CN108195764A - 对尾气遥测系统进行标定或验证的标准气发生系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对尾气遥测系统进行标定或验证的标准气发生系统及方法。标准气发生系统包括运动模拟装置、配气模块、多路质量流量控制器和加热模块，配气模块用于产生标准气的原始输入气体；多路质量流量控制器用于对所述原始输入气体进行流量控制以输出所需浓度的混合气体；加热模块用于对所述混合气体进行加温控制，输出标准气；配气模块、多路质量流量控制器和加热模块依次连接；配气模块、多路质量流量控制器和加热模块均设置于所述运动模拟装置上。本发明能够按照预先设定的速度、加速度和轨迹模拟被测机动车运行，配气与控制模块可按照预设浓度、排量、温度等参数进行配气，因此能够在线、实时的对机动车尾气遥测系统进行准确标定与验证。

Description

对尾气遥测系统进行标定或验证的标准气发生系统及方法

技术领域

本发明涉及尾气遥测系统标定技术领域，尤其涉及一种对尾气遥测系统进行标定或验证的标准气发生系统及发生、标定与验证方法。

背景技术

为了对机动车尾气污染物排放加以控制，国家出台了一系列的环境保护标准，其中包括最近出台的《在用柴油车排气污染物测量方法及技术要求(遥感检测法)》(HJ845-2017)。标准规定了利用光学原理远距离感应测量行驶机动车排气污染物的方法。标准规定的机动车尾气测量组份有：CO，CO2，NO，CH(总碳氢化合物)，颗粒物浓度等参数，而在一些地方标准中会更加严格的加入如SO₂，NH₃等气体的控制。这些物质都会对人体、环境造成很大的影响，所以必须加以控制。

目前，各种检测系统所用的分析仪器，都是预先在实验室进行标定之后，再安装到现场，一般通过装有固定浓度的标准气体池进行标定。这种标定方式只能对固定的浓度进行标定，而无法对真实的排放情况进行标定，且无法对系统的准确性进行验证，难以成为有权威的检测。

机动车尾气遥感检测系统，能够在线实时的对机动车尾气的实际排放情况进行全天候无人值守的检测。一般采用的遥测方法有非分散红外、非分散紫外、激光光谱分析仪等，对尾气进行测量。这些仪器的标定和验证一般在实验室内进行。而在工作现场，由于缺乏有效的标定手段，只能通过固定浓度的小型气体池，对仪器进行定期标定，但这种方法存在巨大的缺陷，且无法真实地验证系统的准确性。

总结目前尾气遥测系统标定与验证技术，主要存在以下缺点：

只能标定检测仪表，而无法标定、验证整个测量系统；

不能够真实地模拟机动车尾气的实际排放情况，无法按照不同机动车尾气排放情况配制各种不同浓度的标准气，只能对分析仪的量程进行简单的标定，也无法验证系统的有效性，从而降低机动车尾气遥测系统的可信度。

无法模拟出机动车实际运行情况下，不同的机动车速度、不同的运行轨迹，系统检测结果存在偏差，从而降低检测的准确性；

无法模拟尾气的真实扩散情况及测量时尾气处于遥测系统的不同位置时导致测量结果的不同。

因此，针对上述描述的缺点，为了能最大限度地模拟在机动车真实运行的情况下，各种不同条件下尾气的实际排放，以及尾气的实际扩散，从而为机动车尾气遥测系统的标定与验证提供有效的技术，提高机动车尾气遥测系统的测量准确性，有必要提供一种新的尾气遥测系统的标准气发生系统及发生、标定与验证方法。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种对尾气遥测系统进行标定或验证的标准气发生系统及方法，以最大限度地模拟在机动车真实运行的情况下，各种不同条件下尾气的实际排放，从而为尾气遥测系统的标定与验证提供有效的保障。

本发明提供一种对尾气遥测系统进行标定或验证的标准气发生系统，所述标准气发生系统包括运动模拟装置、配气模块、多路质量流量控制器和加热模块，所述配气模块用于产生标准气的原始输入气体；所述多路质量流量控制器用于对所述原始输入气体进行流量控制以输出所需浓度的混合气体；所述加热模块用于对所述混合气体进行加温控制，输出标准气；所述配气模块、多路质量流量控制器和加热模块依次连接；所述运动模拟装置模拟排放尾气装置的运行状态；所述配气模块、多路质量流量控制器和加热模块均设置于所述运动模拟装置上。

上述的标准气发生系统，所述系统还包括系统控制模块，所述系统控制模块分别与所述多路质量流量控制器和所述加热模块连接。

上述的标准气发生系统，所述系统还包括标准气位置可调装置，所述标准气位置可调装置与所述加热模块连接。

上述的标准气发生系统，所述配气模块包括标准气装置、稀释气发生器和颗粒物发生器，所述标准气装置、稀释气发生器和颗粒物发生器分别与所述多路质量流量控制器连接。

上述的标准气发生系统，所述系统还包括气瓶固定支架，所述气瓶固定支架固定安装于所述运动模拟装置上；所述标准气装置、稀释气发生器和颗粒物发生器分别固定于所述气瓶固定支架上。

本发明还提供一种利用上述的标准气发生系统发生标准气的方法，包括以下步骤：

使所述运动模拟装置模拟机动车的运行状态；

将所述运动模拟装置上产生的标准气、稀释气、颗粒物通过流量控制进行浓度配比，控制加热后，输出被测尾气遥测系统标定或验证用标准气体。

上述的方法，还包括：调节所述标准气体的位置以将所述标准气体排到指定位置。标准气位置的调节一方面使得遥测系统的标定与验证能真实模拟被测尾气的实际位置情况，另一方面便于将气体排放到指定的回收装置。

上述的方法，还包括：通过系统控制模块自动实时控制所述标准气体的流量、浓度配比、温度、排放量、位置及运行状态。

本发明还提供一种对尾气遥测系统进行标定的方法，包括：通过上述方法产生标定标准气体；对所述尾气遥测系统进行在线标定。

本发明还提供一种对尾气遥测系统进行验证的方法，所述方法包括：

通过上述方法产生标定标准气体；对所述尾气遥测系统进行在线验证。

本发明能够最大限度地模拟机动车真实运行的情况，能够按照预先设定的速度、加速度和轨迹模拟被测机动车运行，标准气可按照预设浓度、排量、温度等参数进行配制，提高了机动车尾气遥测系统的测量准确性，并且能够在线、实时的对机动车尾气遥测系统进行标定与验证。

附图说明

图1为本发明实施例尾气遥测系统的标准气发生系统结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。

如图1所示，本发明的对尾气遥测系统进行标定或验证的标准气发生系统，包括运动模拟装置10、配气模块20、多路质量流量控制器30和加热模块40，其中所述配气模块20、多路质量流量控制器30和加热模块40依次连接；所述配气模块20、多路质量流量控制器30和加热模块40均设置于所述运动模拟装置10上。运动模拟装置10是为了真实模拟被测装置如机动车的运行状态，包括运动速度、加速度、位置等的设置，可以是任意的运动模块，比如是机动车等。

配气模块20包括标准气装置201、稀释气发生器202和颗粒物发生器203，所述标准气装置201、稀释气发生器202和颗粒物发生器203分别与所述多路质量流量控制器30连接。颗粒物发生器203能够产生标准浓度的颗粒物，模拟汽车尾气中的颗粒物含量。

标准气装置201和稀释气发生器202又可以各自包含多路不同的气体。标准气装置201、稀释气发生器202和颗粒物发生器203各支路气体经多路质量流量控制器30流量调节后，配比为所需浓度的标准气，该混合后的标准气再经加热模块40对气体温度控制后，输出标定或验证所需条件的标准气体。加热模块40可以采用加热管线实现。

多路质量流量控制器30能够对气体的流量进行精密的控制，通过控制每一路气体的流量，精确的配比出所需浓度，所需流量的混合气体，模拟不同车型的排放量。

为了便于实现自动化控制，上述系统还包括系统控制模块50，能够更改和控制系统中各个模块的设置与动作，同时，还能记录实验时的各种条件。所述系统控制模块50分别与所述多路质量流量控制器30和所述加热模块40连接，用于流量和温度的自动控制。

系统控制模块50中的系统软件，能够按照操作员输入的车型、年限，自动模拟排放量，方便操作员进行设置与操作。

加热模块40将配比后的混合气体进行加热，使气体达到不同设置的温度，最大程度的模拟实际机动车尾气的排放。

根据调节需要，上述系统还包括标准气位置可调装置60，所述标准气位置可调装置60与所述加热模块40连接。标准气经位置调节后输入到尾气遥测系统进行标定或验证。位置可调装置60可以是调节排气筒等装置。位置可调装置60能够根据需求，随时调整排气筒在运动模拟装置10上的位置、排气角度，最大程度的复原各种车型的排气特点。

为了实现配气模块20的固定，述系统还包括气瓶固定支架70，所述气瓶固定支架70固定安装于所述运动模拟装置10上；所述标准气装置201、稀释气发生器202和颗粒物发生器203分别固定于所述气瓶固定支架70上。

整个系统可以配备大容量的电池，也可以直接用运动模拟装置10内的电源进行供电。

本发明提供的利用上述的标准气发生系统发生标准气的方法，包括如

下步骤。

使所述运动模拟装置模拟机动车的运行状态，包括对该运动模拟装置进行速度、加速度、位置等参数的调节，以最大限度地模拟被测机动车的实际运行状态。

将所述运动模拟装置上产生的标准气、稀释气、颗粒物通过流量控制进行浓度配比，可配比为各种不同车型、燃油情况下的排放气体，并将该气体控制加热后，输出被测尾气遥测系统标定或验证用标准气体。

上述的方法，还包括：调节所述标准气体的位置以将所述标准气体排到指定位置。标准气位置的调节一方面使得遥测系统的标定与验证能真实模拟被测尾气的实际位置情况。另一方面，若使用的运动模拟装置为一般的燃油车，则需要将其尾气排放口进行改装，将尾气排放到指定的回收装置或较远处，以免干扰或污染标定装置。

上述的方法，进一步还可通过系统控制模块自动实时控制所述标准气体的流量、浓度配比、温度、排放量、位置及运行状态。

本发明提供的对尾气遥测系统进行标定的方法，可包括：设置运动模拟装置的运动速度为慢速，中速，快速三种模式中的一种；通过上述方法产生一系列的标定标准气体；利用尾气遥测系统对这一系列不同浓度的气体的响应值进行建模，建立仪器在运动器不同速度下，对尾气的响应曲线。从而，完成对所述尾气遥测系统进行在线标定。

为了满足遥测系统验证的需求，本发明还提供一种对尾气遥测系统进行验证的方法，所述方法包括：

通过上述方法产生一定浓度的标定标准气体；改变运动模拟装置的运行速度，加速度与运行轨迹；验证运动器运行速度、加速度与运行轨迹对测量结果的影响。改变排放尾气的温度，验证系统对排放尾气温度的敏感度。改变标定标准气的浓度，验证系统对不同浓度气体响应的准确性。

对所述尾气遥测系统的有效性进行在线验证。

本发明与现有技术相比，能够标定、验证整个测量系统。

本发明能够真实地模拟机动车尾气的实际排放情况，能够按照不同机动车尾气排放情况配制各种不同浓度的标准气，而不是只能对分析仪的量程进行简单的标定，能够验证系统的有效性，从而提高机动车尾气遥测系统的可信度。

本发明能够模拟出机动车实际运行情况下，不同的机动车速度、不同的运行轨迹，从而提高检测的准确性。

本发明能够模拟尾气的真实扩散情况及测量时尾气处于遥测系统的不同位置，从而模拟不同的测量结果，整体提高标定的精度。

实施例

本实施例方案的基本构成，如图1所示：运动模拟装置10采用货车实现，另外包括气瓶固定支架70，标准气装置201，稀释气发生器202，颗粒物发生器203，多路质量流量控制30，加热模块40为加热管线，标准气位置可调装置60为排气筒，货车运行状态记录模块，系统控制模块50为系统控制计算机。

货车为电力驱动，其自身的排气筒应该经过改造，在执行校准、标定，验证机动车尾气遥测系统时，通过开关切换，能够将自身的尾气排放到较远处，对标准气发生系统不产生干扰。货车自身能够按照不同的速度，加速度和轨迹进行运行，能够提供全面的运行数据。

货车安装有运行状态记录装置，能够实时地记录货车的运行速度、加速度和轨迹。

货车车厢经过改造，安装有气瓶固定支架70，标准钢瓶气能够安全可靠地固定在支架上，同时，应该符合国家相关运气车的安全标准。

标准气和稀释气为钢瓶气，包含待检测的气体、干扰气体、氮气、压缩空气等气体。钢瓶气在接入质量流量控制器前，需要减压阀进行减压。

将气瓶固定支架70固定在货车车厢上，再将钢瓶标准气装在气瓶固定支架上。多路质量流量控制器50能够根据需求，设置每种气体的流量，从而配制不同浓度的混合气体。带有温度控制的加热管线，能够将配制的气体进行加热，模拟实际的尾气排放温度。货车能够以不同的速度，不同的位置进行行驶，模拟机动车尾气遥测系统实际工作下所检测的机动车运行状态。

可将上述产生的标准气在线连接到尾气遥测系统，实时对遥测系统进行标定与验证。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种对尾气遥测系统进行标定或验证的标准气发生系统，其特征在于，所述标准气发生系统包括运动模拟装置、配气模块、多路质量流量控制器和加热模块，

所述配气模块用于产生标准气的原始输入气体；

所述多路质量流量控制器用于对所述原始输入气体进行流量控制以输出所需浓度的混合气体；

所述加热模块用于对所述混合气体进行加温控制，输出标准气；

所述配气模块、多路质量流量控制器和加热模块依次连接；

所述运动模拟装置模拟排放尾气装置的运行状态；

所述配气模块、多路质量流量控制器和加热模块均设置于所述运动模拟装置上。

2.根据权利要求1所述的标准气发生系统，其特征在于，所述系统还包括系统控制模块，所述系统控制模块分别与所述多路质量流量控制器和所述加热模块连接，分别用于对所述原始输入气体进行流量控制与对所述混合气体进行温度控制。

3.根据权利要求1所述的标准气发生系统，其特征在于，所述系统还包括标准气位置可调装置，所述标准气位置可调装置与所述加热模块连接，用于对所述加热模块输出的标准气进行位置调节。

4.根据权利要求1所述的标准气发生系统，其特征在于，所述配气模块包括标准气装置、稀释气发生器和颗粒物发生器，所述标准气装置、稀释气发生器和颗粒物发生器分别与所述多路质量流量控制器连接，所述标准气、稀释气和颗粒物构成所述原始输入气体。

5.根据权利要求4所述的标准气发生系统，其特征在于，所述系统还包括气瓶固定支架，所述气瓶固定支架固定安装于所述运动模拟装置上；所述标准气装置、稀释气发生器和颗粒物发生器分别固定于所述气瓶固定支架上。

6.一种利用权利要求1至5任一项所述的标准气发生系统发生标准气的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

使所述运动模拟装置模拟机动车的运行状态；

将所述运动模拟装置上产生的标准气、稀释气、颗粒物通过流量控制进行浓度配比，控制加热后，输出被测尾气遥测系统标定或验证用标准气体。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

调节所述标准气体的位置以将所述标准气体排到指定位置。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过系统控制模块自动实时控制所述标准气体的流量、浓度配比、温度、排放量、位置及运行状态。

9.一种对尾气遥测系统进行标定的方法，其特征在于，所述方法包括：

通过权利要求6至8任一所述方法产生标定标准气体；

对所述尾气遥测系统进行在线标定。

10.一种对尾气遥测系统进行验证的方法，其特征在于，所述方法包括：

通过权利要求6至8任一所述方法产生标定标准气体；

对所述尾气遥测系统进行在线验证。