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Die Erfindung betrifft eine Montageeinheit zur Montage einer Sensorvorrichtung an einer eine Gasströmung begrenzenden Wandung, insbesondere an einer Wandung eines Luftfilterkastens, wobei die Sensorvorrichtung zur Untersuchung eines Probengasvolumens ausgebildet ist, wobei die Montageeinheit mindestens einen Probengaseinlass zur Aufnahme des Probengases und mindestens einen Probengasauslass zur Abgabe des Probengases aufweist.
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Weiterhin betrifft die Erfindung eine Sensorvorrichtung mit einer Montageeinheit und einem Filterkasten mit einer Montageeinheit.
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Sensorvorrichtungen zur Untersuchung von Probengasvolumen kommen beispielsweise im Automobilbereich zur Untersuchung des Partikelgehaltes, insbesondere des Feinstaubpartikelgehaltes eines Gasvolumens zum Einsatz. Eine Sensorvorrichtung zur Untersuchung eines Probengasvolumens kann einen Meßraum aufweisen, in dem das Probengasvolumen untersucht wird. Beispielsweise kann hierzu das Probengas mit dem Licht einer Laserlichtquelle bestrahlt werden. Das an den Partikeln gestreuten Licht kann erfasst und ausgewertet werden. Zur Aufnahme des Probengases kann eine Sensorvorrichtung einen Probengaseinlass aufweisen, durch den das zu untersuchende Probengas aufgenommen wird. Beispielsweise durch Probengasleitungen kann das aufgenommene Probengasvolumen in den Messraum geleitet werden und nach der Untersuchung durch eine Probengasleitung und einen Probengasauslass wieder abgegeben werden. Derartige Sensorvorrichtungen können beispielsweise an einem Luftfilterkasten vorgesehen sein, wobei von dem Partikelfilter gefilterte Luft untersucht wird. Um eine möglichst genaue Partikelerfassung sicherzustellen ist eine möglichst konstante Strömungsgeschwindigkeit des Probengasvolumens durch den Messraum der Sensorvorrichtung notwendig. Schwankungen in der Strömungsgeschwindigkeit können zu Ungenauigkeiten der Messung führen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine Montageeinheit zur Montage einer Sensorvorrichtung vorzuschlagen, mit der eine hohe Messgenauigkeit ermöglicht ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Montageeinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, eine Sensorvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 19 sowie einem Filterkasten mit den Merkmalen des Patentanspruchs 20.
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Bei einer Montageeinheit zur Montage einer Sensorvorrichtung an einer eine Gasströmung begrenzenden Wandung, insbesondere an einer Wandung eines Luftfilterkastens, wobei die Sensorvorrichtung zur Untersuchung eines Probengasvolumens ausgebildet ist, wobei die Montageeinheit mindestens einen Probengaseinlass zur Aufnahme des Probengases und mindestens einen Probengasauslass zur Abgabe des Probengases aufweist, ist erfindungswesentlich vorgesehen, dass die Montageeinheit eine Abdeckung aufweist, dass der Probengaseinlass und der Probengasauslass durch die Abdeckung zumindest abschnittsweise abgedeckt sind, dass die Abdeckung mindestens einen gasdurchlässigen Bereich aufweist, und dass mindestens ein Abschnitt der Abdeckung zur Ausbildung eines Strömungsschattens für den gasdurchlässigen Bereich ausgebildet ist. Die Montageeinheit für eine Sensorvorrichtung ist zur Montage der Sensorvorrichtung an einer, eine Gasströmung begrenzenden Wandung vorgesehen. Bei der eine Gasströmung begrenzenden Wandung kann es sich beispielsweise um die Wandung eines Luftfilterkastens, beispielsweise eines HEPA-Filterkastens, handeln. Insbesondere kann die Montageeinheit abschnittsweise innerhalb und abschnittsweise außerhalb des Filterkastens angeordnet sein, so dass ein Probengasvolumen aus dem Filterkasten aufgenommen und zur Untersuchung in den außerhalb des Filterkastens angeordnetem Messraum einer Sensorvorrichtung geleitet werden kann. Die Montageeinheit kann zur Montage in einer Öffnung einer Wandung vorgesehen sein. Die Montageeinheit weist einen Probengaseinlass zur Aufnahme des Probengases und einen Probengasauslass zur Abgabe des Probengases auf. Der Probengaseinlass und der Probengasauslass können hierbei benachbart, also nebeneinander, angeordnet. Die Montageeinheit weist eine Abdeckung auf, durch die der Probengaseinlass und der Probengasauslass zumindest abschnittsweise abgedeckt sind. Insbesondere kann die Abdeckung in Form einer Abdeckkappe ausgebildet sein. Durch die Abdeckung ist verhindert, dass der Probengasauslass und der Probengaseinlass durch sich in der Luftströmung befindliche Partikel verschmutzt werden. Die Abdeckung weist mindestens einen gasdurchlässigen Bereich auf, durch den das zu untersuchende Probengas aufgenommen werden kann und nach der Untersuchung wieder abgegeben werden kann. Um eine genaue und bewertbare Messung im Messraum sicherzustellen, ist eine möglichst konstante Strömungsgeschwindigkeit des Probengases durch den Messraum notwendig. Bei einem direkten Einströmen des Probengases in den Probengaseinlass bzw. in den Probengasauslass, kann es beispielsweise zu einer erhöhten Strömungsgeschwindigkeit des Probengases in dem Messraum kommen. Um ein direktes Einströmen des Probengases in den Probengaseinlass oder auch in den Probengasauslass zu verhindern, ist ein Abschnitt der Abdeckung so ausgebildet, dass durch den Abschnitt ein Strömungsschatten für den gasdurchlässigen Bereich ausgebildet ist. Insbesondere kann hierbei die Abdeckung so im Gasstrom ausgerichtet werden, dass der gasdurchlässige Bereich nicht der Strömungsrichtung zugewandt angeordnet ist, sondern dass mindestens ein weiterer Bereich der Abdeckung der Strömung zugewandt angeordnet ist, so dass durch diesen Bereich die Ausbildung eines Strömungsschattens gegeben ist. Durch die Ausbildung eines Strömungsschattens ist ein direktes Einströmen des Probengases in die Sensorvorrichtung verhindert. Insbesondere kann hierbei die Probengasströmung durch die Abdeckung so geleitet werden, dass ein direktes Einströmen in den gasdurchlässigen Bereich verhindert ist.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Abdeckung zur zumindest abschnittsweisen geneigten Anordnung des gasdurchlässigen Bereiches in Bezug zu der die Gasströmung begrenzenden Wandung ausgebildet. Der gasdurchlässige Bereich der Abdeckung kann so durch die Montageeinheit an der die Gasströmung begrenzenden Wandung angeordnet sein, dass der gasdurchlässige Bereich im Bezug zu der die Gasströmung begrenzenden Wandung geneigt ist. Insbesondere kann hierbei die Oberfläche der Abdeckung an ihrer der Gasströmung zugewandten Seite einen größeren Abstand zu der Wandung aufweisen als die der Gasströmung abgewandte Seite. Somit ist durch die der Gasströmung zugewandten Seite der Abdeckung ein Strömungsschatten für den gasdurchlässigen Bereich ausgebildet, so dass ein direktes Einströmen des Gasstromes in den Probengaseinlass und den Probengasauslass verhindert ist.
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In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Abdeckung eine Grundfläche auf und der gasdurchlässige Bereich ist zumindest abschnittsweise abgewinkelt zu der Grundfläche angeordnet. Um eine direkte Anströmung des Probengases in den Probengaseinlass zu verhindern, ist der gasdurchlässige Bereich der Abdeckung abgewinkelt zur Grundfläche der Abdeckung angeordnet. Insbesondere kann der gasdurchlässige Bereich mit dem darunter angeordneten Probengaseinlass und Probengasauslass in Richtung der die Gasströmung begrenzenden Wandung geneigt sein. Hierbei ist der abgewinkelte gasdurchlässige Bereich der Abdeckung der Gasströmungsrichtung abgewandt angeordnet. Durch die abgewinkelte Anordnung ist der gasdurchlässige Bereich somit durch den der Gasströmung zugewandten Abschnitt der Abdeckung abgeschirmt. Der gasdurchlässige Bereich ist somit im Strömungsschatten eines weiteren Abschnittes der Abdeckung angeordnet. Hierdurch ist ein direkter Eintritt der Gasströmung durch den Probengaseinlass und den Probengasauslass verhindert, so dass ein konstanter Probengasstrom durch die Messkammer sichergestellt ist.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Abdeckung zur im Wesentlichen parallelen Anordnung der Grundfläche zu der die Gasströmung begrenzenden Wandung ausgebildet und bei im Wesentlichen paralleler Anordnung der Grundfläche zu der die Gasströmung begrenzenden Wandung ist die von dem abgewinkelten Bereich aufgespannte Ebene schräg zu der von der Wandung aufgespannten Ebene angeordnet. Die Montageeinheit ist zur Montage an einer eine Gasströmung begrenzenden Wandung, insbesondere an der Innenwandung eines Filterkastens vorgesehen. Insbesondere kann hierbei die Abdeckung der Montageeinheit in den Filterkasten hineinragen, um eine Aufnahme des Probengases zu ermöglichen. Die Grundfläche der Abdeckung ist dazu vorgesehen, im Wesentlichen parallel zu der die Gasströmung begrenzenden Wandung angeordnet zu werden. Der gasdurchlässige, abgewinkelte Bereich, unter dem die Probengaszuführung und die Probengasabführung angeordnet sein können, ist bei einer parallelen Anordnung der Grundfläche zu der Wandung schräg zu der Wandung angeordnet. Insbesondere kann eine von dem gasdurchlässigen, abgewinkelten Bereich aufgespannte Ebene schräg zu der von der Wandung des Filterkastens aufgespannten Ebene angeordnet sein. Beispielsweise kann zwischen der von dem abgewinkelten Bereich aufgespannten Ebene und der von der Wandung aufgespannten Eben ein Winkel von in etwa 30° aufgespannt sein. Durch die schräge Anordnung des gasdurchlässigen Bereiches, insbesondere durch die Neigung in Richtung der Wandung des Filterkastens, ergibt sich für den gasdurchlässigen Bereich ein Strömungsschatten durch weitere Bereiche der Abdeckung, so dass ein direktes Eintreten der Strömung durch den Probengaseinlass bzw. den Probengasauslass verhindert ist.
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In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Grundfläche mindestens eine sich an den Rand der Grundfläche anschließende Seitenwandung auf, die Seitenwandung erstreckt sich von einer Seite der Grundfläche ausgehend und der abgewinkelte Bereich ist in Erstreckungsrichtung der Seitenwandung geneigt. Die Abdeckung der Montageeinheit ist kappenartig ausgebildet, wobei sich von einer Grundfläche ausgehend eine Seitenwandung erstreckt. Der abgewinkelte, gasdurchlässige Bereich ist in Richtung der Erstreckungsrichtung der Seitenwandung geneigt. Durch die Neigung des abgewinkelten Bereiches in Erstreckungsrichtung der Seitenwandung ist es möglich, dass der abgewinkelte Bereich in einem Strömungsschatten der Seitenwandung angeordnet ist. Insbesondere kann die Grundfläche durch ein Kreissegment ausgebildet sein, von dessen Umfangt ausgehend sich die Seitenwandung erstreckt. An das Kreissegment anschließend, insbesondere an die Kreiselemente anschließend, ist der abgewinkelte, gasdurchlässige Bereich angeordnet, der seitlich mit der Seitenwandung verbunden ist.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist mindestens ein Abschnitt des gasdurchlässigen Bereiches der Abdeckung dem Probengaseinlass zugeordnet und mindestens ein Abschnitt des gasdurchlässigen Bereiches ist dem Probengasauslass zugeordnet. Der gasdurchlässige Bereich der Abdeckung, insbesondere der Abdeckkappe, ist so ausgebildet, dass durch den gasdurchlässigen Bereich das zu untersuchende Probengas aufgenommen werden kann und dass das bereits in dem Messraum untersuchte Probengas wieder abgegeben werden kann. Ein Abschnitt des gasdurchlässigen Bereiches ist hierbei dem Probengaseinlass und ein Abschnitt des gasdurchlässigen Bereiches ist dem Probengasauslass zugeordnet.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist eine von dem dem Probengaseinlass zugeordneten Abschnitt des gasdurchlässigen Bereiches aufgespannte Ebene beabstandet zu einer von dem Probengaseinlass zugeordneten gasdurchlässigen Bereich aufgespannte Ebene angeordnet. Ein Abschnitt des gasdurchlässigen Bereiches ist dem Probengaseinlass und ein Abschnitt ist dem Probengasauslass zugeordnet. Hierbei wird jeweils von dem Abschnitt des Probengasauslasses und dem Abschnitt des Probengaseinlasses eine imaginäre Ebene aufgespannt. Die Ebenen können im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sein. Die aufgespannten Ebenen sind beabstandet zueinander angeordnet, so dass sich eine Stufenform des gasdurchlässigen Bereiches ergibt. Insbesondere kann bei dem stufenartig ausgebildeten gasdurchlässigen Bereich der dem Probengasauslass zugeordnete Abschnitt auf einer Stufe und der dem Probengaseinlass zugeordnete Abschnitt auf einer weiteren, insbesondere einer erhöhten, Stufe angeordnet sein. Durch die stufenartige Anordnung ist eine Vermischung des bereits untersuchten, durch den Probengasauslass abgegebenen, Probengases mit dem zu untersuchenden, von dem Probengaseinlass aufzunehmenden, Probengas verhindert. Insbesondere bei der Anordnung der Montageeinheit an einem Filterkasten, wobei die Abdeckung zumindest abschnittsweise innerhalb des Filterkastens angeordnet ist, wird das von dem Probengasauslass abgegebene Probengas von der durch den Filterkasten strömenden Gasströmung mit transportiert, so dass eine Vermischung des bereits untersuchten und des zu untersuchenden Probengases verhindert ist. Der dem Probengasauslass zugeordnete Bereich und der dem Probengaseinlass zugeordnete Bereich können so geneigt sein, dass durch das Gehäuse ein Strömungsschatten für den gasdurchlässigen Bereich ausgebildet ist.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist der dem Probengasauslass zugeordnete Abschnitt des gasdurchlässigen Bereiches gegenüber dem dem Probengaseinlass zugeordneten Abschnitt erhöht angeordnet. Der Abschnitt des gasdurchlässigen Bereiches der dem Probengasauslass zugeordnet ist, ist gegenüber dem dem Probengasauslass zugeordneten Abschnitt des gasdurchlässigen Bereiches erhöht angeordnet, so dass zwischen den beiden Abschnitten eine Stufe ausgebildet ist. Der Abschnitt des Probengasauslasses ist auf einer höheren Stufe als der Abschnitt des Probengaseinlasses angeordnet. Somit kann das durch den Probengasauslass abgegebene Probengas von einem Probengasstrom abtransportiert werden, bevor es durch den auf der niedrigeren Stufe, also unterhalb des Probengasauslasses, angeordneten Probengaseinlass, angesaugt werden kann.
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In einer Weiterbildung der Erfindung sind der Probengaseinlass und der Probengasauslass benachbart angeordnet und zwischen dem Probengaseinlass und dem Probengasauslass ist ein räumliches Trennelement angeordnet. Bei lokalen Druckunterschieden, also wenn beispielsweise am Probengasauslass ein höherer Druck als am Probengaseinlass herrscht, kann hierdurch die Strömungsgeschwindigkeit durch den Messraum beeinflusst werden, wodurch die Messung beeinträchtigt werden kann. Um eine genaue und bewertbare Messung im Messraum sicher zu stellen ist eine möglichst konstante Strömungsgeschwindigkeit des Probengases notwendig. Durch die benachbarte Anordnung des Probengaseinlasses und des Probengasauslasses, also durch die Anordnung in nächster Nähe zueinander, sind die Auswirkungen lokaler Druckschwankungen minimiert. Um eine Vermischung des bereits vermessenen Probengases, das durch den Probengasauslass abgegeben wird mit dem durch den Probengaseinlass aufgenommenen Probengas zu verhindern, ist zwischen dem Probengaseinlass und dem Probengasauslass ein räumliches Trennelement angeordneten. Insbesondere kann das Trennelement den Probengasauslass und den Probengaseinlass gasdicht voneinander trennen, so dass eine Vermischung der Gasströmungen verhindert ist.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist das räumliche Trennelement durch eine Trennwand ausgebildet. Das Trennelement zur räumlichen Trennung des Probengaseinlasses und des Probengasauslasses kann in Form einer Trennwand ausgebildet sein. Durch eine Trennwand zwischen dem Probengasauslass und dem Probengaseinlass ist verhindert, dass durch den Probengasauslass ausströmendes Probengas, das bereits in der Sensorvorrichtung untersucht wurde, wieder von dem Probengaseinlass aufgenommen wird. Die Trennwand kann hierbei beispielsweise als Strömungsleitelement fungieren.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist der gasdurchlässige Bereich durch mindestens einen perforierten Bereich in einer Wandung der Abdeckung ausgebildet. Der gasdurchlässige Bereich kann durch einen oder mehrere perforierte Bereiche in der Wandung der Abdeckung, also durch einen Bereich, in dem eine Vielzahl von Öffnungen nebeneinander angeordnet sind, ausgebildet sein. Durch die Öffnungen ist ein Gasaustausch durch die Wandung hindurch möglich, so dass Probengas aufgenommen und wieder abgegeben werden kann. Ein Abschnitt des perforierten Bereiches, also eine Anzahl an Öffnungen, ist dem Gasauslass und ein Abschnitt, also eine Anzahl an Öffnungen des perforierten Bereiches, ist dem Gaseinlass zugeordnet. Verschiedene Abschnitte des perforierten Bereiches sind durch ein Trennelement, insbesondere durch eine Trennwand, voneinander getrennt. Durch den perforierten Bereich ist auf einfache Art und Weise der Gasaustausch durch die Wandung der Abdeckung ermöglicht.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Trennelement an der dem Probengasauslass und dem Probengaseinlass zugewandten Innenseite einer Wandung der Abdeckung angeordnet. Das Trennelement, insbesondere die Trennwand, ist an der Innenseite der Abdeckung, also an der dem Probengasauslass und dem Probengaseinlass zugewandten Seite der Wandung, angeordnet. Insbesondere kann die Trennwand einteilig mit der Abdeckung ausgebildet sein, wobei die Trennwand als länglicher, wandartiger Vorsprung ausgebildet ist. Im montierten Zustand sind der Probengaseinlass und der Probengasauslass durch das an der Innenseite der Abdeckung angeordnete Trennelement voneinander räumlich getrennt.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Probengaseinlassen durch eine Öffnung mit rundem Querschnitt, insbesondere mit kreisrunden Querschnitt, ausgebildet, und das Trennelement verläuft abschnittsweise parallel zum Rand der Öffnung und abschnittsweise tangential zum Rand der Öffnung. Der Probengaseinlass kann durch eine kreisrunde Öffnung in einem Grundkörper ausgebildet sein. Insbesondere kann die von den Rändern der Öffnung aufgespannte Ebene parallel zu einer Wandung der Abdeckung angeordnet sein. Das Trennelement, insbesondere die Trennwand, kann senkrecht zu den von der Öffnungen sowie der von der Wandung auf gespannten Ebene angeordnet sein. Ein erster Abschnitt der Trennwand verläuft hierbei parallel zur Umrandung der Öffnung. Ein weiterer Abschnitt der Trennwand, der an den ersten Abschnitt der Trennwand anschließt verläuft tangential zur Umrandung der Öffnung, bzw. verläuft er parallel zu einer Tangente der Umrandung der Öffnung. Durch die parallele und tangentiale Anordnung der Trennwand zu der Probengasaufnahmeöffnung kann eine Strömungsleitung des aufzunehmenden und des abzugebenden Probengases erreicht werden, durch die eine Vermischung der einander entgegengesetzten Strömungen verhindert ist.
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In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Abdeckung eine Grundfläche mit im Wesentlichen radialsymmetrischen Querschnitt und eine sich an den Umfang der Grundfläche anschließenden Seitenwandung auf, die Trennwand ist an der Innenseite der Grundfläche angeordnet und die Trennwand ist mit der Seitenwandung an mindestens zwei Punkten verbunden, wobei die Trennwand den Probengasauslass und den Probengaseinlass räumlich trennt. Die Abdeckung kann als eine Abdeckkappe ausgebildet sein und kann einen im Wesentlichen radialsymmetrische, vorzugsweise runden, insbesondere kreisrunden, Querschnitt aufweisen. An den Umfang der Grundfläche anschließend ist eine die Grundfläche umlaufende Seitenwandung ausgebildet, so dass zwischen der Seitenwandung und der Grundfläche ein Hohlraum ausgebildet ist. Die Trennwand zur Trennung des Probengaseinlasses und des Probengasauslasses ist an der Innenseite der Grundfläche angeordnet. Insbesondere kann die Trennwand einteilig mit der Abdeckkappe in Form eines Formteils ausgebildet sein. Um eine vollständige Trennung des Probengaseinlasses und des Probengasauslasses zu gewährleisten, weist die Trennwand mindestens zwei Verbindungsstellen mit der Seitenwandung auf, so dass die Trennwand das Abdeckelement in mindestens zwei Bereiche teilt, wobei ein Bereich dem Probengasauslass und ein Bereich dem Probengaseinlass zugeordnet ist. Die Trennwand wird durch Aufsetzen der Abdeckkappe so angeordnet, dass ein Vermischen der aufgenommenen und der abgegebenen Probengase verhindert ist.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Trennwand zumindest abschnittsweise an der dem Probengaseinlass und dem Probengasauslass zugewandten Innenseite des gasdurchlässigen Bereiches der Abdeckung angeordnet und der gasdurchlässigen Bereich ist durch die Trennwand in eine den Probengaseinlass zugeordneten Bereich und einen dem Probengasauslass zugeordneten Bereich aufgeteilt. Die Trennwand ist an der Innenseite, also an der dem Probengasauslass und dem Probengaseinlasszugewandten Seite des gasdurchlässigen Bereiches angeordnet und teilt somit den gasdurchlässigen Bereich in einen den Probengasauslass zugeordneten Bereich und einen dem Probengaseinlass zugeordneten Bereich. Der gasdurchlässige Bereich kann beispielsweise durch einen perforierten Bereich der Grundfläche des Abdeckelementes ausgebildet sein, sodass durch die Anordnung der Trennwand eine Anzahl an Öffnungen in der Grundfläche dem Probengaseinlass zugeordnet ist und eine Anzahl an Öffnungen in der Grundfläche dem Probengasauslass zugeordnet ist. Durch die Trennung des gasdurchlässigen Bereiches durch die Trennwand ist ein Vermischen des aufgenommenen Probengasstromes und des abgegebenen Probengasstromes minimiert.
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In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Montageeinheit mindestens ein Anschlussteil auf, das Anschlussteil weist mindestens einen Leitungsanschluss zum Anschluss mindestens einer Probengasleitung auf und das Anschlussteil weist eine Probengaseinlass und einen Probengasauslass auf. Die Montageeinheit weist mindestens ein Anschlussteil auf, dass zum Anschluss von Probengasleitungen, insbesondere zum Anschluss einer Probengaszuführungsleitung und einer Probengasabführungsleitung vorgesehen ist. Durch die Probengaszuführungsleitung kann das durch den Probengaseinlass aufgenommene Probengas in den Messraum der Sensorvorrichtung geleitet werden. Nach der Messung im Messraum kann das vermessene Probengas durch die Probengasabführungsleitung zum Probengasauslass geführt werden. Beispielsweise können die Probengasführungsleitungen durch Schlauchleitungen, Rohrleitungen oder Ähnliches ausgebildet sein, so dass das Anschlussteil entsprechende Anschlüsse, insbesondere Leitungsanschlüsse aufweist. Insbesondere kann das Anschlussteil bei der Montage der Montageeinheit an einer Wandung, insbesondere an der Wandung eines Filterkastens außerhalb des Filterkastens, also an der der Gasströmung abgewandten Seite der Wandung angeordnet sein.
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In einer Weiterbildung der Erfindung sind der Probengaseinlass und der Probengasauslass des Anschlussteils durch Öffnungen ausgebildet und die von den Öffnungen aufgespannten Ebenen sind im Wesentlichen senkrecht zu der Querschnittsfläche der Leitungsanschlüsse angeordnet. Das Anschlussteil zum Anschluss von Probengasleitungen weist mindestens zwei Öffnungen auf, wobei durch mindestens eine Öffnung der Probengasauslass ausgebildet ist und durch mindestens eine Öffnung der Probengaseinlass ausgebildet ist. Öffnungen bzw. die Ränder der Öffnungen spannen jeweils eine Ebene auf, wobei die von der Probengasauslassöffnung aufgespannte Ebene und die von der Probengaseinlassöffnung aufgespannten Ebenen parallel zueinander bzw. in einer Ebene angeordnet sind. Die von den Querschnittsflächen der Leitungsanschlüsse auf gespannten Ebenen spannen mit der von der Probengasauslassöffnung bzw. von der Probengaseinlassöffnung aufgespannten Ebenen einen rechten Winkel auf. Durch das Anschlussteil ist somit eine über Eckführung des Probengases ermöglicht, so dass eine platzsparende Anordnung der Sensorvorrichtung an der der zu untersuchenden der strömungsabgewandten Seite einer Wandung, insbesondere an der Außenseite eines Filterkastens ermöglicht ist.
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In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Montageeinheit ein Montagteil zur Montage der Montageeinheit in einer Öffnung einer Wandung auf und das Montageteil ist zur Verbindung der Abdeckung mit dem Anschlussteil ausgebildet. Zur Herstellung einer Verbindung der Montageeinheit mit einer Wandung, insbesondere zur Montage der Montageeinheit in eine Öffnung einer Wandung, weist die Montageeinheit ein Montageteil auf. Beispielsweise kann zwischen dem Montageteil und der Öffnung in der Wandung eine formschlüssige Verbindung hergestellt werden. Hierfür kann das Montageteil beispielsweise einen Bajonettverschluss oder Ähnliches aufweisen, mit dem die Verbindung zu der Wandung hergestellt werden kann. Weiterhin ist das Montageteil zur Verbindung der Abdeckung mit dem Anschlussteil ausgebildet. Im zusammengefügten Zustand ist das Montageteil zwischen der Abdeckung und dem Anschlussteil angeordnet. Beispielsweise kann die Abdeckung mittels Rastverbindungen, Klipsverbindungen, Steckverbindungen oder Ähnlichem mit dem Montageteil verbunden werden. Ebenso kann das Montageteil über Rastverbindungen, Klipsverbindungen oder Ähnlichem mit dem Anschlussteil verbunden sein, so dass die drei Bauteile zu einer Montageeinheit verbunden werden können.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Montageteil zwischen der Abdeckung und dem Anschlussteil angeordnet. Das Montageteil ist sowohl zur Verbindung der Abdeckung mit dem Anschlussteil als auch zur Verbindung der Montageeinheit mit einer Wandung, insbesondere einer Wandung eines Filterkastens, ausgebildet. Das Montageteil kann somit an die durch die Wandung, insbesondere durch die Öffnung der Wandung vorgegebenen Gegebenheiten anpassbar sein, ohne dass die Abdeckung oder das Anschlussteil verändert werden müssen. Durch das Montageteil ist somit eine individuelle Anpassung an durch die Wandung vorgegebenen Anforderungen, beispielsweise an die Öffnungsgröße oder Form der Öffnung möglich.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Montageteil im Wesentlichen flächig ausgebildet und weist eine dem Probengaseinlass und eine dem Probengasauslass zugeordnete Öffnung auf. Das Montageteil wird mit dem Anschlussteil verbunden, wobei eine Öffnung des Montageteils über der Probengaseinlassöffnung des Anschlussteiles und eine Öffnung des Montageteils über der Probengasauslassöffnung des Anschlussteiles angeordnet wird. Somit ist eine Strömungsleitung des aufgenommenen und des abgegebenen Probengases durch die Öffnungen des Montagestückes ermöglicht.
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In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Flächeninhalte der Öffnungen des Montageteils kleiner als die Flächeninhalte der zugeordneten Öffnungen des Anschlussteils. Durch das Montageteil ist eine Anpassung der Strömungsverhältnisse der durch den Probengaseinlass aufgenommenen Probengasströmung und der durch den Probengasauslass abgegebenen Probengasströmung über die Flächeninhalte der jeweiligen Öffnungen anpassbar.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung zur Untersuchung eines Probengasvolumens, insbesondere zur Erfassung von Feinstaubpartikeln in einem Probengasvolumen, mit einer erfindungsgemäßen Montageeinheit. Bei der Sensorvorrichtung kann es sich insbesondere um eine Sensorvorrichtung zur Untersuchung von Partikeln in einem Gasvolumen, insbesondere um eine Sensorvorrichtung zur Erfassung von Feinstaubpartikeln in einem Probegasvolumen handeln. Durch den Probengaseinlass wird ein Probengasvolumen aufgenommen und durch Probengasleitungen in einen Messraum geleitet, in dem das Probengas untersucht wird. Das untersuchte Probengas wird durch einen Probengasauslass wieder abgegeben. Die Sensorvorrichtung kann zur Anordnung an einem Filterkasten einer Filtereinrichtung ausgebildet sein. Insbesondere kann die Montageeinheit in eine Öffnung einer Wandung des Filterkastens montiert werden.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Filterkasten für einen Luftfilter mit mindestens einer erfindungsgemäßen Montageeinheit zur Montage einer Sensorvorrichtung, insbesondere einer Sensorvorrichtung zur Untersuchung eines Probengasvolumens, wobei der Filterkasten von einem Gasstrom in einer Strömungsrichtung durchströmt wird, wobei die Montageeinheit mindestens eine Abdeckung aufweist, wobei der Probengaseinlass und der Probengasauslass durch die Abdeckung zumindest abschnittsweise abgedeckt sind, wobei die Abdeckung mindestens einen gasdurchlässigen Bereich aufweist, wobei der gasdurchlässige Bereich der Gasströmung abgewandt angeordnet ist und wobei durch einen Bereich der Abdeckung ein Strömungsschatten für den gasdurchlässigen Bereich ausgebildet ist. Die Montageeinheit kann insbesondere mehrteilig ausgebildet sein, wobei die Montageeinheit beispielsweise ein Montageteil zur Montage der Montageeinheit und eine Abdeckung aufweist. Die Montageeinheit weist eine Abdeckung auf, wobei die Abdeckung insbesondere in Form einer Abdeckkappe ausgebildet sein kann. Der Probengasauslass und der Probengaseinlass sind zumindest abschnittsweise durch die gemeinsame Abdeckung abgedeckt. Die Abdeckung weist einen gasdurchlässigen Bereich auf, durch den das zu untersuchende Probengas aufgenommen werden kann und das untersuchte Probengas wieder abgegeben werden kann. Zur Herstellung einer Verbindung der Montageeinheit mit einer Wandung, insbesondere zur Montage der Montageeinheit in eine Öffnung einer Wandung weist die Montageeinheit ein Montageteil auf. Beispielsweise kann zwischen dem Montageteil und der Öffnung in der Wandung eine formschlüssige Verbindung hergestellt werden. Hierfür kann das Montageteil beispielsweise einen Bajonettverschluss oder Ähnliches aufweisen, mit dem die Verbindung zu der Wandung hergestellt werden kann. Die Montageeinheit kann einen Anschluss zum Anschluss von Probengasleitungen, insbesondere zum Anschluss einer Probengaszuführungsleitung und einer Probengasabführungsleitung aufweisen. Insbesondere kann der Anschluss bei der Montage der Montageeinheit an einer Wandung, insbesondere an der Außenseite der Wandung eines Filterkastens außerhalb des Filterkastens angeordnet sein, also an der der Gasströmung abgewandten Seite der Wandung angeordnet sein. Die Abdeckung ist zur Aufnahme und Abgabe des Probengases zumindest abschnittsweise innerhalb des Filterkastens angeordnet. Der Messraum und die Probengasleitungen sind zumindest abschnittsweise außerhalb des Filterkastens angeordnet. Der Filterkasten weist eine Öffnung auf, in die die Montageeinheit der Sensorvorrichtung montiert wird. Hierbei reicht die Abdeckung der Montageeinheit durch die Öffnung des Filterkastens hindurch in das Innere des Filterkastens. Der Filterkasten wird von der zu filternden Luft in eine Strömungsrichtung durchströmt. Zur Untersuchung des Probengases ist eine möglichst konstante Strömungsgeschwindigkeit des Probengases durch den Messraum notwendig. Insbesondere ist der gasdurchlässige Bereich der Strömungsrichtung abgewandt angeordnet, so dass sich der gasdurchlässige Bereich in einem Strömungsschatten eines Abschnittes der Abdeckung befindet. Somit ist verhindert, dass das Probengas direkt in die Sensorvorrichtung einströmt und somit die Strömungsgeschwindigkeit im Messraum beeinflusst. Weiterhin ist vorgesehen, dass der Probengaseinlass und der Probengasauslass hierbei benachbart, also im Bereich der eine Gasströmung begrenzenden Wandung nebeneinander, angeordnet sind. Durch die benachbarte Anordnung des Probengaseinlasse und des Probengasauslasses sind lokale Druckunterschiede zwischen dem Probengaseinlass und dem Probengasauslass verhindert. Bei lokalen Druckunterschieden, also wenn beispielsweise am Probengasauslass ein höherer Druck als am Probengaseinlass herrscht, kann hierdurch die Strömungsgeschwindigkeit durch den Messraum beeinflusst werden, wodurch die Messung beeinträchtigt werden kann. Durch die benachbarte Anordnung des Probengaseinlasses und des Probengasauslasses, also durch die Anordnung in nächster Nähe zueinander, sind die Auswirkungen lokaler Druckschwankungen minimiert. Um eine Vermischung des bereits untersuchten Probengases, das durch den Probengasauslass abgegeben wird, mit dem durch den Probengaseinlass aufgenommenen Probengas zu verhindern, kann zwischen dem Probengaseinlass und dem Probengasauslass ein räumliches Trennelement angeordnet sein. Insbesondere kann das Trennelement den Probengasauslass und den Probengaseinlass gasdicht voneinander trennen, so dass eine Vermischung der Gasströmungen verhindert ist. Weiterhin kann der Abschnitt des gasdurchlässigen Bereiches, der dem Probengasauslass zugeordnet ist, gegenüber dem Abschnitt des Probengaseinlasses erhöht angeordnet sein. Insbesondere kann der gasdurchlässige Bereich eine Stufe aufweisen, wobei die beiden Abschnitte auf unterschiedlichen Stufen angeordnet sind. Durch die Anordnung auf unterschiedlichen Stufen ist eine Vermischung des aufgenommenen Probengases mit dem abgegebenen Probengas weiter verhindert.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist der gasdurchlässige Bereich zumindest abschnittsweise in Richtung der Innenwandung des Filterkastens geneigt, wobei die dem Gasstrom zugewandte Seite der Abdeckung einen Strömungsschatten für den gasdurchlässigen Bereich ausbildet. Die Abdeckung ist zumindest abschnittsweise innerhalb des Filterkastens angeordnet. Hierbei ist insbesondere der gasdurchlässige Bereich im Bezug zu der inneren Wandung des Filterkastens geneigt angeordnet. Insbesondere kann die Oberkante der Abdeckung, also die dem Gasstrom zugewandte Seite, einen größeren Abstand zu der Innenwandung des Filterkastens aufweisen als die Unterseite, also die dem Gasstrom abgewandte Seite. Durch die Oberseite, insbesondere durch die obere Seitenwandung, der Abdeckung ist somit ein Strömungsschatten für den gasdurchlässigen Bereich ausgebildet, so dass ein direktes Einströmen des Gasstromes in den Probengaseinlass und den Probengasauslass verhindert ist.
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In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Abdeckung mindestens eine Grundfläche auf und der gasdurchlässige Bereich ist zumindest abschnittsweise abgewinkelt zu der Grundfläche angeordnet. Der Filterkasten wird von dem Probengas in einer Strömungsrichtung durchströmt. Um ein direktes Einströmen des Probengasstromes in die Sensorvorrichtung zu verhindern, wird der gasdurchlässige Bereich vorzugsweise der Strömungsrichtung abgewandt angeordnet, so dass sich der gasdurchlässige Bereich in einem Strömungsschatten eines dem Gasstrom zugewandten Abschnittes der Abdeckung befindet. Dies wird dadurch unterstützt, dass der gasdurchlässige Bereich gegenüber einer Grundfläche der Abdeckung abgewinkelt angeordnet ist. Hierbei ist die Grundfläche der Abdeckung insbesondere in etwa parallel zur inneren Wandung des Filterkastens angeordnet. Der gasdurchlässige Bereich kann in Richtung der Innenwandung des Filterkastens geneigt sein, so dass eine auf die Abdeckung treffende Probengasströmung an dem gasdurchlässigen Bereich vorbeiströmt.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist der abgewinkelte Bereich in Richtung der die Gasströmung begrenzenden Wandung geneigt. Die Montageeinheit zur Montage der Sensorvorrichtung ist in einer Öffnung des Filterkastens montiert. Hierbei ragt die Abdeckung der Montageeinheit in den Filterkasten durch die Öffnung hinein. Die Grundfläche der Abdeckung ist hierbei in etwa parallel zur Innenwandung des Filterkastens angeordnet. Der gasdurchlässige, abgewinkelte Bereich der Abdeckung ist in Richtung der Innenwandung des Filterkastens geneigt und der Strömungsrichtung abgewandt angeordnet, so dass sich der gasdurchlässige Bereich im Strömungsschatten eines weiteren Bereiches der Abdeckung befindet. Somit ist verhindert, dass das durch den Filterkasten strömende Gas direkt in Strömungsrichtung in den Probengaseinlass und den Probengasauslass gelangt.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Filterkasten. Erfindungsgemäße Filterkästen werden insbesondere als Luftfilter eingesetzt und dienen beispielsweise der Filterung der Innenraumluft, insbesondere der Entfernung von Partikeln, insbesondere von Feinstaubpartikeln in der in den Innenraum eingeleiteten Luft.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Im Einzelnen zeigen die schematischen Darstellungen in:
- 1: eine in eine Öffnung einer eine Gasströmung begrenzenden Wandung montierte Montageeinheit in einer Seitenansicht;
- 2: eine Montageeinheit gemäß 1 in einer perspektivischen Ansicht;
- 3: eine Sensorvorrichtung mit einem Montageteil nach 1 und 2
- 4a: eine Montageeinheit mit Abdeckung, Montageteil und Anschlussteil in einer Draufsicht;
- 4B: eine Montageeinheit gemäß 3 in einer geschnittenen Ansicht;
- 4C: ein Montageteil mit einem Anschlussteil;
- 4D: ein Anschlussteil;
- 5: eine Montageeinheit mit einer Abdeckung mit einem stufenartig ausgebildeten gasdurchlässigen Bereich; und
- 6: eine Montageeinheit gemäß 5 in einer Seitenansicht.
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In 1 ist eine Montageeinheit 1 mit einer Abdeckung 2 einem Montageteil 3 und einem Anschlussteil 4 in eine Öffnung einer eine Gasströmung begrenzenden Wandung 5 dargestellt. Bei der Wandung 5 kann es sich um eine Außenwandung eines Filterkastens handeln. Die Montageeinheit 1 ist in eine Öffnung der Wandung 5 aufgenommen. Die Abdeckung 2 weist einen gasdurchlässigen Bereich 6 auf, durch den das zu untersuchende Probengas aufgenommen und wieder abgegeben werden kann. Zur Aufnahme des Probengases weist die Montageeinheit 1 einen Probengaseinlass 7 und einen Probengasauslass 8 auf. Der Probengaseinlass 7 und der Probengasauslass 8 sind direkt benachbart angeordnet, so dass eine Untersuchung des Probengases nicht durch Druckunterschiede zwischen dem Probengaseinlass 7 und dem Probengasauslass 8 verfälscht wird. Zur Weiterleitung des durch den Probengasauslass 8 aufgenommenen Probengases in den Messraum weist das Anschlussteil 4 einen Probengasanschluss 9 auf. Zur Abgabe des in dem Messraum untersuchten Probengases ist ein Probengasanschluss 10 vorgesehen. Die Weiterleitung des Probengases erfolgt über Probengasleitungen 11, 12. Der gasdurchlässige Bereich 6 ist abgewinkelt im Bezug zu der Grundfläche 17 der Abdeckung 2 angeordnet. Insbesondere ist die Grundfläche 17 parallel zur Wandung 5 des Filterkastens 15 angeordnet, so dass der gasdurchlässige Bereich 6 in Richtung der Wandung 5 geneigt ist. Der gasdurchlässige Bereich 6 ist der Gasströmungsrichtung 23 abgewandt angeordnet, so dass sich der gasdurchlässige Bereich 6 im Strömungsschatten befindet. An die Grundfläche 17 und den gasdurchlässigen Bereich 6 anschließend ist eine Seitenwand 24 angeordnet.
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In 2 ist eine Montageeinheit 1 gemäß 1 in einer perspektivischen Darstellung dargestellt. Die Abdeckung 2 ist an der der Gasströmung zugewandten Seite der Wandung 5 angeordnet. Der gasdurchlässige Bereich 6 der Abdeckung 2 ist durch einen perforierten Bereich ausgebildet, wobei eine Anzahl an Perforationsöffnungen 13 dem Probengaseinlass 7 zugeordnet ist und eine Vielzahl der Perforationsöffnungen 14 dem Probengasauslass 8 zugeordnet sind.
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In 3 ist eine mittels einer Montageeinheit 1 an die Außenwandung 5 eines Filterkastens 15 montierte Sensorvorrichtung 16 dargestellt. Die Montageeinheit 1 ist mittels des Montageteils 3 in eine Öffnung des Filterkastens 15 montiert. Das Anschlussteil 4 weist eine Probengasleitung 11 auf, mit dem die durch den Probengaseinlass 7 aufgenommene Luft in den Messraum der Sensorvorrichtung 16 geleitet werden kann. Durch die Probengasleitung 12 kann das untersuchte Probengas durch den Probengasauslass 8 wieder in den Filterkastens 15 abgegeben werden.
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In 4a ist eine Montageeinheit 1 mit einer Abdeckung 2, einem Montageteil 3 und einem Anschlussteil 4 dargestellt. Die Abdeckung 2 weist eine Grundfläche 17 auf, die einen gasdurchlässigen Bereich 6 aufweist. Der gasdurchlässige Bereich 6 ist insbesondere durch Perforationsöffnungen 13, 14 ausgebildet. Ein Abschnitt 18 des gasdurchlässigen Bereiches 6 ist hierbei dem Probengaseinlass 7 zugeordnet, ein Abschnitt 19 ist dem Probengasauslass 8 zugeordnet. Zwischen den Abschnitten 18, 19 ist an der Innenseite des gasdurchlässigen Bereiches 6 und der Grundfläche 17 ein Trennelement 20 in Form einer Trennwand angeordnet.
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In 4b ist eine Montageeinheit 1 gemäß 4a in geschnittener Ansicht dargestellt. An der Innenseite der Grundfläche 17 der Abdeckung 2 ist ein Trennelement 20 in Form einer Trennwand angeordnet die den Probengaseinlass 7 und den Probengasauslass 9 voneinander trennt. Durch die Trennwand 20 ist eine Vermischung des eintretenden und des ausströmenden Probengases verhindert. Der Probengaseinlass 7 ist durch eine kreisrunde Öffnung in dem Montageteil 3 ausgebildet. Die Trennwand 20 verläuft abschnittsweise parallel und abschnittsweise tangential zu der Umrandung des kreisrunden Probengaseinlasses 7. Die Abdeckung 2 ist über Rastverbindungen 21 mit dem Montageteil 3 verbunden.
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In 4c ist eine Montageeinheit 1 gemäß 4a und 4b mit einem Montageteil 3 und einem Anschlussteil 4 dargestellt. Das Montageteil 3 ist im Wesentlichen flächig ausgebildet und weist Verbindungsmittels zur Verbindung der Montageeinheit 1 mit einer Wandung 5 aus. Insbesondere sind hierfür Bajonettverschlüsse 22 vorgesehen, mit denen eine formschlüssige Verbindung mit der Wandung 5 hergestellt werden kann.
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In 4d ist ein Anschlussteil 4 für eine Montageeinheit 1 dargestellt. Das Anschlussteil 4 weist einen Probengaseinlass 7 und einen Probengasauslass 8 in Form von Öffnungen auf. Der Probengaseinlass 7 und der Probengasauslass 8 sind mit Probengasanschlüssen 9, 10 gasleitend verbunden, wobei die Probengasanschlüsse 9, 10 zum Anschluss von Probengasleitungen 11, 12 vorgesehen sind. Der Probengaseinlass 7 und der Probengasauslass 8 sind im rechten Winkel zu den Probengasanschlüssen 9, 10 angeordnet.
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In 5 ist eine Ausführungsform einer Montageeinheit 1 dargestellt, bei der die Abdeckung 2 eine Stufe 25 ausbildet. Der dem Probengasauslass 8 zugeordnete Abschnitt 19 des gasdurchlässigen Bereiches 6 ist hierbei gegenüber dem dem Probengaseinlass 7 zugeordneten Abschnitt 18 erhöht angeordnet. Das durch den Abschnitt 19 des gasdurchlässigen Bereiches 6 abgegebene Probengas kann somit von der durch den Filterkasten 15 strömenden Gasströmung abtransportiert werden, wobei somit verhindert ist, dass das abgegebene Probengas durch den tiefer liegenden Abschnitt 18 des gasdurchlässigen Bereiches 6 von dem Probengaseinlass 7 aufgenommen wird.
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In 6 ist eine Montageeinheit 1 gemäß 5 dargestellt. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der dem Probengasauslass 8 zugeordnete Bereich 19 des gasdurchlässigen Bereiches 6 ist erhöht gegenüber dem dem Probengaseinlass 7 zugeordneten Bereich 18 angeordnet. Die Bereiche 18 und 19 sind durch eine Stufe 25 voneinander getrennt. Die Bereiche 18 und 19 sind jeweils in Richtung der inneren Wandung 5 des Filterkastens 15 geneigt, so dass durch die Oberkanten 26, 27 der Bereiche 18, 19 jeweils ein Strömungsschatten für die gasdurchlässigen Bereiche 18, 19 ausgebildet ist. Hierdurch ist ein direktes Einströmen der Probengasströmung in den Probengaseinlass 7 beziehungsweise den Probengasauslass 8 verhindert.
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Alle in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen genannten Merkmale sind in einer beliebigen Auswahl mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs kombinierbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle im Rahmen der Erfindung sinnvollen Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
