CN113432883B - 一种基于大数据的排放量化监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于大数据的排放量化监测系统,包括气流流速检测模块、气体成分检测模块、计算处理模块和显示模块,所述气流流速检测模块用于检测排气气体的流速,所述气体成分检测模块用于检测排气气体中氧气和二氧化碳的含量,所述计算处理模块用于处理各计算任务并最终得到实时排放量,所述显示模块用于实时显示排放量,所述气流流速检测模块、气体成分检测模块和计算处理模块安装于通气管上,所述通气管与出气口连通。所述气流流速检测模块采用测量排气气体侧压的方式来推测流速,进而计算排放量,整个检测过程不对排气过程造成影响,具有低干扰性。
Description
技术领域
本发明涉及监测技术领域,尤其涉及一种基于大数据的排放量化监测系统。
背景技术
人们一直在研究各种监测技术例如排气监测系统,现在已经开发出了很多排放量化监测系统,经过我们大量的检索与参考,发现现有的监测系统有如公开号为KR100730522B1,KR100243576B1、CN103543016B和KR100793116B1所公开的系统,利用匹配装置读取发动机ECU输出的瞬态数据得到相应的瞬态进气量,再结合发动机自身氧传感器的含氧比瞬态信号计算得出瞬态油耗量,或可利用碳平衡法计算得出瞬态油耗量,根据瞬态进气量及瞬态油耗量的和计算得到瞬态排放量,再对瞬态排放量进行模态积分计算得到实时排放体积,然后根据排放过程中实时测量的整车尾气各成份的浓度及实时排放体积进行积分计算得到整车尾气各成份的总质量。但该系统中由于燃油的燃烧不充分会导致计算结果出现偏差,因而不适宜应用与对转子发动机的排放量检测。
发明内容
本发明的目的在于,针对所存在的不足,提出了一种基于大数据的排放量化监测系统,
本发明采用如下技术方案:
一种基于大数据的排放量化监测系统,其特征在于:包括气流流速检测模块、气体成分检测模块、计算处理模块和显示模块,所述气流流速检测模块用于检测排气气体的流速,所述气体成分检测模块用于检测排气气体中氧气和二氧化碳的含量,所述计算处理模块用于处理各计算任务并最终得到转子发动机的实时排放量,所述显示模块用于实时显示排放量,所述气流流速检测模块、气体成分检测模块和计算处理模块安装于通气管上,所述通气管与转子发动机的出气口连通;
所述气体成分检测模块包括一气体分析室,所述气体分析室通过斜细管与通气管内部连通,所述气体分析室利用红外线光源吸收原理测量分析室中的二氧化碳含量B和氧气含量A,所述计算处理模块与所述气体分析室电性连接并计算出所述排气气体的密度为:
所述气流流速检测模块包括恒压腔、压片与压力传感器,所述压片位于恒压腔与通气管内部之间,所述压力传感器用于检测恒压腔与排气气体对压片形成的压力差F,所述计算处理模块与所述压力传感器电性相连并计算出排气气体都的流速v为:
转子发动机单位时间内的排放量V为:
进一步的,所述恒压腔位于通气管壁内并通过槽道与通气管内部连通,所述槽道内设有压片槽,所述压片置于所述压片槽内并将通气管内部与恒压腔隔绝,所述压力传感器置于所述压片与所述压片槽壁之间;
进一步的,所述常量C的测量方式为:
其中,n为压片槽的个数。
本发明所取得的有益效果是:
本系统通过测量排气气体的侧压来推测排气气体的流速,测量过程对排气过程本身不会造成影响,结合红外检测技术对排气中的二氧化碳和氧气含量进行检测,去除燃烧不充分的干扰,最终得到转子发动机的实时排放量。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制,而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中,相同的附图标记指定对应的部分。
图1为整体结构框架示意图。
图2为气流流速检测模块结构示意图。
图3为凸形压片示意图。
图4为锯齿状压片示意图。
图5为压片槽分布示意图。
图中:通气管内部1、通气管壁2、恒压腔3、压片4。
具体实施方式
为了使得本发明的目的.技术方案及优点更加清楚明白,以下结合其实施例,对本发明进行进一步详细说明;应当理解,此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言,在查阅以下详细描述之后,本实施例的其它系统.方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统.方法.特征和优点都包括在本说明书内.包括在本发明的范围内,并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征,并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本发明的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位,以特定的方位构造和操作,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例一。
本实施例提供了一种基于大数据的排放量化监测系统,包括气流流速检测模块、气体成分检测模块、计算处理模块和显示模块,所述气流流速检测模块用于检测排气气体的流速,所述气体成分检测模块用于检测排气气体中氧气和二氧化碳的含量,所述计算处理模块用于处理各计算任务并最终得到转子发动机的实时排放量,所述显示模块用于实时显示排放量,所述气流流速检测模块、气体成分检测模块和计算处理模块安装于通气管上,所述通气管与转子发动机的出气口连通;
所述气体成分检测模块包括一气体分析室,所述气体分析室通过斜细管与通气管内部连通,所述气体分析室利用红外线光源吸收原理测量分析室中的二氧化碳含量B和氧气含量A,所述计算处理模块与所述气体分析室电性连接并计算出所述排气气体的密度为:
所述气流流速检测模块包括恒压腔、压片与压力传感器,所述压片位于恒压腔与通气管内部之间,所述压力传感器用于检测恒压腔与排气气体对压片形成的压力差F,所述计算处理模块与所述压力传感器电性相连并计算出排气气体都的流速v为:
转子发动机单位时间内的排放量V为:
所述恒压腔位于通气管壁内并通过槽道与通气管内部连通,所述槽道内设有压片槽,所述压片置于所述压片槽内并将通气管内部与恒压腔隔绝,所述压力传感器置于所述压片与所述压片槽壁之间;
所述常量C的测量方式为:
其中,n为压片槽的个数。
实施例二。
结合图1,本实施例包含了实施例一的全部内容,提供了一种基于大数据的转子发动机排放量化监测系统,所述系统包括监测部件和显示部件,所述监测部件主体为一通气管,所述通气管与转子发动机的出气口相接,所述通气管上设有气流流速检测模块、气体成分检测模块和计算处理模块,所述气流流速检测模块用于检测通气管中排气气体的流速,所述气体成分检测模块用于检测排气气体中氧气和二氧化碳的含量,所述计算处理模块用于处理各计算任务并最终得到转子发动机的实时排放量,所述显示部件用于显示实时排放量;
结合图2,所述气流流速检测模块包含设置在所述通气管壁内的恒压腔,所述恒压腔与所述通气管内通过一槽道连通,所述通气管壁内设有与槽道垂直的压片槽,所述压片槽内装有一压片,所述压片紧贴在所述压片槽内将所述恒压腔与通气管内部隔绝,使所述恒压腔处于密封状态进而实现恒压效果,图中留有空隙是为方便区分部件,实际上无空隙,所述压片槽内装有压力传感器,所述压力传感器与所述计算处理模块电性连接,所述压力传感器安装于所述压片面向通气管内部的一面,所述压力传感器可以直接安装于压片槽壁上,也可以直接安装于压片表面,当通气管内有排气时,排气流速越大,所述压片面向通气管侧的表面受到的压强越小,所述恒压腔施加给所述压片的压力大于通气管内气体施加给所述压片的压力,使得所述压片向通气管内部一侧挤压,所述压力传感器检测到压力值F,所述计算处理模块计算出排气气体对所述压片的压强为:
排气气体的流速v为:
所述恒压腔轴线、所述压片轴线与通气管轴线位于同一水平高度,使得所述压片自身的重力对所述第一压力传感器和第二压力传感器不造成干扰;
结合图3,所述压片槽靠近通气管内壁,使得所述压片表面接近通气管内壁,进而降低排气气流对通气管内壁的压强与对压片表面的压强之间的误差,为进一步消除该误差,将所述压片设计成“凸”字形,所述压片的凸起部分完全填充所述通气管与压片槽之间的槽道部分,使得所述压片的表面与通气管内壁齐平,通过设计所述压片凸起部分的高度,可以控制所述压片槽与通气管内壁的距离,从而使所述压片槽位于易加工的位置;
所述恒压腔通过一导气管与气泵连通,所述导气管上设有阀门,通过控制所述气泵与阀门能够调整所述恒压腔内的气压,从而使所述恒压腔与排气气流对所述压片形成的压力差处于所述第一压力传感器与第二压力传感器的量程范围内,所述恒压腔内设有气压传感器用于测量所述恒压腔内的气压,在调整恒压腔气压过程中,当所述气压达到需要的目标时关闭所述导气管上的阀门;
结合图4,为加强所述压片与压片槽之间的紧密性,将所述压片的两侧以及面向所述恒压腔的部分表面设计成锯齿状,所述压片槽的对应部分也相应的设计成能够啮合的锯齿状。
实施例三。
本实施例包含了上述实施例的全部内容,本实施例的所述通气管上还设有斜细管,所述斜细管与气体分析室相连,所述气体分析室利用红外线光源吸收原理测量分析室中的二氧化碳含量B和氧气含量A,所述气体分析室与一抽气泵相连,所述抽气泵工作时,所述气体分析室内始终保持低压状态,通气管内的排气气体在压差作用下进入所述气体分析室,且所述斜细管较细,进入气体分析室的气体只占排气气体的极小部分,从而不影响通气管中的正常排气,对所述流速检测模块造成的检测误差能够忽略不记,为进一步减小该误差,所述斜细管与所述压片槽位于通气管的两侧;
由于转子发动机中通过进气口进入燃烧室的燃料气体和氧气燃烧后形成大量的二氧化碳后从出气口排出,故通过测量二氧化碳和氧气的含量能够推测出燃料气体的燃烧程度,进而推测出排气气体的密度,需要注意的是,所述某一气体的含量指的是该分子占排气分子的百分比,而不是单位空间内该气体分子的多少;
则转子发动机的排放量V为:
结合图5,通气管内的排气气体的流速并非均匀一致的,靠近转子发动机的一侧流速较快,远离转子发动机的一侧流速较慢,为弥补流速变化造成的误差,在通气管上设置多个压片槽用于检测各个点的流速,所述压片槽共同连通至同一恒压腔中,通过第i个压片槽检测到的流速函数记作,则转子发动机的排放量V为:
其中,n为压片槽的个数;
虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明,但是应当理解,在不脱离本发明的范围的情况下,可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法,系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略,替换或添加各种过程或组件。例如,在替代配置中,可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法,和/或可以添加,省略和/或组合各种部件。而且,关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合,如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外,随着技术发展其中的元素可以更新,即许多元素是示例,并不限制本公开或权利要求的范围。
在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而,可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如,已经示出了众所周知的电路,过程,算法,结构和技术而没有不必要的细节,以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置,并且不限制权利要求的范围,适用性或配置。相反,前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下,可以对元件的功能和布置进行各种改变。
综上,其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的,并且应当理解,以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后,技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。
Claims (5)
1.一种基于大数据的排放量化监测系统,其特征在于:包括气流流速检测模块、气体成分检测模块、计算处理模块和显示模块,所述气流流速检测模块用于检测排气气体的流速,所述气体成分检测模块用于检测排气气体中氧气和二氧化碳的含量,所述计算处理模块用于处理各计算任务并最终得到实时排放量,所述显示模块用于实时显示排放量,所述气流流速检测模块、气体成分检测模块和计算处理模块安装于通气管上,所述通气管与出气口连通;
所述气体成分检测模块包括一气体分析室,所述气体分析室通过斜细管与通气管内部连通,所述气体分析室利用红外线光源吸收原理测量分析室中的二氧化碳含量B和氧气含量A,所述计算处理模块与所述气体分析室电性连接并计算出所述排气气体的密度为:
所述气流流速检测模块包括恒压腔、压片与压力传感器,所述压片位于恒压腔与通气管内部之间,所述压力传感器用于检测恒压腔与排气气体对压片形成的压力差F,所述计算处理模块与所述压力传感器电性相连并计算出排气气体的流速v为:
单位时间内的排放量V为:
2.如权利要求1所述的一种基于大数据的排放量化监测系统,其特征在于,所述排放量化监测系统用于监测转子发动机的排放量,所述恒压腔位于通气管壁内并通过槽道与通气管内部连通,所述槽道内设有压片槽,所述压片置于所述压片槽内并将通气管内部与恒压腔隔绝,所述压力传感器置于所述压片与所述压片槽壁之间。
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