用于确定汽车空调系统中的制冷气体的浓度和/或污染气体的浓度的气体分析仪系统技术方案

本发明专利技术提供一种气体分析仪系统(1)，用于确定汽车空调系统(2)中的气体浓度，气体分析仪系统(1)具有：配备有气体分析室(6)的红外多探测器设备(5)；在分析室(6)内发射红外辐射的发射装置(7)；红外多探测装置(8)，基于气体的辐射吸收产生电测量量；与分析室(6)连接的吸泵(11)，在分析室内产生低气压；以及电控单元(20)，基于红外多探测器(8)提供的多个电测量量(Vm)以及参考电量(V0)，确定主要的汽车制冷气体(GR1)的浓度和污染气体(GCi)的浓度。

【技术实现步骤摘要】
气体分析仪系统和制冷气体再充气/回收站
本专利技术涉及一种气体分析仪系统，其用于确定汽车空调系统中的制冷气体的浓度和/或污染气体的浓度。
技术介绍
众所周知，汽车空调系统的效率取决于所使用的制冷气体，显然这与汽车制造商使用的制冷剂的具体类型相关，相对于在此称为“污染气体”的其它类型的气体，其必须具有一定程度的“纯度”。在现实生活中，系统中的制冷气体经常变得不纯净，也就是，制冷气体会意外地与一定量的、即使是极少的污染气体混合。制冷气体的污染本质上出现在原料，也就是在制冷气体第一次充入空调系统时出现的，或者其发生在首次加料后，例如，由于汽车空调系统的操作或者用另一种类型的制冷气体代替一种类型的制冷气体。如今，上述污染的风险在汽车工业是非常实际的问题，已有规章提出，需要将现有汽车空调系统中使用的制冷气体R-134替换为与旧有不同的新的制冷气体类型R-1234yf。基于此，在汽车工业，已有要使气体分析仪系统构造得、以一定的精确度来确定在汽车空调系统中实际存在的制冷气体的类型和实际浓度、以确定后者是否符合上述规章的需求。现有的一些制冷气体分析仪系统使用NDIP(无色散红外分析)技术，其通常包括：入口终端，连接到低气压系统上的连接器，在一恒定的预定压力下接收气态的制冷液体；气体分析室；减压装置，布置在入口终端和气体分析室之间，将制冷气体以比离开低气压回路时的压力减小的压力供应给后者，压力通常高于大气压；红外辐射源，在气体分析室内发射红外频率带内的辐射束；红外多探测器装置，产生具有电量的电信号，其代表气体在特定的频率带所吸收的辐射；以及电控电路，基于多探测器装置产生的电量，确定分析室内的制冷气体的浓度。上述的气体分析仪系统通常构造得执行初始的自动校准，期间电控电路确定参考电量，一般是一个代表了分析室中没有气体的状态下的电压值，并且其与一个绝对参考值相关，特别的，无气体浓度在此指示为零参考值。接着，与零参考值相关的相对电量用于计算制冷气体的浓度。这时，如此执行自动校准：将外部环境的空气通过活性炭过滤器引入分析室，在室内产生辐射束，并给分析室中具有大气的多探测器装置产生的电量分配一个相对电量。然而，基于作为参考的外部大气具有的污染气体，执行上述初始自动校准的参考电量的计算具有固有的一个错误。本申请进行了实验室测试，实际上也证实了外部环境进入的空气即使使用活性碳过滤器进行了过滤，也是不纯的，包括了相当大百分比的污染气体，例如，作为举例，二氧化碳CO2、一氧化碳CO等等。因此，校准过程中大气中包含的污染气体的存在给参考电量和由此计算出的制冷气体浓度引入了固有的错误，由此也降低了分析的精度。我们也知道，为了提高测量制冷气体的浓度的精度，最近已出现了能够以高精度进行确定的需求，并不仅仅是高浓度气体的百分比，也就是制冷气体，还包括“低浓度”气体、甚至污染气体的百分比，从而获得汽车空调系统中存在的气体成分的全面信息。然而，归咎于至今为止还未被解决的特定技术问题，以及基本上源于能以合适的方式同时分析以高浓度存在的制冷气体以及分析以低浓度存在的污染气体的分析室的尺寸方面的困难，这些需求还未被得到满足。特别的，本申请在上述分析仪系统类型上进行的实验室测试，其在分析室中将气体维持在与大气压力基本相同的压力，证实了增加分析室中污染气体的容积会导致：一方面，提高以低浓度存在的气体的测量精度，但是，另一方面，显著降低了高浓度气体的测量精度，这是分析制冷气体情况面对的常见状况，这使得分析变得不可能。实际上，高浓度制冷气体集中于特别“大”的室体积会导致辐射束能量的大量吸收，如果扩散超过一定的体积阈值会减小多探测器装置产生的电量的饱和条件，造成无法进行气体的分析。相反的，将分析室内的气体压力保持得与大气压力基本相同，并且减小分析室的内部容积，那么将获得测量高浓度气体的更大的精度，因为分析的气体摩尔数减少了，这种方式可以避免了多探测器装置饱和的风险，但是同时，测量低浓度气体的精度会减小，因为能够吸收辐射的摩尔数极少，使得多探测器装置无法检测得到。最近，上述分析仪系统将分析室中的分析气体排放到外部环境中，带来环境污染的后果。
技术实现思路
本申请进行了深度的研究，目标在于寻求一种解决方案，能够达到下述具体的目标：-同时提高以高浓度存在的气体、尤其是制冷气体的浓度的测量精度，以及以低浓度存在的污染气体的测量精度，采用相同紧凑的分析室，以减少成本和体积；-提高确定参考电量的精度，其与分析仪系统的自动校准期间的零参考值相关；以及-减小分析后气体排放带给环境的影响。本专利技术的目标由此是提供一种解决方案，其达到上述的目标。该目标通过本专利技术所涉及的一种气体分析仪系统来达到，其构造得确定汽车空调系统中气体的浓度，该气体分析仪系统包括：-红外多探测器装置，其具有气体分析室，容纳要分析的气体；发射装置，用于在所述分析室中朝着在所述分析室中容纳的气体发射红外辐射；以及红外多探测装置，用于基于由所述分析室内的所述气体吸收的所述辐射，产生电测量量；以及-电控装置，电子控制装置，用于基于由所述红外多探测装置提供的一系列电测量量和参考电量，来确定在所述汽车空调系统中容纳的主要汽车制冷气体的浓度和污染气体的浓度；所述系统的特征在于，所述系统具有：泵装置，所述泵装置被连接到所述分析室以在所述分析室内产生低气压；并且在所述系统中，所述电子控制装置还用于：控制所述泵装置以吸收在所述分析室内容纳的气体，直到获得在所述分析室中没有气体存在的状态，在所述状态中分析室中的内压达到预定的最小压力；打开所述发射装置以在所述分析室中发射红外辐射；以及基于在所述没有气体存在的状态下由所述红外探测器装置产生的电量，确定所述电参考量。优选的，本专利技术进一步涉及一种用于汽车空调系统的制冷气体再充气/回收站，具有气体分析仪系统，用于确定汽车空调系统中气体的浓度，其中所述气体分析仪系统包括：-红外多探测器装置，其具有气体分析室，容纳要分析的气体；发射装置，用于在所述分析室中朝着在所述分析室中容纳的气体发射红外辐射；以及红外多探测装置，用于基于由所述分析室内的所述气体吸收的所述辐射，产生电测量量；以及-电控装置，电子控制装置，用于基于由所述红外多探测装置提供的一系列电测量量和参考电量，来确定在所述汽车空调系统中容纳的主要汽车制冷气体的浓度和污染气体的浓度；所述系统的特征在于，所述系统具有：泵装置，所述泵装置被连接到所述分析室以在所述分析室内产生低气压；并且在所述系统中，所述电子控制装置还用于：控制所述泵装置以吸收在所述分析室内容纳的气体，直到获得在所述分析室中没有气体存在的状态，在所述状态中分析室中的内压达到预定的最小压力；打开所述发射装置以在所述分析室中发射红外辐射；以及基于在所述没有气体存在的状态下由所述红外探测器装置产生的电量，确定所述电参考量。附图说明本专利技术结合附图进行描述，示出非限制性实施例，其中：-附图1图示出气体分析仪系统，依照本专利技术的原理制得；-附图2是附图1中示出的分析系统执行操作的流程图；以及-附图3图示出配置有附图1所示气体分析仪系统的汽车空调系统的制冷气体再充气/回收站。具体实施方式本专利技术将参考附图进行详细描述，以使技术人员能够生产和使用。对于技术人员来说，对描述的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体分析仪系统(1)，所述气体分析仪系统(1)用于确定汽车空调系统(2)中的气体浓度，所述气体分析仪系统(1)具有：？红外多探测器设备(5)，对所述红外多探测器设备(5)设置：气体分析室(6)，用于容纳要分析的气体；发射装置(7)，用于在所述分析室(6)中朝着在所述分析室(6)中容纳的气体发射红外辐射；以及红外多探测装置(8)，用于基于由所述分析室(6)内的所述气体吸收的所述辐射，产生电测量量；？电子控制装置(20)，用于基于由所述红外多探测装置(8)提供的一系列电测量量(Vm)和参考电量(V0)，来确定在所述汽车空调系统(2)中容纳的主要汽车制冷气体(GR1)的浓度和污染气体(GCi)的浓度；所述系统(1)的特征在于，所述系统(1)具有：？泵装置(11)，所述泵装置(11)被连接到所述分析室(6)以在所述分析室(6)内产生低气压；并且在所述系统(1)中，所述电子控制装置(20)还用于：？控制所述泵装置(11)以吸收在所述分析室(6)内容纳的气体，直到获得在所述分析室(6)中没有气体存在的状态，在所述状态中分析室(6)中的内压(Pm(ti))达到预定的最小压力；？打开所述发射装置(7)以在所述分析室(6)中发射红外辐射；以及？基于在所述没有气体存在的状态下由所述红外探测器装置(8)产生的电量，确定所述电参考量(V0)。...

【技术特征摘要】
2011.05.30 IT TV2011A0000731.一种气体分析仪系统(1)，所述气体分析仪系统(1)用于确定汽车空调系统(2)中的气体浓度，所述气体分析仪系统(1)具有：-红外多探测器设备(5)，对所述红外多探测器设备(5)设置：气体分析室(6)，用于容纳要分析的气体；发射装置(7)，用于在所述气体分析室(6)中朝着在所述气体分析室(6)中容纳的气体发射红外辐射；以及红外多探测器装置(8)，用于基于由所述气体分析室(6)内的所述气体吸收的所述辐射，产生电测量量；-电子控制装置(20)，用于基于由所述红外多探测器装置(8)提供的一系列电测量量(Vm)和参考电量(V0)，来确定在所述汽车空调系统(2)中容纳的主要制冷气体(GR1)的浓度和污染气体(GCi)的浓度；所述气体分析仪系统(1)的特征在于，所述气体分析仪系统(1)具有：-泵装置(11)，所述泵装置(11)被连接到所述气体分析室(6)以在所述气体分析室(6)内产生低气压；并且在所述气体分析仪系统(1)中，所述电子控制装置(20)还用于：-控制所述泵装置(11)以吸收在所述气体分析室(6)内容纳的气体，直到获得在所述气体分析室(6)中没有气体存在的状态，在所述状态中气体分析室(6)中的气体的测量压力(Pm(ti))达到预定的最小压力；-打开所述发射装置(7)以在所述气体分析室(6)中发射红外辐射；以及-基于在所述没有气体存在的状态下由所述红外多探测器装置(8)产生的电量，确定所述参考电量(V0)。2.如权利要求1所述的分析仪系统，其中所述汽车空调系统(2)中的制冷气体处于高于所述最小压力的第一压力(P1)下；所述气体分析仪系统(1)具有：-压力调节装置(12)，用于在第一压力(P1)下从所述汽车空调系统(2)接收所述气体，并在至少高于所述最小压力并且小于或等于所述第一压力(P1)的测量压力(Pm(ti))下将所述气体输送至所述气体分析室(6)；所述电子控制装置(20)还用于：-控制所述压力调节装置(12)，以根据预定的压力步阶(ΔPi)，从所述最小压力至最大压力，使气体分析室(6)中的气体的测量压力(Pm(ti))逐渐增加，所述气体分析室(6)中的气体的测量压力(Pm(ti))低于或等于所述第一压力(P1)；-通过所述红外多探测器装置(8)，在每个压力变化量处，对气体分析室(6)内的所述主要制冷气体(GR1)的浓度和每种污染气体(GCi)的浓度进行取样，以获得制冷气体的多个浓度样本(CGR1(Pm(ti)))和污染气体的多个浓度样本(CGCi(Pm(ti)))；-基于制冷气体的浓度样本(CGR1(Pm(ti)))和污染气体的浓度样本(CGCi(Pm(ti)))，分别确定主要制冷气体(GR1)的实际浓度和污染气体的实际浓度。3.如权利要求2所述的分析仪系统，其中，所述电子控制装置(20)还用于基于在低于第一预定压力阈值的第一离散压力范围中取得的浓度样本(CGR1(Pm(ti)))，确定主要制冷气体(GR1)的实际浓度，并且基于在高于第二预定压力阈值的第二离散压力范围中取得的污染气体(GCi)的浓度样本(CG...

【专利技术属性】
技术研发人员：马努埃莱·卡瓦利，罗博特·朱第奇，
申请(专利权)人：德克萨股份公司，
类型：发明
国别省市：