AT2224U1

AT2224U1 - Anordnung zur trübungsmessung

Info

Publication number: AT2224U1
Application number: AT0047397U
Authority: AT
Inventors: Roland Dipl Ing Selic
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 1997-07-28
Filing date: 1997-07-28
Publication date: 1998-06-25

Abstract

Bei einer Anordnung zur Trübungsmessung an mit Rußpartikeln beladenem Abgas sind vor der Beleuchtungsanordnung (6) einerseits und der Sensoranordnung (7) andererseits Schutzfenster (10) vorgesehen, die zur Verhinderung einer Rußanlagerung mittels elektrischer Heizelemente auf eine über der Rußabbrandtemperatur liegende Temperatur aufheizbar sind. Die Heizelemente weisen eine direkt auf die Oberfläche (14) der Schutzfenster (10) aufgebrachte, transparente, elektrisch leitfähige Widerstandsschicht (16) vorzugsweise aus ITO auf, die zu beiden Seiten des zu beheizenden Bereiches (17) mit Elektroden (18) zur Stromzuführung kontaktiert ist. Auf diese Weise ist eine homogene Beheizung der Schutzfenster (10) möglich sowie deren Herstellung und Reinigung vereinfacht.

Description

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Mit der beschriebenen Anordnung nach der vorliegenden Erfindung ist nun in sehr vorteilhafter Weise erreicht, dass die Temperatur des beheizten Bereiches der Schutzfenster ohne nachteilige punktuelle oder linienförmige Konzentrationen über die gesamte Fläche gleichmässig ist, sodass ohne störende optische Beeinträchtigung und ohne die Gefahr, dass in nicht ausreichend beheizten Oberflächenbereichen trotzdem Partikelanlagerung auftritt, gearbeitet bzw. mit der Anordnung gemessen werden kann. Die Anordnung dieser transparenten Heizschichten ist einfach und kann beispielsweise erforderlichenfalls auch vor dem Zuschneiden der tatsächlichen Probenfenster grossflächig auf einer geeigneten Glasscheibe erfolgen, die erst dann zugeschnitten und mit den speziellen Kontakten für die Zuführung des Heizstromes versehen wird.

Wegen der homogenen Oberfläche der Schutzfenster auch im Bereich der aufgebrachten Heizelemente ist Montage und Wartung bzw. Reinigung sehr vereinfacht beispielsweise gegenüber den eingangs beschriebenen, bekannten Anordnungen mit Heizwendeln.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Widerstandsschicht aus ITO (Indium-Zinn-Oxid : 90/10 In/SnO) besteht und mittels eines physikalischen oder chemischen Dünnschichtverfahrens, vorzugsweise in Sputtertechnik, aufgebracht ist. Die Herstellung derartiger Schichten sowie auch deren Verwendung zur oben angesprochenen Niedertemperatur-Heizung beispielsweise von Windschutzscheiben ist bekannt - vorteilhaft im vorliegenden Zusammenhang ist die einfache Verarbeitbarkeit sowie die Robustheit derartiger Schichten, deren Schichtwiderstand zur Beeinflussung der Heizleistung leicht angepasst werden kann.

Im letztgenannten Zusammenhang ist in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der elektrische Schichtwiderstand der Widerstandsschicht zur Einstellung der Heiztemperatur bei der Herstellung jeweils anpassbar bzw. änderbar ist-dies kann vorzugsweise durch Änderung der Herstellparameter der Schicht erfolgen. So ist es beispielsweise möglich, bei

der Herstellung einer ITO-Schicht in Sputtertechnik den spezifischen elektrischen Widerstand durch Variation des Sauerstoffpartialdruckanteiles während der Beschichtung einzustellen bzw. an die Erfordernisse anzupassen.

Eine andere Möglichkeit besteht erfindungsgemäss auch darin, den elektrischen Schichtwiderstand durch Änderung der Schichtdicke bei der Herstellung einzustellen. Auf alle Fälle kann mit den beschriebenen Methoden bei der Herstellung der Beschichtung der Schutzfenster sichergestellt werden, dass mit dem schlussendlich zur Anwendung gelangenden Heizstrom auch tatsächlich das gewünschte Temperaturniveau an der dem Abgas zugewandten Seite des Schutz-
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messung durch angelagerte Russpartikel möglich sind.

In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann zur Verhinderung einer Wechselwirkung mit der Umgebung eine transparente, elektrisch isolierende Schutzschicht, vorzugsweise aus Si02, auf die Widerstandsschicht aufgebracht sein, was die Gefahr von Beschädigungen, Kurzschlüssen und dergleichen verringert bzw. ausschliesst.

Auf ähnliche Weise) wie oben angesprochen. geschützt kann die Widerstandsschicht natürlich auch dadurch werden, dass sie auf der dem Abgas abgewandten Seite des jeweiligen Schutzfensters aufgebracht ist, wobei für diesen Fall die Heizschicht unter Berücksichtigung der Dicke des Schutzfensters eben eine geringfügig höhere Temperatur liefern muss, um auch auf der gegenüberliegenden, dem Abgas zugewandten, unbeheizten Seite Russanlagerungen zu verhindern.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Schutzfenster eine katalytische Schicht, vorzugsweise aus einem Edelmetall oder einer Edelmetallverbindung aus der Gruppe Platin, Iridium, Rodium, Palladium, zur Entfernung von Russpartikeln aufweisen, wobei die zur Aufrechterhaltung der Katalyse notwendige Temperatur durch die Widerstandsschicht erzeugt ist. Auf diese Weise kann einerseits zusätzliche

Sicherheit gegen eine Anlagerung von Partikeln auf den Schutzfenstern erreicht werden-andererseits ist bei Verwendung entsprechender Materialien für die katalytische Schicht unter Umständen auch eine Herabsetzung der Heiztemperatur möglich, da diese dann nur zur Aufrechthaltung der Katalyse dient.

Die Erfindung wird im folgenden noch anhand der in der Zeichnung teilweise schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Fig. 1 zeigt dabei in schematischem Längsschnitt ein Beispiel für eine erfindungsgemässe Anordnung zur Trübungsmessung, Fig. 2 und 4 zeigen schematische Schnitte durch beheizbare Schutzfenster zur Verwendung in einer Anordnung beispielsweise nach Fig. 1 in unterschiedlicher Ausführung und Fig. 3 und 5 zeigen entsprechende Draufsichten auf die Elemente der Fig. 2 und 4 von oben.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist eine über einen mittigen Anschluss 2 seitlich mit dem zu messenden Abgas füllbare Messkammer 1 vorgesehen, die im Betrieb der Anordnung vom Abgas entlang der Pfeile 3 nach beiden Seiten hin durchströmt wird. Das an den beiden offenen Enden 4 der Messkammer 1 ausströmende Abgas wird über Prallbereiche 5 umgelenkt und ins Freie entlassen.

Auf der einen Seite ist dem offenen Ende 4 zugeordnet eine Beleuchtungsanordnung 6 und auf der anderen Seite eine Sensorordnung 7 vorgesehen, in denen eine Beleuchtungsquelle 8 bzw. ein Sensor 9 angeordnet ist. Zum Schutz des Inneren von Beleuchtungsanordnung 6 bzw. Sensoranordnung 7 sind Schutzfenster 10 vorgesehen, welche hier über angedeutete Schiebehalterungen zum Reinigen auch aus der Anordnung entfernbar sein können. Den Schutzfenstern 10 in bezug auf das aus den offenen Enden 4 der Messkammer 1 austretende Abgas vorgelagert sind Spülluftkanäle 11, durch welche in der Darstellung der Fig. 1 von oben her mittels hier nicht dargestellter Gebläse oder dergleichen Spülluft gefördert werden kann, welche dahingehend wirkt, dass das Abgas nach Möglichkeit gar nicht bis zu den Schutzfenstern 10 gelangen kann.

Die für die eigentliche Trübungsmessung zwischen Beleuchtungsquelle 8 und Sensor 9 entlang der Achse 12 freibleibenden Durchtrittsöffnungen 13 im Bereich der

Spülluftkanäle 11 sind relativ klein, sodass in der Praxis des Betriebes derartiger Anordnungen ein Grossteil des partikelbeladenen Abgases aus der Messkammer 1 die Schutzfenster 10 gar nicht erreicht und vorher schon über die Prallbereichp5 bzw. die Spülluftkanäle 11 abgeführt wird.

Um auch allenfalls doch bis zu den Schutzfenstern 10 gelangende Russpartikel an der Anlagerung an den Schutzfenstern und damit an einer Verfälschung der Trübungsmessung zwischen Beleuchtungsquelle 8 und Sensor 9 zu hindern, sind die Schutzfenster auf in Fig. 1 nicht ersichtliche Weise mittels elektrischer Heizelemente auf eine über der Russabbrandtemperatur liegende Temperatur aufheizbar. Dazu ist gemäss den Fig 2 bis 5 vorgesehen, dass die Heizelemente eine direkt auf die Oberfläche 14 der Schutzfenster 10 aufgebrachte, transparente, elektrisch leitfähige Widerstandsschicht 16 zur Hochtemperaturheizung aufweisen, die zu beiden Seite des zu beheizenden Bereiches 17 mit Elektroden 18 zur Stromzuführung kontaktiert ist.

Die Widerstandsschicht kann beispielsweise aus ITO (Indium-Zinn-Oxid) bestehen, und mittels eines physikalischen oder chemischen Dünnschichtverfahrens, vorzugsweise in Sputtertechnik, aufgebracht sein. Der elektrische Schichtwiderstand ist entweder durch Änderung der Herstellparameter der Schicht oder aber durch Änderung der Schichtdicke selbst bei der Herstellung der Schutzfenster 10 einstellbar, womit bei gegebener Heizstrom-Versorgung die Temperatur der Widerstandsschicht 16 und damit der Oberfläche 14 des Schutzfensters 10 wählbar ist.

Zur Verhinderung einer Wechselwirkung mit der Umgebung kann-wie aus Fig. 4 ersichtlich-eine transparente, elektrisch isolierende Schutzschicht 19, beispielsweise aus Si02, auf der Widerstandsschicht 16 angeordnet sein. Zum gleichen Zweck könnte aber auch vorgesehen sein, dass die mit der Widerstandsschicht 16 versehene Seite des Schutzfensters 10 dem zu messenden Abgas abgewandt montiert wird.

Abgesehen von der dargestellten und beschriebenen Ausführung könnten

natürlich auch andere Formen und Materialien für Schutzfenster und Beschichtungen verwendet werden. In gleicher Weise sind derartige beheizte Schutzfenster auch ohne vorgelagerte Spülluftvorhänge oder beispielsweise im Zusammenhang mit Streulicht-Anordnungen oder ähnlichen Messgeräten verwendbar, wobei stets der Vorteil zum Tragen kommt, dass die Anlagerung von Russpartikeln zuverlässig verhindert wird und trotzdem eine einfache Herstellung, Montage und Wartung möglich bleibt.

Claims

Ansprüche : 1. Anordnung zur Trübungsmessung an mit Russpartikeln beladenem Abgas, ins- besonders am Abgas einer Diesel-Brennkraftmaschine, mit einer mit dem Abgas füllbaren Messkammer (1), welche einerseits eine Beleuchtungsan- ordnung (6) und andererseits eine Sensoranordnung (7) aufweist, die jeweils mit Schutzfenstern (10), die mittels elektrischer Heizelemente auf eine über der Russabbrandtemperatur liegende Temperatur aufheizbar sind, vor der Ablagerung von Russpartikeln geschützt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizelemente eine direkt auf die Oberfläche (14) der Schutzfenster (10) aufgebrachte, transparente, elektrisch leitfähige Widerstandsschicht (16) zur Hochtemperaturheizung aufweisen, die zu beiden Seiten des zu beheizenden Bereiches (17) mit Elektroden (18)

zur Stromzuführung kontaktiert ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstands- schicht (16) aus ITO (Indium-Zinn-Oxid : 90/10 In/SnO) besteht und mittels eines physikalischen oder chemischen Dünnschichtverfahrens, vor- zugsweise in Sputtertechnik, aufgebracht ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elek- trische Schichtwiderstand der Widerstandsschicht (16) zur Einstellung der Heiztemperatur änderbar ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Schichtwiderstand durch Änderung der Herstellparameter der Schicht (16) einstellbar ist.
5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Schichtwiderstand durch Änderung der Schichtdicke einstellbar ist.
6. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge- kennzeichnet, dass zur Verhinderung einer Wechselwirkung mit der Umgebung <Desc/Clms Page number 9> eine transparente, elektrisch isolierende Schutzschicht (19), vorzugs- weise aus Si02, auf die Widerstandsschicht (16) aufgebracht ist.
7. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Widerstandsschicht (16) auf der dem Abgas ab- gewandten Seite der Schutzfenster (10) aufgebracht ist.
8. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Schutzfenster eine katalytische Schicht, vor- zugsweise aus einem Edelmetall oder einer Edelmetallverbindung aus der Gruppe Platin, Iridium, Rodium, Palladium, zur Entfernung von Russpar- tikeln aufweisen, wobei die zur Aufrechterhaltung der Katalyse not- wendige Temperatur durch die Widerstandsschicht erzeugt ist.