提出了一种具有内部空间(36)的颗粒传感器设备(16)，该内部空间由壳体(40)和覆盖元件(34)界定，该覆盖元件覆盖壳体(40)的开口并且该覆盖元件具有中央透明区域(34.1)，在内部空间(36)中布置激光器(18)和探测设备(26)，颗粒传感器设备设置和布置为，用于使从激光器(18)入射的激光射束(10)穿过中央透明区域(34.1)聚焦到激光光斑(22)中，并且颗粒传感器设备设置和布置为用于使从激光光斑(22)发出的温度辐射穿过中央透明区域(34.1)传导到照亮探测设备(26)的温度辐射区域(29)中。颗粒传感器设备的特征在于，所述覆盖元件(34)能以气密覆盖内部空间(36)的方式且以能非破坏性松脱的方式与壳体(40)连接。式与壳体(40)连接。式与壳体(40)连接。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有能更换的透明的覆盖元件颗粒传感器设备
[0001]本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的颗粒传感器设备。这样的颗粒传感器设备例如从WO18292433A1中已知。颗粒传感器设备使用在乘用车内燃机中以用于对颗粒过滤器的状态进行车载诊断。
技术介绍
[0002]根据WO18292433A1，为了加热颗粒的总体使用纳秒高功率激光器，该纳秒高功率激光器在短的时间内(ns)实现非常高的光强度。这种运行发生在具有几平方厘米或几平方毫米的横截面的射束的经准直的(平行的)部分中。因而，利用唯一的激光脉冲可同时加热数千个烟灰颗粒，这无法允许对各个颗粒进行计数。高功率激光器不能小型化且价格昂贵。
[0003]已知的颗粒传感器设备具有内部空间，该内部空间由壳体和覆盖元件界定。覆盖元件覆盖壳体的开口并且具有透明区域。在内部空间中布置激光器、第一光学元件、第二光学元件和探测设备，其中，第一光学元件设置和布置为用于使从激光器入射的激光射束穿过透明区域聚焦到激光光斑中，其中，第二光学元件设置和布置为用于使从激光光斑发出的温度辐射穿过该透明区域传导到照亮探测设备的温度辐射斑中。
[0004]透明区域代表形成激光光斑所需的、至废气的光学通道。一方面，这种光学通道必须对废气是足够密封的，以保护传感器的光学路径免受会从废气管入侵的污染和损坏。另一方面，这种光学通道必须在传感器的整个使用寿命内是足够透明的。在此首先应满足三个要求：
[0005]在激光光斑中被加热的颗粒的温度辐射应衰减到它不再能与背景噪声区分开来的程度，该背景噪声例如由热传感器及其环境引起。加热的激光射束不得衰减到其强度不足以充分加热颗粒的程度。同时，光学通道必须保持实现将光聚焦到足够小的激光点上所需要的光学质量。可能(例如由于污染)在光学通道处发生反射的激光射束不得达到下述功率：所述功率超过在探测设备处仍可容忍的背景辐射水平。
[0006]关于密封性的要求例如通过覆盖元件的透明区域实现，该透明区域在某些表现形式中还承担透镜的、用于聚焦激光光线的光学功能。在传感器的使用寿命内，会在光学通道的透明区域上形成烟灰或灰烬的沉积。此外，透明区域的表面会受到与废气一起输送的化学物质的侵蚀，这会导致表面结构发生不希望的变化以及与之伴随的透明度的劣化。
技术实现思路
[0007]本专利技术与开头提到的现有技术的区别在于权利要求1的特征部分的特征。根据这些特征，覆盖元件能以气密覆盖所述内部空间的方式且以能非破坏性松脱的方式与所述壳体连接。
[0008]能非破坏性的松脱性允许清洁和/或更换实现光学通道的覆盖元件。该清洁或更换能够以规律的时间间隔或在通过自诊断功能探测到违反要求时进行。更换或清洁覆盖元件明显比替换(不能更换光学通道的)颗粒传感器设备更便宜。此外，本专利技术实现了由车间
人员在车间内对光学通道进行替换和清洁，这相对于制造商或在专业车间中的查验进一步减小了花费。
[0009]根据本专利技术的颗粒传感器设备能用于车载监测柴油颗粒过滤器和汽油颗粒过滤器的状态。所述颗粒传感器设备具有短的响应时间并且在激活后几乎立即准备就绪。恰恰是在汽油车中，颗粒数的能测量性以及在启动车辆之后传感器的立即准备就绪是非常重要的，因为在汽油机中典型非常细的颗粒(质量小，数量多)的大部分是在冷启动期间产生的。
[0010]根据本专利技术的颗粒传感器设备实现了确定所发射的颗粒的质量(mg/m3或者说mg/mi)和数量浓度(颗粒/m3或颗粒/mi)。对粒度分布的测量也是可行的。然而，本专利技术还涉及仅求取所提及的测量参量之一的情况。同样地，可设想将根据本专利技术的颗粒传感器设备使用在其他场景和应用领域中，例如，便携式排放监测系统、用于检查的废气检查装置、室内空气质量的测量、燃烧设备的排放(住宅、工业)。
[0011]如果在本申请中提及烟灰颗粒和废气，这仅示例性地用于简化或说明。本专利技术通常总是涉及流体(尤其是测量气体)中的颗粒/气溶胶。
[0012]一个优选构型的特征在于，所述壳体具有传感器头，在所述传感器头中布置所述壳体的开口，并且所述传感器头具有第一法兰面，所述第一法兰面具有以闭合环围绕所述开口的边缘，其中，所述覆盖元件通过其形状和尺寸而设置为用于贴靠在所述第一法兰面上或贴靠在位于所述第一法兰面和所述覆盖元件之间的中间元件上。
[0013]通过这种构型，光学通道通过松脱法兰而被暴露，壳体利用该法兰连接到引导测量气体的体积、例如废气管上。覆盖元件能够在暴露状态下取出以进行更换或清洁。中间元件例如能够是密封件。
[0014]还优选的是，颗粒传感器设备具有对应法兰，所述对应法兰具有第二法兰面，所述第二法兰面设置为用于贴靠在所述覆盖元件上或贴靠在位于所述第一法兰面和所述第二法兰面之间的中间元件上。
[0015]通过这样的法兰连接部能够实现壳体到引导测量气体的体积上的气密连接，该气密连接能够被容易地打开并且又关闭。
[0016]这样的法兰连接部允许光学部件相对于测量气体/废气以及环境的严密地密封的封闭。以此防止了诸如烟灰颗粒的固体和会凝结在传感器的内部的湿气的进入。
[0017]利用法兰连接部还能够确保传感器头在对应法兰上机械上足够鲁棒的连接。
[0018]进一步优选的是，颗粒传感器设备具有至少一个夹紧器件，利用所述夹紧器件能产生将所述第二法兰面和所述第一法兰面相对彼此压靠的夹紧力。
[0019]另一优选构型的特征在于，传感器设备具有在两个端部开口的柱形保护管，所述保护管具有柱形轴线，所述柱形轴线与产生所述激光光斑的激光射束的中央束重合，并且所述保护管具有围绕所述激光光斑走向的侧表面。保护管(或者说具有内保护管和外保护管的保护管组件)分支出废气的代表性部分并且引导该部分以定向的流动通过激光光斑。通过保护管产生均匀地流过所述激光光斑，这提高了测量的可重复性。
[0020]还优选的是，保护管的面向传感器头的端部(即近端部)通过其形状和尺寸而设置为用于，贴靠在所述覆盖元件上或贴靠在位于所述覆盖元件和所述保护管的近端部之间的中间元件上。
[0021]通过这些特征产生简单的构造，因为法兰不仅用于气密夹紧式地紧固覆盖元件，
而且还附加地用于紧固保护管。
[0022]进一步优选的是，所述覆盖元件具有由透明区域形成的中央区域，并且所述覆盖元件具有外围区域，所述外围区域以闭合环围绕所述中央区域。因此，中央区域用作光学通道，并且外围区域用于气密地紧固覆盖元件。
[0023]因此，覆盖元件是盘形的覆盖元件。该覆盖元件具有环绕的窄侧和两个彼此对置且由该窄侧分隔开的宽侧。宽侧不具有孔，使得覆盖元件在法兰关闭的情况下以气密方式将位于彼此对置的宽侧上的空间分隔开。
[0024]另一优选构型的特征在于，第一法兰面具有在所述第一法兰面的面法线的方向上从其伸出的边缘，并且所述覆盖元件通过其形状和尺寸而设置用于由所述边缘夹紧式地保持。在此，覆盖元件的外围区域夹入在两个法兰面之间。
[0025]还优选的是，所述外围区域具有至本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有内部空间(36)的颗粒传感器设备(16)，所述内部空间由壳体(40)和覆盖元件(34)界定，所述覆盖元件覆盖所述壳体(40)的开口并且所述覆盖元件具有中央透明区域(34.1)，其中，在所述内部空间(36)中布置激光器(18)和探测设备(26)，其中，所述颗粒传感器设备设置和布置为用于使从所述激光器(18)入射的激光射束(10)穿过所述中央透明区域(34.1)聚焦到激光光斑(22)中，其中，所述颗粒传感器设备设置和布置为用于使从所述激光光斑(22)发出的温度辐射穿过所述中央透明区域(34.1)传导到照亮所述探测设备(26)的温度辐射区域(29)中，其特征在于，所述覆盖元件(34)能以气密覆盖所述内部空间(36)的方式且以能非破坏性松脱的方式与所述壳体(40)连接。2.根据权利要求1所述的颗粒传感器设备(16)，其特征在于，所述壳体(40)具有传感器头(42)，在所述传感器头中布置所述壳体(40)的开口，并且所述传感器头具有第一法兰面，所述第一法兰面具有以闭合环围绕所述开口的边缘，其中，所述覆盖元件(34)通过其形状和尺寸而设置为用于贴靠在所述第一法兰面上或贴靠在位于所述第一法兰面和所述覆盖元件(34)之间的中间元件上。3.根据权利要求2所述的颗粒传感器设备(16)，其特征在于，所述颗粒传感器设备具有对应法兰(46)，所述对应法兰具有第二法兰面，所述第二法兰面设置为用于贴靠在所述覆盖元件(34)上或贴靠在位于所述第一法兰面和所述第二法兰面之间的中间元件上。4.根据权利要求3所述的颗粒传感器设备(16)，其特征在于，所述颗粒传感器设备具有至少一个夹紧器件(48)，所述夹紧器件产生将所述第二法兰面和所述第一法兰面相对彼此压靠的夹紧力。5.根据权利要求1所述的颗粒传感器设备(16)，其特征在于，所述颗粒传感器设备具有在两个端部开口的柱形保护管(28、30)，所述保护管具有柱形轴线，所述柱形轴线与产生所述激光光斑(22)的所述激光射束的中央束重合，并且所述保护管(28、30)具有围绕所述激光光斑(22)走向的侧表面。6.根据权利要求5所述的颗粒传感器设备(16)，其特征在于，所述保护管(28、30)的面向所述传感器头(42)的端部通过其形状和尺寸而设置用于贴靠在所述覆盖元件(34)上或贴靠在位于所述覆盖元件(34)和所述保护管(28、30)的近端部之间的中间元件上。7.根据权利要求1所述的颗粒传感器设备(16)，其特征在于，所述覆盖元件(34)具有中央透明区域(34.1)，并且所述覆盖元件(34)具有外围区域(34.2)，所述外围区域以闭合环围绕所述中央透明区域(34.1)。8.根据权利要求7所述的颗粒传感器...
【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：
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