流量测量装置、燃料消耗量测量装置和流量测量方法制造方法及图纸

技术编号:15788654 阅读:302 留言:0更新日期:2017-07-09 15:30
本发明专利技术提供流量测量装置、燃料消耗量测量装置和流量测量方法,用于即使在管体内流通的试样流体沿径向产生温度不均,也能够高精度地测量其流量,所述流量测量装置具备温度测量器,该温度测量器测量从内燃机排出的试样流体的平均温度或试样流体的沿径向的温度分布,所述流量测量装置基于所述温度测量器测量到的所述平均温度或所述温度分布,计算所述试样流体的流量。

【技术实现步骤摘要】
流量测量装置、燃料消耗量测量装置和流量测量方法
本专利技术涉及测量从例如内燃机排出的排气的流量的流量测量装置等。
技术介绍
为了测量包含在内燃机的排气中的各种成分的量和燃料消耗量等,除了需要测量所述成分的浓度以外,还需要测量排气流量,以往,如专利文献1所示,在与车辆和内燃机的例如排气管串联连接的管体上安装有超声波式等的流量计来测量排气流量。此时,设置温度传感器来对流量测量时的排气温度进行测量。作为其理由,可以例举的是,对测量到的流量进行标准(normal)换算(将测量流量换算为标准状态亦即0℃、101.325kPas·abs下的体积流量)时需要流量测量时的排气温度,不仅在超声波流量计中,在各种类型的流量计中,流体温度是流量测量时的参数。温度传感器通常配置成其传感器主体位于流道的中央附近,测量在流道中央流动的排气的温度。在内燃机的燃料消耗量测量和排气成分测量中,排气流的中央附近的温度就是表示该排气的温度,将该温度作为排气流量计算时的参数是一般常识。此外,并未发现这样做会产生特别的不好的问题的事实。但是,在柴油发动机的油混入测试等特殊的测试状况下,在所述流量测量方式中,发现测量流量产生误差,作为本专利技术的专利技术人经过专心研究的结果,首次找到了其原因。即,为了防止安装有流量计的管体在其内壁面上产生水分和THC(碳氢化合物)凝结,利用加热器将该管体加热至大约100℃。在所述油混入测试中,使内燃机的转速急速上升,在相当长的时间使最高达到300℃的排气流动并对其流量进行持续测量。在这样的特殊条件下,由于在排气流动开始后的一段时间内,与排气温度相比,管体内壁的温度相当低,排气的周围部分被管体冷却,所以与维持温度的中央附近产生大的温度差。其结果,在测量中央的温度的以往方式中,无视了因排气周围部分的温度下降产生的影响,由此产生了测量误差。相对于此,在通常的模式行驶测试等中,例如,并不是从初期动作时起就一下子持续流动温度高的排气,在以往的测量方法中在流量测量中几乎不会产生不好的问题。现有技术文献专利文献1:日本专利公开公报特开2015-36623号
技术实现思路
本专利技术是鉴于所述的问题而做出的专利技术,本专利技术的主要目的在于提供一种流量测量装置,即使在管体内流通的试样流体沿径向产生温度不均,也能够高精度地测量其流量。即,本专利技术提供一种流量测量装置,其具备温度测量器,所述温度测量器测量在管体内流动的试样流体的平均温度或所述试样流体的沿径向的温度分布,所述流量测量装置基于所述温度测量器测量到的所述平均温度或所述温度分布,测量所述试样流体的流量。具体地说,所述试样流体是从内燃机排出并在管体内流动的排气,所述温度测量器测量从内燃机排出并在管体内流动的排气的平均温度或排气的沿径向的温度分布。如果是这样的装置,则即使在管体内流动的作为试样流体的排气的温度存在不匀,也能够更准确地测量流量,其结果,能够减少例如作为进行标准换算时的排气流量的标准流量的误差。更具体地说,可以举出下述的装置:所述流量测量装置具备一对超声波收发器,并且基于在所述一对超声波收发器之间传播的超声波的传播时间,测量所述试样流体的流量。此时,优选的是,所述温度测量器基于所述传播时间,计算试样流体的平均温度。按照这种构成,由于将流量计的一部分用作温度测量器,所以可以不在管体内配置专用的温度传感器,能够实现结构的简单化,并且能够使试样流体在管体内没有阻力地流动。更优选的是,可以举出下述的装置:所述温度测量器还基于空燃比传感器测量到的内燃机内的空燃比,计算排气的平均温度。作为用于基于所述传播时间计算排气流量和排气温度的具体结构,可以举出下述的装置:所述流量测量装置具备一对超声波收发器,并且基于在所述一对超声波收发器之间向排气的上游方向和下游方向传播的超声波的各传播时间的倒数差,计算排气流量,还基于根据所述各传播时间的倒数和计算出的排气温度,计算排气流量。本专利技术还提供一种燃料消耗量测量装置,其包括:本专利技术的流量测量装置;以及燃料消耗量计算器,基于所述流量测量装置测量到的排气流量,计算燃料消耗量。按照该燃料消耗量测量装置,能够基于与以往相比更准确的排气流量,实现更准确的燃料消耗量的测量。为了能够在以往的流量测量装置中实现与本专利技术同样的功能,更准确地测量试样流体的流量,只要将程序安装在以往的流量测量装置中即可。所述程序安装在流量测量装置内,所述流量测量装置具备:一对超声波收发器;以及计算部,基于在所述一对超声波收发器之间通过所述试样流体并进行传播的超声波的传播时间,计算试样流体的流量,所述程序使所述计算部发挥下述功能:基于所述传播时间,计算试样流体的平均温度,并且进一步基于所述平均温度,计算排气的流量。此外,本专利技术还提供一种流量测量方法,其包括下述工序:测量在管体内流动的试样流体的平均温度或所述试样流体的沿径向的温度分布;基于测量到的所述平均温度或所述温度分布,测量所述试样流体的流量。按照所述构成的本专利技术,即使试样流体的温度存在不均,也能够更准确地测量其流量,其结果,例如能够减少作为进行标准换算时的试样流体的流量的标准流量的误差。附图说明图1是示意性地表示本专利技术一种实施方式的燃料消耗量测量装置的整体结构的图。图2是同一实施方式的超声波流量计的计算部的功能框图。图3是使同一实施方式的平均温度计算部计算温度时使用的图成为曲线图的温度-传播时间相关图。附图标记说明100···燃料消耗量测量装置8···管体2···超声波流量计21、22···超声波收发器23b···温度测量器(平均温度计算部)3···空燃比传感器4···燃料消耗量计算器(计算装置)具体实施方式下面,参照附图,对本专利技术的燃料消耗量测量装置进行说明。本实施方式的燃料消耗量测量装置100测量内燃机的燃料消耗量,如图1所示,其包括:排气流过的管体8,串联安装在内燃机的排气管上;空燃比传感器3,测量空燃比;作为排气流量测量装置的超声波流量计2,测量在所述管体8内流动的排气的流量;温度传感器6和压力传感器7,分别测量温度和压力;以及作为燃料消耗量计算器的计算装置4,基于通过所述各传感器等得到的测量值,计算内燃机的燃料消耗量Fe等。所述管体8例如由不锈钢制成,与排气管连续地串联连接,使从内燃机排出的排气的全部的量在该管体8中流通。在所述管体8的外侧周面上安装有加热器H,将该管体8加热到大约100℃,防止排气中的各种成分凝结在所述管体8的内壁面上。所述空燃比传感器3是以贯通的方式安装于所述管体8的管壁的直插型传感器,在此配置在所述超声波流量计2的下游侧。所述空燃比传感器3是二氧化锆式传感器,该二氧化锆式传感器在二氧化锆(ZrO2)固体电解质体的两面上设置有电极,检测与所述两面的氧浓度差对应的电动势。具体地说,空燃比传感器3包括:检测部31,内置有所述二氧化锆固定电解质、所述电极和用于对所述固定电解质进行加热的加热器等;以及计算单元32,根据所述电动势来测量排气中的氧浓度,并且根据所述氧浓度计算空燃比。另外,可以省略所述计算单元32的全部或一部分功能,并且使后述的计算装置4具有所述功能。所述超声波流量计2具有:成对的第一超声波收发器21和第二超声波收发器22,以相对于所述管体8的轴向倾斜的方式相互相对配置;以及计算单元23。所述成对的第一超声本文档来自技高网
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流量测量装置、燃料消耗量测量装置和流量测量方法

【技术保护点】
一种流量测量装置,其特征在于,所述流量测量装置具备温度测量器,所述温度测量器测量在管体内流动的试样流体的平均温度或所述试样流体的沿径向的温度分布,所述流量测量装置基于所述温度测量器测量到的所述平均温度或所述温度分布,测量所述试样流体的流量。

【技术特征摘要】
2015.12.15 JP 2015-2445631.一种流量测量装置,其特征在于,所述流量测量装置具备温度测量器,所述温度测量器测量在管体内流动的试样流体的平均温度或所述试样流体的沿径向的温度分布,所述流量测量装置基于所述温度测量器测量到的所述平均温度或所述温度分布,测量所述试样流体的流量。2.根据权利要求1所述的流量测量装置,其特征在于,所述试样流体是从内燃机排出并在所述管体内流动的排气,所述温度测量器测量从内燃机排出并在所述管体内流动的排气的平均温度或排气的沿径向的温度分布。3.根据权利要求1所述的流量测量装置,其特征在于,所述流量测量装置具备一对超声波收发器,并且基于在所述一对超声波收发器之间通过所述试样流体并传播的超声波的传播时间,测量所述试样流体的流量,所述温度测量器基于所述传播时间,计算所述试样流体的...

【专利技术属性】
技术研发人员:秋田将伸
申请(专利权)人:株式会社堀场制作所
类型:发明
国别省市:日本,JP

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