CN203259345U - 具有集气软管脱落检测的汽车排气流量分析仪 - Google Patents

Abstract

一种具有集气软管脱落检测的汽车排气流量分析仪，该分析仪包括微处理器、带锥管的集气软管及连接在集气软管上的风机、CO₂浓度测量装置、O₂浓度测量装置、温度测量装置、压力测量装置和流量测量装置，其中所述CO₂浓度测量装置、O₂浓度测量装置、温度测量装置、压力测量装置和流量测量装置分别与微处理器电连接并可将测得稀释后汽车排气中CO₂浓度、O₂浓度、温度、压力、流量的数据传送至微处理器中，所述CO₂浓度测量装置与O₂浓度测量装置相连接且汽车排气经由CO₂浓度测量装置送入O₂浓度测量装置。本实用新型能够有效地克服现有设备的不足，当集气软管脱落时，流量分析仪自动报警，并提示终止测试。

Description

具有集气软管脱落检测的汽车排气流量分析仪

技术领域

本实用新型属于汽车排放检测装置领域，特别是涉及一种具有集气软管脱落检测的汽车排气流量分析仪。

背景技术

简易瞬态工况法是GB 18285-2005《点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法(双怠速法及简易工况法)》规定的一种在用车排放检测办法，该办法检测装置包括底盘测功机、尾气分析仪、流量分析仪等。检测过程中一般将流量分析仪的集气软管套在排气管上，并留有一定的空隙以保证稀释后的流量达到规定值，利用风机吸入车辆排出的全部尾气和部分稀释空气，通过分析得到排气流量及稀释气体浓度，再根据尾气分析仪测量得到的排气浓度，便可计算出车辆排放的废气质量。

检测过程中，由于车辆在底盘测功机上模拟加载运行，虽然采取了一定的固定措施和牵引等安全防护措施，车辆及排气管不可避免地产生抖动和窜动，流量分析仪的集气软管很容易脱落，导致检测流量及稀释后气体浓度数值不正确，如不及时发现并终止检测，将导致检测结果没有真实地反映车辆的真实排放情况。

当集气软管脱落时，目前的汽车排气流量分析仪并不能判断及给出提示。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种当集气软管脱落时，流量分析仪自动报警，并提示终止测试的具有集气软管脱落检测的汽车排气流量分析仪。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型所述的具有集气软管脱落检测的汽车排气流量分析仪，其特点是：该分析仪包括微处理器、带锥管的集气软管及连接在集气软管上的风机、CO₂浓度测量装置、O₂浓度测量装置、温度测量装置、压力测量装置和流量测量装置，其中所述CO₂浓度测量装置、O₂浓度测量装置、温度测量装置、压力测量装置和流量测量装置分别与微处理器电连接并可将测得稀释后汽车排气中CO₂浓度、O₂浓度、温度、压力、流量的数据传送至微处理器中，所述CO₂浓度测量装置与O₂浓度测量装置相连接且汽车排气经由CO₂浓度测量装置送入O₂浓度测量装置。

为了进一步确保本实用新型的工作可靠、稳定性好和重复性好，且测量结果更准确、精度更高，上述CO₂浓度测量装置由顺序连接的红外线CO₂浓度传感器及电信号转换机构组成。

为了保证集气软管脱落时，技术人员能够立刻察觉，本实用新型还包括与微处理器电连接的报警装置，所述报警装置由发光二极管、蜂鸣器构成。

本实用新型设计了具有集气软管脱落检测的汽车排气流量分析仪，同时CO₂浓度传感器的工作可靠、稳定性好和重复性好的特点，从而进一步使本实用新型的测量结果更准确、精度更高。

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

附图说明

图1为本实用新型的测量装置的组成结构示意图。

图2为本实用新型的CO₂浓度测量装置的光学平台结构示意图。

图3为本实用新型的测量流程。

具体实施方式

如图1-图3所示，本实用新型所述的具有集气软管脱落检测的汽车排气流量分析仪，该分析仪1包括微处理器9、带锥管的集气软管2及连接在集气软管2上的风机3、CO₂浓度测量装置6、O₂浓度测量装置7、温度测量装置4、压力测量装置5和流量测量装置8，其中所述CO₂浓度测量装置6、O₂浓度测量装置7、温度测量装置4、压力测量装置5和流量测量装置8分别与微处理器9电连接并可将测得稀释后汽车排气中CO₂浓度、O₂浓度、温度、压力、流量的数据传送至微处理器9中，所述CO₂浓度测量装置6与O₂浓度测量装置7相连接且汽车排气经由CO₂浓度测量装置6送入O₂浓度测量装置7。为了进一步确保本实用新型的工作可靠、稳定性好和重复性好，且测量结果更准确、精度更高，上述CO₂浓度测量装置6由顺序连接的红外线CO₂浓度传感器及电信号转换机构组成。为了保证集气软管脱落时，技术人员能够立刻察觉，本实用新型还包括与微处理器9电连接的报警装置10，所述报警装置由发光二极管、蜂鸣器构成。

本实用新型比一般的汽车排气流量分析仪增加了CO₂浓度测量装置6，其是集气软管脱落检测功能的主要部分。风机3通过带锥管的集气软管2抽入环境空气或稀释气体时，CO₂浓度测量装置6通过不分光红外法，利用CO₂气体对一定波长的红外光波有特定的吸收峰，可将其从混合气体中区分，其检测原理为：

当红外线通过装在一定长度容器内的被测气体，然后测定通过气体后的红外线辐射强度I。根据朗伯-比尔吸收定律

△I=I₀-I=I₀(1-e^-kcl)

式中 I₀——射入被测组分的光强度.

     I——经被测组分吸收后的光强度.

     k——被测组分对光能的吸收系数.

     c——被测组分的摩尔百分浓度.

l——光线通过被测组分的长度（气室长度）。

由于测量气室长度一定，被测气体吸收的红外光能量ΔI与被测气体浓度c成对应关系。

当用一束红外光透过充满待测气体的气室，照射在检测器上，检测器端面有两个窄带红外滤光片，其中一只滤光片透过CO₂气体均不吸收的某波长的红外光，作为参比，另一只滤光片只能透过CO₂对应的特征吸收光波，红外光在切光电机的调制作用下经过气室并透过滤光片，照射在滤光片后面的热电偶式的半导体检测器上，各热电偶堆分别输出一电信号，经电路放大并由CPU将各热电偶堆的输出信号与参比相比较，进行一系列的数据处理后，在屏幕上显示出CO₂气体的浓度值。

CO₂浓度测量装置其红外平台采用可以选择特定光波的滤光片，将红外光源安装在气室的一端，另外一端安装有特定滤光片的检测器；如气室内有样气，则其将吸收通过该样气对应的滤光片的红外光，通过光电检测器测试其信号变化，经过处理可得到样气浓度，平台的结构如图2。

当仪器的O₂浓度测量装置失效时，CO₂浓度测量装置可代替O₂浓度测量装置的作用，将测量稀释后的气体的二氧化碳含量与原排放气体中的二氧化碳含量比较，求得质量稀释的比例，通过稀释比和气体流量分析仪测得的流量，计算出每一秒的排放体积。

同时，CO₂浓度测量装置还可用于集气软管脱落的判断，流程如图3所示。

汽车排气流量分析仪的电源打开，仪器开始预热后，设定集气软管脱落的阈值范围，每检测一辆车辆前，汽车排气流量分析仪抽取环境空气送至CO₂浓度测量装置测得CO₂的浓度，这时CO₂浓度的一般在300ppm~400ppm范围内。当检测开始时，将集气软管套在汽车排气管上，抽取全部排气及参与稀释的空气送至CO₂浓度测量装置测得稀释后CO₂的浓度。

由于排气流量=吸入空气量+吸入空气量/空燃比。在理论空燃比时，排气流量=1.068×吸入空气量，而吸入空气量与最高转速和最高冲压有关：

汽车发动机排量普遍在0.8L以上，转速一般在600r/min以上，而吸气管负压为100mmHg左右，则

每秒的排气流量：1.068×208/60≈3.7（L/s）

汽车排放尾气中CO₂浓度不可能小于6%，而相关国标规定流量计的流量一般在165L/s以下，因此稀释后CO₂的浓度在1000ppm以上。

若检测时的CO₂浓度与检测前的CO₂浓度之差小于给定阈值范围，则汽车排气流量分析仪发出警报，并给出终止检测的提示。

报警装置主要包括声、光报警电路，分别由发光二极管和低电压蜂鸣器构成，由单片PIC机的两个端口控制。通过单片机控制此部分电源的通断，即达到报警值时才给其供电。

本实用新型是通过实施例来描述的，但并不对本实用新型构成限制，参照本实用新型的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本实用新型权利要求限定的范围之内。

Claims (3)

1.一种具有集气软管脱落检测的汽车排气流量分析仪，其特征在于：该分析仪（1）包括微处理器（9）、带锥管的集气软管（2）及连接在集气软管（2）上的风机（3）、CO₂浓度测量装置（6）、O₂浓度测量装置（7）、温度测量装置（4）、压力测量装置（5）和流量测量装置（8），其中所述CO₂浓度测量装置（6）、O₂浓度测量装置（7）、温度测量装置（4）、压力测量装置（5）和流量测量装置（8）分别与微处理器（9）电连接并可将测得稀释后汽车排气中CO₂浓度、O₂浓度、温度、压力、流量的数据传送至微处理器（9）中，所述CO₂浓度测量装置（6）与O₂浓度测量装置（7）相连接且汽车排气经由CO₂浓度测量装置（6）送入O₂浓度测量装置（7）。

2.根据权利要求1所述具有集气软管脱落检测的汽车排气流量分析仪，其特征在于上述CO₂浓度测量装置（6）由顺序连接的红外线CO₂浓度传感器及电信号转换机构组成。

3.根据权利要求1所述具有集气软管脱落检测的汽车排气流量分析仪，其特征在于还包括与微处理器（9）电连接的报警装置（10），所述报警装置由发光二极管、蜂鸣器构成。

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