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Title:
METHOD FOR AUTOMATICALLY OPERATING A MEASURING DEVICE FOR MEASURING PARTICLES IN GASES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/117115
Kind Code:
A1
Abstract:
In the course of a method for automatically operating a measuring device for measuring particles in gases, in particular for measuring carbon black particles in the exhaust gas of internal combustion engines, particle-related variables are repeatedly determined from the blackening of a filter paper in temporally limited individual measurements and the differential pressure caused by the flow of measurement gas is monitored via the internal measuring diaphragm, wherein the individual measurement is automatically terminated and an error message is output below a primary threshold value for the differential pressure. In order to now minimize interruptions in measurement operation and to increasingly ensure that correct measured values are output, the passing of a secondary threshold value for the differential pressure, which is above the primary threshold value, is monitored and the individual measurement is automatically terminated if this secondary threshold value is undershot, and the satisfaction of at least one predefined criterion is checked, wherein the individual measurement is terminated with an error message if this criterion is not satisfied, whereas a measured value is output if the criterion is satisfied.

Inventors:
UNGER ERICH (AT)
SCHIEFER ERICH (AT)
FRITZ OLIVER (AT)
Application Number:
PCT/EP2011/053890
Publication Date:
September 29, 2011
Filing Date:
March 15, 2011
Export Citation:
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Assignee:
AVL LIST GMBH (AT)
UNGER ERICH (AT)
SCHIEFER ERICH (AT)
FRITZ OLIVER (AT)
International Classes:
G01N1/22; B01D46/44; G01M15/10; G01N15/06
Foreign References:
US20090096618A12009-04-16
DE102006024089A12007-11-29
US20040244582A12004-12-09
US5606311A1997-02-25
US6703937B12004-03-09
FR2848874A12004-06-25
US5109825A1992-05-05
US20080053067A12008-03-06
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
LAMINGER, Norbert et al. (AT)
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Claims:
Ansprüche:

1. Verfahren zum automatischen Betreiben eines Messgerätes für die Partikelmessung in Gasen, insbesondere die Rußpartikelmessung im Abgas von Brennkraftmaschinen, bei welchem mehrmals in zeitlich begrenzten Einzelmessungen partikelbezogene Größen aus der Schwärzung eines Filterpapiers bestimmt und der durch den Messgasfluss hervorgerufene Differenzdruck über die interne Messblende überwacht werden, wobei unterhalb eines primären Schwellwertes für den Differenzdruck die Einzelmessung automatisch abgebrochen und eine Fehlermeldung ausgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Passieren eines sekundären, oberhalb des primären Schwellwertes liegenden Schwellwertes für den Differenzdruck überwacht und bei Unterschreiten dieses sekundären Schwellwertes die Einzelmessung automatisch abgebrochen wird, die Erfüllung zumindest eines vordefinierten Kriteriums überprüft wird, wobei bei Nichterfüllung dieses Kriteriums die Einzelmessung mit einer Fehlermeldung abgebrochen wird, während bei Erfüllung des Kriteriums ein Messwert ausgegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der sekundäre Schwellwert für den Differenzdruck zwischen 20 und 50% oberhalb des primären Schwellwertes liegt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein aktueller Schwellwert durch Multiplikation eines Basis-Schwellwertes mit dem Verhältnis von aktuellem Druck zu einem Referenzdruck vorgegeben wird, und dass zusätzlich zu primärem und sekundärem Schwellwert ein unveränderlicher dritter Minimalschwellwert vorgegeben wird, bei dessen Unterschreitung in jedem Fall die Einzelmessung mit einer Fehlermeldung abgebrochen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Referenzdruck von 100 kPa, vorzugsweise bei einer Referenztemperatur von 25°C, der Minimalschwellwert zwischen 1,5 und 2 kPA, der sekundäre Schwellwert mit ca. 5,5 kPa und der primäre Schwellwert mit ca. 4 kPa vorgegeben werden.

5. Verfahren einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Kriterium die über das Filter angesaugte Menge an Messgas überprüft wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Menge bis 100 ml immer eine Fehlermeldung ausgegeben wird, dass bei einer Menge zwischen 100 ml und 500 ml die Erfüllung zumindest eines weiteren Kriteriums überprüft wird, und dass bei einer Menge größer als 500 ml in jedem Fall ein Messwert ausgegeben wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorhandensein einer internen Driftbewertung der Messsignale als Kriterium überprüft wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer inaktiven Driftbewertung nur der primäre Schwellwert als Kriterium betrachtet wird und dass bei Unterschreiten dieses Schwellwertes immer ein Fehler, aber bei oder oberhalb dieses Schwellwertes immer ein Messwert ausgegeben wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer inaktiven Driftbewertung und einer Menge an Messgas von weniger als 500 ml eine Fehlermeldung ausgegeben wird, und dass bei Erfüllung zumindest eines Kriteriums zusätzlich noch die Papierschwärzung als Kriterium herangezogen wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Kriterium eine Mindestschwärzung des Filterpapiers überprüft wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer

Schwärzung von zumindest 0,2 ein Messwert ausgegeben wird, und dass bei einer Schwärzung kleiner als 0,2 eine Fehlermeldung ausgegeben wird.

Description:
Verfahren zum automatischen Betreiben eines Messgerätes für die Partikelmessung in Gasen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Betreiben eines Messgerätes für die Parti kelmessung in Gasen, insbesondere die Rußpartikelmessung im Abgas von Brennkraftmaschinen, bei welchem mehrmals in zeitlich begrenzten Einzelmessungen partikelbezogene Größen aus der Schwärzung eines Filterpapiers bestimmt und der durch den Messgasfluss hervorgerufene Differenzdruck über die interne Messblende überwacht werden, wobei unterhalb eines primären Schwellwertes für den Differenzdruck die Einzelmessung automatisch abgebrochen und eine Fehlermeldung ausgegeben wird.

Für die Ruß-Partikelmessung, hauptsächlich aber nicht ausschließlich von Explosionskraftmaschinen, sind bereits lange Zeit und sehr erfolgreich Messgeräte im Einsatz, bei welchen ein die Partikel enthaltendes Gas für eine gewisse Zeit über ein Filterpapier geleitet wird. Die Partikel werden dabei am Filterpapier herausgefiltert und letztendlich wird die Schwärzung des Papiers mit Rußpartikeln gemessen. Bei vollautomatisierten Messungen, welche ohne Überwachung durch Personal durchgeführt werden können, kann es aber durch verschiedenste Ursachen zu kritischen Bedingungen bei den Tests kommen, welche eine Fehlermeldung und/oder einen Abbruch einer Messung zur Folge haben können.

Bei vollautomatisierten Prüfständen, welche die Testmoden entweder nach statistischen„Evolutionsalgorithmen" variieren, oder feste vorgegebene Parameterfelder vermessen, können aber auch immer wieder Testeinstellungen auftreten, wo bei einer Messung zu viele Partikel abgelagert werden. Dadurch kann es zu einem zu hohen Druckabfall kommen bzw. kann der Durchfluss zu stark reduziert werden, so dass eine Druckoder Durchfluss Fehlermeldung auftritt. Derartige Fehlermeldungen oder Warnungen können beispielsweise aber auch auftreten bzw. steigt die Wahrscheinlichkeit für diese Fehlermeldungen, wenn durch ungenügende Wartung oder durch eine unerwartete zusätzliche Systemverunreinigung durch die Messungen selbst der Durchfluss bereits zusätzlich reduziert wurde. Dieselben Effekte treten aber auch dann auf, wenn während der Messung starke Unterdrücke im System auftreten, oder wenn durch Druckresonanzen die Durchflüsse reduziert werden, oder wenn die Messsonde oder ein Messgasschlauch zu stark verunreinigt wurde oder sogar„verstopft" wird. Derartige Fehler können natürlich auch auftreten, wenn die Hardware, wie beispielsweise die Pumpe oder auch ein Magnetventil, nicht mehr vollkommen korrekt funktioniert, aber ansonsten nur latent defekt sind. Da fehlerhafte oder unvollständige Messzyklen sehr oft einen neuerlichen Durchlauf erfordern, oder teils sogar zu einem kompletten Abbruch der Testläufe führen können, sind derartige Unterbrechungen unerwünscht und teuer. Andererseits ist aber bei Überschreiten eines kritischen Parameters, welcher entweder allgemein oder für das Messgerät gefährliche Bedingungen anzeigt, oder wenn beim Auftreten einer Überschreitung eines derartigen parametrisierten Grenzwertes/Limits korrekte Messungen nicht mehr gewährleistet werden können, eine Fehlermeldung oder eine Desaktivierung des Messgerätes erforderlich.

Um nun Unterbrechungen des Messbetriebes zu minimieren und über vermehrt die Ausgabe von korrekten Messwerten zu gewährleisten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Passieren eines sekundären, oberhalb des primären Schwellwertes liegenden Schwellwertes für den Differenzdruck überwacht und bei Unterschreiten dieses sekundären Schwellwertes die Einzelmessung automatisch abgebrochen wird, die Erfüllung zumindest eines vordefinierten Kriteriums überprüft wird, wobei bei Nichterfüllung dieses Kriteriums die Einzelmessung mit einer Fehlermeldung abgebrochen wird, während bei Erfüllung des Kriteriums ein Messwert ausgegeben wird. Überraschenderweise konnte gefunden werden, dass bei einer Vielzahl von Rahmenbedingungen, welche Fehlermeldungen verursachen, sehr oft genügend Informationen und Daten und Messwerte vorliegen, dass durch eine intelligente Bewertung davon auch bei einem Messabbruch durch das Auftreten einer kritischen Bedingung noch ein korrekter Messwert ausgegeben werden kann dadurch auch der komplette Test nicht mehr unterbrochen werden muss. Eine derartige Bewertung kann dadurch erfolgen, dass eine zweite Schwelle eingeführt wurde, bei der die Bewertung der Daten erfolgt. Ein Fehler wird dann bei diesen Bedingungen nur mehr dann ausgegeben, wenn entweder ungenügend Daten zur korrekten Kalkulation und/oder Bewertung vorliegen, oder wenn der primäre Schwellwert entweder zeitlich sehr rasch überschritten wird oder die Überschreitung des primären Schwellwertes erfolgt so stark ist, so dass dies eine Gefahr für bzw. einen Defekt des Gerätes oder des Prüfstandes nach sich ziehen würde.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante liegt dabei der sekundäre

Schwellwert für den Differenzdruck zwischen 20 und 50% oberhalb des primären

Schwellwertes.

Vorteilhafterweise wird bei einer weiteren Variante der Erfindung ein aktueller Schwellwert durch Multiplikation eines Basis-Schwellwertes mit dem Verhältnis von aktuellem Druck zu einem Referenzdruck vorgegeben, und wird zusätzlich zu primärem und sekundärem Schwellwert ein unveränderlicher dritter Minimalschwellwert vorgegeben, bei dessen Unterschreitung in jedem Fall die Einzelmessung mit einer Fehlermeldung abgebrochen wird.

Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass für einen Referenzdruck von 100 kPa, vorzugsweise bei einer Referenztemperatur von 25°C, der Minimalschwellwert zwischen 1,5 und 2 kPA, der sekundäre Schwellwert mit ca. 5,5 kPa und der primäre Schwellwert mit ca. 4 kPa vorgegeben werden.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass als Kriterium die über das Filter angesaugte Menge an Messgas überprüft wird.

Vorzugsweise wird in diesem Fall bei einer Menge bis 100 ml immer eine Fehlermeldung ausgegeben, wird bei einer Menge zwischen 100 ml und 500 ml die Erfüllung zumindest eines weiteren Kriteriums überprüft, und wird bei einer Menge größer als 500 ml in jedem Fall ein Messwert ausgegeben.

Gemäß einem weiteren optionalen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das Vorhandensein einer internen Driftbewertung der Messsignale als Kriterium überprüft wird.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht hier vor, dass im Falle einer inaktiven Driftbewertung nur der primäre Schwellwert als Kriterium betrachtet wird und dass bei Unterschreiten dieses Schwellwertes immer ein Fehler, aber bei oder oberhalb dieses Schwellwertes immer ein Messwert ausgegeben wird.

Eine vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht weiters vor, dass überprüft wird, ob die interne Driftbewertung der Messsignale aktiviert ist oder nicht, und dass im Falle einer inaktiven Driftbewertung und einer Menge an Messgas von weniger als 500 ml eine Fehlermeldung ausgegeben wird, und dass bei Erfüllung zumindest eines Kriteriums zusätzlich noch die Papierschwärzung als Kriterium herangezogen wird.

Es kann weiters auch als Kriterium eine Mindestschwärzung des Filterpapiers überprüft werden.

Dabei wird vorzugsweise bei Vorliegen einer Schwärzung von zumindest 0,2 ein Messwert ausgegeben, und wird bei einer Schwärzung kleiner als 0,2 eine Fehlermeldung ausgegeben.

In der nachfolgenden Beschreibung soll die Erfindung anhand eines konkreten Beispieles, bei welchem insbesondere eine Bewertung des Messgasdurchflusses bzw. des Differenzdruckes und des Unterdruckes erfolgt, und der beigefügten Abbildungen näher erläutert werden. Dabei zeigt die Fig. 1 ein Diagramm eines vereinfachten prinzipiellen Messablaufes und der dabei auftretenden Differenzdruck- und Durchflusswerte, Fig. 2 zeigt für einen typischen Funktionsablauf die Definition der Schwellwerte für den an einer Blenden- messstrecke durch den Messgasfluss selbst und dessen Drosselung hervorgerufenen Unterdruck und die Schwellwerte bzw. Auslösegrenzwerte für den Messabbruch und/oder für die Ausgabe einer Fehlermeldung bei Unterschreiten der Fehlergrenze, und Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm eines typischen Funktionsablaufes gemäß der vorliegenden Erfindung.

Im Messgerät strömt ein Messgas, welches Partikel enthält, für eine gewisse Zeit über ein Filterpapier. Partikel werden dabei am Filterpapier herausgefiltert und letztendlich wird die Schwärzung des Papiers mit Rußpartikeln gemessen. Der Messgasdurchfluss wird in der Regel durch den Differenzdruckabfall über eine Messblende und den Relativdruck am Messort bestimmt, kann aber auch direkt gemessen werden. Als weitere Alternative kann auch eine Bewertung mittels Zeitdauer des Gasflusses als Parameter durchgeführt werden, wo beispielsweise bei einem Nenngasfluss von 10 Liter pro Minute diese einer Messgasfluss-Zeitdauer von 6 sec entspricht.

Bei Ablagerung zu vieler Partikel und dadurch zu hohem Druckabfall bzw. zu stark reduziertem Durchfluss wird eine Druck- oder Durchfluss Fehlermeldung generiert. Derartige Fehlermeldungen oder Warnungen können auch in anderem Zusammenhang auftreten, etwa bei ungenügender Wartung, durch eine unerwartete zusätzliche Systemverunreinigung, wenn während der Messung starke Unterdrücke im System auftreten, wenn durch Druckresonanzen die Durchflüsse reduziert werden, oder wenn die Messsonde oder ein Messgasschlauch zu stark verunreinigt wurde oder sogar„verstopft" wird. Derartige Fehler können auch bei Hardware-Problemen auftreten, beispielsweise wenn die Pumpe oder auch ein Magnetventil nicht mehr vollkommen korrekt funktioniert, aber ansonsten nur latent defekt ist.

Da jedoch bei einer Vielzahl von Rahmenbedingungen dennoch genügend Informationen und Daten und Messwerte vorliegen, die bei intelligenter Bewertung zu einem korrekten Messwert führen können, wird - wie in Fig. 1 anhand eines einfachen Beispiels erläutert - neben dem primären Schwellwert auch das Passieren eines sekundären, oberhalb des primären Schwellwertes liegenden Schwellwertes für den Differenzdruck überwacht und bei Unterschreiten dieses sekundären Schwellwertes die Einzelmessung automatisch abgebrochen. Üblicherweise wird der sekundäre Schwellwertes ca. 20 bis 50% oberhalb des primären Schwellwertes angesetzt. Diese Schwellwerte sind als Differenzdrücke angegeben. Durch den Gasfluss werden an einer im Messgerät angebrachten Messblende Differenzdrücke hervorgerufen, wobei diese Differenzdrücke umso größer sind je höher bzw. größer die Durchflüsse sind. Betreffend der Nomenklatur sind liegen größere bzw. höhere Werte„oberhalb" der niedrigeren bzw. kleineren bzw.„unteren" Werte.

Während einer typischen Messung bei einem Umgebungsdruck von 100 kPascal und 25°C, und mit korrekt funktionierenden Messsystem ohne gravierende Verunreinigungen und mit Partikeln„unbeladenem" noch reinen Filterpapier wird durch den Mess- gasfluss ein Differenzdruck von ca. 100 mbar an der Durchfluss- Messblende hervorgerufen. Während der Messung wird das Messfilter mit Partikeln beladen und der Strömungswiderstand steigt, sodass der Durchfluss durch die Messblende mehr oder weniger langsam absinken kann, und dadurch während der Messung auch der Differenzdruck über die Messblende absinkt. Bei Unterschreiten des Differenzdruckwertes von 40 mbar am primären Schwellwert (1) wird immer ein Fehler ausgegeben. Dieser Wert ist mit der Fehlergrenze identisch. Wenn„gemessen wird" ist der sekundäre Schwellwert (2) von z.B. 55 mbar aktiv, und bei dessen Unterschreitung wird die Messung abgebrochen und eine Bewertung der Daten vorgenommen. Je nach Datenlage wird ein Messwert oder eine Fehlermeldung ausgegeben.

In Fig. 2 ist eine vorteilhafte erweiterte Definition der Schwellwerte für den an einer Blendenmessstrecke durch den Messgasfluss selbst und dessen Drosselung hervorgerufenen Unterdruck und die Schwellwerte bzw. Auslösegrenzwerte für den Messabbruch und/oder für die Ausgabe einer Fehlermeldung bei Unterschreiten der Fehlergrenze, dargestellt.

Der Fehlerbereich ist der Bereich, wo immer ein Fehler ausgegeben wird, entweder weil durch ein rasches Ereignis der für den Durchfluss maßgebliche Differenzdruck - Messwert unter diesen Wert gefallen ist oder der vom Durchfluss hervorgerufene Differenzdruck diesen Wert von Anfang an nicht überschritten hat. Der Überprüfungsbereich zwischen den beispielsweise definierten Werten von 40 und 55 mbar ist jener Bereich, in dem eine Überprüfung der vorhandenen Messdaten dahingehend erfolgt, ob genügend und genügend signifikante Mess-Daten vorhanden sind, um eine korrekte Kalkulation von Messwerten aus diesen vorhandenen Daten zu ermöglichen.

Wenn der primäre und der sekundäre Schwellwert variabel sind, indem der Absolutdruck und/oder ein Simulationsdruck bei Höhensimulationen in diese Schwellwerte mit einberechnet wird, sind auch der Überprüfungs- und Fehlerbereich variabel. Es kann jedoch vorteilhafterweise auch ein„unterster Schwellwert" definiert sein, bei dessen Unterschreiten immer ein Fehler ausgegeben wird, der also niemals unterschritten werden kann ohne eine Fehlermeldung zu verursachen. Der dargestellte„dritte Schwellwert" bzw.„unterste Schwellwert" ersetzt den„Primären Schwellwert" dann, wenn der primäre und sekundäre Schwellwert variabel definiert sind. Für die Verwendung von variablen Schwellwerten muß der Umgebungsabsolutdruck entweder durch einen Sensor gemessen oder eingelesen, oder parametriert werden. Ebenso muß der ein allfälliger„Simulationsdruckwert eingelesen oder dem Messgerät„mitgeteilt" werden.

Wenn während der Messung, oder auch bereits bei Start der Messung, der Primäre Schwellwert (1) oder der„unterste Schwellwert" gemäß Fig. 2 vom gemessenen Differenzdruck unterschritten wird, z.B. weil die Pumpe defekt ist, oder weil ein vorhandenen Sicherheitsfilter vollkommen„verstopft" ist, dann wird ebenfalls immer eine Fehlermeldung ausgegeben.

Im Ablaufdiagramm der Fig. 3 ist ein typischer Funktionsablauf beispielhaft beschrieben, wobei Detailabläufe bei Bedarf auch in anderer Reihenfolge durchgeführt und/oder auch mit zusätzlichen Funktions-Unterabläufen versehen sein können. Der dargestellte Ablauf nimmt an, dass eine Messung gestartet wurde, und alle übrigen Para- metrierungen zur korrekten Durchführung einer Messung korrekt durchgeführt wurden. Zusätzlich und weitere parallele Überwachungen und Überprüfungen werden hier nicht dargestellt. Es sind ausschließlich die für den Ablauf der in diesem Patent dargelegten automatischen„intelligenten" Datenbewertungen erforderlichen Abläufe und direkt oder indirekt mit involvierten Prüfungen von Parametern in den Abläufen dargestellt. Der Ablaufdiagramm angegebene Druck ist immer der Differenzdruck der Durchflussmesswerte bzw. der Schwellwerte.

Außer bei Unterschreitung des untersten Schwellenwertes erfolgt automatisch die Überprüfung der Erfüllung zumindest eines vordefinierten Kriteriums, wobei bei Nichterfüllung dieses Kriteriums die Einzelmessung mit einer Fehlermeldung abgebrochen wird. Wenn aber das vordefinierte Kriterium erfüllt ist, dann wird ein Messwert ausgegeben. Ein Fehler wird nunmehr nur dann ausgegeben, wenn entweder ungenügend Daten zur korrekten Kalkulation und/oder Bewertung vorliegen, oder wenn der primäre Schwellwert entweder zeitlich sehr rasch überschritten wird oder die Überschreitung des primären Schwellwertes so stark ist, dass dies eine Gefahr für bzw. einen Defekt des Gerätes oder des Prüfstandes nach sich ziehen würde.

Die automatische Überprüfung kann etwa darauf abgestellt sein, ob die Art der Messung eine Bewertung der zum Zeitpunkt des Messabbruches vorhandenen Daten überhaupt erlaubt. Beispielsweise wird keine derartige Bewertung durchgeführt, wenn durch das Desaktivieren der Weißwertüberprüfung - alternativ wäre auch die separate oder zusätzliche Bewertung der Schwarzwertdrift oder von Temperaturmesswertdriften als weitere zusätzliche oder auch alternative Kriterien möglich - ....

Alternativ kann eine Überprüfung erfolgen, ob die Durchflussmenge einen oberen Schwellwert, welcher meist oder auch generell eine Auswertung der Messdaten ermöglicht, erreicht hat, oder ob die Papierschwärzung zum Zeitpunkt des Abbruches einen bestimmten Schwellwert überschritten hat, und ob dabei die Durchflussmenge (das angesaugte Messgasvolumen oder auch alternativ die Messzeit) einem Mindestwert erreicht hat. Wenn diese Messwertdaten eine korrekte Auswertung der Filter Schwärzungs- Zahl (FSN) erlauben, wird ein Messwert angezeigt, wenn nicht, dann wird eine Fehlermeldung ausgegeben.

Die konkrete Durchführung erfolgt gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung letztendlich folgendermaßen:

Wenn gemessen wird ist der sekundäre Schwellwert von z.B. 55 mbar aktiv, und bei dessen Unterschreitung wird die Messung abgebrochen und eine Bewertung der Daten vorgenommen. Je nach Datenlage wird ein Messwert oder eine Fehlermeldung ausgegeben. Wenn während der Messung, oder auch bereits bei Start der Messung, der primäre Schwellwert von 40 mbar unterschritten wird, wird ebenfalls immer eine Fehlermeldung ausgegeben.

Wenn die interne Driftbewertung - konkret die Weißwertüberwachung des Messsystems - des Messgerätes desaktiviert ist, oder wenn durch andere Maßnahmen mit einer erhöhten Drift (diese aber dabei immer noch innerhalb der Gerätespezifikationen ist) zu rechnen ist, dann wird beim Auftreten eines zu geringen Gasflusses während des pa- rametrierten Messablaufes immer eine Fehlermeldung ausgegeben (entweder ein Durchflussfehler oder ein Differenzdruckfehler). Unter diesen Umständen könnte bei einem realen Vorhandensein einer Messwertdrift eine unkorrekte Bewertung der Daten möglich sein.

Ansonsten wird bei zu geringem Gasfluss durch das Messsystem der Messablauf vorzeitig beendet. Dies erfolgt konkret bei wenn der Differenzdruck über die interne Messblende unter den Schwellwert von 55 mbar fällt. Das Parameterlimit für den Durchflussfehler direkt liegt bei 40 mbar, der Schwellwert liegt damit ca. 35% oberhalb des Parameters für die Fehlergrenze. Alternativ kann beispielsweise im gegebenen Falle der Gasfluss auch direkt mit z.B. einem Mass Flow Meter gemessen werde, oder als weitere Alternative kann auch die Zeitdauer des Gasflusses als Parameter überprüft werden.

Es wird nach dem Messabbruch überprüft, ob eine bestimmte Mindestgasmenge über das Filter gesaugt wird, wobei die Mindestgasmenge vorzugsweise ein Wert von 500 ml (oder alternativ ca. 3 sec Dauer) ist. In diesem Falle wird immer eine Auswertung der Daten durchgeführt, da üblicherweise ein Messgasfluß von 500 ml immer ausreicht um eine Datenbewertung innerhalb der Geräte- Spezifikationen zu gewährleisten.

Wenn beim Messabbruch mehr als 100 ml aber weniger als 500 ml Gasfluss vorhanden war, wird im Falle einer die Papierschwärzung größer oder gleich 0.2 eine Messdatenauswertung durchgeführt und ein Messwert ausgegeben. Bei einer derartigen Papierschwärzung von und mit vorhandener Driftbewertung kann die spezifizierte Messgenauigkeit des Messgerätes immer noch korrekt eingehalten werden. Sollte die Papierschwärzung kleiner 0.2 sein, wird eine Fehlermeldung ausgegeben.

Wenn zum Zeitpunkt des Abbruchs des Messablaufes der Messgasfluss kleiner als 100 ml (oder..., ca. 0.5 sec Messzeit) beträgt, wird immer ein Durchflussfehler ausgegeben, da unter diesen Umständen eine korrekte Auswertung der Messdaten nicht gewährleistet werden kann. Ebenso wird bei Unterschreiten des Differenzdrucks von 40 mbar, d.h. des primären Schwellwertes, immer ein Fehler ausgegeben. Dieser Wert ist mit der Fehlergrenze ident.

Die primären und sekundären Schwellwerte können vorteilhafterweise als Funktionen des Umgebungsdruckes am Messsystem dargestellt werden, und zwar derart, dass diese beiden Druckschwellen von 40 mbar und 55 mbar (bzw. allgemeiner der primären und sekundären Druckschwelle) sich auf einen Messgasfluss bei einem Referenzdruck von 100 kPascal und bei einer Referenztemperatur von vorzugsweise 25°C (298 Kelvin) beziehen.

Alternativ können diese Differenzdruckwerte, welche infolge des Messgasflusses beispielsweise durch den Druckabfall an einer Staudruckblende hervorgerufen werden, sich aber auch auf eine andere Referenztemperatur, beispielsweise auf 15°C beziehen. Ebenso können bei Bedarf natürlich auch andere Drücke als Referenzdrücke verwendet werden. Die in diesem Falle als Referenzdrücke und Referenztemperaturen zu verwendenden Werte sollen sich immer im Bereich von 30 bis 200, vorzugsweise aber im Bereich von Drücken von 50 bis 110 kPascal und Temperaturen von 230 bis 400 Kelvin, vorzugsweise 270 bis 370 Kelvin bewegen.

Wenn weiters für spezielle Messabläufe externe Druck- und Durchflusseinstellungen zu simulieren sind, beispielsweise für Höhensimulationstests, und dadurch die Grenzwerte/Schwellwerte zusätzlich angepasst werden müssen oder sollen, dann kann dies ebenfalls in diesen Kalkulationsformalismus mit einfließen.

Diese Art der Funktion ist im folgenden simplen Formalismus beispielsweise dargestellt: Schwellwert X = Schwellwert (z.B. 55mbar, bei 100 kPascal)*[Psim/Pa]*(Pa/Pref) mit Psim ist der Simulationsdruck z.B. in einen Drucksimulator. Wenn kein Simulationsdruck vorhanden ist oder parametriert wurde oder eingelesen wird, dann ist in der eckigen Klammer [Psim=Pa], mit Pa als Absolutdruck der Umgebung. Die Referenztemperatur ist mit 25°C (298 Kelvin) in obiger Formel fixiert und damit nicht visuell enthalten (bzw. indirekt als Faktor Tref/Tref enthalten). Pref ist der Referenzdruck (100 kPascal beispielsweise).

Der Umgebungsdruck und/oder der Simulationsdruck werden entweder als Werte eingegeben, oder analog oder auch digital eingelesen, oder parametriert. Vorzugsweise wird der Umgebungsdruck am bzw. im Gerät durch einen Absolutdrucksensor gemessen.

Wenn eine andere Referenztemperatur als Bezugsgröße von 25°C verwendet werden soll, so ist diese in die obige Formel folgendermaßen einzubeziehen:

Schwellwert XI = Schwellwert X * (Tref/Trefneu) mit Tref = 298 Kelvin, (25°C) , wobei Trefneu die alternative/neue Referenztemperatur in Kelvin ist.

Um die prinzipielle Messgenauigkeit für die verwendete Filtermethode zu gewährleisten, ist es erforderlich, dass die Oberflächenanströmgeschwindigkeit an der Filterpapieroberfläche im Messgerät in einem bestimmten Bereich bleibt. Bei typischen Umgebungsdrücken von 50 bis 110 kPascal ist dies mit den definierten„festen Schwellen" möglich, aber bei einem Umgebungsdruck von 50 kPascal ist der Messwert schon von Anbeginn nahe dem Schwellwert von 55 mbar. Da aber andererseits die verwendete Membranpumpe„ein Konstantes Volumen" - unabhängig vom Umgebungsdruck - fördert, können die Schwellwerte angepasst werden, wenn das Gerät den Umgebungsdruck und den Differenzdruck und Relativdruck am Filterpapier rel. zur Umgebung misst, bzw. wenn diese Daten des Umgebungsdruckes dem Messgerät mitgeteilt werden.

Eine ähnliche Methodik kann auch angewandt werden, wenn bei Höhen- und Drucksimulationsversuchen die Probennahme an Systemen erfolgt, welche auf Unterdruckniveau arbeiten, aber das Messgerät selbst bei Normalem Umgebungsdruck arbeitet. Hierfür kann dem Messgerät der Simulationsdruck mitgeteilt, oder am Gerät eingelesen werden. Zusätzlich ist in diesem falle auch noch erforderlich - oder wird zumindest empfohlen - dass das Abgas wieder nahe der Entnahmestelle zurückgeführt wird.

Um fehlerhafte oder ungenaue Messwerte zu vermeiden, ist es aber beim Einbeziehen von variablen Schwellwerten, wie in den obigen Formalismen, für die Fehlerüberprüfung erforderlich einen weiteren„untersten Limitwert/Schwellwert" bzw. Grenzwert für die Durchflussüberwachung einzuführen, welcher von allen Arten der Parametrierun- gen unabhängig eine Fehlermeldung ausgibt, wenn dieser„unterste Schwellwert" unterschritten wird. Dieser„dritte Schwellwert" liegt im gegebenen Falle vorzugsweise im Bereich von 15 bis 20 mbar. Diese potentielle Erhöhung der Messungenauigkeiten bei niedrigeren Absolutd rücken, wird dadurch hervorgerufen, dass die verwendeten Sensoren für die Druckmessungen in der Regel eine begrenzte Messwertauflösung aufweisen, und bei kleiner werdenden Messwerten die dadurch möglichen Fehlerauswirkungen auf die Messwerte größer werden. Ab dem Unterschreiten des definierten„untersten Schwellwertes" müsste ansonsten mit Messwertabweichungen gerechnet werden, welche größer sind als die in den Spezifikationen des Messgerätes garantierten maximalen Messwertun- genauigkeiten.

Grundsätzlich muss erwähnt werden, dass potentiell all diese Abläufe zur Messung eines Gasflussmesswertes und dessen Überprüfung und Überwachung mittels Grenzwerten natürlich in ähnlicher Weise auch durch die Messung und Überwachung anderer Messgrößen durchgeführt werden kann, beispielsweise durch die Messung eines Wärmeableitstromes - ähnlich einem Hitzdrahtdurchflussmessinstrument - oder auch mittels der direkten Durchflussmessung mittels Massflow-Meter usw.