CN105604665A - 喷雾特性分析装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种喷雾特性分析装置及基于该装置的分析方法，能够准确测试用于定量评价SCR喷射系统的喷雾情况的关键参数，效率较高。装置包括SCR喷射系统、激光发射器、激光接收器、摄像机和处理器；其中，处理器包括信号处理器和图像处理器，激光发射器发射的激光经穿过SCR喷射系统的喷嘴喷射的尿素喷雾后由激光接收器接收，信号处理器连接激光接收器，用于获取激光接收器接收的激光信号，对激光信号进行处理，得到尿素喷雾的颗粒粒径，以及尿素喷雾的颗粒粒径的分布情况，摄像机连接图像处理器，用于采集不同时刻尿素喷雾的图像，并将图像传输给图像处理器，图像处理器，用于对图像进行处理，得到尿素喷雾的贯穿距和锥角。
Description
技术领域
本发明涉及发动机排出的尾气后处理技术领域，具体涉及一种喷雾特性分析装置及基于该装置的分析方法。
背景技术
选择性催化还原(SelectiveCatalyticReduction)技术应用于柴油机后处理系统中，用于消除排气污染物NOx，简称SCR喷射系统。SCR喷射系统包括控制器、尿素泵、喷嘴、连接管路等部件，是柴油机排放升级中用到的关键零部件，SCR喷射系统的喷雾情况直接影响废气污染物的转化效率以及尿素结晶问题。目前主要采用发动机台架排放性能验证以及结晶试验来验证SCR喷射系统是否能够达到设计指标，工作量巨大，并且效率比较低，不能有效的对SCR喷射系统的喷雾情况进行量化分析。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种喷雾特性分析装置及基于该装置的分析方法，能够准确测试用于定量评价SCR喷射系统的喷雾情况的喷雾颗粒粒径、喷雾颗粒粒径的分布情况、喷雾贯穿距、喷雾锥角等关键参数，效率较高。
为此目的，一方面，本发明提出一种喷雾特性分析装置，包括：
SCR喷射系统、激光发射器、激光接收器、摄像机和处理器；其中，
所述处理器包括信号处理器和图像处理器，
所述激光发射器发射的激光经穿过SCR喷射系统的喷嘴喷射的尿素喷雾后由所述激光接收器接收，
所述信号处理器连接所述激光接收器，用于获取所述激光接收器接收的激光信号，对所述激光信号进行处理，得到所述尿素喷雾的颗粒粒径，以及所述尿素喷雾的颗粒粒径的分布情况，
所述摄像机连接图像处理器，用于采集不同时刻所述尿素喷雾的图像，并将所述图像传输给所述图像处理器，
所述图像处理器，用于对所述图像进行处理，得到所述尿素喷雾的贯穿距和锥角。
另一方面，本发明提出一种喷雾特性分析方法，包括：
由信号处理器获取激光接收器接收的激光信号，对所述激光信号进行处理，得到SCR喷射系统的喷嘴喷射的尿素喷雾的颗粒粒径，以及所述尿素喷雾的颗粒粒径的分布情况，同时由图像处理器对摄像机采集的不同时刻的尿素喷雾的图像进行处理，得到所述尿素喷雾的贯穿距和锥角。
本发明实施例所述的喷雾特性分析装置及基于该装置的分析方法，由信号处理器对穿过SCR喷射系统的喷嘴喷射的尿素喷雾后由激光接收器接收的激光信号进行处理，得到SCR喷射系统的喷嘴喷射的尿素喷雾的颗粒粒径，以及所述尿素喷雾的颗粒粒径的分布情况，同时由图像处理器对摄像机采集的不同时刻的尿素喷雾的图像进行处理，得到所述尿素喷雾的贯穿距和锥角，能够准确、高效地测试用于定量评价SCR喷射系统的喷雾情况的喷雾颗粒粒径、喷雾颗粒粒径的分布情况、喷雾贯穿距、喷雾锥角等关键参数，便于定量评价SCR喷射系统的喷雾情况，有助于提高SCR喷射系统设计的准确率，而且过程简单，从而能够可以有效减少发动机台架的验证工作，节约大量的试验资源和费用。
附图说明
图1为本发明喷雾特性分析装置一实施例的结构示意图；
图2为选取的喷雾粒径测试点的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施例公开一种喷雾特性分析装置，包括：
激光发射器1、激光接收器2、摄像机3、处理器4和SCR喷射系统5；其中，
所述处理器4包括信号处理器和图像处理器，
所述激光发射器1发射的激光经穿过SCR喷射系统5的喷嘴喷射的尿素喷雾后由所述激光接收器2接收，
所述信号处理器连接所述激光接收器2，用于获取所述激光接收器2接收的激光信号，对所述激光信号进行处理，得到所述尿素喷雾的颗粒粒径，以及所述尿素喷雾的颗粒粒径的分布情况，
所述摄像机3连接图像处理器，用于采集不同时刻所述尿素喷雾的图像，并将所述图像传输给所述图像处理器，
所述图像处理器，用于对所述图像进行处理，得到所述尿素喷雾的贯穿距和锥角。
空压机为尿素喷射系统提供压力稳定的气源，调压装置将压力调整至喷射系统需要的气压，控制器、尿素泵和喷嘴是SCR喷射系统的主要组成部分，喷嘴的角度可以根据需求进行设定。
在进行测试之前，需要将测试的尿素泵和喷嘴固定在试验台上，并将尿素管路和压缩空气管路连接好，手动测试尿素喷射系统工作是否正常。
激光发射器、激光接收器、信号处理器三部分负责采集尿素喷雾的粒径数据并进行数据处理，输出SCR喷射系统喷雾粒径的分布情况。
摄像机用于记录不同时刻的喷雾状态，通过图像处理器输出SCR喷射系统的尿素喷雾锥角、贯穿距和喷雾发展的过程，能够便于从技术指标上可量化比对不同SCR喷射系统的差异，为SCR催化消声器的设计提供相应的设计输入，降低尿素结晶的风险。
在本发明尿素喷雾的颗粒粒径的计算过程中，测量点的选取可以采用如图2所示的选取位置，即在喷雾截面上选取过圆心的4条线段(选取的4条线段将喷雾截面分成相等的8份)，然后在这4条线段上均匀选取测量点作为目的测量点。
本发明实施例所述的喷雾特性分析装置，由信号处理器对穿过SCR喷射系统的喷嘴喷射的尿素喷雾后由激光接收器接收的激光信号进行处理，得到SCR喷射系统的喷嘴喷射的尿素喷雾的颗粒粒径，以及所述尿素喷雾的颗粒粒径的分布情况，同时由图像处理器对摄像机采集的不同时刻的尿素喷雾的图像进行处理，得到所述尿素喷雾的贯穿距和锥角，能够准确、高效地测试用于定量评价SCR喷射系统的喷雾情况的喷雾颗粒粒径、喷雾颗粒粒径的分布情况、喷雾贯穿距、喷雾锥角等关键参数，便于定量评价SCR喷射系统的喷雾情况，有助于提高SCR喷射系统设计的准确率，而且过程简单，从而能够可以有效减少发动机台架的验证工作，节约大量的试验资源和费用。
可选地，在本发明喷雾特性分析装置的另一实施例中，所述信号处理器，用于对所述尿素喷雾的颗粒粒径进行处理，得到距离所述喷嘴的喷孔不同距离的喷雾截面位置的喷雾颗粒的粒径。
可选地，在本发明喷雾特性分析装置的另一实施例中，所述SCR喷射系统还包括：
尿素泵、空压机和调压装置；其中，
所述尿素泵通过连接管路与所述喷嘴连接，
所述调压装置通过连接管路与所述空压机和尿素泵连接，
所述空压机，用于为所述SCR喷射系统提供压力稳定的空气气源，所述空压机产生的气体经所述调压装置进行调压后通过连接管路进入所述尿素泵，将所述尿素泵产生的尿素溶液经连接管路传送至所述喷嘴处，并通过所述喷嘴的喷孔喷射出来。
可选地，在本发明喷雾特性分析装置的另一实施例中，连接所述调压装置和尿素泵的连接管路上设置有压力表，用于检测经所述调压装置进行调压后的气体压力，并进行显示。
可选地，在本发明喷雾特性分析装置的另一实施例中，连接所述调压装置和尿素泵的连接管路上还设置有流量计，用于检测连接所述调压装置和尿素泵的连接管路内的气体流量，并进行显示。
可选地，在本发明喷雾特性分析装置的另一实施例中，所述尿素泵和喷嘴固定在实验台上。
本实施例公开一种利用前述实施例任一项所述的喷雾特性分析装置进行喷雾特性分析的方法，包括：
由信号处理器获取激光接收器接收的激光信号，对所述激光信号进行处理，得到SCR喷射系统的喷嘴喷射的尿素喷雾的颗粒粒径，以及所述尿素喷雾的颗粒粒径的分布情况，同时由图像处理器对摄像机采集的不同时刻的尿素喷雾的图像进行处理，得到所述尿素喷雾的贯穿距和锥角。
本发明实施例所述的喷雾特性分析的方法，由信号处理器对穿过SCR喷射系统的喷嘴喷射的尿素喷雾后由激光接收器接收的激光信号进行处理，得到SCR喷射系统的喷嘴喷射的尿素喷雾的颗粒粒径，以及所述尿素喷雾的颗粒粒径的分布情况，同时由图像处理器对摄像机采集的不同时刻的尿素喷雾的图像进行处理，得到所述尿素喷雾的贯穿距和锥角，能够准确、高效地测试用于定量评价SCR喷射系统的喷雾情况的喷雾颗粒粒径、喷雾颗粒粒径的分布情况、喷雾贯穿距、喷雾锥角等关键参数，便于定量评价SCR喷射系统的喷雾情况，有助于提高SCR喷射系统设计的准确率，而且过程简单，从而能够可以有效减少发动机台架的验证工作，节约大量的试验资源和费用。
本发明对SCR喷射系统的应用及评价有着非常重要的意义，立足于发动机企业，利用搭建的测试平台，替代了传统的通过发动机台架试验验证对SCR喷射系统进行评价的方法，量化了评价的指标，提高了评价的效率，缩短了开发周期，节省了开发资源，为发动机企业考核SCR喷射系统喷雾特性的关键指标提供了一种创新的思维和方法。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (7)
1.一种喷雾特性分析装置，包括SCR喷射系统，其特征在于，还包括：
激光发射器、激光接收器、摄像机和处理器；其中，
所述处理器包括信号处理器和图像处理器，
所述激光发射器发射的激光经穿过所述SCR喷射系统的喷嘴喷射的尿素喷雾后由所述激光接收器接收，
所述信号处理器连接所述激光接收器，用于获取所述激光接收器接收的激光信号，对所述激光信号进行处理，得到所述尿素喷雾的颗粒粒径，以及所述尿素喷雾的颗粒粒径的分布情况，
所述摄像机连接图像处理器，用于采集不同时刻所述尿素喷雾的图像，并将所述图像传输给所述图像处理器，
所述图像处理器，用于对所述图像进行处理，得到所述尿素喷雾的贯穿距和锥角。
2.根据权利要求1所述的喷雾特性分析装置，其特征在于，所述信号处理器，用于对所述尿素喷雾的颗粒粒径进行处理，得到距离所述喷嘴的喷孔不同距离的喷雾截面位置的喷雾颗粒的粒径。
3.根据权利要求1所述的喷雾特性分析装置，所述SCR喷射系统还包括：
尿素泵、空压机和调压装置；其中，
所述尿素泵通过连接管路与所述喷嘴连接，
所述调压装置通过连接管路与所述空压机和尿素泵连接，
所述空压机，用于为所述SCR喷射系统提供压力稳定的空气气源，所述空压机产生的气体经所述调压装置进行调压后通过连接管路进入所述尿素泵，将所述尿素泵产生的尿素溶液经连接管路传送至所述喷嘴处，并通过所述喷嘴的喷孔喷射出来。
4.根据权利要求3所述的喷雾特性分析装置，其特征在于，连接所述调压装置和尿素泵的连接管路上设置有压力表，用于检测经所述调压装置进行调压后的气体压力，并进行显示。
5.根据权利要求4所述的喷雾特性分析装置，其特征在于，连接所述调压装置和尿素泵的连接管路上还设置有流量计，用于检测连接所述调压装置和尿素泵的连接管路内的气体流量，并进行显示。
6.根据权利要求3所述的喷雾特性分析装置，其特征在于，所述尿素泵和喷嘴固定在实验台上。
7.一种利用权利要求1至6任一项所述的喷雾特性分析装置进行喷雾特性分析的方法，其特征在于，包括：
由信号处理器获取激光接收器接收的激光信号，对所述激光信号进行处理，得到SCR喷射系统的喷嘴喷射的尿素喷雾的颗粒粒径，以及所述尿素喷雾的颗粒粒径的分布情况，同时由图像处理器对摄像机采集的不同时刻的尿素喷雾的图像进行处理，得到所述尿素喷雾的贯穿距和锥角。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160525 |