CN113250799A - 背压数据检测方法、装置及*** - Google Patents

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CN113250799A CN202110570058.XA CN202110570058A CN113250799A CN 113250799 A CN113250799 A CN 113250799A CN 202110570058 A CN202110570058 A CN 202110570058A CN 113250799 A CN113250799 A CN 113250799A
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Abstract

本发明涉及燃油车后处理技术领域，具体公开了一种背压数据检测方法，其中，包括：根据样件在规定气流流量下的背压值以及改变风机频率后的气流流量值和背压值构建样件的气流流量‑背压曲线函数关系，并确定风机频率改变后的频率为待测产品的检测频率；获取待测产品在检测频率下的气流流量值和背压值；根据待测产品在检测频率下的气流流量值和背压值以及所述样件的气流流量‑背压曲线函数关系构建待测产品的气流流量‑背压曲线函数关系；根据所述待测产品的气流流量‑背压曲线函数关系计算待测产品在规定气流流量下的背压值。本发明还公开了一种背压数据检测装置及***。本发明提供的背压数据检测方法能够有效提升背压检测效率。

Description

背压数据检测方法、装置及***
技术领域
本发明涉及燃油车后处理技术领域，尤其涉及一种背压数据检测方法、背压数据检测装置及背压数据检测***。
背景技术
随着燃油车后处理技术的发展，三元催化剂和颗粒捕捉器得到广泛应用，因为三元催化剂和颗粒捕捉器的背压对燃油车整机性能有着重要的影响，所以产品的背压是各主机厂监控的重要参数。快速、准确的检测产品的背压数据是各催化剂厂家迫切需要实现的技术。
主机厂对各催化剂供应商提出的普遍要求是：保持指定的检测气流流量不变，检测颗粒捕捉器或三元催化剂产品的背压数据。现有技术中，能稳定气流不变的设备有2类，第一类是采用能够稳定流量的气源发生器技术，但是造价昂贵且检测效率低，不适用大批量检测，目前仅在实验室或专业的检测机构使用，用于少量检测；第二类是采用风机或压缩空气作为气源，通过动态调节阀门开度或风机频率实现气流稳定在规定值，该技术虽然成本降低，但调节稳定时间较长，约1分钟以上才能使气流稳定，检测效率仍然较低，大批量检测成本仍然较高。
发明内容
本发明提供了一种背压数据检测方法、背压数据检测装置及背压数据检测***，解决相关技术中存在的背压数据检测效率低且成本高的问题。
作为本发明的第一个方面，提供一种背压数据检测方法，其中，包括：
根据样件在规定气流流量下的背压值以及改变风机频率后的气流流量值和背压值构建样件的气流流量-背压曲线函数关系，并确定风机频率改变后的频率为待测产品的检测频率；
获取待测产品在检测频率下的气流流量值和背压值；
根据待测产品在检测频率下的气流流量值和背压值以及所述样件的气流流量-背压曲线函数关系构建待测产品的气流流量-背压曲线函数关系；
根据所述待测产品的气流流量-背压曲线函数关系计算待测产品在规定气流流量下的背压值。
进一步地，所述根据样件在规定气流流量下的背压值以及改变风机频率后的气流流量值构建样件的气流流量-背压曲线函数关系，并确定风机频率改变后的频率为待测产品的检测频率，包括：
记录样件在规定气流流量下的背压值和风机运行频率；
获取风机频率改变至第一频率后样件的气流流量值和背压值；
根据样件在规定气流流量下的背压值以及样件在第一频率下的气流流量值和背压值计算得到样件的气流流量-背压曲线函数关系；
将所述第一频率确定为待测产品的检测频率。
进一步地，所述气流流量-背压曲线函数关系为：
Figure BDA0003082279020000021
其中，P表示样件背压值，Q表示气流流量，Q0表示规定气流流量，P样0表示样件通过气流流量为Q0时的背压值，Q样1表示改变风机频率为第一频率f1后的通过样件的实际气流流量，P样1表示风机频率为第一频率f1且气流流量为Q样1时的样件背压值。
进一步地，所述获取待测产品在检测频率下的气流流量值和背压值，包括：
记录风机频率在检测频率下的待测产品的气流流量值Qx1和背压值Px1。
进一步地，所述根据待测产品在检测频率下的气流流量值和背压值以及所述样件的气流流量-背压曲线函数关系构建待测产品的气流流量-背压曲线函数关系，包括：
根据背压值计算公式计算样件通过待测产品在检测频率下的气流流量值Qx1时的背压值P′x1为：
Figure BDA0003082279020000022
计算所述样件通过待测产品在检测频率下的气流流量值Qx1时的背压值P′x1与待测产品在检测频率下的背压值Px1之间的差值，差值计算公式为：
Figure BDA0003082279020000023
根据平行关系计算出近似的待测产品的气流流量和背压函数关系：
Figure BDA0003082279020000024
其中，Px表示待测产品的背压值，Qx表示待测产品的气流流量值；
将所述近似的待测产品的气流流量和背压函数关系作为所述待测产品的气流流量-背压曲线函数关系。
进一步地，所述根据所述待测产品的气流流量-背压曲线函数关系计算待测产品在规定气流流量下的背压值，包括：
Figure BDA0003082279020000025
其中，Px0表示待测产品通过规定气流流量Q0时的背压值近似值。
作为本发明的另一个方面，提供一种背压数据检测装置，其中，包括：
第一构建模块，用于根据样件在规定气流流量下的背压值以及改变风机频率后的气流流量值和背压值构建样件的气流流量-背压曲线函数关系，并确定风机频率改变后的频率为待测产品的检测频率；
获取模块，用于获取待测产品在检测频率下的气流流量值和背压值；
第二构建模块，用于根据待测产品在检测频率下的气流流量值和背压值以及所述样件的气流流量-背压曲线函数关系构建待测产品的气流流量-背压曲线函数关系；
计算模块，用于根据所述待测产品的气流流量-背压曲线函数关系计算待测产品在规定气流流量下的背压值。
作为本发明的另一个方面，提供一种背压数据检测***，其中，包括：检测台、夹具、风机、管道、流量计、压力传感器、变频器和控制柜，所述夹具位于所述检测台上，所述夹具用于固定待测产品或样件，所述风机通过所述管道连接至所述夹具，所述流量计和所述压力传感器均设置在所述管道上，所述变频器与所述风机连接，所述流量计、压力传感器和变频器均与所述控制柜通信连接，所述控制柜包括前文所述的背压数据检测装置；
所述流量计用于检测所述管道内流通的气流流量；
所述压力传感器用于检测所述管道的压力数据；
所述变频器用于调整所述风机的频率以改变流量大小；
所述风机能够通过所述管道向固定在所述夹具上的待测产品或样件输送气流；
所述背压数据检测装置能够检测得到固定在所述夹具上的待测产品在规定气流流量下的背压值。
进一步地，所述控制柜包括PLC控制器。
本发明提供的背压数据检测方法，通过选取样件产品并测量样件在通过规定气流流量下的背压值，再改变风机频率使气流流量变化并测量样件产品的背压和流量值，构建样件气流流量-背压关系函数；测量待测产品在相同风机频率下的气流流量和背压值，根据样件气流流量-背压关系函数建立对应待测产品的气流流量-背压关系函数，进而计算出待测产品在规定气流流量下的背压值。这种背压数据检测方法使用风机作为气源，无需调节气流至规定值，通过采集实时流量下的产品背压，快速计算出规定气流流量下产品的背压值，缩短待测产品的背压检测时间，提高检测效率，降低检测工时及能源消耗。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提供的背压数据检测方法的流程图。
图2为本发明提供的背压流量特性曲线示意图。
图3为本发明提供的背压数据检测***的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本实施例中提供了一种背压数据检测方法，图1是根据本发明实施例提供的背压数据检测方法的流程图，如图1所示，包括：
S110、根据样件在规定气流流量下的背压值以及改变风机频率后的气流流量值和背压值构建样件的气流流量-背压曲线函数关系，并确定风机频率改变后的频率为待测产品的检测频率；
在本发明实施例中，记录样件在规定气流流量下的背压值和风机运行频率；
具体地，选定一只样件样本，放置在检测台的夹具上进行固定，然后开启风机，调整变频器的频率至f0使气流流量稳定在规定气流流量Q0，记录下此时的样件背压值P样0。
获取风机频率改变至第一频率后样件的气流流量值和背压值；
具体地，减小或增大变频器的频率至第一频率f1，使气流流量发生改变，记录下此时通过样件的气流流量Q样1和背压值P样1。
根据样件在规定气流流量下的背压值以及样件在第一频率下的气流流量值和背压值计算得到样件的气流流量-背压曲线函数关系；
在本发明实施例中，所述气流流量-背压曲线函数关系为：
Figure BDA0003082279020000041
其中，P表示样件背压值，Q表示气流流量，Q0表示规定气流流量，P样0表示样件通过气流流量为Q0时的背压值，Q样1表示改变风机频率为第一频率f1后的通过样件的实际气流流量，P样1表示风机频率为第一频率f1且气流流量为Q样1时的样件背压值。
将所述第一频率确定为待测产品的检测频率。
在本发明实施例中，确定第一频率f1为待测产品的检测频率。
S120、获取待测产品在检测频率下的气流流量值和背压值；
具体地，记录风机频率在检测频率下的待测产品的气流流量值Qx1和背压值Px1。
将待测产品固定在检测台的夹具上，开启风机至频率，记录下通过待测产品的气流Qx1和背压值Px1。
S130、根据待测产品在检测频率下的气流流量值和背压值以及所述样件的气流流量-背压曲线函数关系构建待测产品的气流流量-背压曲线函数关系；
在本发明实施例中，具体可以包括：
根据背压值计算公式计算样件通过待测产品在检测频率下的气流流量值Qx1时的背压值P′x1为：
Figure BDA0003082279020000051
计算所述样件通过待测产品在检测频率下的气流流量值Qx1时的背压值P′x1与待测产品在检测频率下的背压值Px1之间的差值，差值计算公式为：
Figure BDA0003082279020000052
根据平行关系计算出近似的待测产品的气流流量和背压函数关系：
Figure BDA0003082279020000053
其中，Px表示待测产品的背压值，Qx表示待测产品的气流流量值；
将所述近似的待测产品的气流流量和背压函数关系作为所述待测产品的气流流量-背压曲线函数关系。
具体地，
S140、根据所述待测产品的气流流量-背压曲线函数关系计算待测产品在规定气流流量下的背压值。
所述根据所述待测产品的气流流量-背压曲线函数关系计算待测产品在规定气流流量下的背压值，包括：
Figure BDA0003082279020000054
其中，Px0表示待测产品通过规定气流流量Q0时的背压值近似值。
本发明实施例提供的背压数据检测方法，通过选取样件产品并测量样件在通过规定气流流量下的背压值，再改变风机频率使气流流量变化并测量样件产品的背压和流量值，构建样件气流流量-背压关系函数；测量待测产品在相同风机频率下的气流流量和背压值，根据样件气流流量-背压关系函数建立对应待测产品的气流流量-背压关系函数，进而计算出待测产品在规定气流流量下的背压值。这种背压数据检测方法使用风机作为气源，无需调节气流至规定值，通过采集实时流量下的产品背压，快速计算出规定气流流量下产品的背压值，缩短待测产品的背压检测时间，提高检测效率，降低检测工时及能源消耗。
下面结合图2对本发明提供的背压数据检测方法的具体实现过程进行详细描述。
如图2所示，曲线1和曲线2分别表示风机运行在不同频率下的特性曲线，规定曲线1为风机运行在频率f0时的风压-流量特性区域，曲线2为风机运行在频率f1时的风压-流量特性曲线。
如图2所示，曲线3和曲线4分别是检测不同产品时的管道风阻特性，规定曲线3为样件产品对应的管道风阻特性，曲线4为待测产品对应的风阻特性。
开始产品检测前先进行参数计算，选定样件并固定在检测台的夹具上，开启风机，调节变频器的频率使得气流流量稳定在规定气流流量Q0，此时风机运行在图2曲线1和曲线3的交汇点A处，此时风机运行频率定义为f0，记录下此时的样件产品背压值P样0。
减小变频器频率，使气流流量发生明显改变，此时风机运行在图2所示曲线2和曲线3的交汇点B点，记录下此时风机的运行频率f1、通过样件的气流流量Q样1和背压值P样1，根据A点(Q0，P样0)和B点(Q样1，P样1)计算出直线AB的曲线函数，即样件的Q-P关系函数：
Figure BDA0003082279020000061
其中，P表示样件背压值，Q表示气流流量，Q0表示规定气流流量，P样0表示样件通过气流流量为Q0时的背压值，Q样1表示改变风机频率为第一频率f1后的通过样件的实际气流流量，P样1表示风机频率为第一频率f1且气流流量为Q样1时的样件背压值。
确定第一频率f1为待测产品的检测频率。将待测产品固定在检测台的夹具上，开启风机至频率f1，此时风机运行在图1曲线2和曲线4的交汇处C点，记录下通过待测产品的气流流量Qx1和背压值P′x1，通过样件的Q-P关系函数公式计算出样件通过气流流量Qx1时的背压值P′x1为：
Figure BDA0003082279020000062
进而计算出
Figure BDA0003082279020000063
根据平行关系从C画一条平行于AB的直线，交汇AQ0于D点，计算出直线CD的函数，即待测产品的气流流量和背压值近似关系函数如下：
Figure BDA0003082279020000064
其中，Px表示待测产品的背压值，Qx表示待测产品的气流流量值。
根据上述公式直接计算出待测产品通过技术要求规定的规定气流流量Q0时的近似背压值Px0为：
Figure BDA0003082279020000065
图2所示E点为调节风机频率使待测产品通过的气流流量为技术要求规定的Q0时的风机理论运行点，E点对应的背压值即为被检测产品理论上所需检测的实际背压，点D和E之间的背压差值即为待测产品计算出的近似背压值Px0与实际背压值的偏差。
在本发明实施例中，通过选取背压阶梯分布的多个样件，提前建立多组函数关系式，检测时根据待测产品的实际流量，选用流量相近的样件流量-背压关系函数进行上述计算，可有效控制待测产品的背压计算值Px0与实际值的偏差在控制精度范围内，取代调节气流流量稳定在要求值后再采集产品背压值的方法，缩短检测时间，提高检测效率，降低检测成本。
另外，本发明提供的背压数据检测方法可以形成嵌入式软件嵌入在控制器中，运算时间可以忽略，实际检测节拍与风机启动至频率f1时间有关，经过验证检测时间与调节风机频率使气流稳定至规定值方式相比缩短至10-20秒之间，检测效率提高3倍以上。
需要说明的是，在本发明实施例中，是以降低风机频率至频率f1为例进行说明的，同样适用于f1大于f0的场合，即确定检测频率的过程中包括降低和增加风机频率。
本发明实施例提供的背压数据检测方法步进适用于燃油车用三元催化剂或颗粒捕捉器产品的背压检测，亦可应用于其它使用风机检测产品背压的场合，因此，对于适用的产品类型不做限定。
作为本发明的另一实施例，提供一种背压数据检测装置，其中，包括：
第一构建模块，用于根据样件在规定气流流量下的背压值以及改变风机频率后的气流流量值和背压值构建样件的气流流量-背压曲线函数关系，并确定风机频率改变后的频率为待测产品的检测频率；
获取模块，用于获取待测产品在检测频率下的气流流量值和背压值
第二构建模块，用于根据待测产品在检测频率下的气流流量值和背压值以及所述样件的气流流量-背压曲线函数关系构建待测产品的气流流量-背压曲线函数关系；
计算模块，用于根据所述待测产品的气流流量-背压曲线函数关系计算待测产品在规定气流流量下的背压值。
本发明实施例提供的背压数据检测装置的具体工作过程可以参照前文的背压数据检测方法的描述，此处不再赘述。
作为本发明的另一实施例，提供一种背压数据检测***，其中，如图3所示，包括：检测台10、夹具20、风机30、管道40、流量计60、压力传感器50、变频器(图中未示出)和控制柜70，所述夹具20位于所述检测台10上，所述夹具20用于固定待测产品或样件，所述风机30通过所述管道40连接至所述夹具20，所述流量计60和所述压力传感器50均设置在所述管道40上，所述变频器与所述风机30连接，所述流量计60、压力传感器50和变频器均与所述控制柜70通信连接，所述控制柜70包括前文所述的背压数据检测装置；
所述流量计60用于检测所述管道内流通的气流流量；
所述压力传感器50用于检测所述管道的压力数据；
所述变频器用于调整所述风机的频率以改变流量大小；
所述风机30能够通过所述管道向固定在所述夹具上的待测产品或样件输送气流；
所述背压数据检测装置能够检测得到固定在所述夹具上的待测产品在规定气流流量下的背压值。
优选地，所述控制柜70包括PLC控制器。
本发明实施例提供的背压数据检测***，由于采用前文的背压数据检测装置，能够通过选取样件产品并测量样件在通过规定气流流量下的背压值，再改变风机频率使气流流量变化并测量样件产品的背压和流量值，构建样件气流流量-背压关系函数；测量待测产品在相同风机频率下的气流流量和背压值，根据样件气流流量-背压关系函数建立对应待测产品的气流流量-背压关系函数，进而计算出待测产品在规定气流流量下的背压值。这种背压数据检测方法使用风机作为气源，无需调节气流至规定值，通过采集实时流量下的产品背压，快速计算出规定气流流量下产品的背压值，缩短待测产品的背压检测时间，提高检测效率，降低检测工时及能源消耗。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种背压数据检测方法，其特征在于，包括：
根据样件在规定气流流量下的背压值以及改变风机频率后的气流流量值和背压值构建样件的气流流量-背压曲线函数关系，并确定风机频率改变后的频率为待测产品的检测频率；
获取待测产品在检测频率下的气流流量值和背压值；
根据待测产品在检测频率下的气流流量值和背压值以及所述样件的气流流量-背压曲线函数关系构建待测产品的气流流量-背压曲线函数关系；
根据所述待测产品的气流流量-背压曲线函数关系计算待测产品在规定气流流量下的背压值。
2.根据权利要求1所述的背压数据检测方法，其特征在于，所述根据样件在规定气流流量下的背压值以及改变风机频率后的气流流量值构建样件的气流流量-背压曲线函数关系，并确定风机频率改变后的频率为待测产品的检测频率，包括：
记录样件在规定气流流量下的背压值和风机运行频率；
获取风机频率改变至第一频率后样件的气流流量值和背压值；
根据样件在规定气流流量下的背压值以及样件在第一频率下的气流流量值和背压值计算得到样件的气流流量-背压曲线函数关系；
将所述第一频率确定为待测产品的检测频率。
3.根据权利要求2所述的背压数据检测方法，其特征在于，所述气流流量-背压曲线函数关系为：
Figure FDA0003082279010000011
其中，P表示样件背压值，Q表示气流流量，Q0表示规定气流流量，P样0表示样件通过气流流量为Q0时的背压值，Q样1表示改变风机频率为第一频率f1后的通过样件的实际气流流量，P样1表示风机频率为第一频率f1且气流流量为Q样1时的样件背压值。
4.根据权利要求3所述的背压数据检测方法，其特征在于，所述获取待测产品在检测频率下的气流流量值和背压值，包括：
记录风机频率在检测频率下的待测产品的气流流量值Qx1和背压值Px1。
5.根据权利要求4所述的背压数据检测方法，其特征在于，所述根据待测产品在检测频率下的气流流量值和背压值以及所述样件的气流流量-背压曲线函数关系构建待测产品的气流流量-背压曲线函数关系，包括：
根据背压值计算公式计算样件通过待测产品在检测频率下的气流流量值Qx1时的背压值P′x1为：
Figure FDA0003082279010000021
计算所述样件通过待测产品在检测频率下的气流流量值Qx1时的背压值P′x1与待测产品在检测频率下的背压值Px1之间的差值，差值计算公式为：
Figure FDA0003082279010000022
根据平行关系计算出近似的待测产品的气流流量和背压函数关系：
Figure FDA0003082279010000023
其中，Px表示待测产品的背压值，Qx表示待测产品的气流流量值；
将所述近似的待测产品的气流流量和背压函数关系作为所述待测产品的气流流量-背压曲线函数关系。
6.根据权利要求5所述的背压数据检测方法，其特征在于，所述根据所述待测产品的气流流量-背压曲线函数关系计算待测产品在规定气流流量下的背压值，包括：
Figure FDA0003082279010000024
其中，Px0表示待测产品通过规定气流流量Q0时的背压值近似值。
7.一种背压数据检测装置，其特征在于，包括：
第一构建模块，用于根据样件在规定气流流量下的背压值以及改变风机频率后的气流流量值和背压值构建样件的气流流量-背压曲线函数关系，并确定风机频率改变后的频率为待测产品的检测频率；
获取模块，用于获取待测产品在检测频率下的气流流量值和背压值；
第二构建模块，用于根据待测产品在检测频率下的气流流量值和背压值以及所述样件的气流流量-背压曲线函数关系构建待测产品的气流流量-背压曲线函数关系；
计算模块，用于根据所述待测产品的气流流量-背压曲线函数关系计算待测产品在规定气流流量下的背压值。
8.一种背压数据检测***，其特征在于，包括：检测台、夹具、风机、管道、流量计、压力传感器、变频器和控制柜，所述夹具位于所述检测台上，所述夹具用于固定待测产品或样件，所述风机通过所述管道连接至所述夹具，所述流量计和所述压力传感器均设置在所述管道上，所述变频器与所述风机连接，所述流量计、压力传感器和变频器均与所述控制柜通信连接，所述控制柜包括权利要求7所述的背压数据检测装置；
所述流量计用于检测所述管道内流通的气流流量；
所述压力传感器用于检测所述管道的压力数据；
所述变频器用于调整所述风机的频率以改变流量大小；
所述风机能够通过所述管道向固定在所述夹具上的待测产品或样件输送气流；
所述背压数据检测装置能够检测得到固定在所述夹具上的待测产品在规定气流流量下的背压值。
9.根据权利要求8所述的背压数据检测***，其特征在于，所述控制柜包括PLC控制器。
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