CN110243742A - 一种发动机空气滤清器后端粉尘浓度测量的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及安全检测相关技术领域，具体是一种发动机空气滤清器后端粉尘浓度测量的装置及方法，包括空气流动室；所述空气流动室的内侧设置有测量气腔，测量气腔的内侧设置有用于激光束发射的激光光源发射机构和用于接收散射光照的光敏二极管接收装置。本发明设计新颖，在空滤后端至增压器前端进气管道安装使用的粉尘测量装置，通过测量空滤后端进气管中的粉尘浓度判断空滤工况或外界环境，并能够给与提示及报警；当空气滤清器脏污程度较高或外部空气环境恶劣，空滤后仍有粉尘通过的时候，会在仪表板上显示准确的空滤数据并根据浓度的高低程度给予不同颜色的报警信号，提醒驾驶员外部空气状态或及时更换空滤。
Description
技术领域
本发明涉及安全检测相关技术领域，具体是一种发动机空气滤清器后端粉尘浓度测量的装置及方法。
背景技术
由于车辆行驶工作环境不同，随着环境的变化和部分恶劣环境下工作情况，空滤滤芯可能提前脏污，提前达到使用寿命。或者环境恶劣，空滤无法完全滤清颗粒物，空滤后端可能仍有粉尘通过。而随着国六排放标准的发布，大型车企对于车辆各类气体排放及关键部位气体及粉尘浓度的监测要求也越来越高，对空滤后端的粉尘浓度提出了监测要求。
一直以来关于空滤运行状态的评估都是被忽视的，空滤的更换维护主要是按形式里程和使用时间来更换的，并不能通过准确测量进气管粉尘浓度来评估粉尘过滤效果，反应空滤工况。目前市场上只有滤芯堵塞指示器，可以通过测量管道内负压变化的方式进行粗略的状态评估，但是不能准确测量管道内的粉尘浓度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发动机空气滤清器后端粉尘浓度测量的装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种发动机空气滤清器后端粉尘浓度测量的装置，包括空气流动室；所述空气流动室的内侧设置有测量气腔，测量气腔的内侧设置有用于激光束发射的激光光源发射机构和用于接收散射光照的光敏二极管接收装置，其中，散射光照由激光照射在空气中的细颗粒物后散射形成。
作为本发明进一步的方案：所述光敏二极管接收装置通过信号线与显示装置连接。
作为本发明再进一步的方案：所述光敏二极管接收装置包括光敏二极管、信号放大电路和微处理器，光敏二极管通过信号放大电路与微处理器建立连接。
作为本发明再进一步的方案：所述空气流动室的端口处设置有风机。
作为本发明再进一步的方案：所述风机为直流风机。
作为本发明再进一步的方案：所述光敏二极管接收装置与报警器建立通讯连接。
一种测量方法，包括以下步骤：
S1、将该装置安装在空气滤清器与增压器之间的进气管上；
S2、汽车启动后，风机通电工作将空气引入到空气流动室内；
S3、激光光源发射机构和光敏二极管接收装置同时带电工作，当空气流经测量气腔后，激光光源发射机构发出激光于测量气腔中照射微粒，当空气中的细颗粒物进入激光束所在区域时，将使激光发生散射，散射光在空间360°都有辐射，散射光将照射至光敏二极管，光电二极管产生的电流将被后续放大经信号调理后，经由微处理器进行信号转换和数据处理，将信号转换为数字信号，处理后可得到粉尘浓度值；
S4、测量的粉尘浓度值传输至显示装置上，同时，粉尘浓度值超过设置阀值后，报警器发出报警声，提醒使用者进行空滤更换。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计新颖，在空滤后端至增压器前端进气管道安装使用的粉尘测量装置，通过测量空滤后端进气管中的粉尘浓度判断空滤工况或外界环境，并能够给与提示及报警；当空气滤清器脏污程度较高或外部空气环境恶劣，空滤后仍有粉尘通过的时候，会在仪表板上显示准确的空滤数据并根据浓度的高低程度给予不同颜色的报警信号，提醒驾驶员外部空气状态或及时更换空滤；本发明能够对空滤后端粉尘浓度值进行实时监测，对车辆发动机正常运行和空滤状态评估起到重要作用，也符合国六排放标准对车辆关键部位气体及粉尘浓度监测的高要求。
附图说明
图1为发动机空气滤清器后端粉尘浓度测量的装置的结构示意图。
图2为发动机空气滤清器后端粉尘浓度测量的装置的工作原理图。
图中：1-空气流动室、2-激光光源发射机构、3-风机、4-光敏二极管接收装置、5-显示装置、6-测量气腔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1~2，本发明实施例中，一种发动机空气滤清器后端粉尘浓度测量的装置，包括空气流动室1；所述空气流动室1的内侧设置有测量气腔6，测量气腔6的内侧设置有用于激光束发射的激光光源发射机构2和用于接收散射光照的光敏二极管接收装置4，其中，散射光照由激光照射在空气中的细颗粒物后散射形成，通过设置的光敏二极管接收装置4与激光光源发射机构2配合实现空气中粉尘浓度的检测，本申请采用MIE散射原理实现检测，准确性高。
具体来说，所述光敏二极管接收装置4通过信号线与显示装置5连接，显示装置5优选为汽车中控显示屏，方便查看。
优选的，所述光敏二极管接收装置4包括光敏二极管、信号放大电路和微处理器，光敏二极管通过信号放大电路与微处理器建立连接，散射光将照射至光敏二极管，光电二极管产生的电流将被后续放大经信号调理后，经由微处理器进行信号转换和数据处理，将信号转换为数字信号，处理后可得到粉尘浓度值：单位体积内进气管空气中PM1.0、PM2.5、PM10浓度，并以数字接口形式输出。
实施例二
为了实现空气的快速流动，本发明还提出了另一种实施例来完善本申请，具体的，所述空气流动室1的端口处设置有风机3，风机3工作时起到有效的引流作用，优选的，所述风机3为直流风机。
需说明的是，本检测装置在具体使用时，安装在空气滤清器与增压器之间的进气管上，考虑到进气管内风阻、温度等影响，本发明中装置为***式设计，将整体测量装置安装在进气管上的适当位置（适当位置是指根据需求进行安装，本申请对具体的安装位置不作限定），其中气体采集测量部分深入进气管内，***深度20mm左右，***部分管径6mm左右，传感器电路部分为长方体结构，置于管外，进气管内的流通气体通过直流风机推动，进入装置内测量气腔，进行粉尘浓度测量。
实施例三
本发明在具体实施过程中还提出了另一种实施例，具体的，所述光敏二极管接收装置4与报警器建立通讯连接，当检测粉尘浓度超过设定值时，报警器发出响声，提醒使用者进行处理。
实施例三
本发明实施例中，还提出了一种测量方法，包括以下步骤：
S1、将该装置安装在空气滤清器与增压器之间的进气管上；
S2、汽车启动后，风机3通电工作将空气引入到空气流动室1内；
S3、激光光源发射机构2和光敏二极管接收装置4同时带电工作，当空气流经测量气腔6后，激光光源发射机构2发出激光于测量气腔中照射微粒，当空气中的细颗粒物进入激光束所在区域时，将使激光发生散射，散射光在空间360°都有辐射，散射光将照射至光敏二极管，光电二极管产生的电流将被后续放大经信号调理后，经由微处理器进行信号转换和数据处理，将信号转换为数字信号，处理后可得到粉尘浓度值；
S4、测量的粉尘浓度值传输至显示装置5上，同时，粉尘浓度值超过设置阀值后，报警器发出报警声，提醒使用者进行空滤更换。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种发动机空气滤清器后端粉尘浓度测量的装置，包括空气流动室（1）；其特征在于，所述空气流动室（1）的内侧设置有测量气腔（6），测量气腔（6）的内侧设置有用于激光束发射的激光光源发射机构（2）和用于接收散射光照的光敏二极管接收装置（4），其中，散射光照由激光照射在空气中的细颗粒物后散射形成。
2.根据权利要求1所述的一种发动机空气滤清器后端粉尘浓度测量的装置，其特征在于，所述光敏二极管接收装置（4）通过信号线与显示装置（5）连接。
3.根据权利要求2所述的一种发动机空气滤清器后端粉尘浓度测量的装置，其特征在于，所述光敏二极管接收装置（4）包括光敏二极管、信号放大电路和微处理器，光敏二极管通过信号放大电路与微处理器建立连接。
4.根据权利要求1所述的一种发动机空气滤清器后端粉尘浓度测量的装置，其特征在于，所述空气流动室（1）的端口处设置有风机（3）。
5.根据权利要求4所述的一种发动机空气滤清器后端粉尘浓度测量的装置，其特征在于，所述风机（3）为直流风机。
6.根据权利要求1所述的一种发动机空气滤清器后端粉尘浓度测量的装置，其特征在于，所述光敏二极管接收装置（4）与报警器建立通讯连接。
7.一种采用权力要求1-6任一所述发动机空气滤清器后端粉尘浓度测量的装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将该装置安装在空气滤清器与增压器之间的进气管上；
S2、汽车启动后，风机（3）通电工作将空气引入到空气流动室（1）内；
S3、激光光源发射机构（2）和光敏二极管接收装置（4）同时带电工作，当空气流经测量气腔（6）后，激光光源发射机构（2）发出激光于测量气腔中照射微粒，当空气中的细颗粒物进入激光束所在区域时，将使激光发生散射，散射光在空间360°都有辐射，散射光将照射至光敏二极管，光电二极管产生的电流将被后续放大经信号调理后，经由微处理器进行信号转换和数据处理，将信号转换为数字信号，处理后可得到粉尘浓度值；
S4、测量的粉尘浓度值传输至显示装置（5）上，同时，粉尘浓度值超过设置阀值后，报警器发出报警声，提醒使用者进行空滤更换。
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