WO2014090518A1 - Fotoakustische messzelle - Google Patents

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WO2014090518A1
WO2014090518A1 PCT/EP2013/074117 EP2013074117W WO2014090518A1 WO 2014090518 A1 WO2014090518 A1 WO 2014090518A1 EP 2013074117 W EP2013074117 W EP 2013074117W WO 2014090518 A1 WO2014090518 A1 WO 2014090518A1
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microphone tube
cell
resonator
microphone
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PCT/EP2013/074117
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Tristan REINISCH
Alexander Bergmann
Robert Diewald
Klaus-Christoph Harms
Roland RESEL
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Avl List Gmbh
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Definitions

  • the subject invention relates to a photoacoustic measuring cell with a resonator cell, which is bounded on both sides by a chamber with a larger cross section than the cross section of the resonator cell and is flowed through by a measuring gas, with a laser source, the intermittently modulated or pulsed laser beam into the resonator cell directed, and with a microphone tube, which is arranged in the region of a pressure maximum of photoacoustic excited in the resonator cell standing acoustic wave, the microphone tube branches off from the resonator cell and at the end of the microphone tube, a sound pickup for receiving an acoustic signal is arranged.
  • Photoacoustic detectors are used inter alia for measuring the concentration of solid particles in gaseous media, e.g. for the determination of the Rußmassenkonzentration in vehicle exhaust gases, used and are well known.
  • a laser beam intermittently modulated or pulsed with a suitably selected operating frequency of the measuring system is directed into a measuring cell filled with measuring gas.
  • the particles irradiated by the laser light in the measuring gas absorb the laser light, whereby these and indirectly the measuring gas surrounding the particles are heated.
  • the recorded microphone signal is proportional to the particle mass concentration in the measuring cell and is advantageously evaluated for the suppression of noise and signal noise synchronous to the operating frequency and with an adapted phase shift, for example with a synchronous rectifier.
  • the measuring cell is preferably designed as an acoustic resonator.
  • the modulation or pulse frequency of the laser is tuned to a resonant frequency (natural frequency) of the resonator, for which the fundamental oscillation in the axial direction of the measuring cell is generally preferred.
  • Pressure limits can occur at its axial limits if the boundary has the character of a "solid" termination.
  • the resonator cell actually acting as a resonator in the measuring cell can also be provided on the two sides by acoustic blocking filters (notch filters) in the form of a chamber with a larger volume Cross section are limited, whereby the resonator cell to an acoustically "open” on both sides resonator, which has a pressure maximum in the center of the resonator cell in the case of the fundamental. In such an arrangement, therefore, the sound pressure-measuring microphone should be placed in the center of the resonator.
  • a counter-current photoacoustic measuring cell In order to reduce the pollution of the required for the coupling of the laser light window of the measuring cell, eg glass window through the particles located in the sample gas, a counter-current photoacoustic measuring cell has been proposed in which the sample gas is supplied from both sides of the outside and centrally between the both feeds is discharged. The measuring gas flowing through the measuring cell thus does not hit the windows, which reduces the pollution.
  • a photoacoustic measuring cell is described, for example, in EP 1 564 543 B1.
  • the axial vibration mode in the resonator cell and m mean in the microphone tube, and the cross section of the microphone tube is selected so that the acoustic signal received by the Schallaufneh- depending on the exciting frequency has a pronounced single maximum.
  • the standing waves occurring in the resonator cell and in the microphone tube are matched approximately to one another with their own resonant frequency.
  • the resonance peak in the microphone tube contributes to the overall resonance peak of the measurement signal and increases the sensitivity of the measuring arrangement. In this way, the measuring accuracy, the resolution and the detection limit of the measuring cell compared to conventional photoacoustic measuring cells are significantly increased.
  • the length of the resonator cell in a conventional manner to the resonant frequency of the fundamental acoustic vibration in the axial direction of the resonator cell in the range of 1000Hz to 12000Hz, which is a preferred frequency range for many applications. It has also proven to be particularly advantageous if the microphone tube with a cross-section smaller than 5 mm 2 , in particular smaller than 1, 8 mm 2 , or at a circular cross-section with a diameter of the microphone tube is smaller than 2.5 mm, in particular smaller than 1 , 5mm, is executed. With these dimensions, favorable results can be achieved with respect to size and filling times of the measuring cell on the one hand and high measuring sensitivity by means of a stable well-separated and clearly pronounced individual resonance on the other hand.
  • a cooling unit for cooling the sound pickup and / or the microphone tube, the sound pickup can be effectively protected from excessive temperatures. It is particularly advantageous if a temperature gradient is set by the cooling unit in the microphone tube to form an acoustic lens. In this way, the sound pressure at the end of the microphone tube can be amplified, which further improves the measuring accuracy, the resolution and the detection limit of the measuring cell.
  • Figures 1 to 3 show by way of example, schematically and not by way of limitation advantageous embodiments of the invention. It shows
  • FIG. 1 shows a measuring cell according to the invention with microphone tube
  • FIG. 2 shows the recorded acoustic signal of a measuring cell according to the invention
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of a measuring cell according to the invention.
  • the inventive photoacoustic measuring cell 1 consists of a cylindrical resonator cell 2 with a circular cross-section having a length L and a diameter D, which is open at both axial ends and by a respective chamber 3, with a diameter larger than the diameter D of the resonator cell 2, is limited.
  • the diameter D is preferably selected such that a laminar volume flow is formed in the resonator cell 2 with a constant flow of measuring gas.
  • the diameter D is preferably selected to be so small that substantially only acoustic vibration modes in the axial direction of the resonator cell 2 occur in a broad frequency spectrum, at least in the range of the possible operating frequency of the measuring cell.
  • the two chambers 3 form an acoustic barrier filter (notch filter) in a known and proven manner.
  • the particle-laden sample gas is supplied via a feed line 4 into the resonator cell 2 and discharged via a discharge line 5.
  • the supply line 4 and the discharge line 5 each open in one of the two chambers 3, wherein the position and the type of supply and discharge of the sample gas in a conventional manner are selected fluidically and acoustically favorable.
  • an intermittently modulated or pulsed laser beam 7 is directed through a glass window, which, as here, the chamber 3 in the axial direction to the outside, directed into the resonator cell 2, advantageously along the longitudinal axis of the resonator 2.
  • the laser beam leaves the measuring cell 1 on the opposite side also through a glass window.
  • the excitation frequency for the intermittent modulation or for the pulsation of the laser beam 7 is tuned to the frequency of the inventively brought about well-separated and clearly pronounced individual resonance of the overall system (as described below). This can for example be done before a measurement, manually, or automatically, for example, by a frequency band is traversed and the frequency of the maximum of the recorded microphone signal is searched.
  • the length L of the resonator cell 2 determines the frequency of their acoustic resonances (natural oscillations) and upon excitation with a resonant frequency is formed in the resonator cell 2, a resonant elevated standing acoustic wave 8 from.
  • the constant diameter D of the resonator cell 2 is not relevant for this, as long as substantially only oscillations in axial Direction occur.
  • a microphone tube 10 is arranged, which opens into the resonator cell 2 with one axial end and a sound pickup 1 1 at the other axial end thereof. such as a microphone, is arranged. It is irrelevant whether the microphone tube 10 is arranged at right angles to the resonator cell 2, or at any other angle.
  • the microphone tube 10 also represents a resonator in which a standing acoustic wave is formed.
  • the length I of the microphone tube 1 closed on one side is selected according to the fundamental physical relationships with lm * A / 4.
  • m 1
  • the length is thus ⁇ ⁇ ⁇ / 4, where ⁇ is again the wavelength of the stationary acoustic wave at the operating frequency.
  • the maximum pressure of the standing wave 8 in the resonator cell 2, and thus also the preferred axial position of the microphone tube 10, but of course in another structural design, in particular in a non-symmetrical measuring cell 1, also at a different axial position of the resonator cell. 2 lie. If such a photoacoustic measuring cell 1 is excited with an intermittently modulated or pulsed laser beam 7 tuned to the natural frequency of the resonator cell 2 in the modulation frequency or pulse frequency, the resonant frequency f R1 of FIG. 1 If such a photoacoustic measuring cell 1 is excited with an intermittently modulated or pulsed laser beam 7 tuned to the natural frequency of the resonator cell 2 in the modulation frequency or pulse frequency, the resonant frequency f R1 of FIG.
  • the order n of the oscillation mode is given by a positive natural number, that is to say ne ⁇ 1, 2, 3, 4, 5, ... ⁇ .
  • the order m of the vibration is
  • the desired well-separated resonance from other resonances of the overall system if one makes the diameter d sufficiently small for a circular cross-section of the microphone tube 10.
  • the suitable diameter d of the microphone tube 10 can be determined, for example, simply by measurements, in which case the signal recorded with the microphone 11 may have to be smoothed or filtered with a synchronous rectifier, for example, before a maximum can be determined precisely.
  • the laser was modulated or pulsed at an excitation frequency f M in the frequency range from 2000 Hz to 7000 Hz, for example by means of a known chopper, and the resulting sound pressure signal was recorded by means of a sound pickup 11 and represented as voltage U M.
  • the curve 20 in FIG. 2 results, which shows two connected maxima.
  • FIG. 2 also shows with curve 24 a typical signal of a conventional photoacoustic measuring cell (without microphone tube 10) with the same dimensions of the resonator cell 2 known from the prior art improved signal strength and thus the improved measurement accuracy and resolution immediately recognizable.
  • This behavior is surprisingly independent of the designed resonant frequency of the resonator cell 2.
  • the cross section of the resonator cell 2, or the chamber 3, or of the microphone tube 10 could also be designed differently than circular, for example, the circular cross section by a polygonal (such as a triangular, rectangular or hexagonal) or rounded (approximately elliptical ) Cross section.
  • the core of the invention remains unchanged, wherein instead of the diameter d generally the cross section of the microphone tube 10 is reduced, until a well-separated and clearly pronounced individual resonance of the overall system is formed in the same way.
  • the effect described above in the same way generally from a cross section of the microphone tube 10 of about 5mm 2 , which corresponds approximately to a diameter of 2.5mm adjusts.
  • the cross-section of the microphone tube 10 should not be made arbitrarily small, since otherwise problems with deposits of particles on the microphone tube 10 can be obtained.
  • the measuring cell 1 can be designed, for example, to a resonance frequency f R in the range of typically 4000 Hz.
  • f R a resonance frequency
  • the measuring cell 1 can be designed, for example, to a resonance frequency f R in the range of typically 4000 Hz.
  • f R a resonance frequency
  • the frequencies in particular less than 1000 Hz, which in itself would be advantageous due to the resulting larger overall lengths, the associated larger number of particles in the gas volume of the measuring cell 1 and therefore greater excitation and sensitivity, already resulting noise from the internal combustion engine itself.
  • frequencies greater than about 12000Hz the lengths are too small, which would have a negative impact on the excitation and thus on the sensitivity.
  • this can also be cooled by a cooling unit, not shown.
  • a cooling unit for example, a Peltier element, a water cooling, a heat exchanger, etc. may be provided.
  • active, controlled cooling to produce a pronounced temperature gradient in the microphone tube 10
  • the cooler side of the transducer is 1 1, which has a gradient in the density of the sample gas in the microphone tube 10 result.
  • a poetic Tegradient in the sample gas has the effect of an acoustic lens and additionally amplifies the sound pressure at the end of the microphone tube 10 and thus amplifies the measurement signal.
  • inventive features can also be applied to a measuring cell 1 as described in EP 1 564 543 A1, as shown in FIG. 3 (the same reference symbols as in FIG. 2 being used for the same components).
  • the improved sensitivity and resolution caused by the microphone tube 10 according to the subject invention can be combined with the advantages of avoiding deposits of the particles on the glass windows as entry or exit points of the laser beam 7.

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Abstract

Um die erzielbare Messgenauigkeit und das Detektionslimit einer fotoakustischen Messzelle (1) zu verbessern, wird vorgeschlagen, das Verhältnis der Länge L der Resonatorzelle (2) zur Länge I des Mikrophonrohrs (10) zu (I) zu wählen, wobei n die Ordnung der axialen Schwingungsmode der stehenden akustischen Welle in der Resonatorzelle (2) und m die Ordnung der axialen Schwingungsmode der stehenden akustischen Welle im Mikrophonrohr (10) bezeichnet, und gleichzeitig der Querschnitt des Mikrophonrohrs (10) so gewählt wird, dass das durch den Schallaufnehmer (11) in Abhängigkeit von der Anregefrequenz (fM) aufgenommene akustische Signal ein ausgeprägtes Einzelmaximum (fR) aufweist.

Description

Fotoakustische Messzelle
Die gegenständliche Erfindung betrifft eine fotoakustische Messzelle mit einer Resonatorzelle, die beidseitig von einer Kammer mit einem größerem Querschnitt als der Querschnitt der Resonatorzelle begrenzt ist und von einem Messgas durchströmt wird, mit einer Laser- quelle, die einen intermittierend modulierten oder gepulsten Laserstrahl in die Resonatorzelle richtet, und mit einem Mikrophonrohr, das im Bereich eines Druckmaximums der in der Resonatorzelle fotoakustisch angeregten stehenden akustischen Welle angeordnet ist, wobei das Mikrophonrohr von der Resonatorzelle abzweigt und am Ende des Mikrophonrohrs ein Schallaufnehmer zur Aufnahme eines akustischen Signals angeordnet ist.
Fotoakustische Detektoren werden unter anderem für die Messung der Konzentration von Feststoffpartikeln in gasförmigen Medien, z.B. für die Bestimmung der Rußmassenkonzentration in Fahrzeugabgasen, verwendet und sind hinlänglich bekannt. Dabei wird ein mit einer passend gewählten Betriebsfrequenz des Messsystems intermittierend modulierter oder gepulster Laserstrahl in eine mit Messgas gefüllte Messzelle gerichtet. Während der Strahlungsphasen absorbieren die vom Laserlicht bestrahlten Partikel im Messgas das Laserlicht, wodurch diese und indirekt das die Partikel umgebende Messgas erwärmt werden. Das führt zu periodischen Druckschwankungen im Gas der Messzelle, die sich als Schallwellen ausbreiten und folglich mit einem Mikrophon detektiert werden können. Das aufgenommene Mikrophonsignal ist proportional zur Partikelmassenkonzentration in der Messzelle und wird vorteilhafterweise zur Unterdrückung von Störgeräuschen und Signalrauschen synchron zur Betriebsfrequenz und mit angepasster Phasenverschiebung ausgewertet, beispielsweise mit einem Synchrongleichrichter.
Die Messzelle ist dabei bevorzugt als akustischer Resonator ausgeführt. Um die Resonanzüberhöhung des akustischen Signals zur Steigerung der Messempfindlichkeit nützen zu kön- nen, wird die Modulations- bzw. Pulsfrequenz des Lasers auf eine Resonanzfrequenz (Eigenfrequenz) des Resonators abgestimmt, wofür im Allgemeinen die Grundschwingung in axialer Richtung der Messzelle bevorzugt wird. Durch positive Interferenz der von den angeregten Feststoffpartikel erzeugten akustischen Signale entsteht eine stehende akustische Welle in axialer Richtung des Resonators. An seinen axialen Begrenzungen treten Druckma- xima auf, wenn die Begrenzung den Charakter eines„festen" Abschlusses hat. Die in der Messzelle als Resonator eigentlich wirksame Resonatorzelle kann aber auch an den beiden Seiten durch akustische Sperrfilter (Notchfilter) in Form einer Kammer mit größerem Querschnitt begrenzt werden, wodurch die Resonatorzelle zu einem an beiden Seiten akustisch „offenen" Resonator wird, der im Fall der Grundschwingung ein Druckmaximum in der Mitte der Resonatorzelle aufweist. Bei einer solchen Anordnung sollte daher das den Schalldruck messende Mikrophon in der Mitte des Resonators angeordnet werden. Um die Verschmutzung der für das Einkoppeln des Laserlichts benötigten Fenster der Messzelle, z.B. Glasfenster durch die im Messgas befindlichen Partikel zu verringern, ist auch schon eine im Gegenstrom arbeitende fotoakustische Messzelle vorgeschlagen worden, bei der das Messgas beidseitig von außen zugeführt wird und mittig zwischen den beiden Zufüh- rungen abgeführt wird. Das die Messzelle durchströmende Messgas prallt somit nicht an die Fenster, wodurch die Verschmutzung verringert wird. Eine solche fotoakustische Messzelle ist z.B. in EP 1 564 543 B1 beschrieben.
Durch die im technischen Fortschritt immer geringeren Partikelkonzentrationen im Abgas von Verbrennungskraftmaschinen, sowie durch die immer höheren Anforderungen an die Mess- genauigkeit und das Detektionslimit, auch durch gesetzliche Vorgaben, erhöhen sich die Anforderungen an die Messtechnik stetig. Übliche Verbesserungen im Lasersystem bzw. die Verwendung von empfindlicheren Mikrophonen werden daher nicht mehr ausreichend sein, um die gestellten Anforderungen an fotoakustische Messzellen erfüllen zu können.
Es ist daher eine Aufgabe der gegenständlichen Erfindung, eine fotoakustische Messzelle hinsichtlich der erzielbaren Messgenauigkeit und des Detektionslimits zu verbessern.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Länge L der Resonatorzelle und die Länge I
L n
des Mikrophonrohrs ungefähr im Verhältnis— = 2— gewählt werden, wobei n die Ordnung
/ m
der axialen Schwingungsmode in der Resonatorzelle und m die im Mikrophonrohr bedeuten, und der Querschnitt des Mikrophonrohrs so gewählt ist, dass das durch den Schallaufneh- mer in Abhängigkeit von der Anregefrequenz aufgenommene akustische Signal ein ausgeprägtes Einzelmaximum aufweist. Dadurch werden die in der Resonatorzelle und im Mikrophonrohr auftretenden stehenden Wellen mit jeweils eigener Resonanzfrequenz ungefähr aufeinander abgestimmt. Im Allgemeinen entstehen dabei in der Resonanzcharakteristik des Gesamtsystems zwei in der Frequenz nahe beisammen liegende Resonanzen, die sich aber bei einem ausreichend kleinem Querschnitt des Mikrophonrohrs vorteilhaft zu einer von anderen Resonanzen des Gesamtsystems wohlseparierten und deutlich ausgeprägten Einzelresonanz des Gesamtsystems überlagern, sodass die Frequenzabhängigkeit des durch das Mikrophon aufgenommenen akustischen Signals ein wo hl separiertes und deutlich ausgeprägtes Einzelmaximum aufweist, welches eine hohe Verstärkung des akustischen Signals bedeutet. Dabei trägt die Resonanzüberhöhung im Mikrophonrohr zur gesamten Resonanzüberhöhung des Messsignals bei und erhöht die Empfindlichkeit der Messanordnung. Auf diese Weise werden die Messgenauigkeit, die Auflösung und das Detektionslimit der Messzelle gegenüber herkömmlichen fotoakustischen Messzellen deutlich gesteigert.
Besonders vorteilhaft werden die Länge der Resonatorzelle in an sich bekannter Weise auf die Resonanzfrequenz der akustischen Grundschwingung in axialer Richtung der Resonator- zelle im Bereich von 1000Hz bis 12000Hz ausgelegt, was für viele Anwendungen ein bevorzugter Frequenzbereich ist. Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei auch herausgestellt, wenn das Mikrophonrohr mit einem Querschnitt kleiner 5mm2, insbesondere kleiner 1 ,8mm2, oder bei einem kreisrunden Querschnitt mit einem Durchmesser des Mikrophonrohres klei- ner als 2,5 mm, insbesondere kleiner als 1 ,5mm, ausgeführt ist. Mit diesen Abmessungen können günstige Resultate bezüglich einerseits Baugröße und Befüllungszeiten der Messzelle und andererseits einer hohen Messempfindlichkeit durch eine stabil ausgebildete wohlseparierte und deutlich ausgeprägte Einzelresonanz erzielt werden.
Wenn eine Kühleinheit zur Kühlung des Schallaufnehmers und/oder des Mikrophonrohrs vorgesehen ist, kann der Schallaufnehmer wirkungsvoll vor zu hohen Temperaturen geschützt werden. Hierbei ist besonders vorteilhaft, wenn durch die Kühleinheit im Mikrophonrohr zur Ausbildung einer akustischen Linse ein Temperaturgradient eingestellt wird. Auf diese Weise kann der Schalldruck am Ende des Mikrophonrohrs verstärkt werden, was die Messgenauigkeit, die Auflösung und das Detektionslimit der Messzelle weiter verbessert. Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigt
Fig.1 eine erfindungsgemäße Messzelle mit Mikrophonrohr,
Fig.2 das aufgenommene akustische Signal einer erfindungsgemäßen Messzelle und Fig.3 eine alternative Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Messzelle.
Die erfindungsgemäße fotoakustische Messzelle 1 nach dem Ausführungsbeispiel der Fig.1 besteht aus einer zylindrischen Resonatorzelle 2 mit kreisrundem Querschnitt mit einer Länge L und einem Durchmesser D, die an beiden axialen Enden offen ist und durch jeweils eine Kammer 3, mit einem Durchmesser größer dem Durchmesser D der Resonatorzelle 2, begrenzt ist. Der Durchmesser D wird bevorzugt so gewählt, dass sich in der Resonatorzelle 2 bei konstantem Durchfluss von Messgas ein laminarer Volumenstrom ausbildet. Gleichzeitig wird der Durchmesser D bevorzugt so klein gewählt, dass in einem breiten Frequenzspektrum, zumindest im Bereich der möglichen Betriebsfrequenz der Messzelle, im Wesentlichen nur akustische Schwingungsmoden in axialer Richtung der Resonatorzelle 2 auftreten. Die beiden Kammern 3 bilden dabei in bekannter und bewährter Weise einen akustischen Sperrfilter (Notchfilter). Das partikelgeladene Messgas wird über eine Zuführleitung 4 in die Resonatorzelle 2 zugeführt und über eine Abführleitung 5 abgeführt. Die Zuführleitung 4 und die Abführleitung 5 münden jeweils in einer der beiden Kammern 3, wobei die Position und die Art der Zu- und Abführung des Messgases in an sich bekannter Weise strömungstech- nisch und akustisch günstig gewählt werden. Von einer Laserquelle 6 wird ein intermittierend modulierter oder gepulster Laserstrahl 7 durch ein Glasfenster, das, wie hier, die Kammer 3 in axialer Richtung nach außen begrenzt, in die Resonatorzelle 2 gerichtet, vorteilhaft entlang der Längsachse der Resonatorzelle 2. Der Laserstrahl verlässt die Messzelle 1 an der gegenüberliegenden Seite ebenfalls durch ein Glasfenster. Die Anregefrequenz zur intermittierenden Modulation bzw. zur Pulsung des Laserstrahls 7 wird dabei auf die Frequenz der erfindungsgemäß herbeigeführten wohlseparierten und deutlich ausgeprägten Einzelresonanz des Gesamtsystems (wie nachfolgend beschrieben) abgestimmt. Das kann z.B. vor einer Messung erfolgen, manuell, oder auch automatisch, indem beispielsweise ein Frequenzband durchlaufen wird und die Frequenz des Maximums des aufgenommenen Mikrophonsignals gesucht wird.
Die Länge L der Resonatorzelle 2 bestimmt dabei die Frequenz ihrer akustischen Resonanzen (Eigenschwingungen) und bei Anregung mit einer Resonanzfrequenz bildet sich in der Resonatorzelle 2 eine resonanzüberhöhte stehende akustische Welle 8 aus. Die an den Enden der Resonatorzelle angeordneten Sperrfilter (Notchfilter) bewirken einen akustisch„offe- nen" Abschluss der Resonatorzelle 2, und gemäß den grundlegenden physikalischen Beziehungen ist die Länge L bei einem beidseitig offenen Resonator mit L~n*A/2 festgelegt, wobei λ die Wellenlänge der stehenden akustischen Welle bei der Anregefrequenz ist. Für die Grundschwingung n=1 ist die Länge folglich mit L-A/2 vorgegeben. Der über die Länge gleichbleibende Durchmesser D der Resonatorzelle 2 ist hierfür nicht relevant, solange im Wesentlichen nur Schwingungen in axialer Richtung auftreten.
Im Bereich des Druckmaximums der stehenden Welle 8 in der Resonatorzelle 2, also hier ungefähr in der Mitte der Resonatorzelle 2, ist ein Mikrophonrohr 10 angeordnet, das mit einem axialen Ende in die Resonatorzelle 2 mündet und an dessen anderem axialen Ende ein Schallaufnehmer 1 1 , wie z.B. ein Mikrophon, angeordnet ist. Es ist dabei unerheblich ob das Mikrophonrohr 10 im rechten Winkel an der Resonatorzelle 2 angeordnet ist, oder in einem beliebigen anderen Winkel. Auch das Mikrophonrohr 10 stellt einen Resonator dar, in dem sich eine stehende akustische Welle ausbildet. Um die Resonanz des Mikrophonrohrs 10 auf die der Resonatorzelle 2 abzustimmen und die beiden Resonanzüberhöhungen in ihrer Wirkung zu vereinen wird die Länge I des einseitig geschlossenen Mikrophonrohrs 10 gemäß den grundlegenden physikalischen Beziehungen mit l~m*A/4 gewählt. Für die Grundschwingung m=1 ist die Länge folglich Ι~λ/4, wobei λ wieder die Wellenlänge der stehenden akustischen Welle bei der Betriebsfrequenz ist.
Das Druckmaximum der stehenden Welle 8 in der Resonatorzelle 2, und damit auch die bevorzugte axiale Position des Mikrophonrohrs 10, kann aber natürlich bei einer anderen kon- struktiven Ausgestaltung, insbesondere bei einer nicht symmetrischen Messzelle 1 , auch an einer anderen axialen Position der Resonatorzelle 2 liegen. Wird eine solche fotoakustische Messzelle 1 mit einem in der Modulationsfrequenz bzw. Pulsfrequenz auf die Eigenfrequenz der Resonatorzelle 2 abgestimmten, intermittierend modulierten bzw. gepulsten Laserstrahl 7 angeregt, ergibt sich die Resonanzfrequenz fR1 der
Resonatorzelle 2 gemäß den grundlegenden physikalischen Beziehung zu fRl = n— , mit der Schallgeschwindigkeit c im Messgas. Für die beidseitig offene Resonatorzelle 2 ist die Ordnung n der Schwingungsmode durch eine positive natürliche Zahl gegeben, also n e {1 , 2, 3, 4, 5, ...}. Gleichermaßen ergibt sich die Resonanzfrequenz fR2 des Mikrophonrohrs 10 zu fR2 = m— . Für den einseitig geschlossenen Resonator ist die Ordnung m der Schwin-
4_Z-<
gungsmode durch eine positive, ungerade natürlich Zahl gegeben, also m e {1 , 3, 5, 7, ...}. Wird das akustische Signal mit dem Schallaufnehmer 1 1 bei verschiedenen Modulationsbzw. Pulsfrequenzen des Lasers aufgenommen, erwartet man daher ein Spektrum mit vielen Resonanzen bzw. Signalmaxima der beiden Resonatoren, das aber nicht einfach durch die Addition der beiden Einzelspektren der beiden Resonatoren gebildet wird, sondern durch frequenzverschobene Einzelresonanzen und den typischen Doppelmaxima gekoppelter Re- sonatoren gekennzeichnet ist. Ein solches Signal mit zwei ausgeprägten Resonanzen bzw. Maxima, ist z.B. in Form der Kurve 20 in Fig.2 dargestellt.
Wenn also bei gleicher Anregefrequenz sowohl in der Resonatorzelle 2 als auch im Mikrophonrohr 10 eine resonanzüberhöhte stehende Welle angestrebt wird, dann ist das ungefähre Verhältnis der Länge L der Resonatorzelle 2 zur Länge I des Mikrophonrohrs 10 mit
L „ n
— = 2— zu wählen.
/ m
Überraschender weise wurde aber festgestellt, dass trotz guter Abstimmung der beiden Resonatoren ihre Resonanzspektren sich nicht einfach zu einem gemeinsamen Spektrum einfacher Resonanzen zusammenschieben. Das Gesamtspektrum ist unter Anderem durch Doppelmaxima (wie z.B. Kurve 20 in Fig. 2) gekennzeichnet, deren einzelne Maxima nicht einfach dem einen oder anderen Resonator zugeordnet werden können. Auch für die Grundschwingung (n=1 und m=1 ) und bei guter Abstimmung der beiden Resonatoren musste zur Kenntnis genommen werden, dass sich die beiden Resonanzfrequenzen fR1, fR2 zwar einander nähern, aber im Allgemeinen doch ungefähr den in Fig.2 gezeigten typischen Verlauf nach der Kurve 20 beibehalten und keine wohlseparierte und deutlich ausgeprägte Einzelre- sonanz darstellen. Dabei wurde aber ebenso überraschend festgestellt, dass sich doch eine wohlseparierte und deutlich ausgeprägte Einzelresonanz des Gesamtsystems ausbildet, wenn der Durchmesser d (bzw. allgemein der Querschnitt) des Mikrophonrohrs 10 ausreichend klein gemacht wird. Das Resonanzspektrum der Messzelle 1 ist also überraschender Weise abhängig von einem Parameter, der auf die einzelnen Resonanzfrequenzen fR1, fR2 an sich keinen Einfluss hat.
Es gibt im System natürlich noch unendlich viele Oberschwingungen im Frequenzspektrum, die aber bei der Bestimmung der Einzelresonanz unberücksichtigt bleiben.
Bei ungefährer Abstimmung der einzelnen Resonatoren (über deren Längen) erhält man also die gewünschte von anderen Resonanzen des Gesamtsystems wohlseparierte und deutlich ausgeprägte Einzelresonanz, wenn man den Durchmesser d bei einem kreisrunden Querschnitt des Mikrophonrohres 10 ausreichend klein macht. Das ist anhand der Kurven 21 , 22 und 23 in Fig. 2 am Beispiel eines kreisrunden Querschnitts dargestellt, aus denen ersicht- lieh ist, dass die beiden ausgeprägten Resonanzen in eine einzige ausgeprägte Resonanzfrequenz fR übergehen, wenn der Durchmesser d des Mikrophonrohrs 10 verkleinert wird. Der passende Durchmesser d des Mikrophonrohrs 10 kann dabei z.B. einfach durch Messungen ermittelt werden, wobei unter Umständen das mit dem Mikrophon 1 1 aufgezeichnete Signal mit z.B. einem Synchrongleichrichter geglättet oder gefiltert werden muss, bevor ein Maximum genau bestimmt werden kann.
Für die in Fig. 2 dargestellten Messergebnisse wurde eine Messzelle 1 mit einer Resonatorzelle 2 mit L=42mm, was einer Resonanzfrequenz von ~4000Hz in Luft entspricht, und - darauf abgestimmt - ein Mikrophonrohr 10 mit 1=21 mm herangezogen und mit einem partikelgeladenen Messgas (hier Luft) befüllt. Der Laser wurde mit einer Anregefrequenz fM im Frequenzbereich von 2000Hz bis 7000Hz moduliert bzw. gepulst, z.B. mittels eines bekannten Choppers, und das entstehende Schalldrucksignal mittels Schallaufnehmer 1 1 aufgenommen und als Spannung UM dargestellt. Bei einem Durchmesser des Mikrophonrohrs d=3mm ergibt sich die Kurve 20 in Fig.2, die zwei verbundene Maxima zeigt. Wird der Durchmesser auf d=2,2mm verkleinert, erhält man die Kurve 21 in Fig.2, bei der man das Zusammenwachsen der beiden Maxima aus Kurve 20 erkennt und die schon nur mehr ein Maximum (im Sinne des mathematischen Extremwerts der Kurve 21 ) und eine größere Signalamplitude aufweist. Bei einer weiteren Verkleinerung des Durchmessers auf d=2mm schieben sich die Resonanzen noch weiter zusammen (Kurve 22 in Fig.2). Bei einem Durchmesser von d=1 ,5mm ergibt sich eine besonders deutlich ausgeprägte Einzelresonanz mit nur einer Resonanzfrequenz fR und einer hohen Signalamplitude (Kurve 23 in Fig. 2).
Zum Vergleich der mit Kurve 23 in Fig. 2 erzielten Verbesserung zeigt Fig.2 mit Kurve 24 auch ein typisches Signal einer herkömmlichen, aus dem Stand der Technik bekannten fotoakustischen Messzelle (ohne Mikrophonrohr 10) mit denselben Dimensionen der Resonatorzelle 2. Daraus ist die deutlich verbesserte Signalstärke und damit die verbesserte Mess- genauigkeit und Auflösung unmittelbar erkennbar. Dieses Verhalten ist dabei überraschender Weise auch unabhängig von der ausgelegten Resonanzfrequenz der Resonatorzelle 2. Z.B. ergibt sich bei einer Länge L der Resonatorzelle 2 von L=84mm (entspricht ungefähr einer Resonanzfrequenz von 2000Hz) und einer darauf abgestimmten Länge I des Mikrophonrohrs 10 von l=42mm bei kleiner werdendem Querschnitt des Mikrophonrohrs 10 ebenfalls ein ausgeprägtes Druckmaximum im Mikrophonsignal, z.B. bei einem kreisrunden Querschnitt ab einem Durchmesser d von ca. 2,5mm und insbesondere bei d=1 ,5mm. Dasselbe kann man bei höheren Resonanzfrequenzen der Resonatorzelle 2 beobachten.
Der Querschnitt der Resonatorzelle 2, bzw. der Kammer 3, bzw. des Mikrophonrohres 10, könnte aber auch anders als kreisrund ausgeführt sein, z.B. könnte der kreisrunde Querschnitt auch durch einen polygonalen (etwa einem dreieckige, rechteckigen oder sechseckigen) oder abgerundeten (etwa elliptischen) Querschnitt angenähert werden. Der Kern der Erfindung bleibt dabei unverändert, wobei anstelle des Durchmessers d allgemein der Querschnitt des Mikrophonrohrs 10 verkleinert wird, bis sich in gleicher Weise eine wohlseparierte und deutlich ausgeprägte Einzelresonanz des Gesamtsystems ausbildet. Auch hier wurde festgestellt, dass sich der oben beschriebene Effekt in gleicher Weise allgemein ab einem Querschnitt des Mikrophonrohrs 10 von ca. 5mm2, was ungefähr einem Durchmesser von 2,5mm entspricht, einstellt.
Der Querschnitt des Mikrophonrohrs 10 sollte dabei aber natürlich nicht beliebig klein ge- macht werden, da man ansonsten Probleme mit Ablagerungen von Partikeln am Mikrophonrohr 10 bekommen kann.
Für eine Anwendung zur Messung der Russkonzentration im Abgas eines Verbrennungsmotors kann die Messzelle 1 z.B. auf eine Resonanzfrequenz fR im Bereich von typischerweise 4000Hz ausgelegt werden. Bei kleineren Frequenzen, insbesondere kleiner 1000Hz, die an sich aufgrund der sich ergebenden größeren Baulängen, der damit verbundenen größeren Partikelanzahl im Gasvolumen der Messzelle 1 und daher größeren Anregung und Messempfindlichkeit vorteilhaft wären, ergeben sich bereits Störgeräusche vom Verbrennungsmotor selbst. Bei Frequenzen von größer ungefähr 12000Hz werden die Baulängen zu gering, was sich negativ auf die Anregung und damit auf die Sensitivität auswirken würde.
Um den Schallaufnehmer 1 1 vor zu hohen Temperaturen zu schützen, kann dieser durch eine nicht dargestellte Kühleinheit auch gekühlt werden. Als Kühlung kann z.B. ein Peltie- relement, eine Wasserkühlung, ein Wärmetauscher, etc. vorgesehen sein. Weiters ist es möglich durch aktive, kontrollierte Kühlung einen ausgeprägten Temperaturgradienten im Mikrophonrohr 10 zu erzeugen, wobei die kühlere Seite beim Schallaufnehmer 1 1 liegt, was im Mikrophonrohr 10 einen Gradienten in der Dichte des Messgases zur Folge hat. Ein Dich- tegradient im Messgas hat die Wirkung einer akustischen Linse und verstärkt zusätzlich den Schalldruck am Ende des Mikrophonrohrs 10 und verstärkt somit das Messsignal.
Die erfinderischen Merkmale lassen sich natürlich auch auf eine Messzelle 1 wie in der EP 1 564 543 A1 beschrieben anwenden, wie in Fig.3 dargestellt (wobei für gleiche Bauteile die gleichen Referenzzeichen wie in Fig.2 verwendet wurden). Damit lassen sich die verbesserte Empfindlichkeit und Auflösung, hervorgerufen durch das Mikrophonrohr 10 gemäß der gegenständlichen Erfindung, mit den Vorteilen der Vermeidung von Ablagerungen der Partikel an den Glasfenstern als Eintritts- bzw. Austrittsstellen des Laserstrahls 7 verbinden.

Claims

Patentansprüche
1 . Fotoakustische Messzelle mit einer Resonatorzelle (2), die beidseitig von einer Kammer (3) mit einem größerem Querschnitt als der Querschnitt der Resonatorzelle (2) begrenzt ist und von einem Messgas durchströmt wird, mit einer Laserquelle (6), die einen intermittierend modulierten oder gepulsten Laserstrahl (7) in die Resonatorzelle (2) richtet, und mit einem Mikrophonrohr (10), das im Bereich eines Druckmaximums der in der Resonatorzelle (2) fotoakustisch angeregten stehenden akustischen Welle (8) angeordnet ist, wobei das Mikrophonrohr (10) von der Resonatorzelle (2) abzweigt und am Ende des Mikrophonrohrs (10) ein Schallaufnehmer (1 1 ) zur Aufnahme eines akustischen Signals angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Länge L der Resonatorzelle (2) zur Län-
L n
ge I des Mikrophonrohrs (10) zu— = 2— gewählt ist, wobei n die Ordnung der axialen
/ m
Schwingungsmode der stehenden akustischen Welle in der Resonatorzelle (2) und m die Ordnung der axialen Schwingungsmode der stehenden akustischen Welle im Mikrophonrohr (10) bezeichnet, und der Querschnitt des Mikrophonrohrs (10) so gewählt ist, dass das durch den Schallaufnehmer (1 1 ) in Abhängigkeit von der Anregefrequenz (fM) aufgenommene akustische Signal ein ausgeprägtes Einzelmaximum (fR) aufweist.
2. Fotoakustische Messzelle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Resonatorzelle (2) auf die Resonanzfrequenz der akustischen Grundschwingung in axialer Richtung der Resonatorzelle (2) im Bereich von 1000Hz bis 12000Hz ausgelegt ist.
3. Fotoakustische Messzelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Mikrophonrohrs (10) kleiner als 5mm2, insbesondere kleiner als 1 ,8mm2 gewählt ist.
4. Fotoakustische Messzelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Mikrophonrohrs (10) kreisrund ist und der Durchmesser (d) des Mikrophonrohres (10) kleiner als 2,5 mm, insbesondere kleiner als 1 ,5mm, gewählt ist.
5. Fotoakustische Messzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühleinheit zur Kühlung des Schallaufnehmers (1 1 ) und/oder des Mikrophonrohrs (10) vorgesehen ist.
6. Fotoakustische Messzelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Kühleinheit im Mikrophonrohr (10) zur Ausbildung einer akustischen Linse ein Temperaturgradient einstellbar ist.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109490211A (zh) * 2018-11-16 2019-03-19 安徽理工大学 一种带有抗噪功能的光声池
WO2020109322A1 (fr) * 2018-11-30 2020-06-04 Faurecia Systemes D'echappement Ligne d'échappement comprenant un capteur photoacoustique pour mesurer au moins une concentration en gaz polluant et véhicule automobile comprenant une telle ligne d'échappement
CN111435111A (zh) * 2019-01-11 2020-07-21 英飞凌科技股份有限公司 具有最佳参考路径长度的光声气体传感器
CN111699376A (zh) * 2017-12-28 2020-09-22 Avl李斯特有限公司 用于求得测量气体的测量参数的测量装置
WO2022267286A1 (zh) * 2021-06-22 2022-12-29 南方电网科学研究院有限责任公司 一种气体检测装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4372149A (en) * 1980-11-17 1983-02-08 Zharov Vladimir P Laser-excited spectrophone
EP1564543A2 (de) 2004-01-28 2005-08-17 AVL List GmbH Messkammer für einen photoakustischen Gassensor
US20050210956A1 (en) * 2004-03-24 2005-09-29 Robert Anthony Crane Method of identifying and detecting the concentrations of multiple species by means of a spectrophone

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6662627B2 (en) * 2001-06-22 2003-12-16 Desert Research Institute Photoacoustic instrument for measuring particles in a gas
DE102007043951B4 (de) * 2007-09-14 2009-07-30 Protronic Innovative Steuerungselektronik Gmbh Vorrichtung zur Detektion von Molekülen in Gasen
US20120118042A1 (en) * 2010-06-10 2012-05-17 Gillis Keith A Photoacoustic Spectrometer with Calculable Cell Constant for Quantitative Absorption Measurements of Pure Gases, Gaseous Mixtures, and Aerosols

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4372149A (en) * 1980-11-17 1983-02-08 Zharov Vladimir P Laser-excited spectrophone
EP1564543A2 (de) 2004-01-28 2005-08-17 AVL List GmbH Messkammer für einen photoakustischen Gassensor
EP1564543B1 (de) 2004-01-28 2007-07-11 AVL List GmbH Messkammer für einen photoakustischen Gassensor
US20050210956A1 (en) * 2004-03-24 2005-09-29 Robert Anthony Crane Method of identifying and detecting the concentrations of multiple species by means of a spectrophone

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PAUL M. PELLEGRINO: "Miniature photoacoustic chemical sensor using microelectromechanical structures", PROCEEDINGS OF SPIE, vol. 5416, 1 January 2004 (2004-01-01), pages 42 - 53, XP055017097, ISSN: 0277-786X, DOI: 10.1117/12.543934 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111699376A (zh) * 2017-12-28 2020-09-22 Avl李斯特有限公司 用于求得测量气体的测量参数的测量装置
CN111699376B (zh) * 2017-12-28 2023-09-05 Avl李斯特有限公司 用于求得测量气体的测量参数的测量装置
CN109490211A (zh) * 2018-11-16 2019-03-19 安徽理工大学 一种带有抗噪功能的光声池
WO2020109322A1 (fr) * 2018-11-30 2020-06-04 Faurecia Systemes D'echappement Ligne d'échappement comprenant un capteur photoacoustique pour mesurer au moins une concentration en gaz polluant et véhicule automobile comprenant une telle ligne d'échappement
FR3089250A1 (fr) * 2018-11-30 2020-06-05 Faurecia Systemes D'echappement Ligne d’échappement comprenant un capteur photoacoustique pour mesurer au moins une concentration en gaz polluant et véhicule automobile comprenant une telle ligne d’échappement
CN111435111A (zh) * 2019-01-11 2020-07-21 英飞凌科技股份有限公司 具有最佳参考路径长度的光声气体传感器
CN111435111B (zh) * 2019-01-11 2023-10-27 英飞凌科技股份有限公司 具有最佳参考路径长度的光声气体传感器
WO2022267286A1 (zh) * 2021-06-22 2022-12-29 南方电网科学研究院有限责任公司 一种气体检测装置

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