[發(fā)明專利]品質(zhì)傳感器設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080061968.5
• 申請(qǐng)日: 2010-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102713603A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B·弗里維克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 維瑪系統(tǒng)公司
• 主分類號(hào): G01N33/00
• 分類號(hào): G01N33/00;F01N3/20
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 蔡勝利

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及品質(zhì)傳感器設(shè)備，其用于汽車、例如公路汽車和越野汽車并且用于包括內(nèi)燃機(jī)的工業(yè)與海運(yùn)設(shè)施，其中該設(shè)備可以操作以監(jiān)測(cè)通至這種車輛和設(shè)施的廢氣處理系統(tǒng)的尿素溶液（例如，AdBlue、“Adblu”、DEF）的品質(zhì)。而且，本發(fā)明涉及這種品質(zhì)傳感器設(shè)備的操作方法。此外，本發(fā)明涉及包括所述品質(zhì)傳感器設(shè)備的車輛、工業(yè)設(shè)施以及海運(yùn)設(shè)施。

背景技術(shù)

當(dāng)代的內(nèi)燃機(jī)有利地利用其一個(gè)或多個(gè)燃燒室內(nèi)以高燃燒溫度實(shí)現(xiàn)的燃燒而操作，以便實(shí)現(xiàn)更高效的內(nèi)燃機(jī)操作。然而，高燃燒溫度的內(nèi)燃機(jī)操作與之相關(guān)地產(chǎn)生油煙和氮氧化物廢氣產(chǎn)物、例如氧化氮（NOx）。油煙和氮氧化物廢氣產(chǎn)物在噴射到環(huán)境中時(shí)是有害的材料。為了將廢氣污染物的濃度減小到法規(guī)、例如廢氣排放所遵守的當(dāng)前的歐洲法規(guī)所規(guī)定的限值內(nèi)，汽車制造商通常在其汽車內(nèi)采用選擇性催化還原法（SCR）和/或排氣再循環(huán)（EGR）。SCR有效吸收氧化氮，而EGR確保廢氣內(nèi)出現(xiàn)的氧化氮的更加完全的氧化。

SCR操作通過(guò)采用化學(xué)試劑得到改進(jìn)，其中所述化學(xué)試劑在汽車、海運(yùn)設(shè)備和工業(yè)設(shè)備上被運(yùn)輸和/或被儲(chǔ)存。例如，“AdBlue”和“DEF”是針對(duì)與32.5%尿素水溶液對(duì)應(yīng)的化學(xué)試劑的商標(biāo)。該溶液在用于處理發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的后燃燒處理過(guò)程中被注射到當(dāng)代柴油機(jī)的廢氣中，以便減少?gòu)U氣內(nèi)出現(xiàn)的有害的氧化氮（NOx）的比例。AdBlue、DEF、“Adblu”僅僅曾經(jīng)與SCR關(guān)聯(lián)地被使用。而且，裝備有SCR的汽車除了油箱以外還將攜帶AdBlue、DEF或“Adblu”存儲(chǔ)罐。在操作中，AdBlue、DEF或“Adblu”自存儲(chǔ)罐被傳輸并且加壓噴射到廢氣中，在廢氣中出現(xiàn)下表1所示的一系列化學(xué)反應(yīng)。

在圖1中，用于內(nèi)燃機(jī)15的廢氣系統(tǒng)由附圖標(biāo)記10表示。系統(tǒng)10串聯(lián)地包括用于接收來(lái)自內(nèi)燃機(jī)15的燃燒氣體的入口20、氧化催化器30、AdBlue注入?yún)^(qū)40、水解催化器50、SCR催化器60、氧化催化器70以及最后的出口80。

表1：

基本上，廢氣系統(tǒng)10內(nèi)出現(xiàn)的過(guò)程涉及：AdBlue混合物被通到SCR催化器60的過(guò)熱多孔陶瓷頭上，在此，去離子水蒸發(fā)并且注入的AdBlue的剩余的尿素作為試劑被輸送，其能夠操作成將氧化氮成分（NOx）幾乎分解成氮和水。在AdBlue內(nèi)存在的任何污染物將在SCR催化器60上聚集，最終使得該催化器阻塞并失效。因此，必要的是在生產(chǎn)、存儲(chǔ)和分配的所有階段過(guò)程中，AdBlue都沒(méi)有雜質(zhì)。

AdBlue、DEF或“Adblu”中的組成成分的檢測(cè)是非常期望的；這種組成成分的檢測(cè)將理解為是一種品質(zhì)測(cè)量，不僅僅是有時(shí)不同的尿素濃度的測(cè)量。農(nóng)業(yè)級(jí)別的尿素被設(shè)計(jì)用于農(nóng)業(yè)、例如改進(jìn)土壤品質(zhì)，而工業(yè)級(jí)別的尿素、例如AdBlue、DEF適于在諸如卡車和巴士的公路汽車中使用。在農(nóng)業(yè)尿素與工業(yè)尿素相比更便宜時(shí)，在公路應(yīng)用過(guò)程中，使用者更易于違反法律規(guī)定在卡車和巴士中為廢氣處理而采用農(nóng)業(yè)尿素；農(nóng)業(yè)級(jí)別尿素中的雜質(zhì)能夠潛在地使得廢氣系統(tǒng)內(nèi)的催化器中毒并且具有產(chǎn)生例如包含重金屬的空氣污染物的危險(xiǎn)。而且，存在這樣一種潛在的危險(xiǎn)，即農(nóng)業(yè)或工業(yè)AdBlue、DEF由于例如在未清潔的罐內(nèi)存儲(chǔ)而造成的受到額外材料污染，其中所述罐事先被用于存儲(chǔ)其它材料、例如殺蟲(chóng)劑。

另一種危險(xiǎn)是汽車上可用的不同的儲(chǔ)存罐的人的不經(jīng)意的混淆，燃油、風(fēng)擋清洗液等意外地被充入到AdBlue、DEF罐中。另一種危險(xiǎn)是有人試圖在汽車的AdBlue、DEF罐內(nèi)利用諸如鹽溶液的其它材料代替AdBlue、DEF，從而省錢。很多農(nóng)民面臨嚴(yán)酷的經(jīng)濟(jì)壓力，這能夠?qū)е滤麄儽M可能地省錢。

AdBlue、DEF中的不期望的污染物具有其它后果，例如導(dǎo)致注入整個(gè)SCR失效的災(zāi)難性事件。試圖操作具有缺陷SCR的汽車能夠看成是一種違法犯罪行為。AdBlue、DEF非常易于受到來(lái)自異物以及非正確材料選擇的污染。主要的影響涉及溶液的去離子水元素，該元素從與其接觸的材料中提取離子；這改變了AdBlue、DEF的化學(xué)成分，并且形成將反過(guò)來(lái)阻塞SCR催化器60上的陶瓷頭的鹽。SCR催化器60的提前失效的大多數(shù)常見(jiàn)原因通常是因?yàn)榍秩氲挠泻Ρ盟筒糠忠馔獾貍魅氲紸dBlue罐中或者因?yàn)榉钦_的材料選擇。惰性材料因而應(yīng)當(dāng)總是被用于處理AdBlue。