專利名稱：一種機(jī)動(dòng)車尾氣排放沿程多點(diǎn)采樣分析裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種機(jī)動(dòng)車尾氣排放沿程多點(diǎn)采樣分析裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種機(jī)動(dòng)車尾氣采樣分析系統(tǒng)，具體涉及一種機(jī)動(dòng)車尾氣排放沿程多點(diǎn)采樣分析裝置。
背景技術(shù)：
[0002]有機(jī)氣溶膠(OA)對(duì)人體健康、全球氣候變化等均有不同程度影響，但是由于對(duì)OA的形成和演變等認(rèn)識(shí)方面的不足，導(dǎo)致在污染地區(qū)模型對(duì)二次有機(jī)氣溶膠(SOA)的低估可能達(dá)到2-10倍。柴油車尾氣的光氧化反應(yīng)迅速產(chǎn)生大量的S0A，但是僅有不到10%可以用現(xiàn)有的理論解釋。在實(shí)際行駛過程中，尾氣在從尾氣管排放到空氣中時(shí)，由于各種條件的劇烈變化，導(dǎo)致尾氣發(fā)生快速變化過程，這一過程對(duì)一次有機(jī)氣溶膠排放(POA)和二次有機(jī)氣溶膠(SOA)的產(chǎn)生都可能產(chǎn)生重大的影響，但是對(duì)這一過程還沒有采樣系統(tǒng)可以進(jìn)行采樣分析。[0003]機(jī)動(dòng)車尾氣采樣系統(tǒng)主要包括臺(tái)架測試采樣系統(tǒng)，隧道測試采樣系統(tǒng)，遙感測試采樣系統(tǒng)，車載排放測試系統(tǒng)，移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室采樣系統(tǒng)。臺(tái)架測試采樣系統(tǒng)是將置于臺(tái)架上的發(fā)動(dòng)機(jī)或整車排放的尾氣經(jīng)潔凈空氣進(jìn)行全流稀釋后，利用特定的儀器直接測試稀釋后尾氣中各種氣態(tài)污染物以及顆粒物；隧道測試系統(tǒng)通過測試隧道入口、出口各種污染物的濃度，以及監(jiān)測通過隧道的車輛，來計(jì)算通過隧道車輛平均排放狀況；遙感測試系統(tǒng)利用非接觸式光學(xué)測量方法來獲取機(jī)動(dòng)車排放狀況；車載排放測試系統(tǒng)直接安裝在實(shí)際行駛中的車輛上進(jìn)行尾氣中氣態(tài)污染物測量，尾氣經(jīng)潔凈空氣稀釋后測量顆粒物的濃度；移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室采樣系統(tǒng)是通過跟蹤車輛測試機(jī)動(dòng)車尾氣中各種污染物的濃度。以上采樣系統(tǒng)分別存在以下缺點(diǎn):臺(tái)架測試系統(tǒng)測試結(jié)果不能反應(yīng)機(jī)動(dòng)車在實(shí)際行駛過程中的排放，且稀釋系統(tǒng)與實(shí)際大氣稀釋會(huì)有一定的誤差；隧道測試系統(tǒng)僅能測試車隊(duì)平均排放情況，不能測試單車排放情況；遙感測試系統(tǒng)僅能測量車輛在單一工況下的排放情況，不能反映車輛在實(shí)際行駛過程中的綜合排放情況；車載排放測試系統(tǒng)不能捕捉尾氣排放到大氣后的實(shí)際變化情況；移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室不能對(duì)機(jī)動(dòng)車尾氣排放到大氣中的變化過程同時(shí)進(jìn)行多點(diǎn)采樣分析。發(fā)明內(nèi)容[0004]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種機(jī)動(dòng)車尾氣排放沿程多點(diǎn)采樣分析裝置，能夠采集機(jī)動(dòng)車在路實(shí)時(shí)排放情況，可以反映機(jī)動(dòng)車實(shí)際行駛工況下的排放情況；尾氣直接排放到大氣中，排除了因?yàn)槿斯は♂屜到y(tǒng)與真實(shí)大氣稀釋相比帶來的誤差；可以多點(diǎn)同時(shí)采樣，用來研究機(jī)動(dòng)車尾氣排放到大氣中的變化過程；通過不同實(shí)施方式，可以對(duì)所有類型的車輛進(jìn)行采樣分析。[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:[0006]一種機(jī)動(dòng)車尾氣排放沿程多點(diǎn)采樣分析裝置，包括采樣器、管路箱、分析儀器、以及可拆卸的尾氣管延長管路， 在尾氣排放方向上安裝采樣器，采樣器通過管路箱和分析儀器連接；[0007]所述的米樣器由5個(gè)米樣頭組成,編號(hào)為1、2、3、4、5，其中I 4號(hào)米樣頭依次安裝在尾氣排放方向，距排放口不同距離的位置采集機(jī)動(dòng)車尾氣排放沿程空氣稀釋后的混合氣體樣品；5號(hào)采樣頭安裝在遠(yuǎn)離尾氣排放的位置，采集大氣背景值樣品；每個(gè)采樣頭包含5個(gè)平行采樣支路，進(jìn)入相應(yīng)的分析儀器，I 4號(hào)采樣頭與排放口的距離可調(diào)。[0008]所述管路箱由金屬箱體以及采樣管組成，其功能在于使采樣頭與分析儀器的連接更加簡便，美觀，其中金屬箱體內(nèi)部的采樣管通過一定的分配規(guī)則，將采樣頭的5個(gè)平行支路與相應(yīng)的分析儀器的支路相連，使采樣頭與分析儀器的連接操作更加簡便、易懂，管路箱將采樣頭的采樣分支與分析儀器的支路連接模塊化，可根據(jù)研究需求增減采樣分支的數(shù)量，增減并更換分析儀器，滿足多樣性的研究需求；采樣管是用來連接采樣頭與管路箱以及管路箱與分析儀器間的管路。[0009]所述分析儀器包括:多通道膜采樣系統(tǒng)，C02/C0/N0X分析儀，揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)采樣系統(tǒng)，DustTrack氣溶膠分析儀，氣溶膠質(zhì)譜分析儀(AMS),分析儀器是用來分析采集到的經(jīng)空氣直接稀釋后的尾氣樣品，其中多通道膜采樣系統(tǒng)可以同時(shí)采集不同位置的尾氣樣品，分析尾氣樣品中顆粒物的無機(jī)組分和有機(jī)組分；C02/C0/N0X分析儀有5個(gè)探頭，分別用來測量不用位置尾氣樣品以及背景點(diǎn)空氣樣品中C02，CO，NOX濃度，并根據(jù)不同位置尾氣中C02濃度來計(jì)算不同位置上尾氣的稀釋比；V0C采樣系統(tǒng)采集并分析不同位置尾氣樣品以及背景點(diǎn)空氣樣品中不同可揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)的濃度；DuStTraCk氣溶膠分析儀測量不同位置尾氣樣品以及背景點(diǎn)空氣樣品中顆粒物的濃度；氣溶膠質(zhì)譜分析儀(AMS)分析不同位置尾氣樣品以及背景點(diǎn)空氣樣品中氣溶膠的粒徑分布以及化學(xué)組成，根據(jù)不同的研究需要可以增加，減少和更改分析儀器的種類和數(shù)目。[0010]所述可拆卸尾氣管延長管路，內(nèi)安裝利用溫控裝置，為了防止尾氣理化特征在延長管路中因?yàn)闇囟茸兓l(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)在尾氣溫度不變的情況下，將尾氣引到采樣器位置順利采樣，滿足在不同機(jī)動(dòng)車的尾氣管口不同的情況下，對(duì)所有類型車輛不同距離進(jìn)行測試需求。[0011]上述采樣分析系統(tǒng)的采樣方法，機(jī)動(dòng)車在實(shí)際行駛過程，尾氣從尾氣管口排放到大氣中，I 4號(hào)采樣頭分別位于尾氣排放方向上距排放口不同距離的位置，采集尾氣排放到大氣中的經(jīng)空氣稀釋后的尾氣樣品，5號(hào)采樣頭位于尾氣排放方向的反方向上遠(yuǎn)離排放口的位置，采集空氣樣品作為背景值，5個(gè)采樣頭分別通過每個(gè)采樣頭的5個(gè)平行支路所采集到的尾氣樣品及背景空氣樣品，通過采樣管進(jìn)入管路箱，在管路箱中，采樣管通過一定的分配規(guī)則，將每個(gè)采樣頭的5個(gè)平行支路分別將樣品導(dǎo)入相應(yīng)的多通道膜采樣系統(tǒng)，C02/C0/N0X分析儀，揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)采樣系統(tǒng)，DustTrack氣溶膠分析儀，氣溶膠質(zhì)譜分析儀(AMS)，多通道膜采樣系統(tǒng)同時(shí)采集不同位置的尾氣樣品，分析尾氣樣品中顆粒物的無機(jī)組分和有機(jī)組分并通過多通道膜采樣系統(tǒng)數(shù)據(jù)可以分析機(jī)動(dòng)車尾氣中顆粒物在排放到大氣的過程中的有機(jī)組分和無機(jī)組分等變化特征；C02/C0/N0X分析儀有5個(gè)探頭，分別用來測量不用位置尾氣樣品以及背景點(diǎn)空氣樣品中C02，CO, NOX濃度，并根據(jù)不同位置尾氣中C02濃度來計(jì)算不同位置上尾氣的稀釋比；V0C采樣系統(tǒng)采集并分析不同位置尾氣樣品以及背景點(diǎn)空氣樣品中不同可揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)的濃度；DuStTraCk氣溶膠分析儀測量不同位置尾氣樣品以及背景點(diǎn)空氣樣品中顆粒物的濃度；氣溶膠質(zhì)譜分析儀(AMS)分析不同位置尾氣樣品以及背景點(diǎn)空氣樣品中氣溶膠的粒徑分布以及化學(xué)組成，根據(jù)不同的研究需要可以增加，減少和更改分析儀器的種類和數(shù)目。[0012]上述所述采樣分析系統(tǒng)的采樣方法，由于可拆卸的尾氣管延長管路的設(shè)計(jì)，使得該方法的實(shí)施更加靈活，滿足了不同車型，不同采樣距離的采樣需求。由于機(jī)動(dòng)車類型的差異造成的尾氣管口位置的不同，采樣器的位置以及相應(yīng)的采樣方法也有區(qū)別。對(duì)于在機(jī)動(dòng)車尾氣管口后方直接安裝采樣器可以滿足測試要求的車輛按照上述采樣方法進(jìn)行采樣。如果在機(jī)動(dòng)車尾氣管口后方直接安裝采樣器不能滿足測試要求的車輛，需要加裝可拆卸的尾氣管延長管，利用尾氣管延長管先將尾氣從尾氣管口引至適合安裝采樣器的位置，然后在此適合位置安裝采樣器，進(jìn)行采樣。對(duì)于安裝尾氣延長管路也無法滿足測量要求的車輛，采用跟蹤車輛安裝上述采樣分析系統(tǒng)的方式對(duì)被測試車輛尾氣進(jìn)行跟蹤采樣方式采樣，具體為將采樣分析系統(tǒng)安裝在跟蹤車輛上，采樣器布置在車輛的頭部，通過行駛中的跟蹤被測車輛與行駛中的被測試車輛保持一定車距來采集被測車輛在行駛過程中尾氣排放到大氣中的樣品，通過控制與被測車輛的距離來控制采樣頭到尾氣管口的距離，實(shí)現(xiàn)距離尾氣管口較長距離的多點(diǎn)同時(shí)采樣。[0013]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):[0014]本采樣裝置能夠采集機(jī)動(dòng)車在路實(shí)時(shí)排放情況，可以反映機(jī)動(dòng)車實(shí)際行駛工況下的排放情況；尾氣直接排放到大氣中，排除了因?yàn)槿斯は♂屜到y(tǒng)與真實(shí)大氣稀釋相比帶來的誤差；可以多點(diǎn)同時(shí)采樣，用來研究機(jī)動(dòng)車尾氣排放到大氣中的變化過程；通過不同實(shí)施方式，可以對(duì)所有類型的車輛進(jìn)行采樣分析。


[0015]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1示意圖。[0016]圖2為管路箱內(nèi)部管路連接示意圖。[0017]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2示意圖。[0018]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例3示意圖。
具體實(shí)施方式
[0019]
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。[0020]實(shí)施例1[0021]參照?qǐng)D1，一種機(jī)動(dòng)車尾氣排放沿程多點(diǎn)采樣分析裝置，尾氣排出后，與空氣混合，這時(shí)由于溫度，壓強(qiáng)，稀釋比等參數(shù)的劇烈變化，導(dǎo)致尾氣中顆粒物的劇烈變化，I 4號(hào)采樣頭分別位于尾氣排放方向上距離排放口的不同距離上，以采集機(jī)動(dòng)車尾氣在混合時(shí)發(fā)生的劇烈變化過程；5號(hào)采樣頭安裝在排放口前端遠(yuǎn)離排放口位置采集空氣作為背景值。I 4號(hào)采樣頭與排放口之間距離可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。5號(hào)采樣頭的安裝原則是離排放口盡可能遠(yuǎn)。[0022]I 5號(hào)采樣頭采集稀釋后尾氣和背景空氣后分別分成5個(gè)支路進(jìn)入管路箱，通過管路箱后進(jìn)入多通道膜采樣系統(tǒng)、C02/C0/N0X分析儀、VOC采樣系統(tǒng)、DustTrack氣溶膠分析儀、氣溶膠質(zhì)譜分析儀(AMS)進(jìn)行分析。[0023]所述管路箱內(nèi)部管路連接圖如圖2所示，采樣頭的每個(gè)支路對(duì)應(yīng)每個(gè)分析儀器，每個(gè)分析儀器的支路對(duì)應(yīng)每個(gè)采樣頭。因?yàn)镮 5號(hào)采樣頭采集稀釋后尾氣和背景空氣后分別分成5個(gè)支路分別進(jìn)入多通道膜采樣系統(tǒng)、C02/C0/N0X分析儀、VOC采樣系統(tǒng)、DustTrack氣溶膠分析儀、氣溶膠質(zhì)譜分析儀(AMS)進(jìn)行分析，相應(yīng)的每個(gè)分析儀器的5個(gè)支路分別來自I 5號(hào)采樣頭，采樣頭與分析儀器間的連接很多，為了簡化管路和美觀，利用管路箱來實(shí)現(xiàn)采樣頭支路與分析儀器支路的交錯(cuò)連接。根據(jù)需要可以適當(dāng)增加，更換，減少測試儀器，對(duì)應(yīng)的采樣頭分成的支路的數(shù)目要與分析儀器的數(shù)目相一致。[0024]實(shí)施例2[0025]參照?qǐng)D3，一種機(jī)動(dòng)車尾氣排放沿程多點(diǎn)采樣分析裝置，由于機(jī)動(dòng)車類型的不同尾氣管口的位置也存在差異，有些車輛的尾氣管口位于機(jī)動(dòng)車的末端，或者尾氣管口的尾氣排放方向的問題，給尾氣排放方向后方采樣器的安裝帶來挑戰(zhàn)，有些車輛甚至尾氣管后甚至無法安裝采樣頭器，所以在本實(shí)施例中引入了附屬設(shè)備尾氣管延長管路。尾氣經(jīng)尾氣管延長管路引入到合適位置排放，然后在合適位置的后方安裝采樣器進(jìn)行采樣，采集的尾氣以及背景空氣通過管路箱分配到分析儀器進(jìn)行分析。[0026]所述尾氣延長管路是為了將尾氣引到合適位置排放，以便于在其后方安裝采樣器。尾氣管延長管路具有溫控裝置，可以保證尾氣溫度在延長管路內(nèi)不變，以保證尾氣在延長管路內(nèi)不發(fā)生變化。[0027]實(shí)施例3[0028]參照?qǐng)D4，一種機(jī)動(dòng)車尾氣排放沿程多點(diǎn)采樣分析裝置，對(duì)于安裝延長管路也無法滿足安裝采樣器要求的車輛，以及為了采集距離尾氣管口更遠(yuǎn)距離位置的樣品，實(shí)施例1與實(shí)施例2都無法滿足要求，本實(shí)施例具體如下:按照實(shí)施例1將儀器安裝在車輛上，但是采樣器安裝位置不同，要將采樣器安裝在測試車輛的前端，所有的采樣都要安裝在車輛尾氣管排放口的前端，避免本車尾氣對(duì)采樣結(jié)果的影響，如圖4所示，跟蹤被測車輛，通過控制與被測車輛的距離實(shí)現(xiàn)尾氣沿程不同距離位置的采樣。[0029]通過實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3的聯(lián)合使用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同車型不同采樣距離的沿程采樣。
權(quán)利要求1.一種機(jī)動(dòng)車尾氣排放沿程多點(diǎn)采樣分析裝置，包括采樣器、管路箱、分析儀器、以及可拆卸的尾氣管延長管路，其特征在于:在尾氣排放方向上安裝采樣器，采樣器通過管路箱和分析儀器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)動(dòng)車尾氣排放沿程多點(diǎn)采樣分析裝置，其特征在于:所述的采樣器由5個(gè)采樣頭組成，編號(hào)為1、2、3、4、5，其中I 4號(hào)采樣頭依次安裝在尾氣排放方向，距排放口不同距離的位置采集機(jī)動(dòng)車尾氣排放沿程空氣稀釋后的混合氣體樣品；5號(hào)采樣頭安裝在遠(yuǎn)離尾氣排放的位置，采集大氣背景值樣品；每個(gè)采樣頭包含5個(gè)平行采樣支路，進(jìn)入相應(yīng)的分析儀器，I 4號(hào)采樣頭與排放口的距離可調(diào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)動(dòng)車尾氣排放沿程多點(diǎn)采樣分析裝置，其特征在于:所述管路箱由金屬箱體以及采樣管組成，其中金屬箱體內(nèi)部的采樣管通過分配規(guī)則，將采樣頭的5個(gè)平行支路與相應(yīng)的分析儀器的支路相連，管路箱將采樣頭的采樣分支與分析儀器的支路連接模塊化，可根據(jù)研究需求增減采樣分支的數(shù)量，增減并更換分析儀器，采樣管是用來連接采樣頭與管路箱以及管路箱與分析儀器間的管路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)動(dòng)車尾氣排放沿程多點(diǎn)采樣分析裝置，其特征在于:所述分析儀器包括:多通道膜采樣系統(tǒng)，C02/C0/N0X分析儀，揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)采樣系統(tǒng)，DustTrack氣溶膠分析儀，氣溶膠質(zhì)譜分析儀(AMS)，分析儀器是用來分析采集到的經(jīng)空氣直接稀釋后的尾氣樣品，其中多通道膜采樣系統(tǒng)可以同時(shí)采集不同位置的尾氣樣品，分析尾氣樣品中顆粒物的無機(jī)組分和有機(jī)組分；C02/C0/N0X分析儀有5個(gè)探頭，分別用來測量不用位置尾氣樣品以及背景點(diǎn)空氣樣品中C02，CO, NOX濃度，并根據(jù)不同位置尾氣中C02濃度來計(jì)算不同位置上尾氣的稀釋比；V0C采樣系統(tǒng)采集并分析不同位置尾氣樣品以及背景點(diǎn)空氣樣品中不同可揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)的濃度；DUStTraCk氣溶膠分析儀測量不同位置尾氣樣品以及背景點(diǎn)空氣樣品中顆粒物的濃度；氣溶膠質(zhì)譜分析儀(AMS)分析不同位置尾氣樣品以及背景點(diǎn)空氣樣品中氣溶膠的粒徑分布以及化學(xué)組成，根據(jù)不同的研究需要可以增加，減少和更改分析儀器的種類和數(shù)目。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)動(dòng)車尾氣排放沿程多點(diǎn)采樣分析裝置，其特征在于:所述可拆卸尾氣管延長管路，內(nèi)安裝利用溫控裝置，為了防止尾氣理化特征在延長管路中因?yàn)闇囟茸兓l(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)在尾氣溫度不變的情況下，將尾氣引到采樣器位置順利采樣，滿足在不同機(jī)動(dòng)車的尾氣管口不同的情況下，對(duì)所有類型車輛不同距離進(jìn)行測試需求。
專利摘要一種機(jī)動(dòng)車尾氣排放沿程多點(diǎn)采樣分析裝置，包括采樣器，管路箱，分析儀器，以及可拆卸的尾氣管延長管路，采樣器由5個(gè)采樣頭組成，每個(gè)采樣頭包含5個(gè)平行采樣支路，管路箱由金屬箱體以及采樣管組成，分析儀器包括多通道膜采樣系統(tǒng)，CO2/CO/NOX分析儀，揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)采樣系統(tǒng)，DustTrack氣溶膠分析儀，氣溶膠質(zhì)譜分析儀(AMS)，管路箱實(shí)現(xiàn)采樣頭所采集的尾氣樣品分配至相應(yīng)的分析儀器，可拆卸尾氣管延長管路內(nèi)安裝溫控裝置，實(shí)現(xiàn)在尾氣溫度不變的情況下，將尾氣引到采樣器位置順利采樣，本實(shí)用新型可安裝于被測試車輛，亦可安裝于跟蹤車輛，能夠?qū)崿F(xiàn)不同車輛類型，不同距離要求下，機(jī)動(dòng)車實(shí)際行駛過程中的排放樣品的收集，滿足不同試驗(yàn)研究的需求。
文檔編號(hào)G01N1/26GK202994548SQ201220628498
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者賀克斌, 申現(xiàn)寶, 劉歡, 姚志良, 馬永亮, 肖靜 申請(qǐng)人:清華大學(xué)