專利名稱:汽車尾氣實時測量的氣路系統的制作方法
技術領域:
本發明涉及一種環境監測設備,尤其涉及一種汽車尾氣實時測量的氣路系統。
背景技術:
汽車作為現代社會最重要的交通工具之一,給人們的生活和工作帶來了極大的便 利,但是汽車所排放出的尾氣也已成為除了煤煙型等大氣污染之外的又一大氣污染源。與 此相對應,汽車污染物排放總量在迅速上升。全國各大中城市均深受汽車尾氣污染之害,因 此通過對汽車尾氣污染進行檢測以保護人類生存環境就具有重要意義。隨著機動車輛的增加和人們環境意識提高,我國就廢氣排放、煙度和噪聲分別制 定了 GB3842-83、GB7258-87、GB 1495-79等系列化國家標準。因此,各類的汽車尾氣分析 儀、煙度檢測儀和聲級計等監測設備已進入各省、市、縣級檢測站,而且作為一、二類汽車維 修廠的必備儀器也是勢在必行。現有的汽車尾氣監測設備,能夠解決規定條件下的汽車尾氣的排放水平,而對于 汽車在行駛過程中,對尾氣的排放進行實時監測的情況就無能為力了。由于汽車在行駛過 程中,路面等交通環境比較復雜,尾氣的排放情況又受到諸多因素的影響,使得尾氣排放情 況很復雜而導致采樣困難。由于尾氣采樣問題的存在,因此,致使尾氣排放一直不能夠實時 監測。而實時對汽車發動機的尾氣排放進行采樣的技術還未見報道。
發明內容
有鑒于此,本發明的主要目的在于提供一種汽車尾氣實時測量的氣路系統,能夠 對汽車發動機尾氣進行實時采樣,并實現對排放的汽車尾氣進行實時在線監測,該系統也 可用于對其他溫室氣體的實時監測。為達到上述目的,本發明的技術方案是這樣實現的—種汽車尾氣實時測量的氣路系統,包括采樣頭和采樣管道以及非分散紅外測量 系統;該氣路系統還包括采樣系統、排水系統、零位校準系統和標樣校準系統;其中采樣系統,用于對汽車發動機排放的尾氣進行采樣、并濾除其中的固體顆粒和水 得到被凈化后的尾氣,以及排出檢測后的和排出多余的尾氣;排水系統,通過氣水分離器與所述采樣系統的采樣管道相連,用于排出尾氣中的 經氣水分離器分離的水;零位校準系統,通過電磁閥與所述采樣系統的采樣管道相連,用于抽進空氣至非 分散紅外測量系統進行零位校準;標樣校準系統,與所述采樣系統的采樣管道相連,用于將校準標氣通過所述采樣 管道送入所述氣路系統的非分散紅外測量系統進行被測氣體標準的校驗。其中,所述采樣系統進一步包括采樣頭、采樣管道、空氣濾清器、氣水分離器、粒子 過濾器、電磁閥、抽氣泵、第一節流閥、第二單向閥、第一壓力傳感器和第二壓力傳感器;其 中采樣頭用于采集汽車尾氣;采樣管道用于依次連接所述采樣頭、空氣濾清器、氣水分離
4器、粒子過濾器、電磁閥、第一壓力傳感器和抽氣泵,所述第二單向閥、第一節流閥分別與所 述抽氣泵后的采樣管道相連,所述第二單向閥與所述非分散紅外測量系統串聯,并與所述 第一節流閥后的采樣管道并聯,將尾氣通過排氣口排出。所述采樣頭設有4個均布的葉片,該采樣頭采用耐高溫材料制成。所述排水系統進一步包括第一單向閥、排水泵和排水口 ;其中,所述氣水分離器依 次與第一單向閥、排水泵和排水口相連。所述零位校準系統進一步包括用以抽進空氣的零氣口、過濾器和設于校正位置的 電磁閥,處于校正位置的電磁閥關閉樣氣管道,打開零氣管道,在抽氣泵的作用下將空氣抽 入非分散紅外測量系統進行零位校準。其依次連接將過濾的空氣抽入非分散紅外測量系 統。所述標樣校準系統進一步包括第一標氣口、第二標氣口和第三單向閥;通過所述 第一、第二標氣口將標準標氣經第三單向閥和節流閥連接的采樣管道送入非分散紅外測量 系統進行被測氣體標準的校驗。所述采樣管道采用不粘油煙的材料制成;根據使用的環境氣候不同,該采樣管道 進一步分為加熱管道和不加熱管道兩種,所述采樣管道材料為金屬或聚四氟乙烯。所述采樣頭通過如下任意一種方式連接排氣管道采樣頭直接從汽車排氣管尾部 插入,或在排氣管中部打孔后插入采樣頭,或在排氣管道尾部和發動機之間任意部位加入 一連接裝置,將采樣頭放入連接裝置內;且所述采樣頭的固定連接方式為焊接、法蘭或緊 箍。所述采樣頭插入深度不低于400毫米,并使采樣頭平行于排氣管放置。其中,所述采樣頭、空氣濾清器、氣水分離器、排水系統、第一單向閥和粒子過濾器 均設置于汽車尾氣監測儀外部。本發明所提供的汽車尾氣實時測量的氣路系統,具有以下優點所述汽車尾氣實時測量的氣路系統,其采樣頭采用4個均布的葉片,能夠保證采 樣頭位于排氣管中心位置,采用耐高溫材料,能滿足汽車排氣管高溫環境的要求。采樣管道 采用不吸附的特殊材料做成,可根據使用的環境,如氣候或天氣的不同,可分為加熱管道和 不加熱管道兩種。對采樣的尾氣采用多級凈化裝置處理,減少被測氣體經過測量通道時對 系統的污染,且全部凈化系統位于儀器測量單元的外部,便于更換。采用恒流系統(抽氣 泵,節流閥,單向閥)將尾氣抽入儀器的紅外測量單元,保證尾氣的較長距離傳輸,為儀器 的在線測量提供保證。流量控制在2升/分鐘以下。通過采用節流閥,還可使尾氣流量穩 定,以確保各項參數的精密測量。通過進氣壓力和出氣壓力的同時測量和控制,確保被測樣 氣流量的穩定,以便保證尾氣檢測結果的可靠性。該系統采用單向閥,減少了樣氣口輸入和 標氣口輸入用電磁閥進行氣路轉換。綜上所述,本發明的氣路系統,經過氣體流體的全面優化設計,形成的全面適用于 汽車尾氣測量的采樣系統,具有采樣穩定、準確、重復性好以及安全可靠等優點。
圖1為本發明汽車尾氣實時測量的氣路系統的原理及實施例示意圖。主要組件符號說明
5
1-采樣頭4-排水泵7-電磁閥
8-第一壓力傳感器
2-空氣濾清器 5_第一單向閥
3-氣水分離器 6-粒子過濾器 9-抽氣泵10-第二單向閥13-零氣口16-第二標氣口19-氮氧化合物傳感器22-排氣 口
17-非分散紅外測量系統
20-排水口
23-第二壓力傳感器。
11-第一節流閥 14-第二節流閥
15-第三單向閥 18-氧氣傳感器 21-第一標氣口
12-過濾器
具體實施例方式下面結合附圖及本發明的實施例對本發明的方法作進一步詳細的說明。圖1為本發明汽車尾氣實時測量的氣路系統的原理及實施例示意圖,如圖1所示 在使用該系統時,將采樣頭1插入汽車的排氣管道。大功率抽氣泵9啟動,電磁閥7打開處 于測量位置,尾氣通過空氣濾清器2,將尾氣中粗大的顆粒物濾除;然后,過濾后的尾氣再 進入氣水分離器3,將水、氣分離出,得到干燥后的尾氣;再將所述干燥尾氣通過第二級的 粒子過濾器6,由抽氣泵9抽入氣體恒流系統(依次包括抽氣泵9、第一節流閥11和第二單 向閥10)。則一部分尾氣通過第一節流閥11和排氣口 22排出汽車外,另一部分被凈化的尾 氣恒流后,通過第二單向閥10,進入非分散紅外測量系統(即測量池)17,等待用于一氧化 碳、二氧化碳以及碳氫化合物濃度等指標的檢測;具體為將測量完畢后的尾氣,依次通過 氧氣傳感器18,氮氧化合物傳感器19。分別進行氧氣和氮氧化合物濃度的測量。最后,將 測量完畢后的尾氣通過排氣口 22排出。其中,壓力傳感器8用于測量采樣管道中的氣壓, 以便根據測量結果通過第一節流閥11調節采樣管道中的氣體流速和壓力。上述檢測過程中,經氣水分離器3分離的水,在排水泵4的作用下,經過第一單向 閥5,由排水口 20排出車外。在應用本發明的所述氣路系統前,需要對該設備進行校驗在校驗時,電磁閥7處 于校正位置,關閉樣氣管道,打開零氣管道(即打開零氣口 13),排水泵4停止工作;在抽氣 泵9的作用下,將通過零氣口 13進入過濾器12再經過過濾后的空氣抽入非分散紅外測量 系統(即測量池)17中,進行現場零位校準。在進行標準校準時,抽氣泵9停止工作,將校 準標氣通過第一標氣口 21或第二標氣口 22 (經過第三單向閥15和第二節流閥14)送入非 分散紅外測量系統17,進行被測氣體標準的校驗。由于汽車尾氣監測儀的工作環境比較惡劣,考慮到過濾系統需要經常更換。部件 采樣頭1、空氣濾清器2、氣水分離器3、排水泵4、第一單向閥5和粒子過濾器6全部設置于 該氣路系統的外部,以便于經常更換.這里,所述的空氣濾清器2和氣水分離器能夠分別過 濾水汽和0. 1微米以上的粒子。所述的采樣頭1有三種方式插入汽車排氣管道一、直接從汽車排氣管尾部插入; 二、在排氣管中部打孔后插入采樣頭1,并使采樣頭1平行排氣管;三、還可以在排氣管道和 發動機之間加入一連接裝置,將采樣頭1放入連接裝置內。所述的采樣頭1插入的深度不 低于400mm。這里,采樣管道直徑可設為Φ2πιπι Φ60πιπι。所述的采樣頭固定連接方式為焊接、法蘭或緊箍。采樣管道材料可以是金屬、聚四氟乙烯等。采樣頭1采用4個均布的葉片,并 采用耐高溫材料制成。 以上所述,僅為本發明的較佳實施例而已,并非用于限定本發明的保護范圍。
權利要求
一種汽車尾氣實時測量的氣路系統,包括采樣頭和采樣管道以及非分散紅外測量系統;其特征在于,該氣路系統還包括采樣系統、排水系統、零位校準系統和標樣校準系統;其中采樣系統,用于對汽車發動機排放的尾氣進行采樣、并濾除其中的固體顆粒和水得到被凈化后的尾氣,以及排出檢測后的和排出多余的尾氣;排水系統,通過氣水分離器與所述采樣系統的采樣管道相連,用于排出尾氣中的經氣水分離器分離的水;零位校準系統,通過電磁閥與所述采樣系統的采樣管道相連,用于抽進空氣至非分散紅外測量系統進行零位校準;標樣校準系統,與所述采樣系統的采樣管道相連,用于將校準標氣通過所述采樣管道送入所述氣路系統的非分散紅外測量系統進行被測氣體標準的校驗。
2.根據權利要求1所述的汽車尾氣實時測量的氣路系統,其特征在于,所述采樣系統 進一步包括采樣頭、采樣管道、空氣濾清器、氣水分離器、粒子過濾器、電磁閥、抽氣泵、第一 節流閥、第二單向閥、第一壓力傳感器和第二壓力傳感器;其中采樣頭用于采集汽車尾氣;采樣管道用于依次連接所述采樣頭、空氣濾清器、氣水分離 器、粒子過濾器、電磁閥、第一壓力傳感器和抽氣泵,所述第二單向閥、第一節流閥分別與所 述抽氣泵后的采樣管道相連,所述第二單向閥與所述非分散紅外測量系統串聯,并與所述 第一節流閥后的采樣管道并聯,將尾氣通過排氣口排出。
3.根據權利要求2所述的汽車尾氣實時測量的氣路系統,其特征在于,所述采樣頭設 有4個均布的葉片,該采樣頭采用耐高溫材料制成。
4.根據權利要求1所述的汽車尾氣實時測量的氣路系統,其特征在于,所述排水系統 進一步包括第一單向閥、排水泵和排水口 ;其中,所述氣水分離器依次與第一單向閥、排水 泵和排水口相連。
5.根據權利要求1所述的汽車尾氣實時測量的氣路系統,其特征在于,所述零位校準 系統進一步包括用以抽進空氣的零氣口、過濾器和設于校正位置的電磁閥,處于校正位置 的電磁閥關閉樣氣管道,打開零氣管道,在抽氣泵的作用下將空氣抽入非分散紅外測量系 統進行零位校準。其依次連接將過濾的空氣抽入非分散紅外測量系統。
6.根據權利要求1所述的汽車尾氣實時測量的氣路系統,其特征在于,所述標樣校準 系統進一步包括第一標氣口、第二標氣口和第三單向閥;通過所述第一、第二標氣口將標準 標氣經第三單向閥和節流閥連接的采樣管道送入非分散紅外測量系統進行被測氣體標準 的校驗。
7.根據權利要求1所述的汽車尾氣實時測量的氣路系統,其特征在于,所述采樣管道 采用不粘油煙的材料制成;根據使用的環境氣候不同,該采樣管道進一步分為加熱管道和 不加熱管道兩種,所述采樣管道材料為金屬或聚四氟乙烯。
8.根據權利要求1所述的汽車尾氣實時測量的氣路系統,其特征在于,所述采樣頭通 過如下任意一種方式連接排氣管道采樣頭直接從汽車排氣管尾部插入,或在排氣管中部 打孔后插入采樣頭,或在排氣管道尾部和發動機之間任意部位加入一連接裝置,將采樣頭 放入連接裝置內;且所述采樣頭的固定連接方式為焊接、法蘭或緊箍。
9.根據權利要求1、2、3或8所述的汽車尾氣實時測量的氣路系統,其特征在于,所述采樣頭插入深度不低于400毫米,并使采樣頭平行于排氣管放置。
10.根據權利要求1或2所述的汽車尾氣實時測量的氣路系統,其特征在于,所述采樣 頭、空氣濾清器、氣水分離器、排水系統、第一單向閥和粒子過濾器均設置于汽車尾氣監測 儀外部。
全文摘要
本發明公開一種汽車尾氣實時測量的氣路系統,主要包括采樣系統、排水系統、排氣系統、零位校準系統和標樣校準系統;通過采樣系統對汽車尾氣進行實時采樣,將尾氣依次通過排水、排氣系統濾除其中的粗大的顆粒物,同時實現水、氣分離以得到干燥的尾氣,并通過排氣系統,再經過二級過濾,得到凈化后的尾氣;將所述凈化后的尾氣通入非分散紅外測量系統進行一氧化碳、二氧化碳以及碳氫化合物濃度等指標的檢測。另外,還可通過零位校準系統和標樣校準系統,分別實現對該系統的標準校準和零位校準,以保證測量精度。本發明的氣路系統,具有采樣穩定、準確、重復性好以及安全可靠等優點。
文檔編號G01N1/22GK101949843SQ20101027051
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月2日 優先權日2010年9月2日
發明者井傳發, 朱戰軍, 李建新, 李立, 李虹杰, 潘啟俊, 胡婷婷, 陳力 申請人:武漢市天虹儀表有限責任公司