专利名称：柴油机氮氧化合物排放检测传感器的标定装置及标定方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种传感器的标定装置及相关的标定方法，具体涉及一种用于标定柴油机氮氧化合物(NO)排放检测传感器的标定装置及标定方法。
背景技术：
随着汽车、柴油车拥有量的不断增多，由汽车、柴油车排出的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NO)和微粒物质(铅化物、碳烟等)对大气造成越来越严重的污染。研究表明，人口在100万以上的大城市中40%以上的NO来自于汽车污染。其中NO是一种大气污染物，它的产生及化学行为与几个重大的环境问题密切相关，如酸雨的形成、烟雾事件的发生、臭氧层的破坏和温室效应等，已经引起了全世界的关注。当NO浓度超过一定的域值，其危害将非常显著，因此必须对城市NO的排放量进行严格的监控。城市NO污染源主要为汽车、柴油车排放的尾气。随着我国对于柴油机排放物中污染物含量要求越来越严格，柴油机排放尾气中NO的传感器检测已经变成了一项非常重要的技术，然而目前缺乏非实验室条件下通用的柴油机NO排放检测传感器的标定方法和装置。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种柴油机NO排放检测传感器的标定装置，所述柴油机NO排放检测传感器的标定装置包括混合室、真空泵、中和瓶、标准气体供气源。混合室通过输气管路分别与真空泵及中和瓶相连。在连接混合室与真空泵的输气管路上设有第一阀门，在连接混合室与中和瓶的输气管路上设有第二阀门。第一阀门的入口与混合室的出气口通过输气管路连接，第一阀门的出口与真空泵的抽气口通过输气管路连接。第二阀门的入口与混合室的出气口通过输气管路连接，第二阀门的出口与中和瓶的进气口通过输气管路连接。混合室的进气口通过输气管路与氮氧化合物含量或浓度已知的标准气体供气源的出气口连接。连接混合室的进气口与标准气体供气源的出气口的输气管路上设有第三阀门，第三阀门的入口与标准气体供气源的出气口通过输气管路连接，第三阀门的出口与混合室的进气口通过输气管路连接。混合室还具有用于连接柴油机NO排放检测传感器以进行标定的检测口。其中，标准气体供气源为储存有氮氧化合物含量或浓度已知的标准气体的储气罐。优选地，本发明的柴油机NO排放检测传感器的标定装置还包括NO气瓶、第四阀门、第一流量计、氮气瓶、第六阀门、第二流量计、第五阀门以及第三流量计。储气罐分别通过输气管路与NO气瓶、氮气瓶连接，第四阀门和第一流量计以串联方式设置在储气罐与NO 气瓶连接的输气管路上，第六阀门和第二流量计以串联方式设置在储气罐与氮气瓶连接的输气管路上，第五阀门以及第三流量计以串联方式设置在储气罐与外界空气连通的输气管路上。优选地，在混合室与真空泵的连接输气管路上设有真空计，用于测量真空泵对混合室及储气罐进行抽真空操作时混合室及储气罐内的真空度。在本发明的优选实施例中，所述柴油机NO排放检测传感器的标定装置的各部件直接或间接地固定于可移动小车上。优选地，混合室所具有的检测口为多个。本发明的另一个目的是提供一种柴油机NO排放检测传感器的标定方法，即利用上述柴油机氮氧化合物排放检测传感器的标定装置来标定柴油机氮氧化合物排放检测传感器的标定方法，所述包括混合室和储气罐的抽真空操作步骤，其中，开通第一阀门和第三阀门，通过输气管连通混合室、储气罐和真空泵，由真空泵对混合室、储气罐抽气以便对混合室和储气罐进行抽真空；标准气体的配制步骤，其中，打开第四阀门，NO气瓶通过输气管向储气罐提供NO气体，其后关闭第四阀门，然后打开第六阀门，氮气瓶通过输气管向储气罐提供氮气，其后关闭第六阀门，然后打开第五阀门，通过输气管向储气罐供空气，其后关闭第五阀门，由此，储气罐中的NO气体、氮气和空气相互混合从而制备成标准气体；柴油机NO排放检测传感器的标定步骤，其中，打开第三阀门以向混合室提供储气罐中的标准气体，然后将柴油机NO排放检测传感器的测头插入混合室的检测口，进行检测NO浓度过程， 通过对比分析检测结果和混合室中的标准气体实际浓度，确定柴油机NO排放检测传感器的检测精度水平。优选地，在混合室和储气罐的抽真空操作步骤中，混合室和储气罐的真空度由真空计指示。优选地，在标准气体的配制步骤中，NO气瓶向储气罐提供的NO气体的量以第一流量计的读数为准，氮气瓶向储气罐提供的氮气的量以第二流量计的读数为准，以及向储气罐提供的空气的量以第三流量计的读数为准。优选地，在柴油机NO排放检测传感器的标定步骤之后，打开第二阀门，通过输气管连通混合室和中和瓶，以将NO混合气体导入中和瓶中进行无害化中和反应处理。通过本发明的柴油机NO排放检测传感器的标定装置及标定方法，可以方便地对柴油机NO排放检测传感器进行标定，且在标定过程中，由于标定废气被输送到中和瓶中处理，所以减小了对环境的污染。
图1是根据本发明实施例的柴油机NO排放检测传感器的标定装置的构造示意图。图2是根据本发明实施例的柴油机NO排放检测传感器的标定装置的主视图。图3是根据本发明实施例的柴油机NO排放检测传感器的标定装置侧视图。
具体实施例方式图1是根据本发明实施例的柴油机NO排放检测传感器的标定装置的构造示意图。 如图1所示，本发明的柴油机NO排放检测传感器的标定装置包括混合室10、真空泵20、中和瓶30、标准气体供气源70。混合室10通过输气管路分别与真空泵20及中和瓶30相连。 在连接混合室10与真空泵20的输气管路上设有第一阀门40，在本实施例中，第一阀门40 为电磁截止阀。在连接混合室10与中和瓶30的输气管路上设有第二阀门50，在本实施例中，第二阀门50也采用电磁截止阀的形式。第一阀门40的入口与混合室10的出气口通过输气管路连接，第一阀门40的出口与真空泵20的抽气口通过输气管路连接。第二阀门50 的入口通过输气管路与混合室10的出气口连接，第二阀门50的出口通过输气管路与中和瓶30的进气口连接。此外，混合室10还设置有用于连接柴油机NO排放检测传感器以对柴油机NO排放检测传感器进行标定的检测口。尽管图中只示出了两个检测口，即第一检测口 101和第二检测口 102，但是容易想到，根据需要，混合室10的检测口可以为多个，以对多个柴油机NO 排放检测传感器进行标定。混合室10的进气口通过输气管路与标准气体供气源70的出气口连接。在本实施例中，标准气体供气源采用储气罐70的形式。连接混合室10的进气口与储气罐70的出气口的输气管路上设有第三阀门720，第三阀门720的入口与储气罐70的出气口通过输气管路连接，第三阀门720的出口与混合室10的进气口通过输气管路连接。本文所称的“标准气体”是指作为标定传感器的基准的、NO含量或浓度已知的NO 混合气体。为了配制具有一定NO浓度的标准气体，本发明的柴油机NO排放检测传感器的标定装置还包括NO气瓶80和氮气瓶90。NO气瓶80通过第四阀门820经输气管向储气罐 70提供NO气体，氮气瓶90通过第六阀门920经输气管向储气罐70提供氮气。此外，储气罐70经由输气管连通于外界空气，空气通过第五阀门730经输气管提供至储气罐70。储气罐70中一定量的NO气体、氮气和空气相互混合从而制备成上述标准气体。为了精确控制提供到储气罐70的NO气体、氮气和空气的量，在NO气瓶80与储气罐70之间的输气管上、 氮气瓶90与储气罐70之间的输气管上、以及用于将空气提供至储气罐70的输气管上分别设置有第一流量计810、第二流量计910、以及第三流量计710。图2是根据本发明实施例的柴油机NO排放检测传感器的标定装置的主视图。图 3是根据本发明的柴油机NO排放检测传感器的标定装置的侧视图。如图2、3所示，在本发明的实施例中，柴油机NO排放检测传感器的标定装置的所有部件都直接或间接地安装在可移动小车上。以下说明利用本发明的柴油机NO排放检测传感器的标定装置来标定柴油机NO排放检测传感器的标定方法。混合室10和储气罐70的抽真空操作。开通第一阀门40和第三阀门720，通过输气管连通混合室10、储气罐70和真空泵20。真空泵20开始对混合室10、储气罐70抽气以便对混合室10和储气罐70进行抽真空操作。根据真空计210的指示，当混合室10、储气罐 70的真空度达到所要求的程度时，关闭第一阀门40和第三阀门720以停止抽真空操作。标准气体的配制。打开第四阀门820，NO气瓶80通过输气管向储气罐70提供一定量的NO气体，NO气体的量以第一流量计810的读数为准，其后关闭第四阀门820。打开第六阀门920，氮气瓶90通过输气管向储气罐70提供一定量的氮气，氮气的量以第二流量计910的读数为准，其后关闭第六阀门920。打开第五阀门730，通过输气管向储气罐70提供一定量的空气，空气的量以第三流量计710的读数为准，其后关闭第五阀门730。储气罐 70中一定量的NO气体、氮气和空气相互混合从而制备成上述标准气体。柴油机NO排放检测传感器的标定。当需要标定柴油机NO排放检测传感器时，打开第三阀门720以向混合室10提供储气罐70中的标准气体。当混合室10内的NO混合气体浓度达到要求后，关闭第三阀门720。然后，将柴油机NO排放检测传感器的测头插入混合室10的检测口，进行检测NO浓度过程。检测结果和混合室10中的标准气体实际浓度做对比分析，确定柴油机NO排放检测传感器的检测精度水平。检测结束后，打开第二阀门50，通过输气管连通混合室10和中和瓶30，以将NO混合气体导入中和瓶30中进行无害化中和反应处理。这样就完成一次标定循环。 尽管以上参照具体实施方式
详细描述了本发明，但是对于本领域技术人员而言， 在本文的教示下可以对本发明作出各种修改和变形，而不脱离本发明的实质和范围。
权利要求
1.一种柴油机氮氧化合物排放检测传感器的标定装置，包括混合室、真空泵、中和瓶、 标准气体供气源，其特征在于混合室通过输气管路分别与真空泵及中和瓶相连，在连接混合室与真空泵的输气管路上设有第一阀门，在连接混合室与中和瓶的输气管路上设有第二阀门，第一阀门的入口与混合室的出气口通过输气管路连接，第一阀门的出口与真空泵的抽气口通过输气管路连接，第二阀门的入口与混合室的出气口通过输气管路连接，第二阀门的出口与中和瓶的进气口通过输气管路连接；混合室的进气口通过输气管路与氮氧化合物含量或浓度已知的标准气体供气源的出气口连接，连接混合室的进气口与标准气体供气源的出气口的输气管路上设有第三阀门， 第三阀门的入口与标准气体供气源的出气口通过输气管路连接，第三阀门的出口与混合室的进气口通过输气管路连接；以及混合室具有用于连接柴油机氮氧化合物排放检测传感器以进行标定的检测口。
2.如权利要求1所述的柴油机氮氧化合物排放检测传感器的标定装置，其特征在于 标准气体供气源为储存有氮氧化合物含量或浓度已知的标准气体的储气罐。
3.如权利要求2所述的柴油机氮氧化合物排放检测传感器的标定装置，其特征在于 所述标定装置还包括NO气瓶、第四阀门、第一流量计、氮气瓶、第六阀门、第二流量计、第五阀门以及第三流量计，其中储气罐分别通过输气管路与NO气瓶、氮气瓶连接，第四阀门和第一流量计以串联方式设置在储气罐与NO气瓶连接的输气管路上，第六阀门和第二流量计以串联方式设置在储气罐与氮气瓶连接的输气管路上，第五阀门以及第三流量计以串联方式设置在储气罐与外界空气连通的输气管路上。
4.如权利要求1所述的柴油机氮氧化合物排放检测传感器的标定装置，其特征在于 在连接混合室与真空泵的输气管路上设有真空计。
5.如权利要求1-4任一项所述的柴油机氮氧化合物排放检测传感器的标定装置，其特征在于其中所述检测口为多个。
6.如权利要求1-4任一项所述的柴油机氮氧化合物排放检测传感器的标定装置，其特征在于所述标定装置的各组成部件直接或间接地固定于可移动小车上。
7.一种利用如权利要求1-4任一项所述的柴油机氮氧化合物排放检测传感器的标定装置来标定柴油机氮氧化合物排放检测传感器的标定方法，包括混合室和储气罐的抽真空操作步骤，其中，开通第一阀门和第三阀门，通过输气管连通混合室、储气罐和真空泵，由真空泵对混合室、储气罐抽气以便对混合室和储气罐进行抽真空；标准气体的配制步骤，其中，打开第四阀门，NO气瓶通过输气管向储气罐提供NO气体， 其后关闭第四阀门，然后打开第六阀门，氮气瓶通过输气管向储气罐提供氮气，其后关闭第六阀门，然后打开第五阀门，通过输气管向储气罐供空气，其后关闭第五阀门，由此，储气罐中的NO气体、氮气和空气相互混合从而制备成标准气体；柴油机NO排放检测传感器的标定步骤，其中，打开第三阀门以向混合室提供储气罐中的标准气体，然后将柴油机NO排放检测传感器的测头插入混合室的检测口，进行检测NO浓度过程，通过对比分析检测结果和混合室中的标准气体实际浓度，确定柴油机NO排放检测传感器的检测精度水平。
8.如权利要求7所述的标定方法，其中在混合室和储气罐的抽真空操作步骤中，混合室和储气罐的真空度由真空计指示。
9.如权利要求7所述的标定方法，其中在标准气体的配制步骤中，NO气瓶向储气罐提供的NO气体的量以第一流量计的读数为准，氮气瓶向储气罐提供的氮气的量以第二流量计的读数为准，以及向储气罐提供的空气的量以第三流量计的读数为准。
10.如权利要求7所述的标定方法，其中在柴油机NO排放检测传感器的标定步骤之后， 打开第二阀门，通过输气管连通混合室和中和瓶，以将NO混合气体导入中和瓶中进行无害化中和反应处理。
全文摘要
本发明提供一种柴油机氮氧化合物排放检测传感器的标定装置及标定方法。所述标定装置包括混合室、真空泵、中和瓶、标准气体供气源。混合室通过输气管路分别与真空泵及中和瓶相连。在连接混合室与真空泵的输气管路上设有第一阀门，在连接混合室与中和瓶的输气管路上设有第二阀门。混合室的进气口通过输气管路与氮氧化合物含量或浓度已知的标准气体供气源的出气口连接。连接混合室的进气口与标准气体供气源的出气口的输气管路上设有第三阀门。混合室还具有用于连接柴油机氮氧化合物排放检测传感器以进行标定的检测口。本发明的标定装置及标定方法能够方便地对柴油机氮氧化合物排放检测传感器进行标定。
文档编号G01N33/00GK102162811SQ20101011234
公开日2011年8月24日 申请日期2010年2月23日 优先权日2010年2月23日
发明者方光荣, 殷伯华, 臧志成, 韩立 申请人:中国科学院电工研究所, 无锡市凯龙汽车设备制造有限公司