用于測(cè)定內(nèi)燃機(jī)的廢氣中的顆粒數(shù)目的方法
【專利摘要】在一種用于測(cè)定內(nèi)燃機(jī)的廢氣中的顆粒數(shù)目的方法中，測(cè)定表征顆粒數(shù)量特性的參量，例如形式為過(guò)濾器黑化或確定濃度，其中，還測(cè)量廢氣的吸收時(shí)間或吸收體積，并且必要時(shí)由特征參量和吸收時(shí)間或吸收體積通過(guò)第一換算函數(shù)計(jì)算黑化值，由特征參量、吸收時(shí)間或吸收量和第一換算函數(shù)的數(shù)據(jù)通過(guò)第二換算函數(shù)測(cè)定顆粒數(shù)目?，F(xiàn)在為了能實(shí)現(xiàn)將分析可能性擴(kuò)展出關(guān)于顆粒數(shù)目的結(jié)論，附加地測(cè)定在過(guò)濾器上的壓力情況，并且由此通過(guò)第三換算函數(shù)和由顆粒數(shù)量確定平均顆粒直徑，并且由特征參量、吸收時(shí)間或吸收體積、第一換算函數(shù)的數(shù)據(jù)并且由所確定的平均顆粒直徑在借助于不同的中間計(jì)算過(guò)程和換算函數(shù)的情況下通過(guò)一個(gè)第四換算函數(shù)測(cè)定顆粒數(shù)目，所述中間計(jì)算過(guò)程和所述換算函數(shù)都能組合成共同的這個(gè)第四函數(shù)。
【專利說(shuō)明】用于測(cè)定內(nèi)燃機(jī)的廢氣中的顆粒數(shù)目的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于測(cè)定內(nèi)燃機(jī)的廢氣中的顆粒數(shù)目的方法，其中，測(cè)定表征顆粒數(shù)量特征的參量、例如形式為過(guò)濾器的黑化或確定濃度，其中，還測(cè)量廢氣的吸收時(shí)間或吸收體積，并且必要時(shí)由特征參量和吸收時(shí)間或吸收體積通過(guò)第一換算函數(shù)計(jì)算黑化值，由特征參量、吸收時(shí)間或吸收體積和第一換算函數(shù)的數(shù)據(jù)通過(guò)第二換算函數(shù)測(cè)定顆粒數(shù)目。
【背景技術(shù)】
[0002]這種方法應(yīng)用于炭黑顆粒測(cè)量用的測(cè)量?jī)x器中，但主要并不僅用于測(cè)量爆發(fā)引擎的炭黑顆粒排放。除了黑化值(Filter Smoke Number (濾紙煙度數(shù))FSN)之外,在此也可以給出單位為mg/m3的濃度值。如在AT 6349U1中所描述的那樣，附加地也可以測(cè)定平均顆粒直徑并且將其提供用于進(jìn)一步計(jì)算。
[0003]在DE 102006024089 Al中公開了一種用于確定排氣系中的炭黑顆粒過(guò)濾器的裝載狀態(tài)的方法。附加于在顆粒過(guò)濾器上的壓力損耗，也還測(cè)量參考分量并且建立第一校準(zhǔn)函數(shù)和第二校準(zhǔn)函數(shù)。DE 102006041478 Al又描述了一種用于測(cè)定在內(nèi)燃機(jī)的廢氣中的炭黑濃度的方法，其中，積累式顆粒傳感器確定炭黑濃度并且傳感器信號(hào)借助于預(yù)定的修正、如例如溫度被補(bǔ)償。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]現(xiàn)在本發(fā)明的任務(wù)在于，改善開頭所描述的方法的分析可能性。
[0005]為了解決該任務(wù)，本發(fā)明的特征在于，附加地測(cè)定過(guò)濾器上的壓力情況，并且由此通過(guò)第三換算函數(shù)和由顆粒數(shù)量來(lái)確定平均顆粒直徑，并且由特征參量、吸收時(shí)間或吸收體積、第一換算函數(shù)的數(shù)據(jù)和由所確定的平均顆粒直徑在借助不同的中間計(jì)算過(guò)程和換算函數(shù)的情況下通過(guò)一個(gè)第四換算函數(shù)測(cè)定顆粒數(shù)目，所述中間計(jì)算過(guò)程和所述換算函數(shù)都能組合為共同的這個(gè)第四函數(shù)。
[0006]對(duì)典型的顆粒排放總體，或多或少能良好地通過(guò)平均顆粒直徑的恒定因數(shù)來(lái)描述顆粒尺寸在平均顆粒直徑附近的分布函數(shù)的半值寬度。在使用這些數(shù)據(jù)的情況下，以此能夠由過(guò)濾器紙的濾紙黑化、所測(cè)得的平均直徑并且利用顆粒分布的半值寬度的值同樣來(lái)估計(jì)或計(jì)算顆粒數(shù)目的值，該值被用于使顆粒數(shù)目計(jì)算精確化，或者也作為單獨(dú)的測(cè)量值或估計(jì)值給出。已確定的是，顆粒數(shù)目與顆粒濃度之間存在相關(guān)性，尤其是在測(cè)量涉及固體顆粒的總排放、尤其是廢氣顆粒的碳成分的總排放時(shí)。這點(diǎn)尤其是盡管或尤其是即使顆粒從“形成”的時(shí)刻直到測(cè)量濃度和顆粒數(shù)目的時(shí)刻的滯留持續(xù)時(shí)間處于大約I秒或更大(但至少大于0.1秒)的范圍內(nèi)時(shí)也適用。因?yàn)橛糜谔亢陬w粒測(cè)量的許多儀器通過(guò)顆粒在過(guò)濾器紙上的沉積和積聚來(lái)積分地獲得測(cè)量參量(FSN或mg/m3)，這意味著:顆粒的“滯留持續(xù)時(shí)間”在積聚的角度來(lái)看總是可被視為比該“大約I秒”大非常多。這尤其是對(duì)于如下情況適用，即，在一次或多次測(cè)量上的測(cè)量值被積分并且對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行總和分析。[0007]這種測(cè)量例如可以這樣進(jìn)行，使得由不同測(cè)試點(diǎn)測(cè)得的濾紙黑化的值和所屬的測(cè)量時(shí)間借助于不同的周期數(shù)據(jù)被加權(quán)并且求和，并且總積分作為“周期”重要的測(cè)量值(單位為mg/測(cè)試和/或數(shù)目/測(cè)試)來(lái)給出。濾紙黑化的求和在此必須通過(guò)繞開“濃度值”來(lái)進(jìn)行，因?yàn)樵撽P(guān)系非線性地變化。備選地，“值的求和”可以通過(guò)能由濾紙黑化計(jì)算的面積濃度(單位為mg/m2)或通過(guò)體積濃度(單位為mg/m3)單獨(dú)地進(jìn)行。關(guān)系“x/測(cè)試”意味著，參考量可以僅為mg的，或mg/m3的廢氣，或者可以是mg/功率或mg/km或mg/英里…并且可以是等效的“顆粒數(shù)目”/測(cè)試。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一種有利的變型方案，本方法如下地?cái)U(kuò)展，即，選擇至少0.1秒、優(yōu)選至少I秒的吸收時(shí)間。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施形式規(guī)定，由確定的平均顆粒直徑和恒定的因數(shù)確定顆粒尺寸在該平均顆粒直徑附近的分布函數(shù)的半值寬度，并且由特征參量、確定的平均直徑和半值寬度的值確定顆粒數(shù)目。
[0010]本發(fā)明的另一種實(shí)施形式的特征在于，相繼地實(shí)施多次測(cè)量，所測(cè)定的顆粒數(shù)量根據(jù)其相應(yīng)的吸收時(shí)間、吸收體積或者吸收長(zhǎng)度而加權(quán)地求和或積分，并且由這些被加權(quán)求和的值測(cè)定積分的顆粒數(shù)目。
[0011]有利地，附加于所給出的特征，確定總測(cè)試體積，積累與預(yù)定的權(quán)重因數(shù)成比例的體積流并且由此確定顆粒的數(shù)量和數(shù)目，并且在考慮相應(yīng)吸收體積與總測(cè)試體積之間的關(guān)系的情況下測(cè)定顆粒的積分的數(shù)量和數(shù)目，其中，優(yōu)選的是，通過(guò)測(cè)量?jī)x器的過(guò)濾器紙吸收的廢氣的體積流與權(quán)重因數(shù)成比例地調(diào)整或調(diào)節(jié)，并且由此與權(quán)重因數(shù)相應(yīng)的廢氣量通過(guò)過(guò)濾器紙被吸收。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一種可選的特征規(guī)定，相繼地實(shí)施多次測(cè)量，測(cè)定每次測(cè)量的顆粒的數(shù)量和數(shù)目，并且計(jì)算平均值和所屬的測(cè)量值不精確度或者說(shuō)測(cè)量值不確定性。
[0013]本發(fā)明的另一種變型方案于是特征在于，在采樣位置處的廢氣溫度和/或廢氣從顆粒形成位置直到采樣位置的平均滯留持續(xù)時(shí)間考慮到計(jì)算中。如已確定的那樣，在采樣部位處的廢氣溫度用于改善和優(yōu)化顆粒數(shù)目與由FSN值得到的濃度測(cè)量之間的相關(guān)性。
[0014]根據(jù)按本發(fā)明的方法的另一種實(shí)施形式規(guī)定，所述第二換算函數(shù)以雙對(duì)數(shù)圖并在非常小的直至每個(gè)測(cè)試大約IO14個(gè)顆粒的范圍內(nèi)表征顆粒質(zhì)量與顆粒數(shù)目之間的線性關(guān)系，在顆粒數(shù)目進(jìn)一步提高時(shí)然后轉(zhuǎn)變成一反函數(shù)。
[0015]在此，優(yōu)選地可以規(guī)定，所述第二換算函數(shù)在每個(gè)測(cè)試的顆粒數(shù)目為大約2X IO14到5 X IO14時(shí)具有峰值。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]以下應(yīng)參照實(shí)施例和具體的應(yīng)用更為詳細(xì)地闡述本發(fā)明。附圖在此示出了顆粒質(zhì)量/測(cè)試、顆粒質(zhì)量/kWh、顆粒質(zhì)量/km和固體顆粒數(shù)目/測(cè)試、/km或/kWh之間的關(guān)系。
【具體實(shí)施方式】
[0017]根據(jù)本發(fā)明的方法的一種優(yōu)選的應(yīng)用是測(cè)量和估計(jì)內(nèi)燃機(jī)、尤其是柴油機(jī)的廢氣中的顆粒數(shù)目。測(cè)量例如利用傳統(tǒng)的“煙度計(jì)”來(lái)進(jìn)行，在該煙度計(jì)中通常存儲(chǔ)有由濾紙黑化和吸收時(shí)間或吸收體積到FSN值和/或濃度值的換算函數(shù)，如例如在EP0357668中所描述的那樣。
[0018]顆粒數(shù)目計(jì)算借助于如下函數(shù)來(lái)進(jìn)行:該函數(shù)例如可以以Y=l/(A+B/x)的方式來(lái)表示，其中，這里X為顆粒的濃度、單位為mg/m3，而Y為顆粒數(shù)目/m3。這樣的函數(shù)通常在確定的濃度范圍內(nèi)有效。濃度可以如所述地利用煙度計(jì)或任意其他方法、例如在重量上來(lái)利用過(guò)濾器測(cè)量和稱重來(lái)測(cè)量。在煙度計(jì)的情況下，樣本體積被確定并且被過(guò)濾器紙吸收。裝載有炭黑的過(guò)濾器紙被照射，過(guò)濾器裝載量通過(guò)測(cè)量所反射的光來(lái)確定。
[0019]在過(guò)濾器紙上所積累的顆粒的所測(cè)得的炭黑顆粒濃度Pk (單位為yg/m3)例如可以通過(guò)如下形式的公式來(lái)計(jì)算，
[0020]Pk=Konz*1000 單位為 μ g/m3 (I)
[0021]其中，利用Konz=顆粒濃度(單位mg/m3)來(lái)表示。公式I中的Konz (單位為mg/m3)的值在此例如借助于煙度計(jì)AT1240D的手冊(cè)第7版，2007年5月，第13.5章中的或在發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)雜志(Motortechnische Zeitschrift)54,第16-22頁(yè)，1993年中的公式由炭黑值FSN來(lái)計(jì)算、或直接 測(cè)量。
[0022]在對(duì)本方法的擴(kuò)展方案中，可以通過(guò)另外的對(duì)應(yīng)的函數(shù)由濾紙黑化、吸收時(shí)間或吸收體積和第一函數(shù)的數(shù)據(jù)附加地也確定顆粒數(shù)目，所基于的是，利用煙度計(jì)隱含地也確定顆粒的平均直徑并且顆粒排放在確定帶寬內(nèi)滿足對(duì)數(shù)正態(tài)分布。在該分布內(nèi)所有顆粒的質(zhì)量總和又通過(guò)值X由上述公式給定。在或者假設(shè)分布函數(shù)的半值寬度固定的情況下，與X的值一起僅有一種解，其中所假設(shè)的分布的單個(gè)顆?？偤偷馁|(zhì)量在平均直徑(在示意圖中在50nm處)給定的情況下得到質(zhì)量X。
[0023]根據(jù)源頭和顆粒類型(例如在柴油機(jī)廢氣、汽油機(jī)廢氣、重油的廢氣等中的炭黑)，顆粒數(shù)目分布的半值寬度是平均顆粒直徑的函數(shù)或也為或多或少恒定的值大小。最終，不同的方法實(shí)施，一起分析并且通過(guò)總函數(shù)然后以提高的精度和可靠性來(lái)計(jì)算平均顆粒數(shù)目。
[0024]為了提高精確度，還可以使用顆粒尺寸、優(yōu)選為平均顆粒直徑(Dmm)(其例如可根據(jù)AT6349U1來(lái)確定)作為計(jì)算顆粒數(shù)目的附加參數(shù)，并且為了進(jìn)一步改善有效性也可以將采樣位置處的廢氣溫度一同考慮到計(jì)算中。
[0025]例如測(cè)量?jī)x器本身為此可以這樣調(diào)整，使得測(cè)量總是全自動(dòng)地進(jìn)行直到在測(cè)量過(guò)濾器上達(dá)到預(yù)定壓差。當(dāng)選擇為IOOmbar作為壓差時(shí)，例如可以根據(jù)AT 6349 Ul中所示的關(guān)系來(lái)計(jì)算所屬的平均顆粒直徑。其余的特征參量如過(guò)濾器裝載、濾紙黑化、吸收體積以及濃度和/或FSN的計(jì)算可以在該點(diǎn)處按標(biāo)準(zhǔn)方式來(lái)檢測(cè)。
[0026]在假設(shè)使用IOOmbar作為負(fù)壓的閾值的情況下，其中，中斷測(cè)量，存儲(chǔ)值/數(shù)據(jù)，則將得到如下函數(shù)關(guān)系:
[0027]Dmm=L 1246X 10-03χ2+2.1428X 10-01χ+4.0815Χ 10+CI1， (2)
[0028]其中，X=過(guò)濾器濾紙的面積裝載量，單位為mg/m2。
[0029]函數(shù)參數(shù)可以根據(jù)設(shè)置和所使用的過(guò)濾器紙和在過(guò)濾器紙上限定的壓差相應(yīng)地變化。
[0030]為了改善有效性可以考慮到本方法中的另一參數(shù)是廢氣從形成位置、例如發(fā)動(dòng)機(jī)的排出閥直到用于顆粒計(jì)數(shù)(由FSN和附加的函數(shù))的采樣位置的平均滯留持續(xù)時(shí)間。在此，該滯留持續(xù)時(shí)間可以由廢氣的質(zhì)量流和排氣體積來(lái)計(jì)算，或也由排氣體積、排量、轉(zhuǎn)速、排氣管中的壓力和溫度或也通過(guò)其他等效方法來(lái)獲得，其中，可以輸入或估計(jì)或測(cè)量所述值。
[0031]在需要時(shí)，也可以相繼地實(shí)施多次測(cè)量。在該情況下，由PS和吸收體積(或吸收時(shí)間)的測(cè)量值計(jì)算相應(yīng)的每Hl3的濃度并且根據(jù)其相應(yīng)的吸收時(shí)間(或體積或者吸收長(zhǎng)度)對(duì)其加權(quán)地求和(或積分)。由這些加權(quán)地求和的值于是可以計(jì)算單位為mg/m3的積分濃度或單位為N/m3的顆粒數(shù)目N。備選于此地，平均值和所屬的測(cè)量值不精確度或者說(shuō)測(cè)量值不確定性也可以由多次測(cè)量來(lái)計(jì)算，以及由“在一個(gè)測(cè)量系列內(nèi)的隨時(shí)間的變化過(guò)程”的各個(gè)測(cè)量值來(lái)示出。在兩種情況下有利的是，一方面PS的多個(gè)測(cè)量值和吸收體積(吸收時(shí)間)不僅被暫存而且被積分/求和并且積分地分析，或者也由PS的各個(gè)測(cè)量值和吸收體積分別計(jì)算單位為mg/m3的濃度或單位為N/m3的顆粒數(shù)目。由PS的數(shù)據(jù)和吸收體積(吸收時(shí)間)也可以計(jì)算濃度的和/或顆粒數(shù)目的積分的總和值，該總和值可以與測(cè)量值不確定性相關(guān)聯(lián)，所述測(cè)量值不確定性一方面由測(cè)量?jī)x器內(nèi)部的零點(diǎn)穩(wěn)定性和測(cè)量值不精確性本身產(chǎn)生。
[0032]另一方面，附加地可以獲得在測(cè)試過(guò)程期間測(cè)量值的動(dòng)態(tài)變化，該動(dòng)態(tài)變化可以提供關(guān)于隨時(shí)間的變化的信息并且該動(dòng)態(tài)變化的“動(dòng)態(tài)或準(zhǔn)動(dòng)態(tài)的”精度一方面必須滿足單次測(cè)量的統(tǒng)計(jì)并且附加地也必須滿足積分的測(cè)量值的內(nèi)部測(cè)量值可再現(xiàn)性，并且其總精度因此必須滿足所有上面提到的條件，由此可以獲得對(duì)測(cè)量值可再現(xiàn)性的附加改善。
[0033]為了測(cè)量多個(gè)排放周期的內(nèi)燃機(jī)廢氣中的顆粒數(shù)目也可以考慮本方法的一種變型方案。該變型方案規(guī)定，在不同測(cè)試點(diǎn)處所測(cè)得的濾紙黑化值和所屬的測(cè)量時(shí)間被暫存。在進(jìn)一步的次序中，使用存儲(chǔ)在煙度計(jì)中的由濾紙黑化和吸收時(shí)間或吸收體積到FSN值的換算函數(shù)，以便由濾紙黑化的這些測(cè)量數(shù)據(jù)和測(cè)量時(shí)間(吸收時(shí)間和/或吸收體積)來(lái)計(jì)算各個(gè)點(diǎn)的濃度。借助于預(yù)給定的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)周期的數(shù)據(jù)，這些值于是可以在時(shí)間上加權(quán)地積分(或等效地求和)。由此例如可以測(cè)定周期積分的測(cè)量值(單位為mg顆粒/測(cè)試或者FSN/測(cè)試)，或可以在使用已在基本實(shí)施形式中所規(guī)定的另外的換算函數(shù)由濾紙黑化、吸收時(shí)間或吸收體積和由FSN或mg/測(cè)試的數(shù)據(jù)也計(jì)算顆粒數(shù)目/測(cè)試。
[0034]在此，唯一一張過(guò)濾器紙上的多個(gè)不同測(cè)量點(diǎn)的顆粒測(cè)量值可以求和，其中，存在如下可能性:在每個(gè)單獨(dú)的測(cè)量值時(shí)與限定的測(cè)量周期的權(quán)重因數(shù)成比例地選擇顆粒在過(guò)濾器紙上“積聚”的滯留持續(xù)時(shí)間。為了避免在積聚顆粒期間進(jìn)紙的必要性，積累可以通過(guò)對(duì)儀器中所使用的泵的接通/關(guān)斷控制來(lái)進(jìn)行。在該測(cè)試模式中的中斷和進(jìn)紙只有當(dāng)其出于測(cè)量技術(shù)的精度原因而需要時(shí)才設(shè)置。
[0035]在本方法變型方案中，吸收長(zhǎng)度由所有為在過(guò)濾器上積聚顆粒而產(chǎn)生的體積來(lái)計(jì)算，并且濾紙黑化的積分地產(chǎn)生的總和用于計(jì)算其他數(shù)據(jù)。這樣，例如可以由濾紙黑化和吸收長(zhǎng)度計(jì)算積分的質(zhì)量裝載，由該質(zhì)量裝載然后進(jìn)一步(如上面所闡述的那樣)計(jì)算顆粒數(shù)目。在此，在需要時(shí)可以使用前面已經(jīng)討論的附加值來(lái)改善結(jié)果。權(quán)重因數(shù)可以是自身選擇的參數(shù)或者由法律上規(guī)定的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)測(cè)試周期產(chǎn)生。
[0036]針對(duì)過(guò)濾器強(qiáng)烈裝載顆粒的情況(其中測(cè)量必須提前中斷)，有利地暫存體積測(cè)量值和所屬的濾紙黑化和其余數(shù)據(jù)。在進(jìn)紙而不沖洗采樣管路之后，然后如上面所述的那樣進(jìn)一步加權(quán)地積聚周期的其他部分。在需要時(shí)，還可能進(jìn)行另外的進(jìn)紙連同暫存數(shù)據(jù)。已在測(cè)量期間或在測(cè)試/測(cè)量周期結(jié)束時(shí)，于是才將各個(gè)結(jié)果與吸收長(zhǎng)度或吸收體積一同從濾紙黑化換算成mg/m3。在此，也可以進(jìn)行根據(jù)積分的各個(gè)吸收體積所加權(quán)的且經(jīng)積分的質(zhì)量確定。最后，由所述數(shù)據(jù)可以以單位mg (質(zhì)量)/測(cè)試或如再上面所闡述的那樣以顆粒數(shù)目/測(cè)試地給出周期排放。
[0037]有利地，借助于被調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的泵進(jìn)行顆粒在過(guò)濾器上積累，所述泵將測(cè)量氣體抽送通過(guò)過(guò)濾器，其中，通過(guò)該泵的體積流直接與廢氣質(zhì)量流成比例地調(diào)節(jié)。通過(guò)過(guò)濾器借助于泵調(diào)節(jié)的體積流優(yōu)選總是參照FSN或者說(shuō)在IOOkPa和25V (298° K)下mg/m3的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)化值。在靜態(tài)周期中，權(quán)重因數(shù)要么在最終計(jì)算中被一同考慮要么備選于此地作為與體積成比例的因數(shù)被一同考慮。有利地，被調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的泵優(yōu)選在測(cè)量動(dòng)態(tài)行駛周期時(shí)被使用。
[0038]原則上，當(dāng)通過(guò)這里所介紹的措施、例如顆粒尺寸和/或通過(guò)溫度測(cè)量或滯留持續(xù)時(shí)間的測(cè)量可獲得附加信息時(shí)，本方法普遍地也可以用于由濃度值來(lái)計(jì)算顆粒數(shù)目。在排放非常低的情況下，這些排放在使用顆粒過(guò)濾器的情況下處于I μ g炭黑顆粒成分/m3的范圍內(nèi)(或者IO11個(gè)顆粒/m3的范圍內(nèi))，因此要考慮，使所使用的測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量時(shí)間變大。為了盡可能繞開這點(diǎn)，許多測(cè)量?jī)x器也提供了如下可能性:將濾紙黑化的所測(cè)得的值和相應(yīng)所測(cè)得的體積求和并且由該積分值計(jì)算濃度、FSN值和顆粒數(shù)目。
[0039]在需要時(shí)，備選地也可能的是，將在單個(gè)測(cè)試點(diǎn)處所測(cè)得的、包括濾紙黑化和測(cè)量時(shí)間(或者測(cè)量體積)的單個(gè)值加權(quán)并且模擬整個(gè)周期的測(cè)量值，將其相應(yīng)的值求和或積分。由此產(chǎn)生如下可能性:又計(jì)算一個(gè)或多個(gè)測(cè)量值(單位為mg/測(cè)試或FSN/測(cè)試或顆粒數(shù)目/測(cè)試)。
[0040]在表I中示出了對(duì)此的示例。該表I示例性地示出了濃度的結(jié)果，這些結(jié)果可以由一個(gè)測(cè)試過(guò)程的各個(gè)測(cè)量和濾紙黑化和吸收長(zhǎng)度的所獲得的原始數(shù)據(jù)測(cè)量值和由此產(chǎn)生的濃度來(lái)計(jì)算。表I中的權(quán)重因數(shù)這里已換算到與Hl3等效的(權(quán)重)量綱。
[0041]第9列中的總和值在所示的示例中具有mg/測(cè)試的量綱，在第9列中由該總和計(jì)算的數(shù)目N具有數(shù)目/測(cè)試的量綱。這里要明確提及的是，當(dāng)由這種經(jīng)加權(quán)的總和得到單位為mg/測(cè)試、mg/km、mg/kWh的值時(shí)在第9列中的這種公式計(jì)算也適用。由此借助于給定的公式能等效地計(jì)算單位為個(gè)/測(cè)試、個(gè)/km或個(gè)/kWh的數(shù)目值。
[0042]在第8列中已示出，當(dāng)由各個(gè)未加權(quán)的濃度值計(jì)算的顆粒數(shù)目被加權(quán)并且由此計(jì)算數(shù)目/測(cè)試時(shí)得出何種值。這里要提及的是，該計(jì)算在數(shù)學(xué)上并不完全精確，因?yàn)樵跀?shù)目與質(zhì)量之間的關(guān)系是非線性的。
[0043]在第10列中計(jì)算對(duì)于如下情況的結(jié)果，即，周期的顆粒數(shù)目的總和由各個(gè)測(cè)試部分的經(jīng)加權(quán)的質(zhì)量作為濃度*權(quán)重來(lái)計(jì)算。第10列中的N的總和結(jié)果按照期望地大致(但并不完全)等于第9列或者第8列中的N的結(jié)果。表Ia示出了在使用表2的為43.33m3的
總體積流的情況下的計(jì)算結(jié)果。
[0044]
【權(quán)利要求】
1.用于測(cè)定內(nèi)燃機(jī)的廢氣中的顆粒數(shù)目的方法，其中，測(cè)定表征顆粒數(shù)量特征的參量，例如形式為過(guò)濾器黑化或確定濃度，其中，還測(cè)量廢氣的吸收時(shí)間或吸收體積，并且必要時(shí)由特征參量和吸收時(shí)間或吸收體積通過(guò)第一換算函數(shù)計(jì)算黑化值，由特征參量、吸收時(shí)間或吸收體積和第一換算函數(shù)的數(shù)據(jù)通過(guò)第二換算函數(shù)測(cè)定顆粒數(shù)目，其特征在于，附加地測(cè)定在過(guò)濾器上的壓力情況，并且由此通過(guò)第三換算函數(shù)和由顆粒數(shù)量確定平均顆粒直徑，并且由特征參量、吸收時(shí)間或吸收體積、第一換算函數(shù)的數(shù)據(jù)和由所確定的平均顆粒直徑在借助于不同的中間計(jì)算過(guò)程和換算函數(shù)的情況下通過(guò)一個(gè)第四換算函數(shù)測(cè)定顆粒數(shù)目，所述中間計(jì)算過(guò)程和所述換算函數(shù)都能組合成共同的這個(gè)第四函數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，選擇至少0.1秒、優(yōu)選至少I秒的吸收時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，由所確定的平均顆粒直徑和恒定的因數(shù)確定顆粒尺寸在該平均顆粒直徑附近的分布函數(shù)的半值寬度，并且由特征參量、所確定的平均直徑和半值寬度的值確定顆粒數(shù)目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，相繼地實(shí)施多次測(cè)量，所測(cè)定的顆粒數(shù)量根據(jù)其相應(yīng)的吸收時(shí)間、吸收體積或吸收長(zhǎng)度而加權(quán)地求和或者積分，并且由這些經(jīng)加權(quán)的求和的值測(cè)定積分的顆粒數(shù)目。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，附加于所給出的特征確定總測(cè)試體積，積累與預(yù)定的權(quán)重因數(shù)成比例的體積流并且由此確定顆粒的數(shù)量和數(shù)目，并且在考慮相應(yīng)吸收體積與總測(cè)試體積之間的關(guān)系的情況下測(cè)定顆粒的積分的數(shù)量和數(shù)目，其中，優(yōu)選的是，通過(guò)測(cè)量?jī)x器的過(guò)濾器紙吸收的廢氣的體積流與權(quán)重因數(shù)成比例地調(diào)整或調(diào)節(jié)，并且由此與權(quán)重因數(shù)相符的廢氣量通過(guò)這些過(guò)濾器紙被吸收。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，相繼地實(shí)施多次測(cè)量，測(cè)定每次測(cè)量的顆粒的數(shù)量和數(shù)目，并且計(jì)算平均值和所屬的測(cè)量值不精確度或者說(shuō)測(cè)量值不確定性。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，在采樣位置處的廢氣溫度和/或廢氣從顆粒形成位置直到采樣位置的平均滯留持續(xù)時(shí)間考慮到計(jì)算中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，所述第二換算函數(shù)以雙對(duì)數(shù)圖并在非常小的直至每個(gè)測(cè)試大約IO14個(gè)顆粒的范圍內(nèi)表征在顆粒質(zhì)量與顆粒數(shù)目之間的線性關(guān)系，在顆粒數(shù)目進(jìn)一步提高時(shí)然后轉(zhuǎn)變成一反函數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二換算函數(shù)在每個(gè)測(cè)試的顆粒數(shù)目為大約2 X IO14到5 X IO14時(shí)具有峰值。
【文檔編號(hào)】G01N15/06GK103764965SQ201280041533
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月18日
【發(fā)明者】E·席費(fèi)爾, A·伯格曼 申請(qǐng)人:Avl里斯脫有限公司