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原文传递一种测量燃油燃烧不同区域中间产物的智能采样装置及采样方法

专利名称：	一种测量燃油燃烧不同区域中间产物的智能采样装置及采样方法
摘要：	本发明属于内燃机测试技术领域，涉及一种测量燃油燃烧不同区域中间产物的智能采样装置及方法；包括采样导气管、热电偶、滑动支架、电磁流量计、冷却管、PLC控制器、微型抽气泵、电磁阀B、分歧管、玻璃纤维滤膜、电磁阀A、硅压阻微压传感器和采样袋；具体操作为：选择测量位置，安放装置；开启PLC控制器，微型抽气泵工作，电磁阀B开启，清洗采样导气管；电磁阀B关闭，电磁阀A开启，采样袋和玻璃纤维滤膜开始采集产物；热电偶、硅压阻微压传感器和电磁流量计反馈实时信号至PLC控制器，采用PLC控制器控制采样时间、采样流量和采样压力实现燃油不同火焰高度燃烧气体和固体中间产物的智能采样，保证了采样的精度，实现智能采样。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	江苏大学
发明人：	王忠;吴旭东;刘帅;李瑞娜
专利状态：	有效
申请日期：	2018-11-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201811399212.6
公开号：	CN109855921A
分类号：	G01N1/22(2006.01);G;G01;G01N;G01N1
申请人地址：	212013 江苏省镇江市京口区学府路301号
主权项：	1.一种燃油不同火焰高度燃烧中间产物智能采样装置，其特征在于，包括多个采样导气管（1）、热电偶（2）、滑动支架（3）、电磁流量计（4）、冷却管（5）、PLC控制器（6）、微型抽气泵（7）、电磁阀B（8）、分歧管（9）、玻璃纤维滤膜（10）、电磁阀A（11）、硅压阻微压传感器（12）和采样袋（13）；多个所述采样导气管（1）为上下并联排列，所述采样导气管（1）的一端安装热电偶（2），置于燃烧火焰（14）之中；另一端连接采样袋（13）；所述阻微压传感器（12）设置于采样袋（13）与采样导气管（1）的连接处；所述滑动支架（3）与采样导气管（1）垂直相连；所述热电偶（2）通过采样导气管（1）依次连接电磁流量计（4）、冷却管（5）、微型抽气泵（7）、分歧管（9）和玻璃纤维滤膜（10）；所述分歧管（9）处设置一支管，与外界空气连通；所述支管上设置有电磁阀B（8）；所述电磁阀A（11）设置于玻璃纤维滤膜（10）和采样袋（13）之间；所述PLC控制器（6）依次与电磁流量计（4）和电磁阀A（11）串联；所述热电偶（2）、电磁阀B（8）和微型抽气泵（7）通过电磁流量计（4）和电磁阀A（11）与PLC控制器（6）连接。 2.根据权利要求1所述的一种燃油不同火焰高度燃烧中间产物智能采样装置，其特征在于，所述滑动支架（3）不少于1个；所述采样导气管（1）的直径为1.5~2.5mm的直长管，用于输送采样气体。 3.根据权利要求1所述的一种燃油不同火焰高度燃烧中间产物智能采样装置，其特征在于，所述电磁流量计（4）用于检测采样导气管（1）内气体的流速V，并且根据公式计算出压力P0；其中V是管内气体流速，R为管道半径，L是导气管长度，C是系数，其中系数， n是壁面粗糙率，取值范围为0.011~0.014。 4.根据权利要求1所述的一种燃油不同火焰高度燃烧中间产物智能采样装置，其特征在于，所述采样袋（13）为橡胶材质，容积为0.8~1.2L，采样袋（13）的袋口为直径6~8mm的圆形瓶口。 5.根据权利要求1所述的一种燃油不同火焰高度燃烧中间产物智能采样装置，其特征在于，所述微型抽气泵（7）流速范围为0.2~1L/min。 6.根据权利要求1所述的一种燃油不同火焰高度燃烧中间产物智能采样装置，其特征在于，所述硅压阻微压传感器（12）包括力敏结构，用于检测采样袋（13）内压力大小；通过公式，计算得出压力值p，式中为膜片受到的压力，h为膜片厚度，c为膜片边长，为线性度参数。 7.根据权利要求1所述的一种燃油不同火焰高度燃烧中间产物智能采样装置，其特征在于，所述PLC控制器（6）由ARM可编程芯片和控制单元组成。 8.一种燃油不同火焰高度燃烧中间产物智能采样装置的采样方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：首先根据燃烧不同区域，选择测量位置，放置采样装置；然后开启PLC控制器（6），微型抽气泵（7）开始工作，电磁阀B（8）开启；热电偶（2）和电磁流量计（4）反馈实时信号至PLC控制器（6）；步骤2：电磁流量计（4）检测采样导气管（1）内气体的流速，通过公式计算得出采样导气管（1）处压力值P0；其中V是管内气体流速，R为管道半径，L是导气管长度，C是系数，其中系数， n是壁面粗糙率，取值范围为0.011~0.014；步骤3：然后通过硅压阻微压传感器（12）检测采样袋（13）内压力p，计算公式，式中为膜片受到的压力，h为膜片厚度，c为膜片边长，为线性度参数；步骤4：根据步骤2和步骤3中得到的P0和P，通过PLC控制器（6）进行控制：当P0<2P时，增大微型抽气泵（7）流速，直至P0=2P时，微型抽气泵（7）以当前恒定流速运行，同时关闭电磁阀B（8），开启电磁阀A（11）；待P>1.5P0时，关闭电磁阀A（11），同时电磁阀B（8）开启，进行采样导气管（1）的清洗，运行五分钟后，关闭电磁阀B（8），微型抽气泵（7）停止工作，即完成采样。
所属类别：	发明专利