专利名称：摩托车排气污染物测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测量装置领域，更具体的说，是涉及一种摩托车排气污染物测量装置。
背景技术：
中国是世界第一摩托车生产大国，年产量已超过1500万辆，占世界摩托车产量的50％以上。国内摩托车整车生产企业约150余家，摩托车零部件配套企业近1000余家。中国尚不是摩托车生产强国，研发能力和产品技术水平尚需提高，尤其是摩托车排气对大气的污染问题严重，其污染控制措施亟待强化。
洁净大气是人类赖于生存的必要条件之一。人类在开发物质进步的同时，也造成大量的有害物质被排放到空气中，改变了空气的正常组成，使空气质量变坏，破坏了人类的生存环境。
防治大气污染是一个庞大的系统工程，需要国家和社会公众，乃至全球各国的共同努力。为此，国家颁布GB14622-2002法令并将实行摩托车生产企业准入制度。凡摩托车生产企业不具备摩托车排气污染物测量装置的、产品达不到GB14622-2002的限值，其产品不准进入市场。目前国家所需摩托车排气污染物工况法测量装置全部为进口，价格昂贵，国产装置尚属空白，国内中小型摩托车生产企业急需国内自主开发的相关测量装置。因此，急需开发符合GB14622-2002国家标准要求的摩托车排气污染物测量装置。
实用新型内容本实用新型的目的是填补现有技术产品中存在的空白，提供一种可靠实用、易于操作、价格低廉、符合相关检测标准的摩托车排气污染物测量装置。
本实用新型摩托车排气污染物测量装置，通过下述技术方案予以实现，定容稀释排气取样单元(CVS)和分析仪器单元依次相连，而中央计算机控制单元分别与上述两单元连接，所述定容稀释排气取样单元由背景空气滤清和摩托车排气稀释处理柜、稀释排气定容流动和按工况法连续采样控制柜、采样气体储存袋、离心风机和连接管路组成，所述稀释排气定容流动和按工况法连续采样控制柜设置有定容空气采样系统、定容稀释排气混合物采样系统，所述定容空气采样系统依次设置有滤清器、泵、带流量控制阀的流量计、控制阀的管路与空气采样气体袋相连，所述定容稀释排气混合物采样系统依次设置有滤清器、泵、带流量控制阀的流量计、控制阀的管路与排气混合物采样气体袋相连；所述分析仪器单元由一氧化碳分析仪、二氧化碳分析仪、碳氢化合物分析仪、氮氧化物分析仪和氧气分析仪组成；中央计算机单元由下位机控制程序、PLC控制程序、上位机控制程序构成。
中央计算机控制单元，为分布式集散控制系统(DCS)，采用4-20mA电流作为现场信号采集方式，以运行嵌入式操作系统的触摸式操作工控机(以下简称触摸屏)作为系统的运行核心和人机操作界面，采用RS-485协议作为数据采集�？橛牍た鼗耐ㄐ判�。触摸屏通过PC/PPI协议控制直接执行单元-可编程序控制器(PLC)。
所述分析仪器单元设置于同一个19寸标准仪表柜内。所述19寸标准仪表柜后两侧为走线槽，置电路、气路埋放于槽中。
按照国家标准(GB14622-2002)的要求，本装置的每一次检测取样过程持续780s、包含4个连续运行的循环，每一个循环由15个工况(含怠速、加速、匀速和减速等)组成；分析仪器单元中采用不分光红外线吸收法(NDIR)测量CO、CO2，电化学法测量O2，氢火焰离子化法(FID)测量HC，化学发光法(CLD)和NOx效率转换仪测量NOx。
本实用新型的定容排气稀释取样单元(CVS)可满足50-250-400CC排量的检测要求，适用范围宽广，最适用于(50～250)CC摩托车排气稀释的采样要求。
本实用新型，改变此类测量装置完全依赖国外进口的局面，带来有利于国内技术发展和促进国外产品价格降低的有益竞争。
本实用新型由于依托国内技术及工业力量，故价格为国外进口价格的1/2，而性能完全达到GB14622-2002的要求，性能价格比明显高于国外同类产品。且技术支持有了更充分的保证，各项服务措施更加切合实际、易于实现。
图1是本实用新型稀释排气处理和定容连续采样系统原理示意图，图2是CVS柜内器件布置图，
图3是本实用新型检测系统数据流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步描述。
如图1 CVS原理示意图中所示，背景空气采样系统为依次设置有滤清器F3、泵P3、带流量控制阀V3的流量计R3的管路与背景空气采样袋Sb相连，定容稀释排气混合物采样系统为依次设置有滤清器F2、泵P2、带流量控制阀V2的流量计R2的管路与排气混合物采样袋Sa相连。
图2为根据图1原理图具体实现的CVS柜内主要器件工艺布置图。经过前端已处理过的稀释排气由主通道引入，主通道内安放了具有高稳定性、高精度的标准喷嘴流量计(一种文氏管型流量计)，保证了定容流量测量的顺利实现。安装的标准喷嘴流量计具有4～8m3/min可变稀释度恒定流量测量、流量测量精度达到优1级。运行CM3稀释排气取样泵，经涡轮转子流量计CL2、过滤器CF2、稳压罐、阀CV34、阀CV24，稀释排气进入稀释排气袋。运行CM1背景空气取样泵，经过滤器CF1、阀CV31、阀CV21，背景空气进入背景空气袋。经过阀CV26(或CV23)、阀CV35、阀CV36，由分析仪器单元泵吸入储存在采样袋内的稀释排气(或背景空气)，分别依次进入一氧化碳分析仪、二氧化碳分析仪、碳氢化合物分析仪和氮氧化物分析仪等，各分析仪将结果送入中央计算机控制系统处理和分析。为了保证采样袋内干净，在每一项试验完成后，将开动清洗泵CM2，用背景空气清洗采样袋，清洗采样袋由阀CV25或CV22控制。阀CV38或CV37配有压力传感器PC5或PC4，用以保证取样袋内气体压力不超过限值。CP6、CP7和CP8为监督用压力表。阀CV42和CV41为可调二通阀，用以控制玻璃转子流量计的流量在400l/h以下。
本实用新型首次在国内采用了嵌入式触摸屏作为控制核心构造运行于分析仪器上的DCS系统，自主开发适用于国标GB14622-2002的控制程序来自动操作CVS和分析仪器单元。全套控制程序由下位机(触摸屏)控制程序、PLC控制程序、上位机控制程序构成，下位机程序是系统的控制核心，负责处理数据、发送指令到PLC、监控系统状态等任务，上位机程序负责根据国家标准要求完成计算排放值，并完成报表输出、系统实时监控等一系列任务。
中央计算机单元的程序主要由三部分构成，即上位机程序、下位机程序、PLC程序，上位机程序主要负责处理各个传感器数据，计算出三种气体的排放值，并打印出测量结果。下位机程序运行于触摸屏中，负责采集各个传感器的数据并发送到上位机中，同时向所带的两个PLC从站发送控制标志位信息。PLC程序主要根据触摸屏发过来的标志位信息执行相关的子程序段，开关各个中间继电器，执行系统的操作，同时发送各个继电器状态给触摸屏，系统数据流程如图3所示。
本实用新型仪器分析单元，在满足功能要求的前提下，在结构安排上具有如下特点集分析仪器各单元、计算机测控系统、压力调节面板、气体冷却、气体过滤、采样泵于标准机柜内；在所述的分析仪器的采样泵采用无油膜片泵的设计；19寸标准仪表柜之中安装的溢流阀用于调节样气的压力的连接结构；在19寸标准仪表柜之中，计算机控制系统置于带有划道的活动机箱之中的结构，在19寸标准仪表柜之中，后两侧为走线槽，置电路、气路埋放于槽中的结构。
本装置采用工况法测量摩托车排气中一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NOx)的排放值，满足对摩托车产品进行型式认证试验和生产一致性检查试验的需求，是摩托车生产企业、相关科研部门、摩托车检测机构进行检测和分析摩托车排气污染物的必备专用设备。
权利要求1.一种摩托车排气污染物测量装置，其特征是，稀释排气定容取样单元、分析仪器单元依次相连，中央计算机控制单元分别与上述两单元连接；所述稀释排气定容取样单元由背景空气滤清和摩托车排气稀释处理柜、稀释排气定容流动和按工况法连续采样控制柜和采样气体储存袋、离心风机和连接管路组成，所述稀释排气定容流动和按工况法连续采样控制柜设置有空气定容采样系统、稀释排气定容混合物采样系统，所述空气定容采样系统依次设置有滤清器、泵、带流量控制阀的流量计、控制阀的管路与空气采样气体袋相连，所述稀释排气定容混合物采样系统依次设置有滤清器、泵、带流量控制阀的流量计、控制阀的管路与排气混合物采样气体袋相连；所述分析仪器单元由一氧化碳分析仪、二氧化碳分析仪、碳氢化合物分析仪、氮氧化物分析仪和氧气分析仪组成；中央计算机单元由下位机控制程序、可编程序控制器、上位机控制程序构成。
2.根据权利要求1所述的摩托车排气污染物测量装置，其特征是，所述中央计算机单元采用嵌入式触摸屏运行于分析仪器上的分布式集散控制系统。
3.根据权利要求1所述的摩托车排气污染物测量装置，其特征是，所述分析仪器单元设置于同一个19寸标准仪表柜内。
4.根据权利要求4所述的摩托车排气污染物测量装置，其特征是，所述标准仪表柜后两侧为走线槽，置电路、气路埋放于槽中。
专利摘要本实用新型公开了一种可靠实用、易于操作、价格低廉、符合相关检测标准的摩托车排气污染物测量装置。本实用新型摩托车排气污染物测量装置，定容稀释排气取样单元(CVS)和分析仪器单元依次相连，而中央计算机控制单元分别与上述两单元连接。本实用新型的定容排气稀释取样单元(CVS)可满足50－250－400CC排量的检测要求，适用范围宽广，最适用于(50～250)CC摩托车排气稀释的采样要求，改变此类测量装置完全依赖国外进口的局面，带来有利于国内技术发展和促进国外产品价格降低的有益竞争。
文档编号G01N35/00GK2736776SQ20042002905
公开日2005年10月26日 申请日期2004年5月28日 优先权日2004年5月28日
发明者汪曣, 赵学玒, 文世骐, 杨燕罡, 程熙, 刘文胜, 赵谊 申请人:天津大学, 天津世纪动力科技发展有限公司
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