本发明专利技术涉及一种发动机转速汽油车不分光红外检测装置及方法，该装置由信号采集和控制系统、集气管、气体采集箱体、温度传感器、废气收集管、红外光源、热电堆探测器、散热器组成。目的在于提高发动机转速的检测效率，降低车辆发动机转速检测成本。通过电机升降机调节箱体高度，使废气收集管与集气管中轴线平齐，将集气管插入汽油车排气筒，通过工控机控制红外光源发出不分光红外线照射集气管排出尾气，通过热电堆探测器采集不分光红外线的能量变化，将采集信号经信号放大板、A/D转换，再经工控机通过快速傅里叶变换算法分离出单缸做工基频信号，并对一段时间内脉冲数量进行计数，进而计算发动机转速。该装置机构简单，成本低，测量方法方便简洁。
【技术实现步骤摘要】
一种发动机转速汽油车不分光红外检测装置及方法
本专利技术装置属于车辆测量
，具体涉及一种发动机转速汽油车不分光红外检测装置及方法。它通过信号采集和控制系统控制红外光源发出红外线，通过热电堆探测器探测红外线能量变化进而形成热电势信号，热电势信号通过A/D转换板进行模数转换传递给工控机对热电势信号进行快速傅里叶变换处理输出基频信号，通过算法计算一段时间的基频信号脉冲进而计算发动机曲轴转速，通过温度传感器与散热器采集与控制箱体内温度。该装置结构简单，检测效率高，成本低，测量精度高，设计理念新颖独特，为自动测量车辆的发动机曲轴转速提供了可靠依据。
技术介绍
发动机转速汽油车不分光红外检测属于汽车排放检测的范畴，车辆进行双怠速检测、加载减速检测等都需要发动机转速数据。传统车辆发动机转速通过安装在曲轴上的信号盘和转速传感器来获得，方法有电磁脉冲式、霍尔效应式、光电式。应用于车辆智能化检测的方法主要是通过采集发动机振动信号。国家标准《汽油车污染物排放限值及测量方法》GB18285-2018对环保检测时的发动机转速提出新要求，将轻型汽车的高怠速转速规定为2500±200r/min，重型车的高怠速转速规定为1800±200r/min。振动式转速分析仪采用磁吸式探头贴于发动机盖上，通过采集发动机振动量进行频谱分析获得发动机转速，该方式对磁吸式探头的摆放位置有要求，需要通过不断地改变摆放位置寻找合适的采样点，检测效率低，且振动式转速分析仪造价昂贵，磁吸式探头易损坏。目前，尚未出现采用发动机转速汽油车不分光红外检测的装置和方法，因此，为降低检测装置的成本，提高汽油车发动机转速检测效率，本专利技术提出一种发动机转速汽油车不分光红外检测的装置和方法，并在检测设备上进行了创新。
技术实现思路
本专利技术主要目的在于提供一种发动机转速汽油车不分光红外检测的装置和方法，获得汽车在汽油车污染物排放限值检测下的发动机转速，以对车辆的环保检测提供转速信息。本专利技术装置结构简单，安装方便，成本低；本专利技术方法测量精度高，思想独特。一种汽油车发动机转速不分光红外检测装置，包括：信号采集和控制系统14、集气管8、气体采集箱体2、温度传感器3、废气收集管5、红外光源6、热电堆探测器4和散热器7，其特征在于，所述红外光源6和热电堆探测器4同轴线安装在气体采集箱体2上，所述集气管8安装在气体采集箱体2前端，与箱体内的废气收集管5同轴线，所述集气管8和废气收集管5的轴线与红外光源6和热电堆探测器4的轴线相互垂直，所述温度传感器3安装于气体采集箱体2两侧的上部，使所取温度为箱体内较高温度，所述散热器7安装于集气管8和废气收集管5下侧，且远离气体采集箱体2内进排气口，所述气体采集箱体2由支架支撑，通过电动升降机调节高度。进一步地，根据车辆排气筒高度，确定升降机节臂长度为20cm，摇臂总长度为40cm，由反三角函数得到最大升降角为最小升降角为所选步进电机步距角为1.8°，故选取升降角范围为22°-49°。进一步地，所述红外光源6、热电堆探测器4通过支架安装在气体采集箱体2内，所述集气管8为耐热塑料管，头部采用橡胶与尾气排放管密封，所述集气管8与废气收集管5与气体采集箱体2螺纹连接；所述电动升降机1采用连杆结构，由步进电机调节连杆倾斜角度调整气体采集箱体2高度。进一步地，所述检测装置以红外线能量变化为被测量，输出量为发动机转速。进一步地，所述热电堆探测器4探测室内设有成矩阵排列于探测器圆心四周的四个独立热电堆，且四个热电堆各自拥有独立红外滤光片，基于Lambert-Beer定律，当尾气浓度变化时，热电堆探测器4通过Seebeck效应产生热电势信号，获得发动机排气信号。采用上述检测装置进行汽油车发动机转速不分光红外检测方法，基于频谱分析原理，将热电堆探测器4产生信号进行快速傅里叶变换FFT处理，分离出单缸作功的基频信号，将分离后的基频信号通过算法获得脉冲个数M，通过计算一段时间T内的脉冲个数，由公式获得转速信息，具体测量步骤如下：1)车辆驶入测功机并摆正，气缸下降、在从动轮下放置三角铁，调节箱体高度，使集气管轴线与排气管轴线平齐，将集气管插入尾气管内；2)发动机点火，待发动机车速稳定，开启信号采集和控制系统14，通过工控机10发出的脉冲信号控制红外光源6发出红外线照射集气管8尾部，通过热电堆探测器4采集红外光能量的变化产生热电势信号；3)将热电堆探测器4采集的热电势信号通过信号放大板11进行信号放大，然后传递给工控机10中A/D转换板进行模数转换，通过快速傅里叶变换FFT算法进行频谱分析，将分离出来的基频信号进行一段时间T内的脉冲计数处理，即得发动机转速4)在进行1)、2)、3)步骤的同时，箱体2内温度传感器3产生的数字信号经IO板12传输给工控机，采集箱体2内温度；通过工控机10输出信号控制IO板12上继电器吸合间接控制散热器7工作，保证箱体2温度，不影响热电堆探测器4的测试结果。本专利技术的技术效果是：本专利技术通过检测尾气排放脉冲测得发动机转速，可以加快汽车检测效率，降低检测的成本。解决了传统振动式发动机转速传感器摆放位置点要求高而造成的效率低下问题，同时该设备可以与不透光烟度计共用设备，降低了设备成本简化了操作步骤。附图说明图1检测装置安装分布总图图2信号采集和控制系统示意图图3检测装置检测原理图。图4不分光红外检测局部放大图。图5仪器安装俯视图。图中：1.电动升降机，2.箱体，3.温度传感器，4.热电堆探测器，5.废气收集管，6.红外光源，7.散热器，8.集气管，9.显示器，10.工控机，11.信号放大板，12.IO板，13.微机电源，14.信号采集和控制系统。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面列举的实施例仅为对本专利技术技术方案的进一步理解和实施，并不构成对本专利技术权利要求的进一步限定，因此。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，可以是柔性连接、刚性连接或活动链接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本专利技术涉及一种发动机转速汽油车不分光红外检测装置及方法，该装置主要由信号采集和控制系统14、集气管8、气体采集箱体2、温度传感器3、废气收集管5、红外光源6、热电堆探测器4、散热器7组成，所述信号采集和控制系统14主要包括一台工控机10，一张八路信号放大板11、一张IO板12、一张5375光隔功放输出板及一张5488A/D转换板，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种汽油车发动机转速不分光红外检测装置，包括：信号采集和控制系统(14)、集气管(8)、气体采集箱体(2)、温度传感器(3)、废气收集管(5)、红外光源(6)、热电堆探测器(4)和散热器(7)，其特征在于，所述红外光源(6)和热电堆探测器(4)同轴线安装在气体采集箱体(2)上，所述集气管(8)安装在气体采集箱体(2)前端，与箱体内的废气收集管(5)同轴线，所述集气管(8)和废气收集管(5)的轴线与红外光源(6)和热电堆探测器(4)的轴线相互垂直，所述温度传感器(3)安装于气体采集箱体(2)两侧的上部，使所取温度为箱体内较高温度，所述散热器(7)安装于集气管(8)和废气收集管(5)下侧，且远离气体采集箱体(2)内进排气口，所述气体采集箱体(2)由支架支撑，通过电动升降机调节高度。/n
【技术特征摘要】
1.一种汽油车发动机转速不分光红外检测装置，包括：信号采集和控制系统(14)、集气管(8)、气体采集箱体(2)、温度传感器(3)、废气收集管(5)、红外光源(6)、热电堆探测器(4)和散热器(7)，其特征在于，所述红外光源(6)和热电堆探测器(4)同轴线安装在气体采集箱体(2)上，所述集气管(8)安装在气体采集箱体(2)前端，与箱体内的废气收集管(5)同轴线，所述集气管(8)和废气收集管(5)的轴线与红外光源(6)和热电堆探测器(4)的轴线相互垂直，所述温度传感器(3)安装于气体采集箱体(2)两侧的上部，使所取温度为箱体内较高温度，所述散热器(7)安装于集气管(8)和废气收集管(5)下侧，且远离气体采集箱体(2)内进排气口，所述气体采集箱体(2)由支架支撑，通过电动升降机调节高度。
2.根据权利要求1所述的一种汽油车发动机转速不分光红外检测装置，其特征在于，根据车辆排气筒高度，确定升降机节臂长度为20cm，摇臂总长度为40cm，由反三角函数得到最大升降角为最小升降角为所选步进电机步距角为1.8°，故选取升降角范围为22°-49°。
3.根据权利要求1或2所述的一种汽油车发动机转速不分光红外检测装置，其特征在于，所述红外光源(6)、热电堆探测器(4)通过支架安装在气体采集箱体(2)内，所述集气管(8)为耐热塑料管，头部采用橡胶与尾气排放管密封，所述集气管(8)与废气收集管(5)与气体采集箱体(2)螺纹连接；所述电动升降机(1)采用连杆结构，由步进电机调节连杆倾斜角度调整气体采集箱体(2)高度。
4.根据权利要求3所一种汽油车发动机转速不分光红外检测装置，其特征在于，所述检测装置以红外线能量变化为被测量，输出量为发动机转速。
【专利技术属性】
技术研发人员：张立斌，王冠然，冯诗源，夏灿，单红梅，戴建国，刘琦烽，徐观，林慧英，陈熔，刘玉梅，张乐乐，查玉彬，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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