[发明专利]汽车尾气氮氧化物监测光纤传感器

说明书

技术领域

本发明涉及应用光纤传感器，有害气体检测，环保，汽车工业，废气处理等领域。

背景技术

在当前的汽车工业中，汽车尾气的处理越来越受到社会和人们的关注。汽车尾气中有很大一部分是氮氧化物，氮氧化物如果任意排入大气会对人类的健康造成危害。

利用光纤传感器对氮氧化物进行检测。其原理是：利用特定波长的激光器作为探测源，该激光器的波长为氮氧化的强吸收峰。当激光从发射端发射出来后，通过在待测气体(氮氧化物)中一段距离的传输，在接收端被探测，通过Beer公式I(λ)＝I₀(λ)exp(-αCL)，分析激光被待测气体吸收的强弱，就可以得到氮氧化物的浓度值。

作为汽车尾气中氮氧化物监测控制的传感器，该传感器应安装方便，结构合理，可合理的安装在汽车的排气装置中。该传感器应对汽车尾气中的氮氧化物敏感，不易受到汽车尾气中其他物质(如二氧化碳、一氧化碳等、其他杂质粉尘)的影响。此外，传感器中的光发射端和探测接收端应有效的准直。并且该系统还应具备在较高温度、恶劣环境下工作的能力。

发明内容

(一)要解决的技术问题

作为一种新的用于监测控制汽车尾气中氮氧化物含量的光纤传感器，该传感器要求对汽车尾气中氮氧化物敏感。可以实时监测汽车排放尾气中氮氧化物的含量，以便进行反馈控制。并且该传感器应保证传感器的光发射端与光接收端有效准直，以达到测量的准确高效。此外，该系统还应具有抗高温，抗粉尘等功能，以保证该系统在汽车尾气排放系统中长时间的正常工作。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种汽车尾气中氮氧化物监测光纤传感器，包括：

一气室，该气室概似一圆筒状，其中间有一通孔，外壁概似一锥形，分为大径端和小径端，外壁的中间有一柱状凹部，该柱状凹部的壁面与通孔的方向相对开有两个小孔；

一滤网，该滤网安装在气室大径端的外侧；

一法兰固定套管，为阶梯状，一端安装在柱状凹部的一小孔内；

一第一法兰盘，该第一法兰盘固定在法兰固定套管上；

一第二法兰盘，该第二法兰盘安装在柱状凹部的另一小孔内；

一第一准直透镜安装在柱状凹部的一小孔的内侧；

一第二准直透镜安装在柱状凹部的另一小孔的内侧；

一波长激光器光源通过光纤与第二法兰盘连接；

一光电探测器通过光纤与与第一法兰盘连接；

一微处理器通过电路与光电探测器连接；

一氮氧化物中和装置通过电路与微处理器连接。

其中气室概似锥形的角度与汽车尾气催化器载体的排气口角度相匹配。

其中该柱状凹部开有两个小孔的壁面处为平面。

其中法兰固定套管的前端靠近边缘的地方等间距的设计有微调螺孔。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：通过中空圆台型设计，可以将汽车尾气氮氧化物光纤传感器方便的装配在汽车尾气催化器的常规的载体的出口端。方便监测从汽车尾气催化器中排出气体中的氮氧化物的含量。传感器入气室入口处的滤网设计，可以有效的隔离尾气中的粉尘颗粒，保护光纤传感器不受到物理伤害，同时又具有降低气体温度的作用。

传感器中间部分的设计可以有效的将光发射端和光接收端粗略准直。通过调节法兰固定套管上的微调螺丝可以精确的微调光发射端的角度，保证传感器的光发射端和光接收端的精确准直。

附图说明

为进一步说明本发明的技术内容，以下结合附图对本发明作进一步说明，其中：

图1是本发明汽车尾气中氮氧化物监测光纤传感器的整体结构示意图；

图2为汽车尾气中氮氧化物监测光纤传感器的气室剖面图；

图3位法兰固定套管的示意图；

图4为汽车尾气中氮氧化物监测光纤传感器在汽车尾气催化器载体中的安装示意图。

具体实施方式

本发明汽车尾气中氮氧化物监测光纤传感器，是对汽车尾气中氮氧化物含量进行监测控制的重要组件。如图1所示：