一種氮氧化物測量方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供一種氮氧化物測量方法及系統(tǒng)，所述方法包括以下步驟：獲取氮氧傳感器對氣體樣本的檢測數(shù)據(jù)；根據(jù)氣體樣本的采集工況得到修正系數(shù)；通過所述檢測數(shù)據(jù)與修正系數(shù)計算得到氮氧化物含量數(shù)據(jù)；所述系統(tǒng)具體包括：提取模塊，用于獲取氮氧傳感器對氣體樣本的檢測數(shù)據(jù)；系數(shù)模塊，用于根據(jù)氣體樣本的采集工況得到修正系數(shù)；修正模塊，用于通過所述檢測數(shù)據(jù)與修正系數(shù)計算得到氮氧化物含量數(shù)據(jù)。
【專利說明】一種氮氧化物測量方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣體分析【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種氮氧化物測量方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市汽車數(shù)量連年持續(xù)的高增長，車輛已經(jīng)為城市生態(tài)的方方面面帶來了嚴重的壓力。其中環(huán)境問題便是受到影響最為突出的因素之一，車輛尾氣排放已經(jīng)成為了造成空氣污染的元兇。為了改善這一狀況，現(xiàn)行的法律法規(guī)已經(jīng)對車輛的排放進行了嚴格的控制。
[0003]《國4排放技術(shù)法規(guī)》中就規(guī)定，車輛必須裝備OBD系統(tǒng)(On-BoardDiagnostics,即車載自動診斷系統(tǒng))，以監(jiān)測汽車尾氣的排放情況。而氮氧傳感器則是OBD系統(tǒng)中的核心部分。其作用就在于檢測汽車尾氣中氮氧化物的含量。
[0004]汽車尾氣中所包含的氮氧化物包括大約90%的NO (—氧化氮)和大約10%的N02。不過根據(jù)現(xiàn)有的氮氧傳感器的原理，主要是針對NO進行計算和測量，而對于約10%的NO2含量的測量則不夠準確。所以其缺陷就在于檢測的最終數(shù)據(jù)往往與實際數(shù)值存在偏差，準確性較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種氮氧化物測量方法及系統(tǒng)，通過對傳統(tǒng)氮氧傳感器的檢測數(shù)據(jù)進行修正，而提高了檢測數(shù)據(jù)的準確性。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明有如下技術(shù)方案: [0007]—種氮氧化物測量方法，所述方法包括以下步驟:
[0008]獲取氮氧傳感器對氣體樣本的檢測數(shù)據(jù)；
[0009]根據(jù)氣體樣本的采集工況得到修正系數(shù)；
[0010]通過所述檢測數(shù)據(jù)與修正系數(shù)計算得到氮氧化物含量數(shù)據(jù)。
[0011]所述修正系數(shù)具體為:
[0012]a= (1+fac) / (b+fac);其中a為修正系數(shù)，fac為氣體樣本的采集工況下一氧化氮與二氧化氮的比值，b為氮氧傳感器中二氧化氮的轉(zhuǎn)換率，O ^ b ^ 1
[0013]所述通過所述檢測數(shù)據(jù)與修正系數(shù)計算得到氮氧化物含量數(shù)據(jù)具體為:
[0014]將所述檢測數(shù)據(jù)乘以修正系數(shù)，得到氮氧化物含量數(shù)據(jù)。
[0015]所述根據(jù)氣體樣本的采集工況得到修正系數(shù)具體為:
[0016]選定模擬工況，檢測得到所述模擬工況對應(yīng)的標準修正系數(shù)；將至少一種模擬工況以及模擬工況對應(yīng)的標準修正系數(shù)制作成標準修正系數(shù)表；
[0017]獲取氣體樣本的采集工況，在標準修正系數(shù)表中查找與氣體樣本的采集工況相符合的模擬工況，并將所述相符合的模擬工況對應(yīng)的標準修正系數(shù)作為修正系數(shù)。
[0018]一種氮氧化物測量系統(tǒng)，所述系統(tǒng)具體包括:
[0019]提取模塊，用于獲取氮氧傳感器對氣體樣本的檢測數(shù)據(jù)；[0020]系數(shù)模塊，用于根據(jù)氣體樣本的采集工況得到修正系數(shù)；
[0021]修正模塊，用于通過所述檢測數(shù)據(jù)與修正系數(shù)計算得到氮氧化物含量數(shù)據(jù)。
[0022]所述修正系數(shù)具體為:
[0023]a= (1+fac) / (b+fac);其中a為修正系數(shù)，fac為氣體樣本的采集工況下一氧化氮與二氧化氮的比值，b為氮氧傳感器中二氧化氮的轉(zhuǎn)換率，O ^ b ^ 10
[0024]所述修正模塊通過所述檢測數(shù)據(jù)與修正系數(shù)計算得到氮氧化物含量數(shù)據(jù)具體為:
[0025]修正模塊將所述檢測數(shù)據(jù)乘以修正系數(shù)，得到氮氧化物含量數(shù)據(jù)。
[0026]所述系數(shù)模塊具體包括:
[0027]模擬單元，用于選定模擬工況，檢測得到所述模擬工況對應(yīng)的標準修正系數(shù)；
[0028]制表單元，用于將至少一種模擬工況以及模擬工況對應(yīng)的標準修正系數(shù)制作成標準修正系數(shù)表；
[0029]查詢單元，用于獲取氣體樣本的采集工況，在標準修正系數(shù)表中查找與氣體樣本的采集工況相符合的模擬工況；并將所述相符合的模擬工況對應(yīng)的標準修正系數(shù)作為修正系數(shù)。
[0030]通過以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明存在的有益效果是:通過以上技術(shù)方案可知，本實施例存在的有益效果是:根據(jù)工況得到修正系數(shù)，并通過修正系數(shù)對檢測數(shù)據(jù)進行修正，提高了氮氧化物測量的準確性；通過制作標準修正系數(shù)表，使得所述方法在不同工況下能夠廣泛適用，并且避免了每次 測量重復(fù)模擬運行工況的繁瑣過程。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中氮氧傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2為本發(fā)明實施例所述方法流程圖；
[0034]圖3為本發(fā)明所述標準修正系數(shù)表示意圖；
[0035]圖4為本發(fā)明實施例所述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0036]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0037]為了更清楚的對本發(fā)明中技術(shù)方案進行闡述，在此首先簡要的對現(xiàn)有技術(shù)中氮氧傳感器的工作原理進行說明:
[0038]參見圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中氮氧傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。所述氮氧傳感器包括第一腔體和第二腔體。[0039]氣體樣本首先進入第一腔體，在第一腔體中利用Pt (鉬)電極將氣體樣本中的HC(烴類)、CO (一氧化碳)、H2 (氫氣)等其他成分氧化后抽離；此外還需要在第一腔體內(nèi)需保持特定濃度的O2 (氧氣)，以防止化學平衡2N0^N2+02的發(fā)生影響氮氧化物的含量。
[0040]HC、CO、H2等其他成分氧化抽離后，第一腔體中余下的O2與氮氧化物組成的混合氣體進入第二腔體。在第二腔體中將首先抽離混合氣體中的O2，剩余的氣體即為氣體樣本中全部的氮氧化物。然后加熱第二腔體中的氮氧化物，發(fā)生化學反應(yīng)2N0 — N2+02以及2N02 — N2+202 ;在上述兩個化學反應(yīng)進行的過程中，氣體樣本中的NO可以全部分解，但NO2一般只能分解80%左右。再收集這一過程中產(chǎn)生的O2，根據(jù)O2的含量即可反向推算出NO的含量。
[0041]顯然，這一反向推算的過程僅涉及到NO和部分的計算，并非代表了全部的氮氧化物。受到技術(shù)方案本身的制約，該方法依然在一定程度上存在準確性不足的缺陷。
[0042]本發(fā)明所述氮氧化物測量方法，將在前述方案的基礎(chǔ)之上對檢測數(shù)據(jù)進行修正，從而達到提高準確性的目的。參見圖2所示為本發(fā)明所述方法的一個具體實施例，本實施例中所述方法包括以下步驟:
[0043]步驟201、獲取氮氧傳感器對氣體樣本的檢測數(shù)據(jù)。
[0044]本實施例中，所述氮氧化物測量方法，其核心內(nèi)容是對現(xiàn)有技術(shù)中氮氧傳感器的檢測數(shù)據(jù)進行修正。所以獲取氮氧傳感器對氣體樣本的檢測數(shù)據(jù)即所述方法必不可少的前提步驟。通過前述描述已知，氮氧傳感器的檢測數(shù)據(jù)實際結(jié)果就是NO和b*N02 (本實施例中即設(shè)定NO2的轉(zhuǎn)換率為b，0 < b < 1，實際上b的取值往往為0.8左右)的含量。另需說明的是，所謂含量指的可以是質(zhì)量、體積或者摩爾量。
[0045]步驟202、根據(jù)氣體樣本的采集工況得到修正系數(shù)。
[0046]所述檢測數(shù)據(jù)之所 以需要修正，是因為氣體樣本中氮氧化物的混合氣體中尚有部分的NO2在檢測數(shù)據(jù)中沒有得到體現(xiàn)。則顯然的，NO與NO2的實際比例將是修正的基礎(chǔ)，本步驟中所謂的修正數(shù)據(jù)也正是通過這一比例推算得到。
[0047]具體的，a= (1+fac) / (b+fac);其中a為修正系數(shù)，fac為氣體樣本的采集工況下一氧化氮與二氧化氮的比值，b為氮氧傳感器中二氧化氮的轉(zhuǎn)換率，O ^ b ^ 10
[0048]修正系數(shù)的推導(dǎo)過程參考以下:
[0049]假設(shè)實際在氣體樣本中，NO的濃度為n，N02的濃度為m，氮氧傳感器檢測到的氮氧化物濃度為X，則有n+b.πι=Χ ;又有fac=n/m ;則通過數(shù)學原理很容易推導(dǎo)的出，氮氧化物實際濃度 Y=n+m=X.( 1+fac) / (b+fac)。所以以 Y/X= (1+fac) / (b+fac)作為修正系數(shù)。
[0050]需要說明的是，根據(jù)本領(lǐng)域中廣泛認可的觀點，NO與NO2的實際比例主要受到車輛運行工況的影響。所以在所述方法中應(yīng)該考慮氣體樣本的采集工況，也就是采集該氣體樣本時車輛的運行工況。不同工況下采集到的氣體樣本中fac的數(shù)值略有不同，要取得fac的數(shù)值就需要對氣體樣本的采集工況進行實際的模擬和檢測。
[0051 ]為了使所述方法能夠便捷且廣泛的適應(yīng)不同的氣體樣本的采集工況，本實施例中可以預(yù)先制作標準修正系數(shù)表，具體方式如下:
[0052]步驟221、選定模擬工況，檢測得到所述模擬工況對應(yīng)的標準修正系數(shù)。
[0053]由于參數(shù)fac來自于對于車輛運行工況的模擬，所以本實施例中選定多種車輛運行過程中具有代表性的工況作為模擬工況，并測得各種模擬工況之下的標準修正系數(shù)。在本實施例中，就是先測得該工況對應(yīng)的fac值,進而計算(1+fac) / (b+fac)作為標準修正系數(shù)值。
[0054]步驟222、將至少一種模擬工況以及模擬工況對應(yīng)的標準修正系數(shù)制作成標準修正系數(shù)表。
[0055]通過標準修正系數(shù)表即可展現(xiàn)出各種工況下標準修正系數(shù)的具體數(shù)值。標準修正系數(shù)表的具體形式可以參照圖3所示。圖3中橫坐標代表排氣溫度，縱坐標代表氣體樣本流量；坐標系中曲線上數(shù)字代表標準修正系數(shù)的數(shù)值。
[0056]步驟223、獲取氣體樣本的采集工況，在標準修正系數(shù)表中查找與氣體樣本的采集工況相符合的模擬工況，并將所述相符合的模擬工況對應(yīng)的標準修正系數(shù)作為修正系數(shù)。
[0057]在建立了標準修正系數(shù)表之后，即可根據(jù)氣體樣本的采集工況查表得到對應(yīng)的標準修正系數(shù)作為修正系數(shù)。
[0058]通過預(yù)先制定標準修正系數(shù)表，并查表得到修正系數(shù)，可避免每次測量均需模擬運行工況的繁瑣過程，簡化了所述方法的實施過程，也提高了所述方法的適用范圍。
[0059]步驟203、通過所述檢測數(shù)據(jù)與修正系數(shù)計算得到氮氧化物含量數(shù)據(jù)。
[0060]得到修正系數(shù)之后，即可通過所述修正系數(shù)對所述檢測數(shù)據(jù)進行修正。本實施例中修正系數(shù)a= (1+fac)/ (b+fac)，則具體的修正算法就是將所述檢測數(shù)據(jù)乘以修正系數(shù)，得到氮氧化物含量數(shù)據(jù)。即Y=X.a，其中Y代表氮氧化物含量數(shù)據(jù)，X代表檢測數(shù)據(jù)。
[0061]通過以上技術(shù)方案可知，本實施例存在的有益效果是:根據(jù)工況得到修正系數(shù)，并通過修正系數(shù)對檢測數(shù)據(jù)進行修正，提高了氮氧化物測量的準確性；通過制作標準修正系數(shù)表，使得所述方法在不 同工況下能夠廣泛適用，并且避免了每次測量重復(fù)模擬運行工況的繁瑣過程。
[0062]參見圖4所示，為本發(fā)明所述氮氧化物測量系統(tǒng)的具體實施例。本實施例中所述系統(tǒng)對應(yīng)圖2所示方法實施例，二者技術(shù)方案在本質(zhì)上一致，所以圖2所示實施例中的相關(guān)描述同樣適用于本實施例。本實施例中，所述系統(tǒng)具體包括:
[0063]提取模塊，用于獲取氮氧傳感器對氣體樣本的檢測數(shù)據(jù)；
[0064]系數(shù)模塊，用于根據(jù)氣體樣本的采集工況得到修正系數(shù)；
[0065]修正模塊，用于通過所述檢測數(shù)據(jù)與修正系數(shù)計算得到氮氧化物含量數(shù)據(jù)。
[0066]a= (1+fac) / (b+fac);其中a為修正系數(shù)，fac為氣體樣本的采集工況下一氧化氮與二氧化氮的比值，b為氮氧傳感器中二氧化氮的轉(zhuǎn)換率，O ^ b ^ 100
[0067]則所述修正模塊通過所述檢測數(shù)據(jù)與修正系數(shù)計算得到氮氧化物含量數(shù)據(jù)具體為:修正模塊將所述檢測數(shù)據(jù)乘以修正系數(shù)，得到氮氧化物含量數(shù)據(jù)。
[0068]所述系數(shù)模塊具體包括:
[0069]模擬單元，用于選定模擬工況，檢測得到所述模擬工況對應(yīng)的標準修正系數(shù)；
[0070]制表單元，用于將至少一種模擬工況以及模擬工況對應(yīng)的標準修正系數(shù)制作成標準修正系數(shù)表；
[0071]查詢單元，用于獲取氣體樣本的采集工況，在標準修正系數(shù)表中查找與氣體樣本的采集工況相符合的模擬工況；并將所述相符合的模擬工況對應(yīng)的標準修正系數(shù)作為修正系數(shù)。
[0072]通過以上技術(shù)方案可知，本實施例存在的有益效果是:根據(jù)工況得到修正系數(shù)，并通過修正系數(shù)對檢測數(shù)據(jù)進行修正，提高了氮氧化物測量的準確性；通過制作標準修正系數(shù)表，使得所述方法在不同工況下能夠廣泛適用，并且避免了每次測量重復(fù)模擬運行工況的繁瑣過程。
[0073]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種氮氧化物測量方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 獲取氮氧傳感器對氣體樣本的檢測數(shù)據(jù)； 根據(jù)氣體樣本的采集工況得到修正系數(shù)； 通過所述檢測數(shù)據(jù)與修正系數(shù)計算得到氮氧化物含量數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述修正系數(shù)具體為: a= (1+fac) / (b+fac);其中a為修正系數(shù)，fac為氣體樣本的采集工況下一氧化氮與二氧化氮的比值，b為氮氧傳感器中二氧化氮的轉(zhuǎn)換率，O ^ b ^ 10
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述通過所述檢測數(shù)據(jù)與修正系數(shù)計算得到氮氧化物含量數(shù)據(jù)具體為: 將所述檢測數(shù)據(jù)乘以修正系數(shù)，得到氮氧化物含量數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3任意一項所述方法，其特征在于，所述根據(jù)氣體樣本的采集工況得到修正系數(shù)具體為: 選定模擬工況，檢測得到所述模擬工況對應(yīng)的標準修正系數(shù)；將至少一種模擬工況以及模擬工況對應(yīng)的標準修正系數(shù)制作成標準修正系數(shù)表； 獲取氣體樣本的采集工況，在標準修正系數(shù)表中查找與氣體樣本的采集工況相符合的模擬工況，并將所述相符合的模擬工況對應(yīng)的標準修正系數(shù)作為修正系數(shù)。`
5.一種氮氧化物測量系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)具體包括: 提取模塊，用于獲取氮氧傳感器對氣體樣本的檢測數(shù)據(jù)； 系數(shù)模塊，用于根據(jù)氣體樣本的采集工況得到修正系數(shù)； 修正模塊，用于通過所述檢測數(shù)據(jù)與修正系數(shù)計算得到氮氧化物含量數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述系統(tǒng)，其特征在于，所述修正系數(shù)具體為: a= (1+fac) / (b+fac);其中a為修正系數(shù)，fac為氣體樣本的采集工況下一氧化氮與二氧化氮的比值，b為氮氧傳感器中二氧化氮的轉(zhuǎn)換率，O ^ b ^ 10
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述系統(tǒng)，其特征在于，所述修正模塊通過所述檢測數(shù)據(jù)與修正系數(shù)計算得到氮氧化物含量數(shù)據(jù)具體為: 修正模塊將所述檢測數(shù)據(jù)乘以修正系數(shù)，得到氮氧化物含量數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5~7任意一項所述系統(tǒng)，其特征在于，所述系數(shù)模塊具體包括: 模擬單元，用于選定模擬工況，檢測得到所述模擬工況對應(yīng)的標準修正系數(shù)； 制表單元，用于將至少一種模擬工況以及模擬工況對應(yīng)的標準修正系數(shù)制作成標準修正系數(shù)表； 查詢單元，用于獲取氣體樣本的采集工況，在標準修正系數(shù)表中查找與氣體樣本的采集工況相符合的模擬工況；并將所述相符合的模擬工況對應(yīng)的標準修正系數(shù)作為修正系數(shù)。
【文檔編號】G01N33/00GK103675203SQ201310598014
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】王秀雷, 朱金亮, 桑海浪, 陳文淼 申請人:濰柴動力股份有限公司