CN109270151A - 氧传感器测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氧传感器测试系统及方法。系统包括第一支路、第二支路和总路。第一支路和第二支路并联连接后与总路串联连接。第一支路上依次设置有燃气入口、一级降压单元、二级降压单元和燃气流量控制阀。第二支路上依次设置有空气入口以及空气流量控制阀。在总路上设置有混合室和点火单元，燃气从燃气入口进入后，在一级降压单元和二级降压单元内经过降压处理后流入流量控制单元，空气从空气入口并经过空气流量控制单元后与第一支路的燃气混合流入总路上的混合室，混合后流入点火单元进行点火，从而模拟出氧传感器的实际工作环境来对氧传感器进行测试。本发明的系统改善了氧传感器测试操作人员的工作环境、降低了废气中毒的风险。
Description
技术领域
本发明涉及机动车测试领域，具体涉及一种氧传感器测试系统及方法。
背景技术
氧传感器是汽车上的标准配置，它是利用陶瓷敏感元件测量汽车排气管道中的氧电势，由化学平衡原理计算出对应的氧浓度，达到监测和控制燃烧空燃比，以保证产品质量及尾气排放达标的测量元件。氧传感器广泛应用于各类煤燃烧、油燃烧、气燃烧等炉体的气氛控制，它是目前最佳的燃烧气氛测量方式，具有结构简单、响应迅速、维护容易、使用方便、测量准确等优点。运用该传感器进行燃烧气氛测量和控制既能稳定和提高产品质量，又可缩短生产周期，节约能源。
汽车上的氧传感器工作原理与干电池相似，传感器中的氧化锆元素起类似电解液的作用。其基本工作原理是：在一定条件下，利用氧化锆内外两侧的氧浓度差，产生电位差，且浓度差越大，电位差越大。大气中氧的含量为21％，浓混合气燃烧后的废气实际上不含氧，稀混合气燃烧后生成的废气或因缺火产生的废气中含有较多的氧，但仍比大气中的氧少得多。在高温及铂的催化下，带负电的氧离子吸附在氧化锆套管的内外表面上。由于大气中的氧气比废气中的氧气多，套管上与大气相通一侧比废气一侧吸附更多的负离子，两侧离子的浓度差产生电动势。
当汽车套管废气一侧的氧浓度低时，在氧传感器电极之间产生一个高电压(0.6～1V)，这个电压信号被送到汽车ECU放大处理，ECU把高电压信号看作浓混合气，而把低电压信号看作稀混合气。根据氧传感器的电压信号，电脑按照尽可能接近14.7：1的理论最佳空燃比来稀释或加浓混合气。因此氧传感器是电子控制燃油计量的关键传感器。氧传感器只有在高温时(端部达到300℃以上)其特性才能充分体现，才能输出电压。它在约800℃时，对混合气的变化反应最快，而在低温时这种特性会发生很大变化。
然而，目前国内市场生产厂家普遍使用汽车发动机来模拟氧传感器的实际工作环境。使用电压表或者示波器靠人工的方式来判定产品的好坏。这种方式具有以下缺陷：首先使用发动机模拟测试，工作环境温度高；其次，具有有废气中毒的危险；再次，测试数据的单一不够全面，有漏检的风险；最后，测试效率低，测试成本高；此外，能源浪费严重。
发明内容
本发明的目的是提供一种氧传感器测试系统及方法，以解决上述现有技术中存在的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种氧传感器测试系统，所述系统包括第一支路、第二支路和总路，所述第一支路和第二支路并联连接后与所述总路串联连接，其中所述第一支路上依次设置有燃气入口、一级降压单元、二级降压单元和燃气流量控制单元，所述第二支路上依次设置有空气入口以及空气流量控制单元，在所述总路上设置有混合室和点火单元，燃气在所述第一支路上从燃气入口进入后，在一级降压单元和二级降压单元内经过降压处理后流入燃气流量控制单元，空气在第二支路上从空气入口进入并经过空气流量控制单元后与第一支路的燃气混合流入所述总路上的混合室，在所述混合室混合后流入点火单元进行点火，从而模拟出氧传感器的实际工作环境来对氧传感器进行测试。
较佳地，所述氧传感器测试系统还包括加热单元，所述加热单元设置于所述总路上并位于所述点火单元之后，用于对燃烧后的混合气体进行加热。
较佳地，所述空气流量控制单元包括空气流量控制阀，以及所述燃气流量控制单元包括燃气流量控制阀。
较佳地，所述氧传感器测试系统还包括零件支座、工装底板以及气缸，以及所述加热单元包括加热箱，所述加热箱设置有用于所述零件支座上的氧传感器进入的开口，所述零件支座设置于所述工装底板上并用于放置待测试的氧传感器，所述气缸与所述工装底板连接并在开启时驱动所述工装底板，从而驱动所述零件支座。
较佳地，所述零件支座设置有多个氧传感器安装位，从而可以一次对多个氧传感器进行检测。
较佳地，所述加热箱内设有温度传感器，从而将加热箱内的温度控制在常温-800℃之间。
较佳地，所述燃气是天然气。
根据本发明的另一方面，提供了一种氧传感器测试方法，所述方法通过将燃气与空气混合燃烧来模拟汽车尾气成分，从而模拟出氧传感器的实际工作环境，通过该实际工作环境来对氧传感器进行测试。
较佳地，所述方法包括：
将燃气与空气在混合室内混合；
将混合室内出来的经过混合后的气体在燃烧室内点燃；
将在燃烧室内燃烧后的气体传送到加热腔内进行加热从而模拟出氧传感器的实际工作环境；
将待测试的氧传感器放入加热箱内进行检测。
较佳地，所述燃气是天然气。
较佳地，所述燃气与空气的混合比例控制在1.1至0.93之间。
本发明的氧传感器测试系统及方法具有以下有益效果：
首先，改善了氧传感器测试操作人员的工作环境、降低了废气中毒的风险；
其次，测试数据丰富、检测完整；
再次，检测效率显著提供(提高3倍以上)；
最后，消耗的能源显著下降(下降超过60％)。
附图说明
图1是本发明的氧传感器测试系统的示意图；
图2是本发明的氧传感器测试系统的应用装置示意图；
图3是加热箱的立体图；以及
图4是图2的氧传感器测试系统的应用装置的侧视图，省略了部分零件。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
本发明的氧传感器测试系统使用家用天然气模拟汽车尾气成分。使用加热箱辅助加温。两者共同模拟出氧传感器的实际工作环境。通过数字采集板卡对传感器的数据进行采集和后台运算。判定产品是否合格。同时记录产品的数据，以备后期查询。其改善了操作人员的工作环境、降低了废气中毒的风险、测试数据丰富，检测完整、效率提高3倍以上。
下面参照附图进行详细描述。
图1是本发明的氧传感器测试系统的示意图。如图1所示，本发明的氧传感器测试系统100包括第一支路101、第二支路102和总路103，第一支路101和第二支路102并联连接后与总路103串联连接。第一支路101上依次设置有燃气入口14、一级降压单元11、二级降压单元12和燃气流量控制单元13，第二支路102上依次设置有空气入口21以及空气流量控制单元22。总路103上设置有混合室31和点火单元32，燃气在第一支路101上从燃气入口14进入后，在一级降压单元11和二级降压单元12内经过降压处理后流入燃气流量控制单元13，空气在第二支路102上从空气入口21进入并经过空气流量控制单元22后与第一支路101的燃气混合流入总路102的混合室31，在混合室31混合后流入点火单元32进行点火，从而模拟出氧传感器的实际工作环境来对氧传感器进行测试。
继续参照图1，氧传感器测试系统还包括加热单元33，加热单元33设置于总路103上并位于点火单元32之后，用于对燃烧后的混合气体进行加热。氧传感器测试系统还包括旁路34，在旁路34上设置有第二燃气流量控制单元35，以便将燃气与空气的混合比例控制在1.1至0.93之间。在具体的实施过程中，空气流量控制单元可以利用空气流量控制阀，以及燃气流量控制单元可以利用燃气流量控制阀。
图2是本发明的氧传感器测试系统的应用示意图。如图2所示，框架200的左侧下部(图2所示的方向)用于安装氧传感器测试系统100的主要部分，具体包括第一支路101的燃气入口14、一级降压单元11、二级降压单元12和燃气流量控制单元13，第二支路102上的空气入口21以及空气流量控制单元22，以及总路103上的混合室31和点火单元32。
框架中部的平台204用于安装加热单元，在本实施例中，加热单元为加热箱203，加热箱203的详细结构参照图3进行描述。
图3是加热箱203的立体图，如图3所示，加热箱203包括箱体2031，在箱体2031内设有加热空间2032，在加热空间2032内设有多个加热丝2033，在箱体2031的左侧和右侧还分别设有混合气入口(图未示)和混合气出口2034，在箱体2031的前部设有传感器进出口2025。
返回参照图2，在平台204上设有工装板2041，在工装板2041上设有零件支座2042，零件支座2042的形状和尺寸设置成与加热箱203的传感器进出口2035的尺寸和形状配合，从而零件支座2042能够从进出口2035进入和离开加热箱203的内部加热腔。零件支座2042设置有多个氧传感器安装位2043，从而可以一次对多个氧传感器进行检测，在本实施例中，零件支座2042上设置有八个氧传感器安装位2043，可以一次性对八个氧传感器进行检测。
在本实施例中，加热箱内设有温度传感器(图未示)，以便将加热箱内的温度控制在350℃-650℃之间。
图4是图2的氧传感器测试系统的应用装置的侧视图(省略了部分零件)。如图4所示，在框架200的平台204的下方安装有气缸205，气缸205通过连接件206与工装底板2041连接，当气缸205运行时，通过连接件206带动工装底板2041沿图4示的左右方向(即图2所示的内外方向)运动，从而将工装底板2041上的零件支座2042传送到加热箱203的加热强腔内或从加热腔203内退出。
返回参照图2，在框架200的左下部分设置有燃气瓶207，在燃气瓶207的左侧是混合室31，混合室31的下方设有空气入口21，在空气入口21的上方设有空气流量控制阀(图未示)，即空气流量控制单元。在燃气瓶中加入燃气，在本实施例中，燃气采用的是天然气。
综上，在本发明中，通过将燃气与空气混合燃烧来模拟汽车尾气成分，从而模拟出氧传感器的实际工作环境，通过该实际工作环境来对氧传感器进行测试，具体地，先将燃气与空气在混合室内混合；再将混合室内出来的经过混合后的气体在燃烧室内点燃；然后将在燃烧室内燃烧后的气体传送到加热腔内进行加热；最好将待测试的氧传感器放入加热箱内进行检测。
本发明的氧传感器测试系统及方法具有以下有益效果：
首先，改善了氧传感器测试操作人员的工作环境、降低了废气中毒的风险；其次，测试数据丰富、检测完整；再次，检测效率显著提供(提高3倍以上)；最后，消耗的能源显著下降(下降超过60％)。
以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种氧传感器测试系统，其特征在于，所述系统包括第一支路、第二支路和总路，所述第一支路和第二支路并联连接后与所述总路串联连接，其中所述第一支路上依次设置有燃气入口、一级降压单元、二级降压单元和燃气流量控制单元，所述第二支路上依次设置有空气入口以及空气流量控制单元，在所述总路上设置有混合室和点火单元，燃气在所述第一支路上从燃气入口进入后，在一级降压单元和二级降压单元内经过降压处理后流入燃气流量控制单元，空气在第二支路上从空气入口进入并经过空气流量控制单元后与第一支路的燃气混合流入所述总路上的混合室，在所述混合室混合后流入点火单元进行点火，从而模拟出氧传感器的实际工作环境来对氧传感器进行测试。
2.根据权利要求1所述的氧传感器测试系统，其特征在于，所述氧传感器测试系统还包括加热单元，所述加热单元设置于所述总路上并位于所述点火单元之后，用于对燃烧后的混合气体进行加热。
3.根据权利要求2所述的氧传感器测试系统，其特征在于，所述空气流量控制单元包括空气流量控制阀，以及所述燃气流量控制单元包括燃气流量控制阀。
4.根据权利要求2所述的氧传感器测试系统，其特征在于，所述氧传感器测试系统还包括零件支座、工装底板以及气缸，以及所述加热单元包括加热箱，所述加热箱设置有用于所述零件支座上的氧传感器进入的开口，所述零件支座设置于所述工装底板上并用于放置待测试的氧传感器，所述气缸与所述工装底板连接并在开启时驱动所述工装底板，从而驱动所述零件支座。
5.根据权利要求4所述的氧传感器测试系统，其特征在于，所述零件支座设置有多个氧传感器安装位，从而可以一次对多个氧传感器进行检测。
较佳地，所述加热箱内设有温度传感器，从而将加热箱内的温度控制在常温到800℃之间。
6.根据权利要求1所述的氧传感器测试系统，其特征在于，所述燃气是天然气。
7.一种氧传感器测试方法，其特征在于，所述方法通过将燃气与空气混合燃烧来模拟汽车尾气成分，从而模拟出氧传感器的实际工作环境，通过该实际工作环境来对氧传感器进行测试。
8.根据权利要求6所述的氧传感器测试方法，其特征在于，所述方法包括：
将燃气与空气在混合室内混合；
将混合室内出来的经过混合后的气体在燃烧室内点燃；
将在燃烧室内燃烧后的气体传送到加热腔内进行加热从而模拟出氧传感器的实际工作环境；
将待测试的氧传感器放入加热箱内进行检测。
9.根据权利要求7所述的氧传感器测试方法，其特征在于，所述燃气是天然气。
10.根据权利要求7所述的氧传感器测试方法，其特征在于，所述燃气与空气的混合比例控制在1.1至0.93之间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CB02 | Change of applicant information | ||
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Address after: 215537 Building 5, No. 6, Dongzhou Road, Bixi Street, Changshu City, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant after: Jiangsu Shuofan Intelligent Equipment Co.,Ltd. Address before: Room 709-710, Building 1, Yuzhou International Phase II, No. 100 Jinyu Road, Pudong New Area, Shanghai, 201206 Applicant before: SHANGHAI SHUOFAN AUTOMATION EQUIPMENT Co.,Ltd. |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190125 |