Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung des Rußgehaltes von Rauchgasen, insbesondere Abgasen von Brennkraf maschinen, wobei durch das Abgas eine Beladung bzw. Schwärzung des durchströmten Filters hervorgerufen und sodann die Schwärzung des F lters gemessen wird, sowie auf eine Ein¬ richtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Ein solches Verfahren wurde z.B. durch die ΛT—PS 267 23?! be¬ kannt. Bei dem bekannten Verfahren wird eine vorbestimmte Rauchgasmenge durch das Fil er hindυrchgele tet und danach dessen Schwärzung gemessen. Dabei ergibt sich das Problem, daß, da mit für einen größeren Meßbereich geeignete Meßgeräte verwendet werden müssen und diese keine über ihren gesamten Meßbereich gleichbleibende Empfindli hkei aufweisen, die Me߬ genauigkeit vom Rußgehalt des zu untersuchenden Rauchgases ab¬ hängt .

Ein. weiteres Verfahren zur Messung von Auspuffabgasen bzw. eine Einrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens ist aus der DD-PS 127 256 bekannt. Um unterschi dliche Weißgrade eines Pa¬ pierfilterbandes an der Schwärzungs telle und an einer Refe¬ renzstelle auszugleichen, wird hier das Papierf l erband ent¬ lang seiner Länge in zwei Bereiche unterteilt, von denen der eine laufend von den Proben beaufschlagt wird, während der da¬ nebenliegende frei bleibt und für die Vergleichsmessung be¬ nutzt wird. Die Entnahme der Rauchproben erfolgt quasikontinu¬ ierlich. Der photoelektrische Auswerter weist eine Blende mit zwei Öffnungen auf, von denen die eine auf eine vom Rauch be¬ aufschlagte Stelle und die andere auf eine in gleichen Quer¬ streifen liegende, nicht beaufschlagte Stelle des Papierfil¬ terbandes gerichtet ist. Auch hier ist die Meßgenauigkeit aus den oben genannten Gründen vom Rußgehalt des zu untersuchenden Rauchgases abhängig.

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs erwähn¬ ten Λrt vorzuschlagen, bei dem unabhängig vom Rußgehalt des zu untersuchenden Rauchgases die Meßgenau gke konstant bleibt.

Erfi dungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das pro Mes¬ sung für die Filterbeladung herangezogene Abgasvolumen über einen entsprechenden Algorithmus aus dem Meßwert der Fil¬ terschwärzung einer vorhergehenden Prü messung bestimmt wird, wobei die Probenentnahme fortgesetzt wird, wenn die Filtei— Schwärzung außerhalb eines definierten Bereiches liegt. Diese Verfahrensführung ermöglicht es, die zur Bestimmung der Schwärzung des Filters vorgesehenen Meßgeräte in einem vorgeb¬ baren Meßbereich einzusetzen, sodaß die Kennlinie dieser Ge¬ räte in die Messung praktisch nicht mehr eingeht»

Dabei ist es zweckmäßig, wenn im Bereich einer relativ starken Schwärzung gearbeitet wird, da in diesem Falle allfällige Un¬ terschiede in der Helligkeit des Fil ermaterials, z.B. eines Filterpapiers, keinen nennenswerten Einfluß auf das Meßergeb¬ nis haben.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das durch das Fil er durchge trömte Abgasvolumen gemessen und der resultie¬ rende Meßwert mit dem Meßwert für die Filterschwärzung in ei¬ nem geeigneten Rechner derart miteinander verknüpft werden, daß ein Signal generiert wird, welches dem Rußgehalt im Abgas proportional ist. Dies ermöglicht eine sehr einfache Verfah¬ rensführung mit der Möglichkeit einer Automati ierung des Ver¬ fahrensablaufes .

Zur zusätzli hen Erhöhung der Meßgenaui keit können in Ausge¬ staltung der Erfindung Druck und/oder Temperatur des das Fil¬ ter durchs römenden Abgases gemessen und eine Druck— und/oder Temperaturkompensation des pro- Messung durchge trömten Abgas¬ volumens erfolgen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß nach einer ersten Probenentnahme die Schwärzung geprüft und automatisch ein neuer Probenaufnahme— und Meßzyklus ausgelöst wird, wenn die Fil erschwärzung außerhalb eines definierten Bereiches liegt. Unter Verwendung eines Rechners kann diese Art des Verfahrens mit konventioneilen Mitteln leicht verwirk¬ licht werden.

Weiters kann auch vorgesehen sein, daß während der Probenent¬ nahme die Fll erschwärzung kontinuierlich durch mindestens einen Sensor geprüft wird und die Entnahme beendet wird, so-

bald die Filterschwärzung innerhalb eines definierten Berei¬ ches liegt. Dies ermöglicht die Einsparung eines Verfah¬ rensschrittes. Bei dieser Verf hrensführung wird praktisch die durch das Filter hindurchgeführte Rauchgasmenge in Abhängig¬ keit von einer groben, kontinuierlichn Prüfmessung des Schwär¬ zungsgrades gesteuert.

Erfindungsgemäß ist es auch möglich, daß bei jeder einzelnen Probenentnahme das gleiche Probenvolumen herangezogen und nach dem Durchsaugen jedes Einzelvolumens die Schwärzung geprüft wird, wobei die Entnahme beendet wird, sobald die Filtet— Schwärzung innerhalb eines definierten Bereiches liegt, wobei ein bestimmtes Volumen mehrfach, z.B. intervallweise, durchge¬ saugt wird, bis ein gewisser Schwärzungsgrad erreicht ist.

Beispielsweise kann dabei die Probenentnahme bis zu einer Schwärzung von 20 bis 50 % der absoluten Filterschwärzung fortgesetzt werden.

Zweckmäßig sind alle Verfahrensschritte und Abläufe automati¬ siert.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anzugeben.

Durch die ΛT—PS 267 232 wurde eine Einrichtung bekannt, bei der eine mit einem das zu untersuchende Rauchgas führenden Ka¬ nal verbundene Entnahmeleitung zu einer Entnahmeeinrichtung und einem Filter geführt ist, durch das ein taktweise voi— schiebbares Band aus Filterpapier hindurchgeführt ist, das von einer Vorschubeinrichtung gesteuert ist und bei der eine pho¬ toelektrische Meßeinrichtung vorgesehen ist, durch die das Band aus Filterpapier hindurchführbar ist, wobei die Meßein¬ richtung, in Vorschubrichtung des Filterbandes gesehen, nach dem Filter angeordnet ist.

Bei dieser bekannten Einrichtung ist das durch das Filter bei einer Messung hindurch ührbare Volumen vorgegeben.

Ausgehend von einer solchen Einrichtung wird nach einem weite¬ ren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, daß die Ent¬ nahmeeinrichtung, die eine Volums— oder Mengenmeßeinrichtung für das Rauchgas aufweist, und die Meßeinri htung für die Schwärzung des Filterpapiers mit einer Steuereinrichtung ver-

bunden sind, die einen Rechner umfaßt, der nach einem Algo¬ rithmus aus der Schwärzung des Fil terpapi res die für eine auswertbare Messung erforderliche Rauchgasmenge errechnet und die Entnahmeeinrichtung mit einem entsprechenden Signal ver¬ sorgt. Bei dieser Einrichtung ist sichergestellt, daß vor der beab ichti ten Messung die für eine ausreichende Schwärzung erforderliche Rauchgasmenge errechnet wird. Dabei kann vorerst die mit einer vorgegebenen Rauchgasmeng erreichbare Schwär¬ zung gemessen und nach dieser die für die Erreichung einer in vorgegebenen Grenzen liegende Schwärzung erforderliche Rauch¬ gasmenge bestimmt werden. Dabei kann durch die teuereinrich¬ tung ein automatischer Ablauf der Messung sichergestellt wei— den, wobei das Filter mit einer bestimmten Rauchgasmenge be¬ aufschlagt und danach in der Meßeinrichtung für die Schwärzung der Schwärzungsgrad in einer Prüfung bestimmt wird. Aus diesen Werten kann im Rechner der Steuereinrichtung die erforderliche Rauchgasmenge errechnet und bei einer neuerlichen Beaufschla¬ gung des Filters, dann aber mit der für die Erreichung einer innerhalb der vorgegebenen Grenzen liegenden .Schwärzung aus¬ reichenden Rauchgasmenge, die Rnlnahmeeinrichtung entsprechend gesteuert werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann aber auch vor¬ gesehen sein, daß die En nahmeeinrichtung, die eine Volums— oder Mengenmeßeinrichtung für das Rauchgas aufweist, und die Meßeinrichtung für die Schwärzung des Filterpapiers mit einer Steuereinrichtung verbunden sind, und daß im Gehäuse des Fil¬ ters eine zusätzliche photoelektrische Meßeinheit angeordnet ist, die mit der Steuereinrichtung verbunden ist, in der ein Komparator angeordnet ist, der die von der photoel ktrischen Meßeinheit kommenden Signale mit einem vorgegebenen Wert ver¬ gleicht und der bei Erreichen des einstellbaren Schwellwertes ein die Entnahmeeinrichtung deaktivierendes Signal abgibt. Bei dieser Vaiante bleibt bei einer Messung die Zufuhr von Rauch¬ gas zum Filter so lange aufrecht, bis eine für eine genaue Messung ausreichende Schwärzung des Filterbandes erreicht ist. Dies ermöglicht eine rasche und unkomplizierte Messung.

Für eine rasche, genaue Mengenmessung kann es dabei erfin¬ dungsgemäß vorgesehen sein, daß die Volums— oder Mengen¬ meßeinrichtung einen Drucksensor sowie eine im Abgasstrom an¬ geordnete Blende aufweist, wobei beiderseits der Blende Druck-

meßsensoren sowie im Bereich der Blende ein Temperatursensor angeordnet sind. Damit kann der Druck vor (p _τ ) und nach (p ₂ ) der Blende gemessen werden und aus der Druckdi ferenz Δ. p=Px ^~ p ₂ , sowie aus p _x oder p _a und der bekannten Blendengeometrie, unter Berücksichtigung der Temperatur T und der Dichte ?, die Abgasmenge bestimmt werden.

Weiters kann vorgesehen sein, daß die Entnahmeeinrichtung über eine direkte Leitung und eine über das Filter führende Leitung mit dem Rauchgaskanal verbunden ist und diese Leitung wechsel¬ weise mit der Druck— oder Saugseite der Entnahmeeinrichtung verbindbar sind, wobei die Meßköpfe an beiden Seiten des Fil¬ terpapierbandes angeordnet sind. Dies ermöglicht es, das Rauchgas wahlweise durch das Filter zu saugen oder dieses durch das Filter zu drücken.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn im Gehäuse des Filters zu bei¬ den Seiten des Filterpapierbandes je eine photoelektrische Meßeinheit angeordnet ist, wodurch auf ein Ummontieren der Meßeinheiten bei einer Umstellung der Beauf chlagungsrichtung des Filters verzichtet werden kann.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung, die schematisch eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver¬ fahrens zeigt, näher erläutert.

Das Rauchgas gelangt vom Rauchgaskanal 1 über eine Entnahme¬ leitung B zu der Entnahmeeinrichtung 4, wobei von der Entnah¬ meleitung B eine Meßleitung A abzweigt, die zu einem Filter 2 führt. Dieser Filter ist über eine Leitung C ebenfalls mit der Entnahmeeinrichtung 4 verbunden. Die mit den Leitungen B und C verbundenen Auslässe 9 und 10 der Entnahmeeinrichtung 4 können wahlweise im Saug— oder Druckbetrieb arbeiten, sodaß das Rauchgas durch das Filter gesaugt oder gedrückt werden kann.

Zur Mengenmessung kann die Entnahmeeinrichtung 4 eine im Λb- gasstrom angeordnete Blende aufweisen, wobei über vor und nach der Blende angeordnete Druckmeßsensoren und einen Tempe¬ ratursensor die Abgasmenge in Abhängigkeit von Δ p, p und T bestimmt wird.

Das Filter 2 selbst besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse, durch das ein Filterband 3, das aus Filterpapier oder einem

anderen Ftltermaterlal bestehen kann, hindurchführbar Ist. Da¬ bei ist für das Filterband 3 eine Antriebseinri htung 7 vorge¬ sehen, die zweckmäßigerweise von der Steuereinrichtung 6 ge¬ steuert ist und das Filterband taktweise vorschiebt.

En Bewegungsrichtung des Filterbandes vom Filter 2 distanziert sind photoelektrische Meßeinrichtungen 8 zur Bestimmung der Schwärzung des Filterbandes angeordnet. Diese Meßeinrichtun¬ gen 8 sind ebenso wie die Entnahmeeinrichtung 4 mit der Steuereinrichtung 6 elektrisch über Leitungen 1.1. bzw. 1.2 ver¬ bunden, wobei die Steuereinrichtung der Schwärzung des Filtei— bandes entsprechende Signale, aber auch dem Volumen, der Tem¬ peratur und dem ^" Druck der Rauchgase, letztere von der Ent¬ nahmeeinrichtung 4, erhält und auch Steuersignale an die Ent¬ nahmeeinrichtung 4 abgibt.

Weiters sind im Gehäuse des Filters 2 noch zu beiden Seiten des Filterbandes 3 photoelektrische Meßeinheiten 5 angeordnet, die ebenfalls mit der Steuereinri htung über die Leitung .13 elektrisch verbunden sind. Die Anordnung der Meßeinheiten 5 und der Meßeinrichtungen 8 an beiden Seiten des Filterbandes 3 ermöglicht eine wahlweise Beaufschlagung des Filters 2 von beiden Seiten her.

Diese Einrichtung kann auf zwei Arten betrieben werden.

So kann vorerst eine bestimmte, vorgegebene Rauchgasmenge durch das Filter 2 hindurchgeleitet werden und danach das Fil¬ terband 3 durch die Antriebseinrichtung 7 um einen Schritt weiterbewegt werden, wodurch die vom Rauchgas geschwärzte Stelle des Fiiterbandes zur Prüfmessung in den Bereich der Meßeinrichtung 8 kommt. Aus den von diesen bzw. dieser Meßein¬ richtung(en) 8, da nur eine, je nach der Richtung in der das Filter 2 durchströmt wird, aktiviert ist, gelieferten Signalen und der vorbestimmten Rauchgasmenge errechnet der Rechner der Steuereinrichtung 6 die für die Erreichung einer innerhalb der vorgegebenen Grenzen liegenden Schwärzung er orderliche Rauch¬ gasmenge und gibt ein entsprechendes Signal an die Entnahme¬ einrichtung 4 ab. Danach wird die Antriebseinrichtung 7 wieder angesteuert und zieht das Filterband um einen Schritt vor. Da nun das Fil erband entsprechend geschwärzt . ist, kann der Schwärzungsgrad sehr genau bestimmt werden.

Aus den von entsprechenden Fühlern und Meßeinri htungen in der Entnahmevorrichtung 4 gelieferten, dem durch das Filter hin¬ durchge trömten Volumen der Rauchgase, deren Temperatur und Druck en sprechenden Signalen, kann der Rechner der Steuerein¬ richtung 6 auch den auf eine normierte Rauchgasmenge bezogenen Rußanteil errechnen.

Bei der zw iten Betriebsart wird die Schwärzung des Filterban¬ des 3 während des Durch römens der Rauchgase durch das Fil¬ ter 2 durch die photoelektrische Meßeinheit 5 erfaßt, wobei an die Genauigkeit dieser kontinuierlichen Prüfmessung keine be¬ sonderen Anforderungen gestellt werden. Ist ein bestimmter Schwärzungsgrad erreicht, so überschreiten die von dieser Ein¬ heit 5 gelieferten Signale einen von einem Komparator der Steuereinrichtung 6 überwachten Schwellenwert und dieser gibt ein die Entnahmeeinri htung 4 deaktivierendes Signal ab, sodaß eine weitere Beaufschlagung des Filters 2 unterbleibt. Danach wird das Filterband 3 durch die Antriebseinrichtung 7 weitei— gezogen und gelangt zu den Meßeinrichtungen R, wo der Schwär¬ zungsgrad genau bestimmt wird.

Aus den der Schwärzung entsprechenden Signalen und den dem Vo¬ lumen der durch das Filter hindurchgeströmten Rauchgase und deren Temperatur und Druck entsprechenden Signalen errechnet der Rechner der Steuereinrichtung 6 die Schwärungszahl oder die in einer normierten Rauchgasmenge enthaltene Rußmenge.