一种炭罐脱附检测装置的制作方法

本实用新型涉及车辆污染物排放检测及环境保护领域，特别涉及一种炭罐脱附检测装置。

背景技术：

随着车辆数量的持续增加，车辆排放对大气环境的污染也越来越严重。车辆的主要污染物来自尾气，其次是曲轴箱泄漏以及燃料供给系统中燃油的蒸发。燃油蒸发排放的主要成分为HC，它占到车辆总HC排放量的20％左右。为了改善大气质量，世界各国都制定了越来越严格的车辆蒸发排放法规。随着我国对环境保护的重视程度不断增加，新一阶段的机动车环保标准GB18352.6-2016《轻型车辆污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》(下文简称“国六”)已经发布，而其中燃油蒸发试验及加油排放试验的试验方法向更为严格的美标方向靠拢，使得试验难度大大增加。新的排放标准必将带来的新的检测技术的提升，也会促进企业加快推出新的控制燃油蒸发排放的污染物控制装置，更会对检测机构的技术人员和相关检测设备及控制设备提出更加严苛的考验。

燃油蒸发控制系统主要依靠活性碳罐的工作能力来实现对蒸发排放的控制。该种方式的工作原理为：当车辆燃油箱中的燃油压力超过油箱内的燃油蒸气阀及活性碳罐吸附阀的开启压力时，燃油蒸气阀及活性碳罐吸附阀开启，燃油蒸气从相关路径进入活性碳罐内，由于活性炭罐中的活性炭具有较强的吸附性，燃油蒸气被吸附并储存在活性碳罐中。然而活性碳罐的吸附燃油蒸气的能力是有限的，受活性碳罐中活性炭的自身材质、几何特性、燃油蒸气流量和工作温度等因素影响。因此活性碳罐必须同时具有一定的脱附燃油蒸汽的能力(又称清洗能力)，使得处于吸附燃油蒸汽达到饱和状态的活性碳罐能重新恢复吸附能力。

为了确认车辆对于碳罐的清洗能力，需要监测车辆在行驶状态下对活性碳罐的脱附情况，包括行驶开始至脱附开始的时间、每秒脱附量、脱附总时间、脱附总量、脱附空气温度以及它们的对应的瞬时车速等数据，并对以上信息进行分析。

然而，目前市场无类似设备可以整合所有测量、试验和分析的步骤，主流方式是用过普通空气流量计连接活性炭罐的空气口，通过人工的方式查看脱附开始的时间，若设备支持数据导出，可以进一步通过人工对数据的筛查，测算出类似脱附开始时间、脱附总时间、脱附总量等参数。总体来说，费时费力，且测量结果不可靠。

技术实现要素：

针对现有技术的上述问题，本实用新型提出了一种炭罐脱附检测装置，方便快捷地监测车辆的活性炭罐的脱附状态，并可以获得对应的实时车速来分析活性炭罐的工作状态。

具体地，本实用新型提出了一种炭罐脱附检测装置，用于检测车辆的活性炭罐的吸附能力，包括，

可编程控制器，与所述车辆的OBD接口连接，用于获得所述车辆的实时车速；

四通道扩展模块，电连接所述可编程控制器；

其中，在所述活性炭罐的通气口串接有电磁阀、流量计、温度传感器和压力传感器，所述电磁阀由所述可编程控制器控制，所述流量计、温度传感器和压力传感器将检测到的信号通过所述四通道扩展模块传送到所述可编程控制器中。

根据本实用新型的一个实施例，还包括电池组，用于向所述炭罐脱附检测装置供电。

根据本实用新型的一个实施例，还包括电压变送器，所述可编程控制器通过所述电压变送器来检测所述电池组的电量。

根据本实用新型的一个实施例，还包括与所述可编程控制器连接的显示屏，所述显示屏是CRT显示屏或LCD显示屏。

根据本实用新型的一个实施例，所述显示屏是触摸屏。

根据本实用新型的一个实施例，所述可编程控制器通过OBD-Ⅱ协议与所述车辆的OBD接口连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述可编程控制器通过网线与所述车辆的OBD接口连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述可编程控制器根据所述车辆的实时车速及所述活性炭罐的通气口的脱附流量、温度和压力来分析所述活性炭罐的清洗能力。

根据本实用新型的一个实施例，还包括服务器，所述可编程控制器能将检测到的信息传送到所述服务器。

根据本实用新型的一个实施例，还包括湿度传感器，串接在所述活性炭罐的通气口。

本实用新型提供的一种炭罐脱附检测装置，在活性炭罐的通气口串接有电磁阀、流量计、温度传感器和压力传感器，检测活性炭罐的脱附状态，并根据实时车速来判断活性炭罐的清洗能力。

应当理解，本实用新型以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本实用新型提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本实用新型进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本实用新型的实施例，并与本说明书一起起到解释本实用新型原理的作用。附图中：

图1是本实用新型的炭罐脱附检测装置的原理示意图。

图2是本实用新型的炭罐脱附检测装置的结构示意图。

图3是本实用新型的炭罐脱附检测装置所测得的脱附流量与实时车速的对应图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

车辆 100 活性炭罐 101

发动机 102 油箱 103

炭罐脱附检测装置 200 可编程控制器 201

四通道扩展模块 202 电磁阀 203

流量计 204 温度传感器 205

压力传感器 206 电池组 207

电压变送器 208 显示屏 209

变送器 210 服务器 300

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。

图1是本实用新型的炭罐脱附检测装置的原理示意图。车辆100具有活性炭罐101，活性炭罐101的脱附口连接发动机102，活性炭罐101的吸附口连接油箱103。当油箱103中的燃油压力超过油箱103内的燃油蒸气阀及活性碳罐101吸附阀的开启压力时，燃油蒸气阀及活性碳罐的吸附阀开启，燃油蒸气从相关路径进入活性碳罐101内，由于活性炭罐101中的活性炭具有较强的吸附性，燃油蒸气被吸附并储存在活性碳罐101中。车辆100还包括OBD接口105，能够反映车辆100的实时车速。

炭罐脱附检测装置200接入活性炭罐101的通气口，用以检测该通气口端的脱附流量、温度和压力。需要说明的是，为了得到车辆100行驶过程中的活性炭罐101状态数据，就要将相关的测量传感器与活性炭罐101连接。由于脱附气流由通气口进入活性炭罐101并携带活性炭吸附的混合气由脱附口进入发动机102燃烧，可以串联的口主要在活性炭罐101的通气口与脱附口间选择。由于从活性炭罐101脱附口排出的空气携带着活性炭吸附的混合气，如果长时间通过炭罐脱附检测装置200的管路，容易造成油气聚积，影响检测工作的正常运作。故最终将炭罐脱附检测装置200设计连接至活性炭罐101的通气口。

炭罐脱附检测装置200还接入车辆100的OBD接口105以获得车辆100的实时车速。

图2是本实用新型的炭罐脱附检测装置的结构示意图。如图所示，一种炭罐脱附检测装置200，用于检测车辆100的活性炭罐101的吸附能力，该炭罐脱附检测装置200包括可编程控制器201、四通道扩展模块202、电磁阀203、流量计204、温度传感器205和压力传感器206。

其中，可编程控制器201与车辆100的OBD接口105连接，用于获得车辆100的实时车速。

其中，连接在活性炭罐101的通气口上管路包括进口A和出口B。在管路的进口A和出口B之间串接有电磁阀203、流量计204、温度传感器205和压力传感器206。电磁阀203由可编程控制器201控制。电磁阀203主要用于存放时关闭管路通道，放置流量计204与管路极灰污染。流量计204用于检测活性炭罐101的通气口上的脱附流量。温度传感器205和压力传感器206分别获取活性炭罐101的通气口上的温度信号和压力信号。温度传感器205通过变送器210接入四通道扩展模块202。由流量计204、温度传感器205和压力传感器206获得的检测结果通过四通道扩展模块202传送到可编程控制器201中，由于脱附气流温度会影响炭罐脱附效率，温度信号用于反应该情况；压力信号主要用于确认管路内无额外压力造成气流流动堵塞，以反应脱附气体通顺情况。四通道扩展模块202电连接可编程控制器201。

本实用新型提供的一种炭罐脱附检测装置200能够实时检测车辆100启动后活性炭罐101的脱附状态，结合实时车速来判断活性炭罐101的清洗能力。

进一步的，炭罐脱附检测装置200还包括电池组207。电池组207用于向炭罐脱附检测装置200供电。更佳地，炭罐脱附检测装置200还包括电压变送器208，可编程控制器201通过该电压变送器208来检测电池组207的电量，以便随时监视电池组207的电量使用情况，更换电池或及时充电，以维护系统安全运行。

较佳地，炭罐脱附检测装置200还包括与可编程控制器201连接的显示屏209。显示屏209是CRT显示屏或LCD显示屏。更佳地，显示屏209是触摸屏，以方便操作者与炭罐脱附检测装置200形成互动，输入、修改或设定某些具体参数，或显示不同的图表。

较佳地，可编程控制器201通过OBD-Ⅱ协议与车辆100的OBD接口105连接。OBD-Ⅱ协议包括VPW,PWM,ISO,KWP 2000,CAN协议，通过OBD-Ⅱ协议取得车辆100的实时车速并反馈至可编程控制器201，与测得的实时脱附流量一一对应。

较佳地，可编程控制器201通过网线与车辆100的OBD接口105连接。

较佳地，可编程控制器201根据车辆100的实时车速及活性炭罐101的通气口的脱附流量、温度和压力来分析活性炭罐的清洗能力。图3是本实用新型的炭罐脱附检测装置所测得的脱附流量与实时车速的对应图。如图所示，横坐标为时间，单位s；纵坐标为脱附流量，单位为l/min。曲线301是炭罐脱附检测装置所测得的脱附流量；曲线302是国六曲线速度。

较佳地，回转至图1，炭罐脱附检测装置200还包括服务器300。可编程控制器201能以有线或无线的方式将检测到的信息传送到远端的服务器300。服务器300能够对接收到的数据信息进行存储或深入分析。服务器300运行该设备上位机软件，主要用于采集脱附温度、压力、流量以及车速的秒采数据，通过算法分析，根据活性炭罐101的脱附开始时间、脱附总时间、脱附总量等等数据。

较佳地，炭罐脱附检测装置200还包括湿度传感器，串接在活性炭罐101的通气口，用于检测湿度，以准确反映活性炭罐101的脱附状态。

本实用新型提供的炭罐脱附检测装置200的可编程控制器201通过算法分析，根据活性炭罐101的脱附开始时间、脱附总时间、脱附总量等等数据，结合车辆100的实时车速来判断活性炭罐101是否正常进行脱附，并可以生成报告。其中，可编程控制器201的数据分析方法步骤如下：

①脱附开始的时间：通过判断第一个非零流量点确认检测开始至脱附开始的时间；

②每秒脱附量：根据流量计203得到秒采脱附流量确认；

③脱附总时间：判断非零流量点,统计其经过的时间确认；

④脱附总量：判断非零流量点,通过积分计算确认脱附总量

本领域技术人员可显见，可对本实用新型的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本实用新型的精神和范围。因此，旨在使本实用新型覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本实用新型的修改和变型。