详情

原文传递一种柴油机排放颗粒物浓度在线检测装置及检测方法

专利名称：	一种柴油机排放颗粒物浓度在线检测装置及检测方法
摘要：	一种柴油机排放颗粒物浓度在线检测装置及检测方法，涉及颗粒物浓度检测领域，目的是为了解决现有柴油机排放污染浓度测试技术测量精度低、装置结构复杂的问题。本发明使用气体探测器检测柴油机排气管中某种气体的浓度；使用温度控制器和信号发生器控制LD激光器，使其输出波长在一定范围内扫描，该范围覆盖所述气体的两个吸收峰；LD激光器输出的激光经过排气管，从排气管出射的激光由光电探测器进行探测；锁相放大器以LD激光器的激励信号作为参考信号对光电探测器输出的信号进行分析，得到两个一次谐波信号，并根据两个一次谐波信号计算得到柴油机排放颗粒物浓度，本发明结构简单，测量精度高，适用于汽车尾气、柴油机等排放中颗粒浓度的测量。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	黑龙江;23
申请人：	哈尔滨工程大学
发明人：	杨晓涛;王国水;姜子印;谌绍天;刘晓楠;贺彦博;穆彦龙;张子建;郭奥;乔天旭
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-04T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201910601051.2
公开号：	CN110296918A
代理机构：	北京思睿峰知识产权代理有限公司
代理人：	张赞;谢建云
分类号：	G01N15/06(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号
主权项：	1.一种柴油机排放颗粒物浓度在线检测装置，其特征在于，包括：信号发生器、温度控制器、LD激光器、气体探测器、光电探测器、滤波放大器、锁相放大器和低通滤波器；信号发生器产生的信号为加载有高频正弦调制信号的低频锯齿波扫描信号，该信号作为参考信号发送至锁相放大器，同时，还用于激励LD激光器，使LD激光器输出波长在一定范围内变化的激光，温度控制器用于控制LD激光器的工作温度，所述激光经过柴油机的排气管后由光电探测器接收，光电探测器输出的信号经过滤波放大器滤波后作为待检测信号发送至锁相放大器，锁相放大器用于根据参考信号来分析待检测信号，得到一次谐波信号，所述一次谐波信号经过低通滤波器滤波后发送至计算机，气体探测器用于检测排气管内某种气体的浓度。 2.根据权利要求1所述的一种柴油机排放颗粒物浓度在线检测装置，其特征在于，还包括准直器，用于对LD激光器输出的激光进行准直。 3.根据权利要求1所述的一种柴油机排放颗粒物浓度在线检测装置，其特征在于，所述低频锯齿波扫描信号的频率为250Hz。 4.根据权利要求1所述的一种柴油机排放颗粒物浓度在线检测装置，其特征在于，所述高频正弦调制信号的频率为10KHz，峰值为5mA。 5.根据权利要求1所述的一种柴油机排放颗粒物浓度在线检测装置，其特征在于，所述计算机内嵌入由软件实现的计算模块，所述计算模块包括以下单元：气体浓度计算单元：根据公式计算每个一次谐波所对应的C2，其中，C2为根据一次谐波得到的所述气体的浓度，Sampl为一次谐波信号的峰峰值，Scenter为一次谐波信号的中心值，α0为吸收峰中心波数的吸收系数，L为总的气体吸收光程，S1-max为一次谐波波峰处的强度值，S1-min为一次谐波波谷处的强度值，PW为高频正弦波调制引起的光功率调制系数，Δν为频率调制幅度；平均粒径计算单元：根据公式计算排放颗粒物的平均粒径D32，其中，C1为气体探测器探测到的气体浓度值；颗粒物数目计算单元：根据公式或公式计算颗粒物数目N；颗粒物体积浓度计算单元：根据公式计算颗粒物体积浓度CV。 6.一种柴油机排放颗粒物浓度在线检测方法，其特征在于，使用气体探测器检测柴油机排气管中某种气体的浓度；控制LD激光器，使其输出波长在一定范围内扫描，该范围覆盖所述气体的两个吸收峰λ1和λ2；使LD激光器输出的激光经过柴油机的排气管，从所述排气管出射的激光由光电探测器进行探测；锁相放大器以LD激光器的激励信号作为参考信号对光电探测器输出的信号进行分析，得到两个一次谐波信号；根据两个一次谐波信号计算得到柴油机排放颗粒物浓度，计算过程如下：根据公式计算每个一次谐波所对应的C2，其中，C2为根据一次谐波得到的所述气体的浓度，Sampl为一次谐波信号的峰峰值，Scenter为一次谐波信号的中心值，α0为吸收峰中心波数的吸收系数，L为总的气体吸收光程，S1-max为一次谐波波峰处的强度值，S1-min为一次谐波波谷处的强度值，PW为高频正弦波调制引起的光功率调制系数，Δν为频率调制幅度；根据公式计算排放颗粒物的平均粒径D32，其中，C1为气体探测器探测到的气体浓度值；根据公式或公式计算颗粒物数目N；根据公式计算颗粒物体积浓度CV。
所属类别：	发明专利