[發明專利]一種定容彈氣體采樣裝置

在審

• 申請號: 201910012043.4
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN109540611A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 梁金虎;李曉亮;何瑞寧;賈文林;王日俊;王端
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: G01N1/22
• 分類號: G01N1/22;G01N21/3504;G01N30/02
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 劉翔

本發明提供了一種定容彈氣體采樣裝置，所述采樣裝置與定容燃燒彈連接，可以對定容燃燒彈的產物進行自動采樣；所述采樣裝置包括：輸送部件、檢測部件，所述輸送部件設置在所述定容燃燒彈和所述檢測部件之間，用以對氣體進行輸送；所述檢測部件與所述輸送部件連接，用以對氣體進行檢測。本發明的氣體自動采樣裝置解決了傳統手動收集氣體燃燒產物的方式中過程繁瑣，操作復雜，效率低下等問題；具有操作簡潔，效率提高，保證氣體燃燒產物的純度和溫度的優點。

技術領域

本發明涉及對氣體進行采樣的技術領域，具體而言，涉及一種定容彈氣體采樣裝置。

背景技術

隨著我國經濟的高速發展,汽車行業也隨之迅速崛起,能源短缺和環境污染已經成為我國急需解決的重要問題，為緩解能源短缺和減少環境問題,替代燃料正成為內燃機領域的研究熱點。燃料燃燒的完善程度影響著發動機的動力性、經濟性以及排放特性,因此,有必要研究燃料的燃燒氣體產物的特性。由于發動機的工況和條件的不穩定性,很難做到燃燒情況完全一致。而定容燃燒彈實驗裝置實現燃燒條件一致相對簡單,便于定性及定量的研究燃料的氣體燃燒產物的特性。進而對未來新的替代能源的研發具有一定的指導意義。

同時，隨著排放法規日趨嚴格,人們越來越關注如何有效降低發動機有害氣體的排放,研究有害排放物如在缸內燃燒過程中是如何形成對降低其排放有重要意義。目前研究中已有采用單缸機全氣缸取樣系統,但該系統結構復雜、開發周期長、成本高、工作時循環變動大。由于定容燃燒彈可以精確控制多種熱力學參數而被廣泛應用于模擬發動機的研究,但研究工作大都集中在燃燒領域,收集定容燃燒彈燃燒產物,分析有害氣體形成的研究工作還較少，并且比較自動化的燃燒產物采集方法還沒有成熟。

目前用于氣體的采集裝置多是采樣瓶或采樣袋,使用抽吸式方法,即在取樣前將采樣瓶或采樣袋抽真空,利用壓差將氣體取出。該裝置與方法用于定容燃燒彈燃燒產物的采集存在以下缺陷無法完全取樣,定容燃燒彈最終與采樣瓶的壓力達到平衡,剩余氣體無法取出采樣時燃燒產物在經過取樣管道的過程中,由于溫度很高燃燒產物中的成分和各成分的量會發生改變,最終取出的氣體與想采集的氣體差別很大無法精確控制采集的時刻,定容燃燒彈中燃燒進行到不同時刻燃燒產物成分和各成分的量都不一樣,傳統氣體采集裝置很難采集到不同時刻的氣體。

燃燒的最終的氣體產物要做靜態分析,所以要設計一個采樣系統,把定容彈與氣相色譜儀和紅外光譜儀連接起來進行測量。由于氣相色譜儀的高靈敏度(可以測到樣品濃度到10ppm)及對不同物種有好的分離度,因而可以給出反應產物的最終濃度。而紅外光譜儀，具有信噪比高，重現性好，掃描速度快等優點，通過傅里葉變換對信號進行處理，最終得到透過率或吸光度隨波數或波長的紅外吸收光譜圖。目前大部分此類實驗采用的氣體收集和檢測方法是：手動使用集氣袋等收集工具采集氣體燃燒產物，然后輸入進色譜儀內，再手動采集驅動氣并輸入，用以保證色譜儀2個atm的工作條件，才能進行檢測。過程繁瑣，操作復雜，效率低下。

傳統手動方式中，集氣裝置收集前無法保證其內部真空的狀態，含有少量雜質氣體，因此氣體燃燒產物進入集氣裝置后，與雜質氣體混合，純度降低。而且在傳統方式中，大部分集氣裝置處于常溫狀態，當高溫燃燒產物進入集氣裝置后，會因為溫度降低產生吸附。綜上，進入氣相色譜儀內的氣體產物與定容彈中產生的氣體產物相比，其純度發生了很大的變化，會對檢測結果產生很大的影響。

傳統手動方式中，由于大部分氣相色譜儀的壓力運行條件高于大氣壓(本裝置為2atm)，所以在收集輸送完氣體燃燒產物后，還要再使用收集裝置收集驅動氣體并輸入，來達到氣相色譜儀的壓力運行條件。操作很復雜，而且使用集氣裝置輸送驅動氣體很難精確達到氣相色譜儀的壓力運行條件壓力值(例如本裝置的2atm)。

發明內容

鑒于此，本發明提出了一種定容彈氣體采樣裝置，旨在解決現有手動采樣氣體操作復雜的問題。

一個方面，本發明提出了一種定容彈氣體采樣裝置，

進一步地，上述定容彈氣體采樣裝置中，