DE102005013914A1

DE102005013914A1 - Device for pressure measuring has pressure line in which pneumatic low-pass filter is formed during pulsating gas flow, whose threshold frequency is smaller than pulsating frequency of gas flow

Info

Publication number: DE102005013914A1
Application number: DE200510013914
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Joß; Ludwig Kimmig; Peter Krause; Michael Ludwig
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
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.A known device for measuring pressure in a flowing gas has a protected by a protective gel against the gas pressure sensor in a housing which is connected via a pressure line with the flowing gas-conducting means. DOLLAR A In order to optimize the protection of the pressure sensor with the least possible effort in a pulsating gas flow, a pneumatic low-pass filter (24) is formed in the pressure line (14) whose cutoff frequency is lower than the pulsation frequency of the gas stream.

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.The The invention relates to a device for measuring pressure in a flowing gas with a housing, in which a protected by a protective gel against the gas pressure sensor is arranged and that over a pressure line with the flowing Gas leading Means connected.

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.Such from the DE 102 23 357 A1 known device is provided, inter alia, for measuring the exhaust pressure in internal combustion engines. For example, in auto exhaust testers, it may be necessary to measure exhaust pressure to correct exhaust gas readings or to monitor pressure and flow in the exhaust sampling and analysis system. For this purpose, a pressure sensor or a housing receiving it via a pressure line (stub) is connected to the exhaust path. The pressure sensor used is usually pressure or strain sensitive elements on a silicon-based thin membrane. To protect the pressure sensor against moisture and corrosive components of the gas to be measured, it is protected with a protective gel, such as a fluorosilicone gel, to the outside against the gas. However, the more intense the protective gel is exposed to the gas, the faster the protective effect diminishes.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Schutz des Drucksensors mit möglichst geringem Aufwand zu optimieren.Of the The invention is therefore based on the object, the protection of the pressure sensor with the lowest possible To optimize effort.

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.According to the invention the task is solved by that in the device of the type specified in a pulsating gas flow a pneumatic low pass is formed in the pressure line, its cutoff frequency is lower than the pulsation frequency of the gas stream is.

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.The namely, most of the exhaust gases to be measured are a pulsating flow on. That's how they usually produce in an exhaust gas tester for promotion of the exhaust gas used by the analyzer system, such as membrane or piston pumps, a pulsating gas flow. The flow pulses to lead to an increased Gas transport towards the pressure sensor, thereby increasing the corrosive Effect of the gas is exposed. In addition, due to the pressure pulses Phase transitions at the Pressure sensors are created that cause moisture to escape from the Gas condensed out.

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.By become the solution according to the invention the flow or pressure pulses of the gas in the direction of the pressure sensor damped and only the comparatively slow pressure changes to be measured Sufficiently passed on to the pressure sensor.

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.Of the pneumatic low pass lets in the simplest way by at least one pneumatic throttle with an expansion volume following in the direction of the pressure sensor realize. Depending on the number of throttles used is the pneumatic Low pass either single-stage or multi-level.

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.One a particularly simple structure results from the fact that the pressure line is designed as a hose line, in which the at least one Choke is arranged; the hose line section located behind the throttle then forms the respective expansion volume.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im Folgenden auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen; im Einzelnen zeigen:to further explanation The invention will be referred to below with reference to the figures of the drawing; in detail show:

1 ein Beispiel für die Verwendung der Vorrichtung zur Druckmessung in einem Abgastester und 1 an example of the use of the device for pressure measurement in an exhaust gas tester and

2 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Druckmessung. 2 An embodiment of the device according to the invention for pressure measurement.

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.The exhaust gas tester consists of an analyzer 1 with a gas inlet 2 at which an exhaust gas removal hose 3 connected. The exhaust gas removal hose 3 has at its other end a sampling probe 4 on that in the exhaust 5 an internal combustion engine 6 , here a motor vehicle, is introduced. The analyzer 1 contains a condensate separator 7 , a first pump 8th , a measuring cell 9 and a second pump 10 , The first pump 8th sucks the exhaust gas from the exhaust 5 via the exhaust gas removal hose 3 the exhaust gas is pumped through the condensate separator 7 and the measuring cell 9 to a gas outlet 11 , That in the condensate separator 7 accumulating condensate from the exhaust gas is by means of the second pump 10 via a condensate outlet 12 of the analyzer 1 pumped out. Between the condensate separator 4 and the first pump 8th is a device 13 for measuring the pressure of the analyzer 1 arranged flowing exhaust gas. The used pumps 8th and 10 , z. As membrane or piston pumps, generate a pulsating gas flow.

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.As 2 shows, the device consists 13 from a pressure line 14 in the form of a hose, at one end of a housing 15 with egg nem arranged therein pressure sensor 16 connected. The pressure sensor 16 is outwards, ie towards the interior of the housing 15 or the pressure line 14 , by a protection gel 17 protected. At the other end is the pressure line 14 via a T-shaped connector 18 in the gas way 19 between the condensate separator 7 and the first pump 8th (see. 1 ). In the pressure line 14 forming hose line are two pneumatic throttles in a row 20 and 21 arranged, which are in the direction of the pressure sensor 16 to the throttles 20 and 21 subsequent pressure line sections each have an expansion volume 22 respectively. 23 form. The flow cross section of the throttles 20 . 21 is significant, z. B. by the factor 10 , smaller than the flow area of the pressure line 14 , The throttle 20 respectively. 21 and the respective subsequent expansion volume 22 respectively. 23 each form one stage of a pneumatic low pass 24 whose cutoff frequency is lower than the pulsation frequency of the exhaust gas flow in the analyzer 1 is measured. As a result, the flow or pressure pulses of the gas in the direction of the pressure sensor 16 attenuated and only the relatively slow pressure changes to be measured sufficiently fast to the pressure sensor 16 passed.

Claims

Device for measuring the pressure of a flowing gas with a housing ( 15 ), in which a by a protective gel ( 17 ) against the gas protected pressure sensor ( 16 ) is arranged and that via a pressure line ( 14 ) with the flowing gas ( 19 ), characterized in that in the case of a pulsating gas flow, a pneumatic low pass ( 24 ) in the pressure line ( 14 ) is formed, whose cutoff frequency is lower than the pulsation frequency of the gas stream.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the low pass ( 24 ) at least one pneumatic throttle ( 20 . 21 ) with one in the direction of the pressure sensor ( 16 ) subsequent expansion volume ( 22 . 23 ) having.

Apparatus according to claim 2, characterized in that the pressure line ( 14 ) is designed as a hose line, in which the at least one throttle ( 20 . 21 ) is arranged.