[发明专利]一种氨气浓度分布测试装置

说明书

本发明提供一种氨气浓度分布测试装置，包括图像摄取装置、控制器、激光器、第一玻璃块、圆管、第二玻璃块和导气管；第一玻璃块安装在圆管的一端，第一玻璃块开有与圆管的一端相通的通孔；第二玻璃块安装在圆管的另一端；导气管与圆管排气口相连；激光器与第一玻璃块处于同一平面内，激光器发出的激光通过第一玻璃块进入圆管内；图像摄取装置与第一玻璃块和第二玻璃块在同一轴线上，并相互平行，获取氨气受激光作用产生的荧光图像；激光器和控制器分别与控制器连接。该系统装置可同时实现SCR系统催化剂前端整个截面上氨气浓度分布可视化及定量测试，具有测量精度高、测试范围全面的优点，为SCR系统及排气管路优化设计提供指导性的作用。

技术领域

本发明属于内燃机测试技术领域，主要涉及一种氨气浓度分布测试装置；针对柴油机后处理SCR系统催化剂前端的氨气浓度分布测试，能够全面测量整个截面上的浓度分布。

背景技术

SCR后处理技术是柴油机降NOx的关键后处理技术，其工作原理是向排气管尾气中喷入尿素水溶液，以提供还原剂氨气，同时与排气中的NO_x进行反应实现降NO_x。其中尿素水溶液的雾化分解和后续与排气的混合对SCR性能有着至关重要的影响，尤其是SCR入口处截面上的尿素水溶液喷雾分解产物氨气浓度分布的均匀性直接影响着NO_x的转化效率，因此SCR催化剂前端氨气浓度分布的测试，对SCR系统优化以及柴油机减排显得尤为重要。

目前，SCR系统氨气浓度分布测试由于其为气相，一般采用点测试法，通过收集流过该点的气相物质，利用傅里叶红外线光谱FTIR分析得到该点浓度，测试范围不够全面，布点过程繁琐并且无法得到瞬态数据，还没有能够全面准确反映整个截面上浓度分布的测试装置。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种氨气浓度分布测试装置。主要用于柴油机尾气后处理SCR催化剂前端整个截面上氨气浓度分布的可视化，通过图像处理过程，定量测量及分析该截面上氨气浓度分布以及均匀性，为SCR尿素喷射系统及排气管路优化提供依据。

本发明的技术方案是：一种氨气浓度分布测试装置，包括图像摄取装置、控制器、激光器、第一玻璃块、圆管、第二玻璃块和导气管；

所述第一玻璃块安装在圆管的一端，第一玻璃块开有与圆管的一端相通的通孔；所述第二玻璃块安装在圆管的另一端；所述导气管与圆管排气口相连；所述激光器与第一玻璃块处于同一平面内，激光器发出的激光通过第一玻璃块进入圆管内；所述图像摄取装置与第一玻璃块和第二玻璃块在同一轴线上，并相互平行，获取氨气受激光作用产生的荧光图像；所述激光器和图像摄取装置分别与控制器连接。

上述方案中，所述激光器发射的激光为单色平行光束，波长范围为50nm～900nm，单色平行光束从垂直于正方形石英玻璃的一个侧面射入，同时垂直于圆管的轴线，激光宽度大于或等于圆管内径。

上述方案中，所述第一玻璃块为正方形石英玻璃，所述正方形石英玻璃通过第一法兰1安装在圆管的一端，且正方形石英玻璃位于圆管一端和第一法兰之间，且相互平行；正方形石英玻璃正中间开有正方形孔，正方形孔边长与圆管内径一致。

上述方案中，所述第二玻璃块为圆形石英玻璃窗，所述圆形石英玻璃窗通过第二法兰安装在圆管的另一端；且圆形石英玻璃窗位于圆管另一端与第二法兰之间，且相互平行，圆形石英玻璃窗直径大于圆管内径。

上述方案中，所述第一法兰内径等于排气管靠近圆管一端的外径，第一法兰周向开有通孔，孔数不少于4个；所述第二法兰内径大于圆管内径，且小于圆形石英玻璃窗直径，第二法兰周向开有通孔，孔数不小于4个。

上述方案中，所述圆管一端与正方形石英玻璃之间，正方形石英玻璃与第一法兰之间，圆管另一端与圆形石英玻璃窗之间，圆形石英玻璃窗与第二法兰之间分别装有环形耐高温密封垫圈，环形耐高温密封垫圈内径大于圆管内径。