ES2304725T3 - Elemento de proteccion para una sonda de medida, asi como sonda de medida y cuerpo de nido de abeja correspondientes. - Google Patents
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Abstract
Sonda de medida (8) para uso en el sistema de gas de escape de un motor de combustión interna, especialmente sonda lambda, sensor de temperatura y/o de concentración de gas, que comprende al menos un elemento de protección (10) que está conformado en la sonda de medida (8) y/o unido con ésta por acoplamiento de conjunción de materiales, caracterizada porque el elemento de protección (10) comprende al menos una capa (11) temporalmente fijadora de agua que fija agua por vía química y/o física en un primer estado de funcionamiento y cede el agua fijada en un segundo estado de funcionamiento.
Description
Elemento de protección para una sonda de medida,
así como sonda de medida y cuerpo de nido de abeja
correspondientes.
Es objeto de la invención una sonda de medida
con un elemento de protección, especialmente para su utilización en
el sistema de gas de escape de un motor de combustión interna, para
impedir un golpe de agua en sondas de medida, y un cuerpo de nido
de abeja, especialmente un cuerpo de soporte de catalizador y/o un
cuerpo de filtro con una sonda de medida de esta clase, y un
vehículo automóvil correspondiente. El campo de utilización
preferido reside en el sistema de gas de escape de un vehículo
automóvil, por ejemplo un automóvil o un vehículo de dos ruedas
propulsado por motor.
Se conoce por el documento
EP-A-0880025 un sensor de gas para
líneas de gas de escape, cuya punta de medida está protegida contra
partículas de agua por una caperuza de protección con pequeñas
aberturas. Asimismo, se conoce por el documento
US-A-5073247 un sensor de gas para
sistemas de gas de escape que presenta un casquillo metálico para
proteger la punta de medida, el cual presenta una abertura paralela
al gas de escape circulante a lo largo del mismo, de modo que las
partículas de agua no pueden entrar en contacto con la punta de
medida.
Las sondas de medida, especialmente las sondas
lambda, que se utilizan en sistemas de gas de escape de motores de
combustión interna, como, por ejemplo, en cuerpos de nido de abeja,
son frecuentemente incapacitadas en su funcionamiento por golpes de
agua. Por golpe de agua se entiende el proceso de humectación de la
superficie de la sonda de medida con agua líquida o bien la
condensación de vapor de agua sobre la superficie de la sonda de
medida.
Dado que un golpe de agua conduce en general a
la destrucción irreparable o al menos un funcionamiento defectuoso
de la sonda de medida, la presente invención se basa en el problema
de indicar medidas que conduzcan a que se impida con seguridad el
golpe de agua en una sonda de medida, así como indicar una sonda de
medida y un cuerpo de nido de abeja correspondientes y también un
vehículo automóvil correspondiente.
Este problema se resuelve por medio de una sonda
de medida con un elemento de protección dotado de las
características de la reivindicación 1, un cuerpo de nido de abeja
con las características de la reivindicación 20 y un vehículo
automóvil con las características de la reivindicación 22.
Perfeccionamientos ventajosos son objeto de las respectivas
reivindicaciones subordinadas.
En una sonda de medida según la invención para
su utilización en el sistema de gas de escape de un motor de
combustión interna, especialmente una sonda lambda, un sensor de
temperatura y/o de concentración de gas, que comprende al menos un
elemento de protección, este elemento de protección comprende al
menos una capa temporalmente fijadora de agua que en un primer
estado de funcionamiento fija agua por vía química y/o física y en
un segundo estado de funcionamiento cede el agua fijada. El elemento
de protección está conformado aquí en la sonda de medida y/o está
unido con ésta mediante un acoplamiento de conjunción de materiales.
El elemento de protección tiene aquí una construcción adecuada para
una sonda de medida destinada a utilizarse en el sistema de gas de
escape de un vehículo automóvil. El elemento de protección está
configurado preferiblemente de modo que una superficie interior
pueda aplicarse al menos en parte a una superficie exterior de la
sonda de medida.
Cuando se incorpora una sonda de medida en un
cuerpo de nido de abeja, tal como, por ejemplo, un cuerpo de
soporte de catalizador y/o un cuerpo de filtro, se tiene que, debido
a la reacción catalítica exoterma que se desarrolla, se presenta
justamente también en una fase de arranque en frío de un motor de
combustión interna un mínimo de temperatura en el zócalo de la
sonda de medida, que está situado en la superficie exterior del
cuerpo de nido de abeja, especialmente en un tubo envolvente allí
formado. Esto se basa en la grandísima capacidad calorífica allí
existente, que provoca un calentamiento relativamente rápido. Cuando
se ha iniciado la reacción catalítica en algunas partes del cuerpo
de nido de abeja, puede ocurrir entonces, debido al carácter
exotermo de la reacción, que se forme vapor de agua en el interior
del cuerpo de nido de abeja. Si este vapor ataca a la sonda de
medida, especialmente una sonda lambda, se produce aquí una
condensación, es decir, un golpe de agua, en el sitio más frío,
especialmente en el zócalo de la sonda de medida aplicado a la
superficie exterior del cuerpo de nido de abeja y/o al tubo
envolvente y que se caliente lentamente en este sitio debido a la
capacidad calorífica relativamente alta del tubo envolvente. Si se
forma aquí un elemento de protección según la invención,
especialmente como un componente adicional que se cala simplemente
sobre la sonda de medida o bien está conformado en ésta definiendo
una sola pieza con ella, la capa fijadora de agua conduce entonces
a que en el primer estado de funcionamiento se fije agua
temporalmente en y/o sobre ésta por vía química y/o física, por
ejemplo por una sorción química o física. Especialmente en sondas
lambdas calentadas, el elemento de protección puede estar
configurado también de modo que esté formada una rendija, al menos
en zonas parciales, entre una superficie interior del elemento de
protección y una superficie exterior de la sonda de medida. Cuando
la sonda de medida comprende un transductor de valores de medida,
por ejemplo un componente semiconductor correspondiente, que esté
rodeado por una caperuza de protección que produzca especialmente
una protección contra influencias mecánicas y/o térmicas sobre el
transductor de valores de medida, el elemento de protección puede
estar configurado también preferiblemente de modo que esté formado
entre el transductor de valores de medida y la caperuza de
protección.
La presente fijación química y/o física es
reversible por transición al segundo estado de funcionamiento. La
transición al segundo estado de funcionamiento puede producirse, por
ejemplo, por efecto de un aumento de la temperatura, de modo que,
por ejemplo, se adsorba agua en y/o sobre la capa fijadora de agua a
temperaturas por debajo de una temperatura límite y se desorba
nuevamente dicha agua después de sobrepasada la temperatura límite.
Es preferible también la formación del elemento de protección en su
totalidad a partir de un material temporalmente fijador de agua, de
modo que la capa temporalmente fijadora de agua forme todo el
elemento de protección.
Así, la capa fijadora de agua actúa como una
especie de esponja en la que se fija temporalmente al menos en
parte el agua que origina el golpe de agua. Si se realizan un gran
número de arranques en frío uno tras otro sin que se sobrepase la
temperatura límite, esto conduciría entonces a que se agotara en un
momento determinado la capacidad de absorción de agua de la capa
fijadora de agua. Por este motivo, es especialmente ventajosa una
gestión del motor de combustión interna, especialmente en el marco
del control del motor de combustión interna de un automóvil, en la
que se reconozca la realización de un gran número de arranques en
frío que no provoca ninguna transición al segundo estado de
funcionamiento, y se varíe a su debido tiempo la composición y/o la
cantidad del carburante antes de que se agote la capacidad de
absorción de agua de la capa fijadora de agua, de modo que, por
ejemplo, hidrocarburos no quemados alcancen el cuerpo de nido de
abeja y se quemen allí, con lo que se consigue de forma segura el
segundo estado de funcionamiento.
La idoneidad del elemento de protección para una
sonda de medida destinada a utilizarse en el sistema de gas de
escape de un vehículo automóvil requiere especialmente que el
elemento de protección pueda aguantar las condiciones reinantes en
el sistema de gas de escape, en particular las temperaturas que allí
se apliquen y los transitorios y/o gradientes de temperatura que se
presenten, las presiones de gas correspondientes y/o las sustancias
fuertemente reactivas, así como la carga mecánica, tal como
vibraciones o impactos. Según la configuración del elemento de
protección, éste puede ser adecuado para abrazar a la sonda de
medida y/o al transductor de valores de medida en todo su perímetro
o bien sólo en parte de éste, especialmente en zonas parciales. En
el último caso, el elemento de protección puede estar configurado,
por ejemplo, como un segmento de corona circular. Es también
posible y que conforme a la invención la configuración de varios
elementos de protección correspondientes parcialmente periférico
que abracen conjuntamente a todo el perímetro de la sonda de
medida, especialmente en una zona parcial axial.
Según un perfeccionamiento ventajoso de la
invención, el elemento de protección presenta una forma
sustancialmente cerrada con una superficie interior y una
superficie exterior, presentándose especialmente el anillo de
protección en forma de anillo y/o en forma de corona circular.
El elemento de protección puede estar
configurado especialmente en forma de anillo como un anillo de
protección. Un anillo designa en este contexto especialmente una
estructura cerrada que está adaptada y/o es adaptable en su forma
geométrica a la forma geométrica de una sonda de medida, una
caperuza de protección y/o un transductor de valores de medida. En
consecuencia, un anillo puede presentar no solo una forma geométrica
de corona circular, sino que puede presentar también, por ejemplo,
la forma básica de un polígono, preferiblemente un hexágono o un
cuadrilátero, especialmente un cuadrado o un rectángulo, o bien una
elipse. Cualquier estructura cerrada de forma anular que presente
una superficie exterior y una superficie interior puede considerarse
como un anillo en el sentido de la presente invención.
Según una ejecución ventajosa del anillo de
seguridad según la invención, el elemento de protección es
compresible o elástico al menos en parte.
Esto facilita de manera ventajosa, cuando se
configura el elemento de protección como un componente separado de
la sonda de medida, la instalación del elemento de protección en la
sonda de medida, por ejemplo mediante un simple calado del mismo
sobre la sonda de medida.
Según otra ejecución ventajosa del anillo de
seguridad según la invención, al menos la capa temporalmente
fijadora de agua es porosa, presentando especialmente una porosidad
de al menos un 40% y preferiblemente más de un 70%.
Debido a la configuración de al menos la capa
temporalmente fijadora de agua como una estructura porosa se
incrementa de manera ventajosa la superficie disponible para la
fijación química y/o física del agua.
Según otra ejecución ventajosa del elemento de
protección conforme a la invención, éste, especialmente la capa
fijadora de agua, comprende al menos una de las materias
siguientes:
a) mica;
b) óxido de aluminio, especialmente
\alpha-óxido de aluminio, o
c) zeolita, especialmente zeolita A, X y/o Y,
y/o faujasita.
Por mica se entienden especialmente minerales de
silicalita de cristalización monoclínica, tal como, por ejemplo,
muskovita, lepidolita, biotita o paragonita. En particular, se
pueden entender por mica materias que se pueden representar con
ayuda de la formula siguiente:
(K, Na, Ca)(Al,
Mg, Fe,
Li)_{2-3}(OH)_{2}(Si,Al)_{4-5}O_{10}
en donde los átomos encerrados
entre paréntesis pueden estar representados en cualquier mezcla. Por
el término zeolita se entienden aluminosilicatos tanto de origen
natural como sintéticamente fabricados, en particular también
aquéllos que se han sometido a un intercambio catiónico al menos
parcial. Sin embargo, en principio son también posibles y conformes
a la invención otras materias para construir la capa fijadora de
agua cuando pueda fijarse por medio de éstas agua en un primer
estado de funcionamiento y se ceda dicha agua en un segundo estado
de funcionamiento. Es también posible y conforme a la invención la
formación de la capa fijadora de agua a base de varios materiales o
varias capas fijadoras de
agua.
Según otra realización ventajosa del elemento de
protección conforme a la invención, éste es estable a temperaturas
de hasta 500ºC, preferiblemente 750ºC y de manera especialmente
preferida 1000ºC.
Esta estabilidad a la temperatura permite de
manera ventajosa la utilización en el sistema de gas de escape de
un automóvil.
Según otra realización ventajosa del elemento de
protección según la invención, el primer estado de funcionamiento y
el segundo estado de funcionamiento se diferencian por una
temperatura de funcionamiento.
Como consecuencia, la transición de un estado de
funcionamiento al otro puede producirse por variación de la
temperatura de funcionamiento, es decir, de la temperatura aplicada
al elemento de protección.
Según otra realización ventajosa del elemento de
protección según la invención, el primer estado de funcionamiento
se presenta sustancialmente a temperaturas por debajo de una
temperatura límite, especialmente una temperatura de desorción, y
el segundo estado de funcionamiento se presenta sustancialmente a
temperaturas por encima de la temperatura límite.
Esto caracteriza especialmente la fijación
temporal del agua por adsorción. Por temperatura límite ha de
entenderse aquí también un intervalo de temperatura límite en el
que se produzca una variación de la relación de adsorción a
desorción en o sobre la capa fijadora de agua.
Según otra realización ventajosa del elemento de
protección conforme a la invención, la temperatura límite es mayor
que la temperatura de ebullición del agua.
Esto impide eficazmente que se ceda agua de la
capa fijadora de agua y que esta agua se vuelva a condensar
directamente. En particular, la temperatura límite es superior a
100ºC.
Según otra realización ventajosa del elemento de
protección conforme a la invención, la capa fijadora de agua está
situada al menos en parte sobre una superficie del elemento de
protección.
Según otra realización ventajosa del elemento de
protección conforme a la invención, la capa fijadora de agua está
formada al menos parcialmente sobre una superficie del elemento de
protección que está al menos parcialmente fuera con relación a la
sonda de medida y/o a un transductor de valores de medida.
Por tanto, la capa fijadora de agua está formada
al menos no exclusivamente en la superficie interior del elemento
de protección y también no exclusivamente en la superficie exterior
del elemento de protección que se aplica especialmente a la
superficie interior del taladro para la sonda de medida durante la
incorporación posterior de dicha sonda de medida. Esto significa
que la capa fijadora de agua está formada preferiblemente en
aquellas zonas de la superficie del elemento de protección que están
en contacto con el gas de escape durante la utilización, por
ejemplo, en el cuerpo de nido de abeja.
Según otra realización ventajosa del elemento de
protección conforme a la invención, el elemento de protección es
adecuado para aplicarse de manera sustancialmente hermético al gas
contra la superficie exterior de la sonda de medida y/o del
transductor de valores de medida.
Según otra realización ventajosa del elemento de
protección conforme a la invención, dicho elemento de protección es
adecuado para aplicarse de manera sustancialmente hermética al gas
contra una superficie interior de un taladro para la sonda de
medida.
Debido a la idoneidad para aplicarse de manera
sustancialmente hermética al gas contra la superficie exterior de
la sonda de medida y/o la superficie interior del taladro para dicha
sonda de medida, el elemento de protección puede realizar también
una función de sellado, pudiendo estar configurado, por ejemplo,
como un anillo de junta.
Según otra realización ventajosa del elemento de
protección conforme a la invención, este elemento de protección
comprende medios de calentamiento.
\newpage
Con estos medios de calentamiento se puede
calentar el elemento de protección. Mediante un calentamiento del
elemento de protección se reduce adicionalmente de manera eficaz la
posibilidad de un golpe de agua. Los medios de calentamiento pueden
comprender, por ejemplo, un simple alambre de calentamiento que esté
formado en el interior del elemento de protección.
Según una realización ventajosa de la sonda de
medida conforme a la invención, esta sonda de medida comprende un
transductor de valores de medida, comprendiendo el elemento de
protección al menos una superficie interior que se aplica al menos
en parte a una superficie exterior de la sonda de medida y/o del
transductor de valores de medida y/o que está formada al menos en
parte enfrente de una superficie exterior de la sonda de medida y/o
del transductor de valores de medida. Se prefiere especialmente a
este respecto que entre la superficie exterior de la sonda de
medida y/o del transductor de valores de medida y la superficie
interior del elemento de protección esté formada una rendija al
menos en ciertas zonas parciales.
Preferiblemente, el elemento de protección puede
estar conformado en la sonda de medida y/o en el transductor de
valores de medida y/o puede estar unido con éstos por medio de una
conjunción de materiales, pudiendo estar especialmente soldado. Es
también posible y conforme a la invención una unión de
complementariedad de forma y/o de conjunción de fuerza.
Según otra realización ventajosa de la sonda de
medida conforme a la invención, ésta comprende una caperuza de
protección, estando formado el elemento de protección entre la
caperuza de protección y el transductor de valores de medida.
Se forma con regularidad una caperuza de
protección, especialmente en sondas lambda. La caperuza de
protección rodea aquí al transductor de valores de medida,
permitiendo unas aberturas adecuadas la entrada del gas a analizar
en el transductor de valores de medida de la sonda lambda situada
dentro de la caperuza de protección. Esta caperuza de protección
sirve en primer lugar para evitar daños de transporte y de montaje.
Dicha caperuza de protección deberá impedir también ciertamente el
golpe de agua, es decir, por ejemplo, una carga de choque térmico
del transductor de valores de medida regularmente calentado por
contacto con gotas de agua, pero, a pesar de tales caperuzas de
protección, se presentan con relativa frecuencia daños originados
por golpes de agua, especialmente cuando se desplaza un vehículo
predominantemente en funcionamiento de trayectos cortos, es decir,
regularmente en fases de arranque en frío. La formación adicional
del elemento de protección según la invención entre la caperuza de
protección y el transductor de valores de medida propiamente dicho
puede reducir aquí aún más claramente el riesgo de un golpe de
agua, especialmente en sondas lambda.
Según otro aspecto de la idea de la invención,
se propone un cuerpo de nido de abeja, especialmente un cuerpo de
soporte de catalizador y/o un cuerpo de filtro, que presenta
cavidades atravesables por un fluido y que comprende al menos una
sonda de medida según la invención.
El cuerpo de nido de abeja según la invención
puede estar constituido por materiales metálicos y/o cerámicos y
especialmente dicho cuerpo de nido de abeja puede ser arrollado o
estratificado y enroscado o bien extruido a partir de capas
metálicas y/o cerámicas al menos parcialmente estructuradas y,
eventualmente, capas metálicas y/o cerámicas sustancialmente
lisas.
Según otra realización ventajosa del cuerpo de
nido de abeja conforme a la invención, la capa fijadora de agua
comprende al menos en parte una superficie del elemento de
protección que puede ponerse en contacto mecánico de flujo con las
cavidades.
Poner en contacto metálico de flujo significa en
este contexto especialmente que, durante la circulación a través
del cuerpo de nido de abeja, la sonda de medida y/o el elemento de
protección entran en contacto con un fluido, especialmente con gas
de escape, o bien son bañados por éste. El elemento de protección
impide aquí eficazmente un golpe de agua, especialmente cuando éste
está formado en el sitio de la sonda de agua con la máxima
capacidad calorífica, tal como, por ejemplo, en un zócalo dispuesto
en la transición entre la sonda de medida y el tubo envolvente del
cuerpo de nido de abeja.
Según otro aspecto de la idea de la invención,
se propone un vehículo automóvil, especialmente un automóvil, un
vehículo de dos ruedas motorizado, un avión o un barco, que
comprende al menos un cuerpo de nido de abeja según la invención
y/o una sonda de medida según la invención.
Los detalles y ventajas revelados para el
elemento de protección se pueden transferir y aplicar de la misma
manera a la sonda de medida según la invención, al cuerpo de nido de
abeja según la invención y/o al vehículo automóvil según la
invención. Otras ventajas y ejemplos de realización de la invención
se explican ayudándose del dibujo sin que la invención quede
limitada a éstos. Muestran:
La figura 1, esquemáticamente, un cuerpo de nido
de abeja según la invención en sección transversal con un primer
ejemplo de realización del elemento de protección;
La figura 2, esquemáticamente, un segundo
ejemplo de realización del elemento de protección en sección
transversal;
La figura 3, esquemáticamente, una sonda de
medida según la invención en vista en perspectiva; y
La figura 4, esquemáticamente, una sonda de
medida según la invención en sección transversal.
La figura 1 muestra un cuerpo 1 de nido de abeja
que comprende una estructura 2 de nido de abeja y un tubo
envolvente 3. La estructura 2 de nido de abeja se ha formado en el
presente ejemplo por apilamiento y retorcimiento de capas 4
sustancialmente lisas y capas 5 al menos parcialmente estructuradas
que, en aras de una mayor claridad, se han representado tan sólo en
parte. Las capas 4, 5 pueden estar hechas de material metálico y/o
cerámico, especialmente también material filtrante. Las capas 4, 5
forman cavidades 6 atravesables por un fluido, consistentes en el
presente ejemplo en canales que se extienden de un extremo del
cuerpo 1 de nido de abeja al otro extremo.
El tubo envolvente 3 comprende un taladro 7 para
sonda de medida en el que está incorporada una sonda de medida 8.
Para la inmovilización de la sonda de medida 8 en el taladro 7 para
la misma está formado un medio de unión 9, por ejemplo una rosca,
que se corresponde con medios de unión convenientes - no dibujados -
de la sonda de medida 8.
Entre el taladro 7 para la sonda de medida y la
propia sonda de medida 8 está formado un elemento de protección 10.
Éste presenta una capa 11 fijadora de agua que está formada sobre la
superficie del elemento de protección 10 de modo que, al ser
atravesado el cuerpo 1 de nido de abeja con gas de escape, el
elemento de protección 10 entra en contacto con dicho gas de
escape. La capa 11 fijadora de agua está formada aquí por fuera con
relación a la sonda de medida 8, es decir que, especialmente, no
está formada en la superficie interior 13 del elemento de
protección 10 que está en contacto directo con la superficie
exterior 14 de la sonda de medida 8. Debajo de la capa 11 fijadora
de agua está formada una capa de soporte 12 que puede ser, por
ejemplo, elástica o compresible. No obstante, es también posible y
conforme a la invención la formación de todo el elemento de
protección 10 como una capa 11 fijadora de agua. Debido a la
formación de la capa 11 fijadora de agua, que, como se ha expuesto
anteriormente, hace posible la fijación química y/o física temporal
de agua, se puede impedir eficazmente un golpe de agua debido a la
condensación de vapor de agua contenido en el gas de escape,
especialmente en la fase de arranque en frío del motor, es decir,
antes de que el cuerpo 1 de nido de abeja haya alcanzado una
temperatura que esté por encima del punto de ebullición del agua. La
capa 11 fijadora de agua actúa aquí como una especia de esponja que
almacena temporalmente agua y que la cede de nuevo. La cesión del
agua, por ejemplo en el caso de una capa 11 fijadora de agua que
fija agua por adsorción, puede efectuarse por desorción después de
sobrepasada una temperatura de desorción cuando el cuerpo 1 de nido
de abeja se caliente debido al calentamiento por gas de escape y a
la reacción exoterma que se desarrolla, y, por tanto, se calienten
también el elemento de protección 10 y la capa 11 fijadora de
agua.
La figura 2 muestra una sonda de medida 8 con un
segundo ejemplo de realización de un elemento de protección 10 en
sección transversal. El elemento de protección 10 está construido
aquí como un anillo de protección que rodea a todo el perímetro de
la sonda de medida 8. Una superficie interior 13 del elemento de
protección 10 se aplica de manera sustancialmente hermética al gas
contra una superficie exterior 14 de la sonda de medida 8. En el
caso de una aplicación sustancialmente hermética al gas entre la
superficie exterior 15 del elemento de protección 10 y una
superficie interior - no mostrada - de un taladro 7 para la sonda de
medida, el elemento de protección 10 realiza al mismo tiempo una
función de sellado para impedir eficazmente que salga gas de escape
del cuerpo 1 de nido de abeja.
Asimismo, están formados unos medios de
calentamiento 16 que en el presente ejemplo de realización consisten
en una hélice de calentamiento. Son posibles y conformes a la
invención otros medios de calentamiento 16.
La figura 3 muestra esquemáticamente una sonda
de medida 8 según la invención que presenta una rosca 17
correspondiente a un medio de unión 9 de un taladro 8 para la sonda
de medida. La recogida propiamente dicha de valores de medida se
efectúa a través de un transductor 18 de valores de medida que está
formado, por ejemplo, en geometría rectangular como un componente
semiconductor. El transductor 18 de valores de medida está rodeado
por una caperuza de protección 19 para proteger dicho transductor
18 de valores de medida, por ejemplo, contra acciones mecánicas. Un
elemento de protección 10 según la invención está formado en el
interior de la caperuza de protección 19, de modo que se forma una
rendija 20 entre una superficie interior 13 del elemento de
protección 10 y una superficie exterior del transductor 18 de
valores de medida. Esto es ventajoso especialmente cuando la sonda
de medida 8 está realizada en forma calentada especialmente en la
zona del transductor 18 de valores de medida. En tal sonda el
elemento de protección 10 sirve como elemento de seguridad adicional
frente a un posible golpe de agua.
La figura 4 muestra esquemáticamente en sección
transversal una sonda de medida 8 según la invención que comprende
un transductor 18 de valores de medida, una caperuza de protección
19 y un elemento de protección 10 según la invención. El elemento
de protección 10 está construido de modo que una superficie interior
13 del elemento de protección 10 está separada de una superficie
exterior de un transductor 18 de valores de medida por medio de una
rendija 20, pudiendo variar la forma y el tamaño de la rendija 20
según cuál sea el ejemplo de realización.
El elemento de protección 10 impide eficazmente
un golpe de agua en la sonda de medida 8 por medio de la formación
de la capa 11 fijadora de agua, ya que se impide la condensación de
vapor de agua en el lugar de la sonda de medida 8 con la máxima
capacidad calorífica, especialmente en la fase de arranque en frío.
La capa 11 fijadora de agua fija temporalmente el agua en un estado
de funcionamiento para cederla nuevamente en otro estado de
funcionamiento.
- 1
- Cuerpo de nido de abeja
- 2
- Estructura de nido de abeja
- 3
- Tubo envolvente
- 4
- Capa sustancialmente lisa
- 5
- Capa al menos parcialmente estructurada
- 6
- Cavidad
- 7
- Taladro para sonda de medida
- 8
- Sonda de medida
- 9
- Medio de unión
- 10
- Elemento de protección
- 11
- Capa fijadora de agua
- 12
- Capa de soporte
- 13
- Superficie interior del elemento de protección
- 14
- Superficie exterior de la sonda de medida
- 15
- Superficie exterior del elemento de protección
- 16
- Medio de calentamiento
- 17
- Rosca
- 18
- Transductor de valores de medida
- 19
- Caperuza de protección
- 20
- Rendija.
Claims (22)
1. Sonda de medida (8) para uso en el sistema de
gas de escape de un motor de combustión interna, especialmente
sonda lambda, sensor de temperatura y/o de concentración de gas, que
comprende al menos un elemento de protección (10) que está
conformado en la sonda de medida (8) y/o unido con ésta por
acoplamiento de conjunción de materiales, caracterizada
porque el elemento de protección (10) comprende al menos una capa
(11) temporalmente fijadora de agua que fija agua por vía química
y/o física en un primer estado de funcionamiento y cede el agua
fijada en un segundo estado de funcionamiento.
2. Sonda de medida (8) según la reivindicación
1, caracterizada porque el elemento de protección (10) tiene
una forma sustancialmente cerrada con una superficie interior (13) y
una superficie exterior (15), presentándose dicho elemento
especialmente en forma de anillo y/o de corona circular.
3. Sonda de medida (8) según la reivindicación 1
ó 2, caracterizada porque el elemento de protección (10) es
al menos parcialmente compresible o elástico.
4. Sonda de medida (8) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque al menos la
capa (11) temporalmente fijadora de agua es porosa, presentando
ésta especialmente un porosidad de al menos un 40% y
preferiblemente más de un 70%.
5. Sonda de medida (8) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el elemento
de protección (10), especialmente la capa (11) fijadora de humedad,
comprende al menos una de las materias siguientes:
a) mica;
b) óxido de aluminio; o
c) zeolita, especialmente zeolita A, X y/o Y,
y/o faujasita.
6. Sonda de medida (8) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el elemento
de protección (10) es estable a temperaturas de hasta 500ºC,
preferiblemente 750ºC y de manera especialmente preferida
1000ºC.
7. Sonda de medida (8) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el primer
estado de funcionamiento y el segundo estado de funcionamiento se
diferencian por una temperatura de funcionamiento.
8. Sonda de medida (8) según la reivindicación
7, caracterizada porque el primer estado de funcionamiento
se presenta sustancialmente a temperaturas por debajo de una
temperatura límite, especialmente una temperatura de desorción, y
el segundo estado de funcionamiento se presenta sustancialmente a
temperaturas por encima de la temperatura límite.
9. Sonda de medida (8) según la reivindicación
8, caracterizada porque la temperatura límite es mayor que
la temperatura de ebullición del agua.
10. Sonda de medida (8) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la capa
(11) fijadora de agua está situada al menos en parte sobre una
superficie del elemento de protección (10).
11. Sonda de medida (8) según la reivindicación
10, caracterizada porque la capa (11) fijadora de agua está
formada al menos en parte sobre una superficie del elemento de
protección (10) que está al menos parcialmente por fuera con
relación a la sonda de medida (8) y/o a un transductor (18) de
valores de medida.
12. Sonda de medida (8) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el elemento
de protección (10) es adecuado para aplicarse de manera
sustancialmente hermética al gas contra la superficie exterior (14)
de la sonda de medida (8) y/o del transductor (18) de valores de
medida.
13. Sonda de medida (8) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el elemento
de protección (10) es adecuado para aplicarse de manera
sustancialmente hermética al gas contra una superficie interior de
un taladro (7) para la sonda de medida.
14. Sonda de medida (8) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el elemento
de protección (10) comprende medios de calentamiento (16).
15. Sonda de medida (8) según una de las
reivindicaciones anteriores, que comprende un transductor (18) de
valores de medida, caracterizada porque el elemento de
protección (10) comprende al menos una superficie interior (13) que
se aplica al menos parcialmente a una superficie exterior (14) de la
sonda de medida (8) y/o del transductor (18) de valores de medida
y/o que está formada al menos en parte enfrente de una superficie
exterior (14) de la sonda de medida (8) y/o del transductor (18) de
valores de medida.
16. Sonda de medida (8) según una de las
reivindicaciones 1 a 14, caracterizada porque entre la
superficie exterior (14) de la sonda de medida (8) y/o del
transductor (18) de valores de medida y la superficie interior (13)
del elemento de protección (10) está formada una rendija (20) al
menos en ciertas zonas parciales.
17. Sonda de medida (8) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el elemento
de protección (10) está conformado en el transductor (18) de
valores de medida y/o está unido con éste por medio de un
acoplamiento de conjunción de materiales.
18. Sonda de medida (8) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el elemento
de protección (10) está unido con la sonda de medida (8) y/o con el
transductor (18) de valores de medida por medio de un acoplamiento
de conjunción de fuerza y/o de complementariedad de forma.
19. Sonda de medida (8) según una de las
reivindicaciones anteriores, que comprende una caperuza de
protección (19), caracterizada porque el elemento de
protección (10) está formado entre la caperuza de protección (19) y
el transductor (18) de valores de medida.
20. Cuerpo (1) de nido de abeja, especialmente
cuerpo de soporte de catalizador y/o cuerpo de filtro, que presenta
cavidades (6) atravesables por un fluido y que comprende al menos
una sonda de medida (8) según una de las reivindicaciones 1 a
19.
21. Cuerpo (1) de nido de abeja según la
reivindicación 20, caracterizado porque la capa (11) fijadora
de agua comprende al menos en parte una superficie del elemento de
protección (10) que puede ponerse en contacto mecánico de flujo con
las cavidades (8).
22. Vehículo automóvil, especialmente un
automóvil, una motocicleta, un avión o un barco, que comprende al
menos un cuerpo (1) de nido de abeja según la reivindicación 20 ó 21
y/o una sonda de medida (8) según una de las reivindicaciones 1 a
19.
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