一種排水稱重式氣體噴嘴噴氣體積測試方法及裝置製造方法
2023-10-06 03:56:09 3
一種排水稱重式氣體噴嘴噴氣體積測試方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種氣體噴嘴噴氣體積測試裝置及方法，該裝置包括靜水天平、水槽、氣體收集容器、噴氣管、抽氣管、溫度傳感器和壓力傳感器；所述靜水天平固定高度放置，氣體收集容器通過吊鉤垂直懸掛在靜水天平下方的測量點；氣體收集容器倒置浸入裝有水溶液的水槽中，且不與水槽相接觸；噴氣管和抽氣管通過水槽底面垂直伸入氣體收集容器中，且與氣體收集容器內部上表面保持一定距離；所述溫度傳感器設置在氣體收集容器內部並靠近內部上表面，壓力傳感器設置在噴氣管下端面附近；所述水槽中在氣體收集容器外側還設有通過水槽底面垂直伸入的溢水管。本發明裝置可通過計算機控制實現測試自動化，測量結果精度滿足氣體噴嘴評價要求。
【專利說明】一種排水稱重式氣體噴嘴噴氣體積測試方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及體積測試領域，尤其涉及一種排水稱重式氣體噴嘴噴氣體積測試方法及裝置。
【背景技術】
[0002]氣體噴嘴主要應用於燃用氣體燃料的新能源汽車，是氣體燃料發動機、油/氣雙燃料以及油/氣兩用燃料發動機等車用發動機燃料噴射系統的核心部件。該部件在發動機不同工作狀態下的燃氣噴射體積將直接影響到發動機動力性、燃油經濟性以及排放水平，從而影響新能源汽車的性能。因此，準確測量氣體噴嘴噴氣體積對提高上述類型發動機和新能源汽車的性能至關重要。目前，針對氣體噴嘴噴氣體積的測試方法較為單一，通常直接通過氣體流量計對氣體噴嘴噴氣流量進行測量，然而測量精度和效率不能較好滿足發動機測試、標定等開發工作的需求。根據相關文獻，迄今為止，國內外尚未有對氣體噴嘴噴氣體積測量專用測量裝置的描述。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題在於針對現有技術中的缺陷，提供一種排水稱重式氣體噴嘴噴氣體積測試方法及裝置，能準確測量氣體噴嘴噴氣體積，測量精度高。
[0004]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:
一種排水稱重式氣體噴嘴噴氣體積測試裝置，包括靜水天平、水槽、氣體收集容器、噴氣管、抽氣管、溫度傳感器和壓力傳感器；所述靜水天平固定高度放置，氣體收集容器通過吊鉤垂直懸掛在靜水天平下方的測量點；氣體收集容器倒置浸入裝有水溶液的水槽中，且不與水槽相接觸；噴氣管和抽氣管通過水槽底面垂直伸入氣體收集容器中，且與氣體收集容器內部上表面保持一定距離；所述溫度傳感器設置在氣體收集容器內部並靠近內部上表面，壓力傳感器設置在噴氣管下端面附近；所述水槽中在氣體收集容器外側還設有通過水槽底面垂直伸入的溢水管。
[0005]按上述方案，所述抽氣管下部連接用於調整氣體收集容器內部液面與抽氣管上端面齊平的調整裝置。
[0006]按上述方案，所述調整裝置包括抽氣電磁閥、除水器、真空泵電磁閥、放氣電磁閥、除水器放水電磁閥、真空泵、放水管和下水槽；所述抽氣管下端面伸入除水器中，抽氣電磁閥安裝在抽氣管在水槽與除水器之間的部分，除水器通過真空泵電磁閥和氣管與真空泵連接，通過氣管與放氣電磁閥連接，通過放水管和除水器放水電磁閥與下水槽連接。
[0007]按上述方案，所述噴氣管和抽氣管與氣體收集容器內部上表面距離大於10cm。
[0008]按上述方案，所述抽氣管上端面應比噴氣管上端面低5cm以上。
[0009]按上述方案，所述測試裝置還包括連接下水槽與上水槽的抽水泵，用於將水從下水槽抽至上水槽。
[0010]一種使用上述排水稱重式氣體噴嘴噴氣體積測試裝置的方法，包括以下步驟: 1)通過抽氣管調整氣體收集容器內部液面與抽氣管上端面齊平；
2)將噴氣管下端面與氣體噴嘴密封連接；
3)噴氣前，在測試裝置穩定狀態下，測量並記錄靜水天平讀數F1、壓力傳感器讀數P1、溫度傳感器讀數Tl、抽氣管上端面到氣體收集容器內部上表面的高度H ；
4)氣體噴嘴通過噴氣管下端向氣體收集容器中噴入若干周期的氣體，噴氣過程中，需保持上水槽中液面高度HO始終不變，保證氣體收集容器內部液面不低於氣體收集容器的下底面；
5)噴氣結束後，待測試裝置恢復穩定狀態後，測量並記錄靜水天平讀數F2、壓力傳感器讀數P2、溫度傳感器讀數T2以及氣體噴嘴噴氣周期數N ；
6)根據已知常量水溶液密度P#和氣體密度P 1以及上述實際測量量計算標準狀態下氣體噴嘴噴氣周期內的噴氣體積。
[0011]本發明裝置的使用方法為:
1.調整上水槽3和氣體收集容器8內部液面高度。打開抽水泵17，開啟抽氣電磁閥10和真空泵電磁閥11，關閉放氣電磁閥16和除水器放水電磁閥20，開啟真空泵15，待氣體收集容器8內部液面與抽氣管9上端面齊平、上水槽3內部液面與溢水管12上端面齊平，關閉真空泵15，關閉抽水泵17，關閉抽氣電磁閥10和真空泵電磁閥11，開啟放氣電磁閥16和除水器放水電磁閥20 ；
2.開始測試，測量並記錄噴氣前的穩定狀態下的各參數；
3.氣體噴嘴噴射氣體。控制氣體噴嘴噴射N個周期氣體，且保證氣體收集容器8內部液面不低於氣體收集容器8的下底面；
4.氣體噴嘴噴氣結束，中斷氣源；
5.停止測試，測量並記錄噴氣後的穩定狀態下的各參數；
6.通過計算機4處理噴氣前後測量數據，輸出標準狀態下氣體噴嘴噴氣體積測量結
果;
7.完成測試。重複步驟1，為下次測試準備。
[0012]本發明產生的有益效果是:使用本裝置及方法可以準確測量氣體噴嘴噴氣體積，測量精度高。
[0013]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中:
圖1是本發明實施例的結構示意圖；
【具體實施方式】
[0015]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0016]如圖1所示，一種排水稱重式氣體噴嘴噴氣體積測試裝置，包括靜水天平5、上水槽3、氣體收集容器8、噴氣管6、抽氣管9、溫度傳感器7、壓力傳感器2 ;靜水天平5應固定高度放置；氣體收集容器8 (氣體收集容器為等截面容器)應垂直懸掛在靜水天平3下方的測量點；氣體收集容器2應浸入裝有定量水溶液的上水槽3中，且不與水槽相接觸；噴氣管6和抽氣管9通過上水槽3底面垂直伸入氣體收集容器8中，兩者除不與氣體收集容器8有接觸外，與氣體收集容器8內部上表面距離大於10cm，彼此應保持一定距離，互不幹涉；抽氣管9上端面應比噴氣管6上端面低5cm以上；通過抽氣管9調整氣體收集容器8內部液面與抽氣管9上端面齊平；溫度傳感器7應固定，且高於氣體收集容器8內部液面，且不與其它結構或水溶液接觸；壓力傳感器2位於噴氣管6下端面附近；噴氣管6下端面在測試中始終由氣體噴嘴I密封連接；上水槽3中在氣體收集容器外側還設有通過水槽底面垂直伸入的溢水管12。
[0017]抽氣管下部連接用於調整氣體收集容器內部液面與抽氣管上端面齊平的調整裝置，調整裝置包括抽氣電磁閥10、除水器19、真空泵電磁閥11、放氣電磁閥16、除水器放水電磁閥20、真空泵15、放水管21和下水槽18 ;所述抽氣管下端面伸入除水器中，抽氣電磁閥安裝在抽氣管在水槽與除水器之間的部分，除水器通過真空泵電磁閥和氣管與真空泵連接，通過氣管與放氣電磁閥連接，通過放水管和除水器放水電磁閥與下水槽連接。
[0018]測試裝置還包括連接下水槽與上水槽的抽水泵，用於將水從下水槽抽至水槽，以及設置在上水槽底部，用於上水槽放水的放水管14。
[0019]為進一步提高測試精度，使用計算機4進行數據讀取和裝置控制。裝置原理如下:
1.開啟計算機4，調整氣源達到測試要求；
2.調整上水槽3和氣體收集容器8內部液面高度。其中，通過計算機4，打開抽水泵17，開啟抽氣電磁閥10和真空泵電磁閥11，關閉放氣電磁閥16和除水器放水電磁閥20，開啟真空泵15，待氣體收集容器8內部液面與抽氣管9上端面齊平、上水槽3內部液面與溢水管12上端面齊平，關閉真空泵15，關閉抽水泵17，關閉抽氣電磁閥10和真空泵電磁閥11，開啟放氣電磁閥16和除水器放水電磁閥20 ；
3.開始測試，通過計算機4，測量並記錄噴氣前的穩定狀態下的各參數；
4.氣體噴嘴噴射氣體。其中，通過計算機4，控制氣體噴嘴噴射N個周期氣體，且保證氣體收集容器8內部液面不低於氣體收集容器8的下底面；
5.氣體噴嘴噴氣結束，中斷氣源；
6.停止測試，通過計算機4，測量並記錄噴氣後的穩定狀態下的各參數；
7.通過計算機4處理噴氣前後測量數據，輸出標準狀態下氣體噴嘴噴氣體積測量結
果;
8.完成測試。重複步驟2，為下次測試準備。
[0020]本發明還提供一種使用上述排水稱重式氣體噴嘴噴氣體積測試裝置的進行氣體噴嘴噴氣體積測試的方法，包括以下步驟:
1)通過抽氣管調整氣體收集容器內部液面與抽氣管上端面齊平；
2)將噴氣管下端面與氣體噴嘴密封連接；
3)噴氣前，在測試裝置穩定狀態下，測量並記錄靜水天平讀數F1、壓力傳感器讀數P1、溫度傳感器讀數Tl、抽氣管上端面到氣體收集容器內部上表面的高度H ；
4)氣體噴嘴通過噴氣管下端向氣體收集容器中噴入若干周期的氣體，噴氣過程中，需保持水槽中液面高度始終不變，保證氣體收集容器內部液面不低於氣體收集容器的下底面；
5)噴氣結束後，待測試裝置恢復穩定狀態後，測量並記錄靜水天平讀數F2、壓力傳感器讀數P2、溫度傳感器讀數T2以及氣體噴嘴噴氣周期數N ；
6)根據已知常量水溶液密度P#和氣體密度P 1以及上述實際測量量計算標準狀態下氣體噴嘴噴氣周期內的噴氣體積。
[0021]應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬於本發明所附權利要求的保護範圍。
【權利要求】
1.一種排水稱重式氣體噴嘴噴氣體積測試裝置，其特徵在於，包括靜水天平、水槽、氣體收集容器、噴氣管、抽氣管、溫度傳感器和壓力傳感器；所述靜水天平固定高度放置，氣體收集容器通過吊鉤垂直懸掛在靜水天平下方的測量點；氣體收集容器倒置浸入裝有水溶液的水槽中，且不與水槽相接觸；噴氣管和抽氣管通過水槽底面垂直伸入氣體收集容器中，且與氣體收集容器內部上表面保持一定距離；所述溫度傳感器設置在氣體收集容器內部並靠近內部上表面，壓力傳感器設置在噴氣管下端面附近；所述水槽中在氣體收集容器外側還設有通過水槽底面垂直伸入的溢水管。
2.根據權利要求1所述的測試裝置，其特徵在於，按上述方案，所述抽氣管下部連接用於調整氣體收集容器內部液面與抽氣管上端面齊平的調整裝置。
3.根據權利要求1所述的測試裝置，其特徵在於，所述調整裝置包括抽氣電磁閥、除水器、真空泵電磁閥、放氣電磁閥、除水器放水電磁閥、真空泵、放水管和下水槽；所述抽氣管下端面伸入除水器中，抽氣電磁閥安裝在抽氣管在水槽與除水器之間的部分，除水器通過真空泵電磁閥和氣管與真空泵連接，通過氣管與放氣電磁閥連接，通過放水管和除水器放水電磁閥與下水槽連接。
4.根據權利要求1所述的測試裝置，其特徵在於，所述噴氣管和抽氣管與氣體收集容器內部上表面距離大於10cm。
5.根據權利要求1所述的測試裝置，其特徵在於，所述抽氣管上端面應比噴氣管上端面低5cm以上。
6.根據權利要求1所述的測試裝置，其特徵在於，所述測試裝置還包括連接下水槽與水槽的抽水泵，用於將水從下水槽抽至水槽。
7.一種使用根據權利要求1所述測試裝置的氣體噴嘴噴氣體積測試方法，其特徵在於，包括以下步驟: 1)通過抽氣管調整氣體收集容器內部液面與抽氣管上端面齊平； 2)將噴氣管下端面與氣體噴嘴密封連接； 3)噴氣前，在測試裝置穩定狀態下，測量並記錄靜水天平讀數F1、壓力傳感器讀數P1、溫度傳感器讀數Tl、抽氣管上端面到氣體收集容器內部上表面的高度H ； 4)氣體噴嘴通過噴氣管下端向氣體收集容器中噴入若干周期的氣體，噴氣過程中，需保持水槽中液面高度始終不變，保證氣體收集容器內部液面不低於氣體收集容器的下底面； 5)噴氣結束後，待測試裝置恢復穩定狀態後，測量並記錄靜水天平讀數F2、壓力傳感器讀數P2、溫度傳感器讀數T2以及氣體噴嘴噴氣周期數N ； 6)根據已知常量水溶液密度P#和氣體密度P 1以及上述實際測量量計算標準狀態下氣體噴嘴噴氣周期內的噴氣體積。
【文檔編號】G01F22/02GK103697962SQ201310730566
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月26日 優先權日:2013年12月26日
【發明者】顏伏伍, 鄭灝, 田小青, 鄒斌, 孫明 申請人:武漢理工大學