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用于检验至少一个气体体积的传感器装置


技术摘要:
本发明涉及一种用于检验至少一个气体体积、特别是用于检测至少一个气体体积中的细微灰尘的传感器装置,该传感器装置包括至少一个用于容纳气体体积的测量空间、至少一个配设给测量空间的试样气体输入部、至少一个配设给测量空间的试样气体输出部和至少一个壳体,其中,  全部
背景技术:
用于检验气体体积、尤其用于检测细微灰尘的传感器装置在多种应用领域、例如 在汽车领域中使用。通过传感器装置例如可以检验试样气体体积的细微灰尘含量。为此,传 感器装置具有至少一个测量空间,在该测量空间中可以检验试样气体体积。例如,可以对作 为试样气体的车辆环境空气的细微灰尘含量进行检验,以便例如判断车辆内部空间用环境 空气进行的通风是否有意义。可以通过试样气体输入部以气体流的形式、特别是通过试样 气体输入管路将试样气体体积输入至测量空间。在分析之后,可以将试样气体体积通过试 样气体输出部从测量空间导出。测量空间、试样气体输入部以及试样气体输出部至少部分 地布置在壳体中。为了测量例如可以使用激光源,它透射测量空间中的试样气体体积。基于 入射的激光的反射和散射,可以推断出在试样体积中包含的细微灰尘。恰好在汽车领域中 使用传感器装置时,传感器装置可能经受剧烈的温度波动。在温度波动的情况下,尤其在将 测量空间布置在封闭的壳体中时例如可能导致壳体中的过压,由此可能导致壳体的裂开或 者也可能不利地影响测量。 为了平衡例如由于温度波动而引起的壳体中的内部压力的波动,壳体可以具有相 对于壳体的环境的压力平衡元件。例如,压力平衡元件可以通过压力平衡开口来构造在外 部的壳体壁部中。在传感器装置用于汽车领域中时,压力平衡开口必须被保护以防例如污 物颗粒进入。为此需要本身为此设置的过滤装置或遮盖元件,其中,完全的保护装置、特别 是防止外部影响的保护装置是非常耗费的。
技术实现要素:
本发明的任务在于,提出如下一种传感器装置,对于该传感器装置而言,能够实现 壳体的内部空间与环境之间的压力平衡,其中,防止污物颗粒侵入到壳体中。 在一种用于检验至少一个气体体积、特别是用于检测至少一个气体体积中的细微 灰尘的传感器装置,其包括至少一个用于容纳气体体积的测量空间、至少一个配设给测量 空间的试样气体输入部、至少一个配设给测量空间的试样气体输出部和至少一个壳体,其 中,测量空间、试样气体输入部和试样气体输出部至少部分地布置在壳体的第一空间中,本 发明基本上规定,至少另一个气体输入部配设给测量空间,并且在第一壳体空间与另一气 体输入部之间布置至少一个压力平衡元件。 测量空间布置在壳体的第一壳体空间中,待测量的试样气体体积容纳在该测量空 间中或者试样气体流引导穿过该测量空间。传感器装置配设给测量空间,该传感器装置例 3 CN 111579444 A 说 明 书 2/4 页 如具有激光源和传感器元件、特别是光电二极管。通过激光源用激光照射存在于测量空间 中的试样气体、即待检验的气体或气体混合物,其中,借助光电二极管可以检测在处于试样 气体体积中的灰尘颗粒上散射的激光。为了以试样气体流的形式输入试样气体、特别是环 境空气,传感器装置具有如下试样气体输入部,该试样气体输入部例如可以通过输入管路 来构造。相应地,用于输出经分析的试样气体的试样气体输出部配设给测量空间,该试样气 体输出部可以通过输出管路构造。此外,另一气体输入部配设给测量空间。该另一气体输入 部例如可以是指净化气体输入部、即包封气体输入部,通过所述包封气体输入部可以将经 净化的气体导入到测量空间中,以便防止测量空间、光学元件等例如由于细微灰尘颗粒的 沉积而受到污染。净化气体输入部可部分地构造为引导气体的管路、尤其构造为管路并且 可至少部分地布置在壳体的第二壳体空间中。在第一壳体空间与另一气体输入部之间布置 有如下压力平衡元件,该压力平衡元件将第一壳体空间与另一气体输入部连接。通过压力 平衡元件可以平衡在第一壳体空间中例如由于温度波动而产生的过压。在此,在所述另一 气体输入部与第一壳体空间之间出现压力平衡。因此,在第一壳体空间的内部建立的过压 可以通过另一气体输入部降低。因此,在壳体的内部空间和环境之间仅存在间接连接。因 此,在壳体的内部和环境之间的直接连接不是必需的。由此,通过到环境的直接连接来阻止 污物颗粒的进入。 在本发明的一种改进方案中,壳体气密地封闭。通过壳体、尤其第一壳体空间的气 密的封闭,提供了位于壳体中的组件的良好的保护,此外在第一壳体空间中布置有测量空 间。因此可以在不影响外部作用的情况下精确地测量细微灰尘含量。通过在壳体内部在第 一壳体空间与气体管路之间布置压力平衡元件,即使在压力波动时也可以进行精确的测 量,而不需要与环境的直接连接。 在本发明的一种改进方案中,压力平衡元件被构造为第一壳体空间与另一气体输 入部之间的压力平衡开口。在第一壳体空间与另一气体输入部之间的压力平衡元件可以构 造为压力平衡开口。通过将第一壳体空间与另一气体输入部连接的压力平衡开口,提供了 一种简单的、用于平衡在第一壳体空间中建立的过压的可行方案。 在本发明的一种改进方案中,所述另一气体输入部是指净化气体输入部。净化气 体输入部可配设给测量空间,通过该净化气体输入部可将经净化的气体、例如已在测量空 间中被检验的试样气体从其中去除携带的颗粒,导入到测量空间中,以防止或去除测量空 间中的光学元件被颗粒的沉积污染。特别地,净化气体输入部可部分地构造为管路并且具 有与试样气体输出部的引导气体的连接部。已经检验的从测量空间导入到试样气体输出部 中的试样气体流的气体流部分从试样气体输出部中分支出来并且输入至净化气体输入部。 为此,净化气体输入部例如可以通过T形件与试样气体输出部连接。净化气体输入部可以具 有净化装置,例如带有至少一个过滤元件的过滤装置,通过所述过滤装置过滤已经检验的 试样气体并且因此从处于试样气体中的颗粒中予以清除。可以将经过滤的试样气体这样输 入至测量空间,使得经净化的试样气体的气体流流过位于测量空间中的光学元件,由此实 现净化效果。尤其可以在净化气体输入部与第一壳体空间之间布置压力平衡元件,从而可 以通过压力平衡元件将在第一壳体空间中建立的过压降低到净化气体输入部中。因为净化 气体输入部具有与测量空间的引导气体的连接部并且通过其间接地经由试样气体输出部 具有到环境的引导气体的连接部,所以可以经由净化气体输入部来平衡壳体中的过压,而 4 CN 111579444 A 说 明 书 3/4 页 不需要到环境的直接连接。 在本发明的一种改进方案中,面状的过滤元件配设给净化气体输入部,并且面状 的过滤元件的一个区段配设给压力平衡元件。面状地构造的过滤元件、例如过滤薄膜配设 给净化气体输入部。通过过滤元件将包含在净化气体输入部中被引导的气体中的颗粒滤 出。例如,已经检验的试样气体可以在净化气体输入部中通过一个或多个过滤级处理,以便 使用经净化的试样气体作为净化气体。净化气体输入部的过滤元件的一个区段配设给压力 平衡元件。通过使得过滤元件配设给压力平衡元件、尤其配设给压力平衡开口,防止了异 物、像比如来自在净化气体输入部中所引导的气体的灰尘颗粒通过压力平衡开口进入到第 一壳体空间中。过滤元件由此一方面用于过滤试样气体,其中,还未净化的试样气体在流动 方向上在导入测量空间时经过过滤器。另一方面,配设给压力平衡元件的过滤区段用于保 护第一壳体空间免受污染并且在第一壳体空间中的过压的压力平衡的情况下与净化气体 输入部的流动方向相反地经过。通过将过滤元件用于压力平衡开口以及用于净化气体输入 部,在制造时通过节省额外地设置用于压力平衡开口的过滤元件而实现节省成本。 在本发明的一种改进方案中,配设给压力平衡元件的过滤区段在空间上与配设给 净化气体输入部的过滤区域分离。通过在空间上分离配设给压力平衡开口的过滤区域和配 设给净化气体输入部的过滤区段,排除了压力平衡元件的过滤区段被净化气体输入部的待 净化的气体用颗粒覆盖并且因此被污染的可能性。因此,实现了压力平衡开口的过滤器的 长期的可穿透性。 在本发明的一种改进方案中,压力平衡开口的边缘(Umrandung)与过滤元件连接。 压力平衡开口的边缘与面状地构造的过滤元件连接。通过边缘与过滤元件的连接,以简单 的方式和方法实现设置用于净化气体输入部的过滤区段与设置用于压力平衡元件的过滤 区段在空间上的分离。 在本发明的一种改进方案中,压力平衡开口的边缘与过滤元件焊接在一起。通过 压力平衡开口的边缘与面状地构造的过滤元件(其例如可为过滤无纺布)的焊接,得到一种 简单的连接方式。通过压力平衡开口的边缘部的焊接,在两个过滤区段之间构造空间上的 分离。 另一方面涉及一种车辆、特别是具有根据本发明的传感器装置的机动车。 附图说明 下面借助于在附图中示出的实施例进一步阐述本发明。详细地示出: 图1以示意图示出了用于检验气体体积的传感器装置,并且 图2以示意图示出了带有过滤区段的过滤元件。
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