專利名稱：地下型汽油車穩(wěn)態(tài)加載工況污染物排放檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及汽油車尾氣污染物排放檢測裝置，尤其是一種地下型汽油車穩(wěn)態(tài)加載工況污染物排放檢測裝置。
背景技術：
目前，基于MAHA ASM BF型底盤測功機和MAHA MGT 5五氣體分析儀的地下型汽油車穩(wěn)態(tài)加載工況污染物排放檢測裝置的技術狀況為零。
國內(nèi)采用其它配置的地下型汽油車穩(wěn)態(tài)加載工況污染物排放檢測裝置存在加載功率誤差大，車速測試不準確，CO、CO2、HC、NO和O2的濃度檢測重復性差，環(huán)境氣象參數(shù)不能實時采集，可靠性差的問題。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有地下型汽油車穩(wěn)態(tài)加載工況污染物排放檢測裝置存在的問題，提供一種性能穩(wěn)定，功能完善，檢測準確，效率高，重復性好，使用安全、方便，質量可靠的地下型汽油車穩(wěn)態(tài)加載工況污染物排放檢測裝置。
本實用新型所述的檢測裝置，包括底盤測功機和操作臺。在操作臺中放置有主控計算機和與其連接的五氣體分析儀，在操作臺上放置有打印機和顯示器，打印機和顯示器分別與主控計算機連接，所述底盤測功機采用德國MAHA ASM BF型底盤測功機，連接到主控計算機的串口上，具有靜態(tài)標定裝置，最大吸收功率為110kW，最高測試車速為160km/h，機械轉動慣量為907kg，地下型安裝，測試軸重為2.7噸，雙向轉動測試，驅動電機功率為2.2kW，空氣壓縮機通過氣路與底盤測功機連接，取樣系統(tǒng)的探頭插入汽車的排氣管中，另一端與五氣體分析儀連接，在五氣體分析儀上安裝有發(fā)動機轉速計和智能型氣象卡，在被試車輛的正前方還設置有冷卻風機，前上方設置有司機助手儀。
所述發(fā)動機轉速計包括轉速卡和電磁感應式轉速傳感器，電磁感應式轉速傳感器安裝在發(fā)動機點火線路中任意位置，轉速卡安裝在五氣體分析儀內(nèi)。
所述五氣體分析儀具有CO、CO2、HC、NO和O2傳感器。
本實用新型所述的檢測裝置配置合理，性能穩(wěn)定，功能完善，檢測準確，效率高，重復性好，使用安全、方便，質量可靠的地下型汽油車穩(wěn)態(tài)加載工況污染物排放檢測裝置。


圖1為本實用新型的檢測裝置結構示意圖；圖2為底盤測功機的結構圖；圖3為圖2的俯視圖；圖4為五氣體分析儀的氣路結構圖；圖5為污染物排放檢測計算機操作控制框圖。
以下結合附圖對本實用新型所述的檢測裝置進一步說明。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型所述的檢測裝置，包括底盤測功機6和操作臺9。在操作臺9中放置有主控計算機10和與其連接的五氣體分析儀13，在操作臺9上放置有打印機11和顯示器12，打印機11和顯示器12分別與主控計算機10連接，所述底盤測功機6采用德國MAHA ASMBF型底盤測功機，連接到主控計算機的串口上，具有靜態(tài)標定裝置，最大吸收功率為110kW，最高測試車速為160km/h，機械轉動慣量為907kg，地下型安裝，測試軸重為2.7噸，雙向轉動測試，驅動電機功率為2.2kW，其滾筒直徑為217mm，慣量模擬可在(0～22.5)km/h的測試車速范圍和最少18.6kW的負荷下，具有模擬(907～2722)kg之間的質量，產(chǎn)生(0～1.47)m/s2加速度的能力。空氣壓縮機3通過氣路5與底盤測功機6連接，取樣系統(tǒng)8的探頭插入汽車的排氣管中，另一端與五氣體分析儀13連接，在五氣體分析儀上安裝有發(fā)動機轉速計和智能型氣象卡14。在被試車輛7的正前方還設置有冷卻風機2，被試車輛的前上方設置有司機助手儀1。
所述發(fā)動機轉速計包括轉速卡和電磁感應式轉速傳感器，電磁感應式轉速傳感器可安裝在發(fā)動機點火線路中任意位置，轉速卡安裝在五氣體分析儀內(nèi)，用于測取發(fā)動機轉速。本實用新型采用德國MAHA發(fā)動機轉速計。發(fā)動機轉速信號和CO、CO2、HC、NO、O2濃度信號一起發(fā)送給主控計算機，保證了發(fā)動機轉速型號和污染物濃度信號采集的同步性。響應時間小于0.5秒，準確度為±3％。
所述智能氣象卡14通過溫度傳感器、大氣壓力傳感器和相對濕度傳感器測取環(huán)境溫度、大氣壓力和相對濕度數(shù)據(jù)。氣象卡安裝在五氣體分析儀里，環(huán)境氣象參數(shù)信號和污染物的濃度信號一起發(fā)送給主控計算機，保證了環(huán)境氣象參數(shù)信號和污染物濃度信號采集的同步性。本實用新型所述的氣象卡采用德國MAHA智能氣象卡，其相對濕度量程范圍為(5～95)％，準確度為滿量程的±3％，溫度量程范圍為(-18～60)℃，準確度為±1.7℃，大氣壓力量程范圍為(80～110)kPa，在環(huán)境溫度為(2～43)℃時，準確度為±3％。
所述底盤測功機用于對被試車輛進行加載控制和速度檢測，采用德國MAHA ASM BF型底盤測功機。其滾筒直徑為217mm。慣量模擬可在(0～22.5)km/h的測試車速范圍和最少18.6kW的負荷下，具有模擬(907～2722)kg之間的質量，產(chǎn)生(0～1.47)m/s2加速度的能力?？刂茊卧l(fā)出指令后，扭矩響應在200ms內(nèi)達到目標值的90％，300ms內(nèi)達到目標值的98％以上，最大扭矩沖擊量不超出目標值的25％。負荷準確度為±0.2kW，速度準確度為±0.1km/h，加載功率為11kW時滑行時間誤差不大于±2％，其它加載功率時滑行時間誤差不大于±4％，變加載滑行時間、靜態(tài)標定和加載響應時間準確度均滿足美國BAR 97認證技術要求和北京環(huán)保型式認證技術要求。通過了美國BAR 97認證和北京環(huán)保型式認證。程序化操作，RS232協(xié)議通訊。操作控制軟件中開發(fā)了與底盤測功機相關的預熱、靜態(tài)標定、寄生功率測試、恒加載滑行測試、變載荷滑行測試、響應時間測試、恒扭調(diào)節(jié)、恒速調(diào)節(jié)、過載荷保護、過轉速保護、過熱保護和過電壓保護功能模塊，從而保證了底盤測功機功率加載和車速測試的準確性和穩(wěn)定性。
為清楚起見，下面對其結構進行簡單介紹。參見圖2和圖3，所述底盤測功機的主滾筒16、20和副滾筒25和27通過軸承支撐在框架30上，左主滾筒16和右主滾筒20通過聯(lián)軸節(jié)18連在一起，副滾筒25和27通過驅動電機17和聯(lián)軸節(jié)26連在一起，主、副滾筒通過皮帶傳動裝置24相聯(lián)，電渦流測功器22通過聯(lián)軸器21和主滾筒相聯(lián)，轉速傳感器28安裝在左主滾筒16的外端，框架30兩側各開有5個孔15，用于安裝限位輪29，被試車輛在滾筒上運行時，需克服通過電渦流測功器22施加的制動功率，由轉速傳感器28測量滾筒的速度。
所述五氣體分析儀13具有CO、CO2、HC、NO和O2傳感器，用于檢測尾氣中CO、CO2、HC、NO和O2的濃度。本實用新型采用德國MAHA MGT 5型五氣體分析儀，其原理是CO、HC和CO2采用不分光紅外法，NO和O2采用電化學法。量程范圍和準確度是HC在量程范圍為(0～2000)×10-6時，相對準確度為±3％，絕對準確度為4ppmh，在量程范圍為(2001～5000)×10-6時，相對準確度為±5％，在量程范圍為(5001～9999)×10-6時，相對準確度為±10％；CO在量程范圍為(0.00～10.00)％時，相對準確度為±3％，絕對準確度為0.02％，在量程范圍為(10.01～14.00)％時，相對準確度為±5％；CO2在量程范圍為(0.1～16.0)％時，相對準確度為±3％，絕對準確度為0.3％，在量程范圍為(16.01～18.00)％時，相對準確度為±5％；NO在量程范圍為(0～4000)×10-6時，相對準確度為±4％，絕對準確度為25×10-6，在量程范圍為(4001～8000)×10-6時，相對準確度為±8％；O2在量程范圍為(0.0～25.0)％時，相對準確度為±5％，絕對準確度為0.1％。重復性是HC在量程范圍為(0～1400)×10-6時，相對誤差為±2％，絕對誤差為3ppmh，在量程范圍為(1401～2000)×10-6時，相對誤差為±3％；CO在量程范圍為(0.00～7.00)％時，相對誤差為±2％，絕對誤差為0.02％，在量程范圍為(7.01～10.00)％時，相對誤差為±3％；CO2在量程范圍為(0.0～10.0)％時，相對誤差為±2％，絕對誤差為0.1％，在量程范圍為(10.01～16.00)％時，相對誤差為±3％；NO在量程范圍為(0～4000)×10-6時，相對誤差為±3％，絕對誤差為20×10-6；O2在量程范圍為(0.0～25.0)％時，相對誤差為±3％，絕對誤差為0.1％。T90上升響應時間是HC、CO和CO2小于3.5秒，NO小于4.5秒，O2小于7.5秒。T10下降響應時間是HC、CO和CO2小于3.7秒，NO小于4.7秒，O2小于7.7秒。其它性能如抗稀釋，抗電磁干擾，抗振動沖擊，HC殘留量掛起，零點漂移，量距點漂移，丙烷當量系數(shù)，惰性氣體干涉，氣流低流量，氣流靈敏度都滿足美國BAR 97認證技術要求和北京環(huán)保型式認證技術要求。通過了北京環(huán)保型式認證。LON TALKS協(xié)議通訊。操作控制軟件中開發(fā)了與五氣體分析儀相關的預熱、泄漏量檢查、調(diào)零、環(huán)境空氣HC殘留量測定、取樣系統(tǒng)HC殘留量測定、反吹、零氣體標定、高量程標定、低量程標定等功能模塊，從而保證了五氣體分析儀對CO、CO2、HC、NO和O2的濃度分析的準確性和穩(wěn)定性。
下面介紹其氣路結構。參見圖4，污染物排放濃度測量時，尾氣樣氣自樣氣入口34進入氣水分離器33，由抽氣泵58抽吸經(jīng)二位三通電磁閥60和41、濾清器42進入CO、CO2和HC傳感器43測量這三種污染物濃度，再經(jīng)三通49和44后，分別進入O2傳感器40和NO傳感器47測量O2和NO的濃度，被測量過的樣氣經(jīng)出口45和46排出機外，同時排水泵36運轉，把分離出的水經(jīng)濾清器35和出口37排出機外。高量程標準氣標定時，電磁閥55、56、57和60上電，接通了第2標定口50與各傳感器的氣路，高量程標準氣自第2標定口50進入，經(jīng)抽氣泵58、電磁閥41和濾清器42先后進入CO、CO2和HC傳感器43、O2傳感器40和NO傳感器47對CO、CO2、HC、O2和NO的濃度進行標定。低量程標準氣標定時，電磁閥55、56和60上電，接通了標定第1口51與各傳感器的氣路，低量程標準氣自第1標定口51進入經(jīng)抽氣泵58、電磁閥41和濾清器42先后進入CO、CO2和HC傳感器43、O2傳感器40和NO傳感器47對CO、CO2、HC、O2和NO的濃度進行標定。零標準氣標定時，電磁閥55和60上電，接通了零氣標定口52與各傳感器的氣路，零標準氣自標定口52進入經(jīng)抽氣泵58、電磁閥41和濾清器42先后進入CO、CO2和HC傳感器43、O2傳感器40和NO傳感器47對零氣體進行標定。環(huán)境空氣測量時，電磁閥60上電，接通了環(huán)境空氣測量口53與各傳感器的氣路，環(huán)境空氣自測量口53進入經(jīng)抽氣泵58、電磁閥41、濾清器42和54先后進入CO、CO2和HC傳感器43、O2傳感器40和NO傳感器47對CO、CO2、HC、O2和NO的濃度進行測量。執(zhí)行反吹功能時，電磁閥39和60上電，接通了壓縮空氣入口38與尾氣樣氣的入口34的氣路，隔斷了進入各傳感器的氣路，壓縮空氣自入口38經(jīng)電磁閥39、三通62、氣水分離器33、尾氣樣氣入口34至采樣管路和采樣探頭排出。
參見圖5，操作控制程序指令底盤測功機的舉升器升起，被試車輛駛上底盤測功機，落下舉升器。在操作控制程序的車輛信息錄入界面錄入被試車輛信息，根據(jù)被試車輛信息，確定底盤測功機的電渦流測功器的制動功率和排放限值。被試車輛以BASM5024工況在底盤測功機上運行，操作控制程序實時采集和記錄車速、加載功率、發(fā)動機轉速、尾氣樣氣的NO、CO、CO2、HC和O2濃度、環(huán)境溫度、大氣壓力、相對濕度數(shù)據(jù)。在BASM5024工況檢測過程中，根據(jù)被試車輛使用的燃料種類和環(huán)境氣象參數(shù)實時計算稀釋修正系數(shù)和濕度修正系數(shù)以對采集的NO、CO、CO2和HC濃度進行修正計算。對各設備通訊狀況，車速連續(xù)2秒超差，車速累計5秒超差，加載連續(xù)2秒超差，加載累計5秒超差，對汽油車輛CO+CO2＜6％，對其它燃料車輛CO+CO2＜4％，發(fā)動機轉速超差，樣氣低流量，工況測試時間，被試車輛工作狀態(tài)，被試車輛運用狀況進行檢測過程實時監(jiān)控。若任一監(jiān)控項目不滿足要求，BASM5024工況重新置零，不采集數(shù)據(jù)，測試重新開始，直至滿足BASM5024工況檢測要求條件。在總測試時間內(nèi)，若被試車輛的BASM5024工況排放檢測合格，檢測終止，判定該車排放合格。若被試車輛的BASM5024工況排放檢測不合格，進行BASM2540工況檢測。在此工況下，操作控制程序根據(jù)BASM2540工況對電渦流測功器加載，實時采集、記錄、計算和監(jiān)控的項目和BASM5024工況一樣。若BASM2540工況檢測合格，判定該車排放合格，否則為不合格。檢測結束后，打印檢測報告，升起舉升器，被試車輛退出底盤測功機，或進行下一輛車排放檢測，或關閉檢測系統(tǒng)。
本實用新型所述的監(jiān)測裝置的操作控制軟件是基于全簡體中文界面和微軟視窗平臺，具有直接進入檢驗規(guī)程，環(huán)保局認證標志，設備認證編號，底盤測功機加載，數(shù)據(jù)采集，通信設置，工作指令，設備響應，設備、被試車輛和檢測過程狀態(tài)顯示，誤操作提示，車輛信息查詢、錄入和記載，時鐘設定，安全操作，鎖止和解鎖，三級密碼設置，檢測過程監(jiān)控，發(fā)動機轉速驗證，設備預熱、自檢和標定，底盤測功機滑行測試，反吹時間設定，車牌號靈活輸入，檢測順序號自動生成，雙燃料汽車快速檢測，連續(xù)檢測，測試數(shù)據(jù)計算和修正，日常運行日志，數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)計報表，可更改參數(shù)表，數(shù)據(jù)域摘要，排放限值查詢，排放結果判定，屏幕打印，檢測報告打印，幫助文件，A盤備份，培訓模式，油箱蓋密封性檢測和柔性升級等功能。符合DB11/122-2000《汽油車穩(wěn)態(tài)加載污染物排放標準》和北京市環(huán)保局的《汽油車穩(wěn)態(tài)加載工況污染物排放計算機控制試驗規(guī)程》的要求。操作控制軟件對污染物排放檢測過程實時監(jiān)控項目包括各設備通訊狀況、車速連續(xù)2秒超差、車速累計5秒超差、加載連續(xù)2秒超差、加載累計5秒超差、對汽油車輛CO+CO2＜6％、對其它燃料車輛CO+CO2＜4％、發(fā)動機轉速超差、樣氣低流量、工況測試時間、被試車輛工作狀態(tài)、被試車輛運用狀況，保證了排放檢測質量。操作控制軟件功能齊全完善，性能穩(wěn)定，質量可靠，自動測試，運行平穩(wěn)，界面友好，操作方便，易學易用，使用的符號和單位符合ISO標準。
MAHA ASM BF型底盤測功機的通訊電纜接到主控計算機的串口上，主控計算機實時采集力矩、轉速和時間數(shù)據(jù)以及對底盤測功機加載。MAHA智能氣象卡和發(fā)動機轉速卡分別通過通信端口安裝在五氣體分析儀里，轉速傳感器安裝在發(fā)動機點火線路上。取樣系統(tǒng)的一端插入汽車的排氣管中，另一端與五氣體分析儀連接，汽車的尾氣樣氣經(jīng)五氣體分析儀的抽氣泵抽入，由CO、CO2、HC、NO和O2傳感器進行濃度測量。五氣體分析儀的通訊電纜與主控計算機的USB端口相連，主控計算機實時采集CO、CO2、HC、NO和O2濃度數(shù)據(jù)、發(fā)動機轉速數(shù)據(jù)、環(huán)境溫度數(shù)據(jù)、大氣壓力數(shù)據(jù)和環(huán)境相對濕度數(shù)據(jù)。空氣壓縮機通過氣路與底盤測功機的舉升氣囊相連，為底盤測功機舉升器的升降動作提供動力。操作控制軟件根據(jù)汽油車穩(wěn)態(tài)加載污染物排放檢測規(guī)程對底盤測功機、五氣體分析儀、發(fā)動機轉速計、智能氣象卡和打印機進行操作，實現(xiàn)汽油車穩(wěn)態(tài)加載工況污染物排放的檢測。
本實用新型所述的監(jiān)測裝置的監(jiān)測過程如下被試車輛7的驅動輪置于底盤測功機6上，來自空氣壓縮機3的壓縮空氣經(jīng)氣路5由操作控制軟件控制底盤測功機6的舉升器19升降，冷卻風機2位于被試車輛7的正前方，司機助手儀1位于被試車輛7的前上方，發(fā)動機轉速計的轉速卡安裝在五氣體分析儀13中，其轉速傳感器4安裝在被試車輛7的發(fā)動機點火線路上，取樣系統(tǒng)8的探頭插入被試車輛7的排氣管中，氣象卡14安裝在五氣體分析儀13中，五氣體分析儀13接收來自發(fā)動機轉速傳感器4的轉速信號、來自氣象卡14的環(huán)境氣象信號和來自取樣系統(tǒng)8的污染物樣氣。
在整個檢測過程中，環(huán)境氣象參數(shù)信號和污染物的濃度信號一起發(fā)送給主控計算機，保證了環(huán)境氣象參數(shù)信號和污染物濃度信號采集的同步性。汽車的尾氣樣氣經(jīng)五氣體分析儀的抽氣泵抽入，由CO、CO2、HC、NO和O2傳感器進行濃度測量?？諝鈮嚎s機3通過氣路5與底盤測功機的舉升氣囊相連，為底盤測功機舉升器的升降動作提供動力。操作控制軟件根據(jù)汽油車穩(wěn)態(tài)加載污染物排放檢測規(guī)程對底盤測功機、五氣體分析儀、發(fā)動機轉速計、智能氣象卡和打印機進行操作，實現(xiàn)汽油車穩(wěn)態(tài)加載工況污染物排放的檢測。
權利要求1.地下型汽油車穩(wěn)態(tài)加載工況污染物排放檢測裝置，包括底盤測功機(6)和操作臺(9)，其特征是在操作臺(9)中放置有主控計算機(10)和與其連接的五氣體分析儀(13)，在操作臺(9)上放置有打印機(11)和顯示器(12)，打印機(11)和顯示器(12)分別與主控計算機(10)連接，所述底盤測功機(6)采用德國MAHA ASM BF型底盤測功機，連接到主控計算機的串口上，具有靜態(tài)標定裝置，最大吸收功率為110kW，最高測試車速為160km/h，機械轉動慣量為907kg，地下型安裝，測試軸重為2.7噸，雙向轉動測試，驅動電機功率為2.2kW，空氣壓縮機(3)通過氣路(5)與底盤測功機(6)連接，取樣系統(tǒng)(8)的一端插入汽車的排氣管中，另一端與五氣體分析儀(13)連接，在五氣體分析儀上安裝有發(fā)動機轉速計和智能型氣象卡(14)，在被試車輛(7)的正前方設置有冷卻風機(2)，前上方設置有司機助手儀(1)。
2.根據(jù)權利要求1所述的檢測裝置，其特征是所述五氣體分析儀(13)具有CO、CO2、HC、NO和O2傳感器。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的檢測裝置，其特征是所述發(fā)動機轉速計包括轉速卡和電磁感應式轉速傳感器，電磁感應式轉速傳感器安裝在發(fā)動機點火線路中任意位置，轉速卡安裝在五氣體分析儀內(nèi)。
專利摘要本實用新型地下型汽油車穩(wěn)態(tài)加載工況污染物排放檢測裝置，包括底盤測功機和操作臺。在操作臺中放置有主控計算機和與其連接的五氣體分析儀，在操作臺上放置有打印機和顯示器，所述底盤測功機采用德國MAHA ASM BF型底盤測功機，連接到主控計算機的串口上，有靜態(tài)標定裝置，地下型安裝，雙向轉動測試，空氣壓縮機通過氣路與底盤測功機連接，取樣系統(tǒng)的探頭插入汽車的排氣管中，另一端與五氣體分析儀連接，在五氣體分析儀上安裝有發(fā)動機轉速計。該檢測裝置配置合理，性能先進穩(wěn)定，功能完善，檢測準確，效率高，重復性好，使用安全、方便，質量可靠的地下型汽油車穩(wěn)態(tài)加載工況污染物排放檢測裝置。
文檔編號G01N21/59GK2677919SQ0326581
公開日2005年2月9日 申請日期2003年5月29日 優(yōu)先權日2003年5月29日
發(fā)明者劉昭度, 姚圣卓, 馬岳峰, 齊志權, 胡劍威 申請人:北京金鎧星科技有限公司