Газоаналитическая система выхлопных газов автомобильных двигателей Советский патент 1983 года по МПК G01M15/00 

(5) ГАЗОАНАЛИТИЧЕС1САЯ СИСТЕМА ВЫХЛОПНЫХ . . ГАЗОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

V Изобретение относится к устройствам для анализа выхлопных газов тран порных средств. По основному авт.св.. К известна газоаналитическая система, со держащая пробоотборный зонд и соединенный с ним линией транспортирования блок фильтрации и очистки, измерители содержания углеводородов, соединенные с соответствующими блоками пробоподготовки в измерительных каналах и через блоки обработки информации - с регистрирующими приборами, стойку калибровочных газов, подсоединенную своими выходами к блокам пробоподготовки. Система снабжена дополнительным пробоотборным зондом и блоком фильтрации и очистки, разме щенными в измерительном канале углеводородов и соединенными последовательно линией транспортирования, эле ктронагревательныкм устройства, взаижьсвязанными блоками терморегулирования и термодатчиками, при этом, дополнительный пробоотборный зонд и блок фильтрации и очистки, блок пробоподготовки в измерительном канале углеводородов, измеритель содержания углеводородов, блоки терморегулирювания и термодатчики размещены в соответствующих электронагревательных устройствах С 1 3% Недостатком известного устройства является погрешность измерений, обусловленная наличием блоков отбора (ВО), формирования (БФО) и подготовки пробы (БПП). При прохо вдении газовой пробы по элементам ПО, БФО, БПП, вследст1 ие химической активности газовыхкомпонентов, явлений сорбции и десорбции, растворения в воде, выпадения в конденсат и других физико-химических деформаций, наблюдается нарушение представительности газовой пробы, т.е. если концентрация анализируемо, го компонента в месте забора X,j , то после прохождения по элементам ПО, БФО, БПП она становится - , где К, К К - коэффициенты преобразования ПО, БФО, ВПП. Таким образом, возникает погрешность измерений обусловленная тем, что на первичный измерительный преобразователь (ПИП) воздействует не концентрация Х- (а именно значения этой концентрации нужна измерить), а концентрация При этом общее уравнение измерения имеет вид У К. К,,. КуК. где К и К - соответственно коэффициенты передачи первичного измерительного преобразователя СПИП) и устройства обработки измерительной информации (УОИ. Наличие коэффициентов К , К,, К обуславливает погрешность ДУ. Правильно уравнение измерения дол но выглядеть так У Ку- Х4, т.е. лУ у- У --..( Ку К Погрешность ДУ согласно известным способам газового анализа не устраня ется и не учитывается при обработке результатов измерений., т.е., ошибочно принимается К, К 1, что приводит к значительным погрешностям из мерений. Целью изобретения является повышение точности измерений« Указанная цель достигается тем, , что система дополнительно содер : ит устройство управления и первый и вто рой электромагнитные клапаны, устано ленные соответственно между стойкой калибровочных газов и пробоотборными зондами, и между той же стойкой и вх дами измерителей содержания СО, СО,, N0 и углеводородов, причем управляю щие входы электромагнитных клапанов соедик7ены с устройством : управления На чертеже изображена схема устройства. Система подключается к вы)лопной трубе 1, пpoбooтбopны «1 зондами 2 и .дополнительным пробоотборным зондом и содержит блок 4 фильтрации и ки, дополнительный (5лок 5 фильтрации и очистки, блоки 6 и 7 пробоподготов ки, измерители 8-11 содержания СО, СО, N0 и углеводородов,,блок 12 обработки информации, регистрирующий прибор 13 электронагревательные . устройства 14-17, блоки 18-21 термо87 4регулирования, термодатчики 22-25, стойку 26 калибровочных газов. В систему дополнительно введено устройство 27 управления, первые электромагнитные кЛапаны 28 и вторые электромагнитные клапаны 29. Система имеет баллоны с поверочны)«1 газовыми смесями Vnrc) 30 и ручные вентили 31. Из выхлопной трубы автомобиля 1 через пробоотборные зонды 2 и от бирают газовую пробу соответственно в блоки фильтрации и очистки 5, где производится очистка и филь грация прйбы от пыли и j.Mexa ни чески X примесей. Далее газовая проба поступает в блоки 6 и 7 пробоподготовки где удаляется влаГа и, происходит регулирование по давлению и расходу, С блоком 6 и 7 пробоподготовки анализируемый газ посту пйет на измерители 8-11 содержания СО, СО, NOy; и угяеводородов(ТСН 8-11, на выходе которых возникает электрический сигнал, пропорциональный концентрации анализируемых компонент (СО, СО, Oj(, 1СНЛ После измерителей 8-11 электрические сигналы в каиздом мэмерительном канале масштабируются, усиливаются, линеаризуются в блоках обработки 12 информации и фиксируются регистрирующими приборами 13 С помощью блока 27 управления осуществляется периодическая подача поверочных газовых смесей от баллонов с ПГС 30, через первые 28 или вторые 29 электромагнитные клапаны либо на вход блот ка фильтрации и очистки k или дополнительного блока фильтрации и очистки 5 либо на вход измерителей 8-11. содержания СО, СО, N0, 1СН. Пусть необходимо откалибровать измерительный канал на СО. В этом случае открывается ручной вентиль 31 на баллоне с ПГС 30, в котором находится заранее приготовленная ПГС с СО с концентрацией Х , соответствующей одной из точек шкалы измерения Добычно последней трети/. Устройство 27 управления в первом такте выдает управляющий сигнал на открытие первого электромагнитного клапана 28, стоящего на входе блока k фильтрации и очистки. При этом баллон 30 с ПГС подключается ко входу пробоотборника 2. Выходной электрический сигнал, зафиксированный в устройстве 12 обработки информации измерительного канала на СО S, определится следующим образом У К,« . Kj,- Кд- К Х Во втором такте устройство 27 уп- . равления выдает сигнал на закрытие первого элект(эомагнитноро клапана 28 и открытие второго электромагнитного клапана 29, стоящего на входе измерителя СО 8. Соответственно выходной электримеский сигнал, зафиксированныйю в блоке 12 обработки информации опре деляется по соотношению У/ К4 К Х, В блике 12 обработки информации производится деление полученных веiL s К-1 Кг. K-S Кд- К., X К. К X. К. К К в результате экспериментально определена величина К Kj, Kj. На величину этого значения - К соответственно изменяе тся коэффициен передачи блока Л2 обработки информации, т.е. К изменяется до значения 9 К К К Таким образом, о(5щее выражение для электрического сигнала, зафиксированное выходным регистрируюи им при бором 13, определяется соотношением, К . К к - Кл 7 4 КГ-К К, М ъ 4 5 Аналогично осуществляется калибро ка других измерительных каналов. Т.е периодическая подача ПГС на вход про боотборных устройств и 5, а затем подача этой ПГС на вход соответствую щих измерителей 8-11 позволяет экспе риментально учесть вшяние блоков тем самым повысить точность измере Из выхлопной трубы автомобиля 1 через пробоотборные зонды 2 и 3 отби рают газовую пробу соответственно в первый k и второй 5 блоки фильтрации и очистки, где производится очистка фильтрация пробы от пыли и механичес ких примесей. Далее с них газовая проба поступает на первь|й б и второй блоки пробоподготовки, где удаляется, влага и происходит регулирование по давлению и расходу. С блоков пробоподготовки 6 и 7 анализируемый газ поступает на измерители (ПИп7 8-11, на выходе последних возникает электрический сигнал. 10 7 пропорциональный концентрации анализируемых компонентов С СО, СО., ICH). После измерителей (ПИП; 8-11 электрические сигналы в каждом измерительном канале масштабируются, усиливаются,линеаризируются в блоках 12 обработки информации и с них фиксируются в регистрирующих приборах 13 Возможны различные варианты схемной и аппаратурной реализации предложенного устройства с использованием счетно-решающих устройств. Устройство позволяет устранить погрешность, обусловленную нарушением представительности газовой пробы элементами пробоподготовки, которые сейчас занимают значительное место в конструкциях газоаналитических приборов, в связи с резко возрастающими требованиями к чувствительности ПИП и, как следствие этого, необходимости улуч зения качества подаваемой пробы (ее влаж-. ности, очистки, осуыки, регулирования по расходу и давлению, Tewieparyре и т.д. , которые и выполняются различными брюками и устройствами npo6ooT6qpa и пробоподготовки. Таким образом, резкое увеличение этих блоков уже не позволяет принимать KJ-. К 1 , как это делалось раньше. Конечно, наиболее просто учесть коэффициенты К можно было бы, зная их значения, но точный их расчет произвести не представляется возможным ввиду большого числа параметров, влияющих на их значение. Экспериментальные исследования на системах, предназначенных для анализа отходящих газов конверторного и доменного производства, по;:азывают, что данное устройство позволя.ет увеличить точность измерений в 1,5-2 раза, а сама такая корректировка осуществляется один раз в смену. . Предлагаемое устройство позволяет увеличить точность измерений газоаналитических систем и получить технико-экономический эффект в размере 23 тыс. руб. в год. Формула изобретения Газоаналитическая система выхлопных газов автомобильных двигателей по авт.сВо № 866А64, обличающаяся тем, что, с целью повыше-. ния точности измерении, она пополнительно содержит устройство управления и первый и второй электромагнитные клапаны, установленные соответственно между стойкой калибровочных газов и пробоотборными зондами, и между той же стойкой и входами измерителей содержания СО, COj., КОхИ уг107 леводородов, причем управляющие входы электромагнитных клапанов соединены с устройством управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР If , кл. G01 И 15/00, 1979.