一种移动源尾气颗粒物采样装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种移动源尾气颗粒物采样装置及方法，装置包括控制器、采样装置、流量计、工况监测装置和延时启动装置；采样装置包括采样管、分流管和多个采样通道，采样通道设有第一电磁阀、计时器和采样膜，延时启动装置连接第一电磁阀和计时器；流量计测量尾气的流量；工况监测装置获取移动源的实时工况。与现有技术相比，本发明专利技术设有多个采样通道，能够根据工况切换采样通道，不需要停机更换采样膜就可以实现对单一工况长时间的足量采样；设置了延时启动装置，当工况切换时，根据当前的实时尾气流量和排气系统的容积计算尾气流动的延时时间，避免了因尾气流动延迟而导致的采样不精准的情况，采样膜的采样样本与工况精准对应，提升了测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种移动源尾气颗粒物采样装置及方法
本专利技术涉及尾气采样领域，尤其是涉及一种移动源尾气颗粒物自动采样装置及方法。
技术介绍
随着技术的进步和社会的发展，机动车保有量不断增加，机动车排放已经成为空气污染的重要因素，为了更好的管控机动车排放，评估机动车的排放性能，进行机动车排放测试是很有必要的。机动车排放性能测试主要是测试尾气中颗粒物和其他排放物的含量。传统的机动车排放性能测试往往是在实验室台架上进行的，虽然可以重复测量不同工况下的排放性能，但是，由于机动车实际行驶时道路工况复杂多变，实验室测试无法反映机动车在道路上的实际排放水平。移动源排放测试如PEMS是当下普及程度极高的一种污染物测试手段，将排放检测设备安装在实际道路行驶的机动车上，进行尾气中颗粒污染物的采样，测量得到车辆在实际行驶过程中的排放特性，为后续分析排放特性、评估大气环境、检测或优化发动机及后处理设备等提供依据。但是，现有的移动源颗粒物采样设备均为自制或单一通道滤膜采样形式，针对特定工况进行采样时，由于道路、交通、不可避免的起停或者航行路线等因素，移动源无法按单一工况长时间行驶的现象，因此采样滤膜无法进行单一工况长时间的足量采样，或者在采样过程中需要停机频繁人工更换采样滤膜的情况，使用极不方便，也降低了测试精度。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种移动源尾气颗粒物自动采样装置及方法，改进了尾气颗粒物采样装置，设有多个采样通道，能够根据工况切换采样通道，不需要停机更换采样膜就可以实现对单一工况长时间的足量采样，提升了测试精度；设置了延时启动装置，当工况切换时，根据当前的实时尾气流量和排气系统的容积计算尾气流动的延时时间，计算方法简单，延时时间计算精确；控制器通过延时启动装置打开或关闭采样通道，避免了因尾气流动延迟而导致的采样不精准的情况，采样膜的采样样本与工况精准对应，进一步提升了测量精度。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种移动源尾气颗粒物采样装置，包括控制器、采样装置、流量计和工况监测装置，还包括延时启动装置；所述控制器分别与采样装置、流量计、工况监测装置和延时启动装置连接；所述采样装置包括采样管、分流管和多个采样通道，所述采样管的进气端连接至移动源的尾气排放口，所述采样管的出气端连接至分流管的进气端，所述分流管的出气端分别与多个采样通道的入气口连接；各个采样通道的入气口分别设有第一电磁阀，延时启动装置分别与各个第一电磁阀连接，所述第一电磁阀根据延时启动装置的启动信号打开或关闭采样通道；各个采样通道上还设有计时器，延时启动装置分别与各个计时器连接，所述计时器根据延时启动装置的启动信号开始或停止计时并将计时数据传输至控制器；各个采样通道的出气口均为漏斗状结构，漏斗状结构的小端与采样通道的入气口连通，各个漏斗状结构的大端处分别设有采样膜；所述流量计安装于采样管的进气端，用于测量尾气的流量并将测量结果传输至控制器；所述工况监测装置用于获取移动源的实时工况并将其传输至控制器。进一步的，所述移动源尾气颗粒物采样装置还包括电源，所述电源分别与控制器、采样装置和流量计连接，用于为控制器、采样装置和流量计提供工作电源。进一步的，所述采样装置还包括采样膜托盘，所述采样膜托盘连接至各个采样通道的出气口，用于将采样膜固定在各个采样通道的出气口。进一步的，所述采样装置还包括尾管，所述尾管的进气端分别与各个采样通道的出气口连接，用于排出经过采样膜的尾气。更进一步的，所述尾管的进气端为漏斗状结构，各个采样通道的出气口连接至漏斗状结构的大端。更进一步的，所述尾管的进气端还与分流管的出气端连接，尾管的进气端设有第二电磁阀，所述第二电磁阀与控制器连接，根据控制器的控制信号连接或断开分流管与尾管。更进一步的，所述尾管的进气端为漏斗状结构，分流管的出气端连接至漏斗状结构的大端。进一步的，所述流量计为包含NOx传感器的流量计。进一步的，所述延时启动装置为延时时间可调的延时启动电路。进一步的，所述工况监测装置与移动源的OBD系统或移动源的GPS系统连接，并将OBD信号或GPS信号传输至控制器。进一步的，所述采样通道的数量为6个。进一步的，所述控制器上设有显示屏和输入装置。一种移动源尾气颗粒物自动采样方法，基于如上所述的移动源尾气颗粒物自动采样装置，包括以下步骤：S1：控制器通过工况监测装置获取移动源的当前工况；S2：获取当前工况的延时时间td，若当前工况所对应的采样通道已经完成采样，则经过时间td后关闭所有采样通道的第一电磁阀和计时器，打开第二电磁阀，执行步骤S4；若当前工况所对应的采样通道没有完成采样，则经过时间td后打开当前工况所对应的采样通道的第一电磁阀和计时器，关闭第二电磁阀、其余采样通道的第一电磁阀和计时器，执行步骤S3；S3：控制器获取当前工况所对应的采样通道的计时器的计时数据，得到当前工况所对应的采样通道的采样时间总和，若当前工况所对应的采样通道的采样时间总和不小于当前工况的采样阈值，则当前工况所对应的采样通道已经完成采样，关闭所有采样通道的第一电磁阀和计时器，打开第二电磁阀，执行步骤S4；若当前工况所对应的采样通道的采样时间总和小于当前工况的采样阈值，则直接执行步骤S4；S4：如果所有采样通道均完成采样，则结束尾气颗粒物采样，否则，控制器通过工况监测装置获取移动源的当前工况，如果当前工况发生改变，则执行步骤S2，否则，重复步骤S3。进一步的，所述步骤S1和步骤S4中，通过工况监测装置获取移动源的当前工况具体为：获取移动源的OBD信号，所述OBD信号包括发动机工作参数：发动机功率、发动机转速和扭矩；将OBD信号依次和各个工况限值区间对比，若OBD信号属于一个工况限值区间，则将该工况限值区间所对应的工况作为移动源的当前工况。更进一步的，各个工况限值区间是根据移动源的型号预设置的。进一步的，所述步骤S2中，获取当前工况的延时时间td具体为获取流量计测量得到的实时尾气流量Qe，根据实时尾气流量Qe和排气系统的容积Ve计算当前工况的延时时间td，计算公式为：td＝Ve/Qe其中，排气系统的容积Ve是在进行尾气颗粒物采样之前测量的，t0为发动机启动时刻，t1为流量计第一次测量得到尾气的时刻，Q为t0时刻至t1时刻流量计测量得到的实时尾气流量。进一步的，所述步骤S3中，采样阈值是根据移动源的型号和当前工况的排放速率预设置的。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)改进了尾气颗粒物采样装置，设有多个采样通道，能够根据工况切换采样通道，不需要停机更换采样膜就可以实现对单一工况长时间的足量采样，提升了测试精度。(2)设置了延时启动装置，控制器通过延时启动装置打开或关闭采样通道，避免了因尾气流动延迟而导致的采样不精准的情况，采样膜的采样样本与工况精准对应，进一步提升了测量精度。...

【技术保护点】
1.一种移动源尾气颗粒物采样装置，包括控制器(1)、采样装置(2)、流量计(3)和工况监测装置(4)，其特征在于，还包括延时启动装置；/n所述控制器(1)分别与采样装置(2)、流量计(3)、工况监测装置(4)和延时启动装置连接；/n所述采样装置(2)包括采样管(201)、分流管(202)和多个采样通道(203)，所述采样管(201)的进气端连接至移动源的尾气排放口，所述采样管(201)的出气端连接至分流管(202)的进气端，所述分流管(202)的出气端分别与多个采样通道(203)的入气口连接；/n各个采样通道(203)的入气口分别设有第一电磁阀(204)，延时启动装置分别与各个第一电磁阀(204)连接，所述第一电磁阀(204)根据延时启动装置的启动信号打开或关闭采样通道(203)；各个采样通道(203)上还设有计时器，延时启动装置分别与各个计时器连接，所述计时器根据延时启动装置的启动信号开始或停止计时并将计时数据传输至控制器(1)；/n各个采样通道(203)的出气口均为漏斗状结构，漏斗状结构的小端与采样通道(203)的入气口连通，各个漏斗状结构的大端处分别设有采样膜(207)；/n所述流量计(3)安装于采样管(201)的进气端，用于测量尾气的流量并将测量结果传输至控制器(1)；/n所述工况监测装置(4)用于获取移动源的实时工况并将其传输至控制器(1)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种移动源尾气颗粒物采样装置，包括控制器(1)、采样装置(2)、流量计(3)和工况监测装置(4)，其特征在于，还包括延时启动装置；
所述控制器(1)分别与采样装置(2)、流量计(3)、工况监测装置(4)和延时启动装置连接；
所述采样装置(2)包括采样管(201)、分流管(202)和多个采样通道(203)，所述采样管(201)的进气端连接至移动源的尾气排放口，所述采样管(201)的出气端连接至分流管(202)的进气端，所述分流管(202)的出气端分别与多个采样通道(203)的入气口连接；
各个采样通道(203)的入气口分别设有第一电磁阀(204)，延时启动装置分别与各个第一电磁阀(204)连接，所述第一电磁阀(204)根据延时启动装置的启动信号打开或关闭采样通道(203)；各个采样通道(203)上还设有计时器，延时启动装置分别与各个计时器连接，所述计时器根据延时启动装置的启动信号开始或停止计时并将计时数据传输至控制器(1)；
各个采样通道(203)的出气口均为漏斗状结构，漏斗状结构的小端与采样通道(203)的入气口连通，各个漏斗状结构的大端处分别设有采样膜(207)；
所述流量计(3)安装于采样管(201)的进气端，用于测量尾气的流量并将测量结果传输至控制器(1)；
所述工况监测装置(4)用于获取移动源的实时工况并将其传输至控制器(1)。


2.根据权利要求1所述的一种移动源尾气颗粒物采样装置，其特征在于，所述移动源尾气颗粒物采样装置还包括电源(5)，所述电源(5)分别与控制器(1)、采样装置(2)和流量计(3)连接，用于为控制器(1)、采样装置(2)和流量计(3)提供工作电源(5)。


3.根据权利要求1所述的一种移动源尾气颗粒物采样装置，其特征在于，所述采样装置(2)还包括采样膜托盘(205)，所述采样膜托盘(205)连接至各个采样通道(203)的出气口，用于将采样膜(207)固定在各个采样通道(203)的出气口。


4.根据权利要求1所述的一种移动源尾气颗粒物采样装置，其特征在于，所述采样装置(2)还包括尾管(206)，所述尾管(206)的进气端分别与各个采样通道(203)的出气口连接，用于排出经过采样膜(207)的尾气，所述尾管(206)的出气端为漏斗状结构，各个采样通道(203)的出气口连接至漏斗状结构的大端。


5.根据权利要求4所述的一种移动源尾气颗粒物采样装置，其特征在于，所述尾管(206)的进气端还与分流管(202)的出气端连接，尾管(206)的进气端设有第二电磁阀，所述第二电磁阀与控制器(1)连接，根据控制器(1)的控制信号连接或断开分流管(202)与尾管(206)。


6.一种移动源尾气颗粒物自动采样方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：楼狄明，唐远贽，顾欣荣，张允华，房亮，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31