噴霧特性分析裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及發動機排出的尾氣后處理技術領域，具體涉及一種噴霧特性分析裝置及基于該裝置的分析方法。
【背景技術】
[0002]選擇性催化還原(Selective Catalytic Reduct1n)技術應用于柴油機后處理系統中，用于消除排氣污染物NOx，簡稱SCR噴射系統。SCR噴射系統包括控制器、尿素栗、噴嘴、連接管路等部件，是柴油機排放升級中用到的關鍵零部件，SCR噴射系統的噴霧情況直接影響廢氣污染物的轉化效率以及尿素結晶問題。目前主要采用發動機臺架排放性能驗證以及結晶試驗來驗證SCR噴射系統是否能夠達到設計指標，工作量巨大，并且效率比較低，不能有效的對SCR噴射系統的噴霧情況進行量化分析。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于，提供一種噴霧特性分析裝置及基于該裝置的分析方法，能夠準確測試用于定量評價SCR噴射系統的噴霧情況的噴霧顆粒粒徑、噴霧顆粒粒徑的分布情況、噴霧貫穿距、噴霧錐角等關鍵參數，效率較高。
[0004]為此目的，一方面，本發明提出一種噴霧特性分析裝置，包括:
[0005]SCR噴射系統、激光發射器、激光接收器、攝像機和處理器;其中，
[0006]所述處理器包括信號處理器和圖像處理器，
[0007]所述激光發射器發射的激光經穿過SCR噴射系統的噴嘴噴射的尿素噴霧后由所述激光接收器接收，
[0008]所述信號處理器連接所述激光接收器，用于獲取所述激光接收器接收的激光信號，對所述激光信號進行處理，得到所述尿素噴霧的顆粒粒徑，以及所述尿素噴霧的顆粒粒徑的分布情況，
[0009]所述攝像機連接圖像處理器，用于采集不同時刻所述尿素噴霧的圖像，并將所述圖像傳輸給所述圖像處理器，
[0010]所述圖像處理器，用于對所述圖像進行處理，得到所述尿素噴霧的貫穿距和錐角。[0011 ]另一方面，本發明提出一種噴霧特性分析方法，包括:
[0012]由信號處理器獲取激光接收器接收的激光信號，對所述激光信號進行處理，得到SCR噴射系統的噴嘴噴射的尿素噴霧的顆粒粒徑，以及所述尿素噴霧的顆粒粒徑的分布情況，同時由圖像處理器對攝像機采集的不同時刻的尿素噴霧的圖像進行處理，得到所述尿素噴霧的貫穿距和錐角。
[0013]本發明實施例所述的噴霧特性分析裝置及基于該裝置的分析方法，由信號處理器對穿過SCR噴射系統的噴嘴噴射的尿素噴霧后由激光接收器接收的激光信號進行處理，得至IJSCR噴射系統的噴嘴噴射的尿素噴霧的顆粒粒徑，以及所述尿素噴霧的顆粒粒徑的分布情況，同時由圖像處理器對攝像機采集的不同時刻的尿素噴霧的圖像進行處理，得到所述尿素噴霧的貫穿距和錐角，能夠準確、高效地測試用于定量評價SCR噴射系統的噴霧情況的噴霧顆粒粒徑、噴霧顆粒粒徑的分布情況、噴霧貫穿距、噴霧錐角等關鍵參數，便于定量評價SCR噴射系統的噴霧情況，有助于提高SCR噴射系統設計的準確率，而且過程簡單，從而能夠可以有效減少發動機臺架的驗證工作，節約大量的試驗資源和費用。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明噴霧特性分析裝置一實施例的結構示意圖；
[0015]圖2為選取的噴霧粒徑測試點的示意圖。
【具體實施方式】
[0016]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0017]如圖1所示，本實施例公開一種噴霧特性分析裝置，包括:
[0018]激光發射器1、激光接收器2、攝像機3、處理器4和SCR噴射系統5;其中，
[0019]所述處理器4包括信號處理器和圖像處理器，
[0020]所述激光發射器I發射的激光經穿過SCR噴射系統5的噴嘴噴射的尿素噴霧后由所述激光接收器2接收，
[0021]所述信號處理器連接所述激光接收器2，用于獲取所述激光接收器2接收的激光信號，對所述激光信號進行處理，得到所述尿素噴霧的顆粒粒徑，以及所述尿素噴霧的顆粒粒徑的分布情況，
[0022]所述攝像機3連接圖像處理器，用于采集不同時刻所述尿素噴霧的圖像，并將所述圖像傳輸給所述圖像處理器，
[0023]所述圖像處理器，用于對所述圖像進行處理，得到所述尿素噴霧的貫穿距和錐角。
[0024]空壓機為尿素噴射系統提供壓力穩定的氣源，調壓裝置將壓力調整至噴射系統需要的氣壓，控制器、尿素栗和噴嘴是SCR噴射系統的主要組成部分，噴嘴的角度可以根據需求進行設定。
[0025]在進行測試之前，需要將測試的尿素栗和噴嘴固定在試驗臺上，并將尿素管路和壓縮空氣管路連接好，手動測試尿素噴射系統工作是否正常。
[0026]激光發射器、激光接收器、信號處理器三部分負責采集尿素噴霧的粒徑數據并進行數據處理，輸出SCR噴射系統噴霧粒徑的分布情況。
[0027]攝像機用于記錄不同時刻的噴霧狀態，通過圖像處理器輸出SCR噴射系統的尿素噴霧錐角、貫穿距和噴霧發展的過程，能夠便于從技術指標上可量化比對不同SCR噴射系統的差異，為SCR催化消聲器的設計提供相應的設計輸入，降低尿素結晶的風險。
[0028]在本發明尿素噴霧的顆粒粒徑的計算過程中，測量點的選取可以采用如圖2所示的選取位置，即在噴霧截面上選取過圓心的4條線段(選取的4條線段將噴霧截面分成相等的8份)，然后在這4條線段上均勻選取測量點作為目的測量點。
[0029]本發明實施例所述的噴霧特性分析裝置，由信號處理器對穿過SCR噴射系統的噴嘴噴射的尿素噴霧后由激光接收器接收的激光信號進行處理，得到SCR噴射系統的噴嘴噴射的尿素噴霧的顆粒粒徑，以及所述尿素噴霧的顆粒粒徑的分布情況，同時由圖像處理器對攝像機采集的不同時刻的尿素噴霧的圖像進行處理，得到所述尿素噴霧的貫穿距和錐角，能夠準確、高效地測試用于定量評價SCR噴射系統的噴霧情況的噴霧顆粒粒徑、噴霧顆粒粒徑的分布情況、噴霧貫穿距、噴霧錐角等關鍵參數，便于定量評價SCR噴射系統的噴霧情況，有助于提高SCR噴射系統設計的準確率，而且過程簡單，從而能夠可以有效減少發動機臺架的驗證工作，節約大量的試驗資源和費用。
[0030]可選地，在本發明噴霧特性分析裝置的另一實施例中，