CN112067521A - 拍照式柴油机械烟度检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种检测装置。目的是提供一种拍照式柴油机械烟度检测装置，该装置具有检测结果稳定可靠、精准度高的特点。技术方案是：拍照式柴油机械烟度检测装置，包括拍照式林格曼烟度检测器；其特征在于：该装置还包括设置在拍照式林格曼烟度检测器前侧且与拍照式林格曼烟度检测器连通的微环境管道装置以及设置在拍照式林格曼烟度检测器后侧且与拍照式林格曼烟度检测器连通的光透射法不透光烟度检测器。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测装置，具体是柴油机械烟度检测装置。
背景技术
柴油机械排气烟度检测，非道路移动柴油机械按照GB 36886-2018《非道路移动柴油机械排气烟度限值及测量方法》实施，其烟度检测方法参照国标GB3847-2018《柴油车污染物排放限值及测量方法(自由加速法及加载减速法)》实行。国标GB3847-2018《柴油车污染物排放限值及测量方法(自由加速法及加载减速法)》主要用于柴油车(汽车类)污染排放检测，检测对象主要为氮氧化合物含量、林格曼烟度、不透光烟度(光吸收系数和不透光度)，检测方法分为自由加速法及加载减速法。自由加速法适用于不透光烟度、林格曼烟度检测；加载减速法适用于氮氧化合物含量、不透光烟度、林格曼烟度三个对象检测(场地必须配置底盘测功机、顶升装备、中央控制系统等装备，需由多人多点多装置共同完成，一般用于机动车检验)。国标GB 36886-2018《非道路移动柴油机械排气烟度限值及测量方法》主要用于非道路移动柴油机械排气烟度检测，如工程机械(装载机、挖掘机、叉车、推土机等)、林业机械、工业钻探设备、材料装卸机械、机场通勤设备等，其检测原理和方法与国标GB3847-2018一致，检测对象主要为林格曼烟度、不透光烟度(光吸收系数和不透光度)两个对象，也需分别进行检测，对氮氧化合物无检测和限制要求(原因为非道路移动柴油机械种类多、排放标准未统一、多数未配置OBD车载诊断系统、无法使用加载减速法检测等)。
不透光烟度计不仅可以检测柴油机排气中的黑烟，而且可以测蓝烟和白烟排放，对低浓度的可见污染物有较强的检测能力，可以实现排气烟度的连续测量。不透光烟度计分为全流式不透光烟度计(全部排气流过光通道)和分流式不透光烟度计(部分排气流过光通道)，我国不透光烟度计目前均采用分流式测量原理。
林格曼烟度检测常用滤纸法和图片比对法，国标GB3847-2018附录D中D5.1、D5.2对观测位置和条件、观测方法进行了明确，该方法的烟度检测结果受天气和人的随机因素影响较大，如雨雪天、雾天、风速大于4.5m/s等环境一般不建议进行，且晴天、阴天检测结果需人为根据经验调整，检测结果精准度不足，需进一步完善。
使用上述仪器装备对非道路移动柴油机械进行林格曼烟度、不透光烟度检测时，存在如下不足：1、需分别两次检测；2、林格曼烟度受人为、天气和环境影响较大，数据可靠性低；3、根据国标GB 36886-2018判定规则，合格时需二次综合判定；4、现场林格曼检测数据必须人工记录，效率低。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种拍照式柴油机械烟度检测装置，该装置具有检测结果稳定可靠、精准度高的特点。
本发明提供的技术方案是：
拍照式柴油机械烟度检测装置，包括拍照式林格曼烟度检测器；其特征在于：该装置还包括设置在拍照式林格曼烟度检测器前侧且与拍照式林格曼烟度检测器连通的微环境管道装置以及设置在拍照式林格曼烟度检测器后侧且与拍照式林格曼烟度检测器连通的光透射法不透光烟度检测器。
所述微环境管道装置包括一端开设有进气口而另一端与拍照式林格曼烟度检测器进口连通的机体，机体内设置有用于控制烟气温度的加热模块、监测烟气温度的温度监测模块以及监测烟气压力的压力传感器，机体中间部位还设置有用于控制烟气烟羽速度和进行压力微调的阀门。
所述光透射法不透光烟度检测器包括一端连通拍照式林格曼烟度检测器出口而另一端为出口的排气筒、安装在排气筒上的传感终端以及通过光纤接通所述传感终端的信号处理主机。
所述传感终端由带有采气室的光通道和两个光纤组成；其中管状的光通道以横向贯穿的方式安装在排气筒上，其中间部分采气室位于排气筒内且管壁两侧横向贯通，以利于被检烟气流通。
横向贯通部位的中心线与排气筒的轴线重合。
该检测装置还配备通信接口，以满足现场检测数据读取和保存要求。
本发明的工作原理是：被测烟气先通过进气口1进入微环境管道装置100，利用温度监测模块5和加热模块2，控制进气口温度，同时利用压力传感器4监测管道内压力；中间部位设置的阀门3，用于控制烟气烟羽速度和压力微调；接着被测烟气进入拍照式林格曼烟度检测器200，通过具备深度学习功能的拍照式黑度计，以及拍照加AI智能算法模块，可有效提高林格曼检测精度和结果可靠性。最后，被测烟气进入光透射法不透光烟度检测器300，在经过采气室8时，通过检测光强及后期的补偿修正，就可以用接收光强的信息表征颗粒物浓度。
本发明的独特点(与现有相同或相近技术比较)：
1)微环境管道装置，实现对烟气温度控制和监测、气压监测功能；
2)拍照式林格曼烟度检测，实现精度为0.1的黑度精准检测；
3)光透射法不透光烟度检测，相比分流式原理不透光烟度计实现结构简单、采气室免污染，满足长期使用免清洁目标；
三种功能集成，实现满足GB 36886-2018要求的林格曼和不透光烟度检测过程质量保证和控制要求，实现精准检测目的。
本发明的有益效果是：
1、将拍照式林格曼烟度器、光透射法不透光烟度检测器集成在一套装置，可同步检测，结果一次判定；
2、采用拍照式林格曼烟度器、光透射法不透光烟度检测器，将现有两套仪器功能集成为一套，方便现场检测使用；
3、专门设计微环境管道装置，消除了GB 36886-2018中林格曼烟度滤纸法和图片比对法检测时的人为、天气和环境影响，检测结果稳定可靠，检测数据更精准。
4、实现林格曼烟度、不透光烟度检测数据无纸化记录，提高现场检测效率，满足检验机构大数量检测需求。
附图说明
图1是本发明的主视结构示意图。
图2是本发明的光透射法不透光烟度检测器中传感终端的结构示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图所述的实施例，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
本发明由前后联通的微环境管道装置100、拍照式林格曼烟度检测器200、光透射法不透光烟度检测器300三部分组成(结构原理见图1)。第一部分微环境管道装置，利用温度监测模块5和加热模块2(优选电加热器)，控制进气口温度，同时利用压力传感器4监测管道内压力。同时具备可拆卸、便携式功能，便于清洁和现场使用需求；利用阀门3控制烟道开口和烟羽速度调整功能，减少林格曼和不透光烟度测量时外部环境影响；具备接头灵活多变、设计合理，安装高度可调，可用于不同柴油移动机械的现场检测等要求。第二部分为林格曼烟度检测器(现有技术)，主要配有具备深度学习功能的拍照式黑度计，以及拍照加AI智能算法模块。使用时，烟羽通过导流槽引入高清拍照内腔9，拍照内腔下方设置有带自动LED补光功能的高清拍照相机10(拍照式黑度计)，上部设置0度背景比对板6，可拍照获得白色背景高清黑白照片；内置的深度学习黑度识别算法模块，可实现检测精度为0.1的林格曼黑度，可有效提高林格曼检测精度和结果可靠性。第三部分为光透射法不透光烟度检测器(光透射法不透光烟度检测原理：根据光的散射原理，微粒和分子在光的照射下会产生光的散射现象，当一束平行单色光入射到被测颗粒场时，会受到颗粒周围散射和吸收的影响，光强将被衰减，入射光通过待测浓度场的相对衰减率发生变化，而相对衰减率的大小基本上能线性反应待测场灰尘的相对浓度，光强的大小和经光电转换的电信号强弱成正比，通过测得电信号就可以求得相对衰减率，进而就可以测定待测场里灰尘的浓度)，包括排气筒11、安装在排气筒上的传感终端以及通过光纤12接通所述传感终端的信号处理主机(图中省略)；所述传感终端由带有采气室8的光通道和两个光纤12组成，其中管状结构的光通道13以横向贯穿的方式安装在排气筒上，其中间部分的采气室8位于排气筒内且管壁两侧横向贯通，横向贯通部位的中心线与排气筒的轴线重合，使得被检测的烟气横向通过采气室时，通过光纤在光通道中间对射的检测光能够照射被检测的烟气)。该检测器既简化了现有分流式不透光烟度计测量难点(光通道有效长度不低于0.43m，结构庞大；易污染、易起雾，需使用“空气气幕”技术解决污染问题)，实现结构简单、避免污染检测目标。当被检烟气经过采气室时，通过检测光强及算法模块的补偿和修正，就可以用接收光强的信息表征颗粒物浓度。特别地，采气室还可配置多级过滤或阻隔颗粒物，使光对射元件免于被污染，确保传感器长期正常运行。
本发明使用拍照式林格曼烟度+光透射法不透光烟度两种新检测方法集成形式，突破了传统图片比对法+分流式不透光烟度计法分别检测、测不准的现状，同时专门设计的微环境管道装置，除具备对烟气温度、压力在线监测外，可模拟微环境(调节管道内温度以获得稳定微环境)，满足了GB 36886-2018中技术要求，还保证了其检测过程质量保证和控制要求。拍照式林格曼烟度检测器利用高清摄像头，利用LED自动补光，高速捕捉相同照度背景下不同工况黑度，通过智能算法模块获得稳定可靠的检测结果。透射法不透光烟度检测器与分流式不透光烟度计检测仪相比，大幅度减小了仪器体积，规避了水汽和烟幕污染影响。另外，装置配备通信接口，满足现场检测数据读取和保存等要求，提高现场检测效率。
Claims (6)
1.拍照式柴油机械烟度检测装置，包括拍照式林格曼烟度检测器(200)；其特征在于：该装置还包括设置在拍照式林格曼烟度检测器前侧且与拍照式林格曼烟度检测器连通的微环境管道装置(100)以及设置在拍照式林格曼烟度检测器后侧且与拍照式林格曼烟度检测器连通的光透射法不透光烟度检测器(300)。
2.根据权利要求1所述的拍照式柴油机械烟度检测装置，其特征在于：所述微环境管道装置包括一端开设有进气口(1)而另一端与拍照式林格曼烟度检测器进口连通的机体，机体内设置有用于控制烟气温度的加热模块(2)、监测烟气温度的温度监测模块(5)以及监测烟气压力的压力传感器(4)，机体中间部位还设置有用于控制烟气烟羽速度和进行压力微调的阀门(3)。
3.根据权利要求2所述的拍照式柴油机械烟度检测装置，其特征在于：所述光透射法不透光烟度检测器包括一端连通拍照式林格曼烟度检测器出口而另一端为出口的排气筒(11)、安装在排气筒上的传感终端以及通过光纤接通所述传感终端的信号处理主机。
4.根据权利要求3所述的拍照式柴油机械烟度检测装置，其特征在于：所述传感终端由带有采气室(8)的光通道(13)和两个光纤(12)组成；其中管状的光通道以横向贯穿的方式安装在排气筒上，其中间部分采气室位于排气筒内且管壁两侧横向贯通，以利于被检烟气流通。
5.根据权利要求4所述的拍照式柴油机械烟度检测装置，其特征在于：横向贯通部位的中心线与排气筒的轴线重合。
6.根据权利要求5所述的拍照式柴油机械烟度检测装置，其特征在于：该检测装置还配备通信接口，以满足现场检测数据读取和保存要求。
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2020
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