[發明專利]一種發動機燃燒排氣顆粒數的測量方法

有效

• 申請號: 201310573961.7
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN103630479A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 王忠;李銘迪;王宇成;趙洋;劉帥;李瑞娜;毛功平
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N15/10
• 分類號: G01N15/10
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

1.一種發動機燃燒排氣顆粒數的測量方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1：采集待測顆粒樣品；

采用濾膜采集發動機主排氣通道中的發動機燃燒顆粒作為待測顆粒樣品；

步驟2：待測顆粒樣品的分散處理；

采用乙醇/二氯甲烷溶液對待測顆粒樣品進行萃取，對萃取后的懸浮液進行超聲分散，分散后的溶液經過濾、烘干后，得到顆粒粒徑分析樣品；

步驟3：獲得分散顆粒的電鏡圖像；

采集顆粒粒徑分析樣品的圖像，得到待處理團聚顆粒電鏡圖像；

步驟4：判斷團聚顆粒的分散程度；

記待處理團聚顆粒電鏡圖像中團聚顆粒的總個數為M，采用M_i表示第i個團聚顆粒，i＝1，2……M；根據待處理團聚顆粒電鏡圖像的底板晶格尺寸，采用晶格法測量M_i的投影面積，記小于1μm²的團聚顆粒個數為M^*，若M^*＜90%M，返回步驟2；若M^*≥90%M，認為顆粒已初步分散，記M_i中單個顆粒的個數為N_i，繼續進入步驟5；

步驟5：確定拐點個數和弧長個數；

對單個顆粒進行準球形假設，采用曲線擬合法對M_i的輪廓進行擬合，得到擬合曲線，然后進行曲線拐點判別，得到閉合曲線的拐點個數G_i和弧長個數H_i。

步驟6：排除拐點個數和弧長個數過多的顆粒；

若G_i＞8或H_i＞8，排除該團聚顆粒；

若G_i＝0，1，2，3……8，保留該團聚顆粒，則H_i＝1，2……8；

步驟7：判斷M_i中單個顆粒個數；

步驟7.1、

若G_i＝0，認為團聚顆粒中僅有一個單個顆粒，N_i＝1；

若G_i≠0，即N_i≥2，進入步驟7.2；

步驟7.2、確定N_i的范圍：

當N_i≥2時，根據拐點個數G_i、弧長個數H_i及下列公式確定顆粒個數N_i的范圍：

(Gi2+1)≤Ni≤(Gi+1)---(1)]]>

(Hi2+1)≤Ni≤Hi---(2)]]>

N_i的取值范圍為：大于1且同時滿足式（1）和式（2）的正整數；

步驟7.3、排除N_i取值不合理情況：

將滿足步驟7.2中N_i的取值范圍的N_i值進行如下判定：

若滿足N_i＝G_i+1，且H_i≠2G_i，則排除該N_i取值；否則，則保留該N_i取值；

排除N_i取值不合理情況后，記N_i可取值的個數為Z_i，繼續進入步驟7.4；

步驟7.4、

若Z_i＝1，則N_i即為M_i中單個顆粒個數；

若Z_i≥2，進入步驟7.5；

步驟7.5、通過求解M_i中單個顆粒的直徑，得到單個顆粒的個數：

步驟7.5.1、記相鄰兩個拐點之間的擬合曲線的弧長為y為弧長的序數，并記與對應的兩個拐點之間的直線距離為通過式(3)計算為對應的顆粒直徑；

Dyi×sin(180×CyiπDyi)=Ayi---(3)]]>

步驟7.5.2、根據每一個逐一計算得到弧長對應的顆粒直徑的集合，為

步驟7.5.3、排除相同直徑的顆粒：

將集合中每個不同的數值僅提取一個，形成新的集合；得到該新的集合中數值的個數即為該M_i中單個顆粒的個數N_i；

步驟8：篩選M_i中所有小于1μm²的團聚顆粒，逐一采用步驟7的方法判斷M_i中單個顆粒個數，所得結果的集合記為顆粒樣品中的單個顆粒數；

步驟9：對步驟8中獲得的所有顆粒樣品中的單個顆粒數求和，即得到發動機燃燒排氣顆粒數N_sum。