JP2001221759A - 煤煙濃度を決定するためのセンサおよび方法 - Google Patents
煤煙濃度を決定するためのセンサおよび方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 煤煙濃度を決定するためのセンサおよびその
使用法、さらには流動する煤煙粒子含有ガス内の煤煙濃
度を確認する方法であって、煤煙粒子含有排気ガス流
が、流れ方向に多孔性化された少なくとも一つの成形部
材中を流れ、成形部材の温度が少なくとも一つ温度プロ
ーブで測定されるセンサ、その使用法ならびに方法に関
連して、流動するガス内の煤煙濃度を確認すためのセン
サで、高電圧の必要等従来周知のセンサの欠点を克服し
たセンサを提供する。 【解決手段】 センサが、少なくとも流れ方向において
多孔性化された少なくとも一つの成形部材と、少なくと
も一つの電気加熱部材と、少なくとも一つの電気的温度
プローブより成る煤煙センサとして構成される。
使用法、さらには流動する煤煙粒子含有ガス内の煤煙濃
度を確認する方法であって、煤煙粒子含有排気ガス流
が、流れ方向に多孔性化された少なくとも一つの成形部
材中を流れ、成形部材の温度が少なくとも一つ温度プロ
ーブで測定されるセンサ、その使用法ならびに方法に関
連して、流動するガス内の煤煙濃度を確認すためのセン
サで、高電圧の必要等従来周知のセンサの欠点を克服し
たセンサを提供する。 【解決手段】 センサが、少なくとも流れ方向において
多孔性化された少なくとも一つの成形部材と、少なくと
も一つの電気加熱部材と、少なくとも一つの電気的温度
プローブより成る煤煙センサとして構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、煤煙濃度を決定す
るためのセンサおよびその使用法、さらには流動する煤
煙粒子含有ガス内の煤煙濃度を確認する方法であって、
煤煙粒子含有排気ガス流が、流れ方向に多孔性化された
少なくとも一つの成形部材中を流れ、成形部材の温度が
少なくとも一つ温度プローブで測定されるセンサ、その
使用法ならびに方法に関する。
るためのセンサおよびその使用法、さらには流動する煤
煙粒子含有ガス内の煤煙濃度を確認する方法であって、
煤煙粒子含有排気ガス流が、流れ方向に多孔性化された
少なくとも一つの成形部材中を流れ、成形部材の温度が
少なくとも一つ温度プローブで測定されるセンサ、その
使用法ならびに方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】DE 198 17 402 C1は、ガス流中に含まれ
る導電性および／または荷電粒子、特に煤煙粒子の量的
決定をなすセンサ装置について記述している。この特許
にあっては、ガス流を運ぶ排気ガス導管内に電極装置が
使用され、排気ガスが電極装置の回りを流れる。１００
０Ｖ〜５０００Ｖの範囲の高電圧が、導電体配列により
電極装置に印加される。この測定原理は、電極装置によ
り排気ガス導管内に発生される電界が、導電性流子また
は荷電粒子が電極装置中を流れるときに分配されるとい
う事実に基づく。電極装置はコンデンサを形成してお
り、粒子の電荷により電気的エネルギがコンデンサから
引き出される。一定電圧の場合、充電電流が流れて原電
界強度を再生するはずであり、この電流が排気ガス中の
粒子量の尺度を表す。導電体装置の表面の少なくとも一
部分は、粒子を熱的に破壊する温度に加熱可能である。
導電体配列を打つ粒子は直ちに燃焼するから、短絡を引
き起こす閉鎖粒子層の形成はそれにより阻止される。こ
のセンサ装置での不利な点は、高電圧が必要とされるこ
とである。
る導電性および／または荷電粒子、特に煤煙粒子の量的
決定をなすセンサ装置について記述している。この特許
にあっては、ガス流を運ぶ排気ガス導管内に電極装置が
使用され、排気ガスが電極装置の回りを流れる。１００
０Ｖ〜５０００Ｖの範囲の高電圧が、導電体配列により
電極装置に印加される。この測定原理は、電極装置によ
り排気ガス導管内に発生される電界が、導電性流子また
は荷電粒子が電極装置中を流れるときに分配されるとい
う事実に基づく。電極装置はコンデンサを形成してお
り、粒子の電荷により電気的エネルギがコンデンサから
引き出される。一定電圧の場合、充電電流が流れて原電
界強度を再生するはずであり、この電流が排気ガス中の
粒子量の尺度を表す。導電体装置の表面の少なくとも一
部分は、粒子を熱的に破壊する温度に加熱可能である。
導電体配列を打つ粒子は直ちに燃焼するから、短絡を引
き起こす閉鎖粒子層の形成はそれにより阻止される。こ
のセンサ装置での不利な点は、高電圧が必要とされるこ
とである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】それゆえ、流動ガス内
の煤煙濃度を確認するためのセンサであって、従来技術
で周知のセンサの不利点を克服したセンサを提供するこ
とが望まれる。
の煤煙濃度を確認するためのセンサであって、従来技術
で周知のセンサの不利点を克服したセンサを提供するこ
とが望まれる。
【０００４】この課題は、センサとしては、少なくとも
流れ方向において多孔性化された少なくとも一つの成形
部材と、少なくとも一つの電気加熱部材と、少なくとも
一つの温度プローブより成る煤煙センサを使用すること
で解決される。少なくとも流れ方向において多孔性化さ
れた成形部材とは、きわめて一般的には、流れ方向に開
放多孔性または侵入用開口または孔を有する部材と理解
されるべきである。しかして、細孔は、整然と存しても
よいし、雑然と存してもよい。ここでは、簡単な穿孔シ
ート、管、ファイバまたはウール塊、多孔質セラミッ
ク、多孔質ガラス、多孔質薄層または同等物が問題とな
り得る。流れ方向に多孔性化された成形部材として、非
常に粗い表面さえ使用できる。少なくとも流れ方向に多
孔性化された成形部材が、流れ方向において多孔性化さ
れたハニカム構造を有するセラミックまたは成形部材よ
り成り、これが触媒活性物質例えば白金で少なくとも部
分的に覆われたものから成ると有利である。電気的加熱
部材および温度プローブは、成形部材上に直接または成
形部材内に配置してよい。電気的加熱部材、温度プロー
ブおよび成形部材はキャリヤ上に配置してよい。
流れ方向において多孔性化された少なくとも一つの成形
部材と、少なくとも一つの電気加熱部材と、少なくとも
一つの温度プローブより成る煤煙センサを使用すること
で解決される。少なくとも流れ方向において多孔性化さ
れた成形部材とは、きわめて一般的には、流れ方向に開
放多孔性または侵入用開口または孔を有する部材と理解
されるべきである。しかして、細孔は、整然と存しても
よいし、雑然と存してもよい。ここでは、簡単な穿孔シ
ート、管、ファイバまたはウール塊、多孔質セラミッ
ク、多孔質ガラス、多孔質薄層または同等物が問題とな
り得る。流れ方向に多孔性化された成形部材として、非
常に粗い表面さえ使用できる。少なくとも流れ方向に多
孔性化された成形部材が、流れ方向において多孔性化さ
れたハニカム構造を有するセラミックまたは成形部材よ
り成り、これが触媒活性物質例えば白金で少なくとも部
分的に覆われたものから成ると有利である。電気的加熱
部材および温度プローブは、成形部材上に直接または成
形部材内に配置してよい。電気的加熱部材、温度プロー
ブおよび成形部材はキャリヤ上に配置してよい。
【０００５】成形部材は、例えば煤煙粒子を含む完全ガ
ス流による貫流を受けてもよいし、代わりにガス流の一
部のみによる貫流を受けてもよい。成形部材は、ガスか
ら１００％の煤煙をピックアップするべきものではな
く、したがって、煤煙フィルタに取って代わるべきもの
ではない。いずれの場合にも、煤煙の一部のみが貫流を
受ける成形部材によりガスからピックアップされるこ
と、いわば煤煙粒子の代表的部分が排気ガスから除去さ
れることが賢明である。
ス流による貫流を受けてもよいし、代わりにガス流の一
部のみによる貫流を受けてもよい。成形部材は、ガスか
ら１００％の煤煙をピックアップするべきものではな
く、したがって、煤煙フィルタに取って代わるべきもの
ではない。いずれの場合にも、煤煙の一部のみが貫流を
受ける成形部材によりガスからピックアップされるこ
と、いわば煤煙粒子の代表的部分が排気ガスから除去さ
れることが賢明である。
【０００６】煤煙センサの幾何形態の多数の可能な形態
に関しては、例えば触媒活性物質のような導電性化合物
または煤煙それ自体が、信号の擾乱または短絡をもたら
さないということに考慮が払われるべきである。信号の
擾乱や短絡は、加熱部材ならびに温度プローブのトラブ
ルのない動作に悪影響を及ぼすことがあり得る。恐ら
く、加熱部材および成形部材間または温度プローブおよ
び成形部材間に１または複数の電気絶縁性、煤煙不浸透
性の層の使用が、このために必要な場合がある。しかし
ながら、煤煙による短絡回路の形成は、特に電気加熱部
材上では、望ましい場合もあり、評価目的のために使用
される場合がある。
に関しては、例えば触媒活性物質のような導電性化合物
または煤煙それ自体が、信号の擾乱または短絡をもたら
さないということに考慮が払われるべきである。信号の
擾乱や短絡は、加熱部材ならびに温度プローブのトラブ
ルのない動作に悪影響を及ぼすことがあり得る。恐ら
く、加熱部材および成形部材間または温度プローブおよ
び成形部材間に１または複数の電気絶縁性、煤煙不浸透
性の層の使用が、このために必要な場合がある。しかし
ながら、煤煙による短絡回路の形成は、特に電気加熱部
材上では、望ましい場合もあり、評価目的のために使用
される場合がある。
【０００７】センサは、例えば燃焼設備または内燃エン
ジンにより放出される流動煤煙粒子含有ガス内の煤煙濃
度を確認するのに特に適合する。
ジンにより放出される流動煤煙粒子含有ガス内の煤煙濃
度を確認するのに特に適合する。
【０００８】上述の課題は、方法としては、煤煙粒子の
一部を成形部材（４）に固着状態に置き、成形部材
（４）を限定された時間化間隔で電気加熱部材（３，３
ａ，３ｂ）により煤煙の点火温度に加熱し、そして煤煙
粒子の燃焼の際に起こる熱の発生を、煤煙センサを通っ
て流れた煤煙の量についての直接の尺度として使用する
ことで解決される。
一部を成形部材（４）に固着状態に置き、成形部材
（４）を限定された時間化間隔で電気加熱部材（３，３
ａ，３ｂ）により煤煙の点火温度に加熱し、そして煤煙
粒子の燃焼の際に起こる熱の発生を、煤煙センサを通っ
て流れた煤煙の量についての直接の尺度として使用する
ことで解決される。
【０００９】ここで、成形部材が電気加熱部材で加熱さ
れる時間間隔は、固定として選択されてよい。代わり
に、動作データの評価に基づいて選択できる可変時間間
隔も賢明である。ディーゼルエンジンの排気ガス導管内
の煤煙センサにとっては、これは、例えば、成形部材の
加熱が、予定された回数の冷間始動後にまたは消費され
たディーゼル燃料の関数として開始されることを意味し
得る。したがって、動作データとは、一般的に、排気ガ
スの発生に関係し排気ガス内における煤煙の発生とある
関係に設定され得る情報であると理解される。
れる時間間隔は、固定として選択されてよい。代わり
に、動作データの評価に基づいて選択できる可変時間間
隔も賢明である。ディーゼルエンジンの排気ガス導管内
の煤煙センサにとっては、これは、例えば、成形部材の
加熱が、予定された回数の冷間始動後にまたは消費され
たディーゼル燃料の関数として開始されることを意味し
得る。したがって、動作データとは、一般的に、排気ガ
スの発生に関係し排気ガス内における煤煙の発生とある
関係に設定され得る情報であると理解される。
【００１０】まず、成形部材上（４）の煤煙が点火温度
に達した後、電気加熱部材（３，３ａ，３ｂ）を一定の
熱出力で動作させ、煤煙粒子の燃焼に起因して起こる熱
の発生を温度プローブ（２，２ａ，２ｂ）で測定し、温
度上昇を成形部材（４）上における煤煙粒子の燃焼量に
対する直接の尺度として評価し、そして煤煙センサ通っ
て流れた煤煙量をそれから決定することが可能である。
に達した後、電気加熱部材（３，３ａ，３ｂ）を一定の
熱出力で動作させ、煤煙粒子の燃焼に起因して起こる熱
の発生を温度プローブ（２，２ａ，２ｂ）で測定し、温
度上昇を成形部材（４）上における煤煙粒子の燃焼量に
対する直接の尺度として評価し、そして煤煙センサ通っ
て流れた煤煙量をそれから決定することが可能である。
【００１１】この目的のため、予定された計算ルーチン
により温度の上昇を煤煙量に変換し得るインテリジェン
ト制御装置が必要である。成形部材上で燃える煤煙の量
は、成形部材の設置後あるいは成形部材の最後の加熱後
成形部材を通って流れた煤煙の量に比例する。
により温度の上昇を煤煙量に変換し得るインテリジェン
ト制御装置が必要である。成形部材上で燃える煤煙の量
は、成形部材の設置後あるいは成形部材の最後の加熱後
成形部材を通って流れた煤煙の量に比例する。
【００１２】第２に、成形部材（４）上の煤煙が点火温
度に達した後、成形部材（４）の温度を、電気加熱部材
（３，３ａ，３ｂ）の熱出力を撤回することにより実質
的に等温度に維持し、熱出力を成形部材（４）上におけ
る煤煙粒子の燃焼量についての直接の尺度として評価
し、煤煙センサを通って流れた煤煙の量をそれから決定
してよい。ここでもまた、インテリジェント制御装置が
必要である。
度に達した後、成形部材（４）の温度を、電気加熱部材
（３，３ａ，３ｂ）の熱出力を撤回することにより実質
的に等温度に維持し、熱出力を成形部材（４）上におけ
る煤煙粒子の燃焼量についての直接の尺度として評価
し、煤煙センサを通って流れた煤煙の量をそれから決定
してよい。ここでもまた、インテリジェント制御装置が
必要である。
【００１３】温度の上昇または熱出力の変化を評価し、
煤煙フィルタ上流における成形部材上の煤煙の燃焼量に
変換後、煤煙センサを通って流れた煤煙の量が推定され
る。この目的のために、成形部材上の付着物と通過して
流れた煤煙の量との間の関係を含む相関式がインテリジ
ェント制御装置に記憶されねばならない。もしも、成形
部材上の煤煙の量が、例えば法的に特定されるスレッシ
ョルド値よりも上にあると計算されると、光または音響
的な警報信号の放出または燃焼プロセスの調整への介入
を制御装置により行うことができる。
煤煙フィルタ上流における成形部材上の煤煙の燃焼量に
変換後、煤煙センサを通って流れた煤煙の量が推定され
る。この目的のために、成形部材上の付着物と通過して
流れた煤煙の量との間の関係を含む相関式がインテリジ
ェント制御装置に記憶されねばならない。もしも、成形
部材上の煤煙の量が、例えば法的に特定されるスレッシ
ョルド値よりも上にあると計算されると、光または音響
的な警報信号の放出または燃焼プロセスの調整への介入
を制御装置により行うことができる。
【００１４】他方、成形部材上の煤煙の量が、例えば予
定されたスレッショルド値以下にあると計算されると、
制御装置により動作は開始されず、代わりに煤煙量に対
する計算値が記憶される。次に開始される２回目の決定
は、成形部材上における煤煙量の１回目の決定からある
間隔をおいて反復されるのであるが、この決定は、最初
の決定またはこの目的のために記憶された値との関連に
おいて処理されねばならない。２回目の決定から計算さ
れた煤煙量は、制御装置により記憶された値に加えられ
る。何故ならば、この場合、二つの値のみが相関式にお
ける正しい値を供給するからである。２回目の決定後に
おいてさえスレッショルド値を越さないと、両決定の和
が記憶され、上式にしたがって続いての計算のために使
用されねばならない。
定されたスレッショルド値以下にあると計算されると、
制御装置により動作は開始されず、代わりに煤煙量に対
する計算値が記憶される。次に開始される２回目の決定
は、成形部材上における煤煙量の１回目の決定からある
間隔をおいて反復されるのであるが、この決定は、最初
の決定またはこの目的のために記憶された値との関連に
おいて処理されねばならない。２回目の決定から計算さ
れた煤煙量は、制御装置により記憶された値に加えられ
る。何故ならば、この場合、二つの値のみが相関式にお
ける正しい値を供給するからである。２回目の決定後に
おいてさえスレッショルド値を越さないと、両決定の和
が記憶され、上式にしたがって続いての計算のために使
用されねばならない。
【００１５】
【発明の実施の形態】図面は本発明の測定装置およびプ
ロセスの詳細な例示である。ここに図示されるように、
平坦な構造の煤煙フィルタだけでなく、ロッドまたは管
上における成形部材の配置塊状の自己保形性部材の使用
も可能であることも強調したい。以下図面を参照して、
本発明の測定装置およびおよび監視装置をその具体例に
ついて説明する。図１は、Ａｌ2Ｏ3セラミックのキャリ
ヤ１をもつ煤煙センサを断面図で示している。キャリヤ
１の一側には蛇行形状のプローブ２が配置されている
が、これはここでは薄膜技術により作られた白金抵抗部
材である。この温度プローブ２は、Ａｌ2Ｏ3の開放多孔
性成形部材４により覆われている。キャリヤ１の他の側
面上には、蛇行形状の加熱部材３が配置されている。
ロセスの詳細な例示である。ここに図示されるように、
平坦な構造の煤煙フィルタだけでなく、ロッドまたは管
上における成形部材の配置塊状の自己保形性部材の使用
も可能であることも強調したい。以下図面を参照して、
本発明の測定装置およびおよび監視装置をその具体例に
ついて説明する。図１は、Ａｌ2Ｏ3セラミックのキャリ
ヤ１をもつ煤煙センサを断面図で示している。キャリヤ
１の一側には蛇行形状のプローブ２が配置されている
が、これはここでは薄膜技術により作られた白金抵抗部
材である。この温度プローブ２は、Ａｌ2Ｏ3の開放多孔
性成形部材４により覆われている。キャリヤ１の他の側
面上には、蛇行形状の加熱部材３が配置されている。
【００１６】図２は、キャリヤ１をもつ煤煙センサを断
面図で示してあり、そしてこのキャリヤは、積層技術を
使用してガス不浸透性セラミックシート１ａ，１ｂ，１
ｃから作られているより成る。キャリヤ１の一側には、
蛇行形状の温度プローブ２が配置され、そしてこのプロ
ーブは開放多孔性成形部材４により覆われている。キャ
リヤ１は無煤煙ガス空間５を形成しており、この中に蛇
行形状の加熱部材３が配置され保護されている。
面図で示してあり、そしてこのキャリヤは、積層技術を
使用してガス不浸透性セラミックシート１ａ，１ｂ，１
ｃから作られているより成る。キャリヤ１の一側には、
蛇行形状の温度プローブ２が配置され、そしてこのプロ
ーブは開放多孔性成形部材４により覆われている。キャ
リヤ１は無煤煙ガス空間５を形成しており、この中に蛇
行形状の加熱部材３が配置され保護されている。
【００１７】図３はＡｌ2Ｏ3のキャリヤ１をもつ煤煙セ
ンサを断面図で示してあり、そしてこのキャリヤ１は、
積層技術を使用してガス不浸透性のセラミックシート１
ａ，１ｂおよびガス浸透性のセラミックシート１ｄから
作られている。キャリヤ１の一側上には、蛇行形状の温
度プローブ２ａが配置されており、これが蛇行形状の加
熱部材３ａにより囲まれている。温度プローブ２ａおよ
び加熱部材３ａの個々のパスは、Ａｌ2Ｏ3の電気絶縁
性、煤煙不浸透性の薄層（図示せず）により覆われ、そ
してこの薄層が開放多孔性セラミック成形部材４ａによ
り覆われている。成形部材４ａの細孔面は、触媒活性物
質、ここでは白金で覆われている。キャリヤ１は無煤煙
ガス空間５を形成しており、この中に追加の温度プロー
ブ６が、排気ガス温度の独立の測定のために配置されて
いる。ガス浸透性セラミックシート１ｄは、煤煙粒子を
伴わずにガス空間５への排気ガスのアクセスを許容し、
それにより追加の温度センサ６の応答速度を増すことに
寄与している。
ンサを断面図で示してあり、そしてこのキャリヤ１は、
積層技術を使用してガス不浸透性のセラミックシート１
ａ，１ｂおよびガス浸透性のセラミックシート１ｄから
作られている。キャリヤ１の一側上には、蛇行形状の温
度プローブ２ａが配置されており、これが蛇行形状の加
熱部材３ａにより囲まれている。温度プローブ２ａおよ
び加熱部材３ａの個々のパスは、Ａｌ2Ｏ3の電気絶縁
性、煤煙不浸透性の薄層（図示せず）により覆われ、そ
してこの薄層が開放多孔性セラミック成形部材４ａによ
り覆われている。成形部材４ａの細孔面は、触媒活性物
質、ここでは白金で覆われている。キャリヤ１は無煤煙
ガス空間５を形成しており、この中に追加の温度プロー
ブ６が、排気ガス温度の独立の測定のために配置されて
いる。ガス浸透性セラミックシート１ｄは、煤煙粒子を
伴わずにガス空間５への排気ガスのアクセスを許容し、
それにより追加の温度センサ６の応答速度を増すことに
寄与している。
【００１８】図４はキャリヤ１をもつ煤煙センサを断面
図で示しており、そしてこのキャリヤは、積層技術を使
用して、ガス不浸透性セラミックシート１ａ，１ｂおよ
びガス浸透性セラミックシート１ｄから作られている。
キャリヤ１ａ上には、蛇行形状のプローブ２ｂが配置
されており、これが輪上の加熱部材３ｂにより囲まれて
いる。温度プローブ２ａおよび加熱部材３ｂは、開放多
孔性セラミック成形部材４により覆われている。キャリ
ヤ１のこの側上には、さらに他の蛇行形状の温度プロー
ブ２ｃが配置されており、これが輪状の加熱部材３ｃに
より囲まれている。温度プローブ２ｃおよび加熱部材３
ｃは、煤煙不浸透性保護層７で被覆されている。温度プ
ローブ２ｂ，２ｃおよび加熱部材３ｂ，３ｃの並列動作
は、異なる測定を可能にする。ここで、加熱部材３ｂ，
３ｃは、制御ユニットにより同様に動作し、煤煙の点火
温度に達すると、温度プローブ２ｃの被測定信号が温度
プローブ２ｂの被測定信号から減じる。現われる測定さ
れた結果は、煤煙の燃焼のために起こる熱の発生に明白
にかつきわめて正確に起因すると思われる。キャリヤ１
は無煤煙ガス空間５を形成しており、その中に追加の温
度プローブ６が排気ガス温度の独立の測定のために配置
されている。ガス浸透性セラミックシート１ｄは、煤煙
を伴わずに排気ガスのガス空間５への侵入を可能にし、
それにより追加の温度プローブ６の応答速度を増すこと
に寄与する。
図で示しており、そしてこのキャリヤは、積層技術を使
用して、ガス不浸透性セラミックシート１ａ，１ｂおよ
びガス浸透性セラミックシート１ｄから作られている。
キャリヤ１ａ上には、蛇行形状のプローブ２ｂが配置
されており、これが輪上の加熱部材３ｂにより囲まれて
いる。温度プローブ２ａおよび加熱部材３ｂは、開放多
孔性セラミック成形部材４により覆われている。キャリ
ヤ１のこの側上には、さらに他の蛇行形状の温度プロー
ブ２ｃが配置されており、これが輪状の加熱部材３ｃに
より囲まれている。温度プローブ２ｃおよび加熱部材３
ｃは、煤煙不浸透性保護層７で被覆されている。温度プ
ローブ２ｂ，２ｃおよび加熱部材３ｂ，３ｃの並列動作
は、異なる測定を可能にする。ここで、加熱部材３ｂ，
３ｃは、制御ユニットにより同様に動作し、煤煙の点火
温度に達すると、温度プローブ２ｃの被測定信号が温度
プローブ２ｂの被測定信号から減じる。現われる測定さ
れた結果は、煤煙の燃焼のために起こる熱の発生に明白
にかつきわめて正確に起因すると思われる。キャリヤ１
は無煤煙ガス空間５を形成しており、その中に追加の温
度プローブ６が排気ガス温度の独立の測定のために配置
されている。ガス浸透性セラミックシート１ｄは、煤煙
を伴わずに排気ガスのガス空間５への侵入を可能にし、
それにより追加の温度プローブ６の応答速度を増すこと
に寄与する。
【００１９】図５は、図１に示される成形部材が加熱部
材で加熱されたときの温度の推移を示すもので、推移は
ディーゼル自動車両の排気ガス導管内における温度Ｔ０
から進行している。この温度Ｔ０は、一般に、自動車両
の冷間始動温度または排気ガス流の任意所望の温度と同
期させてよい。ここでは、成形部材が自動車両の冷間始
動の際の予熱プロセス中に煤煙の点火温度に加熱される
という場合について考察される。測定に影響を及ぼし、
それゆえに記録され補償されねばならないような周囲温
度の急速な変化は、この時点（したがって、エンジンの
始動前）には懸念されることはない。したがって、周囲
温度の追加の測定は、この場合には必要でない。曲線１
は、煤煙の負荷なしでの成形部材の温度プローブで採取
した温度の推移を例示するもので、ここでは加熱部材の
熱出力は時間ｔに関して一定に保持されている。この曲
線１は基準曲線を表し、煤煙をもつ曲線の評価のため自
動車両の制御ユニットにつねに記録されるべきものであ
る。
材で加熱されたときの温度の推移を示すもので、推移は
ディーゼル自動車両の排気ガス導管内における温度Ｔ０
から進行している。この温度Ｔ０は、一般に、自動車両
の冷間始動温度または排気ガス流の任意所望の温度と同
期させてよい。ここでは、成形部材が自動車両の冷間始
動の際の予熱プロセス中に煤煙の点火温度に加熱される
という場合について考察される。測定に影響を及ぼし、
それゆえに記録され補償されねばならないような周囲温
度の急速な変化は、この時点（したがって、エンジンの
始動前）には懸念されることはない。したがって、周囲
温度の追加の測定は、この場合には必要でない。曲線１
は、煤煙の負荷なしでの成形部材の温度プローブで採取
した温度の推移を例示するもので、ここでは加熱部材の
熱出力は時間ｔに関して一定に保持されている。この曲
線１は基準曲線を表し、煤煙をもつ曲線の評価のため自
動車両の制御ユニットにつねに記録されるべきものであ
る。
【００２０】曲線２は、煤煙負荷をもつ成形部材の同じ
温度プローブで採取した温度の推移を示すもので、ここ
では加熱部材の熱出力は時間ｔに関して一定に保持され
ている。煤煙の燃焼に起因して、曲線２の方が曲線１よ
りも高温度に達する。曲線１および２の最大温度Ｔ１お
よびＴ２間の差は、成形部材上の煤煙の量を計算するの
に使用でき、そしてこの値は、制御ユニット内に記録さ
れる相関式により、後接続煤煙フィルタ上に存する煤煙
の量と関係づけることができる。しかして、この式は、
特に、使用される測定構造体と煤煙フィルタおよび煤煙
センサに使用される材料について前もって決定されたも
のである。もちろん、平均的技術者にとって、曲線のそ
れらのスロープに基づくこのような数学的評価に代え
て、積分の形成または時間に関する評価も周知の態様で
可能である。かくして、例えば、曲線１に対して時間ｔ
１−ｔ２を決定し、曲線２に対して時間ｔ３−ｔ１を決
定してよい。これは煤煙センサが温度Ｔｘ以上の温度Ｔ
を有する長さを示す。もしも、Ｔ１よりも若干下の温度
Ｔｘが選択されれば、時間ｔ２−ｔ１と時間ｔ３−ｔ１
間の差は最も明瞭に示される。時間（ｔ２−ｔ１）と
（ｔ３−ｔ１）間の差は、煤煙センサ上の煤煙の燃焼に
起因する続いての冷却（曲線２に提示される）を示すも
のであるが、この差は、燃焼された煤煙量と相関づける
ことができる。何故ならば、非負荷センサの温度Ｔｘに
対する値ｔ２−ｔ１が比較のため制御ユニットに記憶さ
れ、煤煙センサの温度Ｔｘにて時間ｔ３−ｔ１が決定さ
れ、差が記憶された値を用いて形成されるからである。
温度プローブで採取した温度の推移を示すもので、ここ
では加熱部材の熱出力は時間ｔに関して一定に保持され
ている。煤煙の燃焼に起因して、曲線２の方が曲線１よ
りも高温度に達する。曲線１および２の最大温度Ｔ１お
よびＴ２間の差は、成形部材上の煤煙の量を計算するの
に使用でき、そしてこの値は、制御ユニット内に記録さ
れる相関式により、後接続煤煙フィルタ上に存する煤煙
の量と関係づけることができる。しかして、この式は、
特に、使用される測定構造体と煤煙フィルタおよび煤煙
センサに使用される材料について前もって決定されたも
のである。もちろん、平均的技術者にとって、曲線のそ
れらのスロープに基づくこのような数学的評価に代え
て、積分の形成または時間に関する評価も周知の態様で
可能である。かくして、例えば、曲線１に対して時間ｔ
１−ｔ２を決定し、曲線２に対して時間ｔ３−ｔ１を決
定してよい。これは煤煙センサが温度Ｔｘ以上の温度Ｔ
を有する長さを示す。もしも、Ｔ１よりも若干下の温度
Ｔｘが選択されれば、時間ｔ２−ｔ１と時間ｔ３−ｔ１
間の差は最も明瞭に示される。時間（ｔ２−ｔ１）と
（ｔ３−ｔ１）間の差は、煤煙センサ上の煤煙の燃焼に
起因する続いての冷却（曲線２に提示される）を示すも
のであるが、この差は、燃焼された煤煙量と相関づける
ことができる。何故ならば、非負荷センサの温度Ｔｘに
対する値ｔ２−ｔ１が比較のため制御ユニットに記憶さ
れ、煤煙センサの温度Ｔｘにて時間ｔ３−ｔ１が決定さ
れ、差が記憶された値を用いて形成されるからである。
【００２１】以上、本発明を好ましい具体例について図
示説明したが、本発明はこれらに限定されるものではな
く、斯界精通したもの当業者であれば、ここに図示説明
されたものから本発明の技術思想から逸脱することな
く、種々の変更、変形を思いつくことができることは明
らかであろう。本発明の技術思想は、特許請求の範囲の
記載のみによって限定されるものであることをはっきり
と理解されたい。
示説明したが、本発明はこれらに限定されるものではな
く、斯界精通したもの当業者であれば、ここに図示説明
されたものから本発明の技術思想から逸脱することな
く、種々の変更、変形を思いつくことができることは明
らかであろう。本発明の技術思想は、特許請求の範囲の
記載のみによって限定されるものであることをはっきり
と理解されたい。
【図１】図１はキャリヤ上に担持される煤煙センサの概
略断面図である。
略断面図である。
【図２】無煤煙ガス空間内に加熱部材をもつ煤煙センサ
の断面概略図である。
の断面概略図である。
【図３】無煤煙ガス空間内に追加の温度プローブをもつ
煤煙センサの概略断面図である。
煤煙センサの概略断面図である。
【図４】排気ガス流内に配置された追加の温度プローブ
および追加の加熱部材と、無煤煙ガス空間内に配置され
た追加の温度プローブをもつ煤煙センサの概略図であ
る。
および追加の加熱部材と、無煤煙ガス空間内に配置され
た追加の温度プローブをもつ煤煙センサの概略図であ
る。
【図５】煤煙がある場合と煤煙がない場合における成形
部材の温度の推移を測定したグラフである。
部材の温度の推移を測定したグラフである。
１ キャリヤ １ａ，１ｂ，１ｃ ガス不浸透性セラミックシート １ｄ ガス浸透性セラミックシート ２，２ａ，２ｃ 温度プローブ ３，３ａ，３ｂ，３ｃ 加熱部材 ４，４ａ 開放多孔性セラミック成形部材 ５ 無煙ガス空間 ６ 追加の温度プローブ ７ 煤煙不浸透性層
Claims (11)
- 【請求項１】 センサが、少なくとも流れ方向において
多孔性化された少なくとも一つの成形部材（４）と、少
なくとも一つの電気的加熱部材（３，３ａ，３ｂ，３
ｃ）と、少なくとも一つの電気的温度プローブ（２，２
ａ，２ｂ，２ｃ）より成る煤煙センサとして構成される
ことを特徴とする流動煤煙粒子含有ガス内で使用するた
めのセンサ。 - 【請求項２】 少なくとも流れ方向において多孔性化さ
れた前記成形部材（４）がハニカム構造をもつセラミッ
クから作られる請求項１記載のセンサ。 - 【請求項３】 前記成形部材（４）が触媒活性物質で少
なくとも部分的に被覆されている請求項１または２記載
のセンサ。 - 【請求項４】 前記電気的加熱部材（３，３ａ，３ｂ，
３ｃ）および温度プローブ（２，２ａ，２ｂ，２ｃ）
が、成形部材上に直接または成形部材内に配置されてい
る請求項１〜３のいずれかに記載のセンサ。 - 【請求項５】 前記電気的加熱部材（３，３ａ，３ｂ，
３ｃ）、温度プローブ（２，２ａ，２ｂ，２ｃ）および
成形部材（４）がキャリヤ（１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１
ｄ）上に配置されている請求項１〜４のいずれかに記載
のセンサ。 - 【請求項６】 流動する煤煙含有煤煙粒子含有ガス内に
おける煤煙濃度を確認するために使用される請求項１な
いし５のいずれかに記載のセンサの使用方法。 - 【請求項７】 流動する煤煙含有ガス内における煤煙濃
度を確認する方法であって、煤煙含有排気ガス流の少な
くとも一部が、流れ方向において多孔性化された少なく
とも一つの成形部材中を流れ、前記成形部材の温度が少
なくとも一つ温度プローブで測定される方法において、
煤煙粒子の一部を成形部材（４）に固着状態に置き、前
記成形部材（４）を限定された時間間隔にて電気的加熱
部材（３，３ａ，３ｂ）により煤煙の加熱温度に加熱
し、煤煙粒子の燃焼の際に起こる熱の発生を、煤煙フィ
ルタを通って流れた煤煙の量についての直接の尺度とし
て使用することを特徴とする煤煙濃度確認方法。 - 【請求項８】 前記時間間隔が固定として選択される請
求項７記載の煤煙濃度確認方法。 - 【請求項９】 前記時間間隔が動作データの評価に基づ
き選択される請求項７記載の煤煙濃度確認方法。 - 【請求項１０】 成形部材（４）上の煤煙が点火温度に
達した後、電気的加熱部材（３，３ａ，３ｂ）を一定の
熱出力で動作させ、煤煙粒子の燃焼に起因して起こる熱
の発生を電気的温度プローブ（２，２ａ，２ｂ）で測定
し、温度上昇を成形部材（４）上における煤煙粒子の燃
焼量についての直接の尺度として評価し、そして煤煙セ
ンサ中を流れた煤煙量をそれから決定する請求項７〜９
のいずれかに記載の煤煙濃度確認方法。 - 【請求項１１】 成形部材（４）上の煤煙が点火温度に
達した後、成形部材（４）の温度を、電気的加熱部材
（３，３ａ，３ｂ）の熱出力を撤回することにより実質
的に等温度に維持し、熱出力を成形部材（４）上におけ
る煤煙粒子の燃焼量についての直接の尺度として評価
し、煤煙センサを通って流れた煤煙の量をそれから決定
する請求項７〜９のいずれかに記載の煤煙濃度確認方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19959871.1 | 1999-12-10 | ||
| DE19959871A DE19959871A1 (de) | 1999-12-10 | 1999-12-10 | Sensor und Verfahren zur Ermittlung von Ruß-Konzentrationen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001221759A true JP2001221759A (ja) | 2001-08-17 |
Family
ID=7932350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000375916A Withdrawn JP2001221759A (ja) | 1999-12-10 | 2000-12-11 | 煤煙濃度を決定するためのセンサおよび方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20010051108A1 (ja) |
| EP (1) | EP1106996A3 (ja) |
| JP (1) | JP2001221759A (ja) |
| KR (1) | KR20010070265A (ja) |
| BR (1) | BR0005823A (ja) |
| DE (1) | DE19959871A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103511046A (zh) * | 2012-06-29 | 2014-01-15 | 现代自动车株式会社 | 用于感测柴油发动机的烟灰的系统 |
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|---|---|---|---|---|
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| US6634210B1 (en) | 2002-04-17 | 2003-10-21 | Delphi Technologies, Inc. | Particulate sensor system |
| DE10331838B3 (de) * | 2003-04-03 | 2004-09-02 | Georg Bernitz | Sensorelement, Verfahren zu seiner Herstellung und Verfahren zur Erfassung von Partikeln |
| AT501386B1 (de) * | 2003-08-11 | 2008-10-15 | Univ Graz Tech | Russsensor |
| DE102004043121A1 (de) * | 2004-09-07 | 2006-03-09 | Robert Bosch Gmbh | Sensorelement für Partikelsensoren und Verfahren zum Betrieb desselben |
| US7770432B2 (en) * | 2005-01-21 | 2010-08-10 | Robert Bosch Gmbh | Sensor element for particle sensors and method for operating same |
| DE102006002112B4 (de) | 2005-01-21 | 2019-05-02 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Bestimmung der Konzentration von Partikeln in Gasgemischen |
| EP1872115A1 (de) * | 2005-04-20 | 2008-01-02 | Heraeus Sensor Technology Gmbh | Russsensor |
| DE102005030134A1 (de) | 2005-06-28 | 2007-01-04 | Siemens Ag | Sensor und Betriebsverfahren zur Detektion von Ruß |
| JP4172497B2 (ja) * | 2006-05-15 | 2008-10-29 | トヨタ自動車株式会社 | 排気微粒子の測定装置 |
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| US8080427B2 (en) | 2007-07-31 | 2011-12-20 | Caterpillar Inc. | Particle sensor |
| FR2922309A1 (fr) * | 2007-10-15 | 2009-04-17 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Dispositif de detection et de mesure d'emissions de particules embarque dans une ligne d'echappement d'un vehicule automobile |
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| US7966862B2 (en) | 2008-01-28 | 2011-06-28 | Honeywell International Inc. | Electrode structure for particulate matter sensor |
| CN101965511A (zh) * | 2008-02-27 | 2011-02-02 | 沃尔沃技术公司 | 用于检测粒子的方法及布置 |
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| DE102009023200A1 (de) | 2009-05-29 | 2010-12-09 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Rußsensors und Rußsensor betrieben nach diesem Verfahren |
| DE102009033232A1 (de) | 2009-07-14 | 2011-01-27 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zur fahrzeugeigenen Funktionsdiagnose eines Rußsensors und/oder zur Erkennung von weiteren Bestandteilen im Ruß in einem Kraftfahrzeug |
| DE102009033231A1 (de) | 2009-07-14 | 2011-01-27 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zur fahrzeugeigenen Funktionsdiagnose eines Rußsensors in einem Kraftfahrzeug und/oder zur Erkennung von weiteren Bestandteilen im Ruß |
| DE102009058260A1 (de) | 2009-12-14 | 2011-06-16 | Continental Automotive Gmbh | Rußsensor |
| DE102009054606A1 (de) | 2009-12-14 | 2011-06-16 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung sowie Verfahren zum Ermitteln einer Rußkonzentration in einem strömenden, Ruß-Partikel mitführenden Gas |
| DE102010002073A1 (de) | 2010-02-18 | 2011-08-18 | Robert Bosch GmbH, 70469 | Vorrichtung und Verfahren zum Ermitteln der Partikelkonzentration eines strömenden, Partikel mitführenden Gases |
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| DE102010032403A1 (de) | 2010-07-27 | 2012-02-02 | Continental Automotive Gmbh | Rußsensor |
| DE102010054671A1 (de) | 2010-12-15 | 2012-06-21 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Rußsensors |
| DE102010055478A1 (de) | 2010-12-22 | 2012-06-28 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Rußsensors |
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-
2000
- 2000-11-30 EP EP00126166A patent/EP1106996A3/de not_active Withdrawn
- 2000-12-05 KR KR1020000073178A patent/KR20010070265A/ko not_active Withdrawn
- 2000-12-08 US US09/732,602 patent/US20010051108A1/en not_active Abandoned
- 2000-12-11 BR BR0005823-8A patent/BR0005823A/pt not_active Application Discontinuation
- 2000-12-11 JP JP2000375916A patent/JP2001221759A/ja not_active Withdrawn
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