CN103018079A - 一种柴油机排气微粒部分流等动态稀释取样系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种柴油机排气微粒部分流等动态稀释取样系统及控制方法属于发动机排放测试技术领域，利用带闭环反馈控制的分流稀释管路将恒定比例的发动机排气分流引入稀释风道，并与干净空气混合形成均匀的稀释排气，利用带闭环反馈控制的颗粒物取样管路将恒定比例的稀释排气引入取样通路滤纸保持架，由安放在保持架中的取样滤纸收集排气微粒，进而可对柴油机的微粒排放水平及其组成成分进行检测；该部分流等动态稀释取样系统，通过RS232串口通信协议及自定义的数据格式，上、下位机可以实现数据的双向传输；与现有柴油机排气微粒测试系统相比，该系统本身无需质量流量计和排气浓度分析仪，具有控制精度高、测试和维护成本低的优点。

Description

一种柴油机排气微粒部分流等动态稀释取样系统及控制方法

技术领域

本发明属于发动机排放测试技术领域，涉及一种柴油机排气微粒部分流等动态稀释取样系统及控制方法。该系统采用带动态探头和部分取样的分流稀释方式，通过设计的闭环反馈控制系统控制流过分流稀释管路和颗粒物取样管路的分流流量，使得分流比总等于取样探头与排气管(或稀释风道)截面积之比，实现等动态取样。由安放在滤纸保持架中的取样滤纸收集排气微粒，进而可对柴油机的微粒排放水平及其组成成分进行检测。

背景技术

开展柴油机排气微粒的研究首先需要符合国际上排放测试法规的微粒稀释取样系统。目前，国际上流行的稀释取样系统有两类。其中一类为全流式稀释取样系统，即将柴油机的排气全部引入稀释风道中，用干净空气将其稀释到规定的程度后进行微粒取样和测量。另一类为分流式稀释取样系统，即将柴油机排气的一部分引入稀释风道，稀释到规定的程度后进行微粒取样和测量。此类测量系统与全流稀释取样系统相比具有尺寸小、成本低等优点，在微粒检测和研究中被广泛地应用，本发明即采用第二类系统方案。

国内目前还没有此类产品推出，多是直接从国外购买。该系统价格昂贵，仅靠引进难以满足国内需求。因此本人决定自行研制一套柴油机排气微粒部分流等动态稀释取样系统，以供国内广大企业、院校、科研院所等选择使用。整个系统本身无需质量流量计和排气浓度分析仪，具有控制精度高、测试和维护成本低的优点。

发明内容

本发明的目的在于提出一种柴油机排气微粒部分流等动态稀释取样系统及控制方法。其不仅可以完成每张滤纸用于单个工况的多滤纸实验，也能够实现ESC试验循环或任何稳态工况循环下每张滤纸用于多个工况的单滤纸实验。通过合理的方案设计和控制方法，在满足排放测试法规要求的基础上，达到较高的测量精度并降低成本。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术解决方案：

利用微压差传感器I17闭环反馈控制的分流稀释管路，将恒定比例的发动机排气分流通过排气动态取样探头及传递管2引入稀释风道3，并与干净空气混合形成均匀的稀释排气。利用微压差传感器II18闭环反馈控制的颗粒物取样管路，将恒定比例的稀释排气分流通过颗粒物动态取样探头及输送管6引入取样通路滤纸保持架10，由安放在保持架中的取样滤纸收集排气微粒，进而可对微粒的质量和成分进行测量分析。

本发明的一种柴油机排气微粒部分流等动态稀释取样系统，其连接示意图如图1所示，包括分流稀释管路、颗粒物取样管路和控制系统。上述用于实现发动机排气动态取样及稀释的分流稀释管路包含的部件有：排气管1、排气动态取样探头及传递管2、稀释风道3、稀释空气过滤器4、抽气泵5、稳压箱14、比例阀I15、微压差传感器I17以及连接它们的管路。上述用于实现稀释排气动态取样及收集微粒的颗粒物取样管路包含的部件有：颗粒物动态取样探头及输送管6、三通接头7、取样通路电磁阀8、旁通通路电磁阀9、取样通路滤纸保持架10、旁通通路滤纸保持架11、滤清器12、取样泵13、稳压箱14、比例阀II16、微压差传感器II18以及连接它们的管路。上述用于调节分流稀释管路和颗粒物取样管路分流流量的控制系统包含的部件有：电控单元20、温度传感器19、微压差传感器I17、微压差传感器II18、比例阀I15、比例阀II16、取样通路电磁阀8、旁通通路电磁阀9、上位机21、外部电源以及连接这些部件的线束。取样通路电磁阀8选为常开型，旁通通路电磁阀9选为常开型，比例阀I15、比例阀II16均带电压反馈功能。

分流稀释管路各部件的连接关系是：稀释空气过滤器4、稀释风道3和抽气泵5依次通过法兰连接。排气动态取样探头安装在排气管1中心线上，面向上游，且至少在排气动态取样探头顶端上游6倍管径处和下游3倍管径处，排气管1应无弯头、弯管和管径突变。稳压箱14出口端与比例阀I15入口段相连，比例阀I15出口端则与传递管末端相连，用以调节微压差传感器I17测量值与目标值一致。传递管末端面向下游，固定在稀释风道3中心线上；微压差传感器I17两端分别通过管路与排气动态取样探头和排气管1相连。

颗粒物取样管路各部件的连接关系是：颗粒物动态取样探头面向上游，安装在稀释风道3中心线上，距排气进入稀释风道3处大约10倍风道管径的下游。颗粒物动态取样探头及输送管6、三通接头7、取样通路电磁阀8、取样通路滤纸保持架10、滤清器12、取样泵13、稳压箱14依次通过管道连接。旁通通路电磁阀9和旁通通路滤纸保持架11先串接，再通过三通接头7与取样通路电磁阀8、取样通路滤纸保持架10并联，从而能够通过取样通路电磁阀8、旁通通路电磁阀9任意控制微粒取样的开始和停止时刻。比例阀II16与取样泵13并联，用以调节微压差传感器II18测量值与目标值一致，微压差传感器II18两端分别通过管路与颗粒物动态取样探头和稀释风道3相连。

用于控制分流稀释管路和颗粒物取样管路的控制系统各部件的连接关系如图2所示：温度传感器19、微压差传感器I17、微压差传感器II18、比例阀I15、比例阀II16、取样通路电磁阀8、旁通通路电磁阀9、上位机21、外部电源分别与电控单元20通过线速相连。温度传感器19安装在稀释风道3上，靠近颗粒物动态取样探头处，此处测得值认为近似等于紧靠滤纸保持架上游处的温度，从而判断稀释系统的流量能力是否满足法规的要求。上述控制系统的电控单元20含有MC9S12XS128单片机、电源电路、串行接口电路、时钟电路、复位电路、集成驱动芯片I、集成驱动芯片II、继电器I、继电器II，以及模拟量输入、PWM信号输出和通用I/O接口针脚。温度传感器19、微压差传感器I17、微压差传感器II18、比例阀I15、比例阀II16通过模拟量输入针脚与单片机A/D功能模块引脚连接。集成驱动芯片I、集成驱动芯片II的控制端通过PWM信号输出针脚与单片机PWM功能模块引脚连接。继电器I、继电器II的控制端通过通用I/O接口针脚与单片机通用I/O接口引脚连接。集成驱动芯片I、集成驱动芯片II的输出端分别与比例阀I15、比例阀II16的电子卡片连接。继电器I、继电器II的输出端分别与取样通路电磁阀8、旁通通路电磁阀9连接。单片机对温度传感器19、微压差传感器I17、微压差传感器II18、比例阀I15和比例阀II16的输入信号进行逐次逼近型A/D转换，单片机中的程序根据输入的信号进行处理和计算，从PWM功能模块和通用I/O接口引脚输出控制信号给集成驱动芯片I、集成驱动芯片II、继电器I和继电器II，从而能够调节比例阀I15、比例阀II16的开度和取样通路电磁阀8、旁通通路电磁阀9的开闭。串行接口电路一端与单片机中的SCI模块引脚连接，另一端与上位机21(计算机)的SCI总线接口连接，实现电控单元20与上位机21的数据通信功能。

利用Visual Basic自主开发上位机21的控制界面，如图5所示。该界面按照功能不同被分成串口配置、单滤纸实验、多滤纸实验、系统示意图、系统状态显示及压差目标值设定、状态栏共6块主要区域。串口配置区域可完成串口各项属性(端口号、波特率、数据位、停止位、校验位)的设置，并可自动获取计算机的可用串行端口供用户选择。多滤纸实验区域可选择不同的工况并设置相应的取样时间、旁通时间，再通过串口将时间设定信息下传给电控单元20，继而由电控单元20控制取样通路电磁阀8、旁通通路电磁阀9的开闭。单滤纸实验区域用于设定某个试验循环各工况对应的取样时间(与各工况加权系数成正比)、旁通时间以及循环次数，再通过串口将设定信息下传给电控单元20，继而由电控单元20控制取样通路电磁阀8、旁通通路电磁阀9的开闭。系统示意图显示区域，顾名思义可以查看图1所示的系统方案示意图，供实验人员了解本稀释取样系统的测量原理。系统状态显示及压差目标值设定区域用于显示温度传感器19、比例阀I15开度、比例阀II16开度、微压差传感器I17、微压差传感器II18的实际测得值，均由电控单元20采集并上传，微压差传感器I17、微压差传感器II18的目标值设定主要是为了应对传感器可能出现的零点漂移误差，以提高系统的控制灵活性及精度。状态栏区域用于显示目前串口状态、实验进度、系统时间、作者简介和退出程序按钮。通过该界面的通道清理/停止清理按钮，可同时打开取样通路电磁阀8、旁通通路电磁阀9，从而清理颗粒物取样管路。通过开始/继续、暂停、停止按钮可随时开始/继续、暂停或停止某个实验过程。

一种柴油机排气微粒部分流等动态稀释取样控制方法，包括：电控单元20接受上位机21下传的微压差传感器I17目标值、微压差传感器II18目标值、旁通时间、取样时间、循环次数，以及开始/继续、暂停、停止、通道清理/停止清理按钮的不同指令信息。通过预存入电控单元20中的程序控制取样通路电磁阀8、旁通通路电磁阀9的开闭和比例阀I15、比例阀II16的开度。同时，电控单元20采集微压差传感器I17、微压差传感器II18的信号，与上位机21预先设定的目标压差值比较，利用数字PID控制子程序计算驱动比例阀I15、比例阀II16的PWM信号值，分别输出到集成驱动芯片I、集成驱动芯片II的控制端，集成驱动芯片I、集成驱动芯片II将PWM信号转换成直流电压输出，其大小随PWM信号占空比改变。比例阀I15、比例阀II16的电子卡片接受直流控制讯号的输入，提供比例式控制，实时调节比例阀I15、比例阀II16的开度，使得微压差传感器I17、微压差传感器II18的测量值与目标值始终保持一致。利用单片机中的PIT中断服务例程，每隔1s向上位机21传送温度传感器19、比例阀I15开度、比例阀II16开度、微压差传感器I17、微压差传感器II18的测量数据，供实验人员随时监控系统的工作状态。所述的数字PID控制子程序的比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd均设置为恒定值，保持稳定的调节速率。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和有效增益：

1.通过设计的闭环反馈控制系统控制流过分流稀释管路和颗粒物取样管路的分流流量，使得分流比总等于取样探头与排气管(或稀释风道)截面积之比，能够在不采用质量流量计和排气浓度分析仪的情况下，实现柴油机排气微粒的收集测量功能，控制精度高、测试和维护成本低。

2.颗粒物取样管路中加设一旁通通路，选用与取样通路相同尺寸的电磁阀和滤纸保持架，从而能够保证在取样和旁通切换时，颗粒物取样管路中的流动状态稳定，不致引起比例阀II16的超调和不必要的微粒测量误差。

3.将取样泵13部分出口气重新引入传递管末端和取样泵13入口处，从而控制发动机原始排气和稀释排气的分流比恒定，无需外部空气源辅助，结构简单紧凑。

4.利用Visual Basic自主开发上位机21的控制界面，与电控单元20(下位机)实现监控通讯和数据通讯功能，单界面显示清晰，操作方便；实验过程中，通过上、下位间的协同工作，除更换滤纸外，实验人员无需多余操作，即可完成预设的单滤纸或多滤纸实验。

附图说明

图1为本发明的部分流等动态稀释取样系统连接示意图。

图2为控制系统的硬件连接简图。

图3为比例阀PID控制方法原理图。

图4为下位机控制程序总体流程图。

图5为上位机控制程序界面。

结合附图1在其上标记以下附图标记：

1-排气管；2-排气动态取样探头及传递管；3-稀释风道；4-稀释空气过滤器；5-抽气泵；6-颗粒物动态取样探头及输送管；7-三通接头；8-取样通路电磁阀；9-旁通通路电磁阀；10-取样通路滤纸保持架；11-旁通通路滤纸保持架；12-滤清器；13-取样泵；14-稳压箱；15-比例阀I；16-比例阀II；17-微压差传感器I；18-微压差传感器II；19-温度传感器；20-电控单元；21-上位机

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

本发明的工作原理如下：

电控单元20(下位机)上电开始工作，且上位机21串口正确配置后，通过RS232串口通信协议及自定义的数据格式，上、下位机可以实现数据的双向传输。预先存储在电控单元20中的PIT中断服务例程负责每隔10ms采集一次温度传感器19、比例阀I15开度、比例阀II16开度、微压差传感器I17、微压差传感器II18的信号，并每隔1s向上位机21传送一次采集数据，供用户监测系统的状态。同时，上位机21亦可将设定的旁通时间、取样时间、微压差传感器I17目标值、微压差传感器II18目标值，以及开始/继续、暂停、停止、通道清理/停止清理按钮的不同指令信息下传给电控单元20。电控单元20中的主函数根据接收到的时间设定和不同指令信息控制取样通路电磁阀8、旁通通路电磁阀9的开闭。电控单元20中的RTI中断服务例程每隔16ms将微压差传感器I17、微压差传感器II18的测量值与上位机21下传的目标值进行一次比较，并计算输出PWM控制信号，用于调节比例阀I15、比例阀II16的开度，使得微压差传感器I17、微压差传感器II18的测量值始终等于或接近其目标值，最终实现发动机原始排气和稀释排气的等动态取样。

所述的PIT中断服务例程如图4所示，主要包括负责采集温度传感器19、比例阀I15开度、比例阀II16开度、微压差传感器I17、微压差传感器II18信号的子程序，并对A/D转换结果进行30次数字滤波处理(中值滤波+均值滤波)，以及负责实现数据上传功能的SCI串行通信子程序。所述的RTI中断服务例程如图4所示，主要包括用于闭环反馈调节比例阀I15、比例阀II16开度的数字PID控制子程序，以及输出PWM控制信号的子程序。结合比例阀PID控制方法原理图3，可以得到所述的数字PID控制子程序的计算式如下：

${\mathrm{PWM}}_{\mathrm{pv}-1}=K_{p-\mathrm{const}}\×{(P_{1-\mathrm{total}}-P_{1-\mathrm{real}})}_n+K_{i-\mathrm{const}}\×\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(P_{1-\mathrm{total}}-P_{1-\mathrm{real}})+K_{d-\mathrm{const}}\×[{(P_{1-\mathrm{total}}-P_{1-\mathrm{real}})}_n-{(P_{1-\mathrm{total}}-P_{1-\mathrm{real}})}_{n-1}]$

${\mathrm{PWM}}_{\mathrm{pv}-2}=K_{p-\mathrm{const}}\×{(P_{2-\mathrm{total}}-P_{2-\mathrm{real}})}_n+K_{i-\mathrm{const}}\×\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(P_{2-\mathrm{total}}-P_{2-\mathrm{real}})+K_{d-\mathrm{const}}\×[{(P_{2-\mathrm{total}}-P_{2-\mathrm{real}})}_n-{(P_{2-\mathrm{total}}-P_{2-\mathrm{real}})}_{n-1}]$

其中PWM_pv-1为比例阀I15的控制信号，P_1-total为微压差传感器I17的目标值，P_1-real为微压差传感器I17的实际值，PWM_pv-2为比例阀II16的控制信号，P_2-total为微压差传感器II18的目标值，P_2-real为微压差传感器II18的实际值，K_p-const为比例系数，K_i-const为积分系数，K_d-const为微分系数。

本发明的工作过程如下：

起动发动机进行预热，接通抽气泵5和取样泵13电源，运行上位机21控制程序并对串口配置区域的串口各项属性进行设置，打开串口以允许上、下位机间数据通信，准备进行排气微粒测量实验。电控单元20上电开始工作，其控制程序总体流程图如图4所示。首先进入主函数，初始化芯片及模块，设定有关寄存器的值，将定义的变量调入RAM中。其中PIT模块初始化为使能中断、RTI模块初始化为禁止中断，之后进入主循环，等待接收上位机21下传的信号，并每隔1s向上位机21传送一次温度传感器19、比例阀I15开度、比例阀II16开度、微压差传感器I17、微压差传感器II18的测量值，供用户监测系统的状态。进入主循环后，首先判断SCI模块的接收数据寄存器是否已满，如果没有，说明没有收到数据，继续等待，如果已满，先关PIT中断，再接受数据，并给相应变量赋值。这是因为一旦进入PIT中断服务例程，其执行时间较长，会影响主循环中串行数据的正常接受。之后进行电磁阀控制操作和RTI中断的设置，由接收到的上位机21操作指令，具体决定取样通路电磁阀8、旁通通路电磁阀9的开闭和RTI中断的开关：如果需要对颗粒物取样管路进行清理，按下通道清理按钮，则下位机主函数执行取样通路电磁阀8开、旁通通路电磁阀9开，通过取样泵13清除管路中的残留杂质。通道清理数十秒后即可按下停止清理按钮，则执行取样通路电磁阀8关、旁通通路电磁阀9开，等待开始多滤纸或单滤纸实验。首先需选择实验类型，如果开始多滤纸实验，则先确定实验工况，之后执行取样通路电磁阀8关、旁通通路电磁阀9开，并使能RTI中断；当设置的旁通时间溢出后，则执行取样通路电磁阀8开、旁通通路电磁阀9关，取样滤纸开始收集微粒；当设置的取样时间溢出后，则再次执行取样通路电磁阀8关、旁通通路电磁阀9开，取样滤纸停止收集微粒，更换滤纸后即可进行下一工况的排气微粒测量实验。如果开始单滤纸实验，先执行取样通路电磁阀8关、旁通通路电磁阀9开，并使能RTI中断；当设置的旁通时间溢出后，则执行取样通路电磁阀8开、旁通通路电磁阀9关，取样滤纸开始收集微粒；当设置的取样时间溢出后，则再次执行取样通路电磁阀8关、旁通通路电磁阀9开，该工况取样结束，并依此步骤自动开始下一工况；当ESC实验循环的最后一个工况设置的取样时间溢出后，执行取样通路电磁阀8关、旁通通路电磁阀9开，取出滤纸后，实验结束。如果暂停多滤纸或单滤纸实验，则执行取样通路电磁阀8关、旁通通路电磁阀9开，关RTI中断，同时保持当前实验进度(不重新计时)。如果停止多滤纸或单滤纸实验，则执行取样通路电磁阀8关、旁通通路电磁阀9开，并关RTI中断，同时复位当前实验进度(重新计时)。

以上仅以单次ESC试验循环为例，描述了运行单滤纸实验时程序的执行过程，编制的上、下位机程序无需修改，即可应用于任意的稳态工况循环。若发动机排气微粒较少，只要在上位机21控制界面重新设定循环次数，取样滤纸就能够收集到足够多的微粒质量。单滤纸实验需与带程序控制功能的测功机相配合，取样时间对应发动机当前工况稳定运转时间，旁通时间对应工况过度时间。

Claims (5)

1.一种柴油机排气微粒部分流等动态稀释取样系统，利用微压差传感器I17闭环反馈控制的分流稀释管路，将恒定比例的发动机排气分流通过排气动态取样探头及传递管2引入稀释风道3，并与干净空气混合形成均匀的稀释排气；利用微压差传感器II18闭环反馈控制的颗粒物取样管路，将恒定比例的稀释排气分流通过颗粒物动态取样探头及输送管6引入取样通路滤纸保持架10，由安放在保持架中的取样滤纸收集排气微粒；其特征在于：

所述的分流稀释管路各部件的连接关系是：稀释空气过滤器4、稀释风道3和抽气泵5依次通过法兰连接；排气动态取样探头安装在排气管1中心线上，面向上游，且至少在排气动态取样探头顶端上游6倍管径处和下游3倍管径处，排气管1应无弯头、弯管和管径突变；稳压箱14出口端与比例阀I15入口段相连，比例阀I15出口端则与传递管末端相连，用以调节微压差传感器I17测量值与目标值一致；传递管末端面向下游，固定在稀释风道3中心线上；微压差传感器I17两端分别通过管路与排气动态取样探头和排气管1相连；

所述的颗粒物取样管路各部件的连接关系是：颗粒物动态取样探头面向上游，安装在稀释风道3中心线上，距排气进入稀释风道3处大约10倍风道管径的下游；颗粒物动态取样探头及输送管6、三通接头7、取样通路电磁阀8、取样通路滤纸保持架10、滤清器12、取样泵13、稳压箱14依次通过管道连接；旁通通路电磁阀9和旁通通路滤纸保持架11先串接，再通过三通接头7与取样通路电磁阀8、取样通路滤纸保持架10并联，从而能够通过取样通路电磁阀8、旁通通路电磁阀9任意控制微粒取样的开始和停止时刻；比例阀II16与取样泵13并联，用以调节微压差传感器II18测量值与目标值一致，微压差传感器II18两端分别通过管路与颗粒物动态取样探头和稀释风道3相连。

2.根据权利要求1所述的一种柴油机排气微粒部分流等动态稀释取样系统，其特征在于：所述的闭环反馈控制，由温度传感器19、微压差传感器I17、微压差传感器II18、比例阀I15、比例阀II16、取样通路电磁阀8、旁通通路电磁阀9、上位机21、外部电源分别与电控单元20通过线速相连组成；其中，取样通路电磁阀8选为常开型，旁通通路电磁阀9选为常开型，比例阀I15、比例阀II16均带电压反馈功能；

所述的电控单元20包括：MC9S12XS128单片机、电源电路、串行接口电路、时钟电路、复位电路、集成驱动芯片I、集成驱动芯片II、继电器I、继电器II，以及模拟量输入、PWM信号输出和通用I/O接口针脚；串行接口电路一端与单片机中的SCI模块引脚连接，另一端与上位机21(计算机)的SCI总线接口连接，实现电控单元20与上位机21的数据通信功能。

3.根据权利要求2所述的一种柴油机排气微粒部分流等动态稀释取样系统，其特征在于：所述的温度传感器19、微压差传感器I17、微压差传感器II18、比例阀I15、比例阀II16通过模拟量输入针脚与单片机A/D功能模块引脚连接；集成驱动芯片I、集成驱动芯片II的控制端通过PWM信号输出针脚与单片机PWM功能模块引脚连接；继电器I、继电器II的控制端通过通用I/O接口针脚与单片机通用I/O接口引脚连接；集成驱动芯片I、集成驱动芯片II的输出端分别与比例阀I15、比例阀II16的电子卡片连接；继电器I、继电器II的输出端分别与取样通路电磁阀8、旁通通路电磁阀9连接。

4.根据权利要求2所述的一种柴油机排气微粒部分流等动态稀释取样系统，其特征在于：所述的上位机21安装有自主开发的控制程序，该控制程序界面按照功能不同被分成串口配置、单滤纸实验、多滤纸实验、系统示意图、系统状态显示及压差目标值设定、状态栏共6块主要区域；串口配置区域可完成串口各项属性(端口号、波特率、数据位、停止位、校验位)的设置，并可自动获取计算机的可用串行端口供用户选择；多滤纸实验区域可选择不同的工况并设置相应的取样时间、旁通时间，再通过串口将时间设定信息下传给电控单元20，继而由电控单元20控制取样通路电磁阀8、旁通通路电磁阀9的开闭；单滤纸实验区域用于设定某个试验循环各工况对应的取样时间(与各工况加权系数成正比)、旁通时间以及循环次数，再通过串口将设定信息下传给电控单元20，继而由电控单元20控制取样通路电磁阀8、旁通通路电磁阀9的开闭；系统示意图显示区域，顾名思义可以查看图所示的系统方案示意图，供实验人员了解本稀释取样系统的测量原理；系统状态显示及压差目标值设定区域用于显示温度传感器19、比例阀I15开度、比例阀II16开度、微压差传感器I17、微压差传感器II18的实际测得值，均由电控单元20采集并上传，微压差传感器I17、微压差传感器II18的目标值设定主要是为了应对传感器可能出现的零点漂移误差，以提高系统的控制灵活性及精度；状态栏区域用于显示目前串口状态、实验进度、系统时间、作者简介和退出程序按钮；通过该界面的通道清理/停止清理按钮，可同时打开取样通路电磁阀8、旁通通路电磁阀9，从而清理颗粒物取样管路；通过开始/继续、暂停、停止按钮可随时开始/继续、暂停或停止某个实验过程。

5.一种柴油机排气微粒部分流等动态稀释取样控制方法，其特征在于：电控单元20接受上位机21下传的微压差传感器I17目标值、微压差传感器II18目标值、旁通时间、取样时间、循环次数，以及开始/继续、暂停、停止、通道清理/停止清理按钮的不同指令信息；通过预存入电控单元20中的程序控制取样通路电磁阀8、旁通通路电磁阀9的开闭和比例阀I15、比例阀II16的开度；同时，电控单元20采集微压差传感器I17、微压差传感器II18的信号，与上位机21预先设定的目标压差值比较，利用数字PID控制子程序计算驱动比例阀I15、比例阀II16的PWM信号值，分别输出到集成驱动芯片I、集成驱动芯片II的控制端，集成驱动芯片I、集成驱动芯片II将PWM信号转换成直流电压输出，其大小随PWM信号占空比改变；比例阀I15、比例阀II16的电子卡片接受直流控制讯号的输入，提供比例式控制，实时调节比例阀I15、比例阀II16的开度，使得微压差传感器I17、微压差传感器II18的测量值与目标值始终保持一致；利用单片机中的PIT中断服务例程，每隔1s向上位机21传送温度传感器19、比例阀I15开度、比例阀II16开度、微压差传感器I17、微压差传感器II18的测量数据，供实验人员随时监控系统的工作状态；所述的数字PID控制子程序的比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd均设置为恒定值，保持稳定的调节速率。

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