[发明专利]用于求得测量气体的测量参数的测量装置

说明书

本发明涉及一种用于借助于光声的方法求得测量气体(2)的测量参数的测量装置(1)。测量装置(1)具有用于测量气体(2)的流动通道(3)，流动通道具有至少一个输入管路(4)、光声的测量单元(5)和输出管路(6)。测量装置(1)具有至少一个与测量单元(5)的有效频率(18)相匹配的声音滤波元件(8)，声音滤波元件包括至少一个布置在流动通道(3)上的空腔谐振器(7)，所述空腔谐振器布置在输入管路(4)和/或输出管路(6)上，并且至少一个声音滤波元件(8)设计成用于在第一频率范围中的负的声压放大，所述第一频率范围包括有效频率(18)的基础频率。

技术领域

本发明涉及一种用于借助于光声的方法求得测量气体的测量参数的测量装置，其中，测量装置具有用于测量气体的流动通道，流动通道具有至少一个输入管路、光声的测量单元和输出管路。

此外，本发明涉及一种用于抑制在用于借助于光声的方法求得测量气体的测量参数的测量装置中的噪声干扰的方法，其中，通过流动通道引导测量气体，流动通道在至少一个输入管路、光声的测量单元和输出管路上延伸。

背景技术

对于在气体和颗粒测量技术的多个领域中的测量方法来说，非常成功地使用了光声光谱技术(PAS)。在此，借助于强度调制的激光器激励待检查的测量气体(气溶胶)在声音谐振的测量单元中进行密度或压力振动。由麦克风接收该声音信号并且将其转换成电信号。

相应的系统例如用于求得在内燃气的废气中的碳黑颗粒的质量浓度[mg/m3]。

由麦克风接收的声音频谱也包括来自不同源头的不期望的干扰频率，例如流入的测量气体的流动噪声，发动机噪声或者同样不同的环境噪声以及振动(结构声)。在此，声音主要具有以下路径：

-通过到测量单元的输入/输出管路，作为由管路的壁传输的空气声或结构声；

-通过测量单元的环境，同样作为例如通过测量单元的固定装置传输的空气声或结构声。

为了抑制干扰，例如可通过使用减振元件，例如橡胶缓冲件抑制在测量单元固定装置上的结构声，设备壳体可设有双重的壁，以隔绝来自环境的空气声，并且潜在的设备内部的干扰源(泵，通风机等)可相应地支承(例如通过橡胶缓冲件)或者安装在外部的壳体中。此外，例如可相应于有效频率选择麦克风和随后的放大器的频率。也可通过合适的材料选择有目的地影响干扰因素。

尽管已经采取的措施多种多样，还是存在进一步改善干扰抑制的需求。尤其是，在空气声路径上通过输入和输出管路到达PAS测量单元中的干扰是很大的问题。排气流量选择地越大(这有助于改善动力)，流动噪声就越大。

发明内容

本发明的目的是，在高的流动速度下也有效地抑制干扰噪声，并且提高测量装置的测量精度和可靠性。

根据本发明，通过以下方式通过开头所述类型的测量装置实现该目的和其它目的，即，测量装置具有至少一个与测量单元的有效频率相匹配的声音滤波元件，声音滤波元件包括至少一个布置在流动通道上的空腔谐振器，因此提出一种用于借助于光声的方法求得测量气体的测量参数的测量装置，其中，所述测量装置具有用于测量气体的流动通道，所述流动通道包括至少一个输入管路、光声的测量单元和输出管路，其特征在于，所述测量装置具有至少一个与测量单元的有效频率相匹配的声音滤波元件，所述声音滤波元件包括至少一个布置在流动通道上的空腔谐振器，所述空腔谐振器布置在输入管路和/或输出管路上，并且至少一个声音滤波元件设计成用于在第一频率范围中的负的声压放大，所述第一频率范围包括有效频率的基础频率。

在此，优选地，空腔谐振器的内部与流动通道的内部相连接。声音滤波元件有效地消除在有效频率的范围中的干扰频率。作为空腔谐振器，单侧地朝向流动通道敞开的空腔谐振器是优选的。可通过各个空腔谐振器的形状、大小以及必要时相对彼此的布置有目的地影响声音滤波器的期望的特性。