一種機動車排氣分析儀及其工作方法

2024-03-21 12:19:05

專利名稱：一種機動車排氣分析儀及其工作方法
技術領域：
本發明涉及一種機動車排氣分析儀及其工作方法。
背景技術：
汽車排氣分析儀主要用來測量汽油車發動機燃燒後的排放物，如碳氫化
合物(HC )、 一氧化碳(CO )、 二氧化碳(C02 )、氧氣(02 )和氮氧化物(NO) 的濃度，檢測CO、 C02、 HC的濃度採用不分光紅外法。所謂不分光紅外法， 即是利用某些待測氣體對紅外光波有特定的吸收峰，從而將其從混合氣體中 區分的方法。不分光紅外法的測量主要利用紅外檢測器來實現。該檢測器採 用熱電偶原理，由四組熱電偶堆裝在一起，和四片不同波長的窄帶紅外濾光 片組成的。其中三隻濾光片分別只能透過CO、 C02、 HC對應的特徵吸收光 波，另一隻濾光片透過以上三種氣體均不吸收的某波長的紅外光，作為參比。
由於汽油在機動車發動機中與空氣混合燃燒，燃燒後產生的氣體中含有 大量的水份，而水能吸收紅外線能量，若汽車排氣分析儀對機動車尾氣進行檢 測過程中，水份隨機動車尾氣進入紅外檢測氣室，將嚴重影響檢測結果的準 確性。目前，汽車排氣分析儀配備的除水裝置，主要有兩種
1、冷凝法當機動車尾氣進入鋁質帶散熱片冷凝器時，機動車尾氣便會 填充冷凝器內腔,當溫度較高的尾氣接觸到溫度較低的冷凝器內壁時,尾氣中 的水份遇冷，由氣態變為液態，液態水在冷凝器的底部匯聚 並由冷凝器底部 的排水口排出，冷凝水經過緩慢的滲透，通過能阻隔氣體通過的濾芯，利用電磁氣泵抽出經過滲透的冷凝水，將冷凝水排出汽車排氣分析儀。過濾後的 尾氣從冷凝器上部的排氣口排出,進入檢測管路。
2、空氣過濾器法當機動車尾氣從空氣過濾器進口流入時，經導流片的 切線方向的缺口強烈旋轉，由於離心力的作用，液態油水及固態雜質被甩到 水杯內壁上，水份與尾氣分離，分離後的液態水匯聚到水份收集器中，待檢 測停止後，控制電磁閥打開水份收集器底部的排水口，水份由排水口排出汽 車排氣分析儀，除去了液態油水及雜質的被檢尾氣通過濾芯進一步清除微小 固態顆粒，然後從空氣過濾器排氣口進入檢測管路。
在實際使用中，冷凝法和空氣過濾器法均能較好地過濾機動車尾氣中的 水份。但在北方地區氣溫較低的情況下，機動車發動機產生的尾氣在通過機 動車排氣管時，尾氣中的水份與溫度較低的排氣管內壁接觸，水份遇冷，由 氣態變為液態，部分液態水便積聚在排氣管彎曲端的底部。當汽車排氣分析 儀的取樣管插入機動車排氣管內，有可能把排氣管彎曲端內積聚的大量水份 快速抽向汽車排氣分析儀。
冷凝法利用滲透過濾法分離尾氣和冷凝水，分離速度較慢，當大量液態 水快速進入冷凝器，濾芯無法快速分離水份，造成液態水充滿冷凝器，最終 在冷凝器排氣口溢出，水份大量進入檢測管路。
空氣過濾器法需等待檢測停止後，才控制電磁閥打開水份收集器底部的 排水口，讓水份排出。噹噹大量液態水快速進入空氣過濾器，液態水在空氣 過濾器的水份收集器中不斷積聚，最終造成液態水從空氣過濾器的排氣口溢 出，水份大量進入檢測管路。
綜上所述，冷凝法和空氣過濾器法在應對突發大量液態水時，均存在液態水隨尾氣進入紅外檢測氣室並造成紅外檢測氣室損壞的隱患的問題。

發明內容
本發明的目的在於針對上述問題的存在，提供一種在空氣過濾器法的基 礎上，增加液位檢測和管路反吹的功能，使其在機動車尾氣4企測過程中出現 的各種狀況，均能有效過濾尾氣中的水份，確保水份不會進入紅外檢測氣室 以影響檢測結果和損壞紅外檢測氣室，並且該除水裝置也可用於清洗取樣管 路，通過電磁泵排氣，將粘附在取樣管路內壁的水份、塵埃、微粒雜質和上法。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的
一種機動車排氣分析儀，包括取樣管路、除水裝置、尾氣分析裝置，其 中，除水裝置裝置於取樣管路與尾氣分析裝置之間，其特徵在於所述除水裝 置包括依序連接的
一用於對機動車尾氣中的液態油水和固態顆粒進4亍過濾和收集的過濾系
統；
一用於對過濾系統中的水位進刊4全測和控制的水^f立4企測控制系統； 一依據水位檢測控制系統的控制信號對過濾系統中的水份進行排水流程 處理的強制排水系統。
其中上述過濾系統包括水份收集器和順序連接於才企測管路中的汽油濾清 器、空氣過濾器、粉塵過濾器，其中汽油濾清器的輸入端與取樣管路的取樣 管連接，粉塵過濾器的輸出端與尾氣分析裝置的輸入端連接，水份收集器位 於空氣過濾器下方，用於收集空氣過濾器中的液態油水和固態顆粒。上述水位檢測系統包括電容式接近開關和控制器，其中，電容式接近開關裝置於上 述水份收集器的旁邊用於判斷空氣過濾器內的水位是否達到限定水位高度， 控制器的輸入端與電容式接近開關連接，其輸出端與尾氣分析裝置及上述強 制排水系統連接，用於根據電容式接近開關的信號控制切換尾氣分析裝置及 強制排水系統的工作狀態和發出對應的告警信息。上述強制排水系統包括與 尾氣分析裝置共用的雙向電磁氣泵、第一電磁換向岡、第二電磁換向閥、第 三電磁換向閥及連接管路，其中第一電磁換向閥裝置於上述粉塵過濾器與所 述雙向電磁氣泵之間，第二電磁換向閥裝置於雙向電》茲氣泵與尾氣分析裝置 的檢測氣室之間，第三電磁換向閥裝置於上述空氣過濾器與尾氣分析裝置的 氧傳感器之間，且所述的第一電磁換向閥、第二電f茲」換向閥、第三電-茲換向 閥的控制端分別與上述控制器連接，用於根據控制器發出的信息切換檢測管 路。
一種機動車排氣分析儀的工作方法，包括以下步驟
(1) 、對取樣管路進行清洗和排空空氣過濾器內的積水，控制器控制第 一電磁換向閥、第二電磁換向閥和第三電磁換向閥切換至2號位，並開啟雙向 電磁氣泵，從外界抽取空氣往空氣過濾器的排氣口輸送，加速排空空氣過濾 器內的積水，並排出取樣管內壁的水份、塵埃、微粒雜質和上一次檢測後管 路內殘餘的機動車尾氣。
(2) 、取樣管路清洗完成後，尾氣分析裝置進入4如險狀態；
(3) 、尾氣分析裝置接受到尾氣檢測命令後進入正常檢測狀態，控制器 控制第一電磁換向閥、第二電磁換向閥和第三電石茲換向閥切換至l號位，並開 啟雙向電磁氣泵，從機動車排氣管抽取尾氣，經過濾系統過濾，進入尾氣檢測與分析，在正常檢測過程中，控制器不斷檢測空氣過濾器內水份收集器的 水位是否達到限定水位高度，若水份收集器的水位未達到限定水位高度，則 繼續執行正常檢測流程，直至完成尾氣檢測；反之，電容式接近開關向控制
器發出限位信號並馬上進入強制排水狀態，並在顯示界面上顯示警告信息；
(4) 、進行機內排水，控制器保持雙向電磁氣泵的開啟，並控制第一電 磁換向閥、第二電磁換向閥和第三電磁換向閥切換至2號位，排出空氣過濾器 內的積水，持續5秒，控制器判斷電容式接近開關的限位信號是否解除，若仍 未解除，則重新執行機內排水流程，直至電容式接近開關的限位信號解除；
(5) 、機內排水完成後，重新進入取樣管排水狀態，控制器保持雙向電 磁氣泵的開啟，控制第一電磁換向閥、第二電磁換向閥維持在2號位，並切換 第三電磁換向閥至l號位，排出取樣管內的積水，持續10秒，完成強制排水流 程，解除顯示界面上的警告信息，並提示重新進入尾氣檢測流程。
本發明由於採用在空氣過濾器法的基礎上增加有除水裝置的結構，對空 氣過濾器內水份收集器中的水位高度進行檢測，檢測採用電容式接近開關判 斷收集器水位。 一旦水份收集器的水位達到危險高度，電容式接近開關便發 出到位信號，控制系統檢測到水位到位信號，便會強制停止正常檢測流程， 執行強制排水流程，通過切換氣路，利用尾氣分析裝置內的雙向電磁氣泵反 吹空氣過濾器和取樣管路。從而保證即使遇到突發大量液態水進入空氣過濾 器，液態水也不會進入檢測管路，確保水份不會進入紅外檢測氣室以影響檢 測結果和損壞紅外檢測氣室，並且該除水裝置也可用於清洗取樣管路，通過 電磁泵排氣，將粘附在取樣管路內壁的水份、塵埃、微粒雜質和上一次檢測 後管路內殘餘的機動車尾氣排出。以下結合附圖詳細描述本發明的結構組成及實現過程。


圖1是本發明的結構組成示意圖； 圖2是本發明的處理流程圖。
具體實施例方式
如圖l所示，本發明所述的一種機動車排氣分析儀，包括取樣管路、除水 裝置、尾氣分析裝置，其中，除水裝置裝置於取樣管路與尾氣分析裝置之間， 其特徵在於所述除水裝置包括依序連接的
一用於對機動車尾氣中的液態油水和固態顆粒進^f亍過濾和收集的過濾系
統；
一用於對過濾系統中的水位進行檢測和控制的水位檢測控制系統； 一依據水位檢測控制系統的控制信號對過濾系統中的水份進行排水流程 處理的強制排水系統。
其中上述過濾系統包括水份收集器24和順序連接於檢測管路中的汽油濾 清器21、空氣過濾器22、粉塵過濾器23,其中汽油濾清器21的輸入端與取樣 管路的取樣管1連接，粉塵過濾器23的輸出端與尾氣分析裝置的輸入端連接， 水份收集器24位於空氣過濾器22下方，用於收集空氣過濾器22中的液態油水 和固態顆粒。上述水位檢測系統包括電容式接近開關31和控制器32，其中， 電容式接近開關31裝置於上述水份收集器24的旁邊，用於判斷空氣過鴻器22 內的水位是否達到限定水位高度，控制器32的輸入端與電容式接近開關31連 接，其輸出端與尾氣分析裝置及上述強制排水系統連接，用於根據電容式接 近開關31的信號控制切換尾氣分析裝置及強制排水系統的工作狀態和發出對應的告警信息。上述強制排水系統包括與尾氣分析裝置共用的雙向電磁氣泵
41、第一電》茲換向閥42、第二電磁換向閥43、第三電》茲換向閥44及連接管路， 其中第一電磁換向閥裝置於上述粉塵過濾器23與所述雙向電磁氣泵41之間， 第二電磁換向閥43裝置於雙向電磁氣泵41與尾氣分析裝置的檢測氣室51之 間，第三電磁換向閥44裝置於上述空氣過濾器22與尾氣分析裝置的氧傳感器 52之間，且所述的第一電磁換向閥42、第二電;F茲換向閥43、第三電^茲換向閥 44的控制端分別與上述控制器32連接，用於根據控制器32發出的信息切換檢 測管路。
如圖2所示，本發明所述的一種機動車排氣分析儀的工作方法，包括以下 步驟
(1) 、對取樣管路進行清洗和排空空氣過濾器22內的積水，控制器32控 制第 一電磁換向閥42、第二電磁換向閥43和第三電磁換向閥44切換至2號位， 並開啟雙向電磁氣泵41,從外界抽:取空氣往空氣過濾器22的排氣口輸送，加 速排空空氣過濾器22內的積水，並排出取樣管l內壁的水份、塵埃、微粒雜質 和上一次鬥企測後管路內殘餘的機動車尾氣。
(2) 、取樣管路清洗完成後，尾氣分析裝置進入待檢狀態；
(3) 、尾氣分析裝置接受到尾氣檢測命令後進入正常檢測狀態，控制器 32控制第一電磁換向閥42、第二電磁換向閥43和第三電磁換向閥44切換至1號 位，並開啟雙向電磁氣泵41，從機動車排氣管6抽取尾氣，經過濾系統過濾， 進入尾氣檢測與分析，在正常檢測過程中，控制器32不斷檢測空氣過濾器22 內水份收集器24的水位是否達到限定水位高度，若水份收集器24的水位未達 到限定水位高度，則繼續執行正常檢測流程，直至完成尾氣檢測；反之，電容式接近開關31向控制器32發出限位信號並馬上進入強制排水狀態，並在顯
示界面上顯示警告信息；
(4) 、進行機內排水，控制器32保持雙向電磁氣泵41的開啟，並控制第 一電磁換向閥42、第二電磁換向閥43和第三電磁換向閥44切換至2號位，排出 空氣過濾器22內的積水，持續5秒，控制器32判斷電容式接近開關31的限位信 號是否解除，若仍未解除，則重新執行機內排水流程，直至電容式接近開關 31的限位信號解除；
(5) 、機內排水完成後，重新進入取樣管l排水狀態，控制器32保持雙向 電磁氣泵41的開啟，控制第一電磁換向閥42、第二電磁4灸向閥43維持在2號位， 並切換第三電磁換向閥44至1號位，排出取樣管l內的積水，持續10秒，完成 強制排水流程，解除顯示界面上的警告信息，並提示重新進入尾氣檢測流程。
使用效果
經實驗，取樣管插進汽車排氣管內，從排氣管迅速抽取大量液態水進入 空氣過濾器，空氣過濾器能有效地將水份分離出來，水份在水份收集器內迅 速積聚，當水份收集器內的水位高度達到危險高度，電容式接近開關便發出 到位信號，控制系統馬上進入強制排水流程，能很好地保證水份不會進入檢 測氣^各。
而對取樣管路進行檢測前的反吹清洗，經實際試驗，能有效地將粘附在 取樣管路內壁的水份、塵埃、微粒雜質和上一次檢測後管路內殘餘的機動車 尾氣排出。減少了取樣管內殘餘物對檢測結果的影響，大大提高了檢測的準 確性。
權利要求
1、一種機動車排氣分析儀，包括取樣管路、除水裝置、尾氣分析裝置，其中，除水裝置裝置於取樣管路與尾氣分析裝置之間，其特徵在於所述除水裝置包括依序連接的一用於對機動車尾氣中的液態油水和固態顆粒進行過濾和收集的過濾系統；一用於對過濾系統中的水位進行檢測和控制的水位檢測控制系統；一依據水位檢測控制系統的控制信號對過濾系統中的水份進行排水流程處理的強制排水系統。
2、 根據權利要求l所述的機動車排氣分析儀，其特徵在於上述過濾系統 包括水份收集器(24)和順序連接於檢測管路中的汽油濾清器(21)、空氣過 濾器(22)、粉塵過濾器(23),其中汽油濾清器(21)的輸入端與取樣管路 的取樣管(l)連接，粉塵過濾器(23)的輸出端與尾氣分析裝置的輸入端連 接，水份收集器(24)位於空氣過濾器(22)下方，用於收集空氣過濾器(22) 中的液態油水和固態顆粒。
3、 根據權利要求1或2所述的機動車排氣分析儀，其特徵在於上述水位檢 測系統包括電容式接近開關(31)和控制器(32)，其中，電容式接近開關(31) 裝置於上述水份收集器(24)的旁邊，用於判斷空氣過濾器(22)內的水位 是否達到限定水位高度，控制器(32)的輸入端與電容式接近開關(31)連 接，其輸出端與尾氣分析裝置及上述強制排水系統連接，用於根據電容式接 近開關(31)的信號控制切換尾氣分析裝置及強制排水系統的工作狀態和發出對應的告警信息。
4、 根據權利要求3所述的機動車排氣分析儀，其特徵在於上述強制排水 系統包括與尾氣分析裝置共用的雙向電磁氣泵(41 )、第一電磁換向閥(42)、 第二電磁換向閥(43)、第三電磁換向閥(44)及連接管3各，其中第一電磁換 向閥裝置於上述粉塵過濾器(23)與所述雙向電磁氣泵(41)之間，第二電 磁換向閥(43)裝置於雙向電磁氣泵(41)與尾氣分析裝置的檢測氣室(51) 之間，第三電磁換向閥(44)裝置於上述空氣過濾器(22)與尾氣分析裝置 的氧傳感器(52 )之間，且所述的第一電磁換向閥(42 )、第二電磁換向閥(43 )、 第三電磁換向閥(44)的控制端分別與上述控制器(32)連接，用於根據控 制器(32)發出的信息切換檢測管路。
5、 一種機動車排氣分析儀的工作方法，其特徵在於包括以下步驟(1) 、對取樣管路進行清洗和排空空氣過濾器(22)內的積水，控制器 (32)控制第一電磁換向閥(42)、第二電磁換向閥(43)和第三電磁換向閥 (44)切換至2號位，並開啟雙向電磁氣泵(41 ),從外界抽取空氣往空氣過濾器(22)的排氣口輸送，加速排空空氣過濾器(22)內的積水，並排出取 樣管(1)內壁的水份、塵埃、微粒雜質和上一次檢測後管路內殘餘的機動車 尾氣。(2) 、取樣管路清洗完成後，尾氣分析裝置進入待檢狀態；(3) 、尾氣分析裝置接受到尾氣檢測命令後進入正常檢測狀態，控制器 (32)控制第一電磁換向閥(42)、第二電磁換向閥(43)和第三電磁換向閥 "4)切換至l號位，並開啟雙向電磁氣泵(41)，從機動車排氣管(6)抽取尾氣，經過濾系統過濾，進入尾氣檢測與分析，在正常檢測過程中，控制器(32)不斷檢測空氣過濾器(22)內水份收集器(24)的水位是否達到限定 水位高度，若水份收集器(24)的水位未達到限定水位高度，則繼續執行正 常檢測流程，直至完成尾氣檢測；反之，電容式接近開關(31 )向控制器(32) 發出限位信號並馬上進入強制排水狀態，並在顯示界面上顯示警告信息；(4) 、進行機內排水，控制器(32)保持雙向電磁氣泵(41)的開啟， 並控制第一電磁換向閥(42)、第二電i茲換向閥(43)和第三電f茲換向閥(44) 切換至2號位，排出空氣過濾器(22)內的積水，持續5秒，控制器(32)判 斷電容式接近開關(31)的限位信號是否解除，若仍未解除，則重新執行機 內排水流程，直至電容式接近開關(31)的限位信號解除；(5) 、機內排水完成後，重新進入取樣管(1)排水狀態，控制器(32) 保持雙向電磁氣泵(41)的開啟，控制第一電磁換向閥(42)、第二電磁換向 閥(43)維持在2號位，並切換第三電磁換向閥(44)至l號位，排出取樣管(1)內的積水，持續10秒，完成強制排水流程，解除顯示界面上的警告信息， 並提示重新進入尾氣檢測流程。
全文摘要
一種機動車排氣分析儀及其方法，包括取樣管路、除水裝置、尾氣分析裝置，除水裝置包括依序連接的用於對機動車尾氣中的液態油水和固態顆粒進行過濾和收集的過濾系統；用於對過濾系統中的水份進行檢測和控制的水位檢測控制系統；依據水位檢測控制系統的控制信號對過濾系統中的水份進行排水流程處理的強制排水系統。本發明由於採用在空氣過濾器法的基礎上增加有除水裝置的結構，對空氣過濾器內的水位高度進行檢測，控制系統檢測到水位到位信號，便會強制停止正常檢測流程，執行強制排水流程從而保證即使遇到突發大量液態水進入空氣過濾器，液態水也不會進入檢測管路，確保水份不會進入紅外檢測氣室以影響檢測結果和損壞紅外檢測氣室。
文檔編號G01N1/28GK101625294SQ20091004152
公開日2010年1月13日 申請日期2009年7月30日 優先權日2009年7月30日
發明者何桂華 申請人:佛山分析儀有限公司