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北京塞尔瑟斯TF100热式质量流量计在汽车尾气检测中的应用

--热式气体质量流量计在汽车尾气测量中的应用

供稿:北京塞尔瑟斯仪表科技有限公司 2004/11/15 22:37:00

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摘要:本文介绍了TF100热式气体质量流量计在汽车检测时的作用、特点、安装、应用注意事项及与其他设备组成完整汽车尾气检测系统的方案
关键点:热式质量流量计;尾气检测系统;方案1、引言  
随着汽车数量日益增多,汽车尾气污染也日益显露出来,世界各国都对此发布了相关标准,我国根据具体情况也就此问题颁发了限制汽车尾气排放的相关法令、法规。无论是国内、国外,各汽车厂家都相继研发了汽车尾气的检测设备。这种设备不但具备分析汽车排放尾气是否符合国家相关标准的功能,而且还具备分析汽车发动机故障的功能,也可以作为检测汽车各性能的重要工具。下面就上海比亚迪公司研发的具有自主版权的《汽车综合参数检测系统》中应用的TF100热式质量流量计作一介绍。
2、TF100热式质量流量计的介绍
TF100热式质量流量计是SAISORS(中国)公司针对汽车尾气测量的专用测量仪表。SAISORS公司在气体质量测量方面已有将近20年成成功经验,SAISORS(中国)公司也已在国内成功运做了近三年,在气体测量方面,有着丰富的经验。我司在应用《汽车综合参数检测系统》项目中,先后采用了国外某种品牌和国内的某种品牌的热式气体质量流量计都因实际测量结果和理论数据相差太大应用效果的均不理想。SAISORS(中国)公司生产的TF100产品是针对汽车尾气专用产品,用此产品后效果比较理想,达到了我们设计精度。实际产品图片。
特点:探杆有标度尺,方便安装;分体式设计(50米),适合高温应用;稳定可靠,精度高;高温、高湿、污气体场所适合应用;

分体式结构
分体式结构


2.1热式气体质量流量计原理
探头有两个探针,一个是加热探针,内含高精度PT20电阻;另一个是基准探针,内含高精度PT1000电阻。加热探针测量风速;基准探针测量风速的温度。
我们知道,热式质量流量计是基于热扩散技术的。插入到流体中的探头,由于受到介质流动速度的影响,受加热的流量探针的热量会损失,那么,它的热量损失与流体的质量流量的关系可用下列数学模型表达:
P/△T=A B(Q)m    ------------(1)
其中:P表示消耗功率,△T表示两个探针之间的温度差,Q表示质量流量,m表示指数系数,A、B是与气体物理性质有关的常数。 从公式(1)可以看出加热探头的功率与温度差的比值就是流体的质量流量。如果我们把△T保持不变,根据消耗功率与流体的质量流量关系来测量流体的流量,这种方法我们就称为“恒温差”法,它的优点就是:在小流量点非常灵敏,最小可以到0.05m/s,而且有很好的线性度;流速响应快,最小可达250ms。量程比宽,一般都大于100:1,但这种原理也有缺点,90m/s以上量程段灵敏度较差,这也取决于传感器的制作工艺水平。
2.2 TF100热式气体质量流量计的安装
TF100分体式热式气体质量流量计的安装非常简单,按照“前十后五”的原则。我们选用的是DN80管道,在DN80管道上焊个M27X1.5的基座,用带有探头的相同规格的锁紧头拧在管道的螺纹中。转接头固定在设备上相应位置就可以了。
3.3 TF100热式气体质量流量计的安装注意事项
要保证测量系统的精度要求,除了要求所配接的仪表精度外,正确的安装也起着一定作用。原则上安装应遵循传感器探头垂直与管道,若现场不允许,倾斜角度不得大于�20�。TF100热式质量流量计的电流输出(标准的4~20mA)是有源的。分两路输出:一路是流速信号;另一路是介质温度信号。如果现场干扰大,可配接信号隔离器。一方面起隔离现场的干扰信号,保证后接仪表或计算机系统的稳定;另一方面,也起着把信号从有源到无源的转换作用,更便于与PLC、采集卡对无源信号的需求。TF100热式气体质量流量计的优点是不但可以测量流体流量和温度,而且还可以输出控制接点。
我们知道:热式质量流量计是基于热扩散原理制作的,因而在含高湿、水珠、水蒸气的场所应用受限制。一般的热式质量流量计在此方面的应用不理想,而SAILSORS公司的TF100热式质量流量计在此方面有特点,应用效果比较理想。具体方法是:1)、在上游安装专利技术的滤网,下游安装排气电机组成一个闭环系统,这种滤网压力损失小,但能滤去水珠。2)、软件上有对高湿、水蒸气情况的补偿算法及不同组分气体的补偿系数。
3、汽车综合参数检测系统的解决车方案

功能框图
功能框图


主要原理:
汽车在不同速度时发动机的排气量不同、排气压力不同、气体温度不同,根据此可以推算出汽车的发动机性能情况。根据插入到管路的气体分析探头可以分析汽车在不同速度下的排放尾气,从而判别汽车排放是否符合相关行业标准。其中热式质量流量计担负着重要工作,负责排气量、温度测量、压力测量,这些数据也是测量发动机工作能力的重要参数,同时也是广大汽车维护人员维护时的重要依据。
大家知道,尾气测量比较复杂,它的成分测量、排气量测量对发动机及整机性能至关重要,因而要保证系统的准确度3%,就得保证系统各功能的准确度。通过我们实际测试,达到了我们最初的设计精度。
TF100热式气体质量流量计实际测试曲线如图系列1

实际测试曲线图
实际测试曲线图


4.结束语
SAILSORS公司的TF100热式气体质量流量计的高可靠性和重复性,以及现场的免维护性,诸多优点使该产品在汽车尾气测量系统中发挥的作用日益明显。它不但适用在汽车制造厂,也同样适用在机动车检测部门和汽车修理行业,为汽车尾气质量达标提供了重要保证。
SAILSORS公司一直致力于热式质量流量计的开发和研究,深刻的了解了其在各行各业的应用。同时也更致力于以先进的技术,优质的服务,准确的系统解决方案服务于中国企业。作者:
张纲领    (上海比亚迪公司汽车检测中心)
秦素春    (北京塞尔瑟斯仪表科技有限公司,北京,100083)
张英辉    (北京塞尔瑟斯仪表科技有限公司,北京,100083)

更多内容请访问 北京塞尔瑟斯仪表科技有限公司(http://c.gongkong.com/?cid=46207)

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