneten Ringraum 240 gelangt, von wo aus sie durch die Überströmöffnungen 103 im zweiten Schutzrohr 220 in den im Inneren des zweiten Schutzrohrs 220 angeordneten Gasraum 250 gelangt. Beim
Durchtritt durch die Überströmöffnungen 103 wird ihr eine Richtung aufgeprägt, die von dem optischen Zugang 40 weggerichtet ist, in der Figur 5a nach oben. Der optische Zugang 40 liegt insofern in einem von der Teilströmung 321 abgeschirmten Bereich 500. Eventuell im Abgas 32 enthaltene Partikel 12 können den optischen Zugang 40 daher nicht verschmutzen.
Die Figur 5b zeigt eine Variante, bei der die Eintrittsöffnungen 101 des
Partikelsensors 16 nicht als einfache Löcher ausgebildet sind, sondern als mit Drallklappen 101.1 versehene Löcher. Die Drallklappen 101.1 sind so ausgerichtet, dass sie der in den Ringraum 240 eintretenden Teilströmung 321 eine Strömungsrichtung aufprägen, die einen Anteil hat der tangential zur Mantelfläche 212 des ersten Schutzrohrs 210 ist und ferner einen Anteil hat, der zum Gehäusekörper 300, in der Figur 5b also nach unten, gerichtet ist.
Die Eintrittsöffnung 101 als Kombination aus Loch mit zugehöriger Drallklappe 101.1 kann beispielsweise durch ein bereichsweises Einschneiden und
Eindrücken des ersten Schutzrohrs 210 hergestellt sein.
Die Figur 5c zeigt eine andere Variante zu dem in der Figur 5a gezeigten Partikelsensor 16. Der Unterschied besteht darin, dass die Eintrittsöffnungen 101 nicht in der Topfwand 212 des ersten Schutzrohrs 210 ausgebildet sind, sondern auf einem Lochkranz im Topfboden 213 des ersten Schutzrohrs 210 ausgebildet sind.
Die Figur 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei sind die in dem dem Abgas nicht ausgesetzten zweiten Teil 16.2 angeordneten
Komponenten in der Figur 6 zur besseren Übersichtlichkeit weggelassen. Es kann insofern auf die Figur 3 verwiesen werden.
Der Partikelsensor 16 weist ein Gehäuse 100 auf, das sich aus einem
Gehäusekörper 300 und einem abgasseitig am Gehäusekörper 300 festgelegten Schutzrohrmodul 200 zusammensetzt.
Der Gehäusekörper 300 weist einen Durchgangskanal 311 auf, der auf der dem Abgas zugewandten Seite von einem optischen Fenster, das den optischen Zugang 40 bildet gasdicht verschlossen wird. Auf der dem Abgas abgewandten Seite des optischen Zugangs 40 liegt somit der nicht dem Abgas ausgesetzte zweite Teil 16.2 des Partikelsensors 16.
Der Gehäusekörper 300 weist an seiner Mantelfläche beispielsweise ein
Außengewinde 323 und ein Sechskantprofil 322 auf, sodass der Partikelsensor 16 beispielsweise in einem Abgastrakt einer Brennkraftmaschine fixierbar ist.
Abgasseitig ist an dem Gehäusekörper 300 das Schutzrohrmodul 200 in dem dem Abgas ausgesetzten Teil 16.1 des Partikelsensors 16 fixiert. Das Schutzrohrmodul 200 besteht, in diesem Beispiel aus einem ersten Schutzrohr 210 und einem zweiten Schutzrohr 220.
Das erste Schutzrohr 210 ist topförmig ausgebildet, mit einem Topfrand 211 der an dem Gehäusekörper 300 befestigt ist, beispielsweise angeschweißt ist. Das erste Schutzrohr 210 weist ferner eine eine Mantelfläche bildende Topfwand 212 auf.
Das zweite Schutzrohr 220 hat eine im wesentlichen hutförmige Gestalt und ist radial im Inneren des ersten Schutzrohrs 210 angeordnet. Das zweite Schutzrohr 220 liegt mit einem umlaufenden Hutkrempenabschnitt 221‘ axial an dem
Gehäusekörper 300 und radial an der Innenseite der Topfwand 212 des ersten Schutzrohrs 210 an. Im Hutkrempenabschnitt 22T ist ferner ein Lochkranz von im Beispiel 8 Überströmöffnungen 103 angeordnet. Die Überströmöffnungen 103 weisen somit in Richtung des Gehäusekörpers 300 und ermöglichen somit einen Gasaustausch zwischen dem zwischen dem ersten Schutzrohr 210 und dem zweiten Schutzrohr 220 ausgebildeten Ringraum 240 und einem im Inneren des zweiten Schutzrohrs 220 ausgebildeten Gasraum 250.
An den Hutkrempenabschnitt 22T des zweiten Schutzrohrs 220 schließt sich ein radial geschlossener und axial beidseitig offener Hutmantelabschnitt 222‘ an.
Das dem Abgas zugewandte offene Ende des Hutmantelabschnitts 222‘ bildet die Austrittsöffnung 102 des Partikelsensors 16. Das dem dem Abgas
zugewandte offene Ende des Ringraums 240 bildet die Eintrittsöffnung 101 des Partikelsensors 16.
Den Überströmöffnungen 103 gegenüberliegend ist in der dem Abgas zugewandten Stirnseite des Gehäusekörpers 300 zumindest eine Ausnehmung 305 ausgebildet. Diese Ausnehmung 305 lenkt eine durch eine
Überströmöffnung 103 tretende Teilströmung 321 um, im Beispiel um fast 180°, weg von dem optischen Zugang 40 und hin zu der Austrittsöffnung 102.
Es kann vorgesehen sein, dass jeder Überströmöffnung 103 eine individuelle Ausnehmung 305 der Stirnseite des Gehäusekörpers 300 vorgesehen ist, beispielsweise eine napfförmige Ausnehmung 305, beispielsweise mit in Aufsicht rundem Querschnitt. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass in der Stirnseite des Gehäusekörpers 300 eine einzige Ausnehmung 305 in Form einer einzigen umlaufenden Rille vorgesehen ist, die allen Überströmöffnungen 103 gemeinsam gegenüberliegt.
Durch den Aufbau des Partikelsensors 16 und insbesondere des Gehäuses 100 ist einer Strömung eines Abgases 32 eine Teilströmung 321 entnehmbar, die zunächst durch die im ersten Schutzrohr 210 angeordnete Eintrittsöffnung 101 des Partikelsensors 16 in einen zwischen dem ersten Schutzrohr 210 und dem zweiten Schutzrohr 220 angeordneten Ringraum 240 gelangt, von wo aus sie durch die Überströmöffnungen 103 im zweiten Schutzrohr 220 in den im Inneren des zweiten Schutzrohrs 220 angeordneten Gasraum 250 gelangt.
Durch die Umlenkung an der Ausnehmung 305 im Gehäusekörper 300 wird bewirkt, dass die Teilströmung 321 nicht zu dem optischen Zugang 40 gelangt. Der optische Zugang 40 liegt insofern in einem von der Teilströmung 321 abgeschirmten Bereich 500. Eventuell im Abgas 32 enthaltene Partikel 12 können den optischen Zugang 40 daher nicht verschmutzen.

Claims

Ansprüche
1. Partikelsensor zum Nachweis von Partikeln (12) in einer Strömung eines Messgases, insbesondere zum Nachweis von Rußpartikeln in einem
Abgaskanal eines Brenners oder einer Brennkraftmaschine, mit Mitteln zur Erzeugung oder zur Zuführung von Laserlicht (10) und mit Mitteln zur Fokussierung von Laserlicht (10) und mit Mitteln zur Detektion oder zur Weiterleitung von Temperaturstrahlung, wobei der Partikelsensor (16) zumindest einen optischen Zugang (40) aufweist, der einen dem Messgas ausgesetzten Bereich (16.1 ) von einem dem Messgas abgewandten Bereich (16.2), der nicht dem Messgas ausgesetzt ist, trennt, wobei die Mittel zur Erzeugung oder zur Zuführung von Laserlicht (10) und/oder die Mittel zur Detektion oder zur Weiterleitung von Temperaturstrahlung in dem dem Messgas abgewandten Bereich (16.2) angeordnet sind wobei der
Partikelsensor (16) der Messgasströmung eine Teilströmung (321 ) entnimmt und dem Laserfokus (22) zuführt und ferner den optischen Zugang (40) gegenüber der Teilströmung (321 ) fluidisch abschirmt.
2. Partikelsensor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der
Partikelsensor (16) ein Gehäuse (100) aufweist, in oder an dem der optische Zugang (40) angeordnet ist, und dass das Gehäuse (100) zumindest eine Eintrittsöffnung (101 ) aufweist, durch die der Strömung des Messgases eine Teilströmung (321 ) entnehmbar und in das Innere des Gehäuses (100) einführbar ist, und zumindest eine Austrittsöffnung (102) aufweist, durch die die Teilströmung (321 ) das Gehäuse (100) verlässt, und das im Inneren des Gehäuses (100) eine Abschirmung vorgesehen ist, die die Teilströmung (321 ) in eine von dem optischen Zugang (40) weggerichtete Richtung umlenkt.
3. Partikelsensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Abschirmung die Teilströmung (321 ) aus einer auf den optischen Zugang (40) hin gerichteten Richtung in eine von dem optischen Zugang (40) weggerichtete Richtung umlenkt.
4. Partikelsensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Abschirmung die Teilströmung (321 ) aus einer von der Eintrittsöffnung (101 ) auf den optischen Zugang (40) hin gerichteten Richtung in eine von dem optischen Zugang (40) weg zu der Austrittsöffnung (102) gerichteten
Richtung umlenkt.
5. Partikelsensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Gehäuse (100) einen Gehäusekörper (300) aufweist, in oder an dem der optische Zugang (40) angeordnet ist, und dass das Gehäuse (100) ferner ein Schutzrohrmodul (200) aufweist, das an dem Gehäusekörper (300) befestigt ist oder mit dem Gehäusekörper (300) einstückig ist, und zumindest eine Eintrittsöffnung (101 ) aufweist, durch die der Strömung des Messgases eine Teilströmung (321 ) entnehmbar und in das Innere des Schutzrohrmoduls (200) einführbar ist und zumindest eine Austrittsöffnung (102) aufweist, durch die die Teilströmung (321 ) das Schutzrohrmodul (200) verlässt, und das im Inneren des Schutzrohrmoduls (200) eine Abschirmung vorgesehen ist, die die Teilströmung (321 ) in eine von dem optischen Zugang (40) weggerichtete Richtung umlenkt.
6. Partikelsensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das
Schutzrohrmodul (200) ein erstes Schutzrohr (210) aufweist, das zumindest eine Eintrittsöffnung (101 ) aufweist, durch die der Strömung des Messgases eine Teilströmung (321 ) entnehmbar und in das Innere des
Schutzrohrmoduls (200) einführbar ist, und dass das Schutzrohrmodul (200) ein zweites Schutzrohr (220) aufweist, das in dem ersten Schutzrohr (210) angeordnet ist, sodass zwischen dem ersten Schutzrohr (210) und dem zweiten Schutzrohr (220) ein Ringraum (240) ausgebildet ist, und dass das zweite Schutzrohr (220) zumindest eine Überströmöffnung (103) aufweist, durch die die Teilströmung (321 ) aus dem Ringraum (240) in einen im Inneren des zweiten Schutzrohrs (220) angeordneten Gasraum (250) strömt, und dass die Austrittsöffnung (102) am ersten Schutzrohr (210) oder am zweiten Schutzrohr (220) ausgebildet ist und dass ein Mittel vorgesehen ist, das die Teilströmung (321 ) bei dem oder in Anschluss an das Durchströmen der Überströmöffnung (103) in eine von dem optischen Zugang (40) weg zu der Austrittsöffnung (102) gerichteten Richtung umlenkt.
7. Partikelsensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel, das die Teilströmung (321 ) bei dem oder in Anschluss an das Durchströmen der Überströmöffnung (103) in eine von dem optischen Zugang (40) weg zu der Austrittsöffnung (102) gerichteten Richtung umlenkt, entweder zumindest eine an der Überströmöffnung (103) des zweiten Schutzrohrs (220) ausgebildete Drallklappe (103‘) ist, die in eine von dem optischen Zugang (40) weg zu der Austrittsöffnung (102) gerichteten Richtung weist und/oder ein drittes Schutzrohr (230) ist, das in dem zweiten Schutzrohr (220) angeordnet ist und sich in der von dem optischen Zugang (40) zu der Austrittsöffnung (102) weisenden Richtung auf Höhe der Überströmöffnung (103) konisch oder gestuft verjüngt oder eine in einer vom optischen Zugang (40) weg weisenden Stirnseite des Gehäusekörpers (300) ausgebildete Ausnehmung (305), beispielsweise Rille, ist, die der Überströmöffnung (103) des zweiten Schutzrohrs (220) gegenüberliegt.
8. Partikelsensor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel, das die Teilströmung (321 ) bei dem oder in Anschluss an das
Durchströmen der Überströmöffnung (103) in eine von dem optischen Zugang (40) weg zu der Austrittsöffnung (102) gerichteten Richtung umlenkt, von der Eintrittsöffnung (101 ) aus und/oder von der Überströmöffnung (103) aus gesehen die Sichtbarkeit des optischen Zugangs (40) ganz oder teilweise verhindert.
9. Partikelsensor nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (102) an einer von dem Gehäusekörper (300) wegweisenden Stirnseite des Schutzrohrmoduls (200) ausgebildet ist und die Eintrittsöffnung (101 ) in der von dem optischen Zugang (40) zu der Austrittsöffnung (102) weisenden Richtung von dem optischen Zugang (40) aus gesehen vor dem Austrittsloch (102) angeordnet ist.
10. Partikelsensor nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, des mehrere, insbesondere 6 -12, Eintrittsöffnungen (101 ) vorgesehen sind, die alle in der von dem optischen Zugang (40) zu der Austrittsöffnung (102) weisenden Richtung auf gleicher Höhe angeordnet sind.
1 1. Partikelsensor nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schutzrohr (220) zumindest mehrere, insbesondere 4 - 12, Überströmöffnungen (103) aufweist, die alle in der von dem optischen Zugang (40) zu der Austrittsöffnung (102) weisenden Richtung auf gleicher Höhe angeordnet sind.
12. Partikelsensor nach Anspruch 9 und 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsöffnungen (101 ) alle in der von dem optischen Zugang (40) zu der Austrittsöffnung (102) weisenden Richtung von dem optischen Zugang (40) aus gesehen hinter den Überströmöffnungen (103) angeordnet sind.
13. Partikelsensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Laserfokus (22) außerhalb des fluidisch abgeschirmten Bereichs (500) liegt.
14. Partikelsensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Mittel zur Erzeugung von Laserlicht (10) ein Laser (18) ist und/oder dass das Mittel zur Zuführung von Laserlicht (10) eine optische Faser ist und/oder dass das Mittel zur Fokussierung eine Linse ist, insbesondere der als Linse ausgebildete optische Zugang (40) ist, und/oder dass das Mittel zur Detektion von Temperaturstrahlung ein Photodetektor (26) ist und/oder dass das Mittel zur Weiterleitung von Temperaturstrahlung eine optische Faser ist und/oder das der optische Zugang (40) ein Fenster oder eine optische Faser ist.
EP19773078.1A 2018-10-31 2019-09-20 Optischer partikelsensor, insbesondere abgassensor Pending EP3874253A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018218734.7A DE102018218734A1 (de) 2018-10-31 2018-10-31 Optischer Partikelsensor, insbesondere Abgassensor
PCT/EP2019/075369 WO2020088843A1 (de) 2018-10-31 2019-09-20 Optischer partikelsensor, insbesondere abgassensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3874253A1 true EP3874253A1 (de) 2021-09-08

Family

ID=67999675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19773078.1A Pending EP3874253A1 (de) 2018-10-31 2019-09-20 Optischer partikelsensor, insbesondere abgassensor

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11761854B2 (de)
EP (1) EP3874253A1 (de)
JP (1) JP7137009B2 (de)
KR (1) KR20210083268A (de)
CN (1) CN113039426A (de)
DE (1) DE102018218734A1 (de)
WO (1) WO2020088843A1 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI771806B (zh) * 2020-11-18 2022-07-21 財團法人工業技術研究院 微粒感測裝置
DE102021204212A1 (de) 2021-04-28 2022-11-03 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optischer Partikelsensor, insbesondere Abgassensor
DE102021204213A1 (de) 2021-04-28 2022-11-03 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optischer Partikelsensor, insbesondere Abgassensor
DE102021214882A1 (de) 2021-12-22 2023-06-22 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optischer Partikelsensor, insbesondere Abgassensor
DE102021214992A1 (de) 2021-12-23 2023-06-29 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Abgassensorvorrichtung und Abgas-Bypasskühler mit einem Abgassensor
DE102021215037A1 (de) 2021-12-27 2023-06-29 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optischer Partikelsensor, insbesondere Abgassensor
CN115508291B (zh) * 2022-11-08 2023-04-11 浙江浙大鸣泉科技有限公司 一种光学气体检测装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5083865A (en) * 1990-05-11 1992-01-28 Applied Materials, Inc. Particle monitor system and method
DE69943331D1 (de) * 1998-08-05 2011-05-19 Ngk Spark Plug Co Gassensor
DE10124235B4 (de) 2001-05-18 2004-08-12 Esytec Energie- Und Systemtechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur umfassenden Charakterisierung und Kontrolle des Abgases und der Regelung von Motoren, speziell von Verbrennungsmotoren, und von Komponenten der Abgasnachbehandlung
GB2459452A (en) * 2008-04-22 2009-10-28 Rolls Royce Plc Continuous wave laser induced incandescence detector
DE102008041038B4 (de) 2008-08-06 2023-05-25 Robert Bosch Gmbh Gassensor
JP5469553B2 (ja) * 2009-07-17 2014-04-16 日本碍子株式会社 アンモニア濃度検出センサ
JP4856751B2 (ja) * 2009-11-27 2012-01-18 日本碍子株式会社 ガス濃度検出センサー
DE102011079769A1 (de) * 2011-07-25 2013-01-31 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Messung der Partikelkonzentration in einem Aerosol
CA2855231A1 (en) * 2011-11-10 2013-05-16 Universal Analyzers Inc. Fluid flow sampling device
DE102013207629A1 (de) * 2013-04-26 2014-10-30 Robert Bosch Gmbh Optischer Sensor
DE102013221255A1 (de) * 2013-10-21 2015-04-23 Robert Bosch Gmbh Sensorvorrichtung zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines fluiden Mediums
WO2017084802A1 (de) * 2015-11-16 2017-05-26 Robert Bosch Gmbh Abgassensor
US10100702B2 (en) * 2016-07-19 2018-10-16 Ford Global Technologies, Llc Method and system for exhaust particulate matter sensing
JP6730154B2 (ja) * 2016-09-28 2020-07-29 日本特殊陶業株式会社 微粒子測定装置および微粒子測定システム
DE102017207402A1 (de) 2017-05-03 2018-11-08 Robert Bosch Gmbh Optischer Rußpartikelsensor für Kraftfahrzeuge
CN107941761B (zh) * 2017-10-13 2023-07-04 中国科学院上海技术物理研究所 基于行星车舱复合探测系统的微区物质分析方法
US11313764B2 (en) * 2019-05-01 2022-04-26 Delphi Technologies Ip Limited Particulate matter sensor

Also Published As

Publication number Publication date
CN113039426A (zh) 2021-06-25
WO2020088843A1 (de) 2020-05-07
JP7137009B2 (ja) 2022-09-13
US11761854B2 (en) 2023-09-19
JP2022506195A (ja) 2022-01-17
US20210372886A1 (en) 2021-12-02
DE102018218734A1 (de) 2020-04-30
KR20210083268A (ko) 2021-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020088843A1 (de) Optischer partikelsensor, insbesondere abgassensor
DE102008044171B4 (de) Optischer Sensor, Abgasstrang und Verfahren zum Betrieb des Sensors
EP3877751B1 (de) Partikelsensor zur detektion von partikeln oder aerosol in einem strömenden fluid unter verwendung des prinzips der laserinduzierten inkandeszenz
EP0257248A2 (de) Streulichtmessgerät
DE10160623B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Überwachen eines Laserbearbeitungsvorgangs, insbesondere eines Laserschweißvorgangs
WO2019170393A1 (de) Mit laser induzierter inkandeszenz arbeitender partikelsensor mit einer konfokalen anordnung eines laserspots und eines temperaturstrahlungsspots
DE102008028347B4 (de) Laserstrahlleistungsmessmodul und Laserbearbeitungskopf mit einem Laserstrahlleistungmessmodul
DE102012012981B3 (de) Optische Anordnung zur Laserbearbeitung einer Werkstückoberfläche sowie Verfahren zur Überwachung des Bearbeitungsprozesses
DE102004041935B4 (de) Vorrichtung zur Beobachtung eines Laserbearbeitungsprozesses, sowie Vorrichtung zur Regelung des Laserbearbeitungsprozesses
DE102021214992A1 (de) Abgassensorvorrichtung und Abgas-Bypasskühler mit einem Abgassensor
EP3914895A1 (de) Vorrichtung zur detektion von partikeln in einem fluid führenden bereich unter verwendung des prinzips der laserinduzierten inkandeszenz
DE102017218084A1 (de) Partikelsensoreinheit mit einem optischen Partikelsensor
EP3914900A1 (de) Sensoreinrichtung zur detektion von partikeln oder aerosol in einem strömenden fluid unter verwendung des prinzips der laserinduzierten inkandeszenz
DE102021214882A1 (de) Optischer Partikelsensor, insbesondere Abgassensor
WO2020126194A1 (de) Verfahren zum betreiben einer sensoreinrichtung zur detektion von partikeln oder aerosol, sowie sensoreinrichtung
DE102021204212A1 (de) Optischer Partikelsensor, insbesondere Abgassensor
DE102021215037A1 (de) Optischer Partikelsensor, insbesondere Abgassensor
DE19809792C2 (de) Vorrichtung zur Messung der Emission und/oder Absorption eines heißen Gases oder Plasmas
DE102004057609B4 (de) Vorrichtung zur Ermittlung von laserinduzierter Emission elektromagnetischer Strahlung von in einem Hohlkörper befindlichen Gasen, Fluiden und Gemischen hieraus
DE102020212846A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung des Prozessleuchtens bei der Laserbearbeitung
DE102020211328A1 (de) Optischer Rußpartikelsensor
DE102015113552A1 (de) Verfahren zur Justierung eines auf einem optischen Konverter erzeugten Leuchtflecks sowie Vorrichtung mit justiertem Leuchtfleck und deren Verwendungen
EP4074492A1 (de) System zum fügen von werkstücken aus thermoplastischem kunststoff mittels laserdurchstrahlschweissen
DE102022210612A1 (de) Partikelsensor
EP4111167A1 (de) Partikelsensorvorrichtung mit einem auswechselbaren transparenten abdeckelement

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20210531

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20231129