Газоаналитическая система выхлопных газов автомобильных двигателей

 

(1Ц1002874

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сотов Советских

Социалистических

Реслублин (6I j Дополнительное к авт. синд-ву д 866464 (22)»<»e«15 01.80 (21) 28731 0Уг -06 с присоединением заявки М (23) Приоритет (53)Q. 9(д.

G 01 И 1У00 тввудвратваввй канвтвт

CCCP вв лавам взабретеев и етврытнв (5З) ЯК 621.43. .001. (038.8) Опубликовано 07.03.83. беллетень М 9

Дата ояублнковання описания 09 .03 .83

А.А. Кравченко, В.ф. Примиский, В.А.

В.А. Фернандес и Л,А. Цука (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский и аналитического приборостроения (7l) Заявитель (54) ГАЗОАНАЛИТИЧЕС!ЖЯ СИСТЕМА ВЫХЛОПНЫХ

ГАЗОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к устройст- вам для анализа выхлопных газов транспорных средств.

По основному авт.св.. h 866464 известна газоаналитическая система, со- з держащая пробоотборный зонд и соединенный с ним линией транспортирования блок фильтрации и очистки, измерители содержания углеводородов, соединенные с соответствующими блоками то пробоподготовки в измерительных ка-налах 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 очигтки, размещенными в измерительном канале углеводородов и соединенными последова" тельно линией транспортирования, эле.". ктронагревательными устройствам, взаимосвязанными блоками терморегулирования и термодатчиками, при этом, дополнительный пробоотборный зонд и блок фильтрации и очистки, блок пробоподготовки в измерительном канале углеводородов, измеритель содержания углеводородов, блоки терморегулир >вания и термодатчики размещены в соответствующих электронагревательных устройствах f 1 j;

Недостатком известного устройства является погрешность измерений, обус" ловленная наличием блоков отбора (БО), Формирован я (БФО ) и подготовки пробы (БПП)..

При прохождении газовой пробы по

:элементам ПО, БФО, БПП, вследствие химической активности газовых компо-. нентов, 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-, 3 100

ro компонента в месте забора Х, то после прохождения по элементам ПО, БФО, БПП она становится - Х К 1Кз, где К,, К, К - коэффициенты преобразования ПО, БФО, БПП. Таким образом, возникает погрешность измерений,.обусловленная тем, что на первичный измерительный преобразователь (ПИП) воздействует не концентрация Х (а именно значения этой концентрации нужно. измерить), а концентрация К„К„К.X .4 Ф ъ 4

При этом общее уравнение измерения имеет вид

У=К, .К- К. Y. К "Х.

13 где К и К . - соответственно коэфФ 5

I фициенты передачи первичного измерительного преобразователя ПИП) и устройства обработки измерительной информации (УОИ).

Наличие коэффициентов К, К

26

К> обуславливает погрешность ЬУ,, Правильно уравнение измерения долж" но выгляд.еть так

У = К,1 Кьд. Х, Щ

1 те.дУ =У - У = K;K-X(Ê.V К -1

Погрешность Ь согласно известным способам газового анализа не устраняется и не учитывается при обработке результатов измерений, т.е. ошибочно принимается К „ К; . K> = 1, что приводит к значительным погрешностям измерений.

Целью изобретения является повы" шение точности измерений .

Укаэанная цель достигается тем, что система дополнительно содержит устройство управления и первый и второй электромагнитные клапаны, установленные соответственно между стойкой калибровочных газов и пробоотборными зондами, и между той we стойкой и входами измерителей содержания СО, СО, ЙО и углеводородов, причем управляющие входы электромагнитных клапанов

45 соединены с устройством: управления.

На чертеже изображена схема устройства.

Система подключается к выхлопной трубе 1, пробоотборными зондами 2 и .дополнительным пробоотборным .зондом 3 и содержит блок 4 фильтрации и очистки, дополнительный блок 5 Фильтрации и очистки, блоки 6 и 7 пробоподготовки, измерители 8- 11 содержания СО, ° CÎ, 0 и углеводородов, блок 12 обработки »нформации, регистрирую" щий прибор 13, электронагревательные ф устройства 14- 17, блоки 18"21 термо"

2874 . 4 регулирования, термодатчики 22-25, стойку 26 калибровочных газов. В систему дополнительно введено устройство 27 .управления, первые электромагнитные кЛапаны 28 и вторые "электро" магнитные клапаны 29. Система имеет баллоны с поверочными газовыми смесями НПГС) 30 и ручные вентили 31.

Иэ выхлопной трубы автомобиля через пробоотборные зонды 2 и 3 отбирают газовую пробу соответственно в блоки фильтрации 4 и очистки 5, где производится очистка и фильтрация пробы от пыли и „механических приме ceA. 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 постуйает на измерители 8"11 содержания СО, СО, 80@I и углеводородов(УСН) 8-11, на выходе которых возникает электрический сигнал, пропорциональный концентрации анализируемых компонент (СО, СО2, 01, Х СН). После измерителей 8-11 электрические сигналы в каждом мзмерительном 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 бло-, ка фильтрации и очистки 4 или дополнительного блока фильтрации и очистки 5, либо на вход измерителей 8-11 содержания СО, СО, N0, XCH.

Пусть необходимо откалибровать из-, мерительный канал на СО. В этом случае открывается ручной вентиль 31 на баллоне с ПГС 30, в котором находится заранее приготовленная ПГС с CO с концентрацией Х, соответствующей одной из точек шкалы измерения 1обычно последней трети) . Устройство 27 управления в первом такте выдает управляющий сигнал на открытие первого электро" магнитного клапана 28, стоящего на входе блока 4 Фильтрации и очистки.

При этом баллон 30 с ПГС подключается ко входу пробоотборника 2. Выходной электрический сигнал, зафиксированный в устройстве 12 обработки информации

5 1002 измерительного канала на СО 8, определится следующим образом

2. Ь 4 „Ч 1

Во втором такте устройство 27 уп- . равления выдает сигнал на закрытие первого электромагнитного клапана 28 и открытие второго электромагнитного клапана 29, стоящего на входе измерителя СО 8. Соответственно выходной электрический сигнал, зафиксированный1з в блоке 12 обработки информации определяется по соотношению

"4 К5.

В блоке 12 обработки информации производится деление полученных величин

У К Кз K К4 К Х

3rt

К4 Кг КЗ

Т.е. в результате экспериментально определена величина К 1 К К>.

Иа величину этого значения - К,. К ° Ксоответственно изменяется коэффицйент передачи блока,l2 обработки информа- 25 ции, т.е. К изменяется до значения

К

Кх Кз

Таким образом, общее выражение для электрического сигнала, зафикси- зв рованное выходным регистрирующим прибором 13, определяется соотношением, ь =к к.к к. -к — x=

К

4 1 «Z > 4 К1КР К. К

Кз- Kq" К4 К5 Х З5

Аналогично осуществляется калибровка других измерительных каналов. Т.е. периодическая подача ПГС на вход пробоотборных устройств 4 и 5, а затем подача этой ПГС на вход соответствую-4О щих измерителей 8-11 позволяет экспериментально учесть влияние блоков 4-7 и тем самым повысить точность измерений.

Из выхлопнои трубы автомобиля 1 через пробоотборные зонды 2 и 3 отбирают газовую пробу соответственно в первый 4 и второй 5 блоки фильтрации и очистки, где производится очистка и фильтрация пробы от пыли и механических примесей. Далее с них газовая проба поступает на первый 6 и второй 7 блоки пробоподготовки, где удаляется влага и происходит регулирование по давлению и расходу.

С блоков пробоподготовки б и 7

55 анализируемый газ поступает на -измерители (ПИП) 8-11, на выходе последних возникает электрический сигнал, 874 б пропорциональный концентрации анали" зируемых компонентов (CO, СО, <Ох

ХСН). После измерителей (ПИП) 8-11 электрические сигналы в каждом изме" рительном канале масштабируются, уси" ливаются,линеаризируются вблоках 12 обработки информации и с них фиксируются в регистрирующих приборах 13.

Возможны различные варианты схеиной и аппаратурной реализации предложенного устройства с использованием счетно-решающих устройств. Устройство позволяет устранить погрешность, обус" ловленную 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 улучшения качества подаваемой пробы (ее влаж-. ности, очистки, осушки, регулирования по расходу и давлению, температуре и т А которые и выполняются

:различными блоками и устройствами пробоотбора и пробоподготовки.

Таким образом, резкое увеличение этих блоков уже не позволяет принимать К„-. Кз. К = 1, как это дела:лось раньше. Конечно, наиболее просто учесть коэффициенты К К . К можно было бы, зная их зйачения, но точный их расчет произвести не представляется возможным ввиду боль" шого числа параметров, влияющих на их значение.

Экспериментальные исследования на системах, предназначенных для анализа отходящих газов конверторного и доменного производства, по:.-а,зывают, что данное устройство позво ляет увеличить точность измерений

"в 1,5-2 раза, а сама такая корректировка осуществляется один раз е смену. . Предлагаемое устройство позволяет увеличить точность измерений газоаналитических систем и получить тех" нико-экономический эффект в размере

23 тыс. руб. в год. формула изобретения

Газоаналитическая система выхлопных газов автомобильных двигателей по авт.св. Р 866464, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повыше-.

7 1002874 8 ния точности измерений, она аополни- леводородов, причем управляющие вхо" тельно содержит устройство управле- ды электромагнитных клапанов .соединия и первый и второй электромагнит- нены с устройством управления. ные клайаны, установленные соответственно между стойкой калибровочных Источники информвции, газов и пробоотборными зондами, и принятые во внимание при экспертизе между той же стойкой и входами изме- 1. Авторское свидетельство СССР рителей содержания СО, СО, NO и yr- 866464, кл. G 01 М 15/00, 1979.

Составитель Н. Патрахальцев

Редактор П. Коссей Техреду А,Бабинец Корректор О. Билак

Заказ 1535/22 Тираж 71 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)0)5 Иосква Ж-З5 Раушская наб. д. 4/g филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4