DE102012005381A1 - Device for detecting degree of contamination of air filter of vehicle, has air filter, which has layer having luminescent material and light source, where detector is provided for determining intensity of luminescent light emitted by layer - Google Patents

Device for detecting degree of contamination of air filter of vehicle, has air filter, which has layer having luminescent material and light source, where detector is provided for determining intensity of luminescent light emitted by layer Download PDF

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Dr.rer.nat. Greiner Ralph
Lothar Kante
Julia Schütten
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Abstract

The device (1) has an air filter (2), which has a layer (8) having a luminescent material, where a light source (9) is provided, which emits light (L) of one wavelength to stimulate the luminescence in the layer. A detector (10) is provided for determining an intensity of luminescent light (LL) emitted by the layer, where the luminescent light emitted by the layer is a fluorescent light or phosphorescent light. The luminescent material is uranine. The light source is formed as an ultra-violet light source. A cladding (11) is provided, whose inner side is formed partially light-reflecting. An independent claim is included for a method for detecting a degree of contamination of an air filter of a vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Verschmutzungsgrades eines Luftfilters eines Fahrzeugs nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Ermittlung eines Verschmutzungsgrades eines Luftfilters eines Fahrzeugs nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 9.The invention relates to a device for determining a degree of contamination of an air filter of a vehicle according to the features of the preamble of claim 1 and a method for determining a degree of contamination of an air filter of a vehicle according to the features of the preamble of claim 9.

Aus dem Stand der Technik sind Fahrzeuge mit Luftfiltern allgemein bekannt. Zur Ermittlung des Verschmutzungsgrades dieser Luftfilter sind sie durch eine Augenscheinkontrolle zu überprüfen.From the prior art vehicles with air filters are well known. To determine the degree of contamination of these air filters, they must be checked by an inspection.

Des Weiteren ist aus der EP 0 981 735 81 eine Vorrichtung zur Messung von durch Licht angeregter Fluoreszenz und deren Verwendung bekannt. Die Vorrichtung weist mindestens eine auf einem Träger aufgebrachte, einen fluoreszierenden Stoff enthaltende Schicht auf. Die Vorrichtung umfasst zudem mindestens eine Lichtquelle, die Licht mindestens einer Wellenlänge, die Fluoreszenz(en) in der/den Schicht(en) anregt/anregen, aussendet, welches durch mindestens einen ersten Lichtwellenleiter durch den Träger auf die Schicht(en) gerichtet ist. Das Fluoreszenzlicht ist durch zumindest einen zweiten Lichtwellenleiter auf mindestens einen Detektor zur Bestimmung der Intensität des Fluoreszenzlichtes gerichtet. Die Stirnflächen sämtlicher Lichtwellenleiter sind unter Berücksichtigung ihrer numerischen Aperturen zueinander und/oder in Bezug zu mindestens einer einen fluoreszierenden Stoff enthaltenden, auf dem Träger aufgebrachten Schicht angeordnet. Als Bündel ringförmig angeordnete Lichtwellenleiter mit einem im Inneren des Ringes angeordneten Lichtwellenleiter für anregendes Licht oder für Fluoreszenzlicht oder mehrere Lichtwellenleiter in sich paarweise gegenüberliegenden Reihenanordnungen sind so angeordnet, dass eine lokale Zuordnung der messbaren Fluoreszenzintensität erreichbar ist und die Lichtquelle(n), Lichtwellenleiter und der/die Detektor(en) in einem Messkopf aufgenommen sind.Furthermore, from the EP 0 981 735 81 a device for measuring light-excited fluorescence and its use known. The device has at least one layer applied to a carrier and containing a fluorescent substance. The apparatus further comprises at least one light source which emits light of at least one wavelength which excites / excites fluorescence (s) in the layer (s) directed to the layer (s) by at least one first optical waveguide through the support , The fluorescent light is directed through at least one second optical waveguide to at least one detector for determining the intensity of the fluorescent light. The end faces of all the optical waveguides are arranged in relation to each other and / or in relation to at least one fluorescently-containing layer applied to the carrier, taking into account their numerical apertures. Arranged as a bundle annular optical waveguide with an arranged inside the ring optical waveguide for exciting light or fluorescent light or multiple optical waveguides in pairs opposite rows are arranged so that a local assignment of the measurable fluorescence intensity can be achieved and the light source (s), optical fibers and the / the detector (s) are accommodated in a measuring head.

In der EP 2 390 652 A1 werden eine Fluoreszenzdetektionseinheit und ein Fluoreszenzdetektionsverfahren beschrieben. Um Autofluoreszenz eines Messobjektes zu beseitigen, wird zunächst eine Fluoreszenz des Messobjektes in einem ersten Wellenlängenband empfangen. Dieses erste Wellenlängenband ist derart vorgegeben, dass eine Intensität der Fluoreszenz des von einem intensitätsmodulierten Laserlicht bestrahlten Messobjektes höher ist als die Intensität der Autofluoreszenz des vom Laserlicht bestrahlten Messobjektes. Danach wird die Autofluoreszenz innerhalb eines zweiten Wellenlängenbandes empfangen, Ein generiertes Fluoreszenzsignal der ersten Fluoreszenz und ein generiertes Fluoreszenzsignal der Autofluoreszenz werden mit einem Modulationssignal zur Modulation des Laserlichtes gemischt, um erste Fluoreszenzdaten und Autofluoreszenzdaten zu erhalten. Die Autofluoreszenzdaten werden mit einer vorgegebenen Konstante multipliziert. Das daraus erzielte Resultat wird von den ersten Fluoreszenzdaten subtrahiert, um dritte Fluoreszenzdaten zu erhalten. Die dritten Fluoreszenzdaten werden zur Ermittlung einer Fluoreszenzintensität genutzt.In the EP 2 390 652 A1 For example, a fluorescence detection unit and a fluorescence detection method will be described. In order to eliminate autofluorescence of a measurement object, fluorescence of the measurement object is first received in a first wavelength band. This first wavelength band is predetermined such that an intensity of the fluorescence of the measurement object irradiated by an intensity-modulated laser light is higher than the intensity of the autofluorescence of the measurement object irradiated by the laser light. Thereafter, the autofluorescence is received within a second wavelength band, a generated fluorescence signal of the first fluorescence and a generated fluorescence signal of the autofluorescence are mixed with a modulation signal for modulating the laser light to obtain first fluorescence data and autofluorescence data. The autofluorescence data is multiplied by a predetermined constant. The result obtained is subtracted from the first fluorescence data to obtain third fluorescence data. The third fluorescence data are used to determine a fluorescence intensity.

Aus der EP 1 354 234 B1 sind ein optisches System und ein Verfahren zum Anregen und Messen von Fluoreszenz an oder in mit Fluoreszenzfarbstoffen behandelten Proben bekannt. Das System umfasst zumindest einen ersten Laser, der zum Anregen von ersten Fluoreszenzfarbstoffen an oder in einer Probe Licht einer ersten Wellenlänge aussendet, damit diese ersten Fluoreszenzfarbstoffe Licht einer zweiten Wellenlänge emittieren. Des Weiteren umfasst das System einen Spiegel zum Umlenken des aus dem ersten Laser kommenden und parallel zu einer optischen Achse auf den Spiegel einfallenden gebündelten Lichtes der ersten Wellenlänge in Richtung einer Probe. Zudem umfasst das System ein Umlenkelement zum Umlenken des gebündelten Lichtes aus dem ersten Laser auf diesen Spiegel. Das System weist des Weiteren eine Optik zum Bilden eines ersten Brennpunktes an oder in der Probe für das aus dem ersten Laser einfallende und durch den Spiegel umgelenkte, gebündelte Licht der ersten Wellenlänge auf. Weiterhin weist das System eine Einheit auf, welche den Spiegel und die Optik umfasst, wobei Spiegel und Optik in der Einheit gegeneinander unbeweglich angeordnet sind und diese Einheit linear entlang einer geometrischen Achse hin und her beweglich angeordnet und mit einem oszillierenden Linearantrieb wirkverbunden ist, wobei die Optik zudem als Kollimator für das von den ersten Fluoreszenzfarbstoffen an oder in der Probe emittierte Licht zweiter Wellenlänge und der Spiegel zudem zum Umlenken dieses kollimierten Lichtes entgegengesetzt zu der Einfallsrichtung des gebündelten Lichtes erster Wellenlänge und parallel zu der geometrischen Achse ausgebildet sind. Zudem weist das System einen zumindest in Richtung der X- und Z-Raumachsen eines im Wesentlichen rechtwinkligen Koordinatensystems bewegbaren Tisch zur Aufnahme von Probenträgern für mit zumindest einem ersten Fluoreszenzfarbstoff behandelten Proben und zum Ausrichten der Probe gegenüber dem ersten Brennpunkt auf. Des Weiteren umfasst das System eine optische Anordnung zum Abbilden eines zweiten Brennpunktes mit dem durch die ersten Fluoreszenzfarbstoffe an oder in der Probe emittierten, durch die Optik kollimierten und den Spiegel umgelenkten Licht der zweiten Wellenlänge. Zudem umfasst das System eine im zweiten Brennpunkt angeordnete Lochblende zum Ausblenden von Licht der zweiten Wellenlänge, welches weiter entfernt als in einem bestimmten Abstand vom Brennpunkt auf diese Lochblende auftrifft. Des Weiteren weist das System ein erstes Spektralfilter zum Auswahlen des durch die Lochblende durchgehenden Lichtes der zweiten Wellenlänge auf. Zudem umfasst das System einen ersten Detektor zum Messen der Intensität des von der Lochblende durchgelassenen und vom ersten Spektralfilter ausgewählten Lichtes der zweiten Wellenlänge. Die geometrische Achse ist stetig und verläuft nicht durch die Probe und die optische Anordnung, der zweite Brennpunkt, die Lochblende, das erste Spektralfilter und der erste Detektor – zusammen mit dem Spiegel und dem Umlenkelement – sind auf dieser geometrischen Achse angeordnet, die im Bereich zwischen dem Spiegel und dem ersten Detektor zumindest teilweise mit der optischen Achse identisch ist. Das Umlenkelement zum Umlenken des gebündelten Lichtes aus dem ersten Laser in eine zu der geometrischen Achse parallelen Richtung auf diesen Spiegel umfasst einen für den gebündelten Laserstrahl bestimmten, hochspiegelnden Bereich und in seinen übrigen Bereichen ist er sowohl für das Licht der ersten als auch der zweiten Wellenlänge im Wesentlichen durchlässig.From the EP 1 354 234 B1 For example, an optical system and method for exciting and measuring fluorescence on or in samples treated with fluorescent dyes is known. The system comprises at least a first laser which emits light of a first wavelength for exciting first fluorescent dyes on or in a sample, so that these first fluorescent dyes emit light of a second wavelength. Furthermore, the system comprises a mirror for deflecting the bundled light of the first wavelength coming from the first laser and incident on the mirror parallel to an optical axis in the direction of a sample. In addition, the system comprises a deflecting element for deflecting the focused light from the first laser onto this mirror. The system further includes optics for forming a first focus on or in the sample for the first wavelength collimated light incident from the first laser and deflected by the mirror. Furthermore, the system comprises a unit comprising the mirror and the optics, wherein mirror and optics are arranged immovably in the unit against each other and this unit is arranged linearly reciprocally movable along a geometric axis and operatively connected to an oscillating linear drive, wherein the Optics also as a collimator for the light emitted by the first fluorescent dyes on or in the sample second wavelength and the mirror also for deflecting this collimated light opposite to the direction of incidence of the focused light of the first wavelength and are formed parallel to the geometric axis. In addition, the system has a table movable at least in the direction of the X and Z spatial axes of a substantially rectangular coordinate system for receiving sample carriers for samples treated with at least one first fluorescent dye and for aligning the sample with respect to the first focal point. Furthermore, the system comprises an optical arrangement for imaging a second focal point with the light of the second wavelength emitted by the first fluorescent dyes on or in the sample, collimated by the optics and deflected by the mirror. In addition, the system comprises a pinhole aperture arranged in the second focal point for hiding light of the second wavelength which impinges on this pinhole diaphragm farther than at a certain distance from the focal point. Furthermore, the system has a first spectral filter for Selecting the passing through the pinhole light of the second wavelength. In addition, the system comprises a first detector for measuring the intensity of the light of the second wavelength transmitted by the pinhole and selected by the first spectral filter. The geometrical axis is continuous and does not pass through the sample and the optical arrangement, the second focus, the aperture, the first spectral filter and the first detector - together with the mirror and the deflector - are located on this geometric axis, which is in the range between the mirror and the first detector is at least partially identical to the optical axis. The deflecting element for deflecting the collimated light from the first laser in a direction parallel to the geometrical axis direction on this mirror comprises a high-reflectance intended for the collimated laser beam, and in its other areas it is for both the light of the first and the second wavelength essentially permeable.

In der DE 20 2008 007 542 U1 wird eine Vorrichtung zur Bestimmung der Elementbelegung auf einer Oberfläche mittels Fluoreszenz beschrieben. Die Vorrichtung, insbesondere zur Bestimmung der Zinnkontamination auf Floatglas, umfasst eine Strahlquelle, deren Strahlung das Element zur Fluoreszenz anregt. Die Vorrichtung weist eine Detektoreinheit zur Detektion der Fluoreszenzstrahlung auf. Die Strahlquelle umfasst eine UV-Strahlung emittierende Leuchtdiode.In the DE 20 2008 007 542 U1 A device for determining the element occupancy on a surface by means of fluorescence is described. The device, in particular for determining the tin contamination on float glass, comprises a beam source whose radiation excites the element to fluoresce. The device has a detector unit for detecting the fluorescence radiation. The beam source comprises a UV-emitting light-emitting diode.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Ermittlung eines Verschmutzungsgrades eines Luftfilters eines Fahrzeugs anzugeben.The invention has for its object to provide an improved device and an improved method for determining a degree of contamination of an air filter of a vehicle.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Verschmutzungsgrades eines Luftfilters eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Ermittlung eines Verschmutzungsgrades eines Luftfilters eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 9.The object is achieved by a device for determining a degree of contamination of an air filter of a vehicle having the features of claim 1 and a method for determining a degree of contamination of an air filter of a vehicle having the features of claim 9.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Bei einer Vorrichtung zur Ermittlung eines Verschmutzungsgrades eines Luftfilters eines Fahrzeugs weist der Luftfilter erfindungsgemäß eine Schicht mit einem lumineszenten Stoff auf. Die Vorrichtung umfasst erfindungsgemäß des Weiteren eine Lichtquelle, die Licht mindestens einer Wellenlänge, die Lumineszenz in der Schicht anregt, aussendet, und einen Detektor zur Bestimmung einer Intensität eines durch die Schicht abgestrahlten Lumineszenzlichtes.In an apparatus for determining a degree of contamination of an air filter of a vehicle, the air filter according to the invention comprises a layer with a luminescent substance. According to the invention, the device furthermore comprises a light source which emits light of at least one wavelength, which excites luminescence in the layer, and a detector for determining an intensity of a luminescent light emitted by the layer.

Die Vorrichtung ermöglicht eine exakte und automatische Erkennung des aktuellen Verschmutzungsgrades des Luftfilters, da bei einem hohen Verschmutzungsgrad die Schicht mit dem lumineszenten Stoff durch Ablagerungen bedeckt ist, so dass die Intensität des durch die Schicht abgestrahlten Lumineszenzlichtes wesentlich verringert ist. Dies ermöglicht eine Optimierung eines Wechselrhythmus des Luftfilters, d. h. einen Austausch des Luftfilters zu einem Zeitpunkt, an welchem dieser Austausch erforderlich ist. Dadurch sind sowohl ein mit hohen Kosten verbundener vorzeitiger Austausch als auch ein durch starke Verschmutzungen aufgrund eines zu späten Austauschs unwirksamer Luftfilter zu vermeiden.The device enables an exact and automatic detection of the current degree of contamination of the air filter, since at a high degree of contamination, the layer with the luminescent substance is covered by deposits, so that the intensity of the luminescent light emitted through the layer is substantially reduced. This allows an optimization of a cyclic rhythm of the air filter, d. H. an exchange of the air filter at a time when this replacement is required. This avoids both high-cost premature replacement and heavy contamination due to late replacement of ineffective air filters.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail below with reference to a drawing.

Dabei zeigt:Showing:

1 schematisch eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Verschmutzungsgrades eines Luftfilters eines Fahrzeugs. 1 schematically a device for determining a degree of contamination of an air filter of a vehicle.

1 zeigt schematisch eine Vorrichtung 1 zur Ermittlung eines Verschmutzungsgrades eines Luftfilters 2 eines Fahrzeugs, anhand welcher im Folgenden des Weiteren ein mit dieser Vorrichtung 1 durchzuführendes Verfahren zur Ermittlung des Verschmutzungsgrades des Luftfilters 2 des Fahrzeugs beschrieben wird. Die im hier nicht näher dargestellten Fahrzeug angeordnete Vorrichtung 1 umfasst den Luftfilter 2, der im hier dargestellten Beispiel in einer Filterrichtung R, d. h. in Richtung einer den Luftfilter 2 durchströmenden Luft, ein erstes Trägervlies 3, eine erste Aktivkohleschicht 4, einen Feinstaubfilter 5, eine zweite Aktivkohleschicht 6 und ein zweites Trägervlies 7 aufweist. Des Weiteren weist der Luftfilter 2 eine Schicht 8 mit einem lumineszenten Stoff auf, welche auf dem ersten Trägervlies 3 angeordnet ist, genauer gesagt auf einer von der ersten Aktivkohleschicht 4 abgewandten Seite des ersten Trägervlieses 3 und dadurch in Filterrichtung R an einem Anfang des Luftfilters 2, so dass die zu filternde und noch mit Partikeln beladene Luft zunächst auf diese Schicht 8 auftrifft. 1 schematically shows a device 1 for determining a degree of contamination of an air filter 2 of a vehicle, on the basis of which further below with this device 1 Method to be carried out to determine the degree of soiling of the air filter 2 of the vehicle is described. The vehicle arranged in the vehicle not shown here device 1 includes the air filter 2 , in the example shown here in a filter direction R, ie in the direction of the air filter 2 flowing air, a first carrier fleece 3 , a first activated carbon layer 4 , a fine dust filter 5 , a second activated carbon layer 6 and a second carrier fleece 7 having. Furthermore, the air filter 2 a layer 8th with a luminescent substance, which on the first carrier fleece 3 is more precisely, on one of the first activated carbon layer 4 opposite side of the first carrier fleece 3 and thereby in the filter direction R at a beginning of the air filter 2 , so that the air to be filtered and still laden with particles first on this layer 8th incident.

Die Vorrichtung 1 umfasst des Weiteren eine Lichtquelle 9, die Licht L mindestens einer Wellenlänge, die Lumineszenz in der Schicht 8 anregt, aussendet, und einen Detektor 10 zur Bestimmung einer Intensität eines durch die Schicht 8 abgestrahlten Lumineszenzlichtes LL. Dieser Detektor 10 ist als ein optischer Lumineszenzdetektor ausgebildet.The device 1 further includes a light source 9 that light L at least one wavelength, the Luminescence in the layer 8th excites, emits, and a detector 10 for determining an intensity of a through the layer 8th emitted luminescent light LL. This detector 10 is formed as an optical luminescence detector.

Im Verfahren wird die Schicht 8, die den lumineszenten Stoff aufweist, von der Lichtquelle 9 mit dem Licht L der mindestens einen Wellenlänge, die Lumineszenz in der Schicht 8 anregt, bestrahlt und von dem Detektor 10 wird eine Intensität des durch die Schicht 8 abgestrahlten Lumineszenzlichtes LL bestimmt. Da ein Großteil der in der zu filternden Luft enthaltenen Partikel sich bereits auf dieser Schicht 8 absetzt, ermöglichen die Vorrichtung 1 und das Verfahren auf diese Weise eine exakte und automatische Erkennung des aktuellen Verschmutzungsgrades des Luftfilters 2, da bei einem hohen Verschmutzungsgrad die Schicht 8 mit dem lumineszenten Stoff durch diese Ablagerungen bedeckt ist, so dass die Intensität des durch die Schicht 8 abgestrahlten Lumineszenzlichtes wesentlich verringert ist.In the process, the layer 8th containing the luminescent substance from the light source 9 with the light L of at least one wavelength, the luminescence in the layer 8th excites, irradiates and from the detector 10 becomes an intensity of the through the layer 8th radiated luminescent LL determined. Since most of the particles contained in the air to be filtered are already on this layer 8th settles, allow the device 1 and the method in this way an accurate and automatic detection of the current degree of contamination of the air filter 2 because at a high degree of contamination the layer 8th covered with the luminescent substance by these deposits, so that the intensity of the through the layer 8th radiated luminescent light is substantially reduced.

Dies ermöglicht eine Optimierung eines Wechselrhythmus des Luftfilters 2, d. h. einen Austausch des Luftfilters 2 zu einem Zeitpunkt, an welchem dieser Austausch erforderlich ist. Dadurch sind sowohl ein mit hohen Kosten verbundener vorzeitiger Austausch als auch ein durch starke Verschmutzungen aufgrund eines zu späten Austauschs unwirksamer Luftfilter 2 zu vermeiden. Vorteilhafterweise wird, um den rechtzeitigen Austausch zu ermöglichen, eine optische, akustische und/oder haptische Warnmeldung generiert, wenn die Intensität des durch die Schicht 8 abgestrahlten Lumineszenzlichtes LL einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet. Auf diese Weise wird beispielsweise ein Fahrzeugführer auf einen erforderlichen Wechsel des Luftfilters 2 hingewiesen.This allows an optimization of a cyclic rhythm of the air filter 2 , ie an exchange of the air filter 2 at a time when this replacement is required. As a result, both a high cost associated premature replacement as well as a strong pollution due to a late replacement ineffective air filter 2 to avoid. Advantageously, in order to enable the timely replacement, an optical, acoustic and / or haptic warning message is generated when the intensity of the through the layer 8th radiated luminescent LL falls below a predetermined limit. In this way, for example, a driver to a required change of the air filter 2 pointed.

Der Luftfilter 2 kann beispielsweise ein Motorluftfilter des Fahrzeugs sein, da auch bei derartigen Luftfiltern 2 eine Bestimmung des Verschmutzungsgrades sinnvoll ist, um den Luftfilter 2 rechtzeitig auszutauschen und dadurch eine ordnungsgemäße Funktion eines Motors des Fahrzeugs und einen geringen Kraftstoffverbrauch und Schadstoffausstoß sicherzustellen sowie erhöhte Kosten durch einen zu frühen Austausch des Luftfilters 2 zu vermeiden.The air filter 2 may for example be an engine air filter of the vehicle, since even with such air filters 2 a determination of the degree of pollution is useful to the air filter 2 to ensure proper functioning of an engine of the vehicle and low fuel consumption and pollutant emissions, as well as increased costs due to early replacement of the air filter 2 to avoid.

Besonders bevorzugt ist der Luftfilter 2 jedoch, wie im hier dargestellten Ausführungsbeispiel, ein Innenraumluftfilter des Fahrzeugs, d. h. ein Luftfilter 2, welcher die einem Innenraum des Fahrzeugs zuzuführende Luft filtert, beispielsweise ein in einer Klimatisierungsvorrichtung des Fahrzeugs angeordneter Luftfilter 2. Bei diesem Innenraumluftfilter ermöglichen die Vorrichtung 1 und das Verfahren auf die beschriebene Weise eine gezielte Ermittlung einer Oberflächenbesiedelung des Luftfilters 2 nicht nur mit aus der Luft gefilterten Partikeln, sondern auch mit in der zu filternden Luft enthaltenen mikrobiellen Substanzen, beispielsweise Bakterien und/oder Schimmelpilzsporen, welche sich am und im Luftfilter 2 anlagern und vermehren, wodurch sich ein so genannter Biofilm bildet. Dieser Biofilm beeinträchtigt die Funktion des Luftfilters 2 und es können aus derartigen Biofilmen Geruchsbelästigungen und Allergierisiken für Fahrzeuginsassen resultieren, welche durch einen rechtzeitigen Filterwechsel zu vermeiden sind.Particularly preferred is the air filter 2 However, as in the embodiment shown here, an indoor air filter of the vehicle, ie an air filter 2 which filters the air to be supplied to an interior of the vehicle, for example, an air filter disposed in an air conditioning apparatus of the vehicle 2 , In this cabin air filter allow the device 1 and the method in the manner described a targeted determination of a surface settlement of the air filter 2 not only with particles filtered from the air, but also with microbial substances contained in the air to be filtered, for example bacteria and / or mold spores, which accumulate on and in the air filter 2 attach and multiply, forming a so-called biofilm. This biofilm interferes with the function of the air filter 2 and it may result from such biofilms odor and Allergierisiken for vehicle occupants, which are to be avoided by a timely filter change.

Dieser rechtzeitige Filterwechsel ist durch die Vorrichtung 1 und das Verfahren ermöglicht, da auf die beschriebene Weise durch die Ermittlung der Intensität des durch die Schicht 8 abgestrahlten Lumineszenzlichtes LL nicht nur eine Beladung des Luftfilters 2 und insbesondere von dessen Oberfläche mit aus der Luft gefilterten Schmutzpartikeln, sondern auch die mikrobielle Belastung des Luftfilters 2 und dessen Oberfläche zu ermitteln ist. Je stärker die mikrobielle Besiedelung der Oberfläche, d. h. der Schicht 8, desto geringer ist die Intensität des durch die Schicht 8 abgestrahlten Lumineszenzlichtes LL.This timely filter change is through the device 1 and the method, as described in the manner described by determining the intensity of the through the layer 8th radiated luminescent LL not only a load of the air filter 2 and in particular its surface with air-filtered dirt particles, but also the microbial load of the air filter 2 and whose surface is to be determined. The stronger the microbial colonization of the surface, ie the layer 8th , the lower the intensity of the through the layer 8th emitted luminescent light LL.

Auf diese Weise kann eine mikrobielle Belastung, beispielsweise eine bakterielle Belastung des Luftfilters 2 und der Fahrzeuginsassen durch einen rechtzeitigen Wechsel des Luftfilters 2 vermieden werden. Insbesondere bei einem derartigen Innenraumluftfilter und der beschriebenen Ermittlung der Verschmutzung des Luftfilters 2 und dessen Oberflächen mit derartigen mikrobiellen Substanzen kann die Schicht 8, im Gegensatz zum dargestellten Ausführungsbeispiel, auch auf dem zweiten Trägervlies 7 angeordnet sein, genauer gesagt auf einer von der zweiten Aktivkohleschicht 6 abgewandten Seite des zweiten Trägervlieses 7 und damit auf einer dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Reinluftseite des Luftfilters 2, da auch diese Seite des Luftfilters 2 mit derartigen Mikroorganismen besiedelt werden kann. Die Lichtquelle 9 und der Detektor 10 wären in diesem Fall natürlich auch auf der anderen Seite des Luftfilters 2 angeordnet, um die Bestrahlung der Schicht 8 und die Erfassung des Lumineszenzlichts LL zu ermöglichen. Es wäre auch möglich, beide Varianten zu kombinieren, wozu dann zwei Lichtquellen 9 und zwei Detektoren 10 oder eine Lichtverteilung des von der Lichtquelle 9 abgestrahlten Lichts L auf beide Schichten 8 und eine Lichtbündelung des Lumineszenzlichts LL beider Schichten 8 zur Zuführung zum Detektor 10, beispielsweise mittels Lichtleitern, erforderlich wären.In this way, a microbial load, such as a bacterial load of the air filter 2 and the vehicle occupants by a timely change of the air filter 2 be avoided. In particular, in such an indoor air filter and the described determination of the contamination of the air filter 2 and its surfaces with such microbial substances, the layer 8th , in contrast to the illustrated embodiment, also on the second carrier fleece 7 be arranged, more precisely on one of the second activated carbon layer 6 opposite side of the second carrier fleece 7 and thus on a vehicle interior facing the clean air side of the air filter 2 , as well as this side of the air filter 2 can be colonized with such microorganisms. The light source 9 and the detector 10 In this case, of course, would be on the other side of the air filter 2 arranged to irradiate the layer 8th and to enable the detection of the luminescent light LL. It would also be possible to combine both variants, what then two light sources 9 and two detectors 10 or a light distribution of the light source 9 radiated light L on both layers 8th and a light bundling of the luminescent light LL of both layers 8th for feeding to the detector 10 For example, by means of optical fibers, would be required.

Der lumineszente Stoff der Schicht 8, welcher beispielsweise auf ein Vlies aufgebracht ist, kann zum Beispiel derart ausgebildet sein, dass das durch die Schicht 8 abgestrahlte Lumineszenzlicht LL ein Fluoreszenzlicht oder Phosphoreszenzlicht ist. D. h. der für die Schicht 8 verwendete lumineszente Stoff ist entsprechend ein fluoreszenter Stoff oder ein phosphoreszenter Stoff. Zur Erzeugung einer Schicht 8, welche ein Fluoreszenzlicht abstrahlt, ist beispielsweise der Fluoreszenzfarbstoff Uranin als lumineszente Stoff verwendbar, da dies relativ stabil und kostengünstig ist.The luminescent substance of the layer 8th For example, which is applied to a nonwoven fabric, for example, may be formed such that through the layer 8th emitted luminescent light LL is a fluorescent light or phosphorescent light. Ie. the one for the shift 8th The luminescent substance used is accordingly a fluorescent substance or a phosphorescent substance. To create a layer 8th For example, which emits a fluorescent light, for example, the fluorescent dye uranine is useful as a luminescent substance because it is relatively stable and inexpensive.

Die Lichtquelle 9 ist beispielsweise als eine Licht L emittierende Diode (LED) ausgebildet. Dadurch ist eine besonders intensive und exakt ausgerichtete Bestrahlung der Schicht 8 möglich. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Lichtquelle 9 als eine UV-Lichtquelle ausgebildet, d. h. als eine Lichtquelle 9, welche ultraviolettes Licht L abstrahlt. Insbesondere bei einem als Innenraumluftfilter ausgebildeten Luftfilter 2 erfüllt die Vorrichtung 1 auf diese Weise noch eine zweite Funktion, da durch die Bestrahlung des Luftfilters 2 mit UV-Licht eine Zerstörung der sich am Luftfilter 2 anlagernden Mikroorganismen erfolgt. Dadurch ist eine mikrobielle Belastung des Luftfilters 2 zu reduzieren, wodurch eine längere Einsatzdauer des Luftfilters 2 erreichbar ist.The light source 9 is formed, for example, as a light L emitting diode (LED). This is a particularly intense and precisely aligned irradiation of the layer 8th possible. In a particularly preferred embodiment, the light source 9 as a UV light source, ie as a light source 9 , which emits ultraviolet light L. Especially with an air filter designed as an interior air filter 2 meets the device 1 in this way, a second function, as by the irradiation of the air filter 2 with UV light a destruction of the air filter 2 accumulating microorganisms takes place. This is a microbial load on the air filter 2 reduce, resulting in a longer service life of the air filter 2 is reachable.

Zweckmäßigerweise ist ein Strahlungsraum, in welchem die Lichtquelle 9, die Schicht 8, und der Detektor 10 angeordnet sind, von einer lichtundurchlässigen Umhüllung 11 umschlossen. Diese Umhüllung 11 kann sich nur bereichsweise um diesen Strahlungsraum erstrecken, um weiterhin eine gute Luftzufuhr zu reinigender Luft zum Luftfilter 2 sicherzustellen, oder die Umhüllung 11 weist beispielsweise lediglich eine hier nicht dargestellte Öffnung auf, an welcher ein Luftzufuhrschlauch oder -rohr angeschlossen ist, so dass der Strahlungsraum im Wesentlichen vollständig lichtundurchlässig verschlossen ist. Dies ist insbesondere bei einer UV-Lichtquelle sinnvoll, um eine Bestrahlung einer äußeren Umgebung des Luftfilters 2 und insbesondere von sich in der Umgebung des Luftfilters 2 befindenden Personen mit UV-Licht zu vermeiden.Conveniently, a radiation space in which the light source 9 , the layer 8th , and the detector 10 are arranged, from an opaque enclosure 11 enclosed. This serving 11 can extend only in areas around this radiation space to continue to provide a good air supply to be cleaned air to the air filter 2 ensure or the serving 11 For example, only has an opening, not shown here, to which an air supply hose or tube is connected, so that the radiation space is closed substantially completely opaque. This is useful, in particular with a UV light source, to irradiate an external environment of the air filter 2 and in particular of itself in the environment of the air filter 2 persons with UV light.

Vorteilhafterweise ist eine Innenseite der Umhüllung 11 zumindest bereichsweise lichtreflektierend ausgebildet, um auf diese Weise von der Lichtquelle 9 abgestrahltes Licht L gebündelt auf die Schicht 8 zu leiten und das vom Luftfilter 2 abgestrahlte Lumineszenzlicht LL gebündelt auf den Detektor 10 zu leiten.Advantageously, an inside of the enclosure 11 formed at least partially light-reflecting, in order in this way from the light source 9 radiated light L bundled on the layer 8th to direct and that of the air filter 2 radiated luminescent light LL bundled on the detector 10 to lead.

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Claims (10)

Vorrichtung (1) zur Ermittlung eines Verschmutzungsgrades eines Luftfilters (2) eines Fahrzeugs, gekennzeichnet durch den Luftfilter (2), welcher eine Schicht (8) mit einem lumineszenten Stoff aufweist, eine Lichtquelle (9), die Licht (1) mindestens einer Wellenlänge, die Lumineszenz in der Schicht (8) anregt, aussendet, und einen Detektor (10) zur Bestimmung einer Intensität eines durch die Schicht (8) abgestrahlten Lumineszenzlichtes (LL).Contraption ( 1 ) for determining a degree of contamination of an air filter ( 2 ) of a vehicle, characterized by the air filter ( 2 ), which one layer ( 8th ) with a luminescent substance, a light source ( 9 ), the light ( 1 ) at least one wavelength, the luminescence in the layer ( 8th ), sends out, and a detector ( 10 ) for determining an intensity of a through the layer ( 8th ) radiated luminescent light (LL). Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das durch die Schicht (8) abgestrahlte Lumineszenzlicht (LL) ein Fluoreszenzlicht oder Phosphoreszenzlicht ist.Contraption ( 1 ) according to claim 1, characterized in that through the layer ( 8th ) emitted luminescent light (LL) is a fluorescent light or phosphorescent light. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der lumineszente Stoff Uranin ist.Contraption ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the luminescent substance is uranine. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfilter (2) ein Innenraumluftfilter ist.Contraption ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the air filter ( 2 ) is an indoor air filter. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (9) als eine UV-Lichtquelle ausgebildet ist.Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the light source ( 9 ) is formed as a UV light source. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (9) als eine Licht (L) emittierende Diode ausgebildet ist.Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the light source ( 9 ) is formed as a light (L) emitting diode. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strahlungsraum, in welchem die Lichtquelle (9), die Schicht (8) und der Detektor (10) angeordnet sind, von einer lichtundurchlässigen Umhüllung (11) umschlossen sind.Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a radiation space in which the light source ( 9 ), the layer ( 8th ) and the detector ( 10 ) from an opaque enclosure ( 11 ) are enclosed. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenseite der Umhüllung (11) zumindest bereichsweise lichtreflektierend ausgebildet ist.Contraption ( 1 ) according to claim 7, characterized in that an inner side of the envelope ( 11 ) is formed at least partially light-reflecting. Verfahren zur Ermittlung eines Verschmutzungsgrades eines Luftfilters (2) eines Fahrzeugs unter Verwendung einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine Schicht (8) des Luftfilters (2), welche einen lumineszenten Stoff aufweist, von einer Lichtquelle (9) mit Licht (1) mindestens einer Wellenlänge, die Lumineszenz in der Schicht (8) anregt, bestrahlt wird und von einem Detektor (10) eine Intensität eines durch die Schicht (8) abgestrahlten Lumineszenzlichtes (LL) bestimmt wird.Method for determining a degree of contamination of an air filter ( 2 ) of a vehicle using a device ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, wherein a layer ( 8th ) of the air filter ( 2 ), which has a luminescent substance, from a light source ( 9 ) with light ( 1 ) at least one wavelength, the luminescence in the layer ( 8th ) is irradiated, irradiated and by a detector ( 10 ) an intensity of one through the layer ( 8th ) emitted luminescent light (LL) is determined. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische, akustische und/oder haptische Warnmeldung generiert wird, wenn die Intensität des durch die Schicht (8) abgestrahlten Lumineszenzlichtes (LL) einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet.A method according to claim 9, characterized in that an optical, acoustic and / or haptic warning message is generated when the intensity of the through the layer ( 8th ) emitted luminescent light (LL) falls below a predetermined limit.
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