一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置的制造方法
專利名稱:一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置，包括除水裝置、荷電反應(yīng)器和改進結(jié)構(gòu)的法拉第筒，除水裝置包括冷卻系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)，所述荷電反應(yīng)器包括線筒式電暈發(fā)生器、正/負高壓電源，所述改進結(jié)構(gòu)的法拉第筒包括PVC管、金屬網(wǎng)一、金屬網(wǎng)二、橡膠管，濾紙托架、快速接頭、不銹鋼內(nèi)筒、不銹鋼外筒及流量控制系統(tǒng)；所述冷卻系統(tǒng)將柴油機排氣中水分減少，并通過加熱系統(tǒng)將排氣恒定在某一溫度，再將加熱的排氣通入荷電反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)，從而實現(xiàn)顆粒物帶電。整個荷電量測量過程為在線測量，經(jīng)改進結(jié)構(gòu)的法拉第筒測量顆粒物荷電量并通過濾紙捕集帶電顆粒物。利用正/負高壓電暈放電技術(shù)，實現(xiàn)了柴油機顆粒物的實時捕集和荷電量的測量。
【專利說明】
一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機排氣后處理技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，是一種適用于柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]可吸入顆粒物排放所帶來的空氣污染，已成為本世紀最嚴重的環(huán)境問題之一?？晌腩w粒物的粒徑越小，顆粒在大氣中懸浮時間和輸送距離就越遠，對人健康的危害就越大。最新研究表明粒徑小于10nm的顆粒能輕易穿透人體細胞壁，進入血液和大腦，甚至能導致某些遺傳性疾病。目前城市中機動車的排氣污染物，尤其是柴油機排放的微納米級顆粒物是大氣可吸入顆粒物的主要來源之一，控制柴油機排氣顆粒物，已引起許多國家和國際組織的重視，成為目前研究熱點。
[0003]隨著柴油機排放控制技術(shù)的發(fā)展，尤其是后處理技術(shù)的應(yīng)用，柴油機顆粒物排放總質(zhì)量大幅度減少，但是對微納米顆粒排放數(shù)目的控制效果并不明顯，而在最新顆粒物排放標準中，顆粒物數(shù)目的控制已成為主要的任務(wù)之一。因此對顆粒物采用荷電凝并技術(shù)來促進微納米顆粒物粒徑生長、減少顆粒物數(shù)目，不僅在柴油機排氣后處理方面具有重大意義，同時也將在微納米顆粒物控制領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。因此，采取相關(guān)措施對柴油機排氣顆粒進行荷電凝并是很有必要的。
[0004]荷電凝并(Electrical Agglomerat1n，EA)技術(shù)以高效，安全，無二次污染且適用范圍廣等優(yōu)點，成為目前柴油機排氣凈化領(lǐng)域新的研究熱點。荷電原理簡單來說就是帶電粒子撞擊柴油機排氣顆粒物使其帶電。放電電極在負高壓直流電壓的作用下陰極電暈放電產(chǎn)生電子，由湯森理論知，這些電子在電場作用下的迀移運動強于其本身無規(guī)則熱運動。采用負壓電暈放電且當電場強度足夠強時，陽極(接地極)和陰極(電暈放電極)會產(chǎn)生較大的電勢差，這些電子在向接地極運動的過程中能使氣體粒子發(fā)生碰撞電離。新產(chǎn)生帶電粒子在電場作用下向陽極運動時也能使氣體粒子發(fā)生碰撞電離，向陽極運動的電子越來越多。這些帶電粒子在運動過程中與柴油機排氣顆粒物發(fā)生碰撞以及顆粒物之間的相互熱運動碰撞，使顆粒物荷電。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明利用高壓電暈放電技術(shù)，即時解決柴油機排氣顆粒物荷電的問題。提出了一種適用于柴油機排氣顆粒物的荷電裝置及測量荷電量的法拉第筒。實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置，包括穩(wěn)壓箱、除水裝置以及荷電反應(yīng)裝置，所述穩(wěn)壓箱的進氣口與柴油機相連、穩(wěn)壓箱的出氣口與所述除水裝置一端相連、所述除水裝置另一端與所述荷電反應(yīng)裝置相連；
[0007]所述除水裝置包括冷卻裝置和加熱裝置;所述冷卻裝置包括不銹鋼波紋管、離心風機，所述離心風機的出風口對準所述不銹鋼波紋管;所述加熱裝置包括不銹鋼圓筒、陶瓷管加熱器，所述不銹鋼圓筒設(shè)置在所述陶瓷管加熱器內(nèi)部;所述不銹鋼波紋管一端連接所述穩(wěn)壓箱、另一端連接所述陶瓷管加熱器；
[0008]所述荷電反應(yīng)裝置包括線筒式電暈發(fā)生器、高壓電源;所述線筒式電暈發(fā)生器包括不銹鋼管、內(nèi)電極、保溫棉;所述不銹鋼管的一端與所述陶瓷管加熱器出氣口相連，所述不銹鋼管兩端的管壁上分別設(shè)有孔，所述內(nèi)電極位于不銹鋼內(nèi)部、并且內(nèi)電極的兩端分別從所述孔穿出;所述保溫棉包在所述不銹鋼管外表面;所述不銹鋼管的管體接地；
[0009]所述高壓電源連接所述內(nèi)電極的一端，所述內(nèi)電極的另一端絕緣懸空。
[0010]進一步優(yōu)選方案，還包括荷電量測量裝置和流量控制裝置;所述荷電量測量裝置包括數(shù)字電荷儀和法拉第筒，所述法拉第筒的進氣口與所述荷電反應(yīng)裝置相連，數(shù)字電荷儀與法拉第筒相連接；
[0011]所述流量控制裝置包括采樣栗和轉(zhuǎn)子流量計;所述轉(zhuǎn)子流量計與所述法拉第筒的出氣口相連，所述采樣栗與所述轉(zhuǎn)子流量計連接。
[0012]進一步優(yōu)選方案，所述法拉第筒包括PVC管、不銹鋼外筒、不銹鋼內(nèi)筒;所述不銹鋼外筒的一端與所述PVC管通過橡膠管連接、所述不銹鋼外筒的另一端連接卡箍式快速接頭，所述PVC管作為法拉第筒的進氣口端，所述快速接頭作為法拉第筒的出氣口端;所述不銹鋼外筒內(nèi)部兩端分別設(shè)有第一金屬網(wǎng)和第二金屬網(wǎng)，所述第一金屬網(wǎng)、所述第二金屬網(wǎng)均接地;所述不銹鋼內(nèi)筒嵌在所述不銹鋼外筒內(nèi)部，所述不銹鋼內(nèi)筒與所述不銹鋼外筒之間有硅膠層，所述不銹鋼內(nèi)筒通過屏蔽線與所述數(shù)字電荷儀相連;所述不銹鋼內(nèi)筒與所述快速接頭對應(yīng)的一端內(nèi)部設(shè)有濾紙托架，所述濾紙托架能夠固定濾紙。
[0013]進一步優(yōu)選方案，所述流量控制裝置控制排氣流量為lm3/min?8m3/min。
[0014]進一步優(yōu)選方案，所述加熱裝置還包括溫控儀、熱電偶傳感器及繼電器;所述熱電偶傳感器、所述繼電器均與所述溫控儀相連，所述繼電器還與所述陶瓷管加熱器相連；
[0015]所述熱電偶傳感器設(shè)置在所述陶瓷管加熱器的兩端，分別用于檢測陶瓷管加熱器的進氣溫度和出氣溫度;所述溫控儀根據(jù)熱電偶傳感器的檢測值控制繼電器的通斷以控制排氣溫度。
[0016]進一步優(yōu)選方案，所述不銹鋼波紋管中間位置設(shè)有球閥，所述不銹鋼波紋管另一端設(shè)置為S型，所述S型底端設(shè)有閥門。
[0017]進一步優(yōu)選方案，所述線筒式電暈發(fā)生器還包括陶瓷管、密封圈以及絕緣托架;所述密封圈緊貼所述孔;所述陶瓷管套在所述內(nèi)電極的兩端、并且緊貼在所述密封圈上;所述絕緣托架設(shè)置在所述不銹鋼管的兩端以支撐不銹鋼管。
[0018]進一步優(yōu)選方案，所述內(nèi)電極與所述不銹鋼管內(nèi)壁之間的間隙為20?25mm，所述保溫棉的厚度為10?15mm。
[0019]進一步優(yōu)選方案，還包括車載ECU;所述車載ECU—方面利用傳感器獲得柴油機工作狀態(tài)，所述工作狀態(tài)包括柴油機轉(zhuǎn)速和油門開度，所述車載ECU另一方面根據(jù)工作狀態(tài)選擇最佳的荷電電壓并發(fā)送指令給正/負高壓電源。
[0020]進一步優(yōu)選方案，所述高壓電源包括正高壓電源和負高壓電源，所述高壓電源的放電電壓為O?20kV，所述陶瓷管加熱器的加熱溫度為100?500°C。
[0021]本發(fā)明的有益效果:
[0022 ] 1.本發(fā)明利用荷電技術(shù)，基于正/負高壓電暈放電，更加高效、快速地增加顆粒物荷電量，增大顆粒物粒徑，減少顆粒物數(shù)量，提高DPF捕集效率。
[0023 ] 2.本發(fā)明可以考察電暈放電參數(shù)(放電電壓、分流排氣流量、放電區(qū)域內(nèi)部溫度等因素)對顆粒荷質(zhì)比的影響，優(yōu)化放電參數(shù)。
[0024]3.本發(fā)明可以探究放電結(jié)構(gòu)參數(shù)(電極直徑、電極材料、電極距離等因素)對顆粒荷質(zhì)比的影響，優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明提出的柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置示意圖。
[0026]圖2是用于實現(xiàn)本發(fā)明的荷電反應(yīng)器裝置示意圖。
[0027]圖3本發(fā)明的適用于柴油機的法拉第筒的剖面圖。
[0028]圖4本發(fā)明的適用于柴油機的法拉第筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖中標記為:
[0030]1-柴油機，2-穩(wěn)壓箱，3-離心風機，4-不銹鋼波紋管，5-熱電偶傳感器，6-陶瓷管加熱器，7-不銹鋼圓筒，8-閥門，9-線筒式電暈發(fā)生器，10-法拉第筒，11-轉(zhuǎn)子流量計，12-采樣栗，13-數(shù)字電荷儀，14-正/負高壓電源，15-溫控儀，16-繼電器，17-ECU，18-球閥，901 -絕緣托架，902-內(nèi)電極，903-陶瓷管，904-密封圈，905-保溫棉，906-不銹鋼管，1001-PVC管，1002-第一金屬網(wǎng)，1003-橡膠管，1004-不銹鋼內(nèi)筒，1005-硅膠層，1006-不銹鋼外筒，1007-濾紙托架，1008-快速接頭，1009-第二金屬網(wǎng)。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0032]如圖1所示，為本發(fā)明提出的柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置示意圖。包括:穩(wěn)壓箱2、除水裝置、荷電反應(yīng)裝置、荷電量測量裝置以及流量控制裝置;穩(wěn)壓箱與柴油機排氣口連接，用于緩和排出的排氣氣流。
[0033]除水裝置包括冷卻裝置和加熱裝置;所述冷卻裝置為風冷系統(tǒng)，包括不銹鋼波紋管4和離心風機3，所述不銹鋼波紋管4的一端連接穩(wěn)壓箱2的出氣口、另一端連接加熱裝置，不銹鋼波紋管4的中間一處設(shè)有球閥18，不銹鋼波紋管4的另一端設(shè)置為S形，并且在S形底部設(shè)置一個閥門8，所述離心風機3放置在不銹鋼波紋管4附近、并且將離心風機3的出風口對準不銹鋼波紋管的S段，使柴油機I排出的尾氣溫度下降并減少氣流中的水分。所述加熱裝置包括陶瓷管加熱器6、設(shè)置在陶瓷管加熱器內(nèi)部的不銹鋼圓筒7、熱電偶傳感器5、溫控儀15和繼電器16;所述陶瓷管加熱器6的進氣口與不銹鋼波紋管的S形端相連接、陶瓷管加熱器的出氣口與荷電反應(yīng)裝置連接;所述熱電偶傳感器5、所述繼電器16均與所述溫控儀15相連接，所述繼電器16還與陶瓷管加熱器6相連接;所述熱電偶傳感器5為2個，分別放置在陶瓷管加熱器的進氣口和出氣口的位置，用于檢測柴油機I排氣被冷卻裝置冷卻后的溫度和被陶瓷管加熱器加熱后的溫度，溫控儀根據(jù)熱電偶傳感器的檢測值控制繼電器的通斷、進而實現(xiàn)控制陶瓷管加熱器的通斷以控制排氣的溫度；陶瓷管加熱器內(nèi)部的不銹鋼圓筒7能夠增大加熱面積，使加熱效果更好。
[0034]所述荷電反應(yīng)裝置包括線筒式電暈發(fā)生器9和正/負高壓電源14，如圖2所示;所述線筒式電暈發(fā)生器9包括不銹鋼管906、內(nèi)電極902、保溫棉905、密封圈904、陶瓷管903和絕緣托架901;所述不銹鋼管906的一端與所述陶瓷管加熱器6的出氣口相連，所述不銹鋼管兩端的管壁上分別設(shè)有孔，所述孔上面緊貼密封圈904，所述內(nèi)電極902位于不銹鋼內(nèi)部、并且與不銹鋼管內(nèi)壁之間的間隙為20?25mm，所述內(nèi)電極的兩端分別從所述孔穿出，穿出孔的內(nèi)電極部分套有陶瓷管903;所述保溫棉905包在所述不銹鋼管906的外表面，所述保溫棉的厚度為10?15_，所述保溫棉用來保持荷電反應(yīng)的溫度;所述不銹鋼管的管體接地;所述絕緣托架901位于不銹鋼管的兩端，對不銹鋼管起到支撐保護作用。所述正/負高壓電源14連接所述內(nèi)電極902的一端，所述內(nèi)電極的另一端用絕緣膠布封起來并懸空。
[0035]所述荷電量測量裝置包括數(shù)字電荷儀13和改進的法拉第筒10，圖3和圖4為法拉第筒的結(jié)構(gòu)圖。所述法拉第筒10的進氣口與所述不銹鋼管906的另一端連接、所述法拉第筒的出氣口與流量控制裝置連接;本發(fā)明改進的法拉第筒包括PVC管1001、不銹鋼外筒1006、不銹鋼內(nèi)筒1004;所述不銹鋼外筒1006的一端與所述PVC管1001通過橡膠管1003連接，所述橡膠管1003用于實現(xiàn)密封與絕緣的作用，所述不銹鋼外筒1006的另一端連接一個卡箍式快速接頭1008，所述PVC管1001作為法拉第筒的進氣口端，所述快速接頭作為法拉第筒的出氣口端;所述不銹鋼外筒內(nèi)部兩端分別設(shè)有第一金屬網(wǎng)1002和第二金屬網(wǎng)1009，所述第一金屬網(wǎng)1002和所述第二金屬網(wǎng)1009均接地以屏蔽外部電場干擾;所述不銹鋼內(nèi)筒1004嵌在所述不銹鋼外筒內(nèi)部，所述不銹鋼內(nèi)筒與所述不銹鋼外筒之間設(shè)有硅膠層1005以將兩者隔離開，所述不銹鋼內(nèi)筒1004通過屏蔽線與所述數(shù)字電荷儀13相連;所述不銹鋼內(nèi)筒與所述快速接頭對應(yīng)的一端內(nèi)部設(shè)有濾紙托架1007，所述濾紙托架1007用來固定濾紙，所述濾紙用來捕集進入法拉第筒的顆粒物，通過所述快速接頭可方便地裝取濾紙。
[0036]所述流量控制裝置包括轉(zhuǎn)子流量計11和采樣栗12;所述轉(zhuǎn)子流量計11與法拉第筒的出氣口端相連接，所述采樣栗12與所述轉(zhuǎn)子流量計11相連接。
[0037]本發(fā)明裝置的工作原理如下:
[0038]1、柴油機I排出的排氣首先經(jīng)過穩(wěn)壓箱2進行穩(wěn)壓舒緩氣流，之后進入不銹鋼波紋管4，依次經(jīng)過球閥18分流、離心風機3冷卻除水，冷卻后的尾氣溫度為80-100°C ;尾氣中的水蒸氣冷卻后變?yōu)橐簯B(tài)，可根據(jù)需要打開閥門8放出水分;需要注意的是，保持球閥18的開度不變，以減少接下來的試驗以及以后的試驗的工作量。
[0039]2、經(jīng)冷卻后的排氣進入加熱裝置，通過位于陶瓷管加熱器6進氣口處的熱電偶傳感器5實時測量冷卻后尾氣的溫度、通過位于陶瓷管加熱器6出氣口處的熱電偶傳感器5實時測量加熱后要進入荷電反應(yīng)裝置內(nèi)部的排氣溫度;通過兩個溫度傳感器、溫控儀15以及繼電器16組成的閉環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)控制陶瓷管加熱器6的工作狀態(tài)，將排氣溫度控制在100?5000C，優(yōu)選為300°C，同時可以探究溫度對荷電效果的影響程度。
[0040]3、加熱后的排氣均勻地進入荷電反應(yīng)裝置，打開正/負高壓電源14為荷電反應(yīng)提供放電電壓，實現(xiàn)電暈放電，將排氣中的顆粒物與空氣中自由的電子相互碰撞而形成帶電顆粒，所述放電電壓控制在O?20kV，線筒式電暈發(fā)生器9的內(nèi)電極為荷電反應(yīng)裝置的放電區(qū)域;在改進結(jié)構(gòu)的法拉第筒中的濾紙托架上放入濾紙，法拉第筒中的顆粒物吸附在濾紙上，被濾紙收集;打開流量控制裝置，利用采樣栗12和轉(zhuǎn)子流量計11將排氣流量控制在Im3/min?8m3/min，具體是通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計11的指針改變管路的流量;打開數(shù)字電荷儀13，以實時測量進入法拉第筒中顆粒物的荷電量。
[0041 ]上述過程由車載ECU17控制，柴油機轉(zhuǎn)速和油門開度的信號通過傳感器傳送給ECU17后，由ECU17選擇最佳的荷電電壓并發(fā)送指令給正/負高壓電源14，使顆粒物更加高效、節(jié)能地荷電。
[0042 ]本發(fā)明裝置的工作過程為:
[0043]打開采樣栗12，柴油機I排氣經(jīng)球閥18分流進入不銹鋼波紋管4，經(jīng)離心風機3通過風冷減少水分;利用溫控儀15、繼電器16和陶瓷管加熱器6對不銹鋼圓筒加熱，利用熱電偶傳感器5分別測量排氣加熱前和加熱后的溫度，以實現(xiàn)排氣溫度恒定及探究溫度對荷電效果的影響程度；連接好正/負高壓電源的放電電路，正/負高壓電源14提供放電電壓O?20kV;荷電反應(yīng)裝置內(nèi)產(chǎn)生的帶電顆粒物進入改進結(jié)構(gòu)的法拉第筒10內(nèi)；法拉第筒中的帶電顆粒物吸附在濾紙上，被濾紙收集;改變轉(zhuǎn)子流量計11的指針，控制管道內(nèi)的流量;利用數(shù)字電荷儀13實時監(jiān)測法拉第筒中顆粒物的荷電量，當數(shù)字電荷儀13的荷電量增長幅度基本不變時，法拉第筒10達到飽和荷電量，這段時間內(nèi)的顆粒物荷電量測量完成。
[0044]以上所述僅僅為本發(fā)明優(yōu)選的實施例，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，應(yīng)當理解，在不違背本發(fā)明實質(zhì)內(nèi)容和精神的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員所作任何修改、改進或等同替換等都將落入本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置，其特征在于，包括穩(wěn)壓箱(2)、除水裝置以及荷電反應(yīng)裝置，所述穩(wěn)壓箱(2)的進氣口與柴油機(I)相連、穩(wěn)壓箱(2)的出氣口與所述除水裝置一端相連、所述除水裝置另一端與所述荷電反應(yīng)裝置相連； 所述除水裝置包括冷卻裝置和加熱裝置;所述冷卻裝置包括不銹鋼波紋管(4)、離心風機(3)，所述離心風機(3)的出風口對準所述不銹鋼波紋管(4);所述加熱裝置包括不銹鋼圓筒(7)、陶瓷管加熱器(6)，所述不銹鋼圓筒(7)設(shè)置在所述陶瓷管加熱器(6)內(nèi)部;所述不銹鋼波紋管(4) 一端連接所述穩(wěn)壓箱(2)、另一端連接所述陶瓷管加熱器(6); 所述荷電反應(yīng)裝置包括線筒式電暈發(fā)生器(9)、高壓電源;所述線筒式電暈發(fā)生器(9)包括不銹鋼管(906)、內(nèi)電極(902)、保溫棉(905);所述不銹鋼管(906)的一端與所述陶瓷管加熱器(6)出氣口相連，所述不銹鋼管(906)兩端的管壁上分別設(shè)有孔，所述內(nèi)電極(902)位于不銹鋼內(nèi)部、并且內(nèi)電極的兩端分別從所述孔穿出；所述保溫棉(905)包在所述不銹鋼管外表面;所述不銹鋼管(906)的管體接地； 所述高壓電源連接所述內(nèi)電極(902)的一端，所述內(nèi)電極(902)的另一端絕緣懸空。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置，其特征在于，還包括荷電量測量裝置和流量控制裝置;所述荷電量測量裝置包括數(shù)字電荷儀(13)和法拉第筒(10)，所述法拉第筒(10)的進氣口與所述荷電反應(yīng)裝置相連，數(shù)字電荷儀(13)與法拉第筒(10)相連接； 所述流量控制裝置包括采樣栗(12)和轉(zhuǎn)子流量計(11);所述轉(zhuǎn)子流量計(11)與所述法拉第筒(10)的出氣口相連，所述采樣栗(12)與所述轉(zhuǎn)子流量計(11)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置，其特征在于，所述法拉第筒包括PVC管(1001)、不銹鋼外筒(1006)、不銹鋼內(nèi)筒(1004);所述不銹鋼外筒(1006)的一端與所述PVC管(1001)通過橡膠管(1003)連接、所述不銹鋼外筒(1006)的另一端連接卡箍式快速接頭(1008)，所述PVC管(1001)作為法拉第筒(10)的進氣口端，所述快速接頭(1008)作為法拉第筒(10)的出氣口端;所述不銹鋼外筒(1006)內(nèi)部兩端分別設(shè)有第一金屬網(wǎng)(1002)和第二金屬網(wǎng)(1009)，所述第一金屬網(wǎng)(1002)、所述第二金屬網(wǎng)(1009)均接地;所述不銹鋼內(nèi)筒(1004)嵌在所述不銹鋼外筒(1006)內(nèi)部，所述不銹鋼內(nèi)筒(1004)與所述不銹鋼外筒(1006)之間有硅膠層(1005)，所述不銹鋼內(nèi)筒(1004)通過屏蔽線與所述數(shù)字電荷儀(13)相連;所述不銹鋼內(nèi)筒(1004)與所述快速接頭(1008)對應(yīng)的一端內(nèi)部設(shè)有濾紙托架(1007)，所述濾紙托架(1007)能夠固定濾紙。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置，其特征在于，所述流量控制裝置控制排氣流量為lm3/min?8m3/min。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置，其特征在于，所述加熱裝置還包括溫控儀(15)、熱電偶傳感器(5)及繼電器(16);所述熱電偶傳感器(5)、所述繼電器(16)均與所述溫控儀(15)相連，所述繼電器(16)還與所述陶瓷管加熱器(6)相連； 所述熱電偶傳感器(5)設(shè)置在所述陶瓷管加熱器的兩端，分別用于檢測陶瓷管加熱器(6)的進氣溫度和出氣溫度;所述溫控儀(15)根據(jù)熱電偶傳感器的檢測值控制繼電器的通斷以控制排氣溫度。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置，其特征在于，所述不銹鋼波紋管(4)中間位置設(shè)有球閥(18)，所述不銹鋼波紋管(4)另一端設(shè)置為S型，所述S型底端設(shè)有閥門(8)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置，其特征在于，所述線筒式電暈發(fā)生器還包括陶瓷管(903)、密封圈(904)以及絕緣托架(901);所述密封圈(904)緊貼所述孔;所述陶瓷管(903)套在所述內(nèi)電極(902)的兩端、并且緊貼在所述密封圈(904)上;所述絕緣托架(901)設(shè)置在所述不銹鋼管(906)的兩端以支撐不銹鋼管(906)。8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置，其特征在于，所述內(nèi)電極(902)與所述不銹鋼管(906)內(nèi)壁之間的間隙為20?25mm，所述保溫棉(905)的厚度為1?15mm。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置，其特征在于，還包括車載ECU(17);所述車載ECU(17)—方面利用傳感器獲得柴油機工作狀態(tài)，所述工作狀態(tài)包括柴油機轉(zhuǎn)速和油門開度，所述車載ECU(17)另一方面根據(jù)工作狀態(tài)選擇最佳的荷電電壓并發(fā)送指令給高壓電源。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置，其特征在于，所述高壓電源包括正高壓電源和負高壓電源，所述高壓電源的放電電壓為O?20kV，所述陶瓷管(903)加熱器的加熱溫度為100?500°C。
【文檔編號】B03C3/34GK205701025SQ201620231494
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】呂俊翔, 孫平, 劉軍恒, 孟建, 劉少康
【申請人】江蘇大學
【專利摘要】本實用新型公開了一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置，包括除水裝置、荷電反應(yīng)器和改進結(jié)構(gòu)的法拉第筒，除水裝置包括冷卻系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)，所述荷電反應(yīng)器包括線筒式電暈發(fā)生器、正/負高壓電源，所述改進結(jié)構(gòu)的法拉第筒包括PVC管、金屬網(wǎng)一、金屬網(wǎng)二、橡膠管，濾紙托架、快速接頭、不銹鋼內(nèi)筒、不銹鋼外筒及流量控制系統(tǒng)；所述冷卻系統(tǒng)將柴油機排氣中水分減少，并通過加熱系統(tǒng)將排氣恒定在某一溫度，再將加熱的排氣通入荷電反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)，從而實現(xiàn)顆粒物帶電。整個荷電量測量過程為在線測量，經(jīng)改進結(jié)構(gòu)的法拉第筒測量顆粒物荷電量并通過濾紙捕集帶電顆粒物。利用正/負高壓電暈放電技術(shù)，實現(xiàn)了柴油機顆粒物的實時捕集和荷電量的測量。
【專利說明】
一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機排氣后處理技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，是一種適用于柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]可吸入顆粒物排放所帶來的空氣污染，已成為本世紀最嚴重的環(huán)境問題之一?？晌腩w粒物的粒徑越小，顆粒在大氣中懸浮時間和輸送距離就越遠，對人健康的危害就越大。最新研究表明粒徑小于10nm的顆粒能輕易穿透人體細胞壁，進入血液和大腦，甚至能導致某些遺傳性疾病。目前城市中機動車的排氣污染物，尤其是柴油機排放的微納米級顆粒物是大氣可吸入顆粒物的主要來源之一，控制柴油機排氣顆粒物，已引起許多國家和國際組織的重視，成為目前研究熱點。
[0003]隨著柴油機排放控制技術(shù)的發(fā)展，尤其是后處理技術(shù)的應(yīng)用，柴油機顆粒物排放總質(zhì)量大幅度減少，但是對微納米顆粒排放數(shù)目的控制效果并不明顯，而在最新顆粒物排放標準中，顆粒物數(shù)目的控制已成為主要的任務(wù)之一。因此對顆粒物采用荷電凝并技術(shù)來促進微納米顆粒物粒徑生長、減少顆粒物數(shù)目，不僅在柴油機排氣后處理方面具有重大意義，同時也將在微納米顆粒物控制領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。因此，采取相關(guān)措施對柴油機排氣顆粒進行荷電凝并是很有必要的。
[0004]荷電凝并(Electrical Agglomerat1n，EA)技術(shù)以高效，安全，無二次污染且適用范圍廣等優(yōu)點，成為目前柴油機排氣凈化領(lǐng)域新的研究熱點。荷電原理簡單來說就是帶電粒子撞擊柴油機排氣顆粒物使其帶電。放電電極在負高壓直流電壓的作用下陰極電暈放電產(chǎn)生電子，由湯森理論知，這些電子在電場作用下的迀移運動強于其本身無規(guī)則熱運動。采用負壓電暈放電且當電場強度足夠強時，陽極(接地極)和陰極(電暈放電極)會產(chǎn)生較大的電勢差，這些電子在向接地極運動的過程中能使氣體粒子發(fā)生碰撞電離。新產(chǎn)生帶電粒子在電場作用下向陽極運動時也能使氣體粒子發(fā)生碰撞電離，向陽極運動的電子越來越多。這些帶電粒子在運動過程中與柴油機排氣顆粒物發(fā)生碰撞以及顆粒物之間的相互熱運動碰撞，使顆粒物荷電。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明利用高壓電暈放電技術(shù)，即時解決柴油機排氣顆粒物荷電的問題。提出了一種適用于柴油機排氣顆粒物的荷電裝置及測量荷電量的法拉第筒。實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置，包括穩(wěn)壓箱、除水裝置以及荷電反應(yīng)裝置，所述穩(wěn)壓箱的進氣口與柴油機相連、穩(wěn)壓箱的出氣口與所述除水裝置一端相連、所述除水裝置另一端與所述荷電反應(yīng)裝置相連；
[0007]所述除水裝置包括冷卻裝置和加熱裝置;所述冷卻裝置包括不銹鋼波紋管、離心風機，所述離心風機的出風口對準所述不銹鋼波紋管;所述加熱裝置包括不銹鋼圓筒、陶瓷管加熱器，所述不銹鋼圓筒設(shè)置在所述陶瓷管加熱器內(nèi)部;所述不銹鋼波紋管一端連接所述穩(wěn)壓箱、另一端連接所述陶瓷管加熱器；
[0008]所述荷電反應(yīng)裝置包括線筒式電暈發(fā)生器、高壓電源;所述線筒式電暈發(fā)生器包括不銹鋼管、內(nèi)電極、保溫棉;所述不銹鋼管的一端與所述陶瓷管加熱器出氣口相連，所述不銹鋼管兩端的管壁上分別設(shè)有孔，所述內(nèi)電極位于不銹鋼內(nèi)部、并且內(nèi)電極的兩端分別從所述孔穿出;所述保溫棉包在所述不銹鋼管外表面;所述不銹鋼管的管體接地；
[0009]所述高壓電源連接所述內(nèi)電極的一端，所述內(nèi)電極的另一端絕緣懸空。
[0010]進一步優(yōu)選方案，還包括荷電量測量裝置和流量控制裝置;所述荷電量測量裝置包括數(shù)字電荷儀和法拉第筒，所述法拉第筒的進氣口與所述荷電反應(yīng)裝置相連，數(shù)字電荷儀與法拉第筒相連接；
[0011]所述流量控制裝置包括采樣栗和轉(zhuǎn)子流量計;所述轉(zhuǎn)子流量計與所述法拉第筒的出氣口相連，所述采樣栗與所述轉(zhuǎn)子流量計連接。
[0012]進一步優(yōu)選方案，所述法拉第筒包括PVC管、不銹鋼外筒、不銹鋼內(nèi)筒;所述不銹鋼外筒的一端與所述PVC管通過橡膠管連接、所述不銹鋼外筒的另一端連接卡箍式快速接頭，所述PVC管作為法拉第筒的進氣口端，所述快速接頭作為法拉第筒的出氣口端;所述不銹鋼外筒內(nèi)部兩端分別設(shè)有第一金屬網(wǎng)和第二金屬網(wǎng)，所述第一金屬網(wǎng)、所述第二金屬網(wǎng)均接地;所述不銹鋼內(nèi)筒嵌在所述不銹鋼外筒內(nèi)部，所述不銹鋼內(nèi)筒與所述不銹鋼外筒之間有硅膠層，所述不銹鋼內(nèi)筒通過屏蔽線與所述數(shù)字電荷儀相連;所述不銹鋼內(nèi)筒與所述快速接頭對應(yīng)的一端內(nèi)部設(shè)有濾紙托架，所述濾紙托架能夠固定濾紙。
[0013]進一步優(yōu)選方案，所述流量控制裝置控制排氣流量為lm3/min?8m3/min。
[0014]進一步優(yōu)選方案，所述加熱裝置還包括溫控儀、熱電偶傳感器及繼電器;所述熱電偶傳感器、所述繼電器均與所述溫控儀相連，所述繼電器還與所述陶瓷管加熱器相連；
[0015]所述熱電偶傳感器設(shè)置在所述陶瓷管加熱器的兩端，分別用于檢測陶瓷管加熱器的進氣溫度和出氣溫度;所述溫控儀根據(jù)熱電偶傳感器的檢測值控制繼電器的通斷以控制排氣溫度。
[0016]進一步優(yōu)選方案，所述不銹鋼波紋管中間位置設(shè)有球閥，所述不銹鋼波紋管另一端設(shè)置為S型，所述S型底端設(shè)有閥門。
[0017]進一步優(yōu)選方案，所述線筒式電暈發(fā)生器還包括陶瓷管、密封圈以及絕緣托架;所述密封圈緊貼所述孔;所述陶瓷管套在所述內(nèi)電極的兩端、并且緊貼在所述密封圈上;所述絕緣托架設(shè)置在所述不銹鋼管的兩端以支撐不銹鋼管。
[0018]進一步優(yōu)選方案，所述內(nèi)電極與所述不銹鋼管內(nèi)壁之間的間隙為20?25mm，所述保溫棉的厚度為10?15mm。
[0019]進一步優(yōu)選方案，還包括車載ECU;所述車載ECU—方面利用傳感器獲得柴油機工作狀態(tài)，所述工作狀態(tài)包括柴油機轉(zhuǎn)速和油門開度，所述車載ECU另一方面根據(jù)工作狀態(tài)選擇最佳的荷電電壓并發(fā)送指令給正/負高壓電源。
[0020]進一步優(yōu)選方案，所述高壓電源包括正高壓電源和負高壓電源，所述高壓電源的放電電壓為O?20kV，所述陶瓷管加熱器的加熱溫度為100?500°C。
[0021]本發(fā)明的有益效果:
[0022 ] 1.本發(fā)明利用荷電技術(shù)，基于正/負高壓電暈放電，更加高效、快速地增加顆粒物荷電量，增大顆粒物粒徑，減少顆粒物數(shù)量，提高DPF捕集效率。
[0023 ] 2.本發(fā)明可以考察電暈放電參數(shù)(放電電壓、分流排氣流量、放電區(qū)域內(nèi)部溫度等因素)對顆粒荷質(zhì)比的影響，優(yōu)化放電參數(shù)。
[0024]3.本發(fā)明可以探究放電結(jié)構(gòu)參數(shù)(電極直徑、電極材料、電極距離等因素)對顆粒荷質(zhì)比的影響，優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明提出的柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置示意圖。
[0026]圖2是用于實現(xiàn)本發(fā)明的荷電反應(yīng)器裝置示意圖。
[0027]圖3本發(fā)明的適用于柴油機的法拉第筒的剖面圖。
[0028]圖4本發(fā)明的適用于柴油機的法拉第筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖中標記為:
[0030]1-柴油機，2-穩(wěn)壓箱，3-離心風機，4-不銹鋼波紋管，5-熱電偶傳感器，6-陶瓷管加熱器，7-不銹鋼圓筒，8-閥門，9-線筒式電暈發(fā)生器，10-法拉第筒，11-轉(zhuǎn)子流量計，12-采樣栗，13-數(shù)字電荷儀，14-正/負高壓電源，15-溫控儀，16-繼電器，17-ECU，18-球閥，901 -絕緣托架，902-內(nèi)電極，903-陶瓷管，904-密封圈，905-保溫棉，906-不銹鋼管，1001-PVC管，1002-第一金屬網(wǎng)，1003-橡膠管，1004-不銹鋼內(nèi)筒，1005-硅膠層，1006-不銹鋼外筒，1007-濾紙托架，1008-快速接頭，1009-第二金屬網(wǎng)。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0032]如圖1所示，為本發(fā)明提出的柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置示意圖。包括:穩(wěn)壓箱2、除水裝置、荷電反應(yīng)裝置、荷電量測量裝置以及流量控制裝置;穩(wěn)壓箱與柴油機排氣口連接，用于緩和排出的排氣氣流。
[0033]除水裝置包括冷卻裝置和加熱裝置;所述冷卻裝置為風冷系統(tǒng)，包括不銹鋼波紋管4和離心風機3，所述不銹鋼波紋管4的一端連接穩(wěn)壓箱2的出氣口、另一端連接加熱裝置，不銹鋼波紋管4的中間一處設(shè)有球閥18，不銹鋼波紋管4的另一端設(shè)置為S形，并且在S形底部設(shè)置一個閥門8，所述離心風機3放置在不銹鋼波紋管4附近、并且將離心風機3的出風口對準不銹鋼波紋管的S段，使柴油機I排出的尾氣溫度下降并減少氣流中的水分。所述加熱裝置包括陶瓷管加熱器6、設(shè)置在陶瓷管加熱器內(nèi)部的不銹鋼圓筒7、熱電偶傳感器5、溫控儀15和繼電器16;所述陶瓷管加熱器6的進氣口與不銹鋼波紋管的S形端相連接、陶瓷管加熱器的出氣口與荷電反應(yīng)裝置連接;所述熱電偶傳感器5、所述繼電器16均與所述溫控儀15相連接，所述繼電器16還與陶瓷管加熱器6相連接;所述熱電偶傳感器5為2個，分別放置在陶瓷管加熱器的進氣口和出氣口的位置，用于檢測柴油機I排氣被冷卻裝置冷卻后的溫度和被陶瓷管加熱器加熱后的溫度，溫控儀根據(jù)熱電偶傳感器的檢測值控制繼電器的通斷、進而實現(xiàn)控制陶瓷管加熱器的通斷以控制排氣的溫度；陶瓷管加熱器內(nèi)部的不銹鋼圓筒7能夠增大加熱面積，使加熱效果更好。
[0034]所述荷電反應(yīng)裝置包括線筒式電暈發(fā)生器9和正/負高壓電源14，如圖2所示;所述線筒式電暈發(fā)生器9包括不銹鋼管906、內(nèi)電極902、保溫棉905、密封圈904、陶瓷管903和絕緣托架901;所述不銹鋼管906的一端與所述陶瓷管加熱器6的出氣口相連，所述不銹鋼管兩端的管壁上分別設(shè)有孔，所述孔上面緊貼密封圈904，所述內(nèi)電極902位于不銹鋼內(nèi)部、并且與不銹鋼管內(nèi)壁之間的間隙為20?25mm，所述內(nèi)電極的兩端分別從所述孔穿出，穿出孔的內(nèi)電極部分套有陶瓷管903;所述保溫棉905包在所述不銹鋼管906的外表面，所述保溫棉的厚度為10?15_，所述保溫棉用來保持荷電反應(yīng)的溫度;所述不銹鋼管的管體接地;所述絕緣托架901位于不銹鋼管的兩端，對不銹鋼管起到支撐保護作用。所述正/負高壓電源14連接所述內(nèi)電極902的一端，所述內(nèi)電極的另一端用絕緣膠布封起來并懸空。
[0035]所述荷電量測量裝置包括數(shù)字電荷儀13和改進的法拉第筒10，圖3和圖4為法拉第筒的結(jié)構(gòu)圖。所述法拉第筒10的進氣口與所述不銹鋼管906的另一端連接、所述法拉第筒的出氣口與流量控制裝置連接;本發(fā)明改進的法拉第筒包括PVC管1001、不銹鋼外筒1006、不銹鋼內(nèi)筒1004;所述不銹鋼外筒1006的一端與所述PVC管1001通過橡膠管1003連接，所述橡膠管1003用于實現(xiàn)密封與絕緣的作用，所述不銹鋼外筒1006的另一端連接一個卡箍式快速接頭1008，所述PVC管1001作為法拉第筒的進氣口端，所述快速接頭作為法拉第筒的出氣口端;所述不銹鋼外筒內(nèi)部兩端分別設(shè)有第一金屬網(wǎng)1002和第二金屬網(wǎng)1009，所述第一金屬網(wǎng)1002和所述第二金屬網(wǎng)1009均接地以屏蔽外部電場干擾;所述不銹鋼內(nèi)筒1004嵌在所述不銹鋼外筒內(nèi)部，所述不銹鋼內(nèi)筒與所述不銹鋼外筒之間設(shè)有硅膠層1005以將兩者隔離開，所述不銹鋼內(nèi)筒1004通過屏蔽線與所述數(shù)字電荷儀13相連;所述不銹鋼內(nèi)筒與所述快速接頭對應(yīng)的一端內(nèi)部設(shè)有濾紙托架1007，所述濾紙托架1007用來固定濾紙，所述濾紙用來捕集進入法拉第筒的顆粒物，通過所述快速接頭可方便地裝取濾紙。
[0036]所述流量控制裝置包括轉(zhuǎn)子流量計11和采樣栗12;所述轉(zhuǎn)子流量計11與法拉第筒的出氣口端相連接，所述采樣栗12與所述轉(zhuǎn)子流量計11相連接。
[0037]本發(fā)明裝置的工作原理如下:
[0038]1、柴油機I排出的排氣首先經(jīng)過穩(wěn)壓箱2進行穩(wěn)壓舒緩氣流，之后進入不銹鋼波紋管4，依次經(jīng)過球閥18分流、離心風機3冷卻除水，冷卻后的尾氣溫度為80-100°C ;尾氣中的水蒸氣冷卻后變?yōu)橐簯B(tài)，可根據(jù)需要打開閥門8放出水分;需要注意的是，保持球閥18的開度不變，以減少接下來的試驗以及以后的試驗的工作量。
[0039]2、經(jīng)冷卻后的排氣進入加熱裝置，通過位于陶瓷管加熱器6進氣口處的熱電偶傳感器5實時測量冷卻后尾氣的溫度、通過位于陶瓷管加熱器6出氣口處的熱電偶傳感器5實時測量加熱后要進入荷電反應(yīng)裝置內(nèi)部的排氣溫度;通過兩個溫度傳感器、溫控儀15以及繼電器16組成的閉環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)控制陶瓷管加熱器6的工作狀態(tài)，將排氣溫度控制在100?5000C，優(yōu)選為300°C，同時可以探究溫度對荷電效果的影響程度。
[0040]3、加熱后的排氣均勻地進入荷電反應(yīng)裝置，打開正/負高壓電源14為荷電反應(yīng)提供放電電壓，實現(xiàn)電暈放電，將排氣中的顆粒物與空氣中自由的電子相互碰撞而形成帶電顆粒，所述放電電壓控制在O?20kV，線筒式電暈發(fā)生器9的內(nèi)電極為荷電反應(yīng)裝置的放電區(qū)域;在改進結(jié)構(gòu)的法拉第筒中的濾紙托架上放入濾紙，法拉第筒中的顆粒物吸附在濾紙上，被濾紙收集;打開流量控制裝置，利用采樣栗12和轉(zhuǎn)子流量計11將排氣流量控制在Im3/min?8m3/min，具體是通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計11的指針改變管路的流量;打開數(shù)字電荷儀13，以實時測量進入法拉第筒中顆粒物的荷電量。
[0041 ]上述過程由車載ECU17控制，柴油機轉(zhuǎn)速和油門開度的信號通過傳感器傳送給ECU17后，由ECU17選擇最佳的荷電電壓并發(fā)送指令給正/負高壓電源14，使顆粒物更加高效、節(jié)能地荷電。
[0042 ]本發(fā)明裝置的工作過程為:
[0043]打開采樣栗12，柴油機I排氣經(jīng)球閥18分流進入不銹鋼波紋管4，經(jīng)離心風機3通過風冷減少水分;利用溫控儀15、繼電器16和陶瓷管加熱器6對不銹鋼圓筒加熱，利用熱電偶傳感器5分別測量排氣加熱前和加熱后的溫度，以實現(xiàn)排氣溫度恒定及探究溫度對荷電效果的影響程度；連接好正/負高壓電源的放電電路，正/負高壓電源14提供放電電壓O?20kV;荷電反應(yīng)裝置內(nèi)產(chǎn)生的帶電顆粒物進入改進結(jié)構(gòu)的法拉第筒10內(nèi)；法拉第筒中的帶電顆粒物吸附在濾紙上，被濾紙收集;改變轉(zhuǎn)子流量計11的指針，控制管道內(nèi)的流量;利用數(shù)字電荷儀13實時監(jiān)測法拉第筒中顆粒物的荷電量，當數(shù)字電荷儀13的荷電量增長幅度基本不變時，法拉第筒10達到飽和荷電量，這段時間內(nèi)的顆粒物荷電量測量完成。
[0044]以上所述僅僅為本發(fā)明優(yōu)選的實施例，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，應(yīng)當理解，在不違背本發(fā)明實質(zhì)內(nèi)容和精神的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員所作任何修改、改進或等同替換等都將落入本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置，其特征在于，包括穩(wěn)壓箱(2)、除水裝置以及荷電反應(yīng)裝置，所述穩(wěn)壓箱(2)的進氣口與柴油機(I)相連、穩(wěn)壓箱(2)的出氣口與所述除水裝置一端相連、所述除水裝置另一端與所述荷電反應(yīng)裝置相連； 所述除水裝置包括冷卻裝置和加熱裝置;所述冷卻裝置包括不銹鋼波紋管(4)、離心風機(3)，所述離心風機(3)的出風口對準所述不銹鋼波紋管(4);所述加熱裝置包括不銹鋼圓筒(7)、陶瓷管加熱器(6)，所述不銹鋼圓筒(7)設(shè)置在所述陶瓷管加熱器(6)內(nèi)部;所述不銹鋼波紋管(4) 一端連接所述穩(wěn)壓箱(2)、另一端連接所述陶瓷管加熱器(6); 所述荷電反應(yīng)裝置包括線筒式電暈發(fā)生器(9)、高壓電源;所述線筒式電暈發(fā)生器(9)包括不銹鋼管(906)、內(nèi)電極(902)、保溫棉(905);所述不銹鋼管(906)的一端與所述陶瓷管加熱器(6)出氣口相連，所述不銹鋼管(906)兩端的管壁上分別設(shè)有孔，所述內(nèi)電極(902)位于不銹鋼內(nèi)部、并且內(nèi)電極的兩端分別從所述孔穿出；所述保溫棉(905)包在所述不銹鋼管外表面;所述不銹鋼管(906)的管體接地； 所述高壓電源連接所述內(nèi)電極(902)的一端，所述內(nèi)電極(902)的另一端絕緣懸空。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置，其特征在于，還包括荷電量測量裝置和流量控制裝置;所述荷電量測量裝置包括數(shù)字電荷儀(13)和法拉第筒(10)，所述法拉第筒(10)的進氣口與所述荷電反應(yīng)裝置相連，數(shù)字電荷儀(13)與法拉第筒(10)相連接； 所述流量控制裝置包括采樣栗(12)和轉(zhuǎn)子流量計(11);所述轉(zhuǎn)子流量計(11)與所述法拉第筒(10)的出氣口相連，所述采樣栗(12)與所述轉(zhuǎn)子流量計(11)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置，其特征在于，所述法拉第筒包括PVC管(1001)、不銹鋼外筒(1006)、不銹鋼內(nèi)筒(1004);所述不銹鋼外筒(1006)的一端與所述PVC管(1001)通過橡膠管(1003)連接、所述不銹鋼外筒(1006)的另一端連接卡箍式快速接頭(1008)，所述PVC管(1001)作為法拉第筒(10)的進氣口端，所述快速接頭(1008)作為法拉第筒(10)的出氣口端;所述不銹鋼外筒(1006)內(nèi)部兩端分別設(shè)有第一金屬網(wǎng)(1002)和第二金屬網(wǎng)(1009)，所述第一金屬網(wǎng)(1002)、所述第二金屬網(wǎng)(1009)均接地;所述不銹鋼內(nèi)筒(1004)嵌在所述不銹鋼外筒(1006)內(nèi)部，所述不銹鋼內(nèi)筒(1004)與所述不銹鋼外筒(1006)之間有硅膠層(1005)，所述不銹鋼內(nèi)筒(1004)通過屏蔽線與所述數(shù)字電荷儀(13)相連;所述不銹鋼內(nèi)筒(1004)與所述快速接頭(1008)對應(yīng)的一端內(nèi)部設(shè)有濾紙托架(1007)，所述濾紙托架(1007)能夠固定濾紙。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置，其特征在于，所述流量控制裝置控制排氣流量為lm3/min?8m3/min。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置，其特征在于，所述加熱裝置還包括溫控儀(15)、熱電偶傳感器(5)及繼電器(16);所述熱電偶傳感器(5)、所述繼電器(16)均與所述溫控儀(15)相連，所述繼電器(16)還與所述陶瓷管加熱器(6)相連； 所述熱電偶傳感器(5)設(shè)置在所述陶瓷管加熱器的兩端，分別用于檢測陶瓷管加熱器(6)的進氣溫度和出氣溫度;所述溫控儀(15)根據(jù)熱電偶傳感器的檢測值控制繼電器的通斷以控制排氣溫度。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置，其特征在于，所述不銹鋼波紋管(4)中間位置設(shè)有球閥(18)，所述不銹鋼波紋管(4)另一端設(shè)置為S型，所述S型底端設(shè)有閥門(8)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置，其特征在于，所述線筒式電暈發(fā)生器還包括陶瓷管(903)、密封圈(904)以及絕緣托架(901);所述密封圈(904)緊貼所述孔;所述陶瓷管(903)套在所述內(nèi)電極(902)的兩端、并且緊貼在所述密封圈(904)上;所述絕緣托架(901)設(shè)置在所述不銹鋼管(906)的兩端以支撐不銹鋼管(906)。8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置，其特征在于，所述內(nèi)電極(902)與所述不銹鋼管(906)內(nèi)壁之間的間隙為20?25mm，所述保溫棉(905)的厚度為1?15mm。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置，其特征在于，還包括車載ECU(17);所述車載ECU(17)—方面利用傳感器獲得柴油機工作狀態(tài)，所述工作狀態(tài)包括柴油機轉(zhuǎn)速和油門開度，所述車載ECU(17)另一方面根據(jù)工作狀態(tài)選擇最佳的荷電電壓并發(fā)送指令給高壓電源。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機排氣顆粒物荷電及荷電量測量裝置，其特征在于，所述高壓電源包括正高壓電源和負高壓電源，所述高壓電源的放電電壓為O?20kV，所述陶瓷管(903)加熱器的加熱溫度為100?500°C。
【文檔編號】B03C3/34GK205701025SQ201620231494
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】呂俊翔, 孫平, 劉軍恒, 孟建, 劉少康
【申請人】江蘇大學
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