一种用于证明测量气体流中的颗粒、尤其证明燃烧器或内燃机的废气道中的烟尘颗粒的颗粒传感器，具有用于产生激光的装置、用于将激光聚焦到激光焦点上的装置及用于检测温度辐射的装置。该颗粒传感器具有光学入口，其将暴露于测量气体的区域与背离测量气体的、不暴露于测量气体的区域分开。用于产生激光的装置和用于检测温度辐射的装置布置在背离测量气体的区域中。该颗粒传感器具有壳体，在其中布置光学入口。该颗粒传感器具有进入开口和用于从颗粒传感器排出子流的排出开口，通过进入开口能将子流从测量气体流中取出并导入到颗粒传感器内部。本发明专利技术符合目的地涉及所述颗粒传感器的环境、所述光学入口和/或所述用于检测温度辐射的装置的屏蔽。度辐射的装置的屏蔽。度辐射的装置的屏蔽。
【技术实现步骤摘要】
光学颗粒传感器，特别是废气传感器
[0001]本专利技术涉及一种用于证明测量气体流中的颗粒的颗粒传感器，例如，用于证明燃烧器或者压燃式或火花式内燃机的废气道中的烟尘颗粒的传感器，例如用来对相应的烟尘颗粒过滤器进行车载诊断。当然，其他应用领域也是可能的，例如用于监测排放的便携式系统和用于测量室内空气质量的系统。
技术介绍
[0002]申请人的DE 10 2018 218 734 A1已经公开了一种颗粒传感器，其具有用于产生激光的装置和用于将激光聚焦在激光焦点上的装置以及用于检测温度辐射的装置，其中该颗粒传感器具有至少一个光学入口，该光学入口将暴露于测量气体的区域与背离测量气体的、不暴露于测量气体的区域隔开，其中所述用于产生激光的装置和所述用于检测温度辐射的装置布置在背离测量气体的区域中，其中所述颗粒传感器具有壳体，在该壳体中设置所述光学入口，并且该壳体具有至少一个进入开口和至少一个排出开口，通过该进入开口能够从所述测量气体流取出子流并且导入到所述壳体的内部，所述排出开口用于将所述子流从所述壳体排出。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是将现有技术进一步发展为一种高精度、坚固耐用的传感器，该传感器不仅能更安全地运行，而且适用于在恶劣的环境条件下持久使用，例如在内燃机的废气道中和废气道处的环境条件。
[0004]为此，特别强调了本专利技术的三个方面，它们彼此独立地实现已知装置的期望改进，或者可以彼此组合，然后协同合作，甚至更高程度地实现上述目的。
[0005]本专利技术的第一方面涉及颗粒传感器的构型，其方式是，该颗粒传感器将环境相对于激光焦点完全地光学屏蔽。
[0006]在此，将环境相对于激光焦点光学屏蔽尤其应理解为：对于环境的每个点，该点与激光焦点的假想的直线连接在以下位置与颗粒传感器至少相交一次，在该位置处，颗粒传感器在光学上是不透明的，例如由金属构成。
[0007]环境尤其理解为未被颗粒传感器填充或包围的空间的整体，其中颗粒传感器例如被理解为整个单元，其不可拆卸地连接到具有本专利技术特征的装置。没有或仅可拆卸地连接到具有本专利技术特征的装置的其他装置不属于颗粒传感器，因为它们已经属于环境或位于环境中。例如，这适用于废气道，这种颗粒传感器可以旋拧在或者以其他方式可拆卸地固定在该废气道上。
[0008]这种屏蔽确保激光辐射(通过散射辐射除外)不会从颗粒传感器逃逸到环境中。因此，这是不危险的，并且颗粒传感器可以作为具有低激光防护等级(例如，激光防护等级1)的激光设备运行。
[0009]本专利技术的第二方面涉及颗粒传感器的构型，其方式是，该颗粒传感器将光学入口
相对于环境完全屏蔽。
[0010]在此，将光学入口相对于环境屏蔽尤其应理解为：对于环境的每个点，该点与可归因于光学入口的每个位置的假想的直线连接在以下位置处相交至少一次，在该位置处，颗粒传感器不让气体通过，例如由金属构成。
[0011]在此，术语“环境”可以如上所述进行理解。
[0012]通过这种屏蔽实现了至少以线性运动从环境到颗粒传感器的污染物不会撞击光学入口。从而保护了光学入口，并确保了颗粒传感器的长期功能。
[0013]本专利技术的第三方面涉及颗粒传感器的构型，其方式是，该颗粒传感器具有保护管模块，该保护管模块具有至少一个入口开口，通过该入口开口可以将子流从测量气体流中取出并导入保护管模块的内部，并且它具有至少一个出口开口，用于将所述子流从保护管模块中排出，并且该保护管模块具有第一保护管，该第一保护管具有所述至少一个入口开口，通过该入口开口可以子流从测量气体流中取出并导入保护管模块的内部，和/或该保护管模块具有至少一个出口开口，用于将所述子流从保护管模块排出，并且保护管模块具有第二保护管，该第二保护管被安排在第一保护管中，并且所述用于检测温度辐射的装置相对于所述第一保护管完全地光学屏蔽。
[0014]在此，通过第二保护管将用于检测温度辐射的装置相对于第一保护管光学屏蔽尤其应理解为，对于第一保护管的每一个点都不会光学映射到检测装置上，而是由于(例如金属的)第二保护管的存在和设计而中断。换句话说，所述用于检测温度辐射的装置并不能“看到”第一保护管。尤其取而代之的是，它看到第二保护管。
[0015]由于第一保护管直接与废气流连通，而第二保护管布置在第一保护管中，也就是布置在与废气流区域屏蔽的区域中，因此可以假设第一保护管比第二保护管更热并且也发射相应强的温度辐射。
[0016]例如，颗粒传感器的运行方式可使得第一保护管(而不是第二保护管)的温度超过500℃。
[0017]由于所述用于检测温度辐射的装置相对于第一保护管光学地完全屏蔽，实现了由第一保护管发射的温度辐射不到达该用于检测温度辐射的装置。因此，实际测量功能受到的干扰较小。
[0018]通过在第二保护管中在激光焦点的区域中布置流动整流器的特征，可以进一步拓展本专利技术的上述方面。然而，该特征也可以独立于这些特征而具有优势。
[0019]例如，流动整流器可以由多个相互间隔开的同心环组成，这些同心环通过径向连接片彼此连接。
[0020]例如，可以将流动整流器压入第二保护管中。
[0021]有利地可以规定，第二保护管经由薄壁公差环径向地贴靠在第一保护管上。由此，减少了从第一保护管到第二保护管的热流，并且从而减少了到颗粒传感器的热敏光学部件和/或电子部件的热流。
[0022]例如，公差环的壁厚最大为0.2mm。
[0023]在一个有利的拓展方案中规定，保护管模块进一步包括外保护管，该外保护管具有至少一个进入开口，通过该进入开口可以将子流从测量气体流中取出并导入保护管模块的内部，其中第一保护管布置在外保护管中，从而在外保护管和第一保护管之间形成环形
空间，并且第一保护管具有至少第一溢流开口，通过该第一溢流开口，子流可以从所述环形空间流入形成在壳体和第二保护管之间的壳体空间中，并且第二保护管具有至少第二溢流开口，通过该第二溢流开口，所述子流可以从所述中间空间溢流到处于所述第二保护管内部的气体空间中，所述激光焦点位于该气体空间中，并且所述第二保护管具有至少第三溢流开口，通过该第三溢流口，所述子流从所述气体空间溢流到所述第一保护管的内部，从那里该子流通过所述第一保护管的至少一个排出开口离开颗粒传感器。以这种方式，可以实现废气在通过保护管模块时的一定冷却，从而减少颗粒传感器的热敏光学部件和/或电子部件的变热。
[0024]可以规定，所述进入开口的流动截面等于所述排出开口的流动截面和/或等于所述第一溢流开口、第二溢流开口和/或第三溢流开口的流动截面。通过这种方式，可以在流经颗粒传感器期间防止不希望的节流效应。
[0025]如果在所述至少一个第一溢流开口处设置涡流元件，所述涡流元件在所述子流通过它时使该子流进行围绕保护管模块的纵向轴线定向的旋转，则可以实现保护管模块中的废气的均匀化。此外，通过废气到保护管中的改进的热传递引起废气冷却。然后，颗粒传感器也在很大程度上与其以何角度位置围绕其纵轴本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种颗粒传感器，用于证明测量气体流中的颗粒(12)，特别是用于证明燃烧器或内燃机的废气道中的烟尘颗粒，该颗粒传感器具有用于产生激光(10)的装置、用于将激光(10)聚焦到激光焦点(22)上的装置以及用于检测温度辐射的装置，其中所述颗粒传感器(16)具有至少一个光学入口(40)，所述光学入口将暴露于测量气体的区域(16.1)与背离测量气体的区域(16.2)分开，所述背离测量气体的区域不暴露于测量气体，其中所述用于产生激光(10)的装置和所述用于检测温度辐射的装置布置在所述背离测量气体的区域(16.2)中，其中所述颗粒传感器(16)具有壳体(100)，所述光学入口(40)布置在所述壳体中，并且所述颗粒传感器(16)具有至少一个进入开口(301)和至少一个排出开口(302)，通过所述进入开口能够将子流(321)从所述测量气体流中取出并且导入到所述颗粒传感器(16)的内部，所述排出开口用于将所述子流从所述颗粒传感器(16)排出，其特征在于，所述颗粒传感器(16)将该颗粒传感器的环境相对于所述激光焦点(22)完全地光学屏蔽。2.根据权利要求1的前序部分或根据权利要求1所述的颗粒传感器，其特征在于，所述颗粒传感器(16)将所述光学入口(40)相对于所述颗粒检测器(16)的环境完全地光学屏蔽。3.根据权利要求1或2所述的颗粒传感器，其特征在于，所述颗粒传感器(16)具有保护管模块(200)，所述保护管模块具有至少一个进入开口(301)和至少一个排出开口(302)，通过所述进入开口能够将子流(321)从所述测量气体流中取出并且导入到所述保护管模块(200)的内部，所述排出开口用于将所述子流从所述保护管模块(200)排出，并且所述保护管模块(200)具有第一保护管(220)，并且所保护管模块(200)具有第二保护管(225)，所述第二保护管部分地布置在所述第一保护管(220)中。4.根据权利要求1的前序部分或根据权利要求1所述的颗粒传感器，其特征在于，所述颗粒传感器(16)具有保护管模块(200)，所述保护管模块具有至少一个进入开口(301)和至少一个排出开口(302)，通过所述进入开口能够将子流(321)从所述测量气体流中取出并且导入到所述保护管模块(200)的内部，所述排出开口用于将所述子流从所述保护管模块(200)排出，并且所述保护管模块(200)具有第一保护管(220)，并且所述保护管模块(200)具有第二保护管(225)，该第二保护管布置在所述第一保护管(220)中，并且该第二保护管将所述用于检测温度辐射的装置相对于所述第一保护管完全地光学屏蔽。5.根据权利要求3或4所述的颗粒传感器，其特征在于，在所述第二保护管(200)中在所述激光焦点(22)的区域中布置有流动整流器(228)。6.根据权利要求5所述的颗粒传感器，其特征在于，所述流动整流器(228)由多个相互间隔开的同心环(228.1)组成，所述同心环通过径向连接片(228.2)彼此连接。7.根据权利要求3至6中任一项所述的颗粒传感器，其特征在于，所述第二保护管(225)经由薄壁的公差环(229)径向贴靠在所述第一保护管(220)上。8.根据权利要求3至7中任一项所述的颗粒传感器，其特征在于，所述保护管模块(200)还包括外保护管(210)，该外保护管具有至少一个进入开口(301)，通过该进入开口能够将子流(321)从所述测量气体流中取出并且导入到所述保护管模块(200)的内部，其中所述第一保护管(220)布置在所述外保护管(210)中，从而使得在所述外保护管(210)和所述第一保护管(220)之间形成环形空间(240)，并且所述第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：
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