WO2015140343A1 - Kalibriereinheit für ein abgasmessgerät - Google Patents

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WO2015140343A1
WO2015140343A1 PCT/EP2015/056072 EP2015056072W WO2015140343A1 WO 2015140343 A1 WO2015140343 A1 WO 2015140343A1 EP 2015056072 W EP2015056072 W EP 2015056072W WO 2015140343 A1 WO2015140343 A1 WO 2015140343A1
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WO
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line
calibration unit
gas
calibration
input
Prior art date
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PCT/EP2015/056072
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English (en)
French (fr)
Inventor
Volker Pointner
Thomas Schimpl
Thomas Sommer
Original Assignee
Avl List Gmbh
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Priority claimed from ATA50208/2014A external-priority patent/AT513683B1/de
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0006—Calibrating gas analysers

Definitions

  • the subject invention relates to a calibration unit for an exhaust gas measuring device, in particular a mobile exhaust gas measuring device, or a method for performing an emission measurement with such an exhaust gas measuring device using a calibration unit according to the invention.
  • gas analysis of the exhaust gas such as the determination of certain gas components such as THC, NMHC, NO, N0 2 or CO, C0 2 , 0 2 or the measurement of the particle concentration, particle amount or number of particles performed.
  • the entire exhaust gas measuring technology is arranged on the vehicle and must therefore meet certain requirements, such as low weight, resistant to vibration and shock, resistant to external environmental influences, etc.
  • a mobile exhaust gas measuring device must be calibrated or adjusted at regular intervals, In order to ensure its correct function and to make the flue gas analyzer ready for use and to make the measured data comparable.
  • different gases are supplied to the exhaust gas meter for zeroing, for calibration, for adjustment or for comparison purposes and different calibration procedures are carried out, such as comparative measurements, calibration, zeroing, linearizations, response times or system response time checking, etc.
  • the gases required for this are usually the exhaust gas measuring device respectively provided in their own gas cylinders or their own supply lines and not carried in the vehicle to be checked, as this would increase the weight of the measuring arrangement in an undesirable manner and would represent a potential risk not be estimated.
  • the different procedures require different gases and different equipment, which also increases the weight and complexity of the measuring arrangement.
  • the mobile exhaust gas analyzer expects gases supplied with a specific, defined pressure.
  • the gases are present in the gas cylinders, supply lines or as gases of gas dividers with different pressures, which increases the effort for the pressure control of the calibration gases for the calibration of the mobile exhaust gas measuring devices in the air. It is now an object of the subject invention to provide a calibration unit, with which the above-mentioned problems can be eliminated and in particular in the simplest way on a mobile exhaust gas measuring device a variety of calibration procedures can be performed with different gases.
  • This object is achieved with a calibration unit having a number of input terminals, the input terminals opening in an input line with which an overflow Power line is connected, wherein the overflow line is connected to an overflow output port of the calibration unit and provided with a response time output terminal of the calibration unit connected
  • An Jardin Tech convinced which is connected either to the overflow line or to an input terminal of the calibration unit. This makes it possible to realize the function of measuring the system voice response, signal response and signal fall time as a calibration procedure in a particularly simple manner.
  • This circuitry makes it easy to first establish a particular initial state by first supplying a particular gas, eg a zero gas.
  • the overflow line can then simply be switched through to the response time line, with which the desired times can be determined in the mobile exhaust gas measuring device.
  • the measurement of the times can also be carried out for different calibration gases and for various gas analyzers in the mobile exhaust gas measuring device.
  • a calibration unit having a number of input terminals, the input terminals opening into an input line to which a main calibration line and a gas divider line are connected, the main calibration line is connected to a calibration output terminal of the calibration unit and the gas divider line is connected to a calibration line Gas divider output terminal is connected and the calibration unit is provided a gas divider input port to which a mixture line is connected, which opens into the Hauptkalibrierön.
  • the calibration unit can be separated in this way from the exhaust gas meter and connected only when needed with this.
  • the proposed pneumatic scheme makes it possible to easily connect various gases to output ports of the calibration unit to perform various measurements and procedures in an associated exhaust gas meter, such as e.g. Comparison measurements, calibration, zeroing, adjustment, linearizations, response times or system response time verification, etc.
  • the calibration unit can be used with a mobile exhaust gas measuring device which is arranged on a vehicle since this allows the execution of the stated measurements and procedures and the actual measurement to be separated with the exhaust gas measuring device.
  • the calibration unit only one output terminal of the calibration has to be connected via a calibration with a gas inlet of the exhaust gas meter, the calibration unit, however, must be connected only for these measurements and procedures with the exhaust gas meter.
  • the calibration unit can be disconnected, whereby the vehicle is not burdened by the weight of the calibration unit and any gas cylinders.
  • the calibration unit is connected via a control line with the mobile Abgasmessgerat, which makes it possible to control the calibration directly from the Abgasmessgerat on the existing control. This only requires one controller.
  • At least one gas supply preferably at least one gas cylinder
  • the calibration unit is then connected to the exhaust gas meter via at least one calibration line.
  • the exhaust gas meter can thus be used in a test-free period, e.g. autonomously carry out the necessary measurements and procedures at night, without the user having to change gases at the calibration unit in order to be prepared for the next test drive. Due to the advantageous stationary installation of the calibration unit and the control line, the gases can remain permanently connected to the calibration unit. Instead of multiple connections, only one connection, the calibration line, must be disconnected when the calibration unit is disconnected from the flue gas analyzer. With a calibration unit and a plurality of exhaust gas measuring devices 15 can be checked.
  • At least one gas pressure regulating unit and / or at least one pressure and / or flow control unit and / or at least one valve are arranged in the main calibration line.
  • a gas pressure regulating unit a desired pressure 20 can be adjusted easily and independently of the inlet pressure, that is to say independently of the pressure of the gas supplied.
  • the pressure and / or flow control unit can provide for a constant flow or for the correct pressure of the gas.
  • the valve the gas flow can be interrupted if necessary.
  • the pressure and / or flow control unit can also be used to perform linearity checks.
  • At least one pressure relief valve which is connected to a pressure-relief line is arranged in the mixture line.
  • the gas divider output port and the gas divider input port are preferably interconnected via a gas divider connected therebetween. This makes it possible for the calibration unit / the exhaust gas meter to supply a gas with a defined and different concentration, which can be set in the gas divider, which is required in particular for linearity tests.
  • the overflow is advantageously connected to an overflow output terminal of the calibration unit.
  • the volume flow of the gas can be easily preset or adjusted.
  • an input valve is arranged between an input connection and the input line. This makes it easy to control which input connection is switched through.
  • an air line opens in front of the inlet valve and is connected to an air outlet connection of the calibrating unit. In this way, even when the input valve is closed via the air line, an air outlet port can be supplied with a gas that is supplied via the input port. This enables the parallel delivery of different gases at different output connections.
  • an air flow control unit is arranged in the air line in order to be able to simply predetermine or set the volume flow of the gas.
  • FIG. 1 shows the use of a calibration unit according to the invention with a mobile exhaust gas measuring device on a vehicle
  • FIG. 3 shows the use of the calibration unit according to the invention in calibration measurements
  • FIG. 4 shows the use of the calibration unit according to the invention in linearity tests
  • FIG 6 shows an alternative embodiment of the calibration unit according to the invention.
  • a mobile exhaust gas measuring device 3 is arranged, via a Exhaust pipe 5 is supplied from an exhaust 4 exhaust gas removed for gas analysis.
  • various well-known gas analyzers such as a FID (Flame Ionization Detector) an analyzer for measuring hydrocarbons (HC), an NDUV (Non-Dispersive Ultra Violet Analyzer) analyzer for measuring nitrogen oxides (NO, N0 2 ), a NDIR (Non Dispersive Infrared Analyzer) analyzer for determining the carbon monoxide / carbon dioxide content (CO / CO 2 ) and the HC content, an oxygen analyzer or oxygen sensor, measuring devices for detecting solid exhaust gas components such as particles, etc., and possibly required components for exhaust gas treatment, such as filters, condensate, gas cooler, gas diluent, gas mixer, etc., and exhaust control, such as a suction pump, flow control, etc., may
  • the various gas analyzers in the mobile exhaust gas measuring device 3 may also require other operating media, such as fuel gas, air, etc., which may also be supplied externally.
  • the calibration unit 1 has at least one output connection 12, 13, 14, 15, 17 for gas (as described in more detail below), which is connected via a calibration line 7 to a gas inlet 6 of the mobile exhaust gas measuring device 3. Gas is supplied to the mobile exhaust gas measuring device 3 via the calibration line 7. If appropriate, several gas inlets 6 and several calibration lines 7 for different gases can also be provided on the exhaust gas measuring device 3; in this case the calibration unit 1 also has a plurality of separate gas outlets.
  • the mobile exhaust gas measuring device 3 can also have a control output 8, via which the calibration unit 1 can be connected and controlled by the control unit 9 with the mobile exhaust gas measuring device 3 or with the individual components of the calibration unit 1 (as described in more detail below becomes).
  • Various gases stored in gas cylinders 10 or supplied via supply lines can be connected to the calibration unit 1, as will be described in more detail below with reference to FIG.
  • a gas is characterized by a defined, known composition, but which can have different inlet pressures, depending on the set pressure regulator or depending on the required flow rates for long supply lines.
  • a number of overpressure input connections 1 1, 18, 19, a pressure-neutral connection 16 and various output connections 12, 13, 14, 15, 17 serve different functions, as described below will be provided. All gas connections are connected to the calibration unit 1 with suitable pneumatic connectors, preferably self-closing on both sides.
  • input valves 20 are connected to the various input terminals 1 1 , 19 specifically open and shut off can, for example by command from the mobile exhaust gas measuring device 3 via the control line 9, as indicated in Figure 2.
  • gas sources with different pressures, eg in a specified pressure range of 0.5 to 4.5 bar, can be connected.
  • filter elements such as fine-meshed metal nets, can be used to prevent soiling or to contaminate the calibration unit 1 to be provided.
  • Fig. 2 there are exemplified possible supplied gases, wherein G stands for any gas and A for conditioned air (e.g., synthetic air, air filtered and dried, etc.). All input terminals 1 1, 19 for external gases open in the calibration unit 1 in the embodiment shown in a single input line 21, although of course several separate input lines 21 would be conceivable.
  • G stands for any gas
  • A for conditioned air (e.g., synthetic air, air filtered and dried, etc.).
  • the input port 19 for conditioned air is connected here directly to an air outlet port 15 for treated air by means of a branching off in front of the associated input valve 20 air line 22, in which an air flow control unit 23 may be arranged.
  • air can be supplied to the mobile exhaust gas measuring device 3 via this air outlet connection 15 independently of other functions of the calibration unit 1 in a defined state, e.g. as combustion air for a Fl D analyzer or as mixed air in a gas diluent.
  • the input line 21 may be connected via an overflow line 28 connected thereto to an overflow output connection 13 of the calibration unit 1.
  • This can be supplied via any input terminal 1 1 overflow in the form of a so-called zero gas, eg N 2 or synthetic air, but also to be tested gas that can be switched to the overflow output port 13, for rinsing.
  • a first switching valve 30, for example, as here a 3/2-way valve to be connected to the input line 21, with which the input line 21 can be switched to two different gas paths in the calibration unit 1.
  • the overflow line 28 may be connected to a first free output 41 of the switching valve 30.
  • An overflow flow control unit 29 can also be provided in the overflow line 28 in order to be able to predetermine or set the volume flow of the overflow gas.
  • the above- Strömgas (zero gas) or another gas is particularly when switching between two calibration gases for purging the dead volume between an input port 1 1 and the first switching valve 30 and thus in preparation for the subsequent measurement or even before switching off the entire measuring device, for rinsing this needed.
  • a second switching valve 31 e.g. a 3/2-way valve, connected between a Hauptkalibrier Arthur 32 and a gas divider line 33, which are connected to outputs 44, 43 of the second switching valve 31, switches.
  • the main gas line 32 is connected to a calibration output port 12 and the gas divider line 33 is connected to a gas divider output port 17.
  • the second switching valve 31 is switched so that its output 44 is open, to which the Hauptkalibrier Arthur 32 is connected, which in turn is connected to the calibration output terminal 12.
  • the switching valves 30, 31 and the input valves 20 can be controlled via the control line 9 from the mobile exhaust gas measuring device 3.
  • a presettable gas pressure control unit 25 for example in the form of a pressure reducing valve, a pressure and / or flow control unit 26 and optionally a valve 27 are arranged. With the gas pressure control unit 25, regardless of the inlet pressure, that is independent of the pressure of the gas supplied, before the pressure and / or flow control unit 26, a desired pressure can be adjusted.
  • the pressure and / or flow control unit 26 ensures a constant flow or for the correct pressure of the gas.
  • a pressure be provided sensor / flow sensor with which the pressure of the flow of the gas can be adjusted.
  • the valve 27 With the valve 27, the supply of gas can be interrupted as needed. In this way, different gases with defined pressure and defined flow can be supplied to the mobile exhaust gas measuring device 3 via the calibration gas line 7 connected to the calibration output connection 12 in order to carry out measurements there.
  • the first switching valve 30 is connected as above under a).
  • the second switching valve 31 is switched so that now the other output 43 of the second switching valve 31 is opened, whereby the input line 21 is connected via a gas divider line 33 to the gas divider output port 17.
  • the gas divider output connection 17 is connected to an input of a gas divider (gas diluter, gas mixer) 40, which serves to set the concentration of the undiluted calibration gas supplied via the input line 21 in defined, discrete steps to a defined value.
  • gas dividers 40 are well known and are commercially available, which is why will not be discussed further here.
  • the purpose of this is a carrier gas, which is supplied to the gas divider 40 via a mixed gas line 34.
  • the gas mixture with the set concentration of the calibration gas (as a mixture of the carrier gas with the undiluted calibration gas) is then supplied via an output of the gas divider 40 to the gas divider input port 18 of the calibration unit 1, which via a mixture line 35 in the calibration unit 1 with the calibration output terminal 12 of the calibration unit 1 is connected.
  • the mixture line 35 opens, preferably upstream of the flow control unit 26 in the Hauptkalibrier Arthur 32, whereby the flow or the pressure of the gas mixture is in turn regulated, as described above under a).
  • the main calibration line 32 can then be connected to the mobile exhaust gas measuring device 3 again via the calibration line 7.
  • the mobile exhaust gas measuring device 3 different concentrations of a calibration gas for performing a linearity check can be supplied.
  • the mixture line 35 can be arranged to increase the security and a pressure relief valve 36 that is connected to a pressure relief line 37 in order to prevent the build-up of an undesirable high pressure in the mixture line 35.
  • the overpressure line 37 can be connected, for example, to the overflow outlet connection 13 (as in FIG. 4).
  • any external gas divider 40 can be used.
  • the carrier gas could thereby be branched off in front of the inlet valve 20 of one of the inlet connections 11, and thus upstream of the inlet line 21, similar to the inlet connection 19 (eg synthetic air, air filtered and dried, etc.) and the air duct 22 as above described under a).
  • the inlet connection 19 eg synthetic air, air filtered and dried, etc.
  • the air duct 22 as above described under a.
  • these times are typically defined as the times required to reach a predetermined threshold, e.g. in percent of the measured variable, to measure a pending, known input variable.
  • a lower response limit can be specified.
  • the first switching valve 30 is switched so that the overflow line 28 connected to the outlet 41 of the switching valve 30 is open.
  • the overflow output port 13 is thus connected to the input line 21.
  • the overflow line 28, preferably after the overflow flow control unit 29, is connected to a connection 45 of a response time switching valve 38 (preferably designed as a 3/2-way valve).
  • a second port 46 of the response time switching valve 38 is connected via a Antechnischterrorism 85 with the response time output terminal 14 to which the exhaust pipe 5, another defined connection to the exhaust gas inlet of the exhaust gas meter 3 or the calibration 7 is connected to the mobile exhaust gas meter 3.
  • the third port 47 of the response times switching valve 38 is connected here via the overflow line 24 to the pressure-neutral terminal 16.
  • the input line 21 is fed to a specific gas or mixed gas of known composition.
  • the response times switching valve 38 is initially switched so, for example, controlled by the mobile exhaust gas meter 3 via the control line 9 that the overflow line 24 is connected to the An Anlagen professiontechnisch 39 and thus to the response times output terminal 14.
  • the mobile Ab- Gas meter 3 via the pressure-neutral and open port 16, which acts as an input port, for example sucked air.
  • a specific gas for example a zero gas or another test gas, could also be supplied via the connection 16, which gas is then supplied to the mobile exhaust gas measuring device 3 in this switching state.
  • the third port 47 of the response time switching valve 38 is connected in front of an input valve 20 via a line to one of the input terminals 1 1, or with a separate input terminal, as indicated in Fig.5 dashed lines. In this way, it would also be possible to supply a specific gas via this input connection 11, in a pressure-neutral manner.
  • the response times switching valve 38 is now switched so that the overflow line 28 is connected through to the Ansch practitioner réelle 39. If the entire volume flow of the calibration gas in the overflow line 28 is not required for measuring the response time, the portion not required in this case is removed here via the overflow output connection 13. Thus, the mobile exhaust gas measuring device 3 is now supplied via the input line 21, the defined calibration gas in the required amount. In the mobile exhaust gas meter 3, the achievement of the lower signal response time, e.g. 10%, reaching the upper signal response limit, e.g. 90%, if necessary, the corresponding fall times, e.g. reaching the 90% and 10% signal limits, measured.
  • the lower signal response time e.g. 10%
  • reaching the upper signal response limit e.g. 90%
  • the corresponding fall times e.g. reaching the 90% and 10% signal limits
  • the time elapsed between the switching from the response time switching valve 38 and the upper signal response limit is used as the system response time.
  • the time elapsing between reaching the lower and upper response limits is then used as the signal response or signal rise time.
  • the time that elapses in the signal level drop between reaching the upper and lower response limits is then used as the signal fall time. Likewise, now could be monitored and evaluated on reaching the above limit.
  • the measurement of the response times can of course be carried out for different calibration gases and for various gas analyzers in the mobile exhaust gas measuring device 3.
  • the above-described functions a), b) and c) need not all be realized in the calibration unit 1, e.g. only the functions a) and b) or only the function c) be realized.
  • the functions a) and b) are operated by a first input line 21 and the function c) by a second, separated from the first input line.
  • the calibration unit 1 is shown in an alternative embodiment, in which the first and second switching valve 30, 31 in the form of a 3/2-way valve by individual switching valves 50, 51, 52, which can be controlled again via the control line 9 from the mobile exhaust gas measuring device 3, were replaced in the respective lines 28, 32, 33 in the calibration unit 1.
  • the response time switching valve 38 has been replaced by two separately controlled simple switching valves 48, 49. This makes it clear that the individual functions can of course be realized by different pneumatic schemes.
  • the above-described functions of the calibration unit 1 can be carried out automatically and controlled by the mobile exhaust gas measuring device 3, or another control unit.
  • the vehicle 2 with the mobile exhaust gas measuring device 3 can therefore be connected to the external calibration unit 1, for example in the evening.
  • the respective output terminals 12, 13, 14 each have a calibration 7 may be connected, which may lead to a controlled switching valve to the respective correct output terminal 12, 13, 14 to the mobile exhaust gas meter. 3 to switch.
  • multiple calibration lines 7 can be connected to the mobile exhaust gas measuring device 3 in order to supply different gases.
  • the required calibration and adjustment procedures can then be carried out automatically overnight, ie when the vehicle is at a standstill, with which the mobile exhaust gas measuring device 3 in the vehicle 2 is completely calibrated, adjusted and ready for use the next morning.
  • the mobile exhaust gas meter 3 is thus placed in a defined, i. calibrated, adjusted, linearized, measured, etc., brought state, which allows to perform real and above all reliable measurements on the exhaust gas.
  • the calibration unit 1 can then be removed and the vehicle 2 can then undertake test drives during the day, without being burdened with the weight of the calibration unit 1 and the gas cylinders 10 connected thereto.

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Abstract

Um auf einfachste Weise an einem mobilen Abgasmessgerät unterschiedlichste Kalibrierprozeduren mit unterschiedlichsten Gasen durchführen zu können, ist eine Kalibriereinheit vorgesehen mit einer Anzahl von Eingangsanschlüssen (11, 19), die in zumindest einer Eingangsleitung (21) münden,mit der eine Überströmleitung (28) verbunden ist, wobei die Überströmleitung (28) mit einem Überström-Ausgangsanschluss (13) der Kalibriereinheit (1) verbunden ist und eine mit einem Ansprechzeiten-Ausgangsanschluss (14) der Kalibriereinheit (1) verbundene Ansprechzeitenleitung (39) vorgesehen ist, die entweder mit der Überströmleitung (28) oder mit einem Eingangsanschluss (11,16)der Kalibriereinheit (1) verbunden ist.

Description

Kalibriereinheit für ein Abgasmessgerät
Die gegenständliche Erfindung betrifft eine Kalibriereinheit für ein Abgasmessgerät, insbesondere ein mobiles Abgasmessgerät, bzw. ein Verfahren zur Durchführung einer Emissionsmessung mit einem derartigen Abgasmessgerät unter Verwendung einer erfindungsge- mäßen Kalibriereinheit.
In der mobilen Abgasmessung werden während des Betriebes eines Fahrzeugs, wie z.B. bei PKW, LKW, Arbeitsmaschinen usw., Gasanalysen am Abgas, wie z.B. die Bestimmung bestimmter Gasbestandteile wie THC, NMHC, NO, N02 oder CO, C02, 02 oder die Messung der Partikelkonzentration, Partikelmenge oder Partikelanzahl, durchgeführt. Hierzu ist die gesamte Abgasmesstechnik am Fahrzeug angeordnet und muss daher bestimmten Anforderungen genügen, wie z.B. geringes Gewicht, beständig gegen Vibrationen und Schläge, beständig gegen äußere Umwelteinflüsse, etc. Wie jedes Messgerät, muss auch ein mobiles Abgasmessgerät in regelmäßigen Abständen kalibriert oder justiert werden, um dessen korrekte Funktion sicherstellen zu können und um das Abgasmessgerät damit einsatzbereit und die Messdaten vergleichbar zu machen. Dazu werden dem Abgasmessgerät unterschiedliche Gase zum Nullabgleich, zur Kalibrierung, zur Justierung oder für Vergleichszwecke zugeführt und es werden unterschiedliche Kalibrierprozeduren ausgeführt, wie z.B. Vergleichsmessungen, Kalibrierung, Nullabgleich, Linearisierungen, Ansprechzeiten- oder Systemansprechzeitenüberprüfung, usw. Die dazu benötigten Gase werden in der Regel dem Abgasmessgerät jeweils in eigenen Gasflaschen oder über eigene Versorgungsleitungen zur Verfügung gestellt und nicht im zu überprüfenden Fahrzeug mitgeführt, da dies das Gewicht der Messanordnung in unerwünschter Weise erhöht und ein nicht abzuschätzendes Gefahrenpotential darstellen würde. Darüber hinaus erfordern die unterschiedlichen Prozeduren unterschiedliche Gase und unterschiedlichen apparativen Aufwand, was ebenfalls das Ge- wicht und die Komplexität der Messanordnung erhöht. Darüber hinaus erwartet das mobile Abgasmessgerät mit einem bestimmten, festgelegten Druck zugeführte Gase. Die Gase liegen aber in den Gasflaschen, Versorgungsleitungen oder als Gase von Gasteilern mit unterschiedlichen Drücken vor, was den Aufwand für die Druckregelung der Kalibriergase für die Kalibrierung der mobilen Abgasmessgeräte in die Höhe treibt. Es ist nun eine Aufgabe der gegenständlichen Erfindung, eine Kalibriereinheit anzugeben, mit der die oben genannten Probleme beseitigt werden können und insbesondere auf einfachste Weise an einem mobilen Abgasmessgerät unterschiedlichste Kalibrierprozeduren mit unterschiedlichsten Gasen durchgeführt werden können.
Diese Aufgabe wird mit einer Kalibriereinheit mit einer Anzahl von Eingangsanschlüssen gelöst, wobei die Eingangsanschlüsse in einer Eingangsleitung münden, mit der eine Über- Stromleitung verbunden ist, wobei die Überströmleitung mit einem Überström-Ausgangs- anschluss der Kalibriereinheit verbunden ist und eine mit einem Ansprechzeiten-Ausgangs- anschluss der Kalibriereinheit verbundene Ansprechzeitenleitung vorgesehen ist, die entweder mit der Überströmleitung oder mit einem Eingangsanschluss der Kalibriereinheit verbun- den ist. Damit lässt sich auf besonders einfache Weise die Funktion der Messung der Sys- temansprech-, Signalansprech- und Signalabfallzeit als Kalibrierprozedur realisieren. Diese Beschaltung ermöglicht es auf einfache Weise zuerst einen bestimmten Anfangszustand herzustellen, indem zuerst ein bestimmtes Gas, z.B. ein Nullgas, zugeführt wird. Zur Messung der Systemansprech-, Signalansprech- und Signalabfallzeit wird kann dann einfach die Überströmleitung auf die Ansprechzeitenleitung durchgeschaltet werden, womit im mobilen Abgasmessgerät die gewünschten Zeiten ermittelt werden können. Die Messung der Zeiten kann dabei natürlich auch für verschiedene Kalibriergase und für verschiedene Gasanalysa- toren im mobilen Abgasmessgerät durchgeführt werden.
Diese Aufgabe wird auch mit einer Kalibriereinheit mit einer Anzahl von Eingangsanschlüs- sen gelöst, wobei die Eingangsanschlüsse in einer Eingangsleitung münden, mit der eine Hauptkalibrierleitung und eine Gasteilerleitung verbunden sind, die Hauptkalibrierleitung mit einem Kalibrier-Ausgangsanschluss der Kalibriereinheit verbunden ist und die Gasteilerleitung mit einem Gasteiler-Ausgangsanschluss verbunden ist und an der Kalibriereinheit ein Gasteiler-Eingangsanschluss vorgesehen ist, an die eine Gemischleitung angeschlossen ist, die in die Hauptkalibrierleitung mündet. Die Kalibriereinheit kann auf diese Weise vom Abgasmessgerät getrennt werden und nur bei Bedarf mit diesem verbunden werden. Durch das vorgesehene Pneumatikschema können auf einfache Weise verschiedene Gase auf Ausgangsanschlüsse der Kalibriereinheit geschaltet werden, um in einem damit verbundenen Abgasmessgerät verschiedene Messungen und Prozeduren durchzuführen, wie z.B. Ver- gleichsmessungen, Kalibrierung, Nullabgleich, Justierung, Linearisierungen, Ansprechzeitenoder Systemansprechzeitenüberprüfung, etc.
Ganz besonders vorteilhaft kann die Kalibriereinheit mit einem mobilen Abgasmessgerät verwendet werden, das auf einem Fahrzeug angeordnet ist, da damit die Durchführung der genannten Messungen und Prozeduren und die eigentliche Messung mit dem Abgasmess- gerät getrennt werden können. Dazu muss lediglich ein Ausgangsanschluss der Kalibriereinheit über eine Kalibrierleitung mit einem Gaseingang des Abgasmessgerätes verbunden werden, wobei die Kalibriereinheit jedoch nur für diese Messungen und Prozeduren mit dem Abgasmessgerät verbunden werden muss. Für reale Testfahrten mit einem Fahrzeug mit dem mobilen Abgasmessgerät, kann die Kalibriereinheit getrennt werden, womit das Fahr- zeug dabei nicht vom Gewicht der Kalibriereinheit und allfälligen Gasflaschen belastet wird. Besonders vorteilhaft, wird die Kalibriereinheit über eine Steuerleitung mit dem mobilen Abgasmessgerat verbunden, was es ermöglicht, die Kalibriereinheit direkt vom Abgasmessgerat über die darin vorhandene Steuerung zu steuern. Damit ist nur eine Steuerung erforderlich.
5 Günstigerweise wird an zumindest einen Eingangsanschluss der Kalibriereinheit zumindest eine Gasversorgung, vorzugsweise zumindest eine Gasflasche angeschlossen. Die Kalibriereinheit wird dann über zumindest eine Kalibrierleitung mit dem Abgasmessgerät verbunden. Das Abgasmessgerät kann damit in einer testfreien Zeitspanne, z.B. nachts, autonom die notwendigen Messungen und Prozeduren durchführen ohne dass der Anwender an der Kal o libriereinheit Gase umstecken muss, um für die nächste Testfahrt vorbereitet zu sein. Durch die vorteilhafte stationäre Aufstellung der Kalibriereinheit und die Steuerleitung können die Gase permanent an der Kalibriereinheit angeschlossen bleiben. Statt mehreren Verbindungen ist bei der Trennung der Kalibriereinheit vom Abgasmessgerät nur eine Verbindung, die Kalibrierleitung, zu lösen. Mit einer Kalibriereinheit können auch mehrere Abgasmessgeräte 15 überprüft werden.
Vorteilhafterweise sind in der Hauptkalibrierleitung zumindest eine Gasdruckregeleinheit und/oder zumindest eine Druck- und/oder Durchflussregeleinheit und/oder zumindest ein Ventil angeordnet. Mit einer Gasdruckregeleinheit kann einfach und unabhängig vom Eingangsdruck, also unabhängig vom Druck des zugeführten Gases, ein gewünschter Druck 20 eingestellt werden. Die Druck- und/oder Durchflussregeleinheit kann für einen konstanten Durchfluss bzw. für den korrekten Druck des Gases sorgen. Und mit dem Ventil kann der Gasfluss bei Bedarf unterbrochen werden.
Wenn die Gemischleitung stromaufwärts von der Druck- und/oder Durchflussregeleinheit in die Hauptkalibrierleitung mündet, kann die Druck- und/oder Durchflussregeleinheit auch für 25 die Durchführung von Linearitätsprüfungen genutzt werden.
In einer Variante der Erfindung ist in der Gemischleitung zumindest ein Überdruckventil angeordnet, das mit einer Überdruckleitung verbunden ist.
Der Gasteiler-Ausgangsanschluss und der Gasteiler-Eingangsanschluss werden vorzugsweise über einen dazwischen geschalteten Gasteiler miteinander verbunden. Das ermöglicht 30 es, der Kalibriereinheit/dem Abgasmessgerät ein Gas mit definierter und unterschiedlicher Konzentration, die im Gasteiler eingestellt werden kann, zuzuführen, was insbesondere für Linearitätsprüfungen benötigt wird.
Um überschüssiges Gas auf einfache Weise abführen zu können (bei der Messung der Sys- temansprech-, Signalansprech- und Signalabfallzeit) oder um an einen Ausgangsanschluss ein bestimmtes Gas, vorzugsweise Nullgas durchschalten zu können (z.B. zum Spülen des Totvolumens), ist die Überströmleitung vorteilhafterweise mit einem Überström-Ausgangsan- schluss der Kalibriereinheit verbunden.
Wenn in der Überströmleitung eine Überström-Durchflussregeleinheit vorgesehen ist, kann der Volumenstrom des Gases einfach vorgegeben oder eingestellt zu können.
Um verschiedene Gase auf die Eingangsleitung schalten zu können, ist vorteilhaft vorgesehen, dass zwischen einem Eingangsanschluss und der Eingangsleitung ein Eingangsventil angeordnet ist. Damit lässt sich einfach steuern, welcher Eingangsanschluss durchgeschaltet wird. Dazu kann vorteilhafterweise auch vorgesehen sein, dass vor dem Eingangsventil eine Luftleitung mündet, die mit einem Luft-Ausgangsanschluss der Kalibriereinheit verbunden ist. Auf diese Weise kann auch bei geschlossenem Eingangsventil über die Luftleitung ein Luft- Ausgangsanschluss mit einem Gas, das über den Eingangsanschluss zugeführt wird, versorgt werden kann. Das ermöglicht die parallele Lieferung unterschiedlicher Gase an unter- schiedlichen Ausgangsanschlüssen.
Hierzu kann auch vorgesehen sein, dass in der Luftleitung eine Luft-Durchflussregeleinheit angeordnet ist, um den Volumenstrom des Gases einfach vorzugeben oder einstellen zu können.
Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 6 näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigt
Fig.1 die Verwendung einer erfindungsgemäßen Kalibriereinheit mit einem mobilen Abgasmessgerät auf einem Fahrzeug,
Fig.2 ein Pneumatikschema einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kalibriereinheit,
Fig.3 die Verwendung der erfindungsgemäßen Kalibriereinheit bei Kalibriermessungen, Fig.4 die Verwendung der erfindungsgemäßen Kalibriereinheit bei Linearitätsprüfun- gen,
Fig.5 die Verwendung der erfindungsgemäßen Kalibriereinheit bei der Messungen der Systemansprech-, Signalansprech- und Signalabfallzeit und
Fig.6 eine alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kalibriereinheit.
In Fig.1 ist die erfindungsgemäße Verwendung der externen Kalibriereinheit 1 dargestellt. In oder an einem Fahrzeug 2 ist ein mobiles Abgasmessgerät 3 angeordnet, dem über eine Abgasleitung 5 aus einem Auspuff 4 entnommenes Abgas zu Gasanalyse zugeführt wird. Im mobilen Abgasmessgerät 3 können verschiedene, an sich hinlänglich bekannte Gasanalysa- toren, wie z.B. ein FID (Flame Ionisation Detector) ein Analysator zur Messung von Kohlenwasserstoffen (HC), ein NDUV (Non Dispersive Ultra Violet Analyzer) Analysator zur Mes- sung von Stickoxiden (NO, N02), ein NDIR (Non Dispersive Infrared Analyzer) Analysator zur Bestimmung des Kohlenmonoxid/Kohlendioxid-Gehalts (CO/C02) und des HC-Gehaltes, ein Sauerstoffanalysator bzw. Sauerstoffsensor, Messgeräte zur Erfassung fester Abgaskomponenten wie Partikel , etc., und allenfalls benötigte Komponenten zur Abgasaufbereitung, wie z.B. Filter, Kondensatabscheider, Gaskühler, Gasverdünner, Gasmischer, etc., und Abgas- regelung, wie z.B. eine Saugpumpe, Durchflussregelung, etc., vorgesehen sein. Die verschiedenen Gasanalysatoren im mobilen Abgasmessgerät 3 können auch weitere Betriebsmedien, wie z.B. Brenngas, Luft, etc., benötigen, die ebenfalls von extern zugeführt werden können. Nachdem solche mobilen Abgasmessgeräte und Gasanalysatoren hinlänglich bekannt und kommerziell erhältlich sind, wird hier nicht näher darauf eingegangen. Die Kalibriereinheit 1 besitzt zumindest einen Ausgangsanschluss 12, 13, 14, 15, 17 für Gas (wie weiter unten im Detail beschrieben), der über eine Kalibrierleitung 7 mit einem Gaseingang 6 des mobilen Abgasmessgerät 3 verbunden ist. Über die Kalibrierleitung 7 wird dem mobilen Abgasmessgerät 3 Gas zugeführt. Gegebenenfalls am Abgasmessgerät 3 können auch mehrere Gaseingänge 6 und mehrere Kalibrierleitungen 7 für verschiedene Gase vor- gesehen sein, in diesem Fall besitzt die Kalibriereinheit 1 auch mehrere separate Gasausgänge. Das mobile Abgasmessgerät 3 kann auch einen Steuerausgang 8 aufweisen, über den die Kalibriereinheit 1 mittels einer Steuerleitung 9 mit dem mobilen Abgasmessgerät 3, bzw. mit den einzelnen Komponenten der Kalibriereinheit 1 , verbunden und von dieser gesteuert werden kann (wie weiter unten noch genauer beschrieben wird). An der Kalibriereinheit 1 können verschiedene, in Gasflaschen 10 gelagerte oder über Versorgungsleitungen zugeführte Gase angeschlossen werden, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig.2 genauer beschrieben wird. Ein Gas zeichnet sich durch eine definierte, bekannte Zusammensetzung aus, welches aber unterschiedliche Zulaufdrücke, je nach eingestelltem Druckregler oder in Abhängigkeit der benötigten Durchflussmengen bei langen Versorgungsleitungen, haben kann.
An der erfindungsgemäßen Kalibriereinheit 1 , wie in Fig.2 dargestellt, können eine Anzahl von Überdruckeingangsanschlüssen 1 1 , 18, 19 , ein druckneutraler Anschluss 16 und verschiedene Ausgangsanschlüsse 12, 13, 14, 15, 17, die unterschiedliche Funktionen bedienen, wie nachfolgend beschrieben wird, vorgesehen sein. Alle Gasanschlüsse werden mit geeigneten pneumatischen Verbindern, vorzugsweise auf beiden Seiten selbst schließend, an die Kalibriereinheit 1 angeschlossen. An den Eingangsanschlüssen 1 1 , 19, die der externen Zufuhr von verschiedenen Gasen aus externen Quellen, wie z.B. Gasflaschen 10 oder Versorgungsleitungen (hier nicht dargestellt), in die Kalib- riereinheit 1 dienen, sind Eingangsventile 20 angeschlossen, um die verschiedenen Eingangsanschlüsse 1 1 , 19 gezielt öffnen und absperren zu können, z.B. per Befehl vom mobilen Abgasmessgerät 3 über die Steuerleitung 9, wie in Fig.2 angedeutet. An den Eingangsanschlüssen 1 1 , 19 können Gasquellen mit unterschiedlichsten Drücken, z.B. in einem spezifizierten Druckbereich von 0,5 bis 4,5 bar, angeschlossen werden. Innerhalb der Kalibrie- reinheit 1 , günstigerweise aber unmittelbar anschließend an die Eingangsanschlüsse 1 1 , 18, 19 bzw. den druckneutralen Anschluss 16, können Filterelemente, wie zum Beispiel feinmaschige Metallnetze, zur Vermeidung von Verschmutzungen bzw. um das Eindringen von Verschmutzungen in die Kalibriereinheit 1 zu vermeiden, vorgesehen sein.
In Fig.2 sind beispielhaft mögliche zugeführte Gase angeführt, wobei G für ein beliebiges Gas und A für aufbereitete Luft (z.B. synthetische Luft, Luft gefiltert und getrocknet, etc.) steht. Alle Eingangsanschlüsse 1 1 , 19 für externe Gase münden in der Kalibriereinheit 1 im gezeigten Ausführungsbeispiel in einer einzigen Eingangsleitung 21 , wobei natürlich auch mehrere getrennte Eingangsleitungen 21 denkbar wären.
Der Eingangsanschluss 19 für aufbereitete Luft ist hier mittels einer vor dem zugeordneten Eingangsventil 20 abzweigenden Luftleitung 22, in der auch eine Luft-Durchflussregeleinheit 23 angeordnet sein kann, direkt mit einem Luft-Ausgangsanschluss 15 für aufbereitete Luft verbunden. Damit kann dem mobilen Abgasmessgerät 3 über diesen Luft-Ausgangsanschluss 15 unabhängig von anderen Funktionen der Kalibriereinheit 1 Luft in einem definierten Zustand zugeführt werden, z.B. als Verbrennungsluft für einen Fl D-Analysator oder als Mischluft in einem Gasverdünner.
Die Eingangsleitung 21 kann über eine damit verbundene Überströmleitung 28 mit einem Überström-Ausgangsanschluss 13 der Kalibriereinheit 1 verbunden sein. Damit kann über einen beliebigen Eingangsanschluss 1 1 Überströmgas in Form eines sogenannten Nullgases, z.B. N2 oder synthetische Luft, aber auch zu prüfendes Gas zugeführt werden, das an den Überström-Ausgangsanschluss 13, zum Spülen durchgeschaltet werden kann. Dazu kann z.B. ein erstes Schaltventil 30, z.B. wie hier ein 3/2-Wegeventil, an die Eingangsleitung 21 angeschlossen sein, mit dem die Eingangsleitung 21 auf zwei verschiedene Gaspfade in der Kalibriereinheit 1 durchgeschaltet werden kann. Dazu kann die Überströmleitung 28 an einen ersten freien Ausgang 41 des Schaltventils 30 angeschlossen sein. In der Überström- leitung 28 kann auch eine Überström-Durchflussregeleinheit 29 vorgesehen sein, um den Volumenstrom des Überströmgases vorzugeben oder einstellen zu können. Das Über- strömgas (Nullgas) oder ein anderes Gas wird insbesondere beim Umschalten zwischen zwei Kalibriergasen zum Spülen des Totvolumens zwischen einem Eingangsanschluss 1 1 und dem ersten Schaltventil 30 und damit zur Vorbereitung für die nachfolgende Messung oder auch vor dem Ausschalten der gesamten Messeinrichtung, zum Spülen dieser, benö- tigt.
An den zweiten freien Ausgang 42 des ersten Schaltventils 30 ist ein zweites Schaltventil 31 , wie z.B. ein 3/2-Wegeventil, angeschlossen, das zwischen einer Hauptkalibrierleitung 32 und einer Gasteilerleitung 33, die an Ausgängen 44, 43 des zweiten Schaltventils 31 angeschlossen sind, umschaltet. Die Hauptgasleitung 32 ist mit einem Kalibrier-Ausgangsanschluss 12 und die Gasteilerleitung 33 mit einem Gasteiler-Ausgangsanschluss 17 verbunden.
Durch diese pneumatische Ausgestaltung lassen sich in der Kalibriereinheit 1 verschiedene Funktionen zur Durchführung verschiedener Prozeduren realisieren, wie folgend ausgeführt wird. Die anderen in Fig.2 dargestellten Bestandteile der Kalibriereinheit 1 werden zum besseren Verständnis dabei gleichzeitig auch in ihrer jeweiligen Funktion erläutert. Hierzu wird auch auf verschiedene Figuren Bezug genommen, wobei in den Figuren der jeweilige Gasweg der verschiedenen Funktionen durch die Kalibriereinheit 1 mit fetten Strichstärken dargestellt ist. a) Nullabgleich, Kalibrierung, Justierung oder Vergleichsmessungen mit verschiedenen Gasen (Fig.3) Mittels der Eingangsventile 20 wird das gewünschte Gas eines Eingangsanschlusses 1 1 auf die Eingangsleitung 21 geschaltet, wobei gegebenenfalls vorher mit Überströmgas gespült wird, wie oben beschrieben. Das erste Schaltventil 30 ist so geschaltet, dass der mit dem zweiten Schaltventil 31 verbundene Ausgang 42 geöffnet ist. Das zweite Schaltventil 31 wird so geschaltet, dass dessen Ausgang 44 geöffnet ist, an dem die Hauptkalibrierleitung 32 angeschlossen ist, die wiederum mit dem Kalibrier-Ausgangsanschluss 12 verbunden ist. Damit besteht eine Verbindung zwischen Eingangsleitung 21 und dem Kalibrier- Ausgangsanschluss 12. Die Schaltventile 30, 31 und die Eingangsventile 20 können dabei über die Steuerleitung 9 vom mobilen Abgasmessgerät 3 angesteuert werden. In der Hauptkalibrierleitung 32 sind eine voreinstellbare Gasdruckregeleinheit 25, z.B. in Form ei- nes Druckreduzierventils, eine Druck- und/oder Durchflussregeleinheit 26 und gegebenenfalls ein Ventil 27 angeordnet. Mit der Gasdruckregeleinheit 25 kann unabhängig vom Eingangsdruck, also unabhängig vom Druck des zugeführten Gases, vor der Druck- und/oder Durchflussregeleinheit 26 ein gewünschter Druck eingestellt werden. Die Druck- und/oder Durchflussregeleinheit 26 sorgt für einen konstanten Durchfluss bzw. für den korrekten Druck des Gases. Dazu kann im mobilen Abgasmessgerät 3 auch ein Druck- sensor/Durchflusssensor vorgesehen sein, mit dem der Druck der Durchfluss des Gases eingestellt werden kann. Mit dem Ventil 27 kann die Lieferung von Gas bedarfsgemäß unterbrochen werden. Auf diese Weise lassen sich über die an den Kalibrier-Ausgangsanschluss 12 angeschlossene Kalibriergasleitung 7 verschiedene Gase mit definiertem Druck und defi- niertem Durchfluss an das mobile Abgasmessgerät 3 liefern, um dort Messungen durchzuführen.
Wird anstelle der Überdruckanschlüsse 1 1 , 19 der druckneutrale Anschluss 16 zur druckneutralen Gaszuführung verwendet, so wird diese Funktion durch das Öffnen von Ventil 27 bei gleichzeitigem Ausschalten aller anderen Ventilfunktionen unterstützt (wie in Fig.3 strich- liert angedeutet). b) Analvsegerät-Linearitätsüberprüfung (Fig.4)
Hierbei ist das erste Schaltventil 30 wie oben unter a) geschaltet. Das zweite Schaltventil 31 ist allerdings so geschaltet, dass nun der andere Ausgang 43 des zweiten Schaltventils 31 geöffnet ist, womit die Eingangsleitung 21 über eine Gasteilerleitung 33 mit dem Gasteiler- Ausgangsanschluss 17 verbunden ist. Der Gasteiler-Ausgangsanschluss 17 ist mit einem Eingang eines Gasteilers (Gasverdünner, Gasmischer) 40 verbunden, der dazu dient, die Konzentration des über die Eingangsleitung 21 zugeführten unverdünnten Kalibriergases in definierten, diskreten Schritten auf einen definierten Wert einzustellen. Solche Gasteiler 40 sind hinlänglich bekannt und sind kommerziell erhältlich, weshalb hier nicht näher darauf eingegangen wird. Dazu dient ein Trägergas, das dem Gasteiler 40 über eine Mischgasleitung 34 zugeführt wird. Das Gasgemisch mit der eingestellten Konzentration des Kalibriergases (als Gemisch des Trägergases mit dem unverdünnten Kalibriergas) wird dann über einen Ausgang des Gasteilers 40 dem Gasteiler-Eingangsanschluss 18 der Kalibriereinheit 1 zugeführt, der über eine Gemischleitung 35 in der Kalibriereinheit 1 mit dem Kalibrier- Ausgangsanschluss 12 der Kalibriereinheit 1 verbunden ist. Dazu mündet die Gemischleitung 35, vorzugsweise stromaufwärts der Durchflussregeleinheit 26 in die Hauptkalibrierleitung 32, wodurch der Volumenstrom bzw. der Druck des Gasgemisches wiederum regelbar ist, wie oben unter a) beschrieben. Die Hauptkalibrierleitung 32 kann dann wieder über die Kalibrierleitung 7 mit dem mobilen Abgasmessgerät 3 verbunden werden. Damit können dem mobilen Abgasmessgerät 3 verschiedene Konzentrationen eines Kalibriergases zur Durchführung eines Linearitätschecks zugeführt werden.
In der Gemischleitung 35 kann zur Erhöhung der Sicherheit auch ein Überdruckventil 36 angeordnet sein, dass mit einer Überdruckleitung 37 verbunden ist, um den Aufbau eines unerwünschten hohen Drucks in der Gemischleitung 35 zu unterbinden. Die Überdruckleitung 37 kann z.B. mit dem Überström-Ausgangsanschluss 13 (wie in Fig.4) verbunden sein. Durch das Vorsehen eines Gasteiler-Ausgangsanschlusses 17 und Gasteiler-Eingangsanschlusses 18 an der Kalibriereinheit 1 kann ein beliebiger externer Gasteiler 40 verwendet werden. Es ist aber auch denkbar, den Gasteiler 40 in der Kalibriereinheit 1 zu integrieren, womit auf die externen Anschlüsse 17, 18 für den Gasteiler 40 an der Kalibriereinheit 1 ver- ziehtet werden könnte, bzw. diese Anschlüsse in der Kalibriereinheit 1 vorgesehen wären. Das Trägergas könnte dabei vor dem Eingangsventil 20 eines der Eingangsanschlüsse 1 1 , und somit vor der Eingangsleitung 21 , abgezweigt werden, ähnlich wie beim Eingangsan- schluss 19 (z.B. synthetische Luft, Luft gefiltert und getrocknet, etc.) und der Luftleitung 22 wie oben unter a) beschrieben. c) Messung der Svstemansprech-, Signalansprech- und Signalabfallzeit (Fig.5)
Diese Zeiten sind in der Regel als die Zeiten definiert die benötigt werden, um mit einem Messgerät eine vorgegebene Ansprechgrenze, z.B. in Prozent der Messgröße, einer anstehenden, bekannten Eingangsgröße zu messen. Dabei kann auch eine untere Ansprechgrenze angegeben sein. Hier bedeutet das z.B., dass dem mobilen Abgasmessgerät 3 ein defi- niertes Gas, z.B. mit einer definierten Konzentration eines Messgases oder mit einer definierten Anzahl von Feststoffpartikeln, zugeführt wird und als Zeit die Zeit vom Umschalten bis zum Erreichen von 90% der Messgröße oder die Zeit zwischen dem Erreichen von 10% und 90% der Messgröße, oder die Zeit zwischen dem Erreichen von 90% und 10% der Messgröße, z.B. die Konzentration des Messgases oder die Anzahl der Feststoffpartikel, gemessen wird.
Das erste Schaltventil 30 ist hierzu so geschaltet, dass die am Ausgang 41 des Schaltventils 30 angeschlossene Überströmleitung 28 geöffnet ist. Der Überström-Ausgangsanschluss 13 ist damit mit der Eingangsleitung 21 verbunden. Die Überströmleitung 28, vorzugsweise nach der Überström-Durchflussregeleinheit 29, ist mit einem Anschluss 45 eines Ansprech- zeiten-Schaltventils 38 (vorzugsweise als 3/2-Wegeventil ausgeführt) verbunden. Ein zweiter Anschluss 46 des Ansprechzeiten-Schaltventils 38 ist über eine Ansprechzeitenleitung 39 mit dem Ansprechzeiten-Ausgangsanschluss 14 verbunden, an dem die Abgasleitung 5, eine andere definierte Verbindung mit dem Abgaseingang des Abgasmessgerätes 3 oder die Kalibrierleitung 7 zum mobilen Abgasmessgerät 3 angeschlossen ist. Der dritte Anschluss 47 des Ansprechzeiten-Schaltventils 38 ist hier über die Überlaufleitung 24 mit dem druckneutralen Anschluss 16 verbunden. Über einen der Eingangsanschlüsse 1 1 , 19 wird der Eingangsleitung 21 ein bestimmtes Gas oder auch Mischgas mit bekannter Zusammensetzung zugeführt. Das Ansprechzeiten-Schaltentil 38 ist zu Anfangs so geschaltet, z.B. gesteuert vom mobilen Abgasmessgerät 3 über die Steuerleitung 9, dass die Überlaufleitung 24 auf die Ansprechzeitenleitung 39 und damit auf den Ansprechzeiten-Ausgangsanschluss 14 durchgeschaltet ist. In dieser Stellung des Ansprechzeiten-Schaltventils 38 wird vom mobilen Ab- gasmessgerät 3 über den druckneutralen und offenen Anschluss 16, der als Eingangsan- schluss fungiert, beispielsweise Luft angesaugt. Damit wird im mobilen Abgasmessgerät 3 ein bestimmter Anfangszustand hergestellt. Über den Anschluss 16 könnte aber genauso ein bestimmtes Gas, z.B. ein Nullgas oder ein anderes Testgas, zugeführt werden, das dann in diesem Schaltzustand dem mobilen Abgasmessgerät 3 zugeführt wird. Ebenso ist es denkbar, dass der dritte Anschluss 47 des Ansprechzeiten-Schaltventils 38 vor einem Eingangsventil 20 über eine Leitung mit einem der Eingangsanschlüsse 1 1 , oder mit einem separaten Eingangsanschluss, verbunden ist, wie in Fig.5 strichliert angedeutet. Damit könnte auch über diesen Eingangsanschluss 1 1 , druckneutral, ein bestimmtes Gas zugeführt wer- den.
Zur Messung der Systemansprech-, Signalansprech- und Signalabfallzeit wird nun das Ansprechzeiten-Schaltventil 38 umgeschaltet, sodass die Überströmleitung 28 auf die Ansprechzeitenleitung 39 durchgeschaltet ist. Wenn nicht der gesamte Volumenstrom des Kalibriergases in der Überströmleitung 28 zur Messung der Ansprechzeit benötigt wird, wird der dabei nicht benötigte Anteil hier über den Überström-Ausgangsanschluss 13 abgeführt. Damit wird dem mobilen Abgasmessgerät 3 nun über die Eingangsleitung 21 das definierte Kalibriergas in der benötigten Menge zugeführt. Im mobilen Abgasmessgerät 3 werden nun das Erreichen der unteren Signalansprechzeit, z.B. 10%, das Erreichen der oberen Signalansprechgrenze, z.B. 90%, bei Bedarf die entsprechenden Abfallzeiten, z.B. das Erreichen der 90%- und 10%- Signalgrenzen, gemessen. Die Zeit, die zwischen dem Umschalten vom Ansprechzeiten-Schaltventil 38 und der oberen Signalansprechgrenze verstreicht, wird als Systemansprechzeit verwendet. Die Zeit die zwischen dem Erreichen der unteren und der oberen Ansprechgrenze verstreicht, wird dann als Signalansprech- oder Signalanstiegszeit verwendet. Die Zeit die beim Signalpegelabfall zwischen dem Erreichen der oberen und der unteren Ansprechgrenze verstreicht, wird dann als Signalabfallzeit verwendet. Gleichfalls könnte nun auf Erreichen der oben genannten Grenze hin überwacht und bewertet werden.
Die Messung der Ansprechzeiten kann natürlich für verschiedene Kalibriergase und für verschiedene Gasanalysatoren im mobilen Abgasmessgerät 3 durchgeführt werden.
Die oben beschriebenen Funktionen a), b) und c) müssen nicht alle in der Kalibriereinheit 1 realisiert sein, so könnten z.B. auch nur die Funktionen a) und b) oder nur die Funktion c) realisiert sein. Dazu könnte auch vorgesehen sein, dass die Funktionen a) und b) von einer ersten Eingangsleitung 21 bedient werden und die Funktion c) von einer zweiten, von der ersten getrennten Eingangsleitung.
In Fig.6 ist die Kalibriereinheit 1 in einer alternativen Ausgestaltung gezeigt, in der das erste und zweite Schaltventil 30, 31 in Form eines 3/2-Wegeventils durch einzelne Schaltventile 50, 51 , 52, die wieder über die Steuerleitung 9 vom mobilen Abgasmessgerät 3 angesteuert werden können, in den jeweiligen Leitungen 28, 32, 33 in der Kalibriereinheit 1 ersetzten wurden. Ebenso wurde das Ansprechzeiten-Schaltventil 38 durch zwei getrennt gesteuerte einfache Schaltventile 48, 49 ersetzt. Das verdeutlicht, dass die einzelnen Funktionen natür- 5 lieh durch unterschiedliche Pneumatikschemata realisiert werden können.
Die oben beschriebenen Funktionen der Kalibriereinheit 1 können automatisiert und gesteuert vom mobilen Abgasmessgerät 3, oder einer anderen Steuereinheit, durchgeführt werden. Das Fahrzeug 2 mit dem mobilen Abgasmessgerät 3 kann daher beispielsweise am Abend mit der externen Kalibriereinheit 1 verbunden werden. Falls mehrere der beschriebenen Kal o librierprozeduren vorgesehen sind, kann an den jeweiligen Ausgangsanschlüssen 12, 13, 14 jeweils eine Kalibrierleitung 7 angeschlossen sein, die in ein gesteuertes Umschaltventil münden können, um den jeweils richtigen Ausgangsanschluss 12, 13, 14 an das mobile Abgasmessgerät 3 zu schalten. Alternativ können am mobilen Abgasmessgerät 3 auch mehrere Kalibrierleitungen 7 angeschlossen werden, um verschiedene Gase zuzuführen. Die benö- 15 tigten Kalibrier- und Justierprozeduren können dann über Nacht automatisiert ausgeführt werden, also im Stillstand des Fahrzeuges, womit das mobile Abgasmessgerät 3 im Fahrzeug 2 am nächsten Morgen fertig kalibriert, justiert und einsatzbereit ist. Das mobile Abgasmessgerät 3 wird damit in einen definierten, d.h. kalibrierten, justierten, linearisierten, vermessenen, etc., Zustand gebracht, der es erlaubt, reale und vor allem zuverlässige Mes- 20 sungen am Abgas durchzuführen. Die Kalibriereinheit 1 kann dann entfernt werden und das Fahrzeug 2 kann dann unter Tags Messfahrten unternehmen, ohne dabei mit dem Gewicht der Kalibriereinheit 1 und der daran angeschlossenen Gasflaschen 10 belastet zu werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Kalibriereinheit mit einer Anzahl von Eingangsanschlüssen (1 1 , 19), die in zumindest einer Eingangsleitung (21 ) münden, mit der eine Überströmleitung (28) verbunden ist, wobei die Überströmleitung (28) mit einem Überström-Ausgangsanschluss (13) der Kalibriereinheit (1 ) verbunden ist und eine mit einem Ansprechzeiten-Ausgangsanschluss (14) der Kalibriereinheit (1 ) verbundene Ansprechzeitenleitung (39) vorgesehen ist, die entweder mit der Überströmleitung (28) oder mit einem Eingangsanschluss (1 1 ,16) der Kalibriereinheit (1 ) verbunden ist.
2. Kalibriereinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Überströmleitung (28) mit einem Überström-Ausgangsanschluss (13) der Kalibriereinheit (1 ) verbunden ist.
3. Kalibriereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Überströmleitung (28) eine Überström-Durchflussregeleinheit (29) vorgesehen ist.
4. Kalibriereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Eingangsleitung (21 ) eine Hauptkalibrierleitung (32) und eine Gasteilerleitung (33) verbunden sind, wobei die Hauptkalibrierleitung (32) mit einem Kalibrier-Ausgangsanschluss (12) der Kalibriereinheit (1 ) verbunden ist und die Gasteilerleitung (33) mit einem Gasteiler- Ausgangsanschluss (17) verbunden ist und an der Kalibriereinheit (1 ) ein Gasteiler- Eingangsanschluss (18) vorgesehen ist, an die eine Gemischleitung (35) angeschlossen ist, die in die Hauptkalibrierleitung (32) mündet.
5. Kalibriereinheit mit einer Anzahl von Eingangsanschlüssen (1 1 , 19), die in zumindest einer Eingangsleitung (21 ) münden, mit der eine Hauptkalibrierleitung (32) und eine
Gasteilerleitung (33) verbunden sind, wobei die Hauptkalibrierleitung (32) mit einem Kalib- rier-Ausgangsanschluss (12) der Kalibriereinheit (1 ) verbunden ist und die Gasteilerleitung (33) mit einem Gasteiler-Ausgangsanschluss (17) verbunden ist und an der Kalibriereinheit (1 ) ein Gasteiler-Eingangsanschluss (18) vorgesehen ist, an die eine Gemischleitung (35) angeschlossen ist, die in die Hauptkalibrierleitung (32) mündet.
6. Kalibriereinheit nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Hauptkalibrierleitung (32) zumindest eine Gasdruckregeleinheit (25) und/oder zumindest eine Druck- und/oder Durchflussregeleinheit (26) und/oder zumindest ein Ventil (27) angeordnet sind.
7. Kalibriereinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gemischleitung (35) stromaufwärts von der Druck- und/oder Durchflussregeleinheit (26) in die Hauptkalibrierleitung (32) mündet.
8. Kalibriereinheit nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gastei- ler-Ausgangsanschluss (17) und der Gasteiler-Eingangsanschluss (18) über einen dazwischen geschalteten Gasteiler (40) miteinander verbunden sind.
9. Kalibriereinheit nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Gemischleitung (35) zumindest ein Überdruckventil (36) angeordnet ist, das mit einer Überdruckleitung (37) verbunden ist.
10. Kalibriereinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Eingangsleitung (21 ) eine Überströmleitung (28) verbunden ist, wobei die Überströmleitung (28) mit einem Überström-Ausgangsanschluss (13) der Kalibriereinheit (1 ) verbunden ist und eine mit einem Ansprechzeiten-Ausgangsanschluss (14) der Kalibriereinheit (1 ) verbundene Ansprechzeitenleitung (39) vorgesehen ist, die entweder mit der Überströmleitung (28) oder mit einem Eingangsanschluss (1 1 ,16) der Kalibriereinheit (1 ) verbunden ist.
1 1 . Kalibriereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Eingangsanschluss (1 1 , 19) und der Eingangsleitung (21 ) ein Eingangsventil (20) angeordnet ist.
12. Kalibriereinheit nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Ein- gangsventil (20) eines Eingangsanschlusses (19) eine Luftleitung (22) mündet, die mit einem Luft-Ausgangsanschluss (15) der Kalibriereinheit (1 ) verbunden ist.
13. Kalibriereinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Luftleitung (22) eine Luft-Durchflussregeleinheit (23) angeordnet ist.
14. Verwendung der Kalibriereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 13 mit einem mobilen Abgasmessgerät (3), das auf einem Fahrzeug (2) angeordnet ist, wobei eine Kalibrierleitung
(7) mit einem Ausgangsanschluss (12, 13, 14, 15) der Kalibriereinheit (1 ) und mit einem Gaseingang (6) des mobilen Abgasmessgeräts (3) verbunden wird.
15. Verwendung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibriereinheit (1 ) über eine Steuerleitung (9) mit dem mobilen Abgasmessgerät (3) verbunden wird.
16. Verwendung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einen Eingangsanschluss (1 1 , 16, 19) der Kalibriereinheit (1 ) zumindest eine Gasversorgung, vorzugsweise zumindest eine Gasflasche (10) angeschlossen wird.
17. Verfahren zur Durchführung einer Emissionsmessung mit einem mobilen Abgasmessgerät (3), das auf einem Fahrzeug (2) angeordnet ist, wobei die Emissionen im Abgas des Fahrzeugs (2) mit dem mobilen Abgasmessgerät (3) während der Fahrt des Fahrzeugs (2) gemessen werden, wobei das mobile Abgasmessgerät (3) vor der Emissionsmessung mit einer Kalibriereinheit (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 verbunden wird, um das mobile Abgasmessgerät (3) in Vorbereitung der Emissionsmessung in einem definierten Zustand zu bringen.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das mobile Abgasmessgerät (3) nach der Messfahrt mit der Kalibriereinheit (1 ) zur Durchführung einer Kalibrierprozedur verbunden wird.
PCT/EP2015/056072 2014-03-21 2015-03-23 Kalibriereinheit für ein abgasmessgerät WO2015140343A1 (de)

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