机动车尾气实时检测系统技术方案

本发明专利技术公开了机动车尾气实时检测系统，包括机动车尾气流量实时测量子系统、机动车尾气稀释采样子系统和机动车尾气组分测量子系统；所述机动车尾气流量实时测量子系统加装于机动车尾气管上，测量机动车尾气排气温度和流量，利用机动车排气余热对尾气进行保温处理，减少尾气在内壁的凝结损失；所述机动车尾气稀释采样子系统连接机动车尾气流量实时测量子系统，用于采集并稀释机动车尾气；所述机动车尾气组分测量子系统，用于测量稀释后的尾气成分和成分含量。本发明专利技术可实现实际道路行驶机动车尾气排放，尤其是甲醛和亚硝酸排放含量的在线测量。

Vehicle exhaust real time detection system

The invention discloses a vehicle exhaust real-time detection system, which comprises a vehicle exhaust flow real-time measurement subsystem, a vehicle exhaust dilution sampling system and a vehicle exhaust component measurement quantum system; the vehicle exhaust flow real-time measurement subsystem is installed on the vehicle exhaust pipe to measure the vehicle exhaust temperature and flow, and uses the vehicle exhaust waste heat to enter the exhaust gas The vehicle exhaust gas dilution sampling system is connected with the vehicle exhaust flow real-time measurement subsystem for collecting and diluting the vehicle exhaust gas; the vehicle exhaust gas component measurement quantum system is used for measuring the diluted exhaust gas component and content. The invention can realize the on-line measurement of the exhaust emission of the actual road driving vehicle, especially the emission content of formaldehyde and nitrite.

【技术实现步骤摘要】
机动车尾气实时检测系统
本专利技术涉及环境监测技术应用领域，特别涉及一种基于动态稀释法的机动车尾气实时检测系统。
技术介绍
近年来，我国机动车保有量迅速增长，机动车在给人类生活带来便利的同时也对大气环境和人体健康造成重要影响。目前对于机动车尾气检测主要通过机动车台架实验进行，主要关注污染物为CO、CO2、NO、NO2、THC和PM等常规污染物。由于台架实验不能完全模拟实际道路行驶过程中的道路坡度信息、风速信息、机动车负载等重要工况参数，所以台架测试不能完全反映出机动车实际道路行驶工况排放。甲醛(HCHO)和亚硝酸(HONO)是大气自由基重要前体物，而机动车尾气排放是甲醛和亚硝酸的主要一次来源之一。在大气环境中甲醛和二氧化硫反应产生的羟基甲磺酸盐是重要空气污染物来源之一，也是导致灰霾重污染事件发生的原因之一。目前对机动车排放甲醛和亚硝酸特征了解十分欠缺，中国专利(公开号CN103076429A)设计了移动源在线检测与污染物采样系统，该系统实现了对气态污染物和颗粒物的在线检测，但在该系统中无法实现VOCs样品的在线检测，只能将VOCs样品采集到不锈钢罐或特氟隆袋中再进行离线分析。并且该车载尾气测试系统存在着耗能大，系统操作性差，无法实现实时数据诊断分析等问题。另外，由于机动车尾气排放具有高温高湿的特点，甲醛和亚硝酸为高活性组分，不同于常规污染物组分，更容易在采样管路及前处理过程中造成损失。目前机动车尾气前处理技术无法实现对甲醛和亚硝酸的准确检测，且尚无实时测量机动车尾气实际道路排放甲醛和亚硝酸等关键活性组分的技术与设备。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种机动车尾气实时检测系统，此系统可实现机动车实际道路尾气排放成分的测量，精确检测机动车尾气排放各成分的浓度变化特征，首次实现了实际道路行驶机动车排放甲醛和亚硝酸成分及含量的在线测量。本专利技术的目的通过以下的技术方案实现：机动车尾气实时检测系统，包括机动车尾气流量实时测量子系统、机动车尾气稀释采样子系统和机动车尾气组分测量子系统；所述机动车尾气流量实时测量子系统加装于机动车尾气管上，测量机动车尾气排气温度和流量，利用机动车排气余热对尾气进行保温处理，减少尾气在内壁的凝结损失；所述机动车尾气稀释采样子系统连接机动车尾气流量实时测量子系统，用于采集并稀释机动车尾气；所述机动车尾气组分测量子系统，用于测量稀释后的尾气成分和成分含量。优选的，所述机动车尾气流量实时测量子系统即尾气质量流量计，包括两个温度传感器、皮托管流量计、压差传感器、采样口；所述机动车尾气质量流量计与机动车尾气管连接，利用机动车排气余热对尾气质量流量计进行保温处理，减少尾气在内壁的凝结损失，在尾气质量流量计的尾气进样口和采样口附近分别安装温度传感器，监控尾气进入采集系统前与尾气排气温度一致，通过皮托管流量计和压差传感器测量尾气流量；所述采样口连接机动车尾气稀释采样子系统。更进一步的，所述尾气质量流量计内壁为惰性材质，不易吸附污染物，利用机动车排气余热保温防止尾气污染组分冷凝损失。更进一步的，所述机动车尾气质量流量计通过不锈钢卡箍固定于机动车排气管尾端。优选的，所述机动车尾气稀释采样子系统为两级稀释结构，第一级稀释结构包括一级稀释器，安装于加热采样管与采样口连接处，在采样口即对尾气进行一级稀释，减少尾气进入稀释系统前的保温能耗和凝结损失；第二级稀释结构包括稀释混合室、加热保温采样管，一级稀释后的尾气在二级稀释混合室进行二级稀释。更进一步的，所述第二级稀释结构还包括温湿度传感器、两个质量流量计和混合高压空气；混合高压空气瓶向稀释混合室中输入高压零气，尾气在稀释混合室中被高压零气稀释，两个质量流量计分别安装于一级和二稀释结构的零气入口处，实现流量精准控制；温湿度传感器用于监控一级稀释后样气温度和湿度，保证一级稀释后的温湿度可以满足检测仪器需求；所述机动车尾气稀释采样子系统通过二级逐步降温和降湿来模拟尾气排放大气环境中的自然扩散过程，实现污染组分的准确测量，尤其是甲醛和亚硝酸等活性组分的测量。更进一步的，尾气经一级稀释器稀释后直接进入机动车尾气组分测量子系统进行常规气体检测。优选的，所述机动车尾气组分测量子系统，包括甲醛测量子系统、亚硝酸测量子系统、常规气态污染物测量子系统(CO、CO2、THC、NO、NO2)的至少一种。所述的甲醛实时检测系统和亚硝酸检测系统均采用湿化学和光学相结合检测技术，不受机动车震动对测试的影响，并提高了仪器的检测时间分辨率，实现了气态甲醛与亚硝酸的高效捕集与实时准确测量。优选的，所述机动车尾气实时检测系统还包括行驶参数与环境气象参数检测子系统，具体包括OBD解码器、GPS接收器、环境气象参数检测仪、行车记录仪，所述OBD解码器用于采集机动车发动机参数；所述GPS接收器用于检测车辆实时地理位置信息；所述环境气象参数检测仪安装于车身外侧，用于检测机动车行驶过程中实时大气温度、湿度和大气压信息；所述行车记录仪用于视频记录车辆行驶的路况信息，检测子系统与机动车尾气组分测量子系统数据连接，机动车尾气组分测量子系统根据检测到的行驶参数与环境参数校正尾气成分含量结果。更进一步的，所述发动机参数、GPS信息和行车记录仪用于分析机动车行驶的工况计算，环境气象参数数据用于校正标况下机动车尾气排放质量流量；其中发动机参数包括速度、发动机转速、燃油消耗量、发动机进气量等，GPS信息包括实时经纬度和高程信息，环境气象参数包括空气温度、湿度、大气压等。优选的，所述机动车尾气实时检测系统还包括数据采集和模块控制子系统，具体包括移动设备、嵌入式软件系统、无线传输模块、双电源输入接口、电池组系统；所述移动设备用于操作嵌入式软件并进行检测仪采集信号的可视化；所述嵌入式软件用于对检测仪采集信号的处理和检测仪的功能设置，通过有线或者无线方式对软件系统进行IP访问，软件可实现多用户同时访问，从而实现控制接入软件系统中的各台检测仪器，实现检测仪器统一开启关闭与采样标定操作；所述无线传输模块用于对嵌入式软件与远程服务器之间的通讯。优选的，所述机动车尾气实时检测系统还包括数据存储分析反馈子系统，具体包括远程服务器、操作显示终端、智能数据处理模块；所述远程服务器用于与数据采集和模块控制系统的嵌入式软件进行远程通讯与数据交换，进行数据的存储与显示终端页面的更新；所述操作显示终端用于对数据的可视化展示与操作；所述智能数据处理模块用于对所上传的数据进行智能算法分析，识别数据的相关性与可靠性。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：1、本专利技术首次实现了实际道路行驶机动车排放甲醛和亚硝酸成分和含量的在线测量。2、本专利技术能够通过尾气流量计与两级稀释系统对机动车尾气进行实时动态检测与稀释，实现模拟机动车尾气排放到大气中自然混合过程，使污染物待测组分保持原位状态。3、本专利技术能够实现甲醛和亚硝酸的高效捕集和快速检测，实现机动车实际道路排放活性组分甲醛和亚硝酸浓度的准确实时测量。4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.机动车尾气实时检测系统，其特征在于，包括机动车尾气流量实时测量子系统、机动车尾气稀释采样子系统和机动车尾气组分测量子系统；/n所述机动车尾气流量实时测量子系统加装于机动车尾气管上，测量机动车尾气排气温度和流量，利用机动车排气余热对尾气进行保温处理；/n所述机动车尾气稀释采样子系统连接机动车尾气流量实时测量子系统，用于采集并稀释机动车尾气；/n所述机动车尾气组分测量子系统，用于测量稀释后的尾气成分和成分含量。/n

【技术特征摘要】
1.机动车尾气实时检测系统，其特征在于，包括机动车尾气流量实时测量子系统、机动车尾气稀释采样子系统和机动车尾气组分测量子系统；
所述机动车尾气流量实时测量子系统加装于机动车尾气管上，测量机动车尾气排气温度和流量，利用机动车排气余热对尾气进行保温处理；
所述机动车尾气稀释采样子系统连接机动车尾气流量实时测量子系统，用于采集并稀释机动车尾气；
所述机动车尾气组分测量子系统，用于测量稀释后的尾气成分和成分含量。


2.根据权利要求1所述的机动车尾气实时检测系统，其特征在于，所述机动车尾气流量实时测量子系统即尾气质量流量计，包括两个温度传感器、皮托管流量计、压差传感器、采样口；所述机动车尾气质量流量计与机动车尾气管连接，利用机动车排气余热对尾气质量流量计进行保温处理；在尾气质量流量计的尾气进样口和采样口附近分别安装温度传感器，监控尾气进入采集系统前与尾气排气温度一致，通过皮托管流量计和压差传感器测量尾气流量；所述采样口连接机动车尾气稀释采样子系统。


3.根据权利要求2所述的机动车尾气实时检测系统，其特征在于，所述尾气质量流量计内壁为惰性材质，利用机动车排气余热保温防止尾气污染组分冷凝损失。


4.根据权利要求1所述的机动车尾气实时检测系统，其特征在于，所述机动车尾气稀释采样子系统为两级稀释结构，第一级稀释结构包括一级稀释器，安装于加热采样管与采样口连接处，在采样口即对尾气进行一级稀释；第二级稀释结构包括稀释混合室、加热保温采样管，经一级稀释后的尾气在二级稀释混合室中进行二级稀释。


5.根据权利要求4所述的机动车尾气实时检测系统，其特征在于，所述第二级稀释结构还包括温湿度传感器、两个质量流量计、混合高压空气瓶；混合高压空气瓶向稀释混合室中输入高压零气，尾气在稀释混合室中被高压零气稀释，两个质量流量计分别安装于两级稀释结构的零气入口处，温湿度传感器用于监控一级稀释后样气温度和湿度；所述机动车尾气稀释采样子系统通过二级逐步降温和降湿来模拟尾气排放大气环境中的自然扩散过程。


6.根据权利要求1所述的机动车尾气实时检测系统，其特征在于，所述机动车尾气组分测量子系统，包括甲醛测量子系统、亚硝酸测量子系统、常规气态污染物测量子系统的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑君瑜，董华斌，余飞，廖松地，朱曼妮，沙青娥，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44