一种监测氨含量的传感器及监测尾气中氨含量的方法技术

本发明专利技术涉及一种监测氨含量的传感器及监测尾气中氨含量的方法。传感器包括基体，基体上分别设置有进气口和出气口，基体内分别设置有第一腔室(4)和第二腔室(7)，第二腔室与第一腔室均连通进气口，第二腔室与第一腔室还均连通出气口；第一腔室用于使尾气中的目标气体发生氧化反应，并能测量出未参与该反应的氧气所引起的电流变化或电压变化，目标气体包括HC、CO和H2中的一种或多种；第二腔室用于使尾气中的氨气及目标气体均发生氧化反应，并能测量出未参与该反应的氧气所引起的电流变化或电压变化。该传感器可以为SCR、SDPF装置的氮氧化物精确反应反馈重要的“氨含量”信息，有助于避免氨喷射超标。氨喷射超标。氨喷射超标。

【技术实现步骤摘要】
一种监测氨含量的传感器及监测尾气中氨含量的方法


[0001]本专利技术涉及机动车辆尾气排放检测领域，具体地，涉及一种监测氨含量的传感器及监测尾气中氨含量的方法。

技术介绍

[0002]解读轻型柴油车(LDD)排放法规，可以发现从国5(CN
Ⅴ
)升级到国6b(CN
Ⅵ
b)NO
X
排放限值下降了82.1％，NO
X
排放呈现更严格趋势。
[0003]常规的尾气后处理工艺中，SCR或者SDPF是净化氮氧化物(NO
X
)的装置，当然他所必须的反应剂是氨气(NH3)，氨(NH3)在SCR或者SDPF中与氮氧化物(NO
X
)反应如公式(1)～(3)所示：
[0004]2NH3+NO+NO2→
2N2+3H2O(1)；8NH3+6NO2→
7N2+12H2O(2)；
[0005]4NH3+4NO+O2→
4N2+6H2O(3)。
[0006]式(1)～(3)中所示的三种反应所消耗的NH3数量是不一样的，但是一般情况下，尿素喷射系统的喷射量都会适当过喷(过多喷射NH3)。尿素喷射系统的这种“过量喷射”行为，造成的NH3喷射超标，不仅气体味道很难闻，还可能造成污染。
[0007]因此需要开发一种能够测量后处理系统中“氨含量”的传感器。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种可以监测氨含量的传感器及监测尾气中氨含量的方法，能够监测SCR或者SDPF装置处理后的尾气中的氨含量，可以为SCR、SDPF装置的氮氧化物精确反应反馈重要的“氨含量”信息。
[0009]为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种监测氨含量的传感器，包括基体，所述基体上分别设置有进气口和出气口，所述基体内分别设置有第一腔室和第二腔室，所述第二腔室与所述第一腔室均连通所述进气口，所述第二腔室与所述第一腔室还均连通所述出气口；其中，所述第一腔室用于使尾气中的目标气体发生氧化反应，并能测量出未参与该反应的氧气所引起的电流变化或电压变化，所述目标气体包括HC、CO和H2中的一种或多种；所述第二腔室用于使尾气中的氨气及所述目标气体均发生氧化反应，并能测量出未参与该反应的氧气所引起的电流变化或电压变化。
[0010]可选地，该传感器还包括：固体电解质基体、第一铂电极、第二铂电极、钳位电极、第三铂电极、第四铂电极、第一电源、第一电信号测定装置、第二电源、第二电信号测定装置和钳位电信号测定装置；所述固体电解质基体形成为所述基体，所述固体电解质基体允许氧离子流通；所述第一铂电极覆于所述第一腔室的顶部内壁上，所述第二铂电极覆于所述固体电解质基体的顶部外壁上；所述第一电源的一极连接与所述第一铂电极，另一极与所述第二铂电极连接；所述第三铂电极覆于所述第二腔室的顶部内壁上；所述第四铂电极覆于所述固体电解质基体的顶部外壁上；所述第二电源的一极与所述第三铂电极，另一极与所述第四铂电极连接；所述第一电信号测定装置与所述第一铂电极和所述第二铂电极连
接；所述第二电信号测定装置与所述第三铂电极和第四铂电极连接；所述固体电解质基体还设有水平凹槽形式的钳位电极气体流道，所述钳位电极气体流道的开口与外部大气环境连通处，所述钳位电极覆于所述钳位电极气体流道的上侧壁，所述钳位电信号测定装置与所述钳位电极和所述第一铂电极连接。
[0011]可选地，该传感器还包括测试气体主流道、第一气体支流道和第二气体支流道；所述固体电解质基体包括相对设置的左侧壁和右侧壁；所述第一腔室和所述第二腔室沿由左至右的方向上设于所述固体电解质基体内；所述第一腔室和所述第二腔室之间具有间隔；所述第一腔室设有朝向所述右侧壁的第一气体入口，所述第二腔室设有朝向所述左侧壁的第二气体入口；所述进气口设于所述固体电解质基体的顶部并沿竖直方向向所述固体电解质基体内部延伸形成为所述测试气体主流道；所述测试气体主流道的延伸末端在水平方向上向所述固体电解质基体的左侧壁延伸形成所述第一气体支流道；所述测试气体主流道的延伸末端在水平方向上向所述右侧壁延伸形成所述第二气体支流道；所述第一气体支流道的延伸末端与所述第一腔室的第一气体入口连通，所述第二气体支流道的延伸末端与所述第二腔室的第二气体入口连通；所述第二铂电极位于所述进气口和所述左侧壁之间；所述第四铂电极位于所述进气口和所述右侧壁之间；所述第一腔室的前侧壁和后侧壁分别向所述固体电解质基体外部延伸并贯穿所述固体电解质基体，形成为所述第一腔室的腔室出口；所述第二腔室的前侧壁和后侧壁分别向所述固体电解质基体外部延伸并贯穿所述固体电解质基体，形成为所述第二腔室的腔室出口；所述第一腔室的腔室出口和所述第二腔室的腔室出口形成为所述传感器的出气口。
[0012]可选地，所述固体电解质基体的右侧壁上设有钳位电极气体流道入口，所述钳位电极气体流道入口沿水平方向向所述固体电解质基体部延伸形成为所述钳位电极气体流道；所述钳位电极气体流道位于所述第一腔室和第二腔室下方且与所述第一腔室和第二腔室具有间隔。
[0013]可选地，所述第二腔室内设有氨气捕捉层和贵金属层，所述第三铂电极覆于所述第二腔室的上侧壁，所述贵金属层覆于所述第三铂电极上，所述氨气捕捉层覆于所述贵金属层上；所述氨气捕捉层包含氨气捕捉颗粒；所述氨气捕捉颗粒包含Ni3V2O8；所述氨气捕捉颗粒的粒径为2～25μm；所述氨气捕捉层的厚度为2～25μm；所述氨气捕捉层的长度为1～10mm；所述氨气捕捉层的宽度为1～8mm；所述贵金属层包含贵金属颗粒；所述贵金属包括Au。
[0014]可选地，该传感器还包括加热单元；所述加热单元包括加热电极、加热电阻和加热电压，所述加热电极和加热电阻设于所述固体电解质基体内部；所述加热电极和加热电阻位于所述钳位电极气体流道与所述的固体电解质基体的底部之间，且所述加热电极和加热电阻分别与所述固体电解质基体的底部平行；所述加热电压的一端与所述加热电极连接，另一端与所述加热电阻连接。
[0015]本公开第二方面提供一种监测尾气中氨含量的方法，采用本公开第一方面所述的传感器，该方法包括以下步骤：使尾气经所述进气口进入所述传感器，然后分流进入所述第一腔室和第二腔室；获取所述第一腔室的第一电信号值以及所述第二腔室的第二电信号值；根据所述第一电信号值和所述第二电信号值确定所述尾气中的氨气的含量。
[0016]可选地，所述的根据所述第一电信号值和所述第二电信号值确定所述尾气中的氨
气含量，包括：根据第一电信号测定装置测得的第一电信号值确定所述第一腔室内未与目标气体发生氧化反应的第一氧气量；根据第二电信号测定装置测得的第二电信号值确定所述第二腔室内未与氨气及所述目标气体发生反应的第二氧气量；根据所述第一氧气量和所述第二氧气量的差值确定所述第二腔室内与氨气发生氧化反应的第三氧气量，根据所述第三氧气量确定尾气中氨气的含量。
[0017]可选地，该方法还包括：获取钳位电信号测定装置的第三电信号值；判断所述第三电信号值是否大于钳位预本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种监测氨含量的传感器，其特征在于，包括基体，所述基体上分别设置有进气口和出气口，所述基体内分别设置有第一腔室(4)和第二腔室(7)，所述第二腔室(7)与所述第一腔室(4)均连通所述进气口，所述第二腔室(7)与所述第一腔室(4)还均连通所述出气口；其中，所述第一腔室(4)用于使尾气中的目标气体发生氧化反应，并能测量出未参与该反应的氧气所引起的电流变化或电压变化，所述目标气体包括HC、CO和H2中的一种或多种；所述第二腔室(7)用于使尾气中的氨气及所述目标气体均发生氧化反应，并能测量出未参与该反应的氧气所引起的电流变化或电压变化。2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，该传感器还包括：固体电解质基体(9)、第一铂电极(2)、第二铂电极(3)、钳位电极(8)、第三铂电极(5)、第四铂电极(6)、第一电源(10)、第一电信号测定装置(11)、第二电源(12)、第二电信号测定装置(13)和钳位电信号测定装置(16)；所述固体电解质基体(9)形成为所述基体，所述固体电解质基体(9)允许氧离子流通；所述第一铂电极(2)覆于所述第一腔室(4)的顶部内壁上，所述第二铂电极(3)覆于所述固体电解质基体(9)的顶部外壁上；所述第一电源(10)的一极连接与所述第一铂电极(2)，另一极与所述第二铂电极(3)连接；所述第三铂电极(5)覆于所述第二腔室(7)的顶部内壁上；所述第四铂电极(6)覆于所述固体电解质基体(9)的顶部外壁上；所述第二电源(12)的一极与所述第三铂电极(5)，另一极与所述第四铂电极(6)连接；所述第一电信号测定装置(11)与所述第一铂电极(2)和所述第二铂电极(3)连接；所述第二电信号测定装置(13)与所述第三铂电极(5)和第四铂电极(6)连接；所述固体电解质基体(9)还设有水平凹槽形式的钳位电极气体流道，所述钳位电极气体流道的开口与外部大气环境连通处，所述钳位电极(8)覆于所述钳位电极气体流道的上侧壁，所述钳位电信号测定装置(16)与所述钳位电极(8)和所述第一铂电极(2)连接。3.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，该传感器还包括测试气体主流道(1)、第一气体支流道和第二气体支流道；所述固体电解质基体(9)包括相对设置的左侧壁和右侧壁；所述第一腔室(4)和所述第二腔室(7)沿由左至右的方向上设于所述固体电解质基体(9)内；所述第一腔室(4)和所述第二腔室(7)之间具有间隔；所述第一腔室(4)设有朝向所述右侧壁的第一气体入口，所述第二腔室(7)设有朝向所述左侧壁的第二气体入口；所述进气口设于所述固体电解质基体(9)的顶部并沿竖直方向向所述固体电解质基体(9)内部延伸形成为所述测试气体主流道(1)；所述测试气体主流道(1)的延伸末端在水平方向上向所述固体电解质基体(9)的左侧壁延伸形成所述第一气体支流道；所述测试气体主流道(1)的延伸末端在水平方向上向所述右侧壁延伸形成所述第二气体支流道；所述第一气体支流道的延伸末端与所述第一腔室(4)的第一气体入口连通，所述第二气体支流道的延伸末端与所述第二腔室(7)的第二气体入口连通；所述第二铂电极(3)位于所述进气口和所述左侧壁之间；所述第四铂电极(6)位于所述进气口和所述右侧壁之间；所述第一腔室(4)的前侧壁和后侧壁分别向所述固体电解质基体(9)外部延伸并贯穿所述固体电解质基体(9)，形成为所述第一腔室(4)的腔室出口；所述第二腔室(7)的前侧壁和后侧壁分别向所述固体电解质基体(9)外部延伸并贯穿所述固体电解质基体(9)，形成为
所述第二腔室(7)的腔室出口；所述第一腔室(4)的腔室出口和所述第二腔室(7)的腔室出口形成为所述传感器的出气口。4.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述固体电解质基体(9)的右侧壁上设有钳位电极气体流道入口，所述钳位电极气体流道入口沿水平方向向所述固体电解质基体(9)内部延伸形成为所述钳位电极气体流道；所述钳位电极气体流道位于所述第一腔室(4)和第二腔室...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵振兴，
申请(专利权)人：长城汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：