DPF颗粒捕集效率检测装置的制作方法

dpf颗粒捕集效率检测装置
技术领域
1.本发明涉及dpf检测技术领域，尤其涉及dpf颗粒捕集效率检测装置。


背景技术：

2.柴油发动机运行过程中会产生大量颗粒物，为了保护环境，需要尽可能地除去这些颗粒物。dpf（diesel particle filter，柴油机颗粒过滤器）即是净化这些颗粒物最有效、最直接的方法之一。dpf安装在柴油车排气系统中，dpf具有壁流式结构，含有颗粒物的发动机尾气气流通过dpf的进口通道，流入dpf的多孔壁面，再由dpf的出口通道流出，在这个过程中，气流中的大部分颗粒物被dpf的多孔壁面捕集而停留在上面，从而实现了对发动机尾气中颗粒物的净化。dpf对柴油发动机的尾气中的颗粒物的捕集效率是衡量dpf能力的重要参数。研究表明，dpf对颗粒物的捕集效率会受到颗粒物的粒径和浓度的影响，颗粒物的粒径即颗粒物的尺寸，颗粒物的浓度即是一定体积的气体中颗粒物的数量或重量。然而，现有技术中还没有既能检测dpf对不同粒径的颗粒物的捕集效率，又能检测dpf对发动机尾气中不同粒径的颗粒物组成的混合物的捕集效率的装置。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供dpf颗粒捕集效率检测装置，以解决现有技术中还没有既能检测dpf对不同粒径的颗粒物的捕集效率，又能检测dpf对发动机尾气中不同粒径的颗粒物组成的混合物的捕集效率的装置的问题。
4.为达此目的，本发明采用以下技术方案：dpf颗粒捕集效率检测装置，包括：第一粒径分析仪，所述第一粒径分析仪设置于待检测dpf的进气端；第二粒径分析仪，所述第二粒径分析仪设置于所述待检测dpf的出气端；单分散颗粒发生系统，所述单分散颗粒发生系统能输出不同颗粒粒径和不同颗粒浓度的单分散颗粒；发动机尾气发生系统，所述发动机尾气发生系统能输出发动机尾气；阀门结构，所述阀门结构能将所述单分散颗粒发生系统与所述待检测dpf的进气端连通，或者将所述发动机尾气发生系统与所述待检测dpf的进气端连通。
5.作为上述dpf颗粒捕集效率检测装置的一种优选方案，所述单分散颗粒发生系统包括颗粒发生器、单分散颗粒筛选结构、风机和第一连接管，所述颗粒发生器的输出端与所述单分散颗粒筛选结构的输入端连通，所述单分散颗粒筛选结构的输出端与所述第一连接管连通，所述风机的输出端与所述第一连接管的一端连通，所述第一连接管的另一端通过所述阀门结构能与所述待检测dpf的输入端连通。
6.作为上述dpf颗粒捕集效率检测装置的一种优选方案，所述单分散颗粒筛选结构包括第一差分粒子电迁移器和第二差分粒子电迁移器，所述颗粒发生器的输出端与所述第一差分粒子电迁移器的输入端连通，所述第一差分粒子电迁移器的输出端与所述第二差分
粒子电迁移器的输入端连通，所述第二差分粒子电迁移器的输出端与所述第一连接管连通。
7.作为上述dpf颗粒捕集效率检测装置的一种优选方案，所述单分散颗粒发生系统还包括空气流量控制阀，所述空气流量控制阀设置于所述第一连接管。
8.作为上述dpf颗粒捕集效率检测装置的一种优选方案，所述单分散颗粒发生系统还包括过滤器，所述过滤器的两端分别与所述风机和所述第一连接管连通。
9.作为上述dpf颗粒捕集效率检测装置的一种优选方案，所述发动机尾气发生系统包括发动机和第二连接管，所述第二连接管的一端与所述发动机的输出端连通，另一端通过所述阀门结构能与所述待检测dpf的输入端连通。
10.作为上述dpf颗粒捕集效率检测装置的一种优选方案，所述阀门结构包括第一开关阀和第二开关阀，所述第一开关阀设置于所述第一连接管，所述第二开关阀设置于所述第二连接管。
11.作为上述dpf颗粒捕集效率检测装置的一种优选方案，所述阀门结构包括三通阀，所述三通阀具有第一接口、第二接口和第三接口，所述第一接口与所述第一连接管连通，所述第二接口与所述第二连接管连通，所述第三接口与所述待检测dpf的输入端连通，所述三通阀能将所述第一接口与所述第三接口连通或者将所述第二接口与所述第三接口连通。
12.作为上述dpf颗粒捕集效率检测装置的一种优选方案，所述dpf颗粒捕集效率检测装置还包括除尘结构，所述除尘结构与所述待检测dpf的输出端连通。
13.作为上述dpf颗粒捕集效率检测装置的一种优选方案，所述dpf颗粒捕集效率检测装置还包括密封结构，所述密封结构具有密封腔，所述待检测dpf、所述单分散颗粒发生系统、所述发动机尾气发生系统和所述阀门结构均位于所述密封腔。
14.本发明的有益效果：本发明提供了dpf颗粒捕集效率检测装置，该dpf颗粒捕集效率检测装置，通过单分散颗粒发生系统或者发动机尾气发生系统向待检测dpf中输送颗粒物，第一粒径分析仪测量待检测dpf的输入端的颗粒物的粒径和各粒径的颗粒物浓度，第二粒径分析仪测量待检测dpf的输出端的颗粒物的粒径和各粒径的颗粒物浓度，通过第一粒径分析仪和第二粒径分析仪能够得到被检测dpf对各粒径的颗粒物的捕集效率。当阀门结构将单分散颗粒发生系统与待检测dpf的进气端连通时，单分散颗粒发生系统输出不同颗粒粒径和不同颗粒浓度的单分散颗粒，单分散颗粒是指一组粒径彼此离散程度不大，基本集中在某一粒径平均值附近的多个颗粒，此时该dpf颗粒捕集效率检测装置能检测待检测dpf对不同粒径和不同浓度的颗粒物的捕集效率。当阀门结构将发动机尾气发生系统与待检测dpf的进气端连通，发动机尾气发生系统输出发动机尾气，可将发动机真实排放的尾气通入待检测dpf中，此时该dpf颗粒捕集效率检测装置可检测待检测dpf对真实发动机尾气中具有不同粒径的颗粒物的混合物的整体捕集效率。
附图说明
15.图1是本发明具体实施例提供的dpf颗粒捕集效率检测装置的结构示意图。
16.图中：1、待检测dpf；
2、第一粒径分析仪；3、第二粒径分析仪；4、单分散颗粒发生系统；41、颗粒发生器；42、第一差分粒子电迁移器；43、第二差分粒子电迁移器；44、第一连接管；45、过滤器；46、空气流量控制阀；5、发动机尾气发生系统；51、发动机；52、第二连接管；61、第一开关阀；62、第二开关阀；7、除尘结构。
具体实施方式
17.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
18.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
19.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
20.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
21.本发明提供了dpf颗粒捕集效率检测装置，如图1所示，该dpf颗粒捕集效率检测装置包括第一粒径分析仪2、第二粒径分析仪3、单分散颗粒发生系统4、发动机尾气发生系统5和阀门结构，第一粒径分析仪2设置于待检测dpf1的进气端，第二粒径分析仪3设置于待检测dpf1的出气端，单分散颗粒发生系统4能输出不同颗粒粒径和不同颗粒浓度的单分散颗粒，发动机尾气发生系统5能输出发动机尾气，阀门结构能将单分散颗粒发生系统4与待检测dpf1的进气端连通，或者将发动机尾气发生系统5与待检测dpf1的进气端连通。
22.其中，第一粒径分析仪2和第二粒径分析仪3均是用于测量气体中颗粒物浓度与粒径的测量设备，可以快速得出测量气体中不同粒径的颗粒物各自的浓度。dpf对颗粒物的捕集效率=100%*（dpf输入端的颗粒物浓度-dpf输出端的颗粒物浓度）/dpf输入端的颗粒物浓度。
23.该dpf颗粒捕集效率检测装置，通过单分散颗粒发生系统4或者发动机尾气发生系统5向待检测dpf1中输送颗粒物，第一粒径分析仪2测量待检测dpf1的输入端的颗粒物的粒
径和各粒径的颗粒物浓度，第二粒径分析仪3测量待检测dpf1的输出端的颗粒物的粒径和各粒径的颗粒物浓度，通过第一粒径分析仪2和第二粒径分析仪3能够得到被检测dpf对各粒径的颗粒物的捕集效率。当阀门结构将单分散颗粒发生系统4与待检测dpf1的进气端连通时，单分散颗粒发生系统4输出不同颗粒粒径和不同颗粒浓度的单分散颗粒，单分散颗粒是指一组粒径彼此离散程度不大，基本集中在某一粒径平均值附近的多个颗粒，此时该dpf颗粒捕集效率检测装置能检测待检测dpf1对不同粒径和不同浓度的颗粒物的捕集效率。当阀门结构将发动机尾气发生系统5与待检测dpf1的进气端连通，发动机尾气发生系统5输出发动机尾气，可将发动机51真实排放的尾气通入待检测dpf1中，此时该dpf颗粒捕集效率检测装置可检测待检测dpf1对真实发动机尾气中具有不同粒径的颗粒物的混合物的整体捕集效率。
24.可选地，单分散颗粒发生系统4包括颗粒发生器41、单分散颗粒筛选结构、风机和第一连接管44，颗粒发生器41的输出端与单分散颗粒筛选结构的输入端连通，单分散颗粒筛选结构的输出端与第一连接管44连通，风机的输出端与第一连接管44的一端连通，第一连接管44的另一端通过阀门结构能与待检测dpf1的输入端连通。颗粒发生器41能持续产生颗粒，单分散颗粒筛选结构能从颗粒发生器41产生的颗粒中筛选出所需粒径的单分散颗粒，风机输出的空气带着筛选后的单分散颗粒通过阀门结构能进入待检测dpf1。
25.可选地，单分散颗粒筛选结构包括第一差分粒子电迁移器42和第二差分粒子电迁移器43，颗粒发生器41的输出端与第一差分粒子电迁移器42的输入端连通，第一差分粒子电迁移器42的输出端与第二差分粒子电迁移器43的输入端连通，第二差分粒子电迁移器43的输出端与第一连接管44连通。差分粒子电迁移器（differential mobility analyzer，dma），通过先使颗粒带电，再令颗粒在电场中发生迁移，从而实现对不同粒径的颗粒的识别与筛选。研究表明，两个dma串联时，通过调整相关参数，即可实现对不同平均粒径的单分散颗粒的精准筛选。因此通过第一差分粒子电迁移器42和第二差分粒子电迁移器43串联，能精准的筛选出所需粒径的单分散颗粒。
26.可选地，单分散颗粒发生系统4还包括空气流量控制阀46，空气流量控制阀46设置于第一连接管44。空气流量控制阀46能控制与单分散颗粒发生系统4输出的单分散颗粒汇合的空气的流量，从而，能控制通入待检测dpf1的空气中的颗粒浓度。可以理解的是，空气流量控制阀46设置在单分散颗粒筛选结构与第一连接管44的连通处之前，空气流量控制阀46控制通过其的空气流量越多，通入待检测dpf1的空气中颗粒浓度越小。
27.可选地，单分散颗粒发生系统4还包括过滤器45，过滤器45的两端分别与风机和第一连接管44连通。过滤器45能过滤风机输出的空气中的杂质，防止空气中掺杂除了单分散颗粒以外的杂质。
28.可选地，发动机尾气发生系统5包括发动机51和第二连接管52，第二连接管52的一端与发动机51的输出端连通，另一端通过阀门结构能与待检测dpf1的输入端连通。发动机51输出的尾气经过第二连接管52能通过阀门结构进入待检测dpf1。
29.可选地，阀门结构包括第一开关阀61和第二开关阀62，第一开关阀61设置于第一连接管44，第二开关阀62设置于第二连接管52。当打开第一开关阀61，关闭第二开关阀62时，单分散颗粒发生系统4与待检测dpf1的进气端连通，此时该dpf颗粒捕集效率检测装置能检测待检测dpf1对不同粒径和不同浓度的颗粒物的捕集效率；当关闭第一开关阀61，打
开第二开关阀62时，发动机尾气发生系统5与待检测dpf1的进气端连通，此时该dpf颗粒捕集效率检测装置可检测待检测dpf1对真实发动机尾气中具有不同粒径的颗粒物的混合物的整体捕集效率。
30.作为一种替代方案，阀门结构包括三通阀，三通阀具有第一接口、第二接口和第三接口，第一接口与第一连接管44连通，第二接口与第二连接管52连通，第三接口与待检测dpf1的输入端连通，三通阀能将第一接口与第三接口连通或者将第二接口与第三接口连通。当三通阀的第一接口与第三接口连通，单分散颗粒发生系统4与待检测dpf1的进气端连通；当三通阀的第二接口与第三接口连通，发动机尾气发生系统5与待检测dpf1的进气端连通。
31.可选地，dpf颗粒捕集效率检测装置还包括除尘结构7，除尘结构7与待检测dpf1的输出端连通。除尘结构7能净化待检测dpf1输出的气体，防止在检测过程中带有颗粒物的气体排放到空气中，污染环境。
32.可选地，dpf颗粒捕集效率检测装置还包括密封结构，密封结构具有密封腔，待检测dpf1、单分散颗粒发生系统4、发动机尾气发生系统5和阀门结构均位于密封腔。密封结构能对该dpf颗粒捕集效率检测装置保温，而且能防止该dpf颗粒捕集效率检测装置出现漏气现象。
33.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。