CN205175755U - 车辆尾气收集装置及车辆尾气检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了车辆尾气收集装置及车辆尾气检测系统，车辆尾气收集装置包括尾气收集单元，用于稀释车辆尾气和环境空气的稀释单元，以及设备主柜单元；车辆尾气检测系统包括所述的车辆尾气收集装置、用于测量车辆尾气组分的检测系统、以及用于接收处理数据的主机系统。本实用新型提供的本实用新型的尾气收集装置将现有技术中收集尾气的密封排气管与新风管进行了改进，集成为一个尾气收集单元，可以同时实现对尾气和稀释空气进行采集，节省了大量占地空间；车辆尾气检测系统占地空间小，且实现了对车辆尾气的实时检测。

Description

车辆尾气收集装置及车辆尾气检测系统

技术领域

本实用新型属于机动车检测技术领域，具体涉及车辆尾气收集装置及车辆尾气检测系统。

背景技术

随着社会经济的发展，城市车辆的拥有量飞速增长，车辆污染物已经成为我国许多城市面临的重要问题。因此，开发和建立科学、有效的车辆尾气排放检测系统和方法，对车辆排放的主要污染物进行监测，从而发现高排放车辆，已经成为控制车辆排放污染的重要手段。

现有的车辆尾气检测方法中，应用较多且检测精度高的检测方法主要为CVS定容取样法，由于车辆发动机随着车辆运行工况，比如加速、减速、匀速、怠速等的变化，其排气管中的压力是不断波动变化的，故而从车辆尾气管中排放的尾气流量是不稳定的，如果直接对尾气浓度和流量进行测量比较困难，因此，通过采用定容装置使得稀释后的排气流量保持在一个恒定值上，那么只要测量出混合后气体中各成分污染物的浓度值，就可以很容易的计算出车辆尾气中各成分污染物的排放总量了。CVS定容取样法的工作原理为，首先将车辆排放试验中的全部原始排放尾气，用8倍以上的稀释空气混合，然后通过定容装置(例如文丘里管)，形成恒定流量的稀释气体，然后在对其进行取样分析与测量。

当前CVS定容取样法主要应用于实验室中，一般采用密封排气管收集尾气与新风管中的新风(即稀释空气)混合稀释，然后通过负压风机产生的负压流经文丘里管，达到定容稀释的目的。但该方法也有较大的局限性，首先车辆的发动机排气口温度在300度左右，排气管处采用密封连接后，对管路以及相关附件耐温有一定要求；而且新风管采用独立管路，因管路较长加之压力对气体混合有影响，对管路设计及压损有较高要求；另外，负压风机距离文丘里管较远，考虑到管路压损，因此，风机容量相对较大；而且，由于排气管及新风管为独立管路，距离负压风机较远，所以整个系统占地面积较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种车辆尾气收集装置及车辆尾气检测系统，以解决现有技术中车辆尾气检测系统占地面积大的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案如下：

本实用新型提供了一种车辆尾气收集装置，包括尾气收集单元、用于稀释车辆尾气和环境空气的稀释单元、以及设备主柜单元，所述尾气收集单元与所述稀释单元一端连通，所述设备主柜单元包括风机，所述稀释单元另一端与所述风机连通，通过所述风机控制所述尾气收集单元对气体进行收集，所述尾气收集单元的进气端的直径大于被测试车辆尾气排气管的直径，且使得所述尾气收集单元能够同时收集车辆尾气和环境空气。

进一步的，所述尾气收集单元包括至少一个尾气收集管。

优选的，所述尾气收集管的数量为两个。

进一步的，所述尾气收集单元还包括T型管，所述T型管包括具有两个开口端的第一管道和具有一个开口端的第二管道，所述两个尾气收集管分别与所述第一管道的两个开口端连通，所述第二管道的开口端与所述稀释单元连通。

优选的，所述尾气收集管的进气端的管口开口形状为喇叭形。

优选的，所述尾气收集管包括两个连通的直径依次递减的大管路和小管路，大管路为所述尾气收集管的进气端，小管路与稀释单元连通。

优选的，所述稀释单元为不锈钢软管。

进一步的，所述车辆尾气收集装置还包括用于对所述稀释单元进行加热的加热装置。

进一步的，所述设备主柜单元还包括主柜体框架、电气控制柜、文丘里管、连接管道和排气管道，所述风机和电气控制柜固定在所述主柜体框架上，所述稀释单元通过连接管道和所述文丘里管与所述风机连通，所述电气控制柜与所述风机连接并控制所述风机的开关，所述排气管道用于排出流经所述风机的气体。

进一步的，所述连接管道包括采样通道和风机管道，所述采样通道一端与所述稀释单元连通，另一端与所述文丘里管的入口段连通，所述文丘里管的扩散段与所述风机管道一端连通。

进一步的，所述设备主柜单元还包括传感器单元，所述传感器单元设置于所述采样通道中，并与所述电气控制柜连接。

优选的，所述传感器单元包括压力传感器和温度传感器，用于采集采样通道内的气体的压力和温度。

进一步的，所述设备主柜单元还包括压力报警装置，所述压力报警装置设置于所述风机管道内，并与所述电气控制柜连接，当流出文丘里管的气体压力小于所述压力报警装置的预设压力值时，所述压力报警装置会发出警报。

优选的，所述采样通道为L型，所述文丘里管竖直设置，所述风机管道为倒置U型管道，所述采样通道的水平部分与所述稀释单元连通，竖直部分与所述文丘里管的入口段连通，所述文丘里管的扩散段与所述风机管道的一端连通，所述风机管道的另一端与所述风机连接。

进一步的，所述设备主柜单元还包括采样单元，所述采样单元用于采集恒定体积的所述采样通道内的气体。

本实用新型还提供了一种车辆尾气检测系统，包括所述的车辆尾气收集装置、用于测量车辆尾气组分的检测系统、以及用于接收处理数据的主机系统，所述设备主柜单元还包括采样单元，所述采样单元与所述检测系统连接，用于采集恒定体积的所述采样通道内的气体，并将气体运输至用于检测车辆尾气组成与含量的所述检测系统，所述主机系统与所述检测系统连接，并对所述检测系统检测得到的数据进行处理。

进一步的，所述设备主柜单元还包括传感器单元，所述传感器单元设置于所述采样通道中，并与所述电气控制柜连接，所述传感器单元包括压力传感器和温度传感器，用于采集采样通道内的气体的压力和温度，所述主机系统与所述电气控制柜连接，所述传感器单元采集的压力和温度数据通过所述电气控制柜传输至所述主机系统中。

本实用新型还提供了一种利用所述的车辆尾气检测系统的车辆尾气检测方法，包括如下步骤：

步骤一：将所述尾气收集单元直接暴露于检测环境的空气中；

步骤二：启动所述风机，通过所述尾气收集单元抽动环境中的空气进行采集，并经稀释单元流入所述设备主柜单元，最后通过所述风机的排气管道排出，所述主机系统对所述检测系统检测到的数据以及所述传感器单元采集的气体压力和温度数据进行处理，得到环境空气的组成与含量；

步骤三：将所述尾气收集单元与被测试车辆的尾气排气管连接，重复步骤二的操作，所述尾气收集单元会抽动环境中的空气以及车辆尾气排气管排出的尾气，将其送至所述稀释单元使两种气体进行混合，混合后的稀释气体经采样单元的采集送至检测系统，对混合后的稀释气体进行检测，然后所述主机系统对所述检测系统检测到的数据以及所述传感器单元采集的混合后的稀释气体的压力和温度数据进行处理，得到车辆尾气的组成与含量。

与现有技术相比，本实用新型的优势在于：

(1)本实用新型的尾气收集装置将现有技术中收集尾气的密封排气管与新风管进行了改进，集成为一个尾气收集单元，可以同时实现对尾气和稀释空气进行采集，节省了大量占地空间；

(2)本实用新型还将现有技术中独立的新风管、文丘里管、风机等管路集成到设备主柜单元中，通过对管路的结构进行改进，使整个车辆尾气收集装置的占地空间大大减少；

(3)本实用新型提供了一种车辆尾气检测系统，实现了对车辆尾气的实时检测，通过利用风机不间断的采集工作，使得尾气采集单元可以实时采集被测试车辆尾气排气管的车辆尾气，并且同时可以通过尾气采集单元从环境空气中抽入环境空气对车辆尾气进行稀释，然后利用文丘里管对混合稀释后的气体进行流量稳定与控制，实现对车辆尾气的实时检测。

(4)本实用新型还提供了一种利用车辆尾气检测系统进行车辆尾气检测的方法，本方法可实现对车辆尾气的实时检测，且操作简便，并克服了现有技术中车辆尾气检测装置占地面积大，只能应用于专门的实验室中的问题，本实用新型的车辆尾气检测系统及检测方法均可应用于车辆尾气测试现场。

附图说明

图1是本实用新型实施例的车辆尾气收集装置示意图；

图2是本实用新型实施例的车辆尾气收集装置的设备主柜体示意图；

图3是本实用新型实施例的车辆尾气检测系统示意图。

其中，1-尾气收集单元；101-T型管；2-稀释单元；3-设备主柜体；301-风机；302-主柜体框架；303-电器控制柜；304-传感器单元；305-文丘里管；306-排气管道；307-压力报警装置；308-采样通道；309-风机管道；310-采样单元；4-检测系统；5-主机系统。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的车辆尾气收集装置、车辆尾气检测系统及其检测方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

如图1和图2所示，是本实用新型提供的一种车辆尾气收集装置，包括尾气收集单元1，用于稀释车辆尾气和环境空气的稀释单元2，以及设备主柜单元3，所述尾气收集单元1与所述稀释单元2一端连通，所述设备主柜单元3包括风机301，所述稀释单元2另一端与所述风机301连通，通过所述风机301控制所述尾气收集单元1对气体进行收集，所述尾气收集单元1的进气端的直径大于被测试车辆尾气排气管的直径，且使得所述尾气收集单元1能够同时收集车辆尾气和环境空气。

进一步的，所述尾气收集单元包括至少一个尾气收集管。

优选的，所述尾气收集管的数量为两个。在针对具有两个尾气排气管道的车辆进行尾气收集时，设置两个尾气收集管可以保证将车辆两个尾气排放管的尾气都进行收集，从而使得后续进行尾气检测时，取样更加精确，得到的尾气检测结果更准确。

进一步的，所述尾气收集单元1还包括T型管101，所述T型管101包括具有两个开口端的第一管道和具有一个开口端的第二管道，所述两个尾气收集管分别与所述第一管道的两个开口端连通，所述第二管道的开口端与所述稀释单元2连通。本实施例中采用一个T型管实现两个尾气收集管和稀释单元之间的连通，但本领域技术人员可以想到的是，只要能够实现两个尾气收集管与稀释单元之间的连通，都是属于本实用新型所保护的范围。

优选的，所述尾气收集管的进气端的管口开口形状为喇叭形。采用喇叭形管口，是为了在收集车辆尾气的同时，更加方便的从环境中收集空气，因此只要保证尾气收集管的管口其形状能够满足同时收集车辆尾气和环境空气即可。

本领域技术人员可以想到的是，在另一实施例中，所述尾气收集管包括两个连通的直径依次递减的大管路和小管路，大管路为所述尾气收集管的进气端，小管路与稀释单元连通。采用两段直径不同的管路的好处在于，直径大的大管路可以实现同时采集尾气和环境空气，而直径小的小管路一方面在车辆尾气和环境空气的混合稀释效果上优于大管路，另一方面也可以节省管材。

优选的，所述稀释单元2为不锈钢软管。稀释单元的主要目的是对车辆尾气和环境空气进行稀释以及将气体传输至设备主柜单元，因此本领域技术人员可以想到的是，也可以采用其他装置代替不锈钢软管，只要能实现上述目的即可。

进一步的，所述车辆尾气收集装置还包括用于对所述稀释单元2进行加热的加热装置。在冬天等低温天气，对车辆尾气进行收集时，由于车辆排出的尾气温度很高，因此进入稀释单元的气体温度相应的也会远高于环境温度，若不对稀释单元进行加热，则气体遇到温度远低于其的稀释单元时，气体中的水蒸气会遇冷液化，形成水滴，最终使得进入设备主柜单元的气体成分发生变化，因此，在低温天气使用时，有必要在稀释单元处设置加热装置。

进一步的，所述设备主柜单元3还包括主柜体框架302、电气控制柜303、文丘里管305、连接管道和排气管道306，所述风机301和电气控制柜303固定在所述主柜体框架302上，所述稀释单元2通过连接管道和所述文丘里管305与所述风机301连通，所述电气控制柜303与所述风机301连接并控制所述风机301的开关，所述排气管道306用于排出流经所述风机301的气体。

进一步的，所述连接管道包括采样通道308和风机管道309，所述采样通道308一端与所述稀释单元2连通，另一端与所述文丘里管305的入口段连通，所述文丘里管305的扩散段与所述风机管道309一端连通。连接管道的主要作用是连通稀释单元和文丘里管，以及连通文丘里管和风机。

优选的，所述设备主柜单元3还包括传感器单元304，所述传感器单元304设置于所述采样通道308中，并与所述电气控制柜303连接。所述传感器单元可以采集所述采样通道中的气体的压力、温度等数据，并将这些数据传输至所述电气控制柜中。

优选的，所述传感器单元304包括压力传感器和温度传感器，用于采集采样通道内的气体的压力和温度。

进一步的，所述设备主柜单元3还包括压力报警装置307，所述压力报警装置307设置于所述风机管道309内，并与所述电气控制柜303连接，当流出文丘里管305的气体压力小于所述压力报警装置307的预设压力值时，所述压力报警装置307会发出警报。由于整个尾气收集装置的正常工作需要风机的额定压力保持在一定的范围内，以维持气体流量的稳定，因此当风机的负压低于一定压力时，风机管道内的气体压力也会相应降低，会导致尾气收集装置采集的气体流量不稳定，最终影响尾气收集装置的正常工作。

进一步的，所述采样通道308为L型，所述文丘里管305竖直设置，所述风机管道309为倒置U型管道，所述采样通道308的水平部分与所述稀释单元2连通，竖直部分与所述文丘里管305的入口段连通，所述文丘里管305的扩散段与所述风机管道309的一端连通，所述风机管道309的另一端与所述风机301连接。本实施例采用上述设定，主要目的是将采样通道308、文丘里管305、风机管道309、风机301等设备主柜单元3的装置和管道集成到设备主柜单元3的主柜体框架302中，达到节省占地空间的目的。

如图3所示，进一步的，所述设备主柜单元3还包括采样单元310，所述采样单元310用于采集恒定体积的所述采样通道308内的气体。设置采样单元310，是为了方便需要对尾气进行组成与含量检测时，利用采样单元310对尾气收集装置收集的气体进行定量取样。

本实用新型还提供了的一种车辆尾气检测系统，如图3所示，包括上述的车辆尾气收集装置、用于测量车辆尾气组分的检测系统4、以及用于接收处理数据的主机系统5，所述设备主柜单元2还包括采样单元310，所述采样单元310与所述检测系统4连接，用于采集恒定体积的所述采样通道308内的气体，并将气体运输至用于检测车辆尾气组成(例如CO₂、THC、NOX等)与含量(这些尾气的浓度或百分比)的所述检测系统4，所述主机系统5与所述检测系统4连接，并对所述检测系统4检测得到的数据进行处理。

进一步的，所述设备主柜单元3还包括传感器单元304，所述传感器单元304设置于所述采样通道308中，并与所述电气控制柜303连接，所述传感器单元304包括压力传感器和温度传感器，用于采集采样通道308内的气体的压力和温度，所述主机系统5与所述电气控制柜303连接，所述传感器单元304采集的压力和温度数据通过所述电气控制柜303传输至所述主机系统5中。

本实用新型还提供了一种利用上述的车辆尾气检测系统的车辆尾气检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将所述尾气收集单元1直接暴露于检测环境的空气中；

步骤二：启动所述风机301，通过所述尾气收集单元抽动环境中的空气进行采集，并经稀释单元2流入所述设备主柜单元3，最后通过所述风机301的排气管道306排出，所述主机系统5对所述检测系统4检测到的数据以及所述传感器单元304采集的气体压力和温度数据进行处理，得到环境空气的组成与含量；

步骤三：将所述尾气收集单元1与被测试车辆的尾气排气管连接，重复步骤二的操作，尾气收集单元1会抽动环境中的空气以及车辆尾气排气管排出的尾气，将其送至稀释单元2使两种气体进行混合，混合后的稀释气体会经采样单元310的采集送至检测系统4，对混合后的稀释气体进行检测，然后所述主机系统5对所述检测系统4检测到的数据以及所述传感器单元304采集的混合后的稀释气体的压力和温度数据进行处理，得到车辆尾气的组成与含量。

本实用新型通过提供的上述技术方案，与现有技术相比，具有如下的优势：

(1)本实用新型的尾气收集装置将现有技术中收集尾气的密封排气管与新风管进行了改进，集成为一个尾气收集单元，可以同时实现对尾气和稀释空气进行采集，节省了大量占地空间；

(2)本实用新型将现有技术中独立的新风管、文丘里管、风机等管路集成到设备主柜单元中，通过对管路的结构进行改进，使整个车辆尾气收集装置的占地空间大大减少；

(3)本实用新型提供了一种车辆尾气检测系统，实现了对车辆尾气的实时检测，通过利用风机不间断的采集工作，使得尾气采集单元可以实时采集被测试车辆尾气排气管的车辆尾气，并且同时可以通过尾气采集单元从环境空气中抽入环境空气对车辆尾气进行稀释，然后利用文丘里管对混合稀释后的气体进行流量稳定与控制，实现对车辆尾气的实时检测。而且整个车辆检测系统的占地空间也大大减少，解决了现有技术中由于检测系统占地面积达只能应用于专门实验室的问题，本实用新型的车辆尾气检测系统可以应用于车辆尾气测试现场。

(4)本实用新型还提供了一种利用车辆尾气检测系统进行车辆尾气检测的方法，本方法可实现对车辆尾气的实时检测，且操作简便。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (17)

1.一种车辆尾气收集装置，其特征在于，包括尾气收集单元、用于稀释车辆尾气和环境空气的稀释单元、以及设备主柜单元，所述尾气收集单元与所述稀释单元一端连通，所述设备主柜单元包括风机，所述稀释单元另一端与所述风机连通，通过所述风机控制所述尾气收集单元对气体进行收集，所述尾气收集单元的进气端的直径大于被测试车辆尾气排气管的直径，且使得所述尾气收集单元能够同时收集车辆尾气和环境空气。

2.根据权利要求1所述的车辆尾气收集装置，其特征在于，所述尾气收集单元包括至少一个尾气收集管。

3.根据权利要求2所述的车辆尾气收集装置，其特征在于，所述尾气收集管的数量为两个。

4.根据权利要求3所述的车辆尾气收集装置，其特征在于，所述尾气收集单元还包括T型管，所述T型管包括具有两个开口端的第一管道和具有一个开口端的第二管道，所述两个尾气收集管分别与所述第一管道的两个开口端连通，所述第二管道的开口端与所述稀释单元连通。

5.根据权利要求2所述的车辆尾气收集装置，其特征在于，所述尾气收集管的进气端的管口开口形状为喇叭形。

6.根据权利要求2所述的车辆尾气收集装置，其特征在于，所述尾气收集管包括两个连通的直径依次递减的大管路和小管路，大管路为所述尾气收集管的进气端，小管路与稀释单元连通。

7.根据权利要求1所述的车辆尾气收集装置，其特征在于，所述稀释单元为不锈钢软管。

8.根据权利要求1所述的车辆尾气收集装置，其特征在于，所述车辆尾气收集装置还包括用于对所述稀释单元进行加热的加热装置。

9.根据权利要求1所述的车辆尾气收集装置，其特征在于，所述设备主柜单元还包括主柜体框架、电气控制柜、文丘里管、连接管道和排气管道，所述风机和电气控制柜固定在所述主柜体框架上，所述稀释单元通过连接管道和所述文丘里管与所述风机连通，所述电气控制柜与所述风机连接并控制所述风机的开关，所述排气管道用于排出流经所述风机的气体。

10.根据权利要求9所述的车辆尾气收集装置，其特征在于，所述连接管道包括采样通道和风机管道，所述采样通道一端与所述稀释单元连通，另一端与所述文丘里管的入口段连通，所述文丘里管的扩散段与所述风机管道一端连通。

11.根据权利要求10所述的车辆尾气收集装置，其特征在于，所述设备主柜单元还包括传感器单元，所述传感器单元设置于所述采样通道中，并与所述电气控制柜连接。

12.根据权利要求11所述的车辆尾气收集装置，其特征在于，所述传感器单元包括压力传感器和温度传感器，用于采集采样通道内的气体的压力和温度。

13.根据权利要求10所述的车辆尾气收集装置，其特征在于，所述设备主柜单元还包括压力报警装置，所述压力报警装置设置于所述风机管道内，并与所述电气控制柜连接，当流出文丘里管的气体压力小于所述压力报警装置的预设压力值时，所述压力报警装置会发出警报。

14.根据权利要求10所述的车辆尾气收集装置，其特征在于，所述采样通道为L型，所述文丘里管竖直设置，所述风机管道为倒置U型管道，所述采样通道的水平部分与所述稀释单元连通，竖直部分与所述文丘里管的入口段连通，所述文丘里管的扩散段与所述风机管道的一端连通，所述风机管道的另一端与所述风机连接。

15.根据权利要求10所述的车辆尾气收集装置，其特征在于，所述设备主柜单元还包括采样单元，所述采样单元用于采集恒定体积的所述采样通道内的气体。

16.一种车辆尾气检测系统，其特征在于，包括如权利要求10所述的车辆尾气收集装置、用于测量车辆尾气组分的检测系统、以及用于接收处理数据的主机系统，所述设备主柜单元还包括采样单元，所述采样单元与所述检测系统连接，用于采集恒定体积的所述采样通道内的气体，并将气体运输至用于检测车辆尾气组成与含量的所述检测系统，所述主机系统与所述检测系统连接，并对所述检测系统检测得到的数据进行处理。

17.根据权利要求16所述的车辆尾气检测系统，其特征在于，所述设备主柜单元还包括传感器单元，所述传感器单元设置于所述采样通道中，并与所述电气控制柜连接，所述传感器单元包括压力传感器和温度传感器，用于采集采样通道内的气体的压力和温度，所述主机系统与所述电气控制柜连接，所述传感器单元采集的压力和温度数据通过所述电气控制柜传输至所述主机系统中。