Hallo, eben auf den Kalender geschaut, ob wir schon den 1. April haben: "Abgasmessung per Licht" "Bei der Messung wird ein nicht sichtbarer Lichtstrahl von oben auf die Abgaswolke der vorbeifahrenden Fahrzeuge gerichtet und von einem auf der Fahrbahnoberfläche angebrachten Reflektor zurückgeworfen." https://www.heise.de/autos/artikel/Frankfurt-am-Main-Abgasmessung-per-Licht-4655786.html Hat jemand einen Plan, wie das funktionieren soll? Harald
So ein Laser Gas Spektroskopie Meßgerät entwickelten wir vor 25 Jahren (Patent geschützt). Damit kann man über einige km Entfernung mit Hilfe eines Retro Reflektors einige spezifische Gasarten Konzentrationen bis in den bpm Bereich genau erfassen. In Frage kommende Gasarten sind z.B. Methan, Hydrogen Sulfide und Zyanid und andere in der Schwerindustrie vorkommende schädliche Gase. Das hier gewählte Meßprinzip beruht auf Wellenlängen Wobbeln eines sehr teuren (5K+) Präzision Laser mit sehr spezifischer Wellenlänge und zusätzlicher Modulation mit einer Trägerwelle zwischen 50kHz bis 20MHz. Die Lasertemperatur muß auf 0.01 Grad intern stabilisiert werden um Wellenlängen Stabilität zu erreichen. Auf der Empfangsseite ist ein sehr empfindlicher TIA Photodetektor mit einer sehr aufwendigen Lock-In Schaltung auf der doppelten Frequenz und anschließender ADC Erfassung. Wenn eine bestimmte Gasart vorhanden ist, werden im Luftpfad spezielle Lichtsignaturen auf der doppelten Trägerfrequenz erzeugt die empfangsseitig erfasst werden können. Alles andere ist aufwendige DSP Software. Wir machten Portable und auch Versionen für UAVs und festeingebaute Vielkanal-Anlagen die mittels Glasfaser in gefährdeten Bereichen explosionsgeschützt funktionieren müssen. Die UAV Versionen werden übrigens für Überwachung von Pipe Lines eingesetzt die dann autonom abgeflogen werden können. Selbstbau und Calibrierung solcher Meßgeräte ist nicht sehr leicht. Die Geräte kosten je nach Einsatzgebiet und Gasart zwischen $50K bis $250K. Mehr möchte ich dazu nicht sagen und bitte um Verständnis.
Jedes Gas absorbiert Licht einer bestimmten Wellenänge. Diese liegt (zum Glück) fast immer im ultravioletten oder infraroten Bereich (oder stell DIr mal vor, Methan wäre grün: jeder Furz wäre sichtbar und grün! Unschöne Vorstellung...). Die Wellenlänge, bei welcher das gesuchte Gas absorbiert, ist bekannt. Diese misst man zusammen mit den davor- und dahinterliegenden. Zusammen mit der bekannten Länge des Messpfades, Temperatur und druck kann man anhand der Dämpfung die Konzentration des Gases in ppm, ppb, mikrogramm pro Kubikmeter etc. berechnen. Siehe zum Beispiel hier: https://www.opsis.se/en/Products/Monitoring-Methods/UV-DOAS-Technique Eines dieser Systeme, welche ich warte, misst über 336 Meter...
Erinnert mich an den wohl kaputten Seat Diesel mit der grossen weissen Rauchwolke der vorhin vor mir fuhr - ich habe zum Glück schnell auf Umluft gestellt und irgendwann bog ich auch ab.
Unnötiger Aufwand. Du mußt doch nur die Farbe der Plakette scannen. Mehr interessiert doch niemanden, sonst würde man auch mal ausgiebig bei den Benzin-Direkteinspritzern messen und nicht nur beim Diesel.
> Hat jemand einen Plan, wie das funktionieren soll?
Grundsaetzlich misst man die unterschiedliche absorption von Gasen fuer
bestimmte oder sogar mehrere Wellenlaengen. Das ist nicht neu.
Vermutlich schon seit 50Jahren oder laenger stand der Technik. Wird in
der Regel mit optischen Baenken oder fuer Nox auch mit PMT und einer
interessanten chemischen Reaktion gemacht und steckt auch in den Teilen
mit denen der Tuev eure ASU macht.
Natuerlich geht das auch irgendwie mit krass mehr Aufwand mit einem
Laser. Es wird also irgendwo eine Firma geben die sowas mal fuer
industrielle Nutzung entwickelt hat, dann aber merkte das es nicht
soviele Kunden gibt wie sie sich erhofft haben und jetzt eine Idee haben
wie so noch mehr verkaufen koennen. Leider mit dem Nebeneffekt das dies
ein weiterer Schritt in eine totale Ueberwachungsgesellschaft ist wo
irgendwann jede Minute des Tages von irgendwas ueberwacht wird damit
auch ja jede Regel jederzeit eingehalten wird.
Ausserdem stellt sich natuerlich die Frage wie genau sowas am Ende eines
fahrenden Autos mit allerlei lustigen Verwirbelungen, einer starken
Abhaengigkeit von der Geschwindigkeit oder Lastzustaenden des Motors so
ist.
Aber vermutlich braucht man das nur als Vorwand. Wenn man ein
Nummernschild scannt dann kann man ja einfach herausfinden was das Auto
fuer eine Zulassung hat. Das sollte jede Frage viel genauer beantworten.
Vermutlich wuerde es sogar reichen nur die Nummernschilder zu scannen.
Aber vielleicht gibt es da noch ein Gesetz gegen und man muss erstmal
einen halbgaren Anfangsverdacht schaffen. Und dann gibt es vielleicht
noch 0.01% unserer Jugend die es cool findet den Kat auszubauen und
sowas laesst natuerlich eine ordentliche Behoerde auch nicht ruhig
schlafen.
Olaf
Harald W. schrieb: > Hat jemand einen Plan, wie das funktionieren soll? Über differentielle Absorption, mit Laser kurz DIAL https://de.wikipedia.org/wiki/Lidar#Differentielle_Absorptions-Lidar https://www.all-electronics.de/mi-dial-system/ Mit Laserlicht funktioniert das sogar vom Satelliten aus, um die Erdatmosphäre zu vermessen (Ozon, CO2, ...). Über die Laufzeit bekommt man auch noch die Entfernungsinformation. https://www.researchgate.net/profile/William_Grant2/publication/226727606_Differential_absorption_lidar_DIAL_measurements_from_air_and_space/links/56cc713a08ae1106370d908b/Differential-absorption-lidar-DIAL-measurements-from-air-and-space.pdf
@ Jan F. (fenki)
> Jedes Gas absorbiert Licht einer bestimmten Wellenänge. Diese liegt (zum
Glück) fast immer im ultravioletten oder infraroten Bereich (oder stell
DIr mal vor, Methan wäre grün: jeder Furz wäre sichtbar und grün!
Unschöne Vorstellung...).
Ich finds jetzt gerade nicht wieder, aber auf EEVblog ist genau so ein
Video, aufgenommen mit einer IR-Kamera wo ein Filter für Methan
davorgesetzt war...
Olaf schrieb: > Ausserdem stellt sich natuerlich die Frage wie genau sowas am Ende eines > fahrenden Autos mit allerlei lustigen Verwirbelungen, einer starken > Abhaengigkeit von der Geschwindigkeit oder Lastzustaenden des Motors so > ist. Eben, da gibt es eine Menge "Lustiges". Wie will man denn überhaupt die Position des Auspuffrohr erfassen? Wie funktioniert das dann bei vier Auspuffrohren (zwei links, zwei rechts)? Messwert mal zwei oder mal vier? Und wie du völlig richtig erkannt hast, ist der Lastzustand (Schiebebetrieb, Teillast, Volllast) eine völlig unbekannte Größe. Da kann man doch eigentlich nur Hausnummern messen. Olaf schrieb: > Aber vermutlich braucht man das nur als Vorwand. M.E. die einzig vernünftige Erklärung.
Harald W. schrieb: > Und wie du völlig richtig erkannt hast, ist der Lastzustand > (Schiebebetrieb, Teillast, Volllast) eine völlig unbekannte Größe. Da > kann man doch eigentlich nur Hausnummern messen. Vermutlich geht es genau darum, festzustellen, ob diese Hausnummern aus dem Realverkehr irgendwie mit den Abgasnormen korrelieren, die die Autos bei der Typzulassung mal eingehalten haben sollten. So verstehe ich die Meldung der Stadt Frankfurt: https://www.frankfurt.de/sixcms/media.php/738/2020.02.06%20PM-Abgasmessung.pdf MfG, Arno
Alter Sack schrieb: > Das hier gewählte Meßprinzip beruht auf Wellenlängen Wobbeln eines sehr > teuren (5K+) Präzision Laser mit sehr spezifischer Wellenlänge und > zusätzlicher Modulation mit einer Trägerwelle zwischen 50kHz bis 20MHz. > Die Lasertemperatur muß auf 0.01 Grad intern stabilisiert werden um > Wellenlängen Stabilität zu erreichen. Eigentlich regelt man da eher auf die Wellenlänge selbst, um ein hohe Stabilität zu bekommen. Strom- und Temperaturregelung ist eigentlich nur für das "Grobe" da.
Harald W. schrieb: > Alter Sack schrieb: > >> Das hier gewählte Meßprinzip beruht auf Wellenlängen Wobbeln eines sehr >> teuren (5K+) Präzision Laser mit sehr spezifischer Wellenlänge und >> zusätzlicher Modulation mit einer Trägerwelle zwischen 50kHz bis 20MHz. >> Die Lasertemperatur muß auf 0.01 Grad intern stabilisiert werden um >> Wellenlängen Stabilität zu erreichen. > > Eigentlich regelt man da eher auf die Wellenlänge selbst, um ein hohe > Stabilität zu bekommen. Strom- und Temperaturregelung ist eigentlich > nur für das "Grobe" da. Das machten wir auch. Es gab eine interne Gas Meßzelle die im laufenden Betrieb periodisch regelmäßig angemessen wurde. Der optische Pfad wurde durch EM Spiegelumschaltungen dazu geändert. Die FW nützte das auch zur WL Calibrierung und Nachführung aus. Trotzdem war Temperaturreglung unumgänglich notwendig. Diese Laser waren damals diesbezüglich recht empfindlich. Naja ist ja auch schon sehr lange her und Ich habe schon lange nichts mehr damit zu tun. Bemerkenswert ist, daß das damalige Design heute mit nur kleinen Komponenten bedingten Änderungen immer noch so wie damals hergestellt wird. Nur die Steuerkomputer wurden über die Jahrzehnte modernisiert. Man hat dann versucht mittels reiner DSP die aufwendige Analog Originalschaltung zu ersetzen. Trotz teilweisem Erfolg erreicht man aber immer noch nicht die gewünschte Meß-Empfindlichkeit. Der Original Lock-In Signal Prozessor hat eine um mehr als 25dB bessere Gas Empfindlichkeit und die bpm Meßgrenzen liegen dementsprechend niedriger. Es wird schon fast zehn Jahre am DSP Ersatz gearbeitet ohne das Empfindlichkeitsproblem trotz beträchtiger Fortschritte befriedigend gelöst zu haben. Da haben sich schon einige Experten ihre Zähne abgebrochen. Man hoffte die Probleme nur durch bessere SW lösen zu können. Leider wurden aber im DSP HW Design einige wichtige Aspekte übersehen die im Original Design kritisch waren. Die DSP HW wurde von einem externen Ingenieurbüro entwickelt und es wurden (meiner Meinung nach) einige architektonischen Fehler im Eingangs Design gemacht die sich im Nachhinein ohne Neudesign gewisser Schaltungsteile leider nicht mehr leicht beheben lassen. Deshalb wird für anspruchsvolle Meßaufgaben/Kunden intern immer noch die Original Signalverarbeitung eingesetzt. Die DSP Version funktioniert allerdings für die Hälfte aller potenziellen Kunden. Man sieht es den Geräten aber äußerlich nicht an, daß teilweise für die Signalverarbeitung noch eine recht alte Technik ausgenützt wird. Das Touchscreen GUI ist bei den letzten zwei Generationen sehr modern und zeitgemäß und hat natürlich alle modernen Netz Schnittstellen und SW für Fernbeobachtung.
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