CN111044468A - 尾气遥感检测仪的动态检定装置及方法 - Google Patents

尾气遥感检测仪的动态检定装置及方法 Download PDF

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Abstract

一种尾气遥感检测仪的动态检定装置及方法，动态检定装置包括：支撑架；检定腔，检定腔设于支撑架上，检定腔的一端开放，相对的另一端设有通光口；挡光片，挡光片可操作地设于通光口前端，用于遮挡或暴露通光口；喷射机构，喷射机构包括多个喷气口，多个喷气口沿通光口的外周设置，用于向检定腔内喷射检定气体。动态检定装置的喷射机构将检定气体喷射到检定腔内，以模拟机动车行驶时的尾气流动状态，从而实现尾气遥感检测仪的动态检定。

Description

尾气遥感检测仪的动态检定装置及方法
技术领域
本发明涉及计量检定领域，具体涉及一种尾气遥感检测仪的动态检定装置及方法。
背景技术
遥感检测系统能够对机动车尾气进行检测分析，具有检测速度快、检测效率高、不影响车辆正常行驶、自动化程度高等优点，是目前应用最为广泛的机动车尾气检测方法之一。机动车尾气遥感检测仪的工作原理是检测光源发射的检测光穿过机动车尾气时，尾气中CO、CO2、HC等物质对不同光谱的吸收不同，通过光线接收器收到的光谱变化可以定量分析出各污染物的浓度。
这种检测汽车尾气的方法是目前常用的方法，但是该尾气遥感检测仪检测出的尾气值是否准确可靠，则需要检定。因此往往只能在尾气遥感检测设备出厂时，在检定环境下做特定检定，远远无法在尾气遥测设备工作环境中进行现场检定，存在一定误差，同时也不方便尾气遥测设备投入使用后的定期检测和维护。此外，目前也开发出能够在现场对尾气遥感检测仪进行检定的检定装置，但是，现有检定装置是在静态状态下，即检定气体处于静止的状态下进行检定，而尾气遥感检测仪通常应用的场合是机动车以较高速度行驶，尾气处于流动状态，因此，这种检定装置无法模拟机动车尾气排放实际情况，可能引起检定误差。
发明内容
本发明的目的是提出一种尾气遥感检测仪的动态检定装置及方法，以对尾气遥感检测仪进行动态检定。
本发明一方面提供一种尾气遥感检测仪的动态检定装置，包括：
支撑架；
检定腔，所述检定腔设于所述支撑架上，所述检定腔的一端开放，相对的另一端设有通光口；
挡光片，所述挡光片可操作地设于所述通光口前端，用于遮挡或暴露所述通光口；
喷射机构，所述喷射机构包括多个喷气口，所述多个喷气口沿所述通光口的外周设置，用于向所述检定腔内喷射检定气体。
优选地，所述多个喷气口沿所述通光口的外周均布，每个喷气口的喷射方向与所述通光口的中心轴形成相同的夹角，各喷气口的喷射方向相交于一点。
优选地，各喷气口的喷射方向相交于所述检定腔内的一点。
优选地，所述尾气遥感检测仪的动态检定装置还包括容置室，所述容置室分别与所述支撑架和所述检定腔连接，所述容置室的侧壁上设有多个进气接口，每个进气接口用于与一种检定气体源连接，且每个所述进气接口均通过气道与所述多个喷气口连接。
优选地，所述喷射机构还包括气泵，所述气泵设于所述气道上，用于将所述检定气体泵送至所述多个喷气口。
优选地，所述支撑架包括底部支架、竖杆和连接于所述竖杆的调节旋钮，所述容置室通过所述调节旋钮连接于所述竖杆，所述底部支架包括铰接于所述竖杆的第一横杆和第二横杆。
优选地，所述尾气遥感检测仪的动态检定装置还包括激光器，所述激光器设于所述检定腔的侧壁上且靠近所述通光口，所述激光器的光轴方向与所述通光口的轴向平行。
优选地，所述尾气遥感检测仪的动态检定装置还包括显示面板，所述显示面板设于所述容置室的侧壁上，用于显示所述检定气体的气体浓度。
优选地，所述尾气遥感检测仪的动态检定装置还包括控制单元，所述控制单元分别与所述挡光片和所述喷射机构信号连接，用于控制所述挡光片的运动以遮挡或暴露所述通光口，及控制所述喷射机构向所述检定腔内喷射所述检定气体。
本发明另一方面提供一种尾气遥感检测仪的动态检定方法，利用所述的动态检定装置，所述动态检定方法包括：
步骤1：使尾气遥感检测仪的检测光对准所述通光口；
步骤2：闭合所述挡光片，同时控制所述喷射机构向所述检定腔内喷射检定气体；
步骤3：控制所述挡光片暴露所述通光口，以使所述检测光穿过所述检定腔；
步骤4：获取所述尾气遥感检测仪检测的气体浓度；
步骤5：根据检测的气体浓度与检定气体的气体浓度计算示值误差。
优选地，所述动态检定装置还包括激光器，所述激光器设于所述检定腔的侧壁上且靠近所述通光口，所述激光器的光轴方向与所述通光口的轴向平行；所述支撑架包括底部支架、竖杆和连接于所述竖杆的调节旋钮，所述容置室通过所述调节旋钮连接于所述竖杆；
在所述步骤1中，启动所述激光器和所述尾气遥感检测仪，通过所述调节旋钮调整所述检定腔相对于支撑架的高度和角度，使所述激光器发射的激光与所述尾气遥感检测仪的检测光平行，且使所述尾气遥感检测仪的检测光对准所述通光口。
优选地，在所述步骤2中，控制所述喷射机构喷射气体的流速为10～30L/min。
优选地，所述动态检定方法还包括重复执行所述步骤2至步骤4，并计算多次检测的气体浓度的平均值；在所述步骤5中，根据公式(1)和公式(2)计算示值误差：
Figure BDA0002346453320000041
Figure BDA0002346453320000042
其中，Δ表示绝对示值误差，
Figure BDA0002346453320000043
表示多次检测的气体浓度的平均值，Cs表示检定气体的气体浓度，δ表示相对示值误差。
本发明的有益效果在于：动态检定装置的检定腔一端开放，另一端设置通光孔，喷射机构将检定气体喷射到检定腔内，以模拟机动车行驶时的尾气流动状态，从而实现尾气遥感检测仪的动态检定。
本发明的装置和方法具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的附图标记通常代表相同部件。
图1显示根据本发明实施例的尾气遥感检测仪的动态检定装置的结构示意图；
图2显示根据本发明实施例的尾气遥感检测仪的动态检定装置的检定腔和容置室的内部结构图。
附图标记说明：
1支撑架，101竖杆，102支撑脚，103第一横杆，104第二横杆，2检定腔，201通光口，202喷气口，203排气扇，3容置室，301进气接口，302气道，303流量控制器，4激光器，5滑动卡口。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明实施例提供一种尾气遥感检测仪的动态检定装置，包括：
支撑架；
检定腔，检定腔设于支撑架上，检定腔的一端开放，相对的另一端设有通光口；
挡光片，挡光片可操作地设于通光口前端，用于遮挡或暴露通光口；
喷射机构，喷射机构包括多个喷气口，多个喷气口沿通光口的外周设置，用于向检定腔内喷射检定气体。
进行尾气遥感检测仪的检定时，首先使尾气遥感检测仪的检测光对准通光口。然后，闭合挡光片，尾气遥感检测仪发出的检测光被遮挡，模拟汽车行驶经过，同时控制喷射机构向检定腔内喷射检定气体，当喷入的检定气体达到设定值时，控制挡光片暴露通光口，模拟汽车尾气经过。尾气遥感检测仪的检测光穿过通光口从检定腔的开放端射出，尾气遥感检测仪可根据其光线接收器收到的光谱变化确定气体浓度；得到检测的气体浓度。根据检测的气体浓度与检定气体的气体浓度计算示值误差。在本发明中，检定腔一端开放，另一端设置通光孔，喷射机构将检定气体喷射到检定腔内，以模拟机动车行驶时的尾气流动状态，从而实现尾气遥感检测仪的动态检定。
图1显示根据本发明实施例的尾气遥感检测仪的动态检定装置的结构示意图，图2显示根据本发明实施例的尾气遥感检测仪的动态检定装置的检定腔和容置室的内部结构图。
参考图1和图2所示，尾气遥感检测仪的动态检定装置包括：
支撑架1；
检定腔2，检定腔2设于支撑架1上，检定腔2的一端开放，相对的另一端设有通光口201；
挡光片(未示出)，挡光片可操作地设于通光口201前端，用于遮挡或暴露通光口201；
喷射机构，喷射机构包括多个喷气口202，多个喷气口202沿通光口的外周设置，用于向检定腔2内喷射检定气体。
其中，多个喷气口202沿通光口201的外周均布，每个喷气口202的喷射方向与通光口201的中心轴形成相同的夹角，各喷气口202的喷射方向相交于一点。优选地，各喷气口202的喷射方向相交于检定腔2内的一点。喷气口202的喷射方向相对于通光口201的中心轴形成夹角可模拟汽车排气管喷射尾气时的状态，提高动态检定的准确性。
动态检定装置还包括容置室3，容置室3分别与支撑架1和检定腔2连接，容置室3的侧壁上设有多个进气接口301，每个进气接口301用于与一种检定气体源连接，且每个进气接口301均通过气道302与多个喷气口202连接。
检定装置还设有电磁阀(未显示)，用于控制通气量。电磁阀可以定时模式或定量模式控制通气量。
支撑架1包括底部支架、竖杆101和连接于竖杆101的调节旋钮，容置室3通过调节旋钮连接于竖杆101，底部支架包括铰接于竖杆101的第一横杆103和第二横杆104。竖杆101、第一横杆103和第二横杆104的底部设有支撑脚102。通过调节第一横杆103和第二横杆104之间的角度，可使支撑架1稳固。调节旋钮用于调节容置室3在竖杆101上的高度和角度，以适应于不同类型和规格的尾气遥感检测仪的需求。调节旋钮可以本领域技术人员已知的多种手段来实现，在此不再赘述。
尾气遥感检测仪的动态检定装置还包括激光器4，激光器4设于检定腔2的侧壁上且靠近通光口201，激光器4的光轴方向与通光口201的轴向平行，激光器4发出的激光可照射到尾气遥感检测仪，实现动态检定装置与尾气遥感检测仪的快速对准。
尾气遥感检测仪的动态检定装置还包括控制单元和触控面板。控制单元分别与挡光片和喷射机构信号连接，用于控制挡光片的运动以遮挡或暴露通光口，及控制喷射机构向检定腔内喷射检定气体。优选地，挡光片可铰接于检定腔2的外壁，控制单元控制电机带动挡光片转动，以遮挡或暴露通光口201。控制单元可控制气泵的启停，向检定腔内喷射或停止喷射检定气体。触控面板设于容置室3的侧壁上，用于启动和停止动态检定装置，以及设定检定气体的参数，例如流速、通气量。
在本实施例中，检定腔2的侧壁上可设置排气孔，检定腔2内可设置排气扇203，在需要排出检定腔2内的检定气体时，可打开排气孔，开启排气扇203，将检定气体快速排出。
尾气遥感检测仪的动态检定装置还包括电池，电池可以是便携式电池，电池可通过设于容置室3侧壁上的滑动卡口5可拆卸地安装于容置室3，在道路环境无电源条件下开展检定工作。电池用于向气泵、控制单元、触控示面板等电子器件供电。
本发明实施例还提供一种尾气遥感检测仪的动态检定方法，利用所述的动态检定装置，动态检定方法包括：
步骤1：使尾气遥感检测仪的检测光对准通光口；
步骤2：闭合挡光片，同时控制喷射机构向检定腔内喷射检定气体；
步骤3：控制挡光片暴露通光口，以使检测光穿过检定腔；
步骤4：获取尾气遥感检测仪检测的气体浓度；
步骤5：根据检测的气体浓度与检定气体的气体浓度计算示值误差。
其中，在步骤1中，可启动激光器和尾气遥感检测仪，通过调节旋钮调整检定腔相对于支撑架的高度和角度，使激光器发射的激光与尾气遥感检测仪的检测光平行，且使尾气遥感检测仪的检测光对准通光口，从而实现尾气遥感检测仪与动态检定装置的快速对准。
为了模拟机动车尾气的流动，通过反复试验确定，在步骤2中，控制喷射机构喷射气体的流速为10～30L/min，优选为20L/min。可以通过流量控制器303控制喷射气体的流速。
优选地，在步骤3中，在喷入的检定气体达到设定值时，再控制挡光片暴露通光口，以保证检定腔内的气体浓度达到一定标准，提高检定精度。
此外，为了提高动态检定的准确性，重复执行步骤2至步骤4，并计算多次检测的气体浓度的平均值；在步骤5中，根据公式(1)和公式(2)计算示值误差：
Figure BDA0002346453320000081
Figure BDA0002346453320000082
其中，Δ表示绝对示值误差，
Figure BDA0002346453320000083
表示多次检测的气体浓度的平均值，Cs表示检定气体的气体浓度，δ表示相对示值误差。
优选地，可重复3-5次检测，计算多次检测的气体浓度的平均值。
此外，还可以检定尾气遥感检测仪对于不同种类的检定气体的示值误差。对于一种检定气体，根据步骤1至步骤4完成尾气遥感检测仪的动态检定后，排空检定腔内的检定气体，重复执行步骤2至步骤4，针对另一种检定气体完成尾气遥感检测仪的动态检定。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种尾气遥感检测仪的动态检定装置，其特征在于，包括：
支撑架；
检定腔，所述检定腔设于所述支撑架上，所述检定腔的一端开放，相对的另一端设有通光口；
挡光片，所述挡光片可操作地设于所述通光口前端，用于遮挡或暴露所述通光口；
喷射机构，所述喷射机构包括多个喷气口，所述多个喷气口沿所述通光口的外周设置，用于向所述检定腔内喷射检定气体。
2.根据权利要求1所述的尾气遥感检测仪的动态检定装置，其特征在于，所述多个喷气口沿所述通光口的外周均布，每个喷气口的喷射方向与所述通光口的中心轴形成相同的夹角，各喷气口的喷射方向相交于一点。
3.根据权利要求2所述的尾气遥感检测仪的动态检定装置，其特征在于，各喷气口的喷射方向相交于所述检定腔内的一点。
4.根据权利要求1所述的尾气遥感检测仪的动态检定装置，其特征在于，还包括容置室，所述容置室分别与所述支撑架和所述检定腔连接，所述容置室的侧壁上设有多个进气接口，每个进气接口用于与一种检定气体源连接，且每个所述进气接口均通过气道与所述多个喷气口连接。
5.根据权利要求4所述的尾气遥感检测仪的动态检定装置，其特征在于，所述支撑架包括底部支架、竖杆和连接于所述竖杆的调节旋钮，所述容置室通过所述调节旋钮连接于所述竖杆，所述底部支架包括铰接于所述竖杆的第一横杆和第二横杆。
6.根据权利要求1所述的尾气遥感检测仪的动态检定装置，其特征在于，还包括激光器，所述激光器设于所述检定腔的侧壁上且靠近所述通光口，所述激光器的光轴方向与所述通光口的轴向平行。
7.一种尾气遥感检测仪的动态检定方法，利用根据权利要求1-6中任一项所述的动态检定装置，其特征在于，所述动态检定方法包括：
步骤1：使尾气遥感检测仪的检测光对准所述通光口；
步骤2：闭合所述挡光片，同时控制所述喷射机构向所述检定腔内喷射检定气体；
步骤3：控制所述挡光片暴露所述通光口，以使所述检测光穿过所述检定腔；
步骤4：获取所述尾气遥感检测仪检测的气体浓度；
步骤5：根据检测的气体浓度与检定气体的气体浓度计算示值误差。
8.根据权利要求7所述的尾气遥感检测仪的动态检定方法，其特征在于，所述动态检定装置还包括激光器，所述激光器设于所述检定腔的侧壁上且靠近所述通光口，所述激光器的光轴方向与所述通光口的轴向平行；所述支撑架包括底部支架、竖杆和连接于所述竖杆的调节旋钮，所述容置室通过所述调节旋钮连接于所述竖杆；
在所述步骤1中，启动所述激光器和所述尾气遥感检测仪，通过所述调节旋钮调整所述检定腔相对于支撑架的高度和角度，使所述激光器发射的激光与所述尾气遥感检测仪的检测光平行，且使所述尾气遥感检测仪的检测光对准所述通光口。
9.根据权利要求7所述的尾气遥感检测仪的动态检定方法，其特征在于，在所述步骤2中，控制所述喷射机构喷射气体的流速为10～30L/min。
10.根据权利要求7所述的尾气遥感检测仪的动态检定方法，其特征在于，还包括重复执行所述步骤2至步骤4，并计算多次检测的气体浓度的平均值；在所述步骤5中，根据公式(1)和公式(2)计算示值误差：
Figure FDA0002346453310000031
Figure FDA0002346453310000032
其中，Δ表示绝对示值误差，
Figure FDA0002346453310000033
表示多次检测的气体浓度的平均值，Cs表示检定气体的气体浓度，δ表示相对示值误差。
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CB03 Change of inventor or designer information
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Inventor after: Liu Jiajing

Inventor after: Xu Peng

Inventor after: Wang Xue

Inventor after: Yao Yao

Inventor after: Liu Yu

Inventor after: Wu Yang

Inventor after: Guo Zijun

Inventor after: Zhou Bichen

Inventor after: Dai Jinzhou

Inventor after: Han Chao

Inventor after: Chen Mengda

Inventor before: Liu Yu

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