[发明专利]发动机尾气中氨气、氮氧化物共测专用测量系统

权利要求书

1.一种发动机尾气中氨气和氮氧化物共测专用测量系统，包括发动机排气采样单元、NO_x/NH₃分析单元以及计算机控制和管理单元，其特征在于：

所述发动机排气直接采样单元，包括设置于发动机排气第一采样头（1-1）、发动机排气第二采样头（1-2）、加热耐温管线（2）、第一文丘里管CFV1（3）、第二文丘里管CFV2（4）、第一耐高温电磁控制阀（5）、耐高温膜片式采样泵（6）、溢流阀（7）、加热式气体过滤器及除湿组件（8）、第二耐高温电磁控制阀（9）以及稀释排气采集袋（10）；所述发动机排气第一采样头（1-1）设置于发动机后置的选择性催化还原器SCR（17）后端，并与第一文丘里管（3）连接；所述发动机排气第二采样头（1-2）设置于所述选择性催化还原器SCR（17）前端；

所述NO_x/NH₃分析单元（12），包括第一化学发光分析仪CLD1、第二化学发光分析仪CLD2；在第一化学发光分析仪CLD1前端配置(NH₃-NO)氧化催化转化装置（11）；

所述计算机控制和管理单元，包括计算机（13）、打印机（14）、测控单元（15）、气象站（16）、电源以及主控软件，在所述测量系统中实现测量过程的主控和数据通讯；

在所述发动机排气直接采样单元：直接采样的样气由发动机排气第一采样头（1-1）与经过过滤后进入计量稀释空气流量第一文丘里管CFV1（3）的空气稀释混合成稀释排气后，该稀释排气经第二文丘里管CFV2（4）计量稀释排气流量；依照流程，最后分2路分别进入NO_x/NH₃分析单元的第一化学发光分析仪CLD1测量线路1及第二化学发光分析仪CLD2测量线路2，其中一路经过氨气催化转化装置进入所述第一化学发光分析仪CLD1，得到NO测量值为NO_x即包括NO，NO₂、以及NH₃的总浓度；另一路直接进入所述第二化学发光分析仪CLD2，得到不含NH₃而分别反映NO+NO₂的NO测量值；根据两路测量值的差值获得氨气NH₃的浓度值，即

NH₃浓度值＝CLD1（NH₃＋NO_x）-CLD2（NO_x）；

上述直接采样的样气和稀释排气在该测量系统中通过加热耐温管线实现输送；加热式气体过滤器及除湿组件（8）前置于NOx/NH₃分析单元（12）、耐高温电磁控制阀（5）设置于第二文丘里管CFV2（4）输出端，溢流阀（7）设置于耐高温膜片式采样泵（6）后，用于控制进入采集袋（10）的流量，多余稀释排气经溢流阀排出；经过过滤、除湿后稀释排气经过耐高温电磁控制阀（9）送入采集袋（10）储存供分析仪分析。

2.如权利要求1所述的发动机尾气中氨气和氮氧化物共测专用测量系统，其特征在于，中国家标准GB17691-2005的中国III、IV、Ⅴ阶段排放法规规定，在执行IV阶段、Ⅴ阶段标准要求时，所述发动机测功应采用ETC循环试验，该ETC循环试验包括1800个逐秒变换测功工况的试验循环，其尾气测量每一秒需要连续测量5次氨气和氮氧化物NH₃/NO_x，以其五次平均值作为其某一秒的排出的氮氧化物NH₃/NO_x实际测量值。

3.如权利要求1所述的发动机尾气中氨气和氮氧化物共测专用测量系统，其特征在于，所述NO_x-NH₃分析单元的第一化学发光分析仪CLD1和第二化学发光分析仪CLD2两路都采用加热型化学发光法氮氧化物分析仪HCLD。

4.如权利要求1所述的发动机尾气中氨气和氮氧化物共测专用测量系统，其特征在于，所述计算机控制和管理单元与发动机测功机的连接通过以太网实现通讯，通过TCP/IP协议交换数据，或采用RS-485协议与外界交换数据，实施实时显示与控制。

5.如权利要求1所述的发动机尾气中氨气和氮氧化物共测专用测量系统，所述选择性催化还原器SCR（17）前端设置发动机排气第二直采采样头（1-2），直采样气直接通过加热式气体过滤器及除湿组件（8），经第二耐高温电磁控制阀（9）随后进入CLD第二测量线路CLD2，采用连续积分法测量出未采用选择性催化还原器SCR前时发动机中的氮氧化物NO_x的浓度值（NO_x 1-2）；与采用选择性催化还原器SCR后所测得的氮氧化物NO_x1-1进行比较，求得NO_x转化效率（SCR催化还原效率）：

NO_x转化效率（SCR催化还原效率）=（NO_x 1-2-NO_x 1-1）/NO_x 1-2

                              =1-(NO_x1-1/NO_x1-2)。