CN108661767A - 一种基于碳加载量检测装置的ntp喷射再生dpf系统及控制方法 - Google Patents

一种基于碳加载量检测装置的ntp喷射再生dpf系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于碳加载量检测装置的NTP喷射再生DPF系统及控制方法，系统主要包括NTP喷射系统、电源供给装置、控制模块和碳加载量检测装置，碳加载量检测装置主要包括检测线圈、数据采集模块、射频放大模块，检测线圈与DPF的过滤层平行放置并置于DPF的封装层中。NTP喷射系统以空气为气源，经NTP发生器放电产生活性物质，采用在线再生与离线再生相结合的方式进行DPF的再生，压差传感器作为辅助修正装置。本发明利用碳加载量代替背压作为检测DPF再生过程的依据，具有精度高、速度快、受干扰因素少等优点，能够更精确的掌控DPF的再生时机，提高NTP的利用率；同时利用排气背压对碳加载量检测装置的精度进行修正，提高检测精度。

Description

一种基于碳加载量检测装置的NTP喷射再生DPF系统及控制 方法
技术领域
本发明属于柴油机尾气后处理技术领域，具体地，涉及一种基于碳加载量检测装置的NTP喷射再生DPF系统及控制方法。
背景技术
柴油机具有较高动力性以及较好的燃油经济性，因而广泛应用于生活中的各个领域。与汽油机相比，柴油发动机扭矩更大、经济性能更好，一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)污染物的排放相对较少，但其颗粒物(Particulate matter,PM)的排放却比较多。PM会对环境和人体造成严重的危害，因此对PM排放的控制尤为重要。柴油机颗粒捕集器(Dieselparticulate filter,DPF)技术被认为是目前降低PM最为有效的后处理手段，捕集效率可达90％以上。但随着对排气中PM的不断捕集，DPF会被堵塞，导致柴油机排气背压升高、性能下降及油耗增加等后果。因此，适时清除DPF上的颗粒物，即实现DPF的再生成为了目前的首要任务。
传统的DPF再生方式主要分为主动再生和被动再生。主动再生技术有燃烧器再生、电加热再生等；被动再生主要包括催化型微粒捕集器、燃油携带催化剂、连续再生技术等。然而两者皆存在缺陷，使用时会受到不同的限制。主动再生能耗大且温度较高，易破坏载体；被动再生需使用添加剂，会造成二次污染且该技术对油品有一定要求，推广受到限制。
低温等离子体(Non-thermal plasma,NTP)技术在污染物处理领域具有高效、处理范围广、净化彻底且能同时处理多种污染物等优势，成为目前内燃机尾气净化领域的研究热点，具有良好的应用前景。NTP发生器通过高压放电，能产生O3、NO2等具有强氧化性的活性物质。将NTP活性物质通入DPF内与PM发生复杂的化学反应，可在远低于PM起燃温度的情况下实现PM的氧化分解，达到去除PM的目的。目前，DPF再生系统多采用排气背压来作为是否需进行再生的判断依据，但是影响排气背压测量精确度的因素很多，例如温度、测量设备误差等。这些影响因素会导致无法进行DPF再生的精确掌控。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有DPF再生判定标准所造成的误差、迟滞以及停机后对再生状态无法检测的问题，同时也为了能够精确掌控DPF内部碳加载量情况而提供的一种基于碳加载量检测装置的NTP喷射再生系统及控制方法。
一种基于碳加载量检测装置的NTP喷射再生DPF系统，包括柴油机、排气管路、压差传感器、NTP控制阀、NTP喷射系统、DPF、电源供给装置、控制模块和用于检测DPF碳加载量的碳加载量检测装置，柴油机与排气管路相连，排气管路内部设有DPF，DPF两端设置压差传感器，DPF与柴油机之间的排气管路上通过管路连接NTP喷射系统，且NTP控制阀设于管路上，NTP喷射系统中的NTP发生器通过导线连接电源供给装置，电源供给装置还连接有碳加载量检测装置，控制模块分别与柴油机、碳加载量检测装置、电源供给装置、NTP控制阀、压差传感器及NTP喷射系统中的供气风机、质量流量计相连接，控制模块通过碳加载量检测装置获得DPF的碳加载量情况，并根据不同碳加载量数据来分别控制质量流量计的流量、逆变升压器的电压，实现DPF的离线再生与在线再生两种工作模式，且在柴油机关闭的情况下，在线再生可以切换至离线再生。
上述方案中，所述NTP喷射系统包括供气风机、质量流量计、NTP发生器、NTP喷射管路和NTP喷嘴，所述供气风机经质量流量计与NTP发生器的进气口相连，NTP发生器出气口连接NTP喷射管路的一端，NTP喷射管路的另一端通过螺纹与NTP喷嘴连接，NTP喷嘴设置在DPF与柴油机之间的排气管路上，NTP控制阀设于NTP喷射管路上。
上述方案中，所述碳加载量检测装置包括检测线圈、数据采集模块和射频放大模块，检测线圈与DPF的过滤层平行放置、且置于DPF的封装层和本体之间，射频放大模块产生射频信号，通过检测线圈向DPF内辐射出去；数据采集模块通过检测线圈接收反射回来的射频信号，并将信号传递给控制模块，检测线圈还分别与数据采集模块、射频放大模块相连接，数据采集模块、射频放大模块均与控制模块相连。
上述方案中，所述电源供给装置包括通过导线依次相连的车载电源、逆变升压器及继电器，继电器与NTP发生器相连，车载电源与数据采集模块、射频放大模块相连。
上述方案中，所述NTP发生器包括进水口、进气口、高压电极、出气口、石英管、低压电极、出水口，低压电极为不锈钢管，不锈钢管两端分别为进水口、出水口，低压电极安装于石英管内部，且与石英管同轴，高压电极包裹于石英管外壁，石英管上设有进气口、出气口，出气口与喷嘴连接；所述高压电极为细铁丝网，石英管作为阻挡介质。
一种基于碳加载量检测装置的NTP喷射再生DPF系统的控制方法，包括步骤：
步骤一：对碳加载量检测装置进行标定，建立不同碳加载量与谐振频率之间的对应关系；在柴油机中等转速2000-2500r/min下，建立不同碳加载量与排气背压之间的关系；对该DPF再生系统进行标定，确定DPF碳加载量上限阀值M1、M2及再生目标值M3、M4，且M3<M4<M1<M2；将碳加载量与谐振频率之间的对应关系、碳加载量与排气背压的对应关系，以及上限阀值M1和M2、再生目标值M3和M4存入控制模块；
步骤二：当柴油机运行时，控制模块通过碳加载量检测装置监测DPF的碳加载量情况，并与控制模块存储的碳加载量上限阀值进行比较，判断是否进行再生：当控制模块监测到碳加载量超过第一碳加载量阀值M1而低于第二阀值M2时，即认为DPF需要进行离线再生，待控制模块接收到停机信号则开始进行再生，NTP发生器将产生的活性物质喷入DPF内进行再生，执行步骤四；
步骤三；当控制模块监测到碳加载量超过第二碳加载量阀值M2时，即认为DPF需进行在线再生，立即打开NTP控制阀及NTP喷射系统，进行在线再生，执行步骤五；
当柴油机停机后，若控制模块检测到剩余碳加载量小于再生目标值M3、M4，则关闭碳加载量检测装置；
步骤四：离线再生时，当控制模块监测到DPF的碳加载量小于第一碳加载量再生目标值M3时，即表明DPF离线再生完成，关闭再生系统；
步骤五：在线再生时，当控制模块监测到DPF的碳加载量小于第二碳加载量再生目标值M4时，即表明DPF在线再生完成，关闭再生系统；在线再生过程中，若控制模块监测的停机信号，则在线再生转为离线再生，再生目标值由第二碳加载量再生目标值M4变为第一碳加载量再生目标值M3；
步骤六：柴油机运行过程中，当转速达到中等转速2000-2500r/min时，控制模块通过压差传感器和碳加载量检测装置获得排气背压与碳加载量数据，并将其对比预存碳加载量与排气背压对应关系，若在相同背压下测得的碳加载量偏离标定数据超过允许范围C，则根据获得数据对该频率下的碳加载量进行修正，并将修正值重新存储控制模块中；其中C≤|m-m标|，m为实时碳加载量，M标为标定碳加载量。
本发明的有益效果：
1、本发明利用碳加载量检测装置可精确掌控DPF再生时机，速度快、精度高，且受干扰因素少，同时还可利用排气背压对检测装置进行修正，保证检测精度。利用碳加载量检测装置进行NTP再生DPF，可自动选择进行离线再生或在线再生，精确监测DPF碳加载量情况，解决了离线再生时通过排气背压无法检测再生是否完成的问题，同时在线再生也可防止因DPF吸附过多碳颗粒而导致发动机故障，离线再生与在线再生的结合也提高了NTP的利用率。
2、通常NTP再生DPF时，由于采用背压判定方式而产生的误差和迟滞，NTP的喷射时机不够精确并且对NTP的利用率也有所下降。本发明将碳加载量检测装置与NTP喷射再生DPF系统进行结合，碳加载量检测装置检测速度快，精度高，不易受到外界因素干扰。碳加载量检测装置还可以监测到DPF内部的碳加载量情况，并且在停机后仍可以运行监测，因此可精确掌控DPF再生时机与NTP喷射时机。在碳加载量检测装置的长期工作中将排气背压作为对比修正的参考，还可以提高检测精确度。
附图说明
图1是基于碳加载量检测装置的NTP喷射再生DPF系统结构示意图；
图2是NTP发生器的结构示意图；
图3是碳加载量检测装置的结构示意简图；
图4是控制模块控制方法的示意图。
附图标记：001-柴油机；002-排气管路；003-压差传感器；004-NTP控制阀；005-DPF封装层；100-NTP喷射系统；101-供气风机；102-质量流量计；103-NTP发生器；104-NTP喷射管路；105-NTP喷嘴；201-DPF；300-碳加载量检测装置；301-检测线圈；302-数据采集模块；303-射频放大模块；400-电源供给系统；401-车载电源；402-逆变升压器；403-继电器；501-控制模块；600-NTP发生器；601-进水口；602-进气口；603-高压电极；604-出气口；605-石英管；606-低压电极；607-出水口。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但是本发明的保护范围并不限于此。
如图1所示，基于碳加载量检测装置的NTP喷射再生DPF系统，包括柴油机001、排气管路002、压差传感器003、NTP控制阀004、NTP喷射系统100、DPF201、电源供给装置400、控制模块501(即ECU，型号为MT20U)和碳加载量检测装置300，NTP喷射系统100包括供气风机101、质量流量计102、NTP发生器103、NTP喷射管路104和NTP喷嘴105，电源供给装置包括400包括车载电源401、逆变升压器402、继电器403。
柴油机001与排气管路002相连，排气管路002内部设有DPF201，DPF201前端100mm处的排气管路002上设有NTP喷嘴105，NTP喷嘴105通过螺纹与NTP喷射管路104一端相连，NTP喷射管路104另一端与NTP发生器103的出气口相连，NTP发生器103的进气口通过质量流量计102与供气风机101相连，NTP喷射管路104上设置有NTP控制阀004；NTP发生器103通过导线依次与继电器403、逆变升压器402、车载电源401相连接，车载电源401给碳加载量检测装置300供电，压差传感器003设置于DPF201两端，碳加载量检测装置300、压差传感器003、供气风机101、质量流量计102、NTP控制阀004、继电器403、逆变升压器402、车载电源401、柴油机001均与控制模块501相连。
供气风机101接收控制模块501信号后向NTP发生器103提供气源，然后NTP喷嘴105向DPF 201喷射活性气体，NTP控制阀004接收控制模块501信号控制管路的开闭，配合NTP通入排气管道。
图2所示为NTP发生器103的具体结构，包括进水口601、进气口602、高压电极603(采用细铁丝网作为高压电极)、出气口604、石英管605(作为阻挡介质)、低压电极606(采用不锈钢管作为低压电极)、出水口607，NTP发生器103的出气口604通过加装NTP控制阀004的喷射管路104的喷嘴105连接；不锈钢管两端分别为进水口601、出水口607，NTP发生器103采用水冷冷却，冷却水由进水口601进入不锈钢管内部并经出水口607排出；石英管605上设有进气口602、出气口604，电源供给系统400用于给NTP发生器103提供触发电源。
NTP发生器103为介质阻挡放电型，高压电极603包裹于石英管605外壁，低压电极606安装于石英管605内部，并与石英管同轴；低压电极606与石英管605之间形成放电间隙，高压电极603为放电区域；供气风机101产生压缩空气，经质量流量计102精确控制流量，形成NTP气源，NTP气源经NTP发生器进气口602进入放电间隙，通过放电区域放电形成NTP活性气体，活性气体经NTP发生器出气口604进入喷射管路104，由喷嘴105喷出参与DPF的再生。
图3为碳加载量检测装置300，包括检测线圈301、数据采集模块302、射频放大模块303，检测线圈301与DPF 201的过滤层平行放置、且置于DPF的封装层005和本体之间，射频放大模块303产生射频信号，通过检测线圈301向DPF内辐射出去；数据采集模块302通过检测线圈301接收反射回来的射频信号，并将信号传递给控制模块501；检测线圈301数据采集模块302、射频放大模块303依次相连，数据采集模块302、射频放大模块303均与控制模块501相连，数据采集模块302、射频放大模块303、控制模块501还均与电源401相连，为它们提供电力。系统工作时，检测线圈301每隔10min向DPF201内发射500-2500MHz的射频信号，扫描步长为100kHz。
控制模块501通过碳加载量检测装置300获得DPF201的碳加载量的情况，并根据不同碳加载量数据分别控制质量流量计102的流量、逆变升压器402的电压，实现DPF的离线再生与在线再生两种工作模式，且在柴油机001关闭的情况下，在线再生可以切换至离线再生，以保障DPF的正常工作，同时提高NTP的利用率。离线再生是指在柴油机001停机状况下对DPF进行NTP喷射再生；在线再生是指在柴油机001运行过程中对DPF进行NTP喷射再生。离线再生与在线再生分别对应一组再生开始与结束的判定值：第一碳加载量上限阀值M1、第一碳加载量再生目标值M3与第二碳加载量上限阀值M2、第二碳加载量再生目标值M4，其关系为M2>M1>M4>M3。由于在线再生时NTP喷入排气管路内会与尾气反应而削弱对DPF的再生效果，因此为提高NTP的利用率，再生过程应以离线再生为主且尽量减少在线再生的时间。
对碳加载量检测装置300进行标定，确定不同碳加载量时的谐振频率，建立不同碳加载量与谐振频率之间的对应关系；在柴油机中等转速(转速：2000-2500r/min)下，建立不同碳加载量与排气背压之间的关系；对柴油机尾气系统进行标定，确定不同工况下对应的DPF碳加载量上限阀值M1、M2(M1<M2)及再生目标值M3、M4(M3<M4<M1)；将碳加载量与谐振频率之间的对应关系、碳加载量与排气背压的对应关系，以及上限阀值M1和M2、再生目标值M3和M4存入控制模块。
碳加载量检测装置300通过检测线圈301向DPF内发射电磁波并接收反射回来的电磁波，获得该发射频率下的回波损耗。在所有发射频率下的回波损耗中存在一个最小的回波损耗，该回波损耗下的发射频率即为谐振频率，且回波损耗与谐振频率存在一一对应的关系。在同一碳加载量下，当回波损耗达到最小值时计算此时的谐振频率，当载体内碳加载量不同时，回波损耗取得最小值时对应的谐振腔谐振频率不同，因而每一个谐振频率的数值对应于载体内部不同的碳加载量，从而可建立频率-碳加载量关系图。
图4为控制模块501执行示例性步骤的流程图，柴油机001一旦启动，控制过程开始。在步骤701中，控制模块501通过碳加载量检测装置300获得DPF 201的碳加载量m的情况。获得碳加载量情况后进入步骤702，将所获得的碳加载量与控制模块501中预存的第一碳加载量上限阀值M1进行比较，若实际碳加载量m大于等于M1，则进入步骤703，将所获得的实际碳加载量m与第二碳加载量上限阀值M2进行比较，若m大于等于M2，则进入在线再生模式开始再生；若m小于M2，则控制模块501检测是否有停机信号，若有则进入离线再生模式开始再生；若没有则控制模块501继续检测是否有停机信号。
在线再生模式包括步骤704、705、706、707、708、709。在在线再生模式中，控制模块501接收到再生信号(即m大于等于M2)后打开供气风机101、质量流量计102，打开NTP控制阀004，控制模块501通过质量流量计102调节供气量为15L/min，NTP喷射系统100的电源电压为20～25kV、放电频率为7～10kHz；然后打开继电器403对NTP发生器103开始供电；压缩气体通入NTP发生器产生活性物质，活性物质经喷射管路由喷嘴喷出进入DPF内进行再生(即步骤704、705)，开始进行在线再生。在在线再生过程中进入步骤706，控制模块501将实时监测到的碳加载量m与控制模块501中预存的第二碳加载量再生目标值M4进行比较，若m小于等于M4，则再生完毕，进入步骤708、709，关闭NTP喷射系统100和NTP控制阀004完成再生；否则监测是否有停机信号，若有则切换至离线再生模式，否则重复步骤706。
离线再生模式包括步骤711、712、713、714、715。在步骤711中，控制模块501在监测到停机信号后打开供气风机101、质量流量计102，打开NTP控制阀004，控制模块501通过质量流量计102调节供气量为10L/min，NTP喷射系统100的电源电压为17～20kV、放电频率为7～10kHz；然后打开继电器403对NTP发生器103开始供电；压缩气体通入NTP发生器产生活性物质，活性物质经喷射管路由喷嘴喷出进入DPF内进行再生(即步骤711、712)。压缩气体通入NTP发生器产生活性物质，活性物质经喷射管路由喷嘴喷出进入DPF内进行再生，开始进行离线再生。在离线再生过程中进入步骤713，控制模块501将实时监测到的碳加载量m与控制模块501中预存的第一碳加载量再生目标值M3进行比较，若m小于等于M3，则再生完毕，进入步骤714、715，关闭NTP喷射系统100和NTP控制阀004完成再生；否则重复步骤713。
在发动机运行过程中，控制模块501每隔固定时间进行步骤716，监测柴油机是否达到中等转速，若接收到确认信号(即达到中等转速)，则进入步骤717，控制模块501通过压差传感器003测得DPF 201前后端的压差，进入步骤718。在步骤718中，控制模块501根据实时测得的压差ΔP，从预存的压差与碳加载量关系中获得标定碳加载量M标，并对实时碳加载量m与标定碳加载量M标进行比较，若超过限定值C(|m-m标|≥C)，则进入步骤719，开始重新标定。在步骤720中，所述控制模块501通过预存的修正公式对碳加载量m就行修正，获得修正值m1。在步骤721中控制模块将修正值m1录入频率-碳加载量关系图中，进入再生模块，重新检测实时碳加载量。
DPF 201在长时间使用后，内部灰分增多。在使用过程中DPF内的碳量与灰分量比例发生变化，而碳加载量检测装置300在检测时无法区分碳与灰分，而碳与灰分的谐振频率不同，这就会导致碳加载量检测装置所接收的谐振频率发生变化，从而致使检测精度会发生偏移。排气背压检测则不会受到这种影响，故同时采用所述碳加载量检测装置300和压差传感器003，目的是利用压差传感器003对碳加载量检测装置300进行一定程度上的修正，避免碳加载量检测装置300因长久使用而导致精度降低。排气中的碳颗粒在经过DPF时会被吸附至DPF的过滤层上，DPF中的孔道就会被堵塞，阻碍气体流动，从而造成流动损失，故碳颗粒吸附的越多，在DPF上碳颗粒的聚集体积就越大，则造成的排气被压越大，即排气被压正比于被吸附的碳颗粒体积。
柴油机运行过程中，当运行工况到达碳加载量与排气背压关系的标定工况时，控制模块通过压差传感器003和碳加载量检测装置获得排气背压数据与碳加载量数据，并将其对比预存碳加载量与排气背压对应关系，若在相同背压下测得的碳加载量偏离标定数据超过允许范围C(|m-m标|≥C)，则根据新数据对该频率下的碳加载量进行修正，并将修正值重新录入控制模块中。修正公式如下：
式中，hf为总流动损失，P1、P2分别为DPF前后端的压力，z1、z2分别为DPF前后端的高度，g为重力加速度，ΔP为DPF前后端的压差，ρ为排气密度，hs为DPF吸附的碳造成的流动损失，hf0为未吸附碳时DPF造成的流动损失，V为碳颗粒的总体积，m为碳加载量检测装置检测到的碳质量，忽略重力，DPF前后端排气速度不变。
由图4所示的示例性步骤流程可知，本发明的DPF再生系统基于碳加载量检测装置，极大的提高了再生控制的精确性，同时采用在线再生和离线再生相结合的方式，提高了NTP的利用率和DPF的再生效率，节省了能源。与此同时，采用排气背压作为碳加载量检测装置的修正参考，避免了碳加载量检测装置因长期使用而导致精度下降。
所述实施例为本发明优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于碳加载量检测装置的NTP喷射再生DPF系统，其特征在于，包括柴油机(001)、排气管路(002)、压差传感器(003)、NTP控制阀(004)、NTP喷射系统(100)、DPF(201)、电源供给装置(400)、控制模块(501)和用于检测DPF(201)碳加载量的碳加载量检测装置(300)，柴油机(001)与排气管路(002)相连，排气管路(002)内部设有DPF(201)，DPF(201)两端设置压差传感器(003)，DPF(201)与柴油机(001)之间的排气管路(002)上通过管路连接NTP喷射系统(100)，且NTP控制阀(004)设于管路上，NTP喷射系统(100)中的NTP发生器通过导线连接电源供给装置(400)，电源供给装置(400)还连接有碳加载量检测装置(300)，控制模块(501)分别与柴油机(001)、碳加载量检测装置(300)、电源供给装置(400)、NTP控制阀(004)、压差传感器(003)及NTP喷射系统(100)中的供气风机、质量流量计相连接，控制模块(501)通过碳加载量检测装置(300)获得DPF(201)的碳加载量情况，并根据不同碳加载量数据来分别控制NTP喷射系统(100)的流量、电源供给装置(400)的电压，以实现DPF的离线再生与在线再生两种工作模式。
2.如权利要求1所述的一种基于碳加载量检测装置的NTP喷射再生DPF系统，其特征在于，所述NTP喷射系统(100)包括供气风机(101)、质量流量计(102)、NTP发生器(103)、NTP喷射管路(104)和NTP喷嘴(105)，所述供气风机(101)经质量流量计(102)与NTP发生器(103)的进气口相连，NTP发生器(103)出气口连接NTP喷射管路(104)的一端，NTP喷射管路(104)的另一端通过螺纹与NTP喷嘴(105)连接，NTP喷嘴(105)设置在DPF(201)与柴油机(001)之间的排气管路(002)上，NTP控制阀(004)设于NTP喷射管路(104)上。
3.如权利要求1所述的一种基于碳加载量检测装置的NTP喷射再生DPF系统，其特征在于，所述碳加载量检测装置(300)包括检测线圈(301)、数据采集模块(302)、和射频放大模块(303)，检测线圈(301)与DPF(201)的过滤层平行放置、且置于DPF的封装层(005)和本体之间，射频放大模块(303)产生射频信号，通过检测线圈(301)向DPF内辐射出去；数据采集模块(302)通过检测线圈(301)接收反射回来的射频信号，并将信号传递给控制模块(501)，检测线圈(301)还分别与数据采集模块(302)、射频放大模块(303)相连接，数据采集模块(302)、射频放大模块(303)均与控制模块(501)相连。
4.如权利要求1-3任意一项权利要求所述的一种基于碳加载量检测装置的NTP喷射再生DPF系统，其特征在于，所述电源供给装置(400)包括通过导线依次相连的车载电源(401)、逆变升压器(402)及继电器(403)，继电器(403)与NTP发生器(103)相连，车载电源(401)与数据采集模块(302)、射频放大模块(303)相连。
5.如权利要求2所述的一种基于碳加载量检测装置的NTP喷射再生DPF系统，其特征在于，所述NTP发生器(103)包括进水口(601)、进气口(602)、高压电极(603)、出气口(604)、石英管(605)、低压电极(606)、出水口(607)，低压电极(606)为管状结构，管状结构两端分别为进水口(601)、出水口(607)，低压电极(606)安装于石英管(605)内部，且与石英管同轴，高压电极(603)包裹于石英管(605)外壁，石英管(605)上设有进气口(602)、出气口(604)，出气口(604)与喷嘴(105)连接。
6.如权利要求5所述的一种基于碳加载量检测装置的NTP喷射再生DPF系统，其特征在于，所述高压电极(603)为细铁丝网，石英管(605)作为阻挡介质，所述管状结构为不锈钢管。
7.如权利要求4所述的一种基于碳加载量检测装置的NTP喷射再生DPF系统，其特征在于，所述控制模块(501)根据DPF内碳加载量的数据分别控制质量流量计(102)的流量、逆变升压器(402)的电压，实现DPF的离线再生与在线再生两种工作模式，且在柴油机(001)关闭的情况下，在线再生可以切换至离线再生。
8.一种基于碳加载量检测装置的NTP喷射再生DPF系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：对碳加载量检测装置(300)进行标定，建立不同碳加载量与谐振频率之间的对应关系；在柴油机中等转速2000-2500r/min下，建立不同碳加载量与排气背压之间的关系；对该DPF再生系统进行标定，确定DPF碳加载量上限阀值M1、M2及再生目标值M3、M4，且M3<M4<M1<M2；将碳加载量与谐振频率之间的对应关系、碳加载量与排气背压的对应关系，以及上限阀值M1和M2、再生目标值M3和M4存入控制模块(501)；
步骤二：当柴油机运行时，控制模块(501)通过碳加载量检测装置(300)监测DPF(201)的碳加载量情况，并与控制模块存储的碳加载量上限阀值进行比较，判断是否进行再生：当控制模块(501)监测到碳加载量超过第一碳加载量阀值M1而低于第二阀值M2时，即认为DPF需要进行离线再生，待控制模块(501)接收到停机信号则开始进行再生，NTP发生器(103)将产生的活性物质喷入DPF(201)内进行再生，执行步骤四；
步骤三；当控制模块(501)监测到碳加载量超过第二碳加载量阀值M2时，即认为DPF需进行在线再生，立即打开NTP控制阀(004)及NTP喷射系统(100)，进行在线再生，执行步骤五；
当柴油机停机后，若控制模块(501)检测到剩余碳加载量小于再生目标值M3或M4，则关闭碳加载量检测装置(300)；
步骤四：离线再生时，当控制模块(501)监测到DPF的碳加载量小于第一碳加载量再生目标值M3时，即表明DPF离线再生完成，关闭再生系统；
步骤五：在线再生时，当控制模块(501)监测到DPF的碳加载量小于第二碳加载量再生目标值M4时，即表明DPF在线再生完成，关闭再生系统；在线再生过程中，若控制模块(501)监测的停机信号，则在线再生转为离线再生，再生目标值由第二碳加载量再生目标值M4变为第一碳加载量再生目标值M3。
9.根据权利要求8所述的一种基于碳加载量检测装置的NTP喷射再生DPF系统的控制方法，其特征在于，柴油机运行过程中，当转速达到中等转速2000-2500r/min时，控制模块(501)通过压差传感器(003)和碳加载量检测装置(300)获得排气背压与碳加载量数据，并将其对比预存碳加载量与排气背压对应关系，若在相同背压下测得的碳加载量偏离标定数据超过允许范围C，则根据获得数据对该频率下的碳加载量进行修正，并将修正值重新存储控制模块(501)中；其中C≤|m-m标|，m为实时碳加载量，M标为标定碳加载量。
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