專利名稱：一種部分流稀釋取樣系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測量系統(tǒng)設(shè)備，特別涉及一種用于汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)的顆粒排放
物部分流稀釋取樣系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著人類環(huán)境保護(hù)意識的提高，汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)對排放限值的控制越來越嚴(yán)格，從而對排放控制技術(shù)及排放檢測設(shè)備也提出更高要求。目前國際上汽車或發(fā)動(dòng)機(jī)的顆粒排放物測量設(shè)備分全流稀釋取樣系統(tǒng)和部分流稀釋取樣系統(tǒng)兩種。[0003] 全流稀釋系統(tǒng)將發(fā)動(dòng)機(jī)排出的尾氣全部進(jìn)行稀釋后再進(jìn)行采樣。[0004] 部分稀釋系統(tǒng)從發(fā)動(dòng)機(jī)排除的尾氣中抽取部分廢氣進(jìn)行稀釋再采樣。[0005] 如圖1所示，現(xiàn)有部分流稀釋取樣系統(tǒng)主要由稀釋、取樣、標(biāo)定三部分構(gòu)成。[0006] 1、取樣過程經(jīng)第一油水分離器4對稀釋空氣進(jìn)行過濾，過濾后的稀釋空氣通過質(zhì)量流量控制器5測出質(zhì)量流量，并與發(fā)動(dòng)機(jī)樣氣在稀釋通道3內(nèi)混合稀釋。發(fā)動(dòng)機(jī)樣氣通過取樣管道1及樣氣取樣閥2進(jìn)入稀釋通道3。 在取樣泵10所提供壓力作用下使稀釋后的混合氣經(jīng)過取樣通道或旁通通道(第一濾紙前取樣閥8、第一濾紙支架13組合為第一取樣通道、第二濾紙前取樣閥9、第二濾紙支架14組合為第二取樣通道，稀釋后樣氣旁通閥7所在通道為旁通通道。當(dāng)試驗(yàn)過程中取樣時(shí)用到取樣通道，取樣停止取樣時(shí)用到旁通通道)，最后通過過濾器12流經(jīng)質(zhì)量流量計(jì)11測出總的質(zhì)量流量后排到自然環(huán)境中。由于在取樣過程中取樣泵10流量保持不變，控制器6需要通過質(zhì)量流量計(jì)11所提供測量流量信號不斷調(diào)節(jié)稀釋空氣進(jìn)行流量補(bǔ)償，從而達(dá)到取樣泵的流量，確保取樣過程穩(wěn)定。(其中，控制器6負(fù)責(zé)控制流量大小，質(zhì)量流量計(jì)11負(fù)責(zé)測量流量多少) 2、標(biāo)定過程首先通過精度較高的層流量計(jì)16(精度小于1% )對質(zhì)量流計(jì)11各流量進(jìn)行標(biāo)定，其次通過質(zhì)量流計(jì)11對質(zhì)量流量控制器5進(jìn)行各流量標(biāo)定。其中質(zhì)量流量控制器5即可調(diào)節(jié)流量大小，也可測量流量的多少；質(zhì)量流計(jì)11只能測量流量多少，調(diào)節(jié)流量多少需要控制器6控制。 但是，上述系統(tǒng)主要存在如下問題1、系統(tǒng)中采用質(zhì)量流量控制器和質(zhì)量流計(jì)測量稀釋混合氣質(zhì)量流量，精度大于1. 0% ，且不耐臟，臟后清洗不方便。2、系統(tǒng)中采用的定容取樣泵是膜片泵。由于在試驗(yàn)過程中采樣流量小，且污染大，溫度高，所以膜片泵在這種惡劣的工作條件下，需要經(jīng)常維護(hù)，甚至要更換，成本太高。3、系統(tǒng)中質(zhì)量流量控制器或調(diào)節(jié)閥，控制時(shí)間長，控制精度比較低(大于1.0%)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種控制精度高、測試成本和維護(hù)
成本低的部分流稀釋取樣系統(tǒng)。 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種部分流稀釋取樣系統(tǒng)，包括稀釋氣提供系統(tǒng)和與其連通的取樣系統(tǒng)，所述稀釋氣提供系統(tǒng)包括壓縮空氣源和穩(wěn)壓
器，所述壓縮空氣源與穩(wěn)壓器之間設(shè)有稀釋空氣調(diào)壓閥，所述取樣系統(tǒng)包括取樣閥、過濾
器，所述取樣閥與過濾器之間設(shè)有取樣濾紙支架，所述取樣閥和取樣濾紙支架之間形成稀
釋通道，所述稀釋空氣調(diào)節(jié)閥與穩(wěn)壓器之間設(shè)有用于控制稀釋空氣流量的脈寬控制電磁
閥，所述穩(wěn)壓器與旁通通道之間設(shè)有用于測量稀釋流量的層流量計(jì)，所述取樣系統(tǒng)還包括
用于提供取樣壓力的射流風(fēng)機(jī)取樣泵，所述取樣泵設(shè)置于壓縮空氣源與過濾器之間。 上述技術(shù)方案中，所述取樣濾紙支架與過濾器之間設(shè)有由文氏管流量計(jì)組合閥控
制的文氏管流量計(jì)，用于測量稀釋和采樣的總流量。 上述技術(shù)方案中，所述取樣濾紙支架為由濾紙前取樣閥控制的并聯(lián)結(jié)構(gòu)。[0014] 上述技術(shù)方案中，所述射流風(fēng)機(jī)取樣泵通過電磁閥與壓縮空氣源連接。[0015] 上述技術(shù)方案中，所述取樣濾紙支架還并聯(lián)有由采樣旁通閥控制的旁通通道。[0016] 上述技術(shù)方案中，所述濾紙前取樣閥、采樣旁通閥與壓縮空氣源連接并受其控制。[0017] 上述技術(shù)方案中，在所述稀釋空氣調(diào)壓閥與壓縮空氣源之間設(shè)置有稀釋空氣溫度傳感器。 上述技術(shù)方案中，在所述稀釋通道上設(shè)置有取樣點(diǎn)溫度傳感器。[0019] 由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有如下的有益效果 1、采用脈寬控制電磁閥控制稀釋空氣流量，比現(xiàn)有技術(shù)中所用的質(zhì)量流量控制器或調(diào)節(jié)閥的控制時(shí)間短，控制精度高(小于0.5%)。采用脈寬控制電磁閥控制稀釋空氣能夠以穩(wěn)定壓力通過層流量計(jì)，提供部分流取樣系統(tǒng)中的稀釋空氣，滿足稀釋比^ 4的要求。[0021] 2、采用射流風(fēng)機(jī)作為取樣泵，以0. 3-0. 4MPa的壓縮空氣做為動(dòng)力源，既保證了采樣流量的控制需要，又做到了可靠性，氣體的腐蝕性及溫度對它不產(chǎn)生任何影響。而且，射流風(fēng)機(jī)無任何運(yùn)動(dòng)件，使用壽命長。 3、在取樣系統(tǒng)中采用文氏管流量計(jì)來測量稀釋和采樣的質(zhì)量流量，使測量精度提高到0. 2%，響應(yīng)時(shí)間小于0. 1秒。流量計(jì)的測量精度直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒排放的測量結(jié)果，此精度明顯好于現(xiàn)有技術(shù)中所用的質(zhì)量流量控制器，而且采用不銹鋼材質(zhì)，可以耐臟，降低保養(yǎng)成本。

圖1為現(xiàn)有的部分流取樣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型提供的部分流取樣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。 結(jié)合附圖在其上標(biāo)記以下附圖標(biāo)記 1-樣氣取樣管；2_樣氣取樣閥；3_稀釋通道；4_第一油水分離器；5_質(zhì)量流量控制器；6-控制器、ll-質(zhì)量流量計(jì)；7-稀釋后樣氣旁通閥；8-第一濾紙前取樣閥；9_第二濾紙前取樣閥；10-取樣泵；12-過濾器；13-第一濾紙支架；14_第二濾紙支架；15_第二油水分離器；16-層流量計(jì)；17、36_壓縮空氣源；18-稀釋空氣調(diào)壓閥；19-脈寬控制電磁閥；20-穩(wěn)壓器；21-層流量計(jì)；22-樣氣取樣閥；23-稀釋通道；24-取樣點(diǎn)溫度傳感器；25-第一濾紙前取樣閥；26-第二濾紙前取樣閥；27-稀釋后樣氣旁通閥；28-旁通通道；29-第一濾紙支架；30-第二濾紙支架；31-文氏管流量計(jì)組合閥；32-文氏管流量計(jì)；33_過濾器；34-射流風(fēng)機(jī)取樣泵；35-電磁閥。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式
的限制。 如圖2所示， 一種部分流稀釋取樣系統(tǒng)，包括稀釋氣提供系統(tǒng)和取樣系統(tǒng)，二者相互連通。稀釋氣提供系統(tǒng)包括壓縮空氣源17和用于穩(wěn)定稀釋空氣流量的穩(wěn)壓器20，壓縮空氣源與穩(wěn)壓器之間設(shè)有受壓縮空氣源控制的稀釋空氣調(diào)壓閥18，在稀釋空氣調(diào)壓閥18與壓縮空氣源17之間設(shè)置有稀釋空氣溫度傳感器，稀釋空氣調(diào)節(jié)閥18與穩(wěn)壓器20之間設(shè)有用于控制稀釋空氣流量的脈寬控制電磁閥19，穩(wěn)壓器20與稀釋通道23之間設(shè)有用于測量稀釋流量的層流量計(jì)21。取樣系統(tǒng)包括受壓縮空氣源36控制的樣氣取樣閥22和過濾器33，樣氣取樣閥22與過濾器之間設(shè)有取樣濾紙支架，取樣濾紙支架為由第一濾紙前取樣閥25控制的第一濾紙支架29和由第二濾紙前取樣閥26控制的第二濾紙支架30并聯(lián)而成，取樣濾紙支架還并聯(lián)有由采樣旁通閥27控制的旁通通道28，樣氣取樣閥22和取樣通道之間形成稀釋通道23，在稀釋通道上設(shè)置有取樣點(diǎn)溫度傳感器24。取樣濾紙支架與過濾器33之間設(shè)有由文氏管流量計(jì)組合閥31控制的文氏管流量計(jì)32，用于測量稀釋和采樣的總流量。取樣系統(tǒng)還包括用于提供取樣壓力的射流風(fēng)機(jī)取樣泵34，取樣泵34與過濾器33連接，射流風(fēng)機(jī)取樣泵34通過電磁閥35與壓縮空氣源36連接。 在整個(gè)取樣過程中的取樣壓力由射流風(fēng)機(jī)取樣泵34提供，如圖2所示，先打開電磁閥35提供壓縮空氣，確保取樣泵34的正常工作。在取樣泵的作用下，樣氣從樣氣取樣閥22進(jìn)入稀釋通道23，為保證取樣壓力及流量穩(wěn)定，樣氣取樣閥22優(yōu)選球閥。稀釋空氣(壓縮空氣)首先通過調(diào)壓閥18以一定壓力經(jīng)過脈寬控制電磁閥19后分兩路進(jìn)入穩(wěn)壓器20，最后經(jīng)穩(wěn)壓器20進(jìn)入層流量計(jì)21與樣氣在稀釋通道23中混合。在整個(gè)稀釋過程中要求稀釋空氣溫度在25±5°C (即稀釋空氣溫度傳感器的測量溫度)。 如圖2，混合后的稀釋空氣和樣氣在稀釋通道內(nèi)溫度不高于52°C (即取樣點(diǎn)溫度傳感器24的測量溫度)。當(dāng)然確保取樣點(diǎn)溫度不超過52t:需要通過調(diào)整稀釋比來控制，這是采用脈寬控制電磁閥19來控制。脈寬控制電磁閥19可以按一定比例控制稀釋空氣流量大小，層流量計(jì)21精確測出稀釋流量的多少。稀釋空氣的設(shè)定應(yīng)保證在任何工況下，使得緊靠顆粒物初級濾紙前的稀釋排氣溫度不高于52t:，稀釋比不小于4。[0031] 如圖2所示，稀釋后的樣氣在取樣泵34的作用下通過第一濾紙取樣閥25或第二濾紙取樣閥26進(jìn)入第一濾紙支架29或第二濾紙支架30，從而有一定量的顆粒物吸附在濾紙上。具體使用哪個(gè)通道根據(jù)實(shí)際情況決定，通常采樣時(shí)只用其中一個(gè)取樣通道即可，在非取樣工況時(shí)，稀釋后的廢氣從旁通通道28排出。樣氣混合氣經(jīng)過文氏管流量計(jì)32，經(jīng)過文氏管流量計(jì)32的廢氣再通過過濾器33過濾后進(jìn)入取樣泵34排到大氣中。屆時(shí)文氏管流量計(jì)32所測流量即為總流量，層流量計(jì)21所測流量為稀釋流量，稀釋流量與總流量的差為采樣流量。 在本實(shí)用新型的稀釋取樣系統(tǒng)中壓縮空氣起主要作用，具體有控制電磁閥開關(guān)、檢查取樣管道泄露、稀釋樣氣以及作為射流風(fēng)機(jī)的動(dòng)力源。 最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型而并非限制本實(shí)用新型所描述的技術(shù)方案；因此，盡管本說明書參照上述的各個(gè)實(shí)施例對本實(shí)用新型已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本實(shí)用新型進(jìn)行修改或等同替換；而一切不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求一種部分流稀釋取樣系統(tǒng)，包括稀釋氣提供系統(tǒng)和與其連通的取樣系統(tǒng)，所述稀釋氣提供系統(tǒng)包括壓縮空氣源和用于穩(wěn)定稀釋空氣流量的穩(wěn)壓器，所述壓縮空氣源與穩(wěn)壓器之間設(shè)有稀釋空氣調(diào)壓閥，所述取樣系統(tǒng)包括取樣閥、過濾器，所述取樣閥與過濾器之間設(shè)有取樣濾紙支架，所述取樣閥和取樣濾紙支架之間形成稀釋通道，其特征在于所述稀釋空氣調(diào)節(jié)閥與穩(wěn)壓器之間設(shè)有用于控制稀釋空氣流量的脈寬控制電磁閥，所述穩(wěn)壓器與稀釋通道之間設(shè)有用于測量稀釋流量的層流量計(jì)，所述取樣系統(tǒng)還包括用于提供取樣壓力的射流風(fēng)機(jī)取樣泵，所述取樣泵設(shè)置于壓縮空氣源與過濾器之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的部分流稀釋取樣系統(tǒng)，其特征在于所述取樣濾紙支架與過 濾器之間設(shè)有由文氏管流量計(jì)組合閥控制的文氏管流量計(jì)，用于測量稀釋和采樣的總流
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的部分流稀釋取樣系統(tǒng)，其特征在于所述取樣濾紙支架 為由濾紙前取樣閥控制的并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的部分流稀釋取樣系統(tǒng)，其特征在于所述射流風(fēng)機(jī)取樣 泵通過電磁閥與壓縮空氣源連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的部分流稀釋取樣系統(tǒng)，其特征在于所述取樣濾紙支架 還并聯(lián)有由采樣旁通閥控制的旁通通道。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的部分流稀釋取樣系統(tǒng)，其特征在于所述濾紙前取樣閥、采樣 旁通閥與壓縮空氣源連接并受其控制。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的部分流稀釋取樣系統(tǒng)，其特征在于在所述稀釋空氣調(diào) 壓閥與壓縮空氣源之間設(shè)置有稀釋空氣溫度傳感器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的部分流稀釋取樣系統(tǒng)，其特征在于在所述稀釋通道上設(shè)置 有取樣點(diǎn)溫度傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種部分流稀釋取樣系統(tǒng)，包括稀釋氣提供系統(tǒng)和與其連通的取樣系統(tǒng)，所述稀釋氣提供系統(tǒng)包括壓縮空氣源和穩(wěn)壓器，所述壓縮空氣源與穩(wěn)壓器之間設(shè)有稀釋空氣調(diào)壓閥，所述取樣系統(tǒng)包括取樣閥、過濾器，所述取樣閥與過濾器之間設(shè)有取樣濾紙支架，所述取樣閥和取樣濾紙支架之間形成稀釋通道；所述稀釋空氣調(diào)節(jié)閥與穩(wěn)壓器之間設(shè)有用于控制稀釋空氣流量的脈寬控制電磁閥，所述穩(wěn)壓器與旁通通道之間設(shè)有用于測量稀釋流量的層流量計(jì)，所述取樣系統(tǒng)還包括用于提供取樣壓力的射流風(fēng)機(jī)取樣泵，所述取樣泵與所述過濾器連接。本實(shí)用新型具有控制精度高、測試成本和維護(hù)成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01N1/38GK201548428SQ200920164929
公開日2010年8月11日 申請日期2009年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月2日
發(fā)明者任海將, 任登峰, 寇傳富, 江彩宏, 黃勁 申請人:廣西玉柴機(jī)器股份有限公司