CN101776559A - 尿素水溶液浓度的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种尿素水溶液浓度的检测方法，其包括：测量尿素水溶液的密度；测量尿素水溶液的温度；使用尿素水溶液的温度、密度和浓度间的关系，得到尿素水溶液的浓度。本发明的尿素水溶液浓度的检测方法中，通过密度和温度的测量来检测尿素水溶液浓度，避免了电极的极化所带来的误差，比现有技术更加准确可靠。并且本发明的尿素水溶液浓度的检测方法更加简便易操作，具有很大的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种液体浓度的检测方法，具体是指一种尿素水溶液浓度的检测方法。
技术背景
柴油机排气中含有氮氧化物(简称NOX)。选择性催化还原(SCR)技术是控制柴油机NOX排放的主要技术，该技术通过适量的氨气与NOX进行选择性催化还原反应以降低NOX排放。柴油机排放法规对NOX向大气的排放量进行了限制，同时，柴油机相关法规也对氨气向大气的排放量进行了限制。并且向大气排放的氨气主要是由喷入柴油机排气管的尿素水溶液分解生成。因此，SCR技术既要达到期望的NOX降低效果，又要限制氨气的泄漏量，这就要求检测喷入柴油机排气管的尿素水溶液浓度。
现有技术采用电导率法测量尿素浓度。首先通过对浸入尿素水溶液中的两个电极施加电压，测量尿素的电导率，然后通过温度传感器测量尿素温度，并通过查表获取修正系数，将尿素电导率测量值修正至25℃对应的电导率，最后通过25℃时尿素电导率-浓度曲线，获取尿素浓度。但是该技术中，电极易磁化，影响电导率测量的准确性，且***比较复杂，不能够在已有的SCR控制器平台上应用。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足提供一种避免电极磁化带来的误差，而更加准确可靠的测量出尿素水溶液浓度，并且测量***更加简单的检测方法。
本发明是这样实现的：一种尿素水溶液浓度的检测方法，其包括：
测量尿素水溶液的密度；测量尿素水溶液的温度；使用尿素水溶液的温度、密度和浓度间的关系，得到尿素水溶液的浓度。所述尿素水溶液的温度、密度和浓度间的脉谱关系通过如下步骤的实验得到：
(1)配制相关浓度的尿素水溶液，以5％为步长，分别配制20％-40％质量浓度的尿素水溶液；
(2)调节各浓度的尿素水溶液温度，使其以2℃为步长，在-5℃-40℃内阶梯变化，在每一温度点，测量并记录溶液的浓度和密度；
(3)对实验数据进行插值处理，获取尿素水溶液温度、密度和浓度脉谱。
所述步骤(2)采用水浴加热的方式，由低温到高温进行测量。
在尿素水溶液内部任选一点，测量液体内部压强和液体自由液面距离压强测量点的高度；使用尿素水溶液密度与压强、高度和重力加速度之间的关系，得到尿素水溶液的密度。
所述尿素水溶液的内部压强值由控制器接收感压元件采集的信号得到。
所述尿素自由液面距离感压元件的高度由控制器接收经液位传感器采集的尿素水溶液液位信号，并根据感压元件的安装位置计算得到。
所述尿素水溶液的温度由控制器接收温度传感器采集的信号得到。
所述控制器对液位传感器采集的尿素水溶液液位信号进行滤波处理。
本发明的尿素水溶液浓度的检测方法中，通过密度和温度的测量来检测尿素水溶液浓度，避免了电极的极化所带来的误差，比现有技术更加准确可靠。并且本发明的尿素水溶液浓度的检测方法更加简便易操作，具有很大的实用性。
附图说明
图1为本发明的一种实施装置；
表1为部分尿素水溶液温度、密度和浓度的脉谱表。
图中：1.尿素箱、2.液位传感器、3.温度传感器、4.感压元件、5.控制器、6.尿素加注口、7.尿素出口。
具体实施方式
以下结合具体实施例进一步说明本发明：
如图1所示，在带有尿素加注口6和尿素出口7的尿素箱1内任选一点，设有感压元件4来测量压强P，将信号发送给控制器5。在尿素箱1中设有液位传感器2，将尿素水溶液液位信号发送给控制器5，控制器5根据此信号及感压元件4的安装位置来计算得到尿素水溶液自由液面距离感压元件4间的距离h。由于当地的重力加速度g为已知，则可以根据液体内部压强公式P＝ρgh，反推得到尿素水溶液的密度ρ的值。由于当温度T为确定值的时候，密度ρ与浓度C即质量分数之间的关系为确定值，则可以通过如下实验得到尿素水溶液温度、密度和浓度间的脉谱图表，其中部分图表如表1所示。
所述尿素水溶液的温度、密度和浓度间的脉谱关系通过如下步骤的实验得到：
(1)配制相关浓度的尿素水溶液，以5％为步长，分别配制20％-40％质量浓度的尿素水溶液；
(2)调节各浓度的尿素水溶液温度，使其以2℃为步长，在-5℃-40℃内阶梯变化，在每一温度点，测量并记录溶液的浓度和密度；
(3)对实验数据进行插值处理，获取尿素水溶液温度、密度和浓度脉谱。
上述方法中，步骤(2)可以采用水浴加热的方式，由低温到高温进行测量。
在尿素箱1中还设有温度传感器3来测量温度T，将信号发送给控制器5。则通过查尿素水溶液温度、密度和浓度间的脉谱图表可以方便的检测出尿素水溶液浓度来。
本发明通过密度和温度的测量来检测尿素水溶液浓度的方法，只需用到单位的换算值即可，避免了电极的极化所带来的误差，比现有技术更加准确可靠。并且，本发明的尿素水溶液浓度的检测方法只用测量两个数据即可，更加简便易操作，具有很大的实用性。
密度单位：g/cm3；温度单位：℃；浓度单位：％。
表1。
Claims (7)
1.一种尿素水溶液浓度的检测方法，其包括：
测量尿素水溶液的密度；测量尿素水溶液的温度；使用尿素水溶液的温度、密度和浓度间的脉谱关系，得到尿素水溶液的浓度；所述尿素水溶液的温度、密度和浓度间的脉谱关系通过如下步骤的实验得到：
(1)配制相关浓度的尿素水溶液，以5％为步长，分别配制20％-40％质量浓度的尿素水溶液；
(2)调节各浓度的尿素水溶液温度，使其以2℃为步长，在-5℃-40℃内阶梯变化，在每一温度点，测量并记录溶液的浓度和密度；
(3)对实验数据进行插值处理，获取尿素水溶液温度、密度和浓度脉谱。
2.根据权利要求1所述的尿素水溶液浓度的检测方法，其特征在于步骤(2)采用水浴加热的方式，由低温到高温进行测量。
3.根据权利要求1所述的尿素水溶液浓度的检测方法，其特征在于在尿素水溶液内部任选一点，测量液体内部压强和液体自由液面距离压强测量点的高度；使用尿素水溶液密度与压强、高度和重力加速度之间的关系，得到尿素水溶液的密度。
4.根据权利要求3所述的尿素水溶液浓度的检测方法，其特征在于所述尿素水溶液的内部压强值由控制器接收感压元件采集的信号得到。
5.根据权利要求3所述的尿素水溶液浓度的检测方法，其特征在于所述尿素自由液面距离感压元件的高度由控制器接收经液位传感器采集的尿素水溶液液位信号，并根据感压元件的安装位置计算得到。
6.根据权利要求4所述的尿素水溶液浓度的检测方法，其特征在于所述尿素水溶液的温度由控制器接收温度传感器采集的信号得到。
7.根据权利要求5所述的尿素水溶液浓度的检测方法，其特征在于所述控制器对液位传感器采集的尿素水溶液液位信号进行滤波处理。
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