CN210426712U

CN210426712U - 一种车用尿素加注机检定装置

Info

Publication number: CN210426712U
Application number: CN201921102550.9U
Authority: CN
Inventors: 徐文彪; 谭栋文; 刘胜祥; 郑培亮
Original assignee: Guangdong Provincial Institute Of Metrology (south China National Centre Of Metrology)
Current assignee: Guangdong Provincial Institute Of Metrology (south China National Centre Of Metrology)
Priority date: 2019-07-15
Filing date: 2019-07-15
Publication date: 2020-04-28
Anticipated expiration: 2029-07-15

Abstract

本实用新型公开了一种车用尿素加注机检定装置，包括装置本体，所述装置本体上设有主标准器、容器、控制器、辅助设备和显示模块，所述主标准器包括电子秤、密度计和热电偶，所述辅助设备包括液位报警器和电磁阀，所述容器置于电子秤上，所述液位报警器设于容器内壁的上端，所述电磁阀设于容器的排液口上，所述显示模块设于装置本体外部，所述电子秤、密度计、热电偶和显示模块均与控制器连接，所述液位报警器的输出端连接控制器的输入端，所述控制器的输出端连接电磁阀的输入端。本实用新型便于现场检定实施且提高了检定的准确率，可广泛应用于计量检定技术领域。

Description

一种车用尿素加注机检定装置

技术领域

本实用新型涉及计量检定技术领域，尤其是一种车用尿素加注机检定装置。

背景技术

随着中国经济的不断发展，化石能源的粗犷式消费不可避免地带来严重的环境污染问题。其中最为典型的是在全国多地出现雾霾天气，北方冬季尤其严重。在造成雾霾天气的原因中，机动车尾气排放是重点因素之一。全国机动车排放污染物每年超过5700万吨，包括氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳、颗粒物。其中占汽车保有量不到20％的重型柴油车排放的氮氧化物污染占比达到60％。为此，国家有关部门参考欧洲标准制定了国IV汽车排放标准。要达到此标准，需要在柴油汽车上加装一种特殊的尾气处理装置，即选择性催化还原系统(SCR)。使用SCR系统，需要消耗车用尿素水溶液，与氮氧化物反应生成无害的氮气和二氧化碳。IV标准的柴油车需要定期加注车用尿素水溶液才能真正起到降低尾气排放污染物的目的。尿素加注设备应具有计量功能、定量、定金额、非定量加注以及IC卡支付功能，用于准确计量所加注的车用尿素水溶液之体积，作为商业贸易结算或企业内部精细管理的依据。

现有车用尿素加注机检定通常采用燃油加油机的检定方法，参考 JJG443-2015《燃油加油机》国家计量检定规程执行。使用的是容积法，利用标准金属量器衡量加注溶液的标准体积，与加注机的示值进行比对。

使用容积法对车用尿素加注机进行检定，在实施与使用中存在如下几个问题：

(1)在计算标准体积的过程中需要使用车用尿素溶液的体膨张系数，而车用尿素溶液的体膨张系数与温度呈非线性关系，且与溶液配比相关，虽然可以在实验室进行测定，但是不便于现场检定的实施。

(2)车用尿素溶液在-11.5℃以下会发生结晶，可能会附着在标准金属量器上，每次测量前后均需使用负离子水进行清洗，产生极大的消耗，不利于现场检定的实施；此外，通过清洗也难以完全清除附着物，可能会导致标准金属量器测量不准确。

(3)车用尿素溶液在使用过程中容易产生大量气泡，容易导致金属标准量器的计量颈液位管充满气泡而无法进行读数。

(4)使用标准金属量器对加注机的最小被测量进行测量时，测量不确定度难以达到要求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种准确度高且便于现场检定的车用尿素加注机检定装置。

本实用新型实施例提供了一种车用尿素加注机检定装置，包括装置本体，所述装置本体上设有主标准器、容器、控制器、辅助设备和显示模块，所述主标准器包括电子秤、密度计和热电偶，所述辅助设备包括液位报警器和电磁阀，所述容器置于电子秤上，所述液位报警器设于容器内壁的上端，所述电磁阀设于容器的排液口上，所述显示模块设于装置本体外部，所述电子秤、密度计、热电偶和显示模块均与控制器连接，所述液位报警器的输出端连接控制器的输入端，所述控制器的输出端连接电磁阀的输入端。

进一步，所述辅助设备还包括导轨系统，所述导轨系统包括步进电机和导轨，所述步进电机的输入端连接控制器的输出端，所述步进电机的输出轴控制导轨运动，所述导轨上设有水平台面；所述密度计设于所述水平台面的中部，所述密度计的取液管通过容器顶部的开孔进入容器内部。

进一步，所述容器内壁上设有密封的加热层。

进一步，所述容器顶部设有进液口，所述进液口通过管道将液体输入容器，所述热电偶的探头置于所述管道内部。

进一步，所述装置本体内部设有可伸缩夹具，所述可伸缩夹具的输入端连接控制器的输出端。

进一步，所述可伸缩夹具分布于装置本体的内壁四周，所述可伸缩夹具的一端固定于装置内壁上，所述可伸缩夹具的另一端与容器外壁接触。

进一步，所述装置本体顶部还装有电源模块，所述电源模块的电源输出端连接控制器的电源输入端。

进一步，所述辅助设备还包括水平隔振台，所述水平隔振台设于装置本体内部的底端，所述电子秤放置于所述水平隔振台上。

上述本实用新型实施例中的一个技术方案具有如下优点：本实用新型包括装置本体，所述装置本体上设有主标准器、容器、控制器、辅助设备和显示模块，所述主标准器包括电子秤、密度计和热电偶，所述辅助设备包括液位报警器和电磁阀；本实用新型对不同流量点的检定在同一容器内进行，避免了浪费加注液且提高了检定的准确率；另外，本实用新型基于电子秤和密度计来检定车用尿素加注机，对于各流量点的加注量更加灵活，不受金属量器容积限制，便于现场检定的实施。

附图说明

图1为本实用新型的一种车用尿素加注机检定装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的电子器件连接关系图。

附图标记：1、显示操作面板；2、控制器；3、液位报警器；4、可伸缩夹具； 5、电子秤；6、水平隔振台；7、热电偶；8、挂枪台；9、进液口；10、电磁阀； 11、排液口。

具体实施方式

参照图1和图2，本实用新型实施例提供了一种车用尿素加注机检定装置，包括装置本体，所述装置本体上设有主标准器、容器、控制器、辅助设备和显示模块，所述主标准器包括电子秤、密度计和热电偶，所述辅助设备包括液位报警器和电磁阀，所述容器置于电子秤上，所述液位报警器设于容器内壁的上端，所述电磁阀设于容器的排液口上，所述显示模块设于装置本体外部，所述电子秤、密度计、热电偶和显示模块均与控制器连接，所述液位报警器的输出端连接控制器的输入端，所述控制器的输出端连接电磁阀的输入端。

其中，电子秤，用于获取容器的称重重量；本实施例的电子秤采用型号为梅特勒-托利多Model PBK987-B60的电子秤来实现，其通过I/O接口与控制器连接，实现数据通讯以及信号控制。

密度计，用于测量容器内的液体的密度；本实施例的密度计可采用型号为安东帕Anton Paar DMA 35的密度计来实现，其通过I/O接口与控制器连接，实现数据通讯以及信号控制。

热电偶，用于获取加注枪出口处或进液口处的温度感应信号；本实施例的热电偶可采用OMEGA 88311K(K型插入式热电偶探头)来实现，该热电偶获取到的温度信号读数可以传递到控制器，进而传递到显示模块等。

控制器，用于接收电子秤、密度计以及热电偶等器件采集到的数据信号，触发相应的控制信号，并将控制信号发送到电磁阀、步进电机、显示模块等。本实用新型的控制器并不涉及数据处理流程上的改进，其信号触发过程可采用型号为 NI cDAQ-9132的控制器模块来实现。

液位报警器，用于获取容器内的液位感应信号，当容器内的液面高度到达液位报警器的位置时，液位报警器获取到容器的当前液面高度信号，向控制器反馈该感应信号。液位报警器可采用型号为OMEGA LVU104型的非接触式超声波液位变送器来实现，其可通过通用I/O接口连接至控制器。

电磁阀，用于根据控制器的控制信号开闭，以将容器内的液体排出装置本体。

显示模块，用于根据控制器的控制信号，进行信息展示，例如展示电子秤的测量值、密度计的测量值和热电偶的测量值等。

另外，如图1所示，本实施例的容器内侧底部具有一定的倾斜度，靠近排液口的一次较低，远离排液口的一侧较高。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述辅助设备还包括水平隔振台，所述水平隔振台设于装置本体内部的底端，所述电子秤放置于所述水平隔振台上。

其中，本实施例的水平隔振台固定于所述装置内底部之上，电子秤固定于水平隔振台之上，以确保电子秤为呈水平状态，并尽可能减少测量时外界振动产生的影响。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述辅助设备还包括导轨系统，所述导轨系统包括步进电机和导轨，所述步进电机的输入端连接控制器的输出端，所述步进电机的输出轴控制导轨运动，所述导轨上设有水平台面。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述密度计设于所述水平台面的中部，所述密度计的取液管通过容器顶部的开孔进入容器内部，所述密度计连接控制器。

其中，本实施例通过控制器控制步进电机驱动导轨，使载有密度计的平台向下移动，密度计的取液管插入容器内的溶液中；然后，密度计抽取溶液使其充满密度计的振荡管，得到密度值。容器顶部中心具有一开口，便于密度计取液管进入容器内取液。本实施例通过导轨系统，能够实现密度计的自动取液。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述容器内壁上设有密封的加热层。

具体地，本实施例在容器内壁具有一圈加热层，采用电热加热。加热层具有良好的密封性。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述容器顶部设有进液口，所述进液口通过管道将液体输入容器，所述热电偶的探头置于所述管道内部。

具体地，容器的进液口穿过所述装置侧壁。进液口入口内有一套管，其与进液口管壁无任何接触，通过连接结构固定在装置外侧壁上，此结构用于在加注计量时能够插入加注枪且不导致与容器接触而使得电子秤受力。此外，侧壁之外具有一小型可开门盒状模块，用于在装置未使用状态下防护外界灰尘等通过进液口进入容器。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述装置本体内部设有可伸缩夹具，所述可伸缩夹具的输入端连接控制器的输出端。

本实施例的可伸缩夹具用于在移动时固定容器，防止水平应力损坏电子秤。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述可伸缩夹具分布于装置本体的内壁四周，所述可伸缩夹具的一端固定于装置内壁上，所述可伸缩夹具的另一端与容器外壁接触。

其中，所述装置内壁与容器所处高度范围内，四个方向上各配置有一可伸缩夹具，其动作受控制器控制。伸长时，四夹具从四面向容器施加力，以保持其固定。收缩时，夹具与容器分离，使容器处于自由状态。这一设计的目的在于，在装置整体移动时固定容器，以防止其产生水平方向的摩擦力而导致电子秤受损。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述装置本体顶部还装有电源模块，所述电源模块的电源输出端连接控制器的电源输入端。

其中，如图1所示，本实施例的控制器及电源模块安装于装置内侧顶部。电子秤、密度计、热电偶的测量值实时传输到控制器，由控制器进行运算处理后输出显示到显示操作面板上。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述装置本体底部设有滚轮。

具体地，本实施例的装置底部安装有滚轮，以便于移动。

下面详细描述本实用新型的车用尿素加注机检定装置的结构：

如图1所示，所述车用尿素加注机检定装置主要由电子秤、密度计、热电偶等主标准器，容器，控制器，显示操作面板和其他辅助设备构成，其中显示操作面板位于装置外部。此外装置底部安装有滚轮，以便于移动。

辅助设备包括水平隔振台，液位报警器，电磁阀，步进电机及导轨等。

所述装置内壁无突出部件或开口处，均铺设隔热材料，如真空隔热板。

所述水平隔振台固定于所述装置内底部之上，电子秤固定于水平隔振台之上，以确保电子秤为呈水平状态，并尽可能减少测量时外界振动产生的影响。

所述容器放置于电子秤之上：

容器底部一侧具有一个排液口，顶部一侧具有一个进液口。

容器内侧底部具有一定的倾斜度，靠近排液口的一次较低，远离排液口的一侧较高。

容器内壁具有一圈加热层，采用电热加热。加热层具有良好的密封性。

容器内壁靠近顶部一侧具有液位报警器，当容器内液位到达液位报警器所处高度时，其向控制器发送相应信号。

容器顶部中心具有一开口，便于密度计取液管进入容器内取液。

容器的排液口连接至一电磁阀，电磁阀的开闭受控制器控制，其另一端连接至装置的排液口(穿过所述装置侧壁)。

容器的进液口穿过所述装置侧壁。进液口入口内有一套管，其与进液口管壁无任何接触，通过连接结构固定在装置外侧壁上，此结构用于在加注计量时能够插入加注枪且不导致与容器接触而使得电子秤受力。此外，侧壁之外具有一小型可开门盒状模块，用于在装置未使用状态下防护外界灰尘等通过进液口进入容器。

容器的进液口管道上安装有一热电偶，热电偶探头置于管道中心处，用于测量加注枪口处溶液的温度。

所述装置内壁与容器所处高度范围内，四个方向上各配置有一可伸缩夹具，其动作受控制器控制。伸长时，四夹具从四面向容器施加力，以保持其固定。收缩时，夹具与容器分离，使容器处于自由状态。这一设计的目的在于，在装置整体移动时固定容器，以防止其产生水平方向的摩擦力而导致电子秤受损。

所述容器上方的箱体内侧壁安装有一套由步进电机驱动的导轨系统，带动一水平台面在竖直方向运动。水平台面中心处安装安装一基于振荡管原理的高精度密度计，所述密度计的取液管穿过前述容器顶部开孔进入容器内部。控制器控制步进电机动作调节密度计取液管口的高度。

控制器及电源模块安装于装置内侧顶部。电子秤、密度计、热电偶的测量值实时传输到控制器，由控制器进行运算处理后输出显示到显示操作面板上。

另外，本实用新型的车用尿素加注机检定装置的使用步骤如下：

A、开始检定，通过操作面板控制可伸缩夹具收缩与容器分离。

B、获取热电偶读数，根据温度来启动或关闭加热层对装置内部加热，直到装置内部温度高于预设温度。进而防止尿素溶液进入溶液后发生结晶。通常在低温地区使用的车用尿素加注机均自带辅热装置，确保加注枪出口的液温高于结晶点。

C、在操作面板上输入待检定加注机的流量范围与待检流量点。

D、电磁阀开，若电子秤示值在一段时间内未发生变化，则表明容器已排空，电磁阀关。

E、通过电子秤实时记录不同流量点的重量，并记录进液口的热电偶读数。

F、将加注枪插入进液口开始加注，若电子秤示值在一段时间内未发生变化，则表明当次加注已完成，记录电子秤当前示值。

G、根据测量值，通过控制器确定加注溶液的质量和密度，得到测量结果。

H、显示控制面板上提示准备排液，确认后电磁阀开，进行排液。若电子秤示值在一段时间内未发生变化，则表明容器已排空，关闭电磁阀。通过操作面板控制可伸缩夹具伸长与容器接触，控制步进电机驱动导轨，使载有密度计的平台向上移动。检定结束。

另外，加注过程中若容器内溶液液位到达液位报警器所在高度，将触发液位报警器，显示控制面板显示警告，提示停止加注准备排液，一定时间后(如5 秒)电磁阀开，进行排液。

相较于现有技术，本实用新型的车用尿素加注机检定装置具有以下优点：

(1)质量测量采用称重法，可以采用累进式测量，即不受前次测量残留物影响；同时电子秤提供的不确定度灵敏度系数较小，满足测量最小被测量时不确定度的要求。

(2)尿素加注过程中产生的气泡不会影响称重法的读数。

(3)对于车用尿素溶液，无需在工作区间内(如-11℃～35℃的范围内)测量完整的温度-密度曲线以求解热膨胀系数，只需针对工况温度测量溶液密度即可计算工况体积。

(4)本实用新型提出之装置带有温度保持模块，能防止计量过程中，车用尿素溶液发生结晶。

(5)本实用新型提出之装置具有完整的流程控制，开始测试后，只需操作加注机按要求向装置内加注尿素溶液即可，无需其他操作，称重、测温、测密度、排液等均自动进行。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims

1.一种车用尿素加注机检定装置，其特征在于：包括装置本体，所述装置本体上设有主标准器、容器、控制器、辅助设备和显示模块，所述主标准器包括电子秤、密度计和热电偶，所述辅助设备包括液位报警器和电磁阀，所述容器置于电子秤上，所述液位报警器设于容器内壁的上端，所述电磁阀设于容器的排液口上，所述显示模块设于装置本体外部，所述电子秤、密度计、热电偶和显示模块均与控制器连接，所述液位报警器的输出端连接控制器的输入端，所述控制器的输出端连接电磁阀的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种车用尿素加注机检定装置，其特征在于：所述辅助设备还包括导轨系统，所述导轨系统包括步进电机和导轨，所述步进电机的输入端连接控制器的输出端，所述步进电机的输出轴控制导轨运动，所述导轨上设有水平台面；所述密度计设于所述水平台面的中部，所述密度计的取液管通过容器顶部的开孔进入容器内部。

3.根据权利要求1所述的一种车用尿素加注机检定装置，其特征在于：所述容器内壁上设有密封的加热层。

4.根据权利要求1所述的一种车用尿素加注机检定装置，其特征在于：所述容器顶部设有进液口，所述进液口通过管道将液体输入容器，所述热电偶的探头置于所述管道内部。

5.根据权利要求1所述的一种车用尿素加注机检定装置，其特征在于：所述装置本体内部设有可伸缩夹具，所述可伸缩夹具的输入端连接控制器的输出端。

6.根据权利要求5所述的一种车用尿素加注机检定装置，其特征在于：所述可伸缩夹具分布于装置本体的内壁四周，所述可伸缩夹具的一端固定于装置内壁上，所述可伸缩夹具的另一端与容器外壁接触。

7.根据权利要求1所述的一种车用尿素加注机检定装置，其特征在于：所述装置本体顶部还装有电源模块，所述电源模块的电源输出端连接控制器的电源输入端。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种车用尿素加注机检定装置，其特征在于：所述辅助设备还包括水平隔振台，所述水平隔振台设于装置本体内部的底端，所述电子秤放置于所述水平隔振台上。