186440. lajstromszámú szabadalom • Szerkezet belsőégésű motorok, főleg jármű-dieselmotorok füstölésének mérésére
IHM 40 4 A találmány tárgya szerkezei belsőégésű motorok, főleg jármű-dízelmotorok füstölésének mérésére, elsősorban állandósult üzemállapotú, vagy lassan változó folyamatok füstölés mérésére. Mint ismeretes, a dízelmotorok füstölésének mértékéi különböző előírások szabályozzák. Az ezeknek megfelelő méréseket főleg fékpadokon állandósult vagy közel állandósult üzemállapotokban különféle fényelnyeléses elven működő úgynevezett „opacitás-méró” műszerekkel végzik. Ilyen például a kereskedelemben „Hartridge”, „Cclesco", „USPHS-EPA", „SM-2” néven ismert füstölésmérő műszer. Ezek a szerkezetek füstsűrűségként a kipufogógáz koncentrációjával, azaz gázrészecsketartalmával lineárisan vagy exponenciálisan arányos mennyiséget mérnek a „Beer- Lambert" törvény alapján. Az érzékelt füstsürüség azonban nyilvánvalóan függ a mindenkori gázállapottól is, amelyet viszont az általános gáztörvény határoz meg. A dízelmotorok működési elvéből adódóan a kipufogógáz hőmérséklete tág határok között változik, amelyet a füstölésmérő műszer elhelyezése méréstechnikai szempontból még lágabbá tehet. A gázállapol mérési eredményt torzító hatásának kiküszöbölésére a különböző előírások közvetett módon tettek intézkedéseket. Például a vonatkozó ISO (N° 3173) előírás 100 °C-ra való skála-korrigálást követel meg, de ugyanakkor a környezeti vagy mérési nyomással nem foglalkozik. Ismert továbbá olyan magyarországi előírás, amely zárt áramú, mintavételes, 490 - 735 Pa túlnyomású, 70 ®C és a (a füstölésmérőt gyártó előírás szerinti) maximális hőmérséklet közötti mérési ír elő, mégpedig úgy, hogy a hőmérséklet hatása az eredményt 0,05 m'1 abszorpciós értéknél kisebb mértékben befolyásolja. (Az abszolút nyomást figyelmen kívül hagyja.) Ez az utóbbi megkötés egyébként a füstsűrűségtől és a közepes hőmérséklettől függő és változó megengedhető hófoktartományt eredményez. (Ez 100 ®C-os átlagos gázhőmérséklelnél és 1,0 (ír1 körüli füstsűrűségnél (abszorbeiós értéknél) ± 20 0 tartományt; 2 m'1 körüli füstsűrüségnél pedig közelítőleg ± 10 0 tartományt jelent.) Az ismert mintavételes műszereknél (például a „Hartridge" vagy „K-104” típusúaknál) a mért kipufogógáz hőmérsékletének stabilizálására hűtőrendszert alkalmaznak, amely igen bonyolulttá teszi a mérést. Ennpk dacára a gázállapol eltérésből származó hiba szélső értéke mintegy 26%-os tartományt ölel át, ami viszont például hatósági méréseknél megengedhetetlen. Újabban olyan kísérleteket is folytatnak, amelyeknél a méréseket a gázminta túlhűtése után fűtött mérőkamrában végzik. Ezek a javaslatok azonban az elvi szempont3 ból megendeghetellen kicsapódás) lehetőségeket rejtik magukban. A mindenkori gázállapotnak a füstsürűségre gyakorolt hatása még kritikusabb a tengeren túli (USA-beli és japán) zárt áramú keresztül világi tásos műszereknél (például „Cclesco" néven ismert műszernél) és az ezekkel folytatott méréseknél. Ezeknél a gázhőmérséklet gyakorlatilag nem befolyásolható, így az tág határok között (200 “C-400 °C) változik. A változó környezeti nyomás mellett fokozott jelentőségű a mért gáz túlnyomása (0,008 - 0,010 MPa) is. A fentiekből adódó mérési hiba a gyakorlati tapasztalatok szerint még a 80%-ot is elérheti. Összefoglalva, az ismert füstölésmérő műszerek közős hiányossága, hogy a mindenkori gázsllapotot figyelmen kívül hagyják, vngy azt nem korrigálják megfelelően, ami a mérési eredményekben 20- 80%-os hibát okozhat. További hiányosságként említhető meg, hogy a különböző típusú műszerekkel mért mérési eredmények nem vethetők össze, nem reprodukálhatók, ezek csupán „relatív" eredmények. A találmánnyal célunk a fenti hiányosságok kiküszöbölése. A találmánnyal megoldandó feladat ennek megfelelően olyan fényelnyeléses füstölésmérő szerkezet létrehozása, amely a mindenkori gázéllapotot figyelembe véve abszolút, reprodukálható és összevethető mérési eredményi biztosit. A találmány alapgondolata az a felismerés, hogy a kitűzött feladat megoldható, ha a vizsgált kipufogógáz mindenkori valóságos hőmérsékletének és nyomásának, vagy csak a hőmérsékletének előre meghatározott gázállapotra vonatkoztatott korrekcióját elvégezzük, ekkor ugyanis abszolút füstsűrűséggel arányos mérési eredményt kapunk. A kitűzött feladat megoldásához olyan ismert füstölésmérő szerkezetből indultunk ki, amelynek a motor kipufogócsövével kapcsolatban lévő mérési körzetbe nyúló hőmérsékletmérője, fényelnyelésmérője, és ndolt esetben nyomásmérője van, továbbá kijelzöegységgel van ellátva, ahol n fényelnyelésmérő és a ki jelzóegy ség közé opacitásmórő és arányos jelképző egység van iktatva. Ezt a találmány szerint azzal fejlesztettük tovább, hogy abszolút füstsürűségértékképző egysége van, amelynek a hőmérsékletmérő és a kijelzőegység közé iktatott hőmérséklelkorrekciós tényező-képző egysége és korrigáló egysége vnn, ez utóbbinak az arányos jelképző egység számára is van bemenete, továbbá a hőmérsékletkorrekciós tényező-képző egység vonatkoztatási hómérséklel-beallító egységgel van kapcsolatban. Célszerű az olyan kivitel, amelynél az abszolút füstsűrűségérték-képző egységnek n hőmérsékletkorrekciós tényező-képző egy-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
