CN115824656A - 一种用于发动机燃烧室排气冒烟测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于发动机燃烧室排气冒烟测试系统，涉及烧室排气冒烟测试领域。该用于发动机燃烧室排气冒烟测试系统，采用自动测量装置主要由滤纸卷、滤纸夹头、反射率计、滤纸抽拉装置、气缸夹紧机构等组成；滤纸选择卷筒形状，安装于带阻尼的过滤纸卷轴上，通过电机旋转精确控制过滤纸的位移，将滤纸对应到“测量1”、“取样”和“测量2”三个位置，气缸压紧机构分别对过滤纸夹头与滤纸、反射率计与黑色背景衬板进行加紧。该用于发动机燃烧室排气冒烟测试系统，采用了自动送纸、夹紧和自动退纸的设计，提升了滤纸夹头的密封性，大大降低了人工操作强度。

Description

一种用于发动机燃烧室排气冒烟测试系统

技术领域

本发明涉及烧室排气冒烟测试技术领域，具体为一种用于发动机燃烧室排气冒烟测试系统。

背景技术

本冒烟测试系统采用Whatman4#滤纸过滤固态颗粒物，通过比较无污染滤纸和滤纸流过规定样气量后表面反射率的相对变化，得到排气冒烟数。

该系统既适用燃烧室高压工况下的排烟测试，具有可靠的降压稳压措施，同时也适用于整机排气冒烟测试，整机测试压力通常为1-3bar(绝压)，压力较低，需要无油真空泵进行抽取，以满足系统流量要求。

系统可实现全自动化排烟连续测试，过程中无需更换滤纸，测试次数取决于过滤纸卷长度。自动化排气冒烟测量装置由取样系统、测量仪器和测控系统三部分组成，测量仪器为采用滤纸法测量的光发射率计，测控系统采用基于PLC构建的独立测控系统。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于发动机燃烧室排气冒烟测试系统。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于发动机燃烧室排气冒烟测试系统。

取样系统：采用自动测量装置主要由滤纸卷、滤纸夹头、反射率计、滤纸抽拉装置、气缸夹紧机构等组成。

滤纸选择卷筒形状，安装于带阻尼的过滤纸卷轴上，通过电机旋转精确控制过滤纸的位移，将滤纸对应到“测量1”、“取样”和“测量2”三个位置，气缸压紧机构分别对过滤纸夹头与滤纸、反射率计与黑色背景衬板进行加紧，实现一次测试中“干净滤纸反射率测试”、“取样”、“被污染滤纸反射率测试”，随着过滤纸的移动，在滤纸此种结构可实现冒烟的连续测量，测量次数受限于滤纸长度，而一般的纸卷可实现上百次测试；

管路的压力和流量控制方案：冒烟测试系统流量特性调整：将气动三通阀位于“旁路”，在滤纸夹头上夹紧一张滤纸，然后将样气切换到“测量路”，打开真空泵，浮子流量计处于适当位置，调节手动调节阀2，使P1压力不超过1.2bar(绝对压力)以确保气体流量计的使用安全，同时使样气流量都保持在14±0.5L/min。

切换三通球阀使样气从旁路流过，此时气动球阀处于关闭状态，如上，通过调节手动调节阀1，使P1与测量路调节的P1相等，管路样气流量保持在14±0.5L/min，至此系统调试完毕。

系统调试完成后，手动调节阀1和2以及浮子流量计的调整旋钮将不再进行调整。

开始测试时，将系统切换到自动测量模式，进行冒烟测量；

管路温度的测量和控制方案：采用铂电阻测量样气管外壁温度，精度为土2℃，采用电伴热带加热取样管路和附件。

电伴热管的制作中应确保电伴热带和铂电阻贴紧取样管壁面，同时保证电伴热带与铂电阻之间绝热隔离，在保证电伴热带有效加热取样管时，铂电阻测量的是取样管外壁面的温度。

对于比较长的管路采用电伴热管加热，对于比较断的管路，如阀门前后采用比较柔软的玻璃纤维加热带对样气管进行加热，采用温控表通过固态继电器控制加热的时间，玻璃纤维电加热带的功率为100W/m，具有足够的加热能力。

测试系统中样气温度控制的原则是，根据样气压力和露点温度，逐步降低样气温度，在此过程中确保样气的相对湿度低于90％。

全程保证样气温度不低于60℃，而进入气体流量计的样气温度不超过68℃，其余温度控制点的温度可适度提高；

测量路/旁路切换方法：采用无烟颗粒残留的气动三通球阀和气动球阀相结合，在实现压力控制和流路切换的基础上避免了颗粒在管路和阀体内的积存；气动三通球阀有“测量”“旁路”两个位置；

取样泵选型：对于整机测量排气冒烟时，燃气的压力较低，需要使用真空泵抽取样气，标准中规定泵在零流量时的抽真空能力应不低于25KPa，在常温常压下，泵的全流量应不小于28L/min；

反射率测量仪：标准规定电源采用白炽电珠泡，发光均匀稳定，光电元件应为环形硒光电池，输出特性稳定，指示电表精度应不低于1.5级，反射率计至少应备有三张供校准用的标准样件。

反射率计照到过滤纸上的光束直径应在3～15mm范围内。

选用的反射率测量仪重复性精度为3‰，配备了1套标准板用于检测仪器的精度和线性度

测试系统的清洁检查：在一系列的冒烟测试试验前，按下述步骤分别对测试系统进行清洁检查；

测试系统的泄露检查：对测试系统进行泄漏检查

排气冒烟测试计算方法：系统可测瞬时样气压力P_i(bar)，样气温度T_i(K)，瞬时容积流量V_i，已知过滤纸烟痕面积A(m²)，标况下的烟气密度ρ₀(1.295kg/m³，0℃，101.325kPa)，标准要求通过样气总量为16.2kg/m²，在某一小的时间间隔内的质量流量Δm为：

直到经过一段时间，流量累计到16.2kg/m²，完成烟气采集，即：

测控系统：测控系统硬件主要由计算机、PLC、电压和温度测量仪、传感器、阀门、报警器等；软件包括采集软件和控制软件，采集软件主要负责性能参数采集、传输、处理、显示和保存；控制软件通过PLC实现对监控参数和阀门的采集和控制，并具有试验流程管理和异常报警功能。

通过数据采集、流程控制、算法集成和数据管理等模块，实现排气冒烟系统自动测试和故障报警，并且所有参数均能进行实时显示、传输和保存；

优选的，所述实现冒烟的自动测量，冒烟多次(100+次)连续测量，过滤纸夹具自动压紧和松开、反射率计自动压紧和松开的功能。

优选的，所述反射率计采用光反射原理，测试精度±0.3％，具有数据通讯功能。

优选的，所述系统中所有阀门可进行远程控制，系统可实现对样气温度、压力、流量的控制，可完成反射率和冒烟数的采集和处理。

优选的，所述压力控制：冒烟系统进气压力在0-4.5MPa，通过节流组件对来流压力进行初步控制，然后通过放空调节阀和背压阀，将压力控制在1.2bar，可保证真空泵和气体流量计的正常运行，同时系统在真空泵前也设置了卸荷阀，可避免真空泵受到异常压力冲击。

优选的，。

本发明公开了一种用于发动机燃烧室排气冒烟测试系统，其具备的有益效果如下：

采用了自动送纸、夹紧和自动退纸的设计，提升了滤纸夹头的密封性，大大降低了人工操作强度；

直线位机机构更换滤纸，而非旋转机构，运行更可靠；

独特流路结构设计的三通球阀，最大限度的避免了在气流方向的死区导致的固态颗粒物的积存，提升了冒烟测试的精度；

采用了独特的分段温度控制方案，其原则是保持燃气的相对湿度不超过90％，以保证水分不发生冷凝析出；

维护方便，大部分部件都可以方便的操作和更换；

安全性高，设有高压保护阀，人员操作无需接触高温。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明排气冒烟测试原理图；

图2为本发明分流器示意图；

图3为本发明节流组件示意图；

图4为本发明滤纸夹头示意图；

图5为本发明自动测量装置示意图；

图6为本发明三通球阀工作示意图；

图7为本发明冒烟系统监控图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

取样系统

取样系统设计方案为：

a)取样管路：管路采用内径4mm的不锈钢管路，到滤纸夹头前的管路尽量走直线，若有弯曲，弯曲半径大于10倍管内径；管路设计防止颗粒物的沉积和静电荷聚积，采用接地措施。

b)分流器：分流器内部为光滑圆弧过渡，无直线构成的角度连接，图示如2所示。

c)节流组件：节流组件的作用主要是对高压情况下，将来流压力进行降初步的降压节流处理，节流组件的核心是节流小孔，利用不同孔径(d＝0.5、1.0、1.5、2.0mm等)的节流小孔，可将不同的来流压力降至某初控压力范围内，节流小孔的降压能力为来流压力的50％～70％。节流组件的示意图如2所示。

d)滤纸夹具：滤纸夹具示意图如4所示，其中滤纸夹具内部通道的形状和尺寸，D＝25mm，θ＝7°，α＝25°。

自动测量装置：如图5所示，主要由滤纸卷、滤纸夹头、反射率计、滤纸抽拉装置、气缸夹紧机构等组成。

滤纸选择卷筒形状，安装于带阻尼的过滤纸卷轴上，通过电机旋转精确控制过滤纸的位移，将滤纸对应到“测量1”、“取样”和“测量2”三个位置，气缸压紧机构分别对过滤纸夹头与滤纸、反射率计与黑色背景衬板进行加紧，实现一次测试中“干净滤纸反射率测试”、“取样”、“被污染滤纸反射率测试”，随着过滤纸的移动，在滤纸此种结构可实现冒烟的连续测量，测量次数受限于滤纸长度，而一般的纸卷可实现上百次测试。

温度控制：从取样探针出口到滤纸夹头前的管路温度严格保持在160±15℃以内。对于比较长的管路采用电伴热管加热，对于比较断的管路，如阀门前后采用比较柔软的玻璃纤维加热带对样气管进行加热，采用温控表通过固态继电器控制加热的时间，玻璃纤维电加热带的功率为100W/m，具有足够的加热能力。

密封性设计：将清洁过滤纸夹入过滤纸夹头，将气动三通球阀关闭，

起动取样泵，并至少工作1min，使系统达到稳定状态后再继续稳定运行5min并进行泄漏检查，在稳定运行期间流过容积流量计的容积不超过5.0L(标况下)；

管路的压力和流量控制方案

压力控制：冒烟系统进气压力在0-4.5MPa，通过节流组件对来流压力进行初步控制，然后通过放空调节阀和背压阀，将压力控制在1.2bar，可保证真空泵和气体流量计的正常运行，同时系统在真空泵前也设置了卸荷阀，可避免真空泵受到异常压力冲击。

冒烟测试系统流量特性调整：将气动三通阀位于“旁路”，在滤纸夹头上夹紧一张滤纸，然后将样气切换到“测量路”，打开真空泵，浮子流量计处于适当位置，调节手动调节阀2，使P1压力不超过1.2bar(绝对压力)以确保气体流量计的使用安全，同时使样气流量都保持在14±0.5L/min。

换三通球阀使样气从旁路流过，此时气动球阀处于关闭状态，如上，通过调节手动调节阀1，使P1与测量路调节的P1相等，管路样气流量保持在14±0.5L/min，至此系统调试完毕。

系统调试完成后，手动调节阀1和2以及浮子流量计的调整旋钮将不再进行调整。

开始测试时，将系统切换到自动测量模式，进行冒烟测量。

冒烟测试系统中使用两个气体流量计进行流量的测量，一个用于测量瞬时体积流量，采用浮子流量计，精度为±5％，体积流量约为14±0.5L/min；另一个采用气体流量计，该流量计可以实时监测管路压力和温度，气体流量计的测量精度为±0.75％，每次冒烟测试的通过滤纸的累积流量16.2±0.7kg/m²。

为减少颗粒物质的沉积和静电荷聚积，提高冒烟测试精度，冒烟测试系统的样气管路使用内径4mm的不锈钢管，首先滤纸夹头之前的样气管道为直通通道，特制的三通球阀结构避免固态颗粒物的积存。

管路温度的测量和控制方案

燃气中含有大量的水分，冒烟测试结果与样气流量密切相关，为确保样气流量被准确测量，必须保持样气中水分不析出。

根据常用燃料，如航空煤油、轻柴油或者天然气的燃烧产生的燃气其含水量最高可达15％，测量流量时样气的压力稍高于大气压，根据常压下空气的饱和含水量表查得，56℃时空气的饱和含水量16.51％，60℃时空气的饱和含水量达19.9％，样气压力从常压增加到1.2bar(绝对压力)露点温度大约升高1℃。

样气压力为1.2bar，温度为60℃时的燃气中最大含水量超过18％，为保证样气中水分不析出，相对湿度应不大于90％。

发动机燃烧室排出的燃气中的含水量最大一般不超过13％，在控制样气温度在60℃，压力为1.2bar以下时，样气的最大含湿量约为72％，具有足够的裕度确保样气不发生冷凝析出。

在保证样气中的水分不析出的前提下，采用较低的控制温度有利于压力和流量仪表及调节阀门的选择。

采用铂电阻测量样气管外壁温度，精度为土2℃，采用电伴热带加热取样管路和附件。电伴热管的制作中应确保电伴热带和铂电阻贴紧取样管壁面，同时保证电伴热带与铂电阻之间绝热隔离，在保证电伴热带有效加热取样管时，铂电阻测量的是取样管外壁面的温度。对于比较长的管路采用电伴热管加热，对于比较断的管路，如阀门前后采用比较柔软的玻璃纤维加热带对样气管进行加热，采用温控表通过固态继电器控制加热的时间，玻璃纤维电加热带的功率为100W/m，具有足够的加热能力。

测试系统中样气温度控制的原则是，根据样气压力和露点温度，逐步降低样气温度，在此过程中确保样气的相对湿度低于90％。

全程保证样气温度不低于60℃，而进入气体流量计的样气温度不超过68℃，其余温度控制点的温度可适度提高。

测量路/旁路切换方法

采用无烟颗粒残留的气动三通球阀和气动球阀相结合，在实现压力控制和流路切换的基础上避免了颗粒在管路和阀体内的积存；气动三通球阀有“测量”“旁路”两个位置，气动三通阀流路简图如图6所示，该阀门为改进设计阀门。

样气在三通球阀的控制下，在测量状态通过图6左侧的“上-下”直路进入滤纸夹头，在走旁路时，其流路为如图6右侧图所示的“上-右”，图6两个流路左侧的球在球阀壳体密封作用下是封闭的，可有效减少颗粒物在阀内的积存。

图6三通球阀工作示意图

4.5取样泵选型

对于整机测量排气冒烟时，燃气的压力较低，需要使用真空泵抽取样气，标准中规定泵在零流量时的抽真空能力应不低于25KPa，在常温常压下，泵的全流量应不小于28L/min，选用新为诚公司的无油真空泵。

4.6反射率测量仪

标准规定电源采用白炽电珠泡，发光均匀稳定，光电元件应为环形硒光电池，输出特性稳定，指示电表精度应不低于1.5级，反射率计至少应备有三张供校准用的标准样件。反射率计照到过滤纸上的光束直径应在3～15mm范围内。选用的反射率测量仪重复性精度为3‰，配备了1套标准板用于检测仪器的精度和线性度。

测试系统的清洁检查

在一系列的冒烟测试试验前，按下述步骤分别对测试系统进行清洁检查，其测试流程为：

a)控制气动三通阀门和气动球阀，使系统分别处于“旁路”或“测量路”；

b)用清洁空气吹扫整个系统5分钟；

c)关闭阀门气动球阀，将三通球阀切换至“旁路”位置；

d)并将清洁过滤纸夹入过滤纸夹头，重新打开气动球阀；

e)三通球阀切换至“测量”位置，当每平方米过滤烟痕面积上流过50公斤空气后，再将气动球阀关闭，同时将三通球阀切换至“旁路”位置；

f)测量滤纸的反射率，得到相应冒烟数，如果冒烟数大于3，则取样系统必须清洗或更换。必须在满足冒烟数小于3的情况才能使用该系统。

测试系统的泄露检查

对测试系统进行泄漏检查：

a)将一清洁滤纸置于夹头处，并夹紧夹头；

b)用堵头封闭冒烟系统进气口和出气口；

d)三通球阀切换至“测量”位置，对测量管路进行密封性检查，启动真空泵，进行管路、接头、调节阀门检漏，若5min后，浮子流量计读数在0.5L/min内，则取样管路密封性良好，否则对出现泄露的部分维修或替换；

e)三通球阀切换至“旁路”，对旁路密封性检查，进行管路、接头、调节阀门检漏，若5min后，浮子流量计读数在0.5L/min内，则旁路密封性良好，否则对出现泄露的部分维修或替换；

排气冒烟测试计算方法

系统可测瞬时样气压力P_i(bar)，样气温度T_i(K)，瞬时容积流量V_i，已知过滤纸烟痕面积A(m2)，标况下的烟气密度ρ₀(1.295kg/m3，0℃，101.325kPa)，标准要求通过样气总量为16.2kg/m2，在某一小的时间间隔内的质量流量Δm_i为：

直到经过一段时间，流量累计到16.2kg/m2，完成烟气采集，即：

冒烟测试系统特点

(1)采用了自动送纸、夹紧和自动退纸的设计，提升了滤纸夹头的密封性，大大降低了人工操作强度；

(2)直线位机机构更换滤纸，而非旋转机构，运行更可靠；

(3)独特流路结构设计的三通球阀，最大限度的避免了在气流方向的死区导致的固态颗粒物的积存，提升了冒烟测试的精度；

(4)采用了独特的分段温度控制方案，其原则是保持燃气的相对湿度不超过90％，以保证水分不发生冷凝析出；

(4)维护方便，大部分部件都可以方便的操作和更换；

(5)安全性高，设有高压保护阀，人员操作无需接触高温。

测控系统

测控系统硬件主要由计算机、PLC、电压和温度测量仪、传感器、阀门、报警器等；软件包括采集软件和控制软件，采集软件主要负责性能参数采集、传输、处理、显示和保存；控制软件通过PLC实现对监控参数和阀门的采集和控制，并具有试验流程管理和异常报警功能。通过数据采集、流程控制、算法集成和数据管理等模块，实现排气冒烟系统自动测试和故障报警，并且所有参数均能进行实时显示、传输和保存。

冒烟系统监控图如7所示。

测控系统可实现以下功能：

a)取样泵开关、阀门开关与调节等的远程控制；

b)送纸机构的精确位移控制；

c)过滤纸夹具与滤纸的压紧、松开控制；

d)反射率计与滤纸的压紧、松开控制；

e)样气的压力、流量、温度、反射率等参数的实时测量；

f)试验数据的记录、回放、计算等；

g)与现有系统通讯集成，数据共享、发送等。

测控系统是集自动控制及数据采集处理、性能参数计算于一身，在远传方式下既能实现冒烟测试系统的控制，又能实现采集数据的稳态数据输出，以及同用户现有系统的通信。测控系统包括数据采集和远程控制，数据采集是实现对各测量参数和状态参数采集，样气的温度、压力、流量的测量，加热保温模块和保温管的温度测量；控制是实现冒烟测试系统的远程操作，气动球阀、电磁阀的远程控制，管路切换等远程操作功能。

测控系统可通过交换机将数据传输至远程上位机进行数据处理与远程控制。远程上位机可实现数据显示与操作。分析仪器RS485/232串口信号通过串口网络交换机传输至交换机；设备数据、仪器网络信号和序列进样装置测试控制信号直接传输至交换机；仪器的模拟量信号，样气的温度、压力、流量等模拟量信号，加热模块温度、保温管温度等模拟量信等。

本控制系统具有控制精确、智能化、开放互联、实时性强、可靠性好、使用方便等优点，是一种具有先进水平的自动控制系统。

本系统采用我公司自主开发的控制软件，可根据用户要求及使用习惯进行功能设定，可采用有线的方式进行网络互连通信，以实现远程通信访问及控制功能。友好的多媒体人机界面软件，易学易用，操作人员无需专门培训，通过电脑屏幕上表示的实时过程图形数据，就可以对试验器控制、监视、管理。现场操作人员和管理人员随时都可以查阅各种实时和历史数据，以便优化控制现场作业过程，提高生产效率和实验质量。

(1)上位机控制、显示与通信功能：在系统中，接收来自于PLC、分析仪通过TCP/IPmodbus方式传送过来的数据，将其显示在组态界面上，使控制者通过屏幕就可以知道整个系统的状态，也可以通过组态王KingView软件将控制命令发布给各个PLC、仪表，使其按系统需要的指令完成相应的任务，如电磁阀的开闭，电机的启停等操作，使系统处于可控状态。

(2)预处理的控制与通讯功能：在控制系统中，接收来自于上位机软件、本地触屏、急停按钮的命令，将命令传送到PLC中，经PLC中的程序处理，变成相应的指令发送给相应元件，使其完成相应的指令，实现相应的功能。另外，还要接收外部模拟量信号，包括4-20mA冷凝器温度信号。将信号采集到PLC处理变成相应的压力与温度，再通过TCP/IP Modbus通讯方式将其传送给上位机。最后还要接收外部的数字量信号，如急停信号等等，以便实时掌握系统的开关量状态，根据相应的需求，进入相应的逻辑处理，比如急停处理，高温报警处理等等。

测控系统详细说明；

电气性能及接口要求如下：

电源输入电源电缆为16mm2(暂定)，两相三线制。电缆两侧有标牌。

通信采用屏蔽导线。电缆两侧有标牌。

除了柜内与柜外电缆标识清楚外，电气系统在安全性可靠方面也很有保证。电气系统有可靠的接地，屏蔽线也压在接地线上，避免了其它信号的干扰。另外，在强电主回路，开关电源前后方等都设置有微断，保证在外部电路发生短路时不对主电路的造成干扰。

工作原理：

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种用于发动机燃烧室排气冒烟测试系统，其特征在于：

取样系统：采用自动测量装置主要由滤纸卷、滤纸夹头、反射率计、滤纸抽拉装置、气缸夹紧机构等组成；滤纸选择卷筒形状，安装于带阻尼的过滤纸卷轴上，通过电机旋转精确控制过滤纸的位移，将滤纸对应到“测量1”、“取样”和“测量2”三个位置，气缸压紧机构分别对过滤纸夹头与滤纸、反射率计与黑色背景衬板进行加紧，实现一次测试中“干净滤纸反射率测试”、“取样”、“被污染滤纸反射率测试”，随着过滤纸的移动，在滤纸此种结构可实现冒烟的连续测量，测量次数受限于滤纸长度，而一般的纸卷可实现上百次测试；

管路的压力和流量控制方案：冒烟测试系统流量特性调整：将气动三通阀位于“旁路”，在滤纸夹头上夹紧一张滤纸，然后将样气切换到“测量路”，打开真空泵，浮子流量计处于适当位置，调节手动调节阀2，使P1压力不超过1.2bar(绝对压力)以确保气体流量计的使用安全，同时使样气流量都保持在14±0.5L/min，切换三通球阀使样气从旁路流过，此时气动球阀处于关闭状态，如上，通过调节手动调节阀1，使P1与测量路调节的P1相等，管路样气流量保持在14±0.5L/min，至此系统调试完毕，系统调试完成后，手动调节阀1和2以及浮子流量计的调整旋钮将不再进行调整，开始测试时，将系统切换到自动测量模式，进行冒烟测量；

管路温度的测量和控制方案：采用铂电阻测量样气管外壁温度，精度为土2℃，采用电伴热带加热取样管路和附件，电伴热管的制作中应确保电伴热带和铂电阻贴紧取样管壁面，同时保证电伴热带与铂电阻之间绝热隔离，在保证电伴热带有效加热取样管时，铂电阻测量的是取样管外壁面的温度，对于比较长的管路采用电伴热管加热，对于比较断的管路，如阀门前后采用比较柔软的玻璃纤维加热带对样气管进行加热，采用温控表通过固态继电器控制加热的时间，玻璃纤维电加热带的功率为100W/m，具有足够的加热能力，测试系统中样气温度控制的原则是，根据样气压力和露点温度，逐步降低样气温度，在此过程中确保样气的相对湿度低于90％，全程保证样气温度不低于60℃，而进入气体流量计的样气温度不超过68℃，其余温度控制点的温度可适度提高；

测量路/旁路切换方法：采用无烟颗粒残留的气动三通球阀和气动球阀相结合，在实现压力控制和流路切换的基础上避免了颗粒在管路和阀体内的积存；气动三通球阀有“测量”“旁路”两个位置；

取样泵选型：对于整机测量排气冒烟时，燃气的压力较低，需要使用真空泵抽取样气，标准中规定泵在零流量时的抽真空能力应不低于25KPa，在常温常压下，泵的全流量应不小于28L/min；

反射率测量仪：标准规定电源采用白炽电珠泡，发光均匀稳定，光电元件应为环形硒光电池，输出特性稳定，指示电表精度应不低于1.5级，反射率计至少应备有三张供校准用的标准样件，反射率计照到过滤纸上的光束直径应在3～15mm范围内，选用的反射率测量仪重复性精度为3‰，配备了1套标准板用于检测仪器的精度和线性度

测试系统的清洁检查：在一系列的冒烟测试试验前，按下述步骤分别对测试系统进行清洁检查；

测试系统的泄露检查：对测试系统进行泄漏检查

排气冒烟测试计算方法：系统可测瞬时样气压力P_i(bar)，样气温度T_i(K)，瞬时容积流量V_i，已知过滤纸烟痕面积A(m²)，标况下的烟气密度ρ₀(1.295kg/m³，0℃，101.325kPa)，标准要求通过样气总量为16.2kg/m²，在某一小的时间间隔内的质量流量Δm_i为：

直到经过一段时间，流量累计到16.2kg/m²，完成烟气采集，即：

测控系统：测控系统硬件主要由计算机、PLC、电压和温度测量仪、传感器、阀门、报警器等；软件包括采集软件和控制软件，采集软件主要负责性能参数采集、传输、处理、显示和保存；控制软件通过PLC实现对监控参数和阀门的采集和控制，并具有试验流程管理和异常报警功能，通过数据采集、流程控制、算法集成和数据管理等模块，实现排气冒烟系统自动测试和故障报警，并且所有参数均能进行实时显示、传输和保存。

2.根据权利要求1所述的一种用于发动机燃烧室排气冒烟测试系统，其特征在于：所述实现冒烟的自动测量，冒烟多次(100+次)连续测量，过滤纸夹具自动压紧和松开、反射率计自动压紧和松开的功能。

3.根据权利要求1所述的一种用于发动机燃烧室排气冒烟测试系统，其特征在于：所述反射率计采用光反射原理，测试精度±0.3％，具有数据通讯功能。

4.根据权利要求1所述的一种用于发动机燃烧室排气冒烟测试系统，其特征在于：所述系统中所有阀门可进行远程控制，系统可实现对样气温度、压力、流量的控制，可完成反射率和冒烟数的采集和处理。

5.根据权利要求1所述的一种用于发动机燃烧室排气冒烟测试系统，其特征在于：所述压力控制：冒烟系统进气压力在0-4.5MPa，通过节流组件对来流压力进行初步控制，然后通过放空调节阀和背压阀，将压力控制在1.2bar，可保证真空泵和气体流量计的正常运行，同时系统在真空泵前也设置了卸荷阀，可避免真空泵受到异常压力冲击。

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