CN112697862A - 一种不受氨影响的测量nox的系统 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种不受氨影响的测量NOX的系统，用于在含有不同气体的测量环境下提高NOX的测量精度。本申请实施例包括：D1容纳腔、D2容纳腔、D3容纳腔、P‑电极、P+电极、催化电极以及NH3测量结构；D3容纳腔与NH3测量结构并列连接，NH3测量结构用于测量NH3通过一定反应后产生的电流值；D1容纳腔与D2容纳腔设于D3容纳腔，D1容纳腔与D2容纳腔连接，D1容纳腔用于承载含有NOX的尾气，D2容纳腔用于承载从D1容纳腔释放的气体；P+电极设于D3容纳腔，P‑电极设于D1容纳腔，P+电极与P‑电极用于配合泵出通入D1容纳腔内尾气中的O2‑；催化电极设于D2容纳腔，用于催化NOX的分解。
Description
技术领域
本申请实施例涉及发动机后处理技术区域，尤其涉及一种不受氨影响的测量NOX的系统。
背景技术
柴油机由于具有动力性强、耗油率低等优势，在中型及重型车辆上得到了广泛的应用。但是随着社会对环境保护越来越重视，柴油车的污染问题也越来越突出。
就目前来说，柴油车对于降低NOX排放的措施是先往柴油机尾气中喷入尿素，接着尿素水解为氨气，最后氨气与尾气的NOX发生化学反应转化为无污染性的氮气。
但在一些发动机急剧变化的工况时，氨气未全部与NOX发生反应，剩下未与NOX反应的氨气会直接排出，由于此时设置在催化器远离发动机一端的NOX传感器不具备识别功能，就会将排出来的这部分氨气误判断为NOX，这样一来，NOX传感器测量的值就不仅包括了NOX，还包括了氨气，导致在含有不同气体的测量环境下测量值不精确。
发明内容
本申请实施例提供了一种不受氨影响的测量NOX的系统，用于在含有不同气体的测量环境下提高NOX的测量精度。
本申请实施例提供了不受氨影响的测量NOX的系统，包括：
D1容纳腔、D2容纳腔、D3容纳腔、P-电极、P+电极、催化电极以及NH3测量结构；
所述D3容纳腔与所述NH3测量结构并列连接，所述NH3测量结构用于测量NH3通过一定反应后产生的电流值；
所述D1容纳腔与所述D2容纳腔设于所述D3容纳腔，所述D1容纳腔与所述D2容纳腔连接，所述D1容纳腔用于承载含有NOX的尾气，所述D2容纳腔用于承载从所述D1容纳腔释放的气体；
所述P+电极设于所述D3容纳腔，所述P-电极设于所述D1容纳腔，所述P+电极与所述P-电极用于配合泵出通入所述D1容纳腔内尾气中的O2-；
所述催化电极设于所述D2容纳腔，用于催化NOX的分解。
可选的，所述NH3测量结构包括：
D4容纳腔、含有OH-的电解液、正负电极；
所述含有OH-的电解液置于所述D4容纳腔，所述含有OH-的电解液用于作NH3反应的介质，所述D4容纳腔用于承载含有残留NH3的尾气；
所述正负电极通过所述D4容纳腔设于所述含有OH-的电解液的表面，所述D4容纳腔进气端连接所述正负电极中的负极，排气端连接所述正负电极中的正极，所述正负电极用于催化NH3与OH-反应。
可选的，所述系统还包括：
D5容纳腔；
D3容纳腔与所述NH3测量结构设于所述D5容纳腔内部，其中，所述D3容纳腔的外壁部与所述NH3测量结构的外壁部分别贴合于所述D5容纳腔的内壁部。
可选的，所述系统还包括：
电加热丝；
所述电加热丝一端与所述D3容纳腔的内壁部连接，另一端与所述D1容纳腔的内壁部连接，用于在将尾气通入所述D1容纳腔以及所述D2容纳腔之前，蒸发所述D1容纳腔以及所述D2容纳腔内壁部的水珠。
可选的，所述系统还包括：
气体质量检测计；
所述气体质量检测计设于所述D5容纳腔的进气端，用于检测通入所述D5容纳腔的尾气质量。
可选的，所述系统还包括：
第一电流检测计；
所述第一电流检测计设于所述D3容纳腔的排气端，用于当所述D2容纳腔的内部进行化学反应时，检测通过化学反应产生的第一电流值，通过所述第一电流值获取气体对应的第一含量值。
可选的，所述系统还包括：
第二电流检测计；
所述第二电流检测计设于所述D4容纳腔的排气端，用于当NH3在通过所述含有OH-的电解液时，检测经过所述正负电极催化化学反应产生的第二电流值，通过所述第二电流值获取气体对应的第二含量值。
可选的，所述系统还包括：
测量显示器；
所述测量显示器外接于所述D5容纳腔，用于显示所述系统测量的NOX气体的含量值。
可选的，所述系统还包括：
颗粒过滤网；
所述颗粒过滤网设于所述D5容纳腔的进气端，所述颗粒过滤网用于将尾气通入所述D5容纳腔时，过滤颗粒状杂质进入到容纳腔内。
可选的，所述颗粒过滤网定期通过洁净气体使得所述颗粒过滤网上的杂质脱附。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
本申请实施例提供的不受氨影响的测量NOX的系统中，在对系统通入尾气时，可通过在D1、D3容纳腔内分别设置的P-电极、P+电极将尾气中的水分去除，再使含有NOX的剩余尾气通过催化电极将NOX分解为O2与N2，从而得出D2容纳腔内分解反应后产生的电流值，而NH3测量结构用于测量出NH3通过化学反应后产生的电流值。通过上述方案可得知，在测量尾气中NOX含量的过程中，可以根据D2容纳腔内分解反应后产生的电流值以及NH3通过化学反应后产生的电流值获取到对应的含量值，再将D2容纳腔内分解反应后检测电流值对应的含量值以及NH3通过化学反应后产生的电流值对应的含量值进行一定的运算分析得出NOX的实际含量值，从而实现在含有不同气体的测量环境下提高NOX的测量精度。
附图说明
图1为一种不受氨影响的测量NOX的系统的整体结构示意图；
图2为一种不受氨影响的测量NOX的系统的另一整体结构示意图；
图3为一种不受氨影响的测量NOX的系统的NH3测量结构示意图。
具体实施方式
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅用于说明各部件或组成部分之间的相对位置关系，并不特别限定各部件或组成部分的具体安装方位。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外，在本申请中所附图式所绘制的结构、比例、大小等，均仅用于配合说明书所揭示的内容，以供本领域技术人员了解与阅读，并非用于限定本申请可实施的限定条件，故不具有技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均仍应落在本申请所揭示的技术内容涵盖的范围内。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种不受氨影响的测量NOX的系统，用于在含有不同气体的测量环境下提高NOX的测量精度。
请参阅图1至图3，本申请实施例提供了一种不受氨影响的测量NOX的系统，包括：D1容纳腔1、D2容纳腔2、D3容纳腔3、P-电极4、P+电极5、催化电极6以及NH3测量结构7；D3容纳腔3与NH3测量结构7并列连接，NH3测量结构7用于测量NH3通过一定反应后产生的电流值；D1容纳腔1与D2容纳腔2设于D3容纳腔3，D1容纳腔1与D2容纳腔2连接，D1容纳腔1用于承载含有NOX的尾气，D2容纳腔2用于承载从D1容纳腔1释放的气体；P+电极5设于D3容纳腔3，P-电极4设于D1容纳腔1，P+电极5与P-电极4用于配合泵出通入D1容纳腔1内尾气中的O2-；催化电极6设于D2容纳腔2，用于催化NOX的分解。
本申请实施例提供了一种不受氨影响的测量NOX的系统，该系统可以通过NH3测量结构7测量出尾气中含有的NH3含量，可通过在D1、D3容纳腔内分别设置的P-电极、P+电极将尾气中的水分去除，使得剩下的气体分别通入对应容纳腔产生化学反应，反应后检测出气体含量，从而根据NH3含量与气体含量通过一定的运算得出NOX实际含量值，这样一来可实现在含有不同气体的测量环境下提高NOX测量的测量精度。
在实际应用中，NH3测量结构7包括有D4容纳腔31、含有OH-的电解液以及正负电极32；D4容纳腔31用来承载含有残留的NH3的尾气，含有OH-的电解液置于D4容纳腔31，含有OH-的电解液中的OH-可用作NH3反应的介质，为了使NH3与OH-的反应速率得到提高，需要通过D4容纳腔31在含有OH-的电解液的表面设置正负电极32，特别要指出的是，D4容纳腔31的进气端连接正负电极32的负极，排气端连接正负电极32的正极，两个电极在D4容纳腔31上连接的位置不能置换。
当前的技术只能够检测单一气体的含量，且在检测单一气体时，若是气体中包含了另外与需要检测的单一气体一样能够与介质产生反应的气体，则测量过程中测量到的参数会不准确，为了能够实现在包含不同气体的情况下也能够测量单一气体，在本系统中的D3容纳腔3需要与NH3测量结构7进行并列连接，而并列连接的实现需要设置D5容纳腔21将D3容纳腔3与NH3测量结构7包裹，具体的包裹方式为D3容纳腔3底部的外壁面贴合NH3测量结构7顶部的外壁面，D3容纳腔3与NH3测量结构7剩余部分的外壁面贴合于D5容纳腔21的内壁面。
为了保证系统内部实验环境的干燥性，需要在系统内部设置电加热丝22，该电加热丝22的连接方式为一端与D3容纳腔3的内壁部连接，另一端与D1容纳腔1的内壁部连接。在将尾气通入D1容纳腔1以及D2容纳腔2之前，需要给电加热丝22进行通电，电加热丝22将D3容纳腔3的内部环境温度加热至800℃左右，将D3容纳腔3内部的容纳腔的壁面水珠都蒸发掉，从而保证测量的精度。
可选的，为了测量需要用到的参数，需要在D5容纳腔21的进气端设置气体质量检测计23来检测通入D5容纳腔21内的尾气质量，在D3容纳腔3的排气端设置第一电流检测计24检测第一电流值，在D4容纳腔31的排气端设置第二电流检测计25来检测第二电流值。
在实际应用中，将需要检测的尾气通入D5容纳腔21，气体质量检测计23检测出通入的尾气质量，尾气在通过D3容纳腔3进入到D1容纳腔1时，尾气中的氧在P+和P-两电极作用下，以离子的形态被泵出，剩余气体通入D2容纳腔2中，在催化电极的作用下，NOX分解为O2和N2，通过第一电流检测计24检测出该化学反应产生的第一电流值，再根据尾气质量与第一电流值的反应换算方式得到对应的NOX的第一含量值Q1；尾气在通过D4容纳腔31进入含有OH-的电解液，此时，溶液中的阴离子OH-向正负电极32的负极移动，在负极处，尾气中含有的NH3与OH-发生氧化反应变成N2，具体的化学反应方程式为2NH3+6OH-＝N2+6H2O，通过第二电流检测计25检测出该化学反应产生的第二电流值，再根据尾气质量与第二电流值的反应换算方式得到对应的NH3的第二含量值Q2，那么就可以通过得到的Q1与Q2的值计算得出该质量的尾气中实际存在的NOX的含量值Q3，计算公式为Q3＝Q1-Q2。
可选的，测量显示器26外接于D5容纳腔21，将系统中参数之间的换算程序载入测量显示器26，测量显示器26通过运算后，则可在其显示屏上显示系统测量的NOX气体的实际含量值。
可选的，系统在D5容纳腔21的进气端设置了颗粒过滤网27，该过滤网用于过滤尾气中夹带的颗粒状杂质。
可选的，颗粒过滤网27需要定期通过洁净气体，使得过滤网上挡住的颗粒状杂质脱附。
Claims (10)
1.一种不受氨影响的测量NOX的系统，其特征在于，包括：
D1容纳腔、D2容纳腔、D3容纳腔、P-电极、P+电极、催化电极以及NH3测量结构；
所述D3容纳腔与所述NH3测量结构并列连接，所述NH3测量结构用于测量NH3通过一定反应后产生的电流值；
所述D1容纳腔与所述D2容纳腔设于所述D3容纳腔，所述D1容纳腔与所述D2容纳腔连接，所述D1容纳腔用于承载含有NOX的尾气，所述D2容纳腔用于承载从所述D1容纳腔释放的气体；
所述P+电极设于所述D3容纳腔，所述P-电极设于所述D1容纳腔，所述P+电极与所述P-电极用于配合泵出通入所述D1容纳腔内尾气中的O2-；
所述催化电极设于所述D2容纳腔，用于催化NOX的分解。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述NH3测量结构包括：
D4容纳腔、含有OH-的电解液、正负电极；
所述含有OH-的电解液置于所述D4容纳腔，所述含有OH-的电解液用于作NH3反应的介质，所述D4容纳腔用于承载含有残留NH3的尾气；
所述正负电极通过所述D4容纳腔设于所述含有OH-的电解液的表面，所述D4容纳腔进气端连接所述正负电极中的负极，排气端连接所述正负电极中的正极，所述正负电极用于催化NH3与OH-反应。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：D5容纳腔；
所述D3容纳腔与所述NH3测量结构设于所述D5容纳腔内部，其中，所述D3容纳腔的外壁部与所述NH3测量结构的外壁部分别贴合于所述D5容纳腔的内壁部。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：电加热丝；
所述电加热丝一端与所述D3容纳腔的内壁部连接，另一端与所述D1容纳腔的内壁部连接，用于在将尾气通入所述D1容纳腔以及所述D2容纳腔之前，蒸发所述D1容纳腔以及所述D2容纳腔内壁部的水珠。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：气体质量检测计；
所述气体质量检测计设于所述D5容纳腔的进气端，用于检测通入所述D5容纳腔的尾气质量。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：第一电流检测计；
所述第一电流检测计设于所述D3容纳腔的排气端，用于当所述D2容纳腔的内部进行化学反应时，检测通过化学反应产生的第一电流值，通过所述第一电流值获取气体对应的第一含量值。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：第二电流检测计；
所述第二电流检测计设于所述D4容纳腔的排气端，用于当NH3在通过所述含有OH-的电解液时，检测经过所述正负电极催化化学反应产生的第二电流值，通过所述第二电流值获取气体对应的第二含量值。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：测量显示器；
所述测量显示器外接于所述D5容纳腔，用于显示所述系统测量的NOX气体的含量值。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：颗粒过滤网；
所述颗粒过滤网设于所述D5容纳腔的进气端，所述颗粒过滤网用于将尾气通入所述D5容纳腔时，过滤颗粒状杂质进入到容纳腔内。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述颗粒过滤网定期通过洁净气体使得所述颗粒过滤网上的杂质脱附。
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