[发明专利]蜂窝体过滤效率的离线测量

说明书

本发明公开了即使在清洁状态下也能够用于测定过滤器主体的过滤效率的装置和方法。本公开的一个或多个实施方案涉及测定由多孔壁部分构成的过滤器的过滤效率的方法，所述过滤器具有从入口端(202)延伸到出口端(204)的纵向轴，以及平行于所述纵向轴延伸并围绕所述多孔壁部分的外周部分，所述方法包括：密封所述外周部分，迫使由气体构成的入口流以设定的流速流入过滤器的入口端(202)，将颗粒，例如烟雾颗粒引入所述入口流，以及光学计数在采样事件期间进入和离开所述过滤器的颗粒数量，例如使用位于所述过滤器上游和下游的基于衍射的光学颗粒计数器来计数。

技术领域

本公开的实施方案总体上涉及用于蜂窝体的过滤效率的离线测量的方法和装置。

背景技术

颗粒过滤器，例如，柴油颗粒过滤器和汽油颗粒过滤器(GPF)，过滤来自发动机(例如分别燃烧柴油和汽油燃料的机动车辆)的废气流中的颗粒。评估处于“清洁状态”(即原始状态或含有极少量的烟灰和/或灰分和/或其他颗粒物质)的颗粒过滤器的过滤效率对于发动机或车辆制造商来说将是有价值的。

因此，需要替代方法和装置来评估或实现当所述颗粒过滤器处于清洁状态时的目标过滤效率。

发明内容

本公开的一个或多个实施方案涉及测定由多孔壁部分构成的过滤器的过滤效率的方法，所述过滤器具有从入口端延伸到出口端的纵向轴，以及平行于所述纵向轴延伸并围绕所述多孔壁部分的外周部分，所述方法包括：密封所述外周部分以防止气体跨所述外周部分的最外表面流过，迫使由气体(例如空气)构成的入口流以设定的流速流入所述过滤器的入口端中，将颗粒如烟雾颗粒引入所述入口流中，以及光学计数在采样事件期间进入和离开所述过滤器的颗粒数量，例如使用位于所述过滤器的上游和下游的基于衍射的光学颗粒计数器来计数。优选地，所述气流是无烟灰的流动流，其不会将需要去除或烧尽的污染物负载到所述蜂窝过滤器主体上。因此，即使在测试其过滤效率之后，所述过滤器主体仍可保持基本上清洁状态。

在一些实施方案中，所述颗粒是烟雾颗粒。

在一些实施方案中，光学计数在采样事件期间进入和离开所述过滤器的颗粒数量是使用位于所述过滤器上游和下游的基于衍射的光学颗粒计数器来实现的。

本公开的其他实施方案涉及本文公开的方法。

附图说明

为了能够详细理解本公开的上述特征的方式，可以通过参考实施方案来对以上简要概述的本公开进行更具体的描述，其中一些实施方案在附图中示出。然而，应注意，附图仅图示了本公开的典型实施方案并且因此不应被视为限制其范围，因为本公开可采用其它同等有效的实施方案。

图1是可用于在实验室环境中测量过滤效率的实验室FE系统的示意图。

图2A示出了三种可以结合以提供过滤效率的理论颗粒捕集机制：拦截、撞击和扩散。

图2B示意性地描绘了过滤效率vs颗粒直径和图2A的相关理论颗粒捕集机制。

图3示意性地描绘了本文公开的清洁FE系统的一个实施方案，显示有GPF陶瓷蜂窝过滤器主体用于测试。

图4A示出了用于测量清洁FE系统中GPF过滤器的过滤效率的代表性颗粒粒径分布的图。

图4B示出了允许进行FE测量的示例性优选目标上游颗粒浓度和浓度范围。

图5示出了烟雾FE测量值和实验室FE测量值之间的相关性。

图6A示出了烟雾的清洁FE系统(烟雾FE系统)的测量系统分析(MSA)结果，其示出了4.055英寸直径轮廓(contour)部件的原始数据，其中每个轮廓在不同FE水平下的10个部分，由2名操作者各测量3次。