基于生物酶传感器的燃料识别装置的制作方法

本实用新型属于信息识别技术领域，尤其是涉及一种基于生物酶传感器的燃料识别装置。

背景技术：

在最近的几年，学界提出了灵活燃料发动机的设想，即在同一种发动机上使用不同燃料，以促进替代能源的发展。根据灵活燃料发动机将要实现的功能，其智能燃料喷射系统可以根据所添加的燃料类型来智能调节喷射压力、喷射量以及喷射规律，以实现发动机在使用不同燃料条件下的高效低排放运转。要实现该系统的设计要求，燃料箱内需安装可以快速识别出燃料种类与含量的燃料识别传感器。不同的燃料对应不同的喷射压力及喷射方式，因此燃料识别是灵活燃料发动机高效可靠工作的必要前提。其次，燃料识别传感器需要迅速将检测信号传递给ECU(电子控制单元)。ECU将信号进行处理后，控制执行器件(加压泵、喷射器等)完成相应操作，使发动机在各种燃料模式下均可高效工作。燃料识别装置是灵活燃料发动机的关键部件之一。目前现有的燃料传感器只能检测单一燃料；密度传感器则因各种燃料密度区别不够大，无法准确检测出燃料种类；复合传感器体积大，信号传输线路多而复杂，不适合在发动机上使用。生物科技在近些年来得到了极大的发展。生物酶在工程上得到了越来越广泛的应用。酶(enzyme)，指由生物体内活细胞产生的一种生物催化剂。大多数由蛋白质组成(少数为RNA)。能在机体中十分温和的条件下，高效率地催化各种生物化学反应。目前，针对微生物燃料专一酶的研究已取得了一定进展。例如，胃幽门菌可利用氢气作为能量来源；甲烷氧化菌可利用甲烷作为唯一碳源和能源进行同化和异化代谢；醋酸产生菌能将乙醇脱氢生成乙醛；来自油田附近的土壤或者海水中的微生物，经富集、筛选、分离、驯化、提取后能得到降解特定燃料的微生物。此外，生物酶的固化技术也日趋成熟。采用有机或无机固体材料作为载体，将酶包埋或束缚、限制于载体的表面和微孔中，使其仍具有催化活性，并可回收及重复使用。目前酶固定化方法超过百种以上，归纳起来大致可以分为四种方法：吸附法；共价键结合法；交联法；包埋法。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种响应快，精度高、安全环保的基于生物酶传感器的燃料识别装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于生物酶传感器的燃料识别装置，其特征在于，包括智能燃料识别传感器、检测仪、ECU、主燃料箱，所述的智能燃料识别传感器置于主燃料箱，并依次连接ECU和检测仪，所述的智能燃料识别传感器设有探头，该探头上设有多个反应窗口，每个反应窗口上固定一种分解特定燃料的微生物，所述的探头置于主燃料箱内。所述的检测仪用于显示并记录电子控制单元所接受到的信号，所述的电子控制单元用于接收并处理来自智能燃料识别传感器的信号，进而控制多个执行器件完成相应操作。

每个反应窗口置于主燃料箱的液面下。燃料可进入反应窗口与微生物发生反应并产生电信号，最后检测仪和ECU对传感器信号进行扫描，根据扫描得到信号来识别主燃料箱内的燃料种类。当智能燃料识别传感器只产生一路电信号时，即燃料箱中加注的是单一燃料；当智能燃料识别传感器产生两路或多路电信号时，即燃料箱中加注的多种混合燃料。将电信号强度与事先存储在ECU中燃料浓度反应特性MAP图相比较，可得出每种燃料的含量。

所述的装置还包括智能燃料加注器和辅助燃料箱，所述的智能燃料加注器分别连接主燃料箱和辅助燃料箱。

所述的智能燃料加注器包括压力传感器、加压泵a和加压泵b，所述的压力传感器设置在主燃料箱内，所述的加压泵a连接主燃料箱，所述的加压泵b连接辅助燃料箱。

所述的压力传感器、加压泵a和加压泵b分别连接ECU。

所述的主燃料箱和辅助燃料箱之间设有输送管路，所述的加压泵b连接在该输送管路上。

所述的ECU为存储有燃料浓度反应特性MAP图的电子控制单元。

当一种燃料用完时，主燃料箱下的压力传感器可将信号反馈给ECU。ECU控制液体燃料从辅助燃料箱中加注到主燃料箱。安装在主燃料箱中的智能燃料识别传感器能在极短的时间内检测出燃料种类及其含量，并把信号传给ECU，然后ECU根据不同的燃料种类来调节燃料的喷射规律及燃烧方式。

与现有技术相比，本实用新型采用微生物传感器进行燃料检测可以有效地克服以上传感器的缺点。本实用新型系统主要包括：智能燃料识别传感器，智能燃料箱，电子控制单元等。微生物传感器检测燃料的实质是经特别培养的微生物对特定燃料的降解反应。微生物中的酶催化效率极高，其反应速度在毫秒数量级，并且具有高度专一性。微生物降解燃料发生化学反应的同时产生电信号，通过采集到的电信号，可以判断燃料种类。再将电信号强度与储存在ECU中经实验得出的燃料浓度反应特性MAP图进行比较，可判断燃料的含量。发动机中使用微生物传感器时，需在特定的环境温度和PH值下分别进行试验，得出各种微生物的燃料降解速度特性图。智能燃料传感器是发展前沿的传感器，其优势在于响应快，速度在毫秒数量级；精度高，每种微生物只分解对应的一种燃料；微生物在每次反应后，都可以更换；安全环保可同时检测多种燃料。微生物传感器作为智能燃料箱的核心部件，在未来将会随着生物科技的迅速发展成为汽车传感器中不可或缺的一部分。

附图说明

图1是智能燃料识别传感器结构；

图2是智能燃料加注器；

图中：1为智能燃料识别传感器、2为智能燃料加注器、3为探头、4为反应窗口、5为检测仪、6为ECU、7为主燃料箱、8为辅助燃料箱、21为加压泵a、22为加压泵b。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1

如图1-2所示，一种基于生物酶传感器的燃料识别装置，包括智能燃料识别传感器1、智能燃料加注器2，检测仪5、电子控制单元6、主燃料箱7和辅助燃料箱8，所述的智能燃料识别传感器1置于主燃料箱7，并依次连接电子控制单元6和检测仪5，所述的智能燃料加注器2分别连接主燃料箱7和辅助燃料箱8；

其中，的智能燃料识别传感器1设有探头3，该探头3上设有多个反应窗口4，每个反应窗口4上固定一种分解特定燃料的微生物，所述的探头3置于主燃料箱7内。每个反应窗口4置于主燃料箱7的液面下。

所述的检测仪用于显示并记录电子控制单元所接受到的信号，所述的电子控制单元用于接收并处理来自智能燃料识别传感器的信号，进而控制多个执行器件完成相应操作。

燃料可进入反应窗口4与微生物发生反应并产生电信号，ECU6接收该信号，根据扫描得到信号来识别主燃料箱7内的燃料种类，显示并记录与检测仪5中。当智能燃料识别传感器1只产生一路电信号时，即燃料箱中加注的是单一燃料；当智能燃料识别传感器产生两路或多路电信号时，即燃料箱中加注的多种混合燃料。将电信号强度与事先存储在ECU6中燃料浓度反应特性MAP图相比较，可得出每种燃料的含量。

所述的智能燃料加注器2包括压力传感器、加压泵a21和加压泵b22，所述的压力传感器设置在主燃料箱7内，所述的加压泵a21连接主燃料箱7，所述的加压泵b22连接辅助燃料箱8。所述的压力传感器、加压泵a21和加压泵b22分别连接电子控制单元6。所述的主燃料箱7和辅助燃料箱8之间设有输送管路，所述的加压泵b22连接在该输送管路上。

当一种燃料用完时，主燃料箱7下的压力传感器可将信号反馈给ECU6。ECU6控制液体燃料从辅助燃料箱8中加注到主燃料箱7。安装在主燃料箱中7的智能燃料识别传感器能在极短的时间内检测出燃料种类及其含量，并把信号传给ECU6，然后ECU6根据不同的燃料种类来调节燃料的喷射规律及燃烧方式。