[發明專利]大范圍精確比例稀釋器

有效

• 申請號: 201210543645.0
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN103868781A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 魏強
• 申請（專利權）人: 成都泰來騰達科技有限公司
• 主分類號: G01N1/38
• 分類號: G01N1/38
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 王蕓;劉雪蓮

技術領域

本發明涉及對含有小顆粒的發動機廢氣或其他氣體的稀釋。

背景技術

?????發動機廢氣中通常含有大量的顆粒物。美國環境保護局對發動機廢氣可見物進行了如下定義：高溫發動機廢氣在測量前需要稀釋到低于52°C的溫度，然后用過濾紙過濾廢氣，被收集于濾紙上的物質為發動機排放的可見物。在此定義下，許多不同的稀釋系統被開發和應用。

????全流稀釋系統是其中的一種，它用于稀釋全部汽車發動機廢氣。此類稀釋系統價格昂貴，體積龐大，并受限于發動機的最大廢氣排量，因此此類稀釋器的應用受到了限制。部分流稀釋系統是另一類得以廣泛應用的稀釋系統，它具有體積小，不受發動機最大廢氣排放量的限制，便于移動，價格相對便宜等特點，此類稀釋系統已逐漸被許多國家環保機構所接納用于發動機廢氣的排放物的測量和官方認證。大多數部分流稀釋系統能夠保證在小范圍內準確的稀釋比例，比如稀釋比例4到40的范圍以內。一旦稀釋比例超出以上范圍，精確的稀釋比例則無法得以保障。就其原因，為傳統部分流稀釋系統的工作原理所至。

為了從根本上降低顆粒物排放，必須對顆粒物特性、顆粒物大小、數量進行研究，這要求稀釋比例往往大大高于40:1。因此有必要開發和研究一種稀釋系統能夠提供大范圍的稀釋比例，并且精確度不受稀釋比例大小影響。在2011年9月,歐洲汽車顆粒物排放標準正式實施，該標準要求所有柴油機驅動的家用小汽車固體顆粒物排放需要被檢測并不能超標。在此標準的推動下，具有高精度、大范圍的稀釋比并無顆粒物損失的稀釋器將擁有廣大的市場。

中國發明專利CN101180527B公布了一種大范圍連續稀釋器，通過對補充氣的流量的改變引起樣品氣流速的響應性變化，從而允許在需要時連續調節并控制稀釋比。

本發明擬采用不增加補充氣，且不需要單獨的混合器等更簡明的方式達到大范圍稀釋的目的，同時，需要保證精確的稀釋比。

基于以上的原因，需要有一種大范圍精確比例稀釋器。

????發明內容

本發明的一個目的在于提供一種對含有小顆粒的發動機廢氣和其他氣體具有大范圍精確比例的稀釋器；

本發明的另一個目的在于提供一種對大范圍精確比例稀釋器的標定方法。

?????本發明提供了一種用于稀釋發動機廢氣的稀釋裝置，該稀釋器能夠提供大范圍的精確的稀釋比例，并且在稀釋的同時，幾乎不會引起發動機廢氣顆粒物的任向損失，從而為發動機顆粒物的測量提供了精確的稀釋氣體。

????本發明的稀釋器包括：

????以接收樣品氣的樣品氣入口；

????以控制流量并接收稀釋氣的稀釋氣入口；

????連接稀釋氣入口以控制稀釋氣從其通過的第一電磁閥；

連接樣品氣入口和稀釋氣入口以控制樣品氣和稀釋氣從其通過的球閥；

連接第一電磁閥出口和文丘里流量計或針孔流量計入口用以標定該稀釋器的質量流流量計系統；

連接至稀釋氣入口和樣品氣入口，接收稀釋氣和樣品氣并以精確的測量混合氣流量的文丘里流量計或針孔流量計；該文丘里流量計或針孔流量計具有混合氣流出口；和

連接文丘里流量計或針孔流量計并向測量儀器提供均勻混合并具有精確稀釋比例混合氣流出口；

連接至文丘里流量計或針孔流量計以控制混合氣流量并連接至質量流流量計系統以調節樣品氣流量的流量控制系統；該流量控制系統具有連通大氣的混合氣流出口；

實際操作中，首先確定稀釋比例和稀釋氣體質量流量；進而計算樣品流流量，并根據該流量選定質量流流量計和電磁閥組合；進而關閉球閥，并打開第一電磁閥，控制稀釋氣體到設定值；進而通過流量控制系統使質量流流量計讀數達到所期望的樣品流流量;進而保存并控制文丘里流量計或針孔流量計讀數到當前值；在標定時，通過流經文丘里流量計或針孔流量計的混合氣體流量與流經質量流流量計系統的樣品氣流量和稀釋氣體流量之和的比值確定修訂系數，以及通過修訂系數獲得實時稀釋比例并將其與預設的稀釋比例誤差控制在安全的誤差范圍內；再進而打開球閥，關閉第一電磁閥和質量流流量計系統內所有電磁閥；以使該稀釋器被控制在精確的稀釋比例。

此外，在優選的技術方案中，可以通過比例/積分/微分（PID)控制器驅動流量控制系統追蹤恒定的稀釋比。

在一個方面，可以通過在流量控制系統中設置由一組或一組以上的質量流流量計和電磁閥；每一組流量計和電磁閥僅負責一定范圍的流體測量和標定，從而確保了大范圍的精確流體測量。