DE102005013914A1

DE102005013914A1 - Vorrichtung zur Druckmessung

Info

Publication number: DE102005013914A1
Application number: DE200510013914
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Joß; Ludwig Kimmig; Peter Krause; Michael Ludwig
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2006-07-20

Abstract

Eine bekannte Vorrichtung zur Druckmessung bei einem strömenden Gas weist einen durch ein Schutzgel gegen das Gas geschützten Drucksensor in einem Gehäuse auf, das über eine Druckleitung mit das strömende Gas führenden Mitteln verbunden ist. DOLLAR A Um bei einer pulsierenden Gasströmung den Schutz des Drucksensors mit möglichst geringem Aufwand zu optimieren, ist in der Druckleitung (14) ein pneumatischer Tiefpass (24) ausgebildet, dessen Grenzfrequenz geringer als die Pulsationsfrequenz des Gasstromes ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Druckmessung bei einem strömenden Gas mit einem Gehäuse, in dem ein durch ein Schutzgel gegen das Gas geschützter Drucksensor angeordnet ist und das über eine Druckleitung mit das strömende Gas führenden Mitteln verbunden ist.

Eine derartige aus der DE 102 23 357 A1 bekannte Vorrichtung ist u.a. zur Messung des Abgasdrucks bei Brennkraftmaschinen vorgesehen. So kann es bei Autoabgastestern notwendig sein, den Abgasdruck zu messen, um damit Abgasmesswerte zu korrigieren oder Druck und Strömung in dem Abgasentnahme- und Analysensystem zu überwachen. Zu diesem Zweck ist ein Drucksensor bzw. ein ihn aufnehmendes Gehäuse über eine Druckleitung (Stichleitung) an dem Abgasweg angeschlossen. Bei dem verwendeten Drucksensor handelt es sich in der Regel um druck- oder dehnungsempfindliche Elemente auf einer dünnen Membran auf Siliziumbasis. Um den Drucksensor gegen Feuchtigkeit und korrosive Bestandteile des zu messenden Gases zu schützen, ist er mit einem Schutzgel, beispielsweise einem Fluorsilikongel, nach außen gegen das Gas geschützt. Je intensiver das Schutzgel dem Gas ausgesetzt wird, umso schneller lässt jedoch die Schutzwirkung nach.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Schutz des Drucksensors mit möglichst geringem Aufwand zu optimieren.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass bei der Vorrichtung der eingangs angegebenen Art bei einer pulsierenden Gasströmung ein pneumatischer Tiefpass in der Druckleitung ausgebildet ist, dessen Grenzfrequenz geringer als die Pulsationsfrequenz des Gasstromes ist.

Die zu messenden Abgase weisen nämlich meistens eine pulsierende Strömung auf. So erzeugen die üblicherweise in einem Abgastester zur Förderung des Abgases durch das Analysensystem verwendeten Pumpen, wie Membran- oder Kolbenpumpen, eine pulsierende Gasströmung. Die Strömungspulse führen zu einem erhöhten Gastransport in Richtung zu dem Drucksensor, der dadurch in erhöhtem Maße der korrodierenden Wirkung des Gases ausgesetzt wird. Außerdem können aufgrund der Druckpulse Phasenübergänge an dem Drucksensor entstehen, die dazu führen, dass Feuchtigkeit aus dem Gas auskondensiert.

Durch die erfindungsgemäße Lösung werden die Strömungs- bzw. Druckpulse des Gases in Richtung auf den Drucksensor gedämpft und nur noch die zu messenden vergleichsweise langsamen Druckänderungen ausreichend schnell an den Drucksensor weitergegeben.

Der pneumatische Tiefpass lässt sich auf einfachste Weise durch mindestens eine pneumatische Drossel mit einem in Richtung auf den Drucksensor anschließenden Ausdehnungsvolumen realisieren. Je nach Anzahl der verwendeten Drosseln ist der pneumatische Tiefpass entweder einstufig oder mehrstufig aufgebaut.

Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich dadurch, dass die Druckleitung als Schlauchleitung ausgebildet ist, in der die mindestens eine Drossel angeordnet ist; der hinter der Drossel liegende Schlauchleitungsabschnitt bildet dann das jeweilige Ausdehnungsvolumen.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im Folgenden auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen; im Einzelnen zeigen:
1 ein Beispiel für die Verwendung der Vorrichtung zur Druckmessung in einem Abgastester und
2 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Druckmessung.
Der Abgastester besteht aus einem Analysengerät 1 mit einem Gaseinlass 2, an dem ein Abgas-Entnahmeschlauch 3 angeschlossen ist. Der Abgas-Entnahmeschlauch 3 weist an seinem anderen Ende eine Entnahmesonde 4 auf, die in den Auspuff 5 einer Brennkraftmaschine 6, hier eines Kraftfahrzeuges, eingeführt wird. Das Analysengerät 1 enthält einen Kondensatabscheider 7, eine erste Pumpe 8, eine Messzelle 9 und eine zweite Pumpe 10. Die erste Pumpe 8 saugt das Abgas aus dem Auspuff 5 über den Abgas-Entnahmeschlauch 3 an und pumpt das Abgas durch den Kondensatabscheider 7 und die Messzelle 9 zu einem Gasausgang 11. Das in dem Kondensatabscheider 7 anfallende Kondensat aus dem Abgas wird mittels der zweiten Pumpe 10 über einen Kondensatausgang 12 des Analysengeräts 1 abgepumpt. Zwischen dem Kondensatabscheider 4 und der ersten Pumpe 8 ist eine Vorrichtung 13 zur Messung des Drucks des durch das Analysengerät 1 strömenden Abgases angeordnet. Die verwendeten Pumpen 8 und 10, z. B. Membran- oder Kolbenpumpen, erzeugen eine pulsierende Gasströmung.
Wie 2 zeigt, besteht die Vorrichtung 13 aus einer Druckleitung 14 in Form einer Schlauchleitung, an deren einem Ende ein Gehäuse 15 mit einem darin angeordneten Drucksensor 16 angeschlossen ist. Der Drucksensor 16 ist nach außen, d. h. gegenüber dem Inneren des Gehäuses 15 bzw. der Druckleitung 14, durch ein Schutzgel 17 geschützt. An dem anderen Ende ist die Druckleitung 14 über ein T-förmiges Verbindungsstück 18 in den Gasweg 19 zwischen dem Kondensatabscheider 7 und der ersten Pumpe 8 (vgl. 1) geschaltet. In der die Druckleitung 14 bildenden Schlauchleitung sind hintereinander zwei pneumatische Drosseln 20 und 21 angeordnet, wobei die sich in Richtung auf den Drucksensor 16 an die Drosseln 20 und 21 anschließenden Druckleitungsabschnitte jeweils ein Ausdehnungsvolumen 22 bzw. 23 bilden. Der Strömungsquerschnitt der Drosseln 20, 21 ist erheblich, z. B. um den Faktor 10, kleiner, als der Strömungsquerschnitt der Druckleitung 14. Die Drossel 20 bzw. 21 und das jeweils anschließende Ausdehnungsvolumen 22 bzw. 23 bilden jeweils eine Stufe eines pneumatischen Tiefpasses 24, dessen Grenzfrequenz ge ringer als die Pulsationsfrequenz des Abgasstromes in dem Analysengerät 1 bemessen ist. Dadurch werden die Strömungs- bzw. Druckpulse des Gases in Richtung auf den Drucksensor 16 gedämpft und nur noch die zu messenden vergleichsweise langsamen Druckänderungen ausreichend schnell an den Drucksensor 16 weitergegeben.

Claims

Vorrichtung zur Druckmessung bei einem strömenden Gas mit einem Gehäuse (15), in dem ein durch ein Schutzgel (17) gegen das Gas geschützter Drucksensor (16) angeordnet ist und das über eine Druckleitung (14) mit das strömende Gas führenden Mitteln (19) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer pulsierenden Gasströmung ein pneumatischer Tiefpass (24) in der Druckleitung (14) ausgebildet ist, dessen Grenzfrequenz geringer als die Pulsationsfrequenz des Gasstromes ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tiefpass (24) mindestens eine pneumatische Drossel (20, 21) mit einem sich in Richtung auf den Drucksensor (16) anschließenden Ausdehnungsvolumen (22, 23) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckleitung (14) als Schlauchleitung ausgebildet ist, in der die mindestens eine Drossel (20, 21) angeordnet ist.