[发明专利]氨配量系统中的监视器

说明书

技术领域

本发明涉及氨配量系统，该系统将气态氨从氨储存罐中提供到废气中，以通过选择性的催化还原反应（SCR）对废气中的氮氧化物（NO_x）进行后处理。

背景技术

选择性的催化还原反应（SCR）是废气后处理技术，该技术能使某种化学反应发生在废气中的氮氧化物（NO_x）和以气态引入到SCR催化剂上游的排气系统内以夹带在流向催化剂的废气中的氨（NH₃）之间，其中催化反应将NO_x转换为氮气（N₂）和水（H₂O）。

使用SCR技术来后处理由内燃机运行所产生的发动机废气的机动车辆，都携带储存在一个或多个罐中的车载的氨供应源。如此的罐构造成可从车上拆下，以在服务站内重新充气，并重新装到车内。

氯化锶是一种储存介质的实例，其存在于罐中用于储存固态的氨，并在将氨加热到氨释放温度时释放出储存的气态氨。

因为NO_x的选择性的催化还原反应在没有氨的情况下不会发生，所以，有关氨配量系统中氨量的信息是有用的，可避免氨储存罐和排气系统之间氨流动的可能的丢失或中断。

发明内容

本发明引入获取有关氨配量系统中氨量信息的装置和方法，其通过使用光学方法探测的氨来获得如此的信息。

通常被认为不能用光学方法探测的某些气体可通过某些工艺使其可用光学方法进行探测。在氨分子中形成所谓的“荧光团吸收对”的工艺，可使氨用光学方法进行探测。荧光团吸收对辐射出特征波长的吸收能。

已经赋予光学地可探测特性的气体可以称作发光的或荧光的。尽管术语“发光体”和“荧光体”在科学文献中用作为可用光学方法探测的分子的术语，但显然，后者被用来表征前者的某些种类。在氨分子中形成荧光体吸收对的工艺建议，该分子是荧光体，即为一般描述符“发光体”的一种种类。本申请人将在本文中使用术语“发光体”作为光学可探测分子的一般描述符。

这里披露的装置和方法可用于处理通过SCR后处理系统的发动机废气的氨配量系统中，SCR后处理系统使用含有氨发光体的氨来工作。

氨配量系统中存在氨发光体提供了氨的发光性，其使氨可由光学检测装置来探测。

光学检测装置特殊的检测能力是所采用的特殊光学检测技术的一种功能，并可从仅区分氨的存在和不存在扩展到测量氨量和/或氨流量。

这里披露了装置的若干个实施例。

本装置和方法可减少含有很少或没有氨的氨储存罐被安装在车辆内的可能性。

本装置和方法可指明氨储存罐内存在的氨量。

本装置和方法可指明从氨储存罐流出的氨量。

所披露主体的总的方面涉及一种内燃机，该内燃机包括含括SCR催化剂的废气后处理系统；包括储存罐和递送装置的氨配量系统，储存罐具有含有可光学探测的氨的内部，上述递送装置从储存罐内部将可光学探测的氨递送到废气后处理系统，夹带发动机废气流向SCR系统，以用催化剂转换发动机废气中的NO_x。

氨发光体的监视器包括至少一个光学探测器，用于探测氨配量系统中氨发光体的发光性。

该监视器包括提供信号的装置，该信号区分由至少一个光学检测器探测到的氨发光体的高发光性和由至少一个光学检测器探测到的氨发光体的低发光性。

至少一个光学检测器提供了该至少一个光学检测器探测到的氨发光体的发光性测量值，而监视器将该至少一个光学检测器探测到的氨发光体的发光性测量值转换为氨的量化的测量值。

当氨的量化的测量值小于预定量时，监视器提供信号报警。

储存罐包括一端口，储存罐通过该端口单独地连接到递送装置，至少一个光学检测器布置成观察储存罐内部的氨发光体的发光性。

当储存罐端口连接到递送装置且至少一个光学检测器探测到的氨发光体的发光性大于预定发光性时，操作一盖子以允许氨在储存罐内部和废气后处理系统之间流动。当储存罐端口连接到递送装置且至少一个光学检测器探测到的氨发光体的发光性小于预定发光性时，操作一盖子不允许氨在储存罐内部和废气后处理系统之间流动。

在一披露的实施例中，盖子和至少一个光学检测器安装在递送装置上。