[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE102018220154A1 - Verfahren zum Betreiben eines Partikelsensors - Google Patents

Verfahren zum Betreiben eines Partikelsensors Download PDF

Info

Publication number
DE102018220154A1
DE102018220154A1 DE102018220154.4A DE102018220154A DE102018220154A1 DE 102018220154 A1 DE102018220154 A1 DE 102018220154A1 DE 102018220154 A DE102018220154 A DE 102018220154A DE 102018220154 A1 DE102018220154 A1 DE 102018220154A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
spot
determined
laser
size
particle sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018220154.4A
Other languages
English (en)
Inventor
Radoslav Rusanov
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102018220154.4A priority Critical patent/DE102018220154A1/de
Publication of DE102018220154A1 publication Critical patent/DE102018220154A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/02Investigating particle size or size distribution
    • G01N15/0205Investigating particle size or size distribution by optical means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06Investigating concentration of particle suspensions
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10Investigating individual particles
    • G01N15/14Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1456Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals
    • G01N15/1459Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals the analysis being performed on a sample stream
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/71Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06Investigating concentration of particle suspensions
    • G01N15/075Investigating concentration of particle suspensions by optical means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N2015/0042Investigating dispersion of solids
    • G01N2015/0046Investigating dispersion of solids in gas, e.g. smoke
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10Investigating individual particles
    • G01N15/14Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N2015/1486Counting the particles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/15Preventing contamination of the components of the optical system or obstruction of the light path
    • G01N2021/155Monitoring cleanness of window, lens, or other parts
    • G01N2021/157Monitoring by optical means

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Vorgestellt wird ein Verfahren zum Betreiben eines Partikelsensors (16), der ein einen Laser aufweisendes Lasermodul (18), einen zur Detektion von Temperaturstrahlung (14) eingerichteten Detektor (26), und ein im Strahlengang des Lasers des Lasermoduls (18) angeordnetes optisches Element (20) aufweist, wobei das optische Element dazu eingerichtet ist, von dem Lasermodul (18) ausgehendes Laserlicht (10) in einen Spot (22) zu bündeln, und wobei der Detektor (26) im Partikelsensor (16) so angeordnet ist, dass er vom Spot (22) ausgehende Strahlung (14) detektiert. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens eine Größe des Spots (22) aus der detektierten Strahlung ermittelt wird und dass die Auswertung der Signale des Partikelsensors in Abhängigkeit von der ermittelten Größe erfolgt. Ein unabhängiger Anspruch richtet sich auf ein Steuergerät.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Partikelsensors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Steuergerät nach dem Oberbegriff des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs.
  • Der Begriff des Partikels umfasst Schwebeteilchen, die in einem Fluid schweben und mit dem Fluid transportiert werden. Die Partikel können feste oder flüssige Teilchen sein. Flüssige Teilchen werden auch als Aerosolpartikel oder Aerosoltröpfchen bezeichnet. Das Fluid kann eine Flüssigkeit oder ein Gas sein.
  • Der bei dem Verfahren verwendete Partikelsensor weist ein im Strahlengang des Lasers des Lasermoduls angeordnetes optisches Element auf, das dazu eingerichtet ist, von dem Lasermodul ausgehendes Laserlicht in einen Spot zu bündeln. Der Detektor ist im Partikelsensor so angeordnet, dass er vom Spot ausgehende Strahlung detektiert. Die Strahlung kann Temperaturstrahlung oder durch chemische Reaktionen wie einer im Spot ablaufenden Oxidation von Ruß freigesetzte Strahlung sein.
  • Mit modernen Verbrennungsmotoren angetriebene Kraftfahrzeuge sind mit Dieselpartikelfiltern ausgerüstet. Die Funktionsfähigkeit dieser Partikelfilter muss gesetzlichen Vorschriften entsprechend mit On-Board Diagnose-Mitteln überwacht werden. Für Kraftfahrzeuge werden dabei zum Beispiel einen elektrischen Widerstand aufweisende Sensoren verwendet, die von der Anmelderin hergestellt und vertrieben werden. Die Funktionsweise dieser bekannten Sensoren basiert auf der Bildung von leitfähigen Rußpfaden zwischen zwei Interdigital-Elektroden. Bei diesen Sensoren ist die Anstiegszeit des Stromes nach Anlegen einer Spannung ein Maß für die Rußkonzentration. Dabei wird die Massenkonzentration (mg/m3 Abgas bzw. mg/km Fahrstrecke) gemessen. Die Berechnung der Anzahlkonzentration (Zahl der Partikel pro m3 Abgas bzw. pro km Fahrstrecke) ist bei diesem Sensorkonzept aus vielfältigen Gründen nur sehr schwer möglich oder sogar unmöglich. Der bekannte Sensor wird periodisch regeneriert, indem er durch ein integriertes Heizelement auf mindestens 700°C aufgeheizt wird, wodurch die Rußablagerungen wegbrennen.
  • Das Prinzip der Laser Induzierten Inkandeszenz (LII) ist zur Detektion von Nanopartikeln (in Luft) bereits seit längerem bekannt und wird z.B. auch für die Charakterisierung des Verbrennungsprozesses in „gläsernen“ Motoren im Labor oder für die Abgas-Charakterisierung in Laborumgebungen intensiv angewandt. Dabei werden Partikel mit einem Nanosekunden-Puls eines Hochleistungslasers auf mehrere Tausend Grad Celsius erhitzt, so dass sie signifikant Temperaturstrahlung emittieren. Diese thermisch induzierte Lichtemission der Partikel wird mit einem Lichtdetektor gemessen. Die Methode erlaubt die Detektion von sehr kleinen Partikeln mit einem Durchmesser bis hinunter zu einer Größe von wenigen 10 nm.
  • Dabei ist der Einsatz von gepulsten Lasern zur gleichzeitigen (Detektion vieler Partikel gleichzeitig) als auch von CW-Lasern (continuous wave) zur Detektion von einzelnen Partikeln bekannt. In diesem Zusammenhang zeigt die US 2003/197863 A eine Erhitzung eines Ensembles von Partikeln durch einen Nanosekunden-Hochleistungslaser, welcher eine sehr hohe Lichtintensität für eine kurze Zeit (ns) erreicht. Die Erhitzung erfolgt im kollimierten (parallel ausgerichteten) Teil des Strahls mit einem Querschnitt von einigen Quadratzentimetern bzw. -millimetern. Somit werden mit einem einzigen Laserpuls Tausende von Partikeln gleichzeitig aufgeheizt, was eine Zählung von einzelnen Partikeln nicht erlaubt. Außerdem wird hier ein nicht miniaturisierbarer und kostenintensiver Laser verwendet.
  • Bei der US2001/0767104 wird die gleiche Funktionsweise verwendet, wie bei der US 2003/197863 A , mit dem Unterschied, dass es sich hier um ein geschlossenes Gerät handelt, welches einen Eingang für das die Partikel transportierende Abgas besitzt. Die Messung der Partikel findet innerhalb des Geräts statt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich von diesem Stand der Technik dadurch, dass wenigstens eine Größe des Spots aus der detektierten Strahlung ermittelt wird und dass die Auswertung der Signale des Partikelsensors in Abhängigkeit von der ermittelten Größe erfolgt.
  • Durch diese Merkmale wird die Genauigkeit und Langzeitstabilität der Genauigkeit der Messungen von absoluten Partikelanzahlkonzentrationen verbessert. Außerdem lässt sich mit der Erfindung eine Alterung der Laserquelle und eine Alterung bzw. Verschmutzung der Optik erkennen, die zu einem Ausfall des Partikelsensors, bzw. zu einer nicht mehr ausreichenden Genauigkeit seiner Signale führen. Die Erfindung erlaubt eine zuverlässige Bestimmung von Partikel-Anzahl-Konzentrationen mit geringeren Kosten als Geräte mit echter Partikelzahl-Messfähigkeit (z.B. Condensation Particle Counter). Der Sensor erlaubt sowohl eine Messung der Anzahl- als auch der Massenkonzentration von Partikeln in Fluiden, insbesondere von Partikeln im Abgas von Verbrennungsprozessen, insbesondere von Diesel- und Benzinmotoren, aber zum Beispiel auch von Heizungsanlagen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann zur On Board Überwachung des Zustandes eines im Abgassystem eines Verbrennungsprozesses angeordneten Partikelfilters eingesetzt werden. Das Verfahren besitzt eine kurze Ansprechzeit und ist praktisch sofort nach Aktivierung, also zum Beispiel praktisch sofort nach einem Start eines Verbrennungsprozesses einsatzbereit. Gerade in Benzinfahrzeugen ist eine Partikelzahl-Messfähigkeit sowie die sofortige Einsatzbereitschaft des Sensors unmittelbar nach dem Start des Fahrzeugs sehr wichtig, da ein Großteil der bei Benzinmotoren typischerweise sehr feinen Partikel (wenig Masse, hohe Anzahl) während und unmittelbar nach einem Kaltstart entstehen.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Auswertung der Signale des Partikelsensors in Abhängigkeit von der ermittelten Größe erfolgt.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Größe des Spots aus Halbwertsbreiten von detektierten Strahlungspulsen bestimmt wird.
  • Bevorzugt ist auch, dass Halbwertsbreiten von einer Mehrzahl von detektierten Strahlungspulsen bestimmt werden und dass eine Größe des Spots aus einer oder mehreren bestimmten Halbwertsbreiten bestimmt wird.
  • Weiter ist bevorzugt, dass eine parallel zu einer Bewegungsrichtung von Partikeln liegende Länge des Spots aus einer maximalen Halbwertsbreite der bestimmten Halbwertsbreiten bestimmt wird.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Länge des Spots aus einer mittleren Halbwertsbreite der bestimmten Halbwertsbreiten bestimmt wird.
  • Bevorzugt ist auch, dass aus der bestimmten Länge des Spots auch eine in Bezug auf die Bewegungsrichtung der Partikel transversale Spotabmessung bestimmt wird.
  • Weiter ist bevorzugt, dass neben der Größe auch Form und/oder Qualität des Spots beim Betreiben des Partikelsensors bestimmt werden.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass Veränderungen der Größe und/oder Form und/oder Qualität gegenüber einer Bezugsgröße ermittelt werden und dass eine Fehlermeldung erzeugt wird, wenn die Veränderung der Größe und/oder Form und/oder Qualität ein nicht akzeptables Ausmaß aufweist.
  • Mit Bezug auf die Vorrichtungsaspekte der vorliegenden Erfindung zeichnet sich die vorliegende Erfindung dadurch aus, dass das Steuergerät dazu eingerichtet ist, wenigstens eine Größe des Spots aus der detektierten Strahlung zu ermitteln und die Signale des Partikelsensors in Abhängigkeit von der ermittelten Größe auszuwerten.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass dass das Steuergerät dazu eingerichtet ist, die Signale des Partikelsensors in Abhängigkeit von der ermittelten Größe und/oder Form und/oder Qualität auszuwerten.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Steuergeräts zeichnet sich dadurch aus, dass es dazu eingerichtet ist, eine der oben aufgeführten Ausgestaltungen des Verfahrens durchzuführen.
  • Der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Partikelsensor arbeitet mit einem fokussierten Laser-Strahl mit sehr hoher Intensität, um die durch den Laserspot hindurch fliegenden Partikel auf mehrere tausend Grad zu erhitzen. Als Messsignal wird das thermisch emittierte Licht der aufgeheizten Partikel verwendet. In der hier vorgestellten Erfindung wird ein kontinuierlich arbeitender (CW-)Laser verwendet, welcher über entsprechende optische Elemente (z.B. Linsen) auf einen sehr kleinen Spot fokussiert wird. Als Laserquelle können kostengünstige Halbleiter Laser-Dioden eingesetzt werden, was die Kosten für den Partikelsensor stark senkt. Die Detektion des LII-Lichtes kann z.B. mittels einer empfindlichen Fotodiode oder eines Multi-Pixel-Photon- Counters (MPPC) erfolgen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt sowohl eine Messung der Anzahl- als auch der Massenkonzentration von Partikeln in einem Fluid. Bei dem Fluid kann es sich um ein Gas oder eine Flüssigkeit handeln. Die Partikel sind zum Beispiel Flüssigkeitströpfchen in einem Aerosol oder Partikel im Abgas von Diesel- oder Benzinfahrzeugen. Mit inbegriffen ist hierbei explizit die Fähigkeit zur Einzelpartikeldetektion in einem Prüfvolumen, so dass auch die Partikelgröße aus den Messdaten bestimmt werden kann.
  • Die Erfindung erlaubt insbesondere eine On Board Diagnose des Zustandes von Partikelfiltern im Abgassystem von Verbrennungsmotoren. Dazu ist der Sensor im Abgasstrom stromabwärts von dem Partikelfilter angeordnet. Der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebene Partikelsensor besitzt eine vorteilhaft kurze Ansprechzeit und ist sofort nach seiner durch das Einschalten des Lasers erfolgenden Aktivierung einsatzbereit. Gerade in Benzinfahrzeugen ist die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mögliche Partikelzahl-Messfähigkeit sowie die sofortige Einsatzbereitschaft des Sensors unmittelbar nach dem Start des Fahrzeugs sehr wichtig, da ein Großteil der bei Benzinmotoren typischerweise sehr feinen Partikel (wenig Masse, hohe Anzahl) während des Kaltstarts entstehen.
  • Damit wird sichergestellt, dass alle ausgewerteten Partikel eine annähend gleiche Temperatur erreicht haben (Sättigungstemperatur -3500K). Nur in diesem Fall annähernd gleicher Temperatur hängt die Signalintensität direkt von der Partikelgröße ab. In der Umkehrung erlaubt dies eine Bestimmung der Partikelgröße aus der Signalintensität.
  • Außerdem sorgt eine solche Filterung für eine klar definierte Größe des Detektionsvolumens bzw. -querschnitts, wodurch eine genaue Volumenkonzentration der Partikel aus den gemessenen Daten extrahierbar wird. Die hohe Genauigkeit der Bestimmung des Detektionsvolumens erlaubt eine genaue Konzentrationsbestimmung (Partikel/m3 oder Partikel/mi). Die hohe Genauigkeit der Größenbestimmung erlaubt eine genaue Bestimmung der Partikelmasse (mg/m3 bzw. mg/mi).
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann nicht nur zur Bestimmung von Partikelmassen und Partikelkonzentrationen im Abgas von Verbrennungsmotoren, sondern auch für andere Szenarios und Einsatzbereiche verwendet werden, zum Beispiel für Portable Emission Monitoring Systeme, Messungen von Raumluftqualität, und Messungen von Emissionen von Verbrennungsanlagen (privat, industriell), ohne dass diese Aufzählung Anspruch auf Vollzähligkeit erhebt.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Figuren jeweils gleiche oder zumindest ihrer Funktion nach vergleichbare Elemente. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:
    • 1 ein auf der Laser Induzierten Inkandeszenz basierendes Messprinzip, das bei der Erfindung verwendet wird;
    • 2 einen prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Partikelsensors;
    • 3 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Partikelsensors;
    • 4 einen Querschnitt durch einen Laserspot, der eine laterale Größe und eine transversale Größe aufweist, zusammen mit einer Trajektorie eines Partikels, das durch den Laserspot hindurch fliegt;
    • 5 ein LII-Signal (Intensität der von einem Partikel ausgehenden Temperaturstrahlung) für ein durch den Laserspot hindurch fliegendes Partikel über der Zeit;
    • 6 eine auf der Auswertung einer Mehrzahl von Lll-Signalen ermittelte Verteilungskurve; und
    • 7 ein Flussdiagramm als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 1 veranschaulicht das auf der Laser Induzierten Inkandeszenz (LII) basierende Messprinzip. Laserlicht 10 hoher Intensität trifft auf ein Partikel 12. Die Intensität des Laserlichts 10 ist so hoch, dass die vom Partikel 12 absorbierte Energie des Laserlichtes 10 das Partikel 12 auf mehrere Tausend Grad Celsius erhitzt. Als Folge der Erhitzung emittiert das Partikel 12 spontan und im Wesentlichen ohne Vorzugsrichtung signifikant Strahlung 14 (LII-Licht) in Form von Temperaturstrahlung. Ein Teil der in Form von Temperaturstrahlung emittierten Strahlung 14 wird daher auch entgegengesetzt zur Richtung des einfallenden Laserlichtes 10 emittiert.
  • 2 zeigt schematisch einen prinzipiellen Aufbau eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Partikelsensors 16. Der Partikelsensor 16 weist hier ein CW-Lasermodul 18 (CW: continuous wave; Dauerstrich) auf, dessen bevorzugt paralleles Laserlicht 10 mit wenigstens einem im Strahlengang des CW-Lasermoduls 18 angeordneten optischen Element 20 auf einen sehr kleinen Spot 22 fokussiert wird. Das CW-Lasermodul 18 wird bevorzugt mit kleineren Leistungen, insbesondere mit Leistungen zwischen 50 mW und 500 mW, teilweise auch bis zu 5000 mW, betrieben. Das optische Element 20 ist bevorzugt eine erste Linse 24. Nur im Volumen des Spots 22 erreicht die Intensität des Laserlichts 10 die für LII notwendigen hohen Werte.
  • Die Abmessungen des Spots 22 liegen im Bereich einiger µm, insbesondere im Bereich von zum Beispiel zehn µm. Bei einer angenommenen Partikelkonzentration von 1013 pro m3 kann dann bei typischen Abgasgeschwindigkeiten von Verbrennungsmotoren davon ausgegangen werden, dass zu einem gegebenen Zeitpunkt immer nur ein Partikel durch den Spot 22 fliegt und zur Emission auswertbarer Strahlungsleistungen angeregt wird, sei es durch laserinduzierte Inkandeszenz oder durch chemische Reaktionen (insbesondere Oxidation). Als Folge kann davon ausgegangen werden, dass sich stets höchstens ein Partikel 12 in dem Spot 22 befindet und dass ein momentanes Messsignal des Partikelsensors 16 nur von diesem höchstens einen Partikel 12 stammt. Das Messsignal wird von einem Detektor 26 erzeugt, der im Partikelsensor 16 so angeordnet ist, dass er vom den Spot 22 durchfliegenden Partikel 12 ausgehende Strahlung 14, insbesondere Temperaturstrahlung, detektiert. Der Detektor 26 weist dazu bevorzugt wenigstens eine Fotodiode 26.1 auf. Damit wird eine Einzelpartikelmessung möglich, welche die Extraktion von Informationen über das Partikel 12 wie Größe und Geschwindigkeit ermöglicht.
  • Damit lässt sich die Abgasgeschwindigkeit bestimmen, und die Berechnung eines Partikelgrößenspektrums wird möglich. Die erste Größe ist für die Berechnung der Anzahlkonzentration der Partikel 12 wichtig. In Kombination mit der zweiten Größe kann auch die Massenkonzentration berechnet werden. Dies stellt einen klaren Vorteil gegenüber anderen Messmethoden für die Partikelmessung dar.
  • Es ist durchaus möglich, dass der Laser des Lasermoduls 18 moduliert bzw. an- und ausgeschaltet wird (duty cycle < 100%). Bevorzugt bleibt jedoch, dass der Laser des Lasermoduls 18 ein CW-Laser ist. Dies ermöglicht den Einsatz von kostengünstigen Halbleiter-Laser-Elementen (Laser-Dioden), was den kompletten Partikelsensor verbilligt und die Ansteuerung des Lasermoduls 18 und die Auswertung des Messsignals stark vereinfacht.
  • 3 zeigt ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Partikelsensors 16, der sich für den Einsatz als Partikelsensor im Abgas eines Verbrennungsprozesses eignet.
  • Der Partikelsensor 16 weist eine Anordnung aus einem äußeren Schutzrohr 28 und einem inneren Schutzrohr 30 auf. Die beiden Schutzrohre 28, 30 haben bevorzugt eine allgemeine Zylinderform oder Prismenform. Die Grundflächen der Zylinderformen sind bevorzugt kreisförmig, elliptisch oder vieleckig. Die Zylinder sind bevorzugt koaxial angeordnet, wobei die Achsen der Zylinder quer zur Strömung von Abgas 32 ausgerichtet sind. Das innere Schutzrohr 30 ragt in Richtung der Achsen über das äußere Schutzrohr 28 hinaus in das strömende Abgas 32 hinein. An dem dem strömenden Abgas abgewandten Ende der beiden Schutzrohre 28, 30 ragt das äußere Schutzrohr 28 über das innere Schutzrohr 30 hinaus. Die lichte Weite des äußeren Schutzrohrs 28 ist bevorzugt so viel größer als der äußere Durchmesser des inneren Schutzrohrs 30, dass sich zwischen den beiden Schutzrohren 28, 30 ein erster Strömungsquerschnitt ergibt. Die lichte Weite des inneren Schutzrohrs 30 bildet einen zweiten Strömungsquerschnitt.
  • Diese Geometrie hat zur Folge, dass Abgas 32 über den ersten Strömungsquerschnitt in die Anordnung der beiden Schutzrohre 28, 30 eintritt, dann an dem dem Abgas 32 abgewandten Ende der Schutzrohre 28, 30 seine Richtung ändert, in das innere Schutzrohr 30 eintritt und aus diesem vom vorbeiströmenden Abgas 32 herausgesaugt wird. Dabei ergibt sich im Inneren des Schutzrohrs 30 eine laminare Strömung. Diese Anordnung von Schutzrohren 28, 30 wird mit dem Partikelsensor 16 quer zur Abgasströmung an, bzw. in einem Abgasrohr befestigt.
  • Der Partikelsensor 16 weist darüber hinaus das Lasermodul 18 auf, das bevorzugt paralleles Laserlicht 10 erzeugt. Im Strahlengang des bevorzugt parallelen Laserlichtes 10 befindet sich ein Strahlteiler 34. Ein den Strahlteiler 34 ohne Umlenkung durchlaufender Teil des Laserlichtes 10 wird durch das optische Element 20 zu einem sehr kleinen Spot 22 im Inneren des inneren Schutzrohrs 30 fokussiert. In diesem Spot 22 ist die Lichtintensität hoch genug, um die mit dem Abgas 32 transportierten Partikel 12 auf mehrere Tausend Grad Celsius zu erhitzen, so dass die erhitzten Partikel 12 signifikant Strahlung 14 in Form von Temperaturstrahlung emittieren. Die Strahlung 14 liegt zum Beispiel im nah-infraroten und sichtbaren Spektralbereich mit einem Maximum im roten Bereich (bei ca. 750nm), ohne dass die Erfindung auf Strahlung 14 aus diesem Spektralbereich beschränkt ist. Ein Teil dieser ungerichtet in Form von Temperaturstrahlung emittierten Strahlung 14, beziehungsweise dieses LlI-Lichtes, wird von dem optischen Element 20 erfasst und über den Strahlteiler 34 auf den Detektor 26 gerichtet. Dieser Aufbau hat den besonders wichtigen Vorteil, dass nur ein optischer Zugang zum Abgas 32 benötigt wird, da die gleiche Optik, insbesondere das gleiche optische Element 20 für die Erzeugung des Spots 22 und für das Erfassen der vom Partikel 12 ausgehenden Strahlung 14 benutzt wird. Das Abgas 32 ist ein Beispiel eines Messgases. Das Messgas kann auch ein anderes Gas oder Gasgemisch sein, zum Beispiel Raumluft, oder eine Flüssigkeit.
  • Beim Gegenstand der 3 weist das Lasermodul 18 eine Laserdiode 36 und eine zweite Linse 38 auf, die das von der Laserdiode 36 ausgehende Laserlicht 10 bevorzugt parallel ausrichtet. Der Einsatz der Laserdiode 36 stellt eine besonders kostengünstige und einfach handhabbare Möglichkeit der Erzeugung von Laserlicht 10 dar. Das bevorzugt parallele Laserlicht 10 wird durch das optische Element 20 zum Spot 22 fokussiert.
  • Der optische Partikelsensor 16 weist bevorzugt einen dem Abgas ausgesetzten ersten Teil 16.1 und einen dem Abgas nicht ausgesetzten zweiten Teil 16.2 auf, der die optischen Komponenten des Partikelsensors 16 enthält. Beide Teile sind durch eine Trennwand 16.3 getrennt, die zwischen den Schutzrohren 28, 30 und den optischen Elementen des Partikelsensors verläuft. Die Wand 16.3 dient der Isolation der empfindlichen optischen Elemente von dem heißen, chemisch aggressiven und „schmutzigen“ Abgas 32. In der Trennwand 32 ist im Strahlengang des Laserlichtes 10 ein Schutzfenster 40 angebracht, durch das hindurch das Laserlicht 10 in das Abgas 32 einfällt und über das vom Spot 22 ausgehende Strahlung 14 auf das optische Element 20 und von da aus über den Strahlteiler 34 auf den Detektor 26 einfallen kann.
  • Alternativ zu dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Erzeugung des Spots 22 und das Erfassen der von Partikeln im Spot ausgehenden Strahlung 14 auch über getrennte optische Strahlengänge erfolgen.
  • Es wäre prinzipiell denkbar, dass das Laserlicht 10 von der Laserdiode 36 bis zur Fokussierlinse 20 mit Hilfe von einem Lichtwellenleiter und entsprechenden ein- und auskoppelnden optischen Elementen geleitet wird. Das Gleiche gilt auch für das zu detektierende LII-Licht, bzw. die Strahlung 14, die von im Spot 22 aufgeheizten Partikeln 12 ausgeht. Es ist auch nicht zwingend erforderlich, dass das Laserlicht 10 und die Lll-Strahlung 14 über die gleiche Linse 20 entsprechend fokussiert und eingesammelt werden. Im Prinzip ist die Erfindung auf einen beliebigen LII-Sensor anwendbar, solange die Partikel über einen fokussierten CW-Laser erhitzt werden und die Abgasstromführung und der Laserstrahl zumindest teilweise parallel verlaufen.
  • Es ist auch denkbar, den Spot 22 mit anderen als den hier lediglich als Ausführungsbeispiel angegebenen Linsenkombinationen zu erzeugen. Außerdem kann der Partikelsensor 16 auch mit anderen Laserlichtquellen als den hier für Ausführungsbeispiele angegebenen Laserdioden 36 verwirklicht werden.
  • 3 zeigt auch ein zusätzliches Filter 42, das im Strahlengang zwischen dem Strahlteiler 34 und dem Detektor 26 angeordnet ist. Das Filter 42 zeichnet sich dadurch aus, dass es für das Laserlicht 10 weniger durchlässig ist als für die Strahlung 14, die vom Spot 22 ausgeht, wenn sich dort ein Partikel 12 befindet.
  • Dieses Ausführungsbeispiel verbessert das Signal-to-Noise-Ratio des auf den Detektor 26 fallenden Lichtes deutlich, weil es die Menge an Laserlicht 10, das aufgrund von Rückreflexionen des Laserlichtes 10 an den optischen Komponenten des Partikelsensors 16 auf den Detektor 26 fallen würde, stark reduziert. Solches Laserlicht würde störende Background-Detektorsignale erzeugen, die eine Detektion der z.B. in Form von Temperaturstrahlung von Partikeln im Spot 22 ausgehenden Strahlung 14 erschweren würden. Durch das Filter 42 wird der störende Background für die von Partikeln 12 z.B. in Form von Temperaturstrahlung emittierten Impulse von Strahlung 14 reduziert. Das den Filter 42 aufweisende Ausführungsbeispiel nutzt spezifisch die schmale Bandbreite von Laserlichtquellen (z.B. Laserdioden) aus, indem genau diese schmale Bandbreite vor dem Lichtdetektor 26 ausgefiltert wird. Denkbar ist auch die Verwendung eines einfachen Kantenfilters. Das Signal-to-Noise-Ratio verbessert sich dadurch sehr stark.
  • Bei einem Einbau des Partikelsensors 16 in einen Abgasstrang eines Verbrennungsprozesses erlaubt die mit dem Filter 42 erfolgende Ausfilterung des Anregungslichts (Laserlichtes) in Verbindung mit der fast kompletten Abwesenheit von Fremd-/Umgebungslicht im Abgasstrang die Verwendung von besonders empfindlichen Detektoren 26, z.B. von kostengünstigen SiPM (silicon photomultiplier) oder SPAD-Dioden (single-photon avalanche diode). Als Folge kann bereits ein von einem besonders kleinen Partikel erzeugtes und daher extrem kleines Lichtsignal, das beispielsweise von wenigen 10 Photonen gebildet wird, detektiert werden. Damit sinken die Abmessungen von Partikeln, die gerade noch nachweisbar sind, auf eine untere Nachweisgrenze von 10 bis 100 nm ab.
  • Die Steuer- und Auswerteelektronik 62 kann ein separates Steuergerät sein, oder sie kann in ein Steuergerät integriert sein, das zur Steuerung des Verbrennungsprozesses dient. Die Steuer- und Auswerteelektronik 62 weist ein Steuermodul 64 auf, das die Intensität des vom Lasermodul 18 ausgehenden Laserlichtes 10 steuert. Das Signal des Detektors 26 wird im Steuergerät erfindungsgemäß, das heißt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren oder einer seiner Ausgestaltungen, durch eine Auswerteschaltung 66 verarbeitet, die dazu zum Beispiel einen Mikroprozessor und einen Speicher aufweist, in dem Anweisungen zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens gespeichert sind. Ergebnisse der Verarbeitung werden zum Beispiel an einem Ausgang 67 der Auswerteschaltung 66 oder der Steuer- und Auswerteelektronik 62 bereitgestellt,
  • Das generelle Problem eines solchen und jeden anderen Lll-basierten Partikelsensors ist, dass die Extraktion der absoluten Konzentration der Partikel aus der Zahl der gezählten Partikel/Ereignisse neben der bekannten Abgasgeschwindigkeit auch noch voraussetzt, dass die Größe des Detektionsquerschnitts des Laserspots bekannt ist. Dieser Detektionsquerschnitt kann bei der Herstellung des Partikelsensors zum Beispiel durch eine Kalibration bestimmt werden. Die Größe hängt zum Beispiel von den optischen Bauteilen und der Geometrie der Laserstrahlführung, aber auch von dem Strahlparameterprodukt des verwendeten Lasers ab. Der Detektionsquerschnitt kann sich über lange Einsatzzeiträume des Partikelsensors ändern, zum Beispiel durch eine leichte Verschmutzung des Schutzfensters 40.
  • 4 zeigt einen Querschnitt durch einen Laserspot 22 zusammen mit einer Trajektorie 50 eines durch den Laserspot 22 hindurch fliegenden Partikels. Die Richtung der Trajektorie 50 entspricht der Strömungsrichtung des Fluides, mit dem das Partikel transportiert wird. Diese Richtung ist bevorzugt parallel zur Hauptausbreitungsrichtung des Laserlichtes, die hier der z-Richtung entspricht. Die Länge des Laserspots 22 in z-Richtung ist seine laterale Größe. Die Breiten des Laserspots 22 in dazu quer liegenden Richtungen, insbesondere also in x-Richtung und y-Richtung, sind seine transversalen Größen. Der quer zur z-Richtung liegende Querschnitt des Laserspots 22 ist sein Detektionsquerschnitt.
  • Der Detektionsquerschnitt wird zum Beispiel mit nachlassender Transmission des Schutzfensters 40 kleiner, weil die Intensität des Laserspots 22 dann schwächer wird, so dass der Spot 22 insgesamt schrumpft.
  • 5 zeigt einen zeitlichen Verlauf der Intensität I einer Temperaturstrahlung, die von einem Partikel ausgeht, das durch den Laserspot 22 hindurchfliegt. Da die Partikel bei der Verwendung von CW-Lasern typischerweise eine Gleichgewichtstemperatur erreichen (absorbierte und emittierte Leistung sind gleich), folgt die LII-Leistung oder Intensität I der Temperaturstrahlung der Laserintensität entlang der Partikeltrajektorie. Deswegen lässt sich bei bekannter Abgas-/Partikelgeschwindigkeit die räumliche Ausdehnung des Laserspots aus der FWHM-Breite/-Dauer des detektierten Lichtpulses bestimmen (FWHM = full width at half maximum). Das Produkt aus der zeitlichen Halbwertsbreite FWHM und der hier als bekannt vorausgesetzten Partikelgeschwindigkeit hat die Dimension einer Länge und ist ein Maß für die laterale Größe des Laserspots 22. Die Geschwindigkeit des Partikels entspricht der Geschwindigkeit des Fluids. Das Fluid ist zum Beispiel Abgas eines Verbrennungsmotors. Die Abgasgeschwindigkeit wird vom Steuergerät des Verbrennungsmotors aus Daten des Verbrennungsmotors wie Ansaugluftmenge und zugemessener Kraftstoffmenge berechnet und kann für die Zwecke der vorliegenden Anmeldung als bekannt vorausgesetzt werden.
  • 6 zeigt eine Verteilung n(FWHM) von für eine Vielzahl von Partikeln gemessenen Halbwertsbreiten FWHM. Die Verteilung besitzt ein Maximum n_max beim Wert FWHM(n_max). Dieser Wert FWHM(n_max) wird in einer Ausgestaltung mit der Partikelgeschwindigkeit multipliziert, um die laterale Spot-Größe (bzw. einen Näherungswert dafür) zu ermitteln. In einer alternativen Ausgestaltung wird der maximale Wert von FWHM mit der Partikelgeschwindigkeit multipliziert, um die laterale Spot-Größe (bzw. einen anderen Näherungswert für die laterale Spot-Größe) zu ermitteln. Auch andere Eigenschaften dieser Verteilung können theoretisch zur Bestimmung der lateralen Größe des Laserspots 22 entlang der Abgasstromflussrichtung, die der Richtung der Trajektorie 50 entspricht, verwendet werden.
  • Für die Laserstrahlung kann angenommen werden, dass sie eine Gauß‘sche Strahlungscharakteristik aufweist. Da die lateralen und die transversalen Abmessungen des Laserspots eines Gauß‘schen Laserstrahls zusammenhängen, lassen sich aus der lateralen Größe entlang der Partikeltrajektorie auch Rückschlüsse auf die aus Partikelflugrichtung transversal liegende Laserspotgröße und deren ggf. auftretende Änderungen ziehen. Dies funktioniert besonders gut, wenn der Laserstrahl und die Partikelflugrichtung parallel sind. Das Verfahren funktioniert aber auch für beliebige andere Winkel zwischen den beiden Richtungen. Die ursprünglichen Spotabmessungen können aus Berechnungen (mit bekannter Optik und bekanntem Strahlparameterprodukt der Laserlichtquelle) und/oder aus einer anfänglichen Kalibrationsmessung bekannt sein. Die aus Partikelsicht transversalen Spotabmessungen legen einen Detektionsquerschnitt fest, der quer zu der Strömungsrichtung des mit Partikeln beladenen Fluides liegt. Daher beeinflussen Änderungen der transversalen Größe direkt die Berechnung der absoluten Partikelkonzentration aus den gemessenen Detektionsraten.
  • 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Aus einem Start-Schritt 100 verzweigt das Verfahren in einen Abfrageschritt 102, in dem überprüft wird, ob für die Kalibrierung hinreichend stabile Bedingungen in Bezug auf den Fluid-Strom vorliegen.
  • Ein Verneinen dieser Abfrage führt dazu, dass diese Abfrage wiederholt wird.
  • Liegen dagegen hinreichend stabile Bedingungen vor, verzweigt das Verfahren in den Abfrageschritt 104, in dem überprüft wird, ob seit dem Start hinreichend viele Partikel oder Tröpfchen mit guter Signalqualität detektiert worden sind.
  • Ein Verneinen dieser Abfrage führt dazu, dass das Verfahren mit einer Wiederholung des Schritts 102 fortgesetzt wird. Wird die Abfrage dagegen bejaht, verzweigt das Verfahren in den Schritt 106. Im Schritt 106 erfolgt eine Berechnung einer oder mehrerer Halbwertsbreiten FWHM von Detektorsignalen und eine Auswertung ihrer Verteilung n(FWHM). Durch diese Auswertung werden Spot-Parameter bestimmt.
  • Anschließend wird im Abfrageschritt 108 überprüft, ob sich die Spot-Parameter gegenüber früheren Messungen geändert haben. Ein Verneinen dieser Abfrage führt dazu, dass das Verfahren mit einer Wiederholung des Schritts 102 fortgesetzt wird.
  • Wird der Abfrageschritt 108 dagegen bejaht, was bei einer Veränderung der Spot-Parameter auftritt, verzweigt das Verfahren in den Abfrageschritt 110. Im Abfrageschritt 110 wird überprüft, ob die Veränderung der Parameter akzeptabel ist. Wenn diese Abfrage bejaht wird, verzweigt das Programm in den Schritt 112. Im Schritt 112 werden Korrekturen vorgenommen.
  • Die Korrekturen betreffen die Abmessungen des Spots, insbesondere seinen quer zur Laserstrahlrichtung liegenden Detektionsquerschnitt. Ergibt sich zum Beispiel im Schritt 110 eine Verringerung der physikalisch realen transversalen Spotbreite, wird der bei der Auswertung des Detektorsignals bezüglich der Partikelzahl verwendete Wert der Spotbreite ebenfalls verringert. Ohne eine solche Verringerung würde der Partikelsensor fehlerhaft zu geringe Partikelzahlwerte messen.
  • Sind die Veränderungen der Spotparameter dagegen nicht akzeptabel, dann verzweigt das Verfahren in den Schritt 114, in dem eine Fehlermeldung erzeugt wird. Ein Fehler liegt zum Beispiel dann vor, wenn der physikalisch reale Spotdurchmesser zu klein geworden ist, um aussagekräftige Signale zu erzeugen. Die Fehlermeldung wird gespeichert und/oder ausgegeben. Eine Ausgabe erfolgt ggf. nach einer statistischen Absicherung, also wenn die Erzeugung der Fehlermeldung mit einer Häufigkeit erfolgt, die über einem Schwellenwert liegt. Nach der Erzeugung einer Fehlermeldung kehrt das Verfahren vor den Schritt 100 zurück. Beim Vorliegen von Startbedingungen wird das Verfahren erneut gestartet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2003197863 A [0006, 0007]
    • US 2001/0767104 [0007]

Claims (12)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Partikelsensors (16), der ein einen Laser aufweisendes Lasermodul (18), einen zur Detektion von Temperaturstrahlung (14) eingerichteten Detektor (26), und ein im Strahlengang des Lasers des Lasermoduls (18) angeordnetes optisches Element (20) aufweist, wobei das optische Element dazu eingerichtet ist, von dem Lasermodul (18) ausgehendes Laserlicht (10) in einen Spot (22) zu bündeln, und wobei der Detektor (26) im Partikelsensor (16) so angeordnet ist, dass er vom Spot (22) ausgehende Strahlung (14) detektiert, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Größe des Spots (22) aus der detektierten Strahlung ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung der Signale des Partikelsensors in Abhängigkeit von der ermittelten Größe erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Spots (22) aus Halbwertsbreiten (FWHM) von detektierten Strahlungspulsen bestimmt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Halbwertsbreiten (FWHM) von einer Mehrzahl von detektierten Strahlungspulsen bestimmt werden und dass eine Größe des Spots (22) aus einer oder mehreren bestimmten Halbwertsbreiten (FWHM) bestimmt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine parallel zu einer Bewegungsrichtung von Partikeln (12) liegende Länge des Spots (22) aus einer maximalen Halbwertsbreite der bestimmten Halbwertsbreiten (FWHM) bestimmt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge des Spots (22) aus einer mittleren Halbwertsbreite der bestimmten Halbwertsbreiten (FWHM) bestimmt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass aus der bestimmten Länge des Spots (22) auch eine in Bezug auf die Bewegungsrichtung der Partikel (12) transversale Spotabmessung bestimmt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Größe auch Form und/oder Qualität des Spots (22) beim Betreiben des Partikelsensors (16) bestimmt werden.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Veränderungen der Größe und/oder Form und/oder Qualität gegenüber einer Bezugsgröße ermittelt werden und dass eine Fehlermeldung erzeugt wird, wenn die Veränderung der Größe und/oder Form und/oder Qualität ein nicht akzeptables Ausmaß aufweist.
  10. Steuergerät zum Betreiben eines Partikelsensors (16), der ein einen Laser aufweisendes Lasermodul (18), einen zur Detektion von Temperaturstrahlung (14) eingerichteten Detektor (26) und ein im Strahlengang des Lasers des Lasermoduls (18) angeordnetes optisches Element (20) aufweist, wobei das optische Element dazu eingerichtet ist, von dem Lasermodul (18) ausgehendes Laserlicht (10) in einen Spot (22) zu bündeln, und wobei der Detektor (26) im Partikelsensor (16) so angeordnet ist, dass er vom Spot (22) ausgehende Strahlung (14) detektiert, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, einen Peak im Ausgangssignal des Detektors zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät dazu eingerichtet ist, wenigstens eine Größe des Spots (22) aus der detektierten Strahlung zu ermitteln.
  11. Steuergerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät dazu eingerichtet ist, die Signale des Partikelsensors in Abhängigkeit von der ermittelten Größe und/oder Form und/oder Qualität auszuwerten.
  12. Steuergerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass es dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9 auszuführen.
DE102018220154.4A 2018-11-23 2018-11-23 Verfahren zum Betreiben eines Partikelsensors Pending DE102018220154A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018220154.4A DE102018220154A1 (de) 2018-11-23 2018-11-23 Verfahren zum Betreiben eines Partikelsensors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018220154.4A DE102018220154A1 (de) 2018-11-23 2018-11-23 Verfahren zum Betreiben eines Partikelsensors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018220154A1 true DE102018220154A1 (de) 2020-05-28

Family

ID=70545888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018220154.4A Pending DE102018220154A1 (de) 2018-11-23 2018-11-23 Verfahren zum Betreiben eines Partikelsensors

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018220154A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3877751B1 (de) * 2018-11-06 2023-08-23 Robert Bosch GmbH Partikelsensor zur detektion von partikeln oder aerosol in einem strömenden fluid unter verwendung des prinzips der laserinduzierten inkandeszenz

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030197863A1 (en) 2002-04-05 2003-10-23 Snelling David R. Small particle analysis by laser induced incandescence

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030197863A1 (en) 2002-04-05 2003-10-23 Snelling David R. Small particle analysis by laser induced incandescence

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3877751B1 (de) * 2018-11-06 2023-08-23 Robert Bosch GmbH Partikelsensor zur detektion von partikeln oder aerosol in einem strömenden fluid unter verwendung des prinzips der laserinduzierten inkandeszenz

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3877751B1 (de) Partikelsensor zur detektion von partikeln oder aerosol in einem strömenden fluid unter verwendung des prinzips der laserinduzierten inkandeszenz
WO2018202433A1 (de) OPTISCHER RUßPARTIKELSENSOR FÜR KRAFTFAHRZEUGE
EP1159598B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur simultanen in-situ-bestimmung der teilchengrösse und massenkonzentration von fluidgetragenen partikeln
EP0209704B1 (de) Einrichtung zur optischen Trübungsmessung von Gasen
EP0257248A2 (de) Streulichtmessgerät
EP3884262B1 (de) Verfahren zum betreiben eines partikelsensors
EP2287591A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Konzentration von NO2 in Gasgemischen
WO1994009266A1 (de) Sensoranordnung und verfahren zur überwachung der konvertierungsrate eines abgaskatalysators
EP3894831B1 (de) Verfahren zur verarbeitung des signals eines partikelsensors, der nach dem prinzip der laserinduzierten inkandeszenz arbeitet, anordnung zur verarbeitung eines solchen signals, sowie partikelsensor
DE102017218084A1 (de) Partikelsensoreinheit mit einem optischen Partikelsensor
EP3894824A1 (de) Verfahren zur detektion von partikeln oder aerosol in einem strömenden fluid, computerprogramm sowie elektrisches speichermedium
WO2019170393A1 (de) Mit laser induzierter inkandeszenz arbeitender partikelsensor mit einer konfokalen anordnung eines laserspots und eines temperaturstrahlungsspots
DE102018220154A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Partikelsensors
WO2020126194A1 (de) Verfahren zum betreiben einer sensoreinrichtung zur detektion von partikeln oder aerosol, sowie sensoreinrichtung
DE102005053121A1 (de) Partikelsensor
DE102014104043A1 (de) Multireflexionszellenanordnung
EP3679353B1 (de) Aerosolpartikelmessgerät zur bestimmung von materialien in echtzeit mittels fluoreszenzlebenszeit messung im frequenzbereich
WO2021244839A1 (de) Partikelzahlsensor
DE102022202137A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Partikelsensors, sowie Datenverarbeitungsvorrichtung und Computerprogramm
DE102019200775A1 (de) Sensoreinrichtung zur Detektion von Partikeln oder Aerosol in einem strömenden Fluid unter Verwendung des Prinzips der laserinduzierten Inkandeszenz
DE102018222619A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungsanlage oder Brennkraftmaschine, sowie Vorrichtung zur Ermittlung einer Abgasgeschwindigkeit
DE102020211328A1 (de) Optischer Rußpartikelsensor