ES2558837T3 - Dispositivo y procedimiento de medida de la opacidad y de los óxidos de nitrógeno en los gases de escape - Google Patents

Dispositivo y procedimiento de medida de la opacidad y de los óxidos de nitrógeno en los gases de escape Download PDF

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Abstract

Dispositivo de medida simultánea de la opacidad y del contenido de óxidos de nitrógeno de un gas de escape de un vehículo automóvil con motor térmico, comprendiendo el dispositivo un recinto (1) con pared tubular (11) de longitud Lr determinada, cerrado en sus extremos (14, 15), que presenta un conducto de entrada (3) y al menos un conducto de salida (4) para la circulación de dicho gas en el recinto, que incluye: a) unos medios de emisión (5) de un haz luminoso que atraviesa el recinto (1) en su longitud, unos medios de recepción (6) de dicho haz luminoso que ha atravesado el recinto, y unos medios de transformación de este en una primera señal eléctrica proporcional a la intensidad luminosa recibida, para dar una medida de la opacidad del gas presente en el recinto, estando el dispositivo caracterizado por que comprende b) unos medios de detección (2) de los óxidos de nitrógeno NOx alojados al menos parcialmente en una cavidad (13) habilitada en la pared (11) del recinto, fuera del trayecto de dicho haz luminoso, que suministran una segunda señal eléctrica proporcional a la cantidad de óxidos de nitrógeno detectada, para dar una medida del contenido en óxidos de nitrógeno del gas presente en el recinto, y c) unos medios de transmisión a una unidad central y de procesamiento de dichas señales eléctricas primera y segunda.

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo y procedimiento de medida de la opacidad y de los oxidos de nitrogeno en los gases de escape
La presente invencion pertenece al campo del control de las emisiones contaminantes por un vehiculo automovil con motor termico, y mas particularmente al campo de los dispositivos de medida de las materias contaminantes presentes en los gases emitidos por la linea de escape.
Tiene como objeto un dispositivo de medida que permite realizar unas medidas combinadas del contenido de oxidos de nitrogeno (o NOx) en los gases de escape, y de su opacidad que es representativa del contenido de particulas.
Un motor termico emite durante su funcionamiento diversos contaminantes, de los cuales unas particulas solidas de diferentes tamanos, mayoritariamente unas particulas de hollin responsables de la formacion de los humos negros (tambien llamados Black Carbon). El flujo gaseoso emitido comprende igualmente diferentes moleculas en el estado gaseoso de las que la nocividad requiere el control estricto. Son en particular los oxidos de nitrogeno, ya se trate de monoxido de nitrogeno NO o de dioxido de nitrogeno NO2.
Es por eso que la legislacion que obligaba desde hace mucho tiempo a reducir las emisiones de humo negro por los motores Diesel, va a imponer a partir de ahora igualmente el control del nivel de los NOx a la salida de escape. Para respetar las nuevas normas Euro 5 y Euro 6, todos los vehiculos nuevos estan equipados de ahora en adelante con un filtro de particulas.
El control del contenido de particulas emitidas en los gases de escape se efectua habitualmente mediante opacimetria, que consiste en medir la opacidad (inversa de la transparencia) de los gases procedentes de la combustion de los motores Diesel. Los centros de control tecnico y los talleres utilizan unos opacimetros que responden a las normas actualmente en vigor.
Los opacimetros estan constituidos habitualmente por una camara de medida en la que circulan los gases de escape. La camara esta provista de una fuente luminosa en un extremo y de un receptor en el otro extremo. La intensidad del haz luminoso que atraviesa la camara cuando esta llena del gas del que se mide opacidad, decrece en proporcion a la opacidad de los gases, es decir de su coeficiente de absorcion de conformidad con la ley de Beer- Lambert, que se enuncia mediante la relacion:
imagen1
de donde se deduce la opacidad: N = 100 (e-KL) con N: opacidad (en %)
K: coeficiente de absorcion (en m-1)
L: longitud de gas de escape atravesado por el haz luminoso (en m)
Ir: intensidad luminosa del emisor
Is: intensidad luminosa recibida por el receptor
De esta medida de opacidad, es facil determinar el contenido de particulas de humos negros en el volumen gaseoso, siendo la proporcion de luz que alcanza los medios de recepcion inversamente proporcional a la tasa de particulas en suspension en el gas atravesado. Un dispositivo de medida de este tipo se conoce, por ejemplo, por las solicitudes de patente FR-2 703 460 A1 y WO-2011/143304 A2. En Francia, se remitira a la norma R-10.025.3 que define el proceso de control de la opacidad de los gases de escape.
En el transcurso de los veinte ultimos anos, las legislaciones han endurecido los limites de las emisiones de los vehiculos nuevos: division por 15 de las emisiones NOx y por 35 de las emisiones de particulas entre la norma Euro 1 (1993) y Euro 6 (2014). Las nuevas normas exigen, sin embargo, un salto cuantitativo importante en la precision de las medidas realizadas, lo que es dificilmente realizable con los equipos actuales que no estan adecuados desde el punto de vista de la precision, de la sensibilidad y del nivel minimo que debe detectarse en relacion con una gama de medida mas escasa compatible con las nuevas legislaciones de emision. En cualquier caso, las emisiones de NOx solo se controlaban hasta ahora en los motores de gasolina.
La medida de oxidos de nitrogeno en los gases de escape (de los motores de gasolina) se hace por su parte habitualmente con la ayuda de un sensor electroquimico. Su principio se basa en la medida de la cantidad de oxigeno producida por la reduccion de los NOx con la ayuda de un catalizador adecuado. Los NOx deben, en primer lugar, conducirse mediante bombeo y separarse del resto de los gases mediante filtrado. Los sensores electroquimicos estandar deben sustituirse regularmente y debe hacerse cada vez una calibracion con un gas patron, lo que requiere un material especifico (botellas de gas patron, manometro, reguladores de presion, u otro). Esta medida no se practica para los motores Diesel.
Puede utilizarse otro metodo, basado en una deteccion de la absorcion de los NOx en el infrarrojo. Requiere
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conducir el flujo gaseoso hasta un analizador que comprende una celula de deteccion acoplada a una celula de referencia que contiene el o los gases puros. Se requiere una calibracion regular con un gas patron. Esta tecnologia se emplea poco debido a las interferencias relacionadas con la humedad de los gases.
Ademas de los inconvenientes inherentes a cada uno de los metodos de medida expuestos mas arriba, ha aparecido un nuevo desafio debido a que los dos tipos de contaminantes deben reducirse de manera conjunta. De hecho, si la legislacion anteriormente en vigor preveia una sencilla medida de la opacidad para determinar el buen funcionamiento del vehiculo y su respeto del entorno, a partir de ahora impone igualmente el control de las emisiones de oxidos de nitrogeno. Al mismo tiempo, las normas de emision que fijan los limites maximos de residuos contaminantes seran mucho mas estrictas lo que exige una aparellaje de precision incrementada. Por ejemplo, entre 2000 y 2014, para la homologacion de los vehiculos por los fabricantes, la tasa admitida de NOx emitido ha pasado de 0,5 g/km a 0,08 g/km para los motores de gasolina, y de 0,15 g/km a 0,06 g/km para los motores Diesel. Asimismo, la tasa maxima de particulas es a partir de ahora de 0,005 g/km, esto es, diez veces menos que en 2000 para los Diesel, mientras que no estaba regulada para los motores de gasolina.
Por lo tanto, se hace necesario llevar a cabo una lucha simultanea y conjunta contra estos dos tipos de contaminantes.
Ahora bien, las exigencias de descontaminacion en lo que se refiere respectivamente a las particulas y a los oxidos de nitrogeno son contradictorias, en la medida en que la mayoria de los motores Diesel esta equipada con un dispositivo de reduccion de las emisiones contaminantes, llamado valvula RGE para “recirculacion de los gases de escape” (o EGR para “exhaust gas recirculation”), que tiene como funcion disminuir los residuos de oxidos de nitrogeno, pero haciendo esto aumenta la produccion de particulas. Este sistema, que satisface a menor coste las normas europeas, consiste en redirigir una parte de los gases de escape de los motores de explosion al colector de admision. Tiene como efecto que ralentiza la combustion de la mezcla y absorbe una parte de las calorias, lo que disminuye la temperatura de combustion. Ademas, limita la presencia de oxigeno en el cilindro.
Estos dos efectos conllevan ciertamente una disminucion de los oxidos de nitrogeno en los gases emitidos, pero siendo la combustion menos impulsada, las particulas solidas estan menos degradadas. Para encontrar un termino medio entre la disminucion de los oxidos de nitrogeno y el aumento de particulas, los gases reinyectados se enfrian. El hecho de bajar la temperatura de los gases reinyectados disminuye la produccion de los NOx para la misma tasa de recirculacion de los gases (misma apertura de la valvula RGE). Puede predefinirse un equilibrio, mediante pilotaje de la apertura o del cierre de la valvula RGE en funcion del regimen del motor (aceleracion libre o escasa carga) sin control de la emision efectiva de los NOx, de conformidad con las normas llamadas Euro 5.
Tambien puede buscarse permanentemente en funcion de los diferentes regimenes de funcionamiento del motor y de las emisiones de NOx detectadas en la linea de escape, gracias a un sistema de diagnostico integrado a bordo, mas conocido con el nombre de OBD (para On Board Diagnostic) en los Estados Unidos y de EOBD en Europa. El sistema esta disenado para recibir unas informaciones sobre el funcionamiento del motor termico y sobre las emisiones de contaminantes, a partir de las que manda a los medios de regulacion del conjunto de los componentes del motor termico que afectan a las emisiones de contaminantes durante su funcionamiento. En este caso, la cantidad de oxidos de nitrogeno emitida se detecta en continuo mediante una sonda NOx a la altura de la linea de escape y esta medida fisica se utiliza por el calculador de a bordo para mandar la apertura o el cierre de la valvula RGE.
Por lo tanto, es imperativo considerar el contenido de particulas simultaneamente al contenido de oxidos de nitrogeno y operar un balance entre estos dos contenidos que evolucionan de manera diferente durante el funcionamiento del motor termico. En este contexto, se hace primordial poder medir, durante los controles tecnicos de los vehiculos, a la vez los contenidos de oxido de nitrogeno y de particulas solidas, al mismo tiempo y sobre un mismo volumen gaseoso desprendido en un regimen dado del motor.
Los dispositivos de medida de opacidad y los dispositivos de medida de los NOx utilizados actualmente por los fabricantes de automoviles para la homologacion de los vehiculos no estan adaptados a la medida en todos los vehiculos, concretamente los vehiculos con motor Diesel, en los talleres y los centros de control tecnico. Realizan en el mejor de los casos dos medidas separadas, sobre unos gases emitidos sucesivamente. No permiten efectuar las medidas de contenido de particulas y de oxidos de nitrogeno sobre un mismo volumen gaseoso. Por ello, las medidas no estan correlacionadas, y los resultados obtenidos no pueden dar una informacion fiable en el marco del control tecnico.
Por lo tanto, la presente invencion tiene como objetivo ofrecer una tecnologia que permita efectuar simultaneamente una medida de opacidad (representativa del contenido de particulas de los humos negros) y una medida de contenido de oxidos de nitrogeno sobre una misma fraccion gaseosa extraida a partir de una linea de escape de un vehiculo automovil, esto con una precision que responde a las normas de contaminacion mas recientes.
Otro objetivo de la invencion es responder a las normas que se hacen cada vez mas severas y que exigen una medida cada vez mas precisa sobre unos contenidos de contaminantes cada vez mas escasos. El dispositivo debera
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permitir proporcionar una medida de opacidad adaptada a los niveles de emision de los motores termicos, concretamente de los motores Diesel, con una precision mejorada. Igualmente, la medida de los NOx debe realizarse en el entorno agresivo de los gases de escape (ensuciamiento, temperatura), sin degradacion del dispositivo ni perdida de sensibilidad.
Un objetivo de la invencion tambien es permitir controlar el funcionamiento correcto del motor termico y de sus sistemas de descontaminacion de los gases de escape en funcion de estos dos contenidos simultaneamente determinados. En particular, se busca la posibilidad de determinar si un sistema anticontaminacion falla, mediante asociacion, comparacion o cotejo de las medidas de opacidad y de contenido de oxidos de nitrogeno a la salida de escape, con unas informaciones extraidas a partir del sistema electronico de diagnostico integrado a bordo (EOBD u OBD).
De manera consecuente, esta medida debe poder realizarse con un tiempo de respuesta muy corto, inferior a un segundo, para permitir una interaccion eficaz y rapida con el sistema electronico de a bordo.
Para responder al conjunto de estas exigencias, se ha disenado un dispositivo que permite efectuar simultaneamente sobre una misma fraccion gaseoso que proviene de la linea de escape de un vehiculo automovil, una medida de opacidad y una medida del contenido de dioxidos de nitrogeno, y esto con un tiempo de reaccion extremadamente corto.
Mas precisamente, la presente invencion tiene como objeto un dispositivo de medida simultanea de la opacidad y del contenido de oxidos de nitrogeno de un gas de escape de un vehiculo automovil con motor termico, comprendiendo el dispositivo un recinto con pared tubular de longitud Lr determinada, cerrado en sus extremos, que presenta un conducto de entrada y al menos un conducto de salida para la circulacion de dicho gas en el recinto, comprendiendo el dispositivo:
a) unos medios de emision de un haz luminoso que atraviesa el recinto en su longitud, unos medios de recepcion de dicho haz luminoso que ha atravesado el recinto, y unos medios de transformacion de este en una primera senal electrica proporcional a la intensidad luminosa recibida, para dar una medida de la opacidad del gas presente en el recinto,
b) unos medios de deteccion de los oxidos de nitrogeno alojados al menos parcialmente en una cavidad habilitada en la pared del recinto, fuera del trayecto de dicho haz luminoso, que suministran una segunda senal electrica proporcional a la cantidad de oxidos de nitrogeno detectada, para dar una medida del contenido de oxidos de nitrogeno del gas presente en el recinto, y
c) unos medios de transmision a una unidad central y de procesamiento de dichas senales electricas primera y segunda.
El termino “gas de escape” designa el flujo sustancialmente gaseoso emitido por un motor de combustion. Se trata de una mezcla compleja que contiene tanto unos cuerpos en el estado gaseoso como unas particulas solidas arrastradas en la corriente de gas. Por convencion, se utilizara en lo que sigue este termino en singular para designar una mezcla dada emitida en un momento dado y que tiene una composicion dada.
Durante el control de un vehiculo, la linea de escape del motor se deriva hacia el dispositivo de medida, de manera que una fraccion al menos del gas de escape penetra en el recinto y circula en este antes de ser evacuada de el. La doble medida de opacidad y de contenido de NOx se realiza sobre una fraccion del gas que atraviesa el recinto en un momento dado. El recinto es comodamente de forma alargada y de seccion circular, con un eje longitudinal principal (mas adelante designado como el eje del recinto), pero puede adoptar otras formas equivalentes para las funciones buscadas, por ejemplo, adoptar una seccion cuadrada. Puede estar equipado con otros organos situados sobre la estructura tubular de base.
Incluye concretamente un conducto de entrada del gas, que esta facilmente unido a la linea de escape durante el funcionamiento del dispositivo, y al menos un conducto de salida para la evacuacion del gas. Se entiende que para obtener una medida fiable de la opacidad del medio gaseoso, la circulacion del gas debe ser regular y seguir un trayecto bastante largo. Se da prioridad ventajosamente a una posicion tan alejada como sea posible entre la entrada y la salida del gas.
La opacidad se mide mediante la perdida de intensidad de un haz luminoso que ha atravesado el volumen gaseoso presente en el recinto en ese momento. De manera conocida, una fuente emisora de luz envia un haz al recinto, que se recibe mediante un receptor. La senal electrica generada es proporcional a la opacidad, pero tambien a la longitud del trayecto optico a traves del gas. Por lo tanto, la longitud Lr del recinto es determinada y fija.
El recinto incluye igualmente en su pared un nicho del que la pared delimita una cavidad abierta hacia el volumen interior del recinto. Esta cavidad permite acoger los medios de deteccion de los oxidos de nitrogeno, o de al menos una parte de estos, de manera que estan en contacto con el flujo gaseoso que circula en el recinto sin, no obstante, cortar el haz luminoso e impedir la medida de opacidad.
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Las senales electricas generadas se transmiten a una unidad central adecuada para transformarlas para dar el valor de opacidad y de contenido de NOx detectados. El hecho de efectuar estas medidas sobre un mismo volumen gaseoso permite asociar un contenido de particulas con un contenido de oxidos de nitrogeno presentes en un gas de escape de composicion dada en un momento dado, lo que no seria el caso si estas dos medidas se realizaran separadamente. Esto permite controlar la contaminacion de un vehiculo automovil haciendo el balance entre dos contaminantes expulsados, esto es, en el caso presente, las particulas solidas y los oxidos de nitrogeno.
Segun una caracteristica ventajosa del dispositivo de medida objeto de la invencion, los medios de emision y de recepcion del haz luminoso estan dispuestos en un primer extremo del recinto, y unos medios de reflexion de dicho haz estan dispuestos en un segundo extremo del recinto, de manera que el haz luminoso emitido atraviesa dos veces el recinto, segun una trayectoria de ida y una trayectoria de retorno, antes de alcanzar los medios de recepcion.
Esto presenta la ventaja de duplicar la longitud del trayecto luminoso y, por lo tanto, de realizar una medida de precision sustancialmente duplicada para un recinto identico. De esta manera, el dispositivo puede conservar sus dimensiones estandar, lo que no aumenta el espacio necesario del dispositivo y le conserva su manejabilidad. No obstante, es posible, e incluso interesante, alargar la camara, ya que en este caso, cada centimetro suplementario contribuye doblemente a incrementar la precision de la medida.
Segun otra caracteristica ventajosa de la invencion, el recinto comprende, en la prolongacion de dicho al menos un conducto de salida, una toma de aire provista de un ventilador para crear un flujo gaseoso que atraviesa el recinto perpendicularmente a su eje entre dicha toma de aire y dicho conducto de salida. De esta manera, se crea una fluencia laminar que arrastra el gas de escape hacia la salida. Por lo tanto, el ventilador permite hacer pasar un flujo de aire limpio que fija una longitud efectiva de gas atravesado por el haz luminoso para la medida de opacidad.
De conformidad con un modo de realizacion preferente de la invencion, el recinto comprende dos conjuntos, cada uno formado por una toma de aire y por un conducto de salida en prolongacion, estando colocados dichos conjuntos a ambos lados de dicho conducto de entrada y definiendo una camara de circulacion de los gases de longitud definida Lc. Por lo tanto, no se requiere recurrir a una bomba para arrastrar el gas a traves del recinto hacia la salida del dispositivo. Por ello, el sistema se libra de la utilizacion de una bomba para la conduccion de los gases. La presion de los gases de escape es suficiente para conducir una muestra de gas representativa hasta la camara de medida.
Segun una caracteristica particularmente interesante del dispositivo objeto de la presente invencion, la longitud Lc de la camara de circulacion de los gases (gas de escape y aire ambiente) es inferior a la longitud Lr del recinto, incluyendo este en sus extremos primero y segundo respectivamente una primera y una segunda zonas terminales libres de gas de escape. Entonces, se impide que el gas de escape se extienda en los extremos del recinto mas alla del flujo laminar. Por ello, los elementos opticos colocados en los extremos del recinto no sufren ensuciamiento. Ventajosamente, el conducto de entrada del gas sale de una sonda de extraccion unida a la linea de escape y desemboca en la camara de medida a igual distancia del primer y segundo extremo del recinto.
Preferentemente, en el dispositivo de medida segun la invencion, los medios de reflexion de dicho haz luminoso incluyen un espejo plano colocado perpendicularmente al eje del recinto en dicha segunda zona terminal del recinto. Este espejo devuelve el haz luminoso segun la misma trayectoria en el sentido directo y en el sentido de retorno. Esta colocado cerca de la pared extrema del recinto sin que se requiera una proteccion suplementaria.
Cuando los medios de emision y de recepcion estan colocados en el primer extremo del recinto, estos pueden coincidir en un dispositivo emisor-receptor integrado. Sin embargo, un dispositivo integrado de este tipo es caro y delicado de implementar desde un punto de vista tecnico. Segun un modo preferente de realizacion de la invencion, tambien pueden estar separados, lo que tiene la ventaja de ser menos costoso, con la condicion de superar un cierto numero de dificultades de diseno y de situacion espacial. La presente invencion ofrece una solucion de fabricacion sencilla y de buen precio, con utilizacion de un espejo plano como elemento reflectante en el segundo extremo del recinto. En este contexto, se propone una disposicion de la primera zona terminal del recinto, que esta conformada como cajon que incluye unas paredes ortogonales entre si, en la que se encuentran los medios de emision y de recepcion sobre dos paredes diferentes, asi como una lamina separadora que esta colocada en un plano orientado a 45° con respecto a dichas dos paredes. Las laminas separadoras son unos objetos conocidos en optica, que filtran una parte del haz incidente, y reflejan otra parte de este, en una relacion constante. De manera original, la lamina lleva a cabo aqui su funcion separadora tanto en el sentido directo como en el sentido de retorno del haz.
De esta manera, es objeto de la presente invencion un dispositivo de medida como se ha descrito mas arriba en el que los medios de emision y de recepcion estan dispuestos en un cajon habilitado en el primer extremo del recinto, sobre dos paredes de dicho cajon orientadas segun unos planos perpendiculares, y una lamina separadora esta colocada en un plano orientado a 45° con respecto a dichas dos paredes sobre la trayectoria directa y sobre la trayectoria de retorno del haz luminoso, de manera que cada uno de dichos haces directo y de retorno se separa en un haz transmitido (ht) y un haz desviado (hd) de intensidad relativa fija. De esta manera, el haz directo emitido (Hd) se transmite en parte hacia el espejo, y en parte se desvia en una primera direccion, despues el haz de retorno (Hr)
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reflejado por el espejo, se divide a su vez en una parte transmitida (ht) que queda en la direccion inicial, la del emisor y, por lo tanto, no tiene efecto, y en una parte desviada (hd) en otra direccion que apunta hacia la posicion del receptor.
Esta disposicion puede aprovecharse para realizar un control de la intensidad del haz emitido. Para ello, segun un modo particular de realizacion de la invencion, el cajon comprende un receptor de referencia colocado en el eje del haz directo desviado, y unos medios de transformacion de este ultimo en una senal electrica proporcional a la intensidad luminosa recibida. Siendo constante la relacion de intensidad entre el haz transmitido y desviado, comodamente un 50 %, la intensidad recibida por el receptor de referencia es proporcional a la intensidad del haz directo emitido. Esto permite verificar el estado del emisor para corregir los valores de opacidad, o sustituirlo cuando se requiere.
En un modo de realizacion ventajoso del dispositivo segun la invencion, los medios de deteccion de los oxidos de nitrogeno comprenden un sensor de NOx del que el elemento sensible es a base de ceramica de un oxido metalico, provisto de un par de electrodos que miden una diferencia de potencial o una corriente proporcional a la concentracion de NOx en el gas de escape. Este sensor de oxidos de nitrogeno es ventajosamente una sonda llamada de tecnologia ceramica. La sonda comprende una primera celula en la que los dioxidos de nitrogeno del gas se transforman en monoxidos de nitrogeno y el oxigeno libre presente en el gas se elimina. En una segunda celula, los monoxidos de nitrogeno se descomponen mediante un electrodo reductor en dinitrogeno y en oxigeno. Entonces, se mide la cantidad de oxigeno producida y da la concentracion de los oxidos de nitrogeno inicialmente presentes en el gas.
Un punto innovador del dispositivo descrito aqui es que utiliza para analizar los NOx, una sonda que se ha disenado y que se utiliza hasta ahora en los sistemas integrados a bordo de descontaminacion que equipan a los vehiculos. Habitualmente, esta colocada en la linea de escape para proporcionar el dato de entrada al bucle de regulacion electronica de los sistemas integrados a bordo. Se ha disenado para utilizarse en unos entornos muy severos (ensuciamiento, temperatura) como los gases de escape y esta adaptada para un empleo en un dispositivo de metrologia segun la invencion, en el que se integra por primera vez.
Contrariamente a los metodos competidores que utilizan otras tecnologias de medida, el sistema segun la invencion se libra de las operaciones de filtrado requeridas para disociar las particulas solidas de los NOx antes de proceder a la medida de los NOx. Es mucho menos sensible al ensuciamiento.
Otra ventaja muy apreciable que se desprende de la eleccion de este tipo de sensor es que no requiere calibracion con un gas patron, como puede ser este el caso con unas tecnologias de medida convencionales (sensores infrarrojo, electroquimicos u otro). Solo puede requerirse de vez en cuando una recalibracion con aire ambiente, que puede automatizarse comodamente. Entonces, se realiza de manera completamente transparente para el usuario, ya que no requiere ninguna intervencion particular de un tecnico y no requiere tampoco disponer de herramientas o de un material especifico (botella de gas patron, reguladores de presion, manometro,...). Sea como sea, incluso si resultara necesario sustituirlo, la calibracion despues de sustitucion se haria automaticamente. Por lo tanto, la sustitucion de este sensor no requiere ninguna otra intervencion. En cualquier caso, tiene una duracion de vida mejorada en una relacion de 50 con respecto a las soluciones electroquimicas utilizadas en los analizadores de gas con tecnologia infrarroja.
Finalmente, podra aprovecharse el hecho de que esta sonda tiene un tiempo de respuesta muy corto (inferior a un segundo) para realizar unas medidas muy cercanas en el tiempo, casi en regimen continuo. Esto permitira continuar utilizando el proceso actual de prueba en control tecnico para los vehiculos diesel (es decir, medida de los picos de contaminacion durante aceleraciones libres), cosa que no permiten las tecnologias de las que el tiempo de respuesta es de varios segundos, como los metodos basados en las medidas infrarrojas. Igualmente, si se desea, podra tenerse una medida pertinente segun otros procesos de prueba que requeririan una cierta reactividad de la medida, como la puesta en carga breve del motor del vehiculo.
Segun una caracteristica ventajosa de la invencion, dicho sensor de NOx y dicho conducto de entrada del gas de escape estan colocados en la parte mediana del recinto, estando habilitada la cavidad que aloja al sensor de NOx en la pared superior del recinto y asomando el elemento sensible de dicho sensor de NOx del plano de la pared del recinto, mientras que el conducto de entrada desemboca en el recinto segun una orientacion sustancialmente horizontal. Por convencion, se designa “parte superior” la que ocupa la posicion mas alta cuando el dispositivo esta en funcionamiento. De esta manera, se evita el riesgo de contaminar y de danar el sensor con unas proyecciones de agua que provienen del gas y se reduce mas su ensuciamiento.
Preferentemente segun la invencion, el dispositivo de medida incluye unos elementos calefactores con termostato dispuestos sobre una al menos de las partes del recinto siguientes:
- la pared del recinto,
- la pared de la cavidad que aloja al menos parcialmente al sensor de NOx,
- la primera y la segunda zonas terminales del recinto.
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Los elementos calefactores tienen una temperatura predeterminada y/o regulada, para impedir que se deposite vapor de agua sobre las paredes frias.
Segun una caracteristica del dispositivo de medida segun la invencion, la pared del recinto esta revestida de un material que absorbe la luz en la banda de frecuencia de lo visible y de la fuente luminosa, con el fin de que ninguna reflexion o transmision de luz indeseable alcance el receptor.
Segun una caracteristica particularmente interesante del dispositivo de medida objeto de la presente invencion, los medios de procesamiento de dichas senales electricas primera y segunda comprenden unos medios de almacenamiento y de impresion del valor de la opacidad y del contenido de NOx de dicho gas de escape, medidos en un mismo momento de funcionamiento de dicho vehiculo automovil. Los valores medidos de los contenidos de oxidos de nitrogeno y de opacidad se transmiten a unos medios de calculo y de registro de los que esta dotado el dispositivo, para su memorizacion. Unos medios de procesamiento, sustancialmente electronicos permiten el procesamiento instantaneo o diferido de estos valores.
En la medida en que el control de los NOx no estaba incluido en el control tecnico de los vehiculos hasta ahora, un nuevo proceso puede consistir en verificar que los niveles de particulas en los gases de escape quedan inferiores a las normas, o bien que los organos de regulacion pilotados por el sistema de diagnostico responden correctamente a las variaciones de regimen del motor para optimizar la relacion particulas/NOx en cualquier momento de su funcionamiento y en los diferentes regimenes. Entonces, no es imperativo hacer unos controles de niveles maximos, pues para esto haria falta poner el vehiculo sobre unos bancos de potencia extremadamente costosos. Un proceso segun la invencion, se basa en la medida de una diferencia entre, por una parte, un regimen de ralenti y de ralenti acelerado, y, por otra parte, un regimen de ralenti acelerado y unas aceleraciones, lo que no impone adquirir un material adicional de tipo bancos de potencia.
Como se ha explicado anteriormente, las medidas pueden hacerse en continuo, no solo en lo que se refiere a la opacidad, sino tambien en lo que se refiere al contenido de NOx, lo que representa una ventaja inedita del dispositivo segun la invencion. De hecho, concretamente por ello, a partir de ahora es posible gracias a la presente invencion, combinar una medida de opacidad adaptada a los niveles de emision de los motores y una medida de NOx a la salida de escape, y cotejarlas con unas informaciones extraidas desde la electronica integrada a bordo. De esta manera, puede implementarse un protocolo de medida definido para los motores clasificados “Euro 5”, basado en la busqueda de una desviacion que prueba una reactividad de la valvula EGR en unas condiciones de funcionamiento diferentes detectadas y gestionadas por el calculador de gestion motor.
Para los motores que responden al nivel “Euro 6”, el principio es mas sencillo. De hecho, estos motores estan dotados de una sonda NOx de la que el calculador de a bordo (EOBD) aprovecha las informaciones. Por lo tanto, unos datos sobre los contenidos de NOx emitidos en los diferentes regimenes del motor estan accesibles por medio de una conexion EOBD con el calculador. Durante un control tecnico, el protocolo de medida consiste en identificar si estos valores vistos a partir del calculador son homogeneos y coherentes con la realidad (es decir, con la medida realizada a la salida de escape). Se opera mediante una comparacion entre informacion interna del vehiculo y medida fisica a la salida de tubo de escape.
De esta manera, segun otra caracteristica interesante del dispositivo de medida objeto de la invencion, los medios de procesamiento de dichas senales electricas primera y segunda comprenden unos medios para comparar los valores de opacidad y de contenido de NOx medidos con unos valores calculados por un sistema electronico que regula las emisiones de NOx de dicho vehiculo automovil. De esta manera, puede verificarse la adecuacion entre los valores detectados por el dispositivo de medida segun la invencion, con las informaciones y los mandos dados por el ordenador de a bordo del vehiculo, cuando esta equipado con uno de estos.
El dispositivo segun la invencion encuentra su utilizacion en los centros de control tecnico de los vehiculos automoviles, durante el control de los contaminantes emitidos, asi como en los talleres o en estacion de servicio, en Francia y en el extranjero. Es transportable, ligero y adaptable a su entorno. Tambien puede servir para el control de los sistemas de descontaminacion presentes en la linea de escape de los vehiculos.
Por lo tanto, la presente invencion tambien se refiere a un procedimiento que permite determinar de manera rapida, fiable y comoda para el operario, dos parametros de los que los niveles estan regulados y sometidos al control tecnico de los vehiculos.
Es objeto de la invencion igualmente, un procedimiento de medida simultanea de la opacidad y del contenido de oxidos de nitrogeno de un gas de escape emitido por un vehiculo automovil con motor termico, comprendiendo el procedimiento las etapas que consisten en:
- hacer circular dicho gas de escape en el recinto de un dispositivo de medida simultanea de la opacidad y del contenido de oxidos de nitrogeno, comprendiendo el dispositivo un recinto con pared tubular de longitud Lr determinada, cerrado en sus extremos y que presenta un conducto de entrada y al menos un conducto de salida para la circulacion de dicho gas en el recinto,
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- emitir un haz luminoso a traves del recinto en su longitud desde una fuente luminosa hasta un receptor, para proporcionar una primera senal electrica proporcional a la intensidad luminosa recibida,
- realizar la deteccion de los oxidos de nitrogeno mediante unos medios de deteccion alojados al menos parcialmente en una cavidad habilitada en la pared del recinto, fuera del trayecto de dicho haz luminoso, que suministran una segunda senal electrica proporcional a la cantidad de oxidos de nitrogeno detectada,
para obtener una medida de la opacidad del gas de escape presente en el recinto y una medida del contenido de oxidos de nitrogeno en dicho gas presente en el recinto en un mismo momento del funcionamiento de dicho vehiculo automovil.
En un modo de implementacion ventajoso del procedimiento de medida segun la invencion, el haz luminoso emitido atraviesa dos veces el recinto, segun una trayectoria directa y una trayectoria de retorno, antes de alcanzar los medios de recepcion. Preferentemente, el haz se refleja mediante un espejo plano, de manera que la trayectoria directa del haz (haz directo Hd) a traves del recinto es identica a la trayectoria de retorno (haz de retorno Hr). Ventajosamente y de manera conocida, se incorporan unas lentes de colimacion colocadas sabiamente en el trayecto optico, para focalizar el haz luminoso, por una parte, sobre el espejo, por otra parte, sobre el receptor, y evitar de esta manera su dispersion hacia las paredes del recinto.
Segun una caracteristica particularmente interesante de la presente invencion, el gas de escape circula en el recinto desde dicho conducto de entrada hasta dicho al menos un conducto de salida mediante arrastre por un flujo de aire que se introduce en el recinto cerca de cada conducto de salida mediante una toma de aire pulsado por un ventilador, para crear una fluencia laminar de los gases que atraviesa el recinto perpendicularmente a su eje entre dicha toma de aire y dicho conducto de salida.
En un modo de realizacion preferente del procedimiento de medida segun la invencion, el gas de escape circula en el recinto desde dicho conducto de entrada hasta dos conductos de salida colocados a ambos lados de dicho conducto de entrada, introduciendose aire en el recinto cerca de los dos conductos de salida mediante dos tomas de aire y pulsandose mediante dos ventiladores, para crear dos fluencias laminares que atraviesan el recinto perpendicularmente a su eje y definen una camara de circulacion de los gases de longitud definida Lc, inferior a la longitud Lr del recinto. Por lo tanto, los gases (gas de escape y aire ambiente laminar) circulan unicamente en esta camara de circulacion, que puede calificarse como virtual, de longitud fija y definida por la posicion de los conductos de entrada del aire pulsado en el recinto, sin ensuciar los elementos de optica colocados en uno o el otro extremo del recinto.
Segun un modo de realizacion particularmente interesante de la invencion, el haz luminoso se emite mediante una fuente luminosa y se recibe mediante un receptor que estan colocados en una primera zona terminal habilitada en un primer extremo del recinto, y el haz luminoso se refleja mediante un espejo plano que esta colocado en una segunda zona terminal habilitada en un segundo extremo del recinto, estando libres de gas de escape dichas primera y segunda zonas terminales.
En un modo de realizacion particular del procedimiento segun la invencion, el haz directo Hd se divide antes de atravesar el recinto mediante una lamina separadora, en un haz transmitido ht orientado en el eje del recinto, y en un haz desviado hd orientado hacia un receptor de referencia que proporciona una senal proporcional a la intensidad de dicho haz desviado, teniendo dichos haces transmitido y desviado una intensidad relativa determinada fija.
En otro modo de realizacion particular del procedimiento segun la invencion, cuando el haz luminoso de retorno Hr ha atravesado el recinto, se divide mediante la lamina separadora en un haz transmitido y en un haz desviado que se orienta hacia los medios de recepcion.
Segun una caracteristica preferente de la invencion, los oxidos de nitrogeno se detectan mediante un sensor de NOx que asoma del plano de la pared del recinto, cerca del conducto de entrada de los gases de escape, que desemboca en el recinto en su parte mediana. El sensor y la desembocadura del conducto de entrada se situan para evitar cualquier proyeccion que tenga el riesgo de danar el sensor, por ejemplo, este puede colocarse por encima del conducto de entrada del gas.
De manera preferente y ventajosa, segun la invencion, los oxidos de nitrogeno se detectan con un tiempo de respuesta inferior a un segundo. La eleccion del sensor de NOx como se ha definido mas arriba es determinante para ello. Esta caracteristica es primordial para una medida simultanea de los NOx y de la opacidad, pudiendose realizar las medidas instantaneamente, en cada cambio de regimen del motor.
Segun la invencion, se impide cualquier condensacion sobre las paredes del dispositivo. Es por eso que, preferentemente, se mantienen a una temperatura controlada una o varias de las partes del recinto siguientes: la pared del recinto, la pared de la cavidad que aloja al sensor de NOx, las zonas terminales del recinto.
Igualmente, preferentemente, la luz que penetra en el recinto o reflejada por la pared se absorbe mediante un material que recubre dicha pared.
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De conformidad con la invencion, dichas senales electricas primera y segunda se transmiten a una unidad central y se procesan para calcular la opacidad y el contenido de NOx de dicho gas de escape, medidos en un mismo momento de funcionamiento de dicho vehiculo automovil. Se almacenan e imprimen (y/o visualizan), con el fin de que el operario pueda constatar la conformidad del vehiculo o recomendar una intervencion.
De manera ventajosa, de conformidad con el procedimiento de medida segun la invencion, dichas senales electricas primera y segunda se transmiten a una unidad central y se procesan mediante comparacion de los valores de opacidad y de contenido de NOx medidos, con unos valores calculados por un sistema electronico que regula las emisiones de NOx de dicho vehiculo automovil.
La presente invencion se entendera mejor, y se mostraran unos detalles que se detectan en ella, gracias a la descripcion que va a hacerse de una de sus variantes de realizacion, en relacion con las figuras adjuntas, en las que:
La fig. 1 es una vista esquematica en corte de un dispositivo de medida segun la invencion.
Las figs. 2a y 2b son unas vistas esquematicas en corte de un dispositivo segun la invencion, que muestran el recorrido optico del haz directo (fig. 2a) y del haz de retorno (fig. 2b).
Las figs. 3 y 4 ilustran unos protocolos de control de las emisiones segun los tipos de motor, con la ayuda de un dispositivo segun la invencion
Ejemplo 1: Dispositivo de medida simultanea
En la fig. 1, se ha representado un dispositivo de medida simultanea de la opacidad y del contenido de oxidos de nitrogeno de un gas de escape de un vehiculo automovil con motor termico. Comprende el recinto 1 con pared tubular de longitud Lr determinada y fija. La pared tubular 11 puede tener una seccion recta cualquiera, pero es mas comodamente circular. El recinto 1 esta cerrado en sus extremos 14, 15 mediante unos tabiques de extremo. El recinto esta provisto en su primer extremo 14 de un medio de emision 5 de un haz luminoso y de un medio de recepcion 6 del haz luminoso al final de su trayecto optico, que coinciden aqui en un dispositivo emisor-receptor integrado (fig. 1). Como se describira mas adelante, pueden utilizarse un emisor y un receptor distintos (fig. 2). El receptor esta unido a un circuito electrico que transmite la senal recibida, proporcional a la intensidad luminosa, a una unidad adecuada para transformar la senal electrica en un valor cuantitativo de la opacidad y de ahi un valor del contenido de particulas solidas.
Un espejo plano 7 esta dispuesto en el segundo extremo 15 del recinto 1, de manera que el haz luminoso emitido atraviesa dos veces el recinto, segun la trayectoria directa Hd, despues una trayectoria de retorno Hr, antes de alcanzar el receptor. El haz luminoso tiene la misma trayectoria a traves de la camara de medida en el sentido directo y en el sentido de retorno.
El recinto 1 incluye un nicho que define una cavidad 13 habilitada en la pared 11 superior del recinto, en su parte mediana. En la cavidad se aloja un sensor de NOx 2, que esta disenado para detectar los oxidos de nitrogeno. Su elemento sensible 2a esta provisto de un par de electrodos que miden una diferencia de potencial proporcional a la concentracion de NOx en el gas y que suministran una segunda senal electrica que se transforma para dar una medida cuantitativa del contenido de oxidos de nitrogeno del gas presente en el recinto. Se utiliza una sonda disponible en el mercado.
El sensor 2 esta colocado en el alojamiento de manera que su elemento sensible 2a asoma del plano de la pared 11 del recinto, sin cortar el trayecto de dicho haz luminoso. Por otra parte, el conducto de entrada 3 desemboca en el recinto 1 a la misma altura mediana que el sensor de NOx, pero segun una orientacion sustancialmente horizontal.
El recinto 1 presenta un conducto de entrada 3 que esta unido a la linea de escape durante el funcionamiento del dispositivo, y dos conductos de salida 4, por los que se evacua el gas de escape. Una toma de aire 8 esta habilitada en la prolongacion de cada conducto de salida 4. Cada una de ellas esta provista de un ventilador 9 que pulsa aire ambiente hacia el recinto y hacia los conductos de salida 4. De esta manera, se crea un flujo gaseoso que atraviesa el recinto 1 perpendicularmente a su eje entre una toma de aire 8 y el conducto de salida de en frente, mediante fluencia laminar y que arrastra el gas de escape hacia la salida. Esta fluencia es estable, de manera que los gases fluyen en una camara de medida virtual de longitud efectiva Lc constante y definida por el limite 22 de los dos flujos laminares. Por lo tanto, la longitud de gas atravesada por el haz luminoso para la medida de opacidad es de dos veces la longitud Lc. De esta manera, el recinto incluye en sus extremos primero y segundo 14, 15, respectivamente una primera y una segunda zonas terminales 24, 25, en las que el gas de escape no se extiende. En consecuencia, el espejo plano 7, dispuesto en el segundo extremo 15 del recinto 1, recibe el haz luminoso, sin estar en contacto con los gases. Sucede lo mismo con los elementos opticos (emisor y receptor concretamente) colocados en la primera zona en el primer extremo del recinto. El aparato puede utilizarse tanto en exterior como en interior y yendo la gama de temperatura ambiente de utilizacion de 0 °C a 50 °C. La medida puede hacerse en continuo.
Este tipo de tecnologia permite hacer una medida de NOx en ppm vol. en la gama [0 - 5.000 ppm vol.]. La precision es:
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+ 15 ppm de 0 a 1.000 ppm,
+ 1,5 % de 1.001 ppm a 5.000 ppm.
En lo que se refiere a la medida de opacidad en % o en m-1 en la gama [0 - 99,9 %] o [0 - 9,9 %], se obtiene una resolucion de 0,1 % o 0,001 m-1 (0,001 m-1 si K < 0,50 m-1 y 0,01 m-1 si K > 0,50 m-1. La precision es la siguiente (para una concentracion por unidad de volumen deducida del numero de particulas medido):
- Precision dinamica: 0,05 m-1 (concentracion equivalente: 10 mg/m3)
- Precision del cero: < 0,005 m-1 (concentracion equivalente: 1 mg/m3)
- Precision estatica: 0,5 % (filtro)
- Resolucion: 0,001 m-1 (0,001 %) si K > 0,50 m-1
Estos resultados son ampliamente mas precisos y fiables que los obtenidos con los metodos convencionales, para los que se tenia tradicionalmente:
- Precision dinamica: 0,15 m-1
- Precision del cero: < 0,2 %
- Precision estatica: < 1 %
- Resolucion: 0,01 m-1 si K > 0,50 m-1
Ejemplo 2: Dispositivo con emisor y receptor separados
En este ejemplo, los medios de emision 5 y de recepcion 6 estan dispuestos en un cajon 18 habilitado en el primer extremo 14 del recinto 1 sobre dos paredes de dicho cajon orientadas segun unos planos perpendiculares. El emisor 5 esta colocado en el eje principal del recinto sobre la pared que forma el tabique extremo 14, mientras que el receptor esta colocado sobre una primera pared lateral 19. En el cajon 18, se encuentra una lamina separadora 17 orientada a 45° con respecto a las dos paredes, sobre la trayectoria directa (Hd) y sobre la trayectoria de retorno (Hr) del haz luminoso. Un receptor de referencia 16 esta colocado sobre una segunda pared lateral 20, opuesta a la pared 19 donde se encuentra el receptor 6.
El haz directo emitido (Hd) se transmite en parte hacia el espejo HD(ht) a traves de la camara de medida, y en parte se desvia en una primera direccion HD(hd) donde va a golpear al receptor de referencia 16. Despues, el haz de retorno (Hr) se refleja mediante el espejo a traves de la camara de medida, y se divide a su vez en una parte transmitida HR(ht) que queda en la direccion inicial que es la del emisor y, por lo tanto, no tiene efecto, y en una parte desviada HR(hd) con angulo recto hacia el receptor 6. Este montaje sencillo y poco costoso no requiere ajustes complejos. Estando situado en la zona terminal, esta, ademas, protegido de los humos. In fine, es muy preciso, fiable y duradero.
Ejemplo 3: Compensacion de la contribucion de los NOx a la opacidad
La medida de opacidad se corresponde con la proporcion de particulas de hollin en el gas. Estas particulas de hollin son mayoritariamente constitutivas de la opacidad de los humos. Sin embargo, las emisiones de los motores diesel son complejas, y se emiten diferentes gases de los que algunos presentan una opacidad significativa. En particular, siendo NO2 un gas marron-rojo, podria distorsionar unos valores muy escasos de opacidad. Ahora bien, los nuevos motores que responden a las evoluciones de reglamentacion Euro 5 y Euro 6 presentan unos valores de opacidad extremadamente escasos. Si el contenido de particulas expresado en mg/m3, es de un nivel equivalente a la contribucion debida al gas NO2, el valor de opacidad debido a las particulas debe compensarse.
El dioxido de nitrogeno, NO2, esta en equilibrio con el tetraoxido de dinitrogeno N2O4 incoloro, segun la ecuacion:
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Esta compensacion puede inicializarse gracias a un punto de calibracion obtenido por medio de un gas (botella patron) con alto contenido de NO2. Esta calibracion en un punto permite aportar a continuacion una compensacion de opacidad a partir del valor NO2 medido.
Ejemplo 4: Control de los motores Euro 5
En el caso de motores Euro 5, se tiene en cuenta el comportamiento y el pilotaje de la valvula EGR. El proceso de medida para los motores Euro 5 se basa en la busqueda de desviacion que prueba una reactividad de la valvula EGR en unas condiciones de funcionamiento diferentes detectadas y gestionadas por el calculador de gestion motor (sin sensor de NOx). El esquema de este protocolo se ilustra en la fig. 3.
En la fase 1, motor sin carga, se comparan los valores medidos con los valores dados por el EOBD, para diferentes niveles de emision de NOx (A: nivel alto; B: nivel medio; C: nivel escaso y D: nivel extraescaso; nivel N: valor OEBD).
Se repiten las medidas en la fase 2, para un motor de escasa carga (obstaculo). Si se observan unas diferencias Delta 1, 2 y 3, entonces se concluye que el sistema de regulacion funciona.
Ejemplo 5: Control de los motores Euro 6
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Para los motores Euro 6, el principio es mas sencillo. De hecho, estos motores estan dotados de una sonda NOx de la que el calculador aprovecha las informaciones. Estas informaciones estan disponibles por medio de una conexion EOBD con el calculador. El protocolo de medida busca identificar si los valores vistos del calculador son homogeneos y coherentes con la realidad, mediante una comparacion entre informacion interna del vehiculo y 10 medida fisica a la salida de tubo de escape.
El esquema de este protocolo se ilustra en la fig. 4. Se observa que provoca la apertura y el cierre de la valvula cambiando el regimen (ralenti o acelerado) y se miden los valores de NOx emitidos. Se comparan con los valores dados por el ordenador de a bordo (EOBD). Si se corresponden, el sistema funciona.
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Claims (15)

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    REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo de medida simultanea de la opacidad y del contenido de oxidos de nitrogeno de un gas de escape de un vehfculo automovil con motor termico, comprendiendo el dispositivo un recinto (1) con pared tubular (11) de longitud Lr determinada, cerrado en sus extremos (14, 15), que presenta un conducto de entrada (3) y al menos un conducto de salida (4) para la circulacion de dicho gas en el recinto, que incluye:
    a) unos medios de emision (5) de un haz luminoso que atraviesa el recinto (1) en su longitud, unos medios de recepcion (6) de dicho haz luminoso que ha atravesado el recinto, y unos medios de transformacion de este en una primera senal electrica proporcional a la intensidad luminosa recibida, para dar una medida de la opacidad del gas presente en el recinto,
    estando el dispositivo caracterizado por que comprende
    b) unos medios de deteccion (2) de los oxidos de nitrogeno NOx alojados al menos parcialmente en una cavidad (13) habilitada en la pared (11) del recinto, fuera del trayecto de dicho haz luminoso, que suministran una segunda senal electrica proporcional a la cantidad de oxidos de nitrogeno detectada, para dar una medida del contenido en oxidos de nitrogeno del gas presente en el recinto, y
    c) unos medios de transmision a una unidad central y de procesamiento de dichas senales electricas primera y segunda.
  2. 2. Dispositivo de medida segun la reivindicacion 1, caracterizado por que los medios de emision (5) y de recepcion (6) del haz luminoso estan dispuestos en un primer extremo (14) del recinto (1) y unos medios de reflexion (7) de dicho haz estan dispuestos en un segundo extremo (15) del recinto (1), de manera que el haz luminoso emitido atraviesa dos veces el recinto, segun una trayectoria directa (Hd) y una trayectoria de retorno (Hr), antes de alcanzar dichos medios de recepcion.
  3. 3. Dispositivo de medida segun las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que el recinto (1) comprende, en la prolongacion de dicho al menos un conducto de salida (4), una toma de aire (8) provista de un ventilador (9) para crear un flujo gaseoso que atraviesa el recinto (1) perpendicularmente a su eje entre dicha toma de aire y dicho conducto de salida.
  4. 4. Dispositivo de medida segun la reivindicacion anterior, caracterizado por que el recinto (1) comprende dos conjuntos, cada uno formado por una toma de aire (8) y por un conducto de salida (4) en prolongacion, estando colocados dichos conjuntos a ambos lados del conducto de entrada (3) y definiendo una camara (12) de circulacion de los gases de longitud definida Lc.
  5. 5. Dispositivo de medida segun la reivindicacion anterior, caracterizado por que la longitud Lc de la camara de circulacion de los gases (12) es inferior a la longitud Lr del recinto (1), incluyendo esta en sus extremos primero y segundo (14, 15) respectivamente una primera y una segunda zonas terminales (24, 25) libres de gas de escape.
  6. 6. Dispositivo de medida segun una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado por que los medios de emision (5) y de recepcion (6) estan dispuestos en un cajon (18) habilitado en el primer extremo (14) del recinto (1), sobre dos paredes de dicho cajon orientadas segun unos planos perpendiculares, y una lamina separadora (17) esta colocada en un plano orientado a 45° con respecto a dichas dos paredes sobre la trayectoria directa y sobre la trayectoria de retorno del haz luminoso, de manera que cada uno de dichos haces directo (Hd) y de retorno (Hr) se separa en un haz transmitido (ht) y un haz desviado (hd) de intensidades relativas fijas.
  7. 7. Dispositivo de medida segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios de deteccion (2) de los oxidos de nitrogeno comprenden un sensor de NOx cuyo elemento sensible (2a) es a base de ceramica de un oxido metalico, provisto de un par de electrodos que miden una diferencia de potencial o una corriente proporcional a la concentracion de NOx en el gas de escape.
  8. 8. Dispositivo de medida segun la reivindicacion anterior, caracterizado por que dicho sensor de NOx y dicho conducto de entrada (3) del gas de escape estan colocados en la parte mediana del recinto (1), estando habilitada la cavidad que aloja al sensor de NOx en la pared superior del recinto y asomando el elemento sensible (2a) de dicho sensor de NOx del plano de la pared (11) del recinto, mientras que el conducto de entrada desemboca en el recinto segun una orientacion sustancialmente horizontal.
  9. 9. Dispositivo de medida segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios de procesamiento de dichas senales electricas primera y segunda comprenden
    a) unos medios de almacenamiento y de impresion del valor de la opacidad y del contenido de NOx de dicho gas de escape, medidos en un mismo momento de funcionamiento de dicho vehfculo automovil, y/o
    b) unos medios para comparar los valores de opacidad y de contenido de NOx medidos con los valores calculados por un sistema electronico que regula las emisiones de NOx de dicho vehfculo automovil.
  10. 10. Procedimiento de medida simultanea de la opacidad y del contenido de oxidos de nitrogeno de un gas de escape
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    emitido por un vehiculo automovil con motor termico, caracterizado por que comprende las etapas que consisten en:
    - hacer circular dicho gas de escape en el recinto de un dispositivo de medida simultanea de la opacidad y del contenido de oxidos de nitrogeno, comprendiendo el dispositivo un recinto (1) con pared tubular (11) de longitud Lr determinada, cerrado en sus extremos (14, 15) y que presenta un conducto de entrada (3) y al menos un conducto de salida (4) para la circulacion de dicho gas en el recinto,
    - emitir un haz luminoso a traves del recinto (1) en su longitud desde una fuente luminosa (5) hasta un receptor (6), para proporcionar una primera senal electrica proporcional a la intensidad luminosa recibida,
    - realizar la deteccion de los oxidos de nitrogeno mediante unos medios de deteccion (2) alojados al menos parcialmente en una cavidad (13) habilitada en la pared (11) del recinto (1), fuera del trayecto de dicho haz luminoso, que suministran una segunda senal electrica proporcional a la cantidad de oxidos de nitrogeno detectada,
    para obtener una medida de la opacidad y una medida del contenido de oxidos de nitrogeno del gas de escape presente en el recinto en un mismo momento del funcionamiento de dicho vehiculo automovil.
  11. 11. Procedimiento de medida segun la reivindicacion 10, caracterizado por que el haz luminoso emitido atraviesa dos veces el recinto (1), segun una trayectoria directa (Hd) y una trayectoria de retorno (Hr), antes de alcanzar los medios de recepcion (6).
  12. 12. Procedimiento de medida segun la reivindicacion anterior, caracterizado por que el gas de escape circula en el recinto (1) desde el conducto de entrada (3) hasta dos conductos de salida (4) colocados a ambos lados de dicho conducto de entrada, introduciendose aire en el recinto cerca de los dos conductos de salida mediante dos tomas de aire (8) y pulsandose mediante dos ventiladores (9) para crear dos fluencias laminares que atraviesan el recinto perpendicularmente a su eje y que definen una camara de circulacion de los gases de longitud definida Lc, inferior a la longitud Lr del recinto.
  13. 13. Procedimiento de medida segun una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado por que el haz luminoso se emite mediante una fuente luminosa (5) y se recibe mediante un receptor (6) que estan colocados en una primera zona terminal (24) habilitada en un primer extremo del recinto (1), y el haz luminoso se refleja mediante un espejo plano que esta colocado en una segunda zona terminal (25) habilitada en un segundo extremo del recinto, estando libres de gas de escape dichas primera y segunda zonas terminales.
  14. 14. Procedimiento de medida segun una de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado por que los oxidos de nitrogeno se detectan mediante un sensor de NOx que asoma del plano de la pared (11) del recinto (1) cerca del conducto de entrada (3) de los gases de escape, que desemboca en el recinto en su parte mediana, con un tiempo de respuesta inferior a un segundo.
  15. 15. Procedimiento de medida segun una de las reivindicaciones 10 a 14, caracterizado por que dichas senales electricas primera y segunda se transmiten a una unidad central y se procesan (a) mediante almacenamiento e impresion del valor de la opacidad y del contenido de NOx de dicho gas de escape, medidos en un mismo momento de funcionamiento de dicho vehiculo automovil, y/o (b) mediante comparacion de los valores de opacidad y de contenido de NOx medidos, con unos valores calculados por un sistema electronico que regula las emisiones de NOx de dicho vehiculo automovil.
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