[實用新型]一種獲取柴油機尾氣碳煙顆粒的裝置

有效

• 申請號: 201821422050.9
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN208921585U
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 王子曄;劉野;宋崇林;呂剛
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00;G01N15/02;G01N15/06
• 代理公司: 天津一同創新知識產權代理事務所(普通合伙) 12231
• 代理人: 李麗萍

本實用新型公開了一種獲得柴油機尾氣碳煙顆粒的裝置，包括燃燒器，位移臺，不銹鋼探針取樣系統，拉曼光譜儀，氣相色譜儀，尾氣收集裝置和電腦控制系統；燃燒器包括圓柱形主體，上端嵌有蜂窩狀的柱塞，蜂窩狀柱塞由若干長鋼管組成，燃燒器氣體進口通過管路與各氣瓶及柴油機排氣歧管相連；排氣歧管提供支路連接至氣相色譜儀和尾氣收集裝置；真空泵通過吸力作用將碳煙吸附到取樣器內的濾膜上，濾膜上碳煙用于拉曼光譜儀分析；電腦控制系統與氣相色譜儀、拉曼光譜儀、流量計和位移臺相連。本實用新型為實現了稀燃和富燃條件下柴油機尾氣碳煙顆粒破碎特性的分析，獲得燃空當量比對于柴油機尾氣中碳煙破碎特性的影響奠定了基礎。

技術領域

本實用新型涉及一種用于表征柴油機尾氣碳煙破碎特性而獲得的柴油機尾氣碳煙顆粒的裝置。

背景技術

粒徑及數濃度是碳煙顆粒排放的重要指標之一，其與人體健康和大氣環境影響具有明確的相關性。因此，車用內燃機在控制顆粒物質量排放的同時，也對粒數濃度排放提出了愈來愈高的要求。碳煙顆粒的粒徑和粒數濃度主要受破碎特性的影響，其破碎現象的發生會導致碳煙顆粒的粒徑快速減小，中粒數濃度快速增加。因此，為了有效控制內燃機尾氣顆粒物數濃度排放并降低其對大氣環境和人體健康的危害，開發一種研究柴油機尾氣碳煙顆粒破碎特性的裝置及方法具有重要意義。

實用新型內容

本實用新型克服現有技術的不足，提出一種獲得柴油機尾氣碳煙顆粒的裝置,為實現對稀燃和富燃條件下柴油機尾氣碳煙顆粒破碎特性分析進行碳煙顆粒的獲取，為后期進一步獲得燃空當量比對于柴油機尾氣中碳煙顆粒破碎特性的影響的研究奠定基礎。

為了解決上述的技術問題，本實用新型提出一種獲得柴油機尾氣碳煙顆粒的裝置，包括燃燒器，位移臺，不銹鋼探針取樣系統，拉曼光譜儀，氣相色譜儀，尾氣收集裝置，多個氣瓶和電腦控制系統；所述多個氣瓶包括一個甲烷氣瓶、一個氧氣氣瓶、一個氮氣氣瓶和一個氬氣氣瓶；所述燃燒器包括圓柱形主體，所述圓柱形主體包括相互嵌套的外圓筒和內圓筒，所述內圓筒的上面與所述外圓筒的上面平齊，所述內圓筒的下面突出于所述外圓筒的下面，所述內圓筒的下部設有氣體進口，所述外圓筒的外徑為75mm，所述內圓筒的外徑為25mm，所述內圓筒的上端嵌有蜂窩狀的柱塞，所述蜂窩狀的柱塞由若干個直徑微小的長鋼管組成，所述長鋼管的外徑為1.62mm，內徑為1.5mm，所述蜂窩狀的柱塞的上面與所述內圓筒的上面平齊；所述外圓筒設有氣體進口，所述內圓筒的下部設有第一氣體進口和第二氣體進口，所述外圓筒的氣體進口通過連接管路A連接至所述氬氣氣瓶，所述連接管路A上設有流量計；所述內圓筒的第一氣體進口連接至一進氣總管路的一端，所述進氣總管路的另一端通過并聯的三條管路分別連接至所述甲烷氣瓶、氧氣氣瓶和氮氣氣瓶，三條連接管路上均設有流量計；所述內圓筒的第二氣體進口連接至柴油機的排氣歧管上；所述排氣歧管上設有流量計；所述排氣歧管的管壁設有兩個孔，該兩個孔分別通過管路B和管路C連接至所述氣相色譜儀和所述尾氣收集裝置；所述燃燒器固定在所述位移臺上，所述位移臺由兩個步進電機控制，實現燃燒器水平和豎直方向的移動；所述不銹鋼探針取樣系統包括液氮鋼瓶、冷氮氣流量計、不銹鋼探針、取樣器、真空泵、恒溫水箱和控制器，所述不銹鋼探針布置在所述燃燒器的正上方，所述不銹鋼探針在長度方向的中間位置處設有一個0.128mm的微孔，所述不銹鋼探針嵌入到一個水冷槽中，所述不銹鋼探針的直徑為4/5 的部分嵌入到水冷槽中，且與水冷槽處于完全密封的關系，所述不銹鋼探針的微孔露在所述水冷槽之外，所述不銹鋼探針的進口端通過管路D與一個液氮鋼瓶的出口相連，管路D 上設有冷氮氣流量計，所述不銹鋼探針的出口端通過管路E與所述取樣器的進口端相連，所述取樣器的出口端與所述真空泵的進口端相連；所述取樣器內裝有聚四氟乙烯的濾膜，在所述真空泵的吸力作用下，將燃燒器火焰中的碳煙顆粒吸附到聚四氟乙烯的濾膜上，所述聚四氟乙烯濾膜上收集到的碳煙顆粒用于拉曼光譜儀分析；所述水冷槽的進口和出口與所述恒溫水箱相連形成循環水路；所述氣相色譜儀配有熱導檢測器，用于測量柴油機的排氣歧管中氧氣的含量；所有的流量計、位移臺、氣相色譜儀和拉曼光譜儀均與所述電腦控制系統相聯，所述電腦控制系統用于控制進入所述燃燒器不同氣體流量和燃燒火焰位置高度及氣相色譜儀的取樣分析。