專利名稱：Scr計(jì)量模塊檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柴油機(jī)廢氣后處理裝置的檢測(cè)系統(tǒng)，屬于機(jī)電測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，即應(yīng)用了 SCR技術(shù)、電子控制技術(shù)、測(cè)試技術(shù)的電控SCR計(jì)量模塊測(cè)試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
柴油機(jī)以其優(yōu)越的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性受到人們的青睞，其應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛。目前，歐美國(guó)家100%重型車、90%輕型車采用柴油機(jī)。歐洲柴油轎車已占轎車年產(chǎn)總量的32%左右，其中法國(guó)、西班牙等國(guó)更是高達(dá)50%以上。但是隨著地球環(huán)境問(wèn)題變得日益嚴(yán)重，各國(guó)政府爭(zhēng)相頒布了相關(guān)法規(guī)來(lái)限制汽車的尾氣排放。隨著法規(guī)的不斷升級(jí)，排放要求也日益苛刻。從歐三到歐四這一階段主要問(wèn)題是如何解決柴油機(jī)NOx排放和PM排放。目前主流的辦法有兩個(gè)EGR+DPF ;高壓共軌+SCR。后者燃油經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于前者，對(duì)燃油品質(zhì)也相對(duì)沒(méi)那么敏感。因此，SCR技術(shù)受到了更為廣泛的關(guān)注。其中尿素選擇性催化 還原(urea-SCR)技術(shù)是迄今被認(rèn)為最有前途的柴油機(jī)NOx排放控制措施，同時(shí)該項(xiàng)技術(shù)也是目如業(yè)內(nèi)相關(guān)企業(yè)、聞校和其他科研機(jī)構(gòu)研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。尿素溶液噴射量的精確計(jì)量是尿素選擇性催化還原(urea-SCR)技術(shù)核心之一。而當(dāng)前SCR計(jì)量模塊性能測(cè)試和在線故障診斷還停留在宏觀層面，只能診斷出顯性故障，對(duì)于表現(xiàn)不明顯又對(duì)整個(gè)系統(tǒng)性能存在潛在危險(xiǎn)的隱形故障則無(wú)法及時(shí)察覺(jué)。因此對(duì)SCR計(jì)量模塊故障檢測(cè)和性能測(cè)試方法研究意義重大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是填補(bǔ)國(guó)內(nèi)SCR尿素計(jì)量模塊檢測(cè)技術(shù)的空白，為國(guó)內(nèi)SCR技術(shù)的發(fā)展提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)而設(shè)計(jì)的SCR計(jì)量模塊檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)。本發(fā)明是通過(guò)模擬SCR劑量模塊的工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)測(cè)量各種重要參數(shù)并將其傳送至電子控制單元和PC機(jī)。本發(fā)明可以分為兩個(gè)部分SCR計(jì)量模塊檢測(cè)工作平臺(tái)和遠(yuǎn)程控制臺(tái)。工作平臺(tái)可以改變水溫、空氣壓氣、計(jì)量模塊電機(jī)轉(zhuǎn)速、各個(gè)電磁閥的開(kāi)閉狀態(tài)等重要參數(shù)，并通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)采集各種重要的工作參數(shù)；采集得到的數(shù)據(jù)上傳到PC機(jī)中進(jìn)行分析處理、顯示輸出；遠(yuǎn)程控制平臺(tái)與工作平臺(tái)通過(guò)通信總線連接，集成了 PC終端、顯示器、打印機(jī)等設(shè)備，便于數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程顯示和輸出。本發(fā)明在設(shè)計(jì)中弓丨入了模塊化概念，各模塊可以獨(dú)立運(yùn)行調(diào)試。試驗(yàn)臺(tái)由供給模塊(包括供氣、供水、供電)、信號(hào)輸出模塊、電子控制單元、數(shù)據(jù)計(jì)算與分析模塊組成。供給模塊用于給整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)提供外部供給，它包括供氣裝置、供水裝置和供電裝置。其中供水裝置配備了輸水箱、回水箱和恒溫裝置，由此保證工作中水的恒溫，方便了水與尿素溶液之間的換算。信號(hào)輸出模塊用于采集并輸出檢測(cè)過(guò)程中所需要的數(shù)據(jù)，如各處水流量、氣壓、水壓、溫度、液面等。該模塊是本發(fā)明專利的技術(shù)核心之一，它集成了非接觸式水流量(進(jìn)水、出水、回水)檢測(cè)裝置、氣壓、水壓等傳感器，解決了小水流量精確采集困難的難題。
電子控制單元應(yīng)用了嵌入式單片機(jī)技術(shù)，擁有一套國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平的全自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)。它用于控制SCR計(jì)量模塊需要進(jìn)行檢測(cè)的各種工作狀態(tài)，從信號(hào)輸出模塊獲取必要的信息進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果發(fā)送到數(shù)據(jù)計(jì)算與分析模塊。數(shù)據(jù)計(jì)算與分析模塊用于處理測(cè)試結(jié)果，分析SCR計(jì)量模塊的性能，判斷它可能出現(xiàn)的故障，并將計(jì)算和分析記過(guò)在標(biāo)定模塊的相應(yīng)位置體現(xiàn)出來(lái)。該模塊配備一個(gè)故障診斷數(shù)據(jù)庫(kù)，能根據(jù)采集的數(shù)據(jù)分析故障、判斷故障產(chǎn)生的原因、給出故障解決辦法，并具備自學(xué)習(xí)功能。
觸摸顯示屏便于用戶直接觀測(cè)到實(shí)時(shí)的檢測(cè)信息，如檢測(cè)進(jìn)度、檢測(cè)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)、系統(tǒng)分析結(jié)果等。通過(guò)該模塊的上位機(jī)界面，用戶能自由選擇工作模式(手動(dòng)、自動(dòng))，實(shí)時(shí)控制試驗(yàn)系統(tǒng)的運(yùn)行。


圖I為本發(fā)明SCR計(jì)量模塊檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖中I-SCR計(jì)量模塊工作平臺(tái)；2_計(jì)量模塊進(jìn)氣口 ；3_計(jì)量模塊；4_計(jì)量模塊回水口 ；5_計(jì)量模塊出水口 ；6_計(jì)量模塊進(jìn)水口 ；7_信號(hào)采集輸出模塊；8-供氣裝置；9-供水裝置；10_配電箱；11_氣溫表；12_氣壓表；13水溫表；14_水位表；15_電子控制單兀；16-觸摸顯示屏；17_數(shù)據(jù)計(jì)算與分析模塊；18_遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)；19_恒溫裝置。
具體實(shí)施方案SCR檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下首先搭建SCR工作平臺(tái)，然后安裝供氣(8)、供水
(9)和供電系統(tǒng)(10)，將被測(cè)試SCR固定在平臺(tái)I上，通過(guò)安裝劑量模塊獲得進(jìn)出被測(cè)泵的水流量信號(hào)，采用配有傳感器的氣溫表11、氣壓表12、水溫表13檢測(cè)響應(yīng)的參數(shù)，采用水位表14檢測(cè)水箱液面高度，通過(guò)電子控制單元15實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和分析，通過(guò)觸摸顯示屏16進(jìn)行程序的過(guò)程檢測(cè)，數(shù)據(jù)計(jì)算與分析模塊17和遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)18實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析和存儲(chǔ)等。恒溫裝置19實(shí)現(xiàn)水溶液的溫度控制，保證系統(tǒng)測(cè)試不受溫度的影響。
權(quán)利要求
1.一種SCR計(jì)量模塊檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)，包括SCR計(jì)量模塊工作平臺(tái)(I)和遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)(18)，其主要特征在于模塊化設(shè)計(jì)，包括供給模塊(供氣8)(供水9)(供電10)、信號(hào)采集輸出模塊(7)、電子控制單元(15)、結(jié)果計(jì)算與分析模塊(17)，各模塊獨(dú)立運(yùn)行調(diào)試。
2.如權(quán)利要求I所述的SCR計(jì)量模塊檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于基于單片機(jī)的電子控制單元(15)集SCR計(jì)量模塊(3)控制、信號(hào)采集輸出模塊(7)控制、恒溫控制單元的控制于一體，試驗(yàn)臺(tái)裝有液體流量測(cè)量裝置、壓力傳感器、溫度傳感器。
3.如權(quán)利要求I所述的SCR計(jì)量模塊檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于將SCR計(jì)量模塊處理成“黑匣子”，在檢測(cè)時(shí)不需要將其進(jìn)行解體，僅將電控模塊接口接到試驗(yàn)臺(tái)自帶ECU上。
4.如權(quán)利要求I所述的SCR計(jì)量模塊檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于水箱(9)內(nèi)部分為供水箱和回水箱兩個(gè)部分，會(huì)水箱內(nèi)的水通過(guò)中間的恒溫裝置(19)回到供水箱。
5.如權(quán)利要求I所述的SCR計(jì)量模塊檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于信號(hào)采集輸出模塊(7)采用非接觸式智能液體流量測(cè)試技術(shù)。
6.如權(quán)利要求I所述的SCR計(jì)量模塊檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于能進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)(必要時(shí)也可調(diào)整到人工操作)。工作人員在觸摸顯示屏(16)上選擇自動(dòng)檢測(cè)模式后，電子控制單元(15)根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)好的流程對(duì)SCR計(jì)量模塊(3)進(jìn)行各工況下驅(qū)動(dòng)和各測(cè)試點(diǎn)的測(cè)試計(jì)算，并將檢測(cè)情況和結(jié)果實(shí)時(shí)的反饋到觸摸顯示屏(16)上。
7.如權(quán)利要求I所述的SCR計(jì)量模塊檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于能自學(xué)習(xí)和并進(jìn)行基于數(shù)據(jù)庫(kù)的快速診斷，PC機(jī)(17)上有檢測(cè)用的上位機(jī)測(cè)試界面軟件及相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)。測(cè)試時(shí)工作人員能根據(jù)界面提示進(jìn)行正確的操作，并實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前檢測(cè)相關(guān)信息。當(dāng)測(cè)試結(jié)束后，工作人員能從界面獲取測(cè)試結(jié)果。當(dāng)有故障時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)分析出現(xiàn)故障的原因和解決故障的辦法并將這些信息反饋到界面上，方便工作人員查閱。
8.如權(quán)利要求I所述的SCR計(jì)量模塊檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于配備遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)(18)，遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)(18)與SCR計(jì)量模塊工作平臺(tái)(I)通過(guò)通信總線連接。
全文摘要
本發(fā)明是SCR計(jì)量模塊檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)。該試驗(yàn)臺(tái)基于模塊化設(shè)計(jì)，由供給模塊、信號(hào)輸出模塊、電子控制單元、數(shù)據(jù)計(jì)算與分析模塊、標(biāo)定模塊組成。數(shù)據(jù)計(jì)算與分析模塊用于處理測(cè)試結(jié)果，分析SCR計(jì)量模塊的性能，判斷SCR計(jì)量模塊可能出現(xiàn)的故障，并將計(jì)算和分析記過(guò)在標(biāo)定模塊的相應(yīng)位置體現(xiàn)出來(lái)。標(biāo)定模塊便于用戶直接觀測(cè)到實(shí)時(shí)的檢測(cè)信息，如檢測(cè)進(jìn)度、檢測(cè)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)、系統(tǒng)分析結(jié)果等。該實(shí)驗(yàn)臺(tái)的開(kāi)發(fā)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的技術(shù)空白，試驗(yàn)臺(tái)制造成本底下、資源消耗少、便于操作，不僅是從事SCR系統(tǒng)研究或SCR計(jì)量模塊研究的必備工具，更是SCR技術(shù)相關(guān)廠商進(jìn)行計(jì)量模塊測(cè)試和維修的良好設(shè)備。
文檔編號(hào)G01M99/00GK102759455SQ20111010922
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者劉曉紅, 張幽彤, 李鐵栓, 林偉, 潘紅杰 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)