CN201449351U - 一种机动车排气分析仪 - Google Patents

Abstract

一种机动车排气分析仪，包括取样管路、除水装置、尾气分析装置，除水装置包括依序连接的：用于对机动车尾气中的液态油水和固态颗粒进行过滤和收集的过滤系统；用于对过滤系统中的水份进行检测和控制的水位检测控制系统；依据水位检测控制系统的控制信号对过滤系统中的水份进行排水流程处理的强制排水系统。本实用新型由于采用在空气过滤器法的基础上增加有除水装置的结构，对空气过滤器内的水位高度进行检测，控制系统检测到水位到位信号，便会强制停止正常检测流程，执行强制排水流程从而保证即使遇到突发大量液态水进入空气过滤器，液态水也不会进入检测管路，确保水份不会进入红外检测气室以影响检测结果和损坏红外检测气室。

Description

一种机动车排气分析仪

技术领域

本实用新型涉及一种机动车排气分析仪。

背景技术

汽车排气分析仪主要用来测量汽油车发动机燃烧后的排放物，如碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、氧气(O2)和氮氧化物(NO)的浓度，检测CO、CO2、HC的浓度采用不分光红外法。所谓不分光红外法，即是利用某些待测气体对红外光波有特定的吸收峰，从而将其从混合气体中区分的方法。不分光红外法的测量主要利用红外检测器来实现。该检测器采用热电偶原理，由四组热电偶堆装在一起，和四片不同波长的窄带红外滤光片组成的。其中三只滤光片分别只能透过CO、CO2、HC对应的特征吸收光波，另一只滤光片透过以上三种气体均不吸收的某波长的红外光，作为参比。

由于汽油在机动车发动机中与空气混合燃烧，燃烧后产生的气体中含有大量的水份，而水能吸收红外线能量，若汽车排气分析仪对机动车尾气进行检测过程中，水份随机动车尾气进入红外检测气室，将严重影响检测结果的准确性。目前，汽车排气分析仪配备的除水装置，主要有两种：

1、冷凝法：当机动车尾气进入铝质带散热片冷凝器时，机动车尾气便会填充冷凝器内腔，当温度较高的尾气接触到温度较低的冷凝器内壁时，尾气中的水份遇冷，由气态变为液态，液态水在冷凝器的底部汇聚，并由冷凝器底部的排水口排出，冷凝水经过缓慢的渗透，通过能阻隔气体通过的滤芯，利用电磁气泵抽出经过渗透的冷凝水，将冷凝水排出汽车排气分析仪。过滤后的尾气从冷凝器上部的排气口排出，进入检测管路。

2、空气过滤器法：当机动车尾气从空气过滤器进口流入时，经导流片的切线方向的缺口强烈旋转，由于离心力的作用，液态油水及固态杂质被甩到水杯内壁上，水份与尾气分离，分离后的液态水汇聚到水份收集器中，待检测停止后，控制电磁阀打开水份收集器底部的排水口，水份由排水口排出汽车排气分析仪，除去了液态油水及杂质的被检尾气通过滤芯进一步清除微小固态颗粒，然后从空气过滤器排气口进入检测管路。

在实际使用中，冷凝法和空气过滤器法均能较好地过滤机动车尾气中的水份。但在北方地区气温较低的情况下，机动车发动机产生的尾气在通过机动车排气管时，尾气中的水份与温度较低的排气管内壁接触，水份遇冷，由气态变为液态，部分液态水便积聚在排气管弯曲端的底部。当汽车排气分析仪的取样管插入机动车排气管内，有可能把排气管弯曲端内积聚的大量水份快速抽向汽车排气分析仪。

冷凝法利用渗透过滤法分离尾气和冷凝水，分离速度较慢，当大量液态水快速进入冷凝器，滤芯无法快速分离水份，造成液态水充满冷凝器，最终在冷凝器排气口溢出，水份大量进入检测管路。

空气过滤器法需等待检测停止后，才控制电磁阀打开水份收集器底部的排水口，让水份排出。当当大量液态水快速进入空气过滤器，液态水在空气过滤器的水份收集器中不断积聚，最终造成液态水从空气过滤器的排气口溢出，水份大量进入检测管路。

综上所述，冷凝法和空气过滤器法在应对突发大量液态水时，均存在液态水随尾气进入红外检测气室并造成红外检测气室损坏的隐患的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述问题的存在，提供一种在空气过滤器法的基础上，增加液位检测和管路反吹的功能，使其在机动车尾气检测过程中出现的各种状况，均能有效过滤尾气中的水份，确保水份不会进入红外检测气室以影响检测结果和损坏红外检测气室，并且该除水装置也可用于清洗取样管路，通过电磁泵排气，将粘附在取样管路内壁的水份、尘埃、微粒杂质和上一次检测后管路内残余的机动车尾气排出的机动车排气分析仪及其工作方法。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种机动车排气分析仪，包括取样管路、除水装置、尾气分析装置，其中，除水装置装置于取样管路与尾气分析装置之间，其特征在于所述除水装置包括依序连接的：

一用于对机动车尾气中的液态油水和固态颗粒进行过滤和收集的过滤系统；

一用于对过滤系统中的水位进行检测和控制的水位检测控制系统；

一依据水位检测控制系统的控制信号对过滤系统中的水份进行排水流程处理的强制排水系统。

其中上述过滤系统包括水份收集器和顺序连接于检测管路中的汽油滤清器、空气过滤器、粉尘过滤器，其中汽油滤清器的输入端与取样管路的取样管连接，粉尘过滤器的输出端与尾气分析装置的输入端连接，水份收集器位于空气过滤器下方，用于收集空气过滤器中的液态油水和固态颗粒。上述水位检测系统包括电容式接近开关和控制器，其中，电容式接近开关装置于上述水份收集器的旁边用于判断空气过滤器内的水位是否达到限定水位高度，控制器的输入端与电容式接近开关连接，其输出端与尾气分析装置及上述强制排水系统连接，用于根据电容式接近开关的信号控制切换尾气分析装置及强制排水系统的工作状态和发出对应的告警信息。上述强制排水系统包括与尾气分析装置共用的双向电磁气泵、第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、第三电磁换向阀及连接管路，其中第一电磁换向阀装置于上述粉尘过滤器与所述双向电磁气泵之间，第二电磁换向阀装置于双向电磁气泵与尾气分析装置的检测气室之间，第三电磁换向阀装置于上述空气过滤器与尾气分析装置的氧传感器之间，且所述的第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、第三电磁换向阀的控制端分别与上述控制器连接，用于根据控制器发出的信息切换检测管路。

本实用新型由于采用在空气过滤器法的基础上增加有除水装置的结构，对空气过滤器内水份收集器中的水位高度进行检测，检测采用电容式接近开关判断收集器水位。一旦水份收集器的水位达到危险高度，电容式接近开关便发出到位信号，控制系统检测到水位到位信号，便会强制停止正常检测流程，执行强制排水流程，通过切换气路，利用尾气分析装置内的双向电磁气泵反吹空气过滤器和取样管路。从而保证即使遇到突发大量液态水进入空气过滤器，液态水也不会进入检测管路，确保水份不会进入红外检测气室以影响检测结果和损坏红外检测气室，并且该除水装置也可用于清洗取样管路，通过电磁泵排气，将粘附在取样管路内壁的水份、尘埃、微粒杂质和上一次检测后管路内残余的机动车尾气排出。

以下结合附图详细描述本实用新型的结构组成及实现过程。

附图说明

图1是本实用新型的结构组成示意图；

图2是本实用新型的处理流程图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所述的一种机动车排气分析仪，包括取样管路、除水装置、尾气分析装置，其中，除水装置装置于取样管路与尾气分析装置之间，其特征在于所述除水装置包括依序连接的：

一用于对机动车尾气中的液态油水和固态颗粒进行过滤和收集的过滤系统；

一用于对过滤系统中的水位进行检测和控制的水位检测控制系统；

一依据水位检测控制系统的控制信号对过滤系统中的水份进行排水流程处理的强制排水系统。

其中上述过滤系统包括水份收集器24和顺序连接于检测管路中的汽油滤清器21、空气过滤器22、粉尘过滤器23，其中汽油滤清器21的输入端与取样管路的取样管1连接，粉尘过滤器23的输出端与尾气分析装置的输入端连接，水份收集器24位于空气过滤器22下方，用于收集空气过滤器22中的液态油水和固态颗粒。上述水位检测系统包括电容式接近开关31和控制器32，其中，电容式接近开关31装置于上述水份收集器24的旁边，用于判断空气过滤器22内的水位是否达到限定水位高度，控制器32的输入端与电容式接近开关31连接，其输出端与尾气分析装置及上述强制排水系统连接，用于根据电容式接近开关31的信号控制切换尾气分析装置及强制排水系统的工作状态和发出对应的告警信息。上述强制排水系统包括与尾气分析装置共用的双向电磁气泵41、第一电磁换向阀42、第二电磁换向阀43、第三电磁换向阀44及连接管路，其中第一电磁换向阀装置于上述粉尘过滤器23与所述双向电磁气泵41之间，第二电磁换向阀43装置于双向电磁气泵41与尾气分析装置的检测气室51之间，第三电磁换向阀44装置于上述空气过滤器22与尾气分析装置的氧传感器52之间，且所述的第一电磁换向阀42、第二电磁换向阀43、第三电磁换向阀44的控制端分别与上述控制器32连接，用于根据控制器32发出的信息切换检测管路。

如图2所示，本实用新型所述的一种机动车排气分析仪的工作方法，包括以下步骤：

(1)、对取样管路进行清洗和排空空气过滤器22内的积水，控制器32控制第一电磁换向阀42、第二电磁换向阀43和第三电磁换向阀44切换至2号位，并开启双向电磁气泵41，从外界抽取空气往空气过滤器22的排气口输送，加速排空空气过滤器22内的积水，并排出取样管1内壁的水份、尘埃、微粒杂质和上一次检测后管路内残余的机动车尾气。

(2)、取样管路清洗完成后，尾气分析装置进入待检状态；

(3)、尾气分析装置接受到尾气检测命令后进入正常检测状态，控制器32控制第一电磁换向阀42、第二电磁换向阀43和第三电磁换向阀44切换至1号位，并开启双向电磁气泵41，从机动车排气管6抽取尾气，经过滤系统过滤，进入尾气检测与分析，在正常检测过程中，控制器32不断检测空气过滤器22内水份收集器24的水位是否达到限定水位高度，若水份收集器24的水位未达到限定水位高度，则继续执行正常检测流程，直至完成尾气检测；反之，电容式接近开关31向控制器32发出限位信号并马上进入强制排水状态，并在显示界面上显示警告信息；

(4)、进行机内排水，控制器32保持双向电磁气泵41的开启，并控制第一电磁换向阀42、第二电磁换向阀43和第三电磁换向阀44切换至2号位，排出空气过滤器22内的积水，持续5秒，控制器32判断电容式接近开关31的限位信号是否解除，若仍未解除，则重新执行机内排水流程，直至电容式接近开关31的限位信号解除；

(5)、机内排水完成后，重新进入取样管1排水状态，控制器32保持双向电磁气泵41的开启，控制第一电磁换向阀42、第二电磁换向阀43维持在2号位，并切换第三电磁换向阀44至1号位，排出取样管1内的积水，持续10秒，完成强制排水流程，解除显示界面上的警告信息，并提示重新进入尾气检测流程。

使用效果

经实验，取样管插进汽车排气管内，从排气管迅速抽取大量液态水进入空气过滤器，空气过滤器能有效地将水份分离出来，水份在水份收集器内迅速积聚，当水份收集器内的水位高度达到危险高度，电容式接近开关便发出到位信号，控制系统马上进入强制排水流程，能很好地保证水份不会进入检测气路。

而对取样管路进行检测前的反吹清洗，经实际试验，能有效地将粘附在取样管路内壁的水份、尘埃、微粒杂质和上一次检测后管路内残余的机动车尾气排出。减少了取样管内残余物对检测结果的影响，大大提高了检测的准确性。

Claims (4)

1.一种机动车排气分析仪，包括取样管路、除水装置、尾气分析装置，其中，除水装置装置于取样管路与尾气分析装置之间，其特征在于所述除水装置包括依序连接的：

一用于对机动车尾气中的液态油水和固态颗粒进行过滤和收集的过滤系统；

一用于对过滤系统中的水位进行检测和控制的水位检测控制系统；

一依据水位检测控制系统的控制信号对过滤系统中的水份进行排水流程处理的强制排水系统。

2.根据权利要求1所述的机动车排气分析仪，其特征在于上述过滤系统包括水份收集器(24)和顺序连接于检测管路中的汽油滤清器(21)、空气过滤器(22)、粉尘过滤器(23)，其中汽油滤清器(21)的输入端与取样管路的取样管(1)连接，粉尘过滤器(23)的输出端与尾气分析装置的输入端连接，水份收集器(24)位于空气过滤器(22)下方，用于收集空气过滤器(22)中的液态油水和固态颗粒。

3.根据权利要求1或2所述的机动车排气分析仪，其特征在于上述水位检测系统包括电容式接近开关(31)和控制器(32)，其中，电容式接近开关(31)装置于上述水份收集器(24)的旁边，用于判断空气过滤器(22)内的水位是否达到限定水位高度，控制器(32)的输入端与电容式接近开关(31)连接，其输出端与尾气分析装置及上述强制排水系统连接，用于根据电容式接近开关(31)的信号控制切换尾气分析装置及强制排水系统的工作状态和发出对应的告警信息。

4.根据权利要求3所述的机动车排气分析仪，其特征在于上述强制排水系统包括与尾气分析装置共用的双向电磁气泵(41)、第一电磁换向阀(42)、第二电磁换向阀(43)、第三电磁换向阀(44)及连接管路，其中第一电磁换向阀装置于上述粉尘过滤器(23)与所述双向电磁气泵(41)之间，第二电磁换向阀(43)装置于双向电磁气泵(41)与尾气分析装置的检测气室(51)之间，第三电磁换向阀(44)装置于上述空气过滤器(22)与尾气分析装置的氧传感器(52)之间，且所述的第一电磁换向阀(42)、第二电磁换向阀(43)、第三电磁换向阀(44)的控制端分别与上述控制器(32)连接，用于根据控制器(32)发出的信息切换检测管路。

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