ES2375117B1 - Procedimiento para medir la temperatura. - Google Patents
Procedimiento para medir la temperatura. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2375117B1 ES2375117B1 ES200900106A ES200900106A ES2375117B1 ES 2375117 B1 ES2375117 B1 ES 2375117B1 ES 200900106 A ES200900106 A ES 200900106A ES 200900106 A ES200900106 A ES 200900106A ES 2375117 B1 ES2375117 B1 ES 2375117B1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- sensor
- temperature
- heating element
- application
- carrier layer
- 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.)
- Withdrawn - After Issue
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 59
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 54
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 18
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 13
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 claims description 12
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 11
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 26
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 4
- 0 *CC1CCCC1 Chemical compound *CC1CCCC1 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000002847 impedance measurement Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
- F02D41/1466—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being a soot concentration or content
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
- G01K13/02—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
- G01K13/02—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow
- G01K13/022—Suction thermometers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
- G01K7/22—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor
- G01K7/223—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor characterised by the shape of the resistive element
-
- 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
- G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
- G01N15/0656—Investigating concentration of particle suspensions using electric, e.g. electrostatic methods or magnetic methods
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
- F02D41/1446—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K2205/00—Application of thermometers in motors, e.g. of a vehicle
- G01K2205/04—Application of thermometers in motors, e.g. of a vehicle for measuring exhaust gas temperature
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K2217/00—Temperature measurement using electric or magnetic components already present in the system to be measured
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/045—Circuits
- G01N27/046—Circuits provided with temperature compensation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Pathology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Procedimiento para medir la temperatura en un sensor de partículas para establecer una concentración de negro de carbono en un ramal de gas de escape de un motor de combustión interna, en donde el sensor de partículas presenta sobre una capa portadora un sensor con dos electrodos de peine que engranan uno en el otro para medir la concentración de negro de carbono así como un elemento calefactor para regenerar el sensor de partículas.#Para medir la temperatura se determina, mediante una aplicación de una tensión alterna durante un breve espacio de tiempo, una impedancia de la capa portadora, dependiente de la temperatura, entre el sensor y el elemento calefactor del sensor de partículas. De este modo puede determinarse la temperatura del sensor de partículas, sin tener que prever un sensor de temperatura adicional. La temperatura así establecida del sensor de temperatura puede servir por ejemplo para corregir las sensibilidades transversales del sensor de partículas y, de este modo, para determinar con más precisión la concentración de negro de carbono en el ramal de gas de escape del motor de combustión interna.
Description
Procedimiento para medir la temperatura.
Estado de la técnica
La invención se refiere a un procedimiento para medir la temperatura en un sensor de partículas para establecer una concentración de negro de carbono en un ramal de gas de escape de un motor de combustión interna, en donde el sensor de partículas presenta sobre una capa portadora un sensor con dos electrodos de peine que engranan uno en el otro para medir la concentración de negro de carbono así como un elemento calefactor para regenerar el sensor de partículas.
A causa de las normas legales previstas actualmente es necesario vigilar la expulsión de partículas de un motor de combustión interna, en especial de un motor diésel, antes y/o después de un filtro de partículas, como por ejemplo de un filtro de partículas de gasoil; durante el funcionamiento de marcha. Asimismo es necesario un pronóstico de carga del filtro de partículas de gasoil para controlar la regeneración, para alcanzar una elevada seguridad del sistema y poder usar materiales de filtrado económicos. Asimismo puede estar prevista una regulación de las características de combustión del motor de combustión interna sobre la base de la información sobre la expulsión de partículas.
Una posibilidad de medir la concentración de partículas en el gas de escape es un sensor de partículas resistivo, que se compone de electrodos que engranan unos en los otros en forma de dedo sobre un sustrato cerámico. Si se sedimentan partículas de negro de carbono sobre la estructura de electrodo, se modifica la impedancia de la instalación; en el caso más sencillo se valora la carga de partículas mediante una medición de resistencia. Para mejorar la probabilidad de sedimentación de partículas sobre el sensor de partículas puede estar previsto un manguito de retenida en la región del electrodo. Según el estado de la técnica se fija en una forma de ejecución un valor umbral para la resistencia o una corriente eléctrica, que fluye a través del sensor de partículas en el caso de una tensión conocida, y se mide el tiempo desde el inicio del ciclo de medición con un sensor de partículas descargado hasta alcanzar este valor umbral. Una vez alcanzado el valor umbral se calienta el sensor de partículas con ayuda de un elemento calefactor integrado y se libera por combustión de las partículas de negro de carbono sedimentadas, de tal modo que puede iniciarse un nuevo ciclo de medición. En otra forma de ejecución se determina la señal de resistencia o la señal de corriente en una trama variable
o fija de tiempos de medición y se determina un aumento de la señal de resistencia o de corriente.
Un sensor de partículas resistivo colector de este tipo se describe en el documento DE 101 33 384 A1. El sensor de partículas está estructurado con dos electrodos de tipo peine que engranan uno en el otro, que están cubiertos al menos en parte por un manguito de retenida. Si se sedimentan partículas desde el gas de escape de un motor de combustión interna sobre el sensor de partículas, esto conduce a una modificación valorable de la impedancia del sensor de partículas, a partir de la cual puede concluirse la cantidad de partículas adicionadas y, de este modo, la cantidad de partículas arrastradas en el gas de escape.
Los sensores de partículas presentan una fuerte sensibilidad transversal frente a magnitudes de influencia externas como temperatura del sensor, temperatura del gas de escape o incluso velocidad del gas de escape. Con ello estas magnitudes influyen tanto en la adición de las partículas al sensor como en la impedancia medida del sensor. Por ello es necesario, en especial, también conocer la temperatura del sensor de partículas.
Actualmente la detección de la temperatura del sensor de partículas se produce a través de una medición de la corriente calefactora o mediante un modelo de temperatura, que está depositado dentro del control del motor en el vehículo. Igualmente es posible una combinación de los dos métodos. Con ello existe el inconveniente de que la temperatura del elemento sensorial se determina con ello sólo indirectamente. Sensores de temperatura adicionales representarían por otro lado una complejidad adicional.
Por ello la tarea de la invención consiste en aprontar un procedimiento para medir la temperatura del elemento sensorial, sin usar un sensor de temperatura adicional.
Manifiesto de la invención
Ventajas de la invención
La tarea es resuelta por medio de que para medir la temperatura, mediante una aplicación de una tensión alterna durante un breve espacio de tiempo, se determina una impedancia de la capa portadora, dependiente de la temperatura, entre el sensor y el elemento calefactor del sensor de partículas. De este modo puede determinarse la temperatura del sensor de partículas, sin tener que prever un sensor de temperatura adicional. La temperatura así establecida del sensor de temperatura puede servir por ejemplo para corregir las sensibilidades transversales del sensor de partículas y, de este modo, para determinar con más precisión la concentración de negro de carbono en el ramal de gas de escape del motor de combustión interna.
Con ello es útil si, como es el caso con el material de la capa portadora (por ejemplo óxido de circonio o cerámica YSZ), la capa portadora es más conductora conforme aumenta la temperatura, y con ello presenta una característica resistiva NTC.
Conforme a la invención está previsto con ello que, durante la medición de temperatura, se desconecten una tensión de alimentación de sensor para el sensor y una tensión de alimentación de elemento calefactor para el elemento calefactor, y en ese período se aplique la tensión alterna. Por medio de esto puede determinare la impedancia de la capa portadora sin problemas. De este modo pueden descartarse corrientes o potenciales de tensión adicionales, que podrían influir en la medición de impedancia.
Si se desconectan la tensión de alimentación de sensor y la tensión de alimentación de elemento calefactor durante un máximo de 1 s, lo que garantiza un tiempo de medición suficientemente largo, puede conseguirse que el elemento sensorial no se enfríe significativamente. Normalmente es suficiente un tiempo de medición de aproximadamente 0,5 s para determinar la impedancia.
Para evitar averías, por ejemplo como consecuencia de capacidades parásitas, ha demostrado ser ventajoso que durante el tiempo de desconexión para la tensión de alimentación de sensor y la tensión de alimentación de elemento calefactor, se cortocircuiten los electrodos de peine del sensor y los contactos de conductor calefactor del elemento calefactor.
Con relación a una medición de temperatura necesaria en cortos intervalos de tiempo, es ventajoso que la tensión de alimentación de sensor y la tensión de alimentación de elemento calefactor, o bien los electrodos de peine del sensor y los contactos de conductor calefactor del elemento calefactor, se desconecten o cortocircuiten mediante conmutadores semiconductores, por ejemplo en forma de un relé semiconductor o de un triac. De este modo puede garantizarse sin desgaste una elevada frecuencia de conmutación.
Para la medición de temperatura es ventajoso que se determine una conductividad de la capa portadora dependiente de la temperatura mediante una resistencia de medición, que se conecta en serie con respecto al sensor de partículas durante la medición de temperatura. Una señal de tensión alterna a través de la resistencia de medición es con ello una medida para la corriente alterna a través de la disposición y, de este modo, una medida para la conductividad de la capa portadora dependiente de la temperatura.
Con relación a una valoración sencilla de la impedancia de tensión alterna de la capa portadora y para determinar una señal de valor de pico, está previsto que la señal de tensión alterna a través de la resistencia de medición se rectifique mediante un rectificador y el desarrollo de señal en el tiempo de la señal rectificada se afine mediante un condensador, en donde una resistencia adicional en serie con el rectificador forma junto con el condensador un elemento RC, a través del cual puede fijarse una constante de tiempo para afinar la señal.
Normalmente la frecuencia de la tensión alterna aplicada para medir la temperatura puede estar dentro de un margen de entre 1 kHz y 10 kHz. Con relación a una resistencia aislante y a un condensador aislante entre la estructura sensorial y la capa portadora o entre el elemento calefactor y la capa portadora ha demostrado ser conveniente que la conductividad se determine con una tensión alterna, cuya frecuencia sea mayor que o igual a 100 kHz. A partir de este margen de frecuencia la magnitud de la señal de tensión alterna en la resistencia de medición o la magnitud de la señal rectificada es independiente de la frecuencia utilizada y, en el caso de condiciones geométricas por lo demás invariables, ya sólo dependiente de la temperatura de la capa portadora. Ha demostrado ser ideal, para las geometrías de los sensores de partículas habituales actualmente, una frecuencia de tensión alterna de unos 500 kHz.
Descripción breve de los dibujos
A continuación se explica con más detalle la invención, con base a un ejemplo de ejecución representado en las figuras. Aquí muestran:
la figura 1 un sensor de partículas conforme al estado de la técnica,
la figura 2 un conexionado exterior esquemático del sensor de partículas para medir la temperatura,
la figura 3 un esquema de conexiones sustitutivo de corriente alterna de la disposición de medición de temperatura y
la figura 4 un diagrama de conductividad para la capa portadora del sensor de partículas.
Formas de ejecución de la invención
La figura 1 muestra un sensor de partículas 1 para determinar la concentración de negro de carbono en un ramal de gas de escape de un motor de combustión interna. Se muestra un sensor de partículas, como el que se conoce por ejemplo del documento DE 10133384 A1.
El sensor de partículas 1 comprende una capa portadora 10, por ejemplo de cerámica, sobre la que está aplicado por una cara un elemento calefactor 30 con su conductor calefactor configurado en forma de meandro, en donde el conductor calefactor presenta dos contactos de conductor calefactor 31, 32, a través de los cuales el elemento calefactor 30 puede unirse a una alimentación de tensión de elemento calefactor 48 (no representada en la figura 1), de tal modo que el sensor de partículas 1 en caso necesario puede calentarse o quemarse por completo.
Sobre otra capa portadora 10, que está en contacto térmico con la capa portadora 10 antes citada con el elemento calefactor 30, o sobre la misma capa portadora 10, dispuesto en el lado trasero con relación al elemento calefactor 30, se encuentra el verdadero sensor 20 para determinar la concentración de negro de carbono. El sensor 20 está formado por una estructura con dos electrodos de peine 23, 24, que engranan uno con el otro parcialmente pero están distanciados. Los electrodos de peine 23, 24 presentan en cada caso un contacto de sensor 21, 22, que pueden unirse a una alimentación de tensión de sensor 47 (tampoco representada en la figura 1) o a una unidad de medición y control para valorar la señal sensorial. En la región de peine los dos electrodos de peine 23, 24 están cubiertos al menos parcialmente con un dieléctrico 25, de tal modo que los electrodos de peine 23, 24 pueden servir de electrodos de un condensador con capacidad mesurable. El dieléctrico está dotado a su vez de una capa protectora 26, de tal modo que está separado del medio ambiente, con los que queda descartada una degeneración del dieléctrico. Dependiendo del negro de carbono sedimentado en el sensor se modifica la capacidad de esta disposición sensorial, que puede valorarse a través de la unidad de medición y control conectada.
La figura 2 muestra el sensor de partículas 1 con un circuito exterior para medir la temperatura en una representación de esquema de conexiones esquemática, como la que puede estar centralizada por ejemplo en una unidad de medición 40.
El sensor de partículas 1 muestra las particularidades ya descritas en la figura 1. Los contactos de sensor 21, 22 de los electrodos de peine 23, 24 del sensor 20 así como los contactos de conductor calefactor 31, 32 del elemento calefactor 30 están unidos con ello a la unidad de medición 40, de tal modo que estos están unidos a través de varios conmutadores 46 a la alimentación de tensión de sensor 47 o a la unidad de medición y control para determinar el negro de carbonoyala alimentación de tensión de elemento calefactor 48. Asimismo está unido un electrodo de peine 23 del sensor 20 a una fuente de tensión alterna 41. La otra conexión de la fuente de tensión alterna 41 está unida a través de una resistencia de medición 42, que sirve de shunt de medición, al conductor calefactor del elemento calefactor 30, en el ejemplo mostrado a través del contacto de conductor calefactor 31. El circuito de corriente alterna se cierra mediante la capa portante 10, en donde entre los electrodos de peine 23, 24 y la capa portadora 10 así como entre el elemento calefactor 30 y la capa portadora se configuran resistencias aislantes 27, 33 y condensadores aislantes 28, 34 no representados aquí.
Conforme a la invención está previsto que durante la medición de temperatura se desconecten la tensión de alimentación del sensor 48 para el sensor 20 y la tensión de alimentación de elemento calefactor 48 para el elemento calefactor 30 y que, durante ese período de tiempo, se aplique la tensión alterna. Al mismo tiempo está previsto que durante el tiempo de desconexión para la tensión de alimentación de sensor 47 y la tensión de alimentación de elemento calefactor 48 se cortocircuiten los electrodos de peine 23, 24 del sensor 20 y los contactos de conductor calefactor 31, 32 del elemento calefactor 30. Esto puede realizarse por ejemplo a través de la disposición del conmutador 46, como se muestra en la figura 2. De este modo puede insertarse por ejemplo un relé, que se activa a través de una unidad de control 45, el cual está acoplado a una unidad de valoración 43 para la medición de temperatura y el aprontamiento de una señal de temperatura 44 y, en el ciclo de medición correspondiente, produce la conmutación de los contactos. En otro ejemplo de ejecución pueden desconectarse o cortocircuitarse mediante conmutadores semiconductores la tensión de alimentación de sensor 47 y la tensión de alimentación de elemento calefactor 48, o bien los electrodos de peine 23, 24 del sensor 20, o bien los contactos de conductor calefactor 31, 32 del elemento calefactor 30.
Conforme a la invención la desconexión de la tensión de alimentación de sensor 47 y de la tensión de alimentación de elemento calefactor 48 se produce sólo durante un breve período de tiempo de normalmente unos 0,5 s. Durante este tiempo se activa la fuente de tensión alterna 41, de tal modo que puede fluir una corriente alterna, dependiendo de la temperatura de la capa portadora 10, a través de la resistencia de medición 42.
La figura 3 muestra un esquema de conexiones sustitutivo de corriente alterna de la disposición de medición de temperatura. El circuito de corriente alterna está formado por la fuente de tensión alterna 41 y por la resistencia de medición 42, en la que puede medirse una señal de tensión alterna 49, cuya amplitud es proporcional a la conductancia de la disposición sensorial de temperatura. La disposición sensorial de temperatura puede describirse en el esquema de conexiones sustitutivo de corriente alterna mediante un circuito en serie formado por la ya citada resistencia aislante 27 entre los electrodos de peine 23, 24 y la capa portadora 10, que presenta una resistencia de sustrato 11 dependiente de la temperatura, y la resistencia aislante 33 entre el elemento calefactor 30 y la capa portadora 10. En paralelo a las resistencias aislantes 27, 33 las transiciones presentan además los condensadores aislantes 28, 34 también ya citados.
Sobre la base de las geometrías habituales de la disposición sensorial se obtienen por ejemplo los siguientes valores normales para las resistencias aislantes 27, 33, para los condensadores aislantes 28, 34 y para la resistencia de sustrato 11, que presenta un comportamiento resistivo NTC a causa de su material cerámico:
- Superficie de los electrodos de peine 23, 24 y de la superficie de conductor calefactor
- 0,35 cm2
- Espesor de la capa aislante
- 20 μm
- Espesor de la capa portadora 10 (cerámica YSZ)
- 450 μm
- De aquí se obtienen los siguientes valores normales:
- Resistencia aislante R 27, 33:
- 10 MΩ
- Capacidad aislante C 28, 34:
- 2nF
- Resistencia de sustrato Rsub 11 (por ejemplo a 350ºC)
- 1,7 kΩ, es decir en un margen normal de 1 kΩ
- Con la ecuación para la impedancia total compleja
se obtiene para los valores ejemplificativos antes citados y una frecuencia de medición de 500 kHz una impedancia total con un valor de Zsensor = 1.049 Ω.
En el caso de una resistencia de medición 42 de 1 kΩ y una amplitud de la tensión alterna de 1,65 V se obtiene por ejemplo una amplitud para la señal de tensión alterna 49 en la resistencia de medición 42 de aproximadamente 0,81 V.
Para una detección de valores de pico 50 está previsto asimismo, como se muestra en la figura 3 en representación a trazos, que la señal de tensión alterna 49 se rectifique a través de la resistencia de medición 42 mediante un rectificador 51, por ejemplo un diodo, y que el desarrollo de señal en el tiempo de la señal rectificada se afine mediante un condensador 53 (normalmente 47 nF), en donde una resistencia adicional 52 (normalmente 15 kΩ) en serie con el rectificador 51 junto con el condensador forman un elemento RC, a través del cual puede fijarse una constante de tiempo para afinar la señal. En el condensador 53 puede medirse una señal de valor de pico 54.
La figura 4 muestra un diagrama de conductividad para la capa portadora 10 del sensor de partículas 1. La conductividad de sustrato 60 de la capa portadora 10 se ha representado en dependencia de la frecuencia 61. Un desarrollo de conductividad 62 se representa mediante la conductividad de sustrato dependiente de la frecuencia para una temperatura T1. Otro desarrollo de conductividad 63 se representa mediante la conductividad de sustrato dependiente de la frecuencia para una temperatura T1, en donde T2 > T1. Debe reconocerse que la temperatura puede valorarse a partir de una determinada frecuencia con independencia de la frecuencia. En el caso de los valores ejemplificativos antes citados esto puede realizarse a partir de una frecuencia superior a unos 200 kHz.
Claims (10)
- REIVINDICACIONES1. Procedimiento para medir la temperatura en un sensor de partículas (1) para establecer una concentración de negro de carbono en un ramal de gas de escape de un motor de combustión interna, en donde el sensor de partículas(1) presenta sobre una capa portadora (10) un sensor (20) con dos electrodos de peine (23, 24) que engranan uno en el otro para medir la concentración de negro de carbono así como un elemento calefactor (30) para regenerar el sensor de partículas (1), caracterizado porque para medir la temperatura, mediante una aplicación de una tensión alterna durante un breve espacio de tiempo, se determina una impedancia de la capa portadora (10), dependiente de la temperatura, entre el sensor (20) y el elemento calefactor (30) del sensor de partículas (1).
-
- 2.
- Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque durante la medición de temperatura se desconectan una tensión de alimentación de sensor (48) para el sensor (20) y una tensión de alimentación de elemento calefactor (48) para el elemento calefactor (30), y en ese período se aplica la tensión alterna.
-
- 3.
- Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se desconectan la tensión de alimentación de sensor (47) y la tensión de alimentación de elemento calefactor (48) durante un máximo de 1 s.
-
- 4.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque durante el tiempo de desconexión para la tensión de alimentación de sensor (47) y la tensión de alimentación de elemento calefactor (48), se cortocircuitan los electrodos de peine (23, 24) del sensor (20) y los contactos de conductor calefactor (31, 32) del elemento calefactor (30).
-
- 5.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la tensión de alimentación de sensor (47) y la tensión de alimentación de elemento calefactor (48), o bien los electrodos de peine (23, 24) del sensor
(20) y los contactos de conductor calefactor (31, 32) del elemento calefactor (30), se desconectan o cortocircuitan mediante conmutadores semiconductores. -
- 6.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se determina una conductividad de la capa portadora (10) dependiente de la temperatura mediante una resistencia de medición (42), que se conecta en serie con respecto al sensor de partículas (1) durante la medición de temperatura.
-
- 7.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones1a6, caracterizado porque la capa portadora (10) es más conductora conforme aumenta la temperatura.
-
- 8.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se rectifica una señal de tensión alterna (49) a través de la resistencia de medición (42) mediante un rectificador (51), y el desarrollo de señal en el tiempo de la señal rectificada se afina mediante un condensador.
-
- 9.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la conductividad se determina con una tensión alterna, cuya frecuencia es mayor que o igual a 100 kHz.
OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCASN.º solicitud: 200900106ESPAÑAFecha de presentación de la solicitud: 14.01.2009Fecha de prioridad:INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA51 Int. Cl. : Ver Hoja AdicionalDOCUMENTOS RELEVANTES- Categoría
- 56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas
- A
- DE 10164911 B4 (BOSCH GMBH ROBERT) 05.07.2007, resumen; figuras. 1-9
- A
- US 2003196499 A1 (BOSCH RUSSELL H et al.) 23.10.2003, todo el documento. 1-9
- A
- US 2004153258 A1 (KUROKAWA EIICHI et al.) 05.08.2004, todo el documento. 1-9
- A
- EP 1640588 A2 (BOSCH GMBH ROBERT) 29.03.2006, resumen; figuras. 1-9
- Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
- El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
- Fecha de realización del informe 14.02.2012
- Examinador J. Santaella Vallejo Página 1/4
INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICANº de solicitud: 200900106CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD G01N15/06 (2006.01)G01K13/02 (2006.01) G01K7/22 (2006.01) Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)G01N, G01KBases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPIInforme del Estado de la Técnica Página 2/4OPINIÓN ESCRITANº de solicitud: 200900106Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 14.02.2012Declaración- Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-9 SI NO
- Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-9 SI NO
Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).Base de la Opinión.-La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.Consideraciones:Informe del Estado de la Técnica Página 3/4OPINIÓN ESCRITANº de solicitud: 2009001061. Documentos considerados.-A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.- Documento
- Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
- D01
- DE 10164911 B4 (BOSCH GMBH ROBERT) 05.07.2007
- D02
- US 2003196499 A1 (BOSCH RUSSELL H et al.) 23.10.2003
- D03
- US 2004153258 A1 (KUROKAWA EIICHI et al.) 05.08.2004
- D04
- EP 1640588 A2 (BOSCH GMBH ROBERT) 29.03.2006
- 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaraciónLa invención reivindicada presenta un procedimiento para medir la temperatura en un sensor de partículas mediante una aplicación de una tensión alterna a una impedancia de la capa portadora. Esta impedancia es la misma que se utiliza para realizar la medida de partículas que posee el gas. El sensor de medida de gases consiste en: una capa portadora, un sensor con dos electrodos de peine que engranan uno en el otro para medir la concentración de negro de carbono así como un elemento calefactor para regenerar el sensor de partículas. El documento D01 es el más cercano a la solicitud. Es un sensor de medidas de gases y de la temperatura con la siguiente estructura: Un primer elemento de medición de gases que consta de una resistencia, dispuestos sobre una capa portadora, con dos electrodos de peine y un calentador. Un segundo elemento para la medición de temperatura. El dispositivo de medición de temperatura es un termómetro resistivo y una unidad para medir la resistencia dependiente de la frecuencia de corriente alterna. La diferencia técnica entre el documento D01 y la solicitud consiste en que para la realización de la medida en D01 se utiliza un sensor resistivo independiente y no el mismo sensor de peine y el calefactor como se hace en la solicitud. El documento D02 trata sobre un sistema de medidas de partículas para el dispositivo de emisión de gases para ello utiliza dos electrodos para medir la concentración de gases y la temperatura. Para realizar estas medidas utiliza tanto señales en continua como en alterna. La diferencia técnica entre el documento D02 y la solicitud es que para la realización de la medida en D02 se utiliza un sensor resistivo independiente y no el mismo sensor de peine y el calefactor como se hace en la solicitud. Por lo tanto a la luz de D01 y D02, la invención es nueva tal como se establece en los artículos 6 y 8 de la Ley de Patentes 1986.Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102008004210.2 | 2008-01-14 | ||
DE102008004210A DE102008004210A1 (de) | 2008-01-14 | 2008-01-14 | Verfahren zur Temperaturmessung |
DE102008004210 | 2008-01-14 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2375117A1 ES2375117A1 (es) | 2012-02-27 |
ES2375117B1 true ES2375117B1 (es) | 2013-01-28 |
Family
ID=40758480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES200900106A Withdrawn - After Issue ES2375117B1 (es) | 2008-01-14 | 2009-01-14 | Procedimiento para medir la temperatura. |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102008004210A1 (es) |
ES (1) | ES2375117B1 (es) |
FR (1) | FR2926368B1 (es) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009051507A1 (de) * | 2009-10-30 | 2011-05-05 | Continental Automotive Gmbh | Rußsensor |
DE102009058260A1 (de) * | 2009-12-14 | 2011-06-16 | Continental Automotive Gmbh | Rußsensor |
DE102010054669A1 (de) * | 2010-12-15 | 2012-06-21 | Continental Automotive Gmbh | Sensorvorrichtung |
US10240984B2 (en) | 2012-03-28 | 2019-03-26 | Delphi Technologies, Inc. | Temperature measurement method for a heated sensor |
US9234805B2 (en) * | 2013-10-31 | 2016-01-12 | Cummins Ip, Inc. | Temperature compensation for particulate matter sensor regeneration |
CN111077110B (zh) * | 2020-01-16 | 2021-06-11 | 北京航空航天大学 | 一种基于双光梳光谱的温度场和浓度场测量系统和方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10133384A1 (de) | 2001-07-10 | 2003-01-30 | Bosch Gmbh Robert | Sensor zur Detektion von Teilchen und Verfahren zu dessen Funktionskontrolle |
DE10164911B4 (de) * | 2001-10-06 | 2007-07-05 | Robert Bosch Gmbh | Sensorvorrichtung zur Messung einer Komponente eines Gasgemisches |
US6634210B1 (en) * | 2002-04-17 | 2003-10-21 | Delphi Technologies, Inc. | Particulate sensor system |
JP4020019B2 (ja) * | 2002-08-29 | 2007-12-12 | 株式会社デンソー | ガスセンサの異常検出装置 |
DE102004046882B4 (de) * | 2004-09-28 | 2014-02-06 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, sowie zugehöriges Computerprogramm, elektrisches Speichermedium und Steuer- und/oder Regeleinrichtung zur Erfassung einer Zustandsgröße im Abgas der Brennkraftmaschine |
-
2008
- 2008-01-14 DE DE102008004210A patent/DE102008004210A1/de not_active Ceased
-
2009
- 2009-01-12 FR FR0950123A patent/FR2926368B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 2009-01-14 ES ES200900106A patent/ES2375117B1/es not_active Withdrawn - After Issue
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2926368A1 (fr) | 2009-07-17 |
FR2926368B1 (fr) | 2013-03-08 |
DE102008004210A1 (de) | 2009-07-16 |
ES2375117A1 (es) | 2012-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2375117B1 (es) | Procedimiento para medir la temperatura. | |
JP6600704B2 (ja) | 煤センサシステム | |
US9134216B2 (en) | Soot sensor system | |
JP5989240B2 (ja) | 粒子検出センサの機能監視方法及び粒子検出センサ | |
US8823400B2 (en) | Method and system for contamination signature detection diagnostics of a particulate matter sensor | |
US8640526B2 (en) | Method and device for operating a particle sensor | |
US20090051376A1 (en) | Method for influencing soot deposits on sensors | |
JP6596482B2 (ja) | 粒子状物質検出装置 | |
KR20160088871A (ko) | 입자 센서를 작동시키기 위한 방법 및 장치 | |
US20220003705A1 (en) | Method for assessing the operatability of a sensor for detecting soot | |
ES2880467T3 (es) | Procedimiento para controlar el funcionamiento de un sensor para la detección de partículas, programa informático, medio de almacenamiento electrónico y aparato de control electrónico | |
CN108369174A (zh) | 静电碳烟传感器 | |
US20120285217A1 (en) | Method and device for determining the operating status of a probe for measuring the amount of soot in the exhaust fumes of a vehicle | |
WO2020241807A1 (ja) | 排ガスセンサ | |
US20080110769A1 (en) | Exhaust gas sensors and methods for measuring concentrations of nox and ammonia and temperatures of the sensors | |
US20220026335A1 (en) | Method for operating a sensor for detecting particles in a measuring gas | |
JP2020193893A (ja) | 排ガスセンサ | |
JPS6039542A (ja) | スモ−ク濃度検知方法 | |
KR102451891B1 (ko) | 입자상 물질 센서유닛 | |
KR102443748B1 (ko) | 측정 가스 챔버 내의 측정 가스의 입자를 검출하기 위한 센서 요소를 작동시키는 방법 | |
ES2597165B1 (es) | Método de detección de agua en filtros de gasóleo y sensor de agua para aplicación de dicho método | |
US10914668B2 (en) | Sensor for detecting particles | |
US9228871B2 (en) | Method for operating a thermal, flow measuring device | |
JP7088056B2 (ja) | 粒子状物質検出センサ | |
JP2003098140A (ja) | 抵抗変化式センサのクリーニング方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2375117 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B1 Effective date: 20130128 |
|
FA2A | Application withdrawn |
Effective date: 20130523 |