[发明专利]用于识别制冷剂的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于识别制冷剂的装置和方法。

背景技术

由于法律要求，多种制冷剂被禁止使用。例如，在汽车工业中，制冷剂HFO-1234yf在未来将被使用，以代替先前使用的制冷剂R134a。当汽车空调系统中的空调系统在将来被维修时，可能不得不对被其它制冷剂（例如R134a）污染的制冷剂HFO-1234yf进行检测。

为了检测制冷剂的目的，制冷剂不同的红外吸收被利用。在这点上，一气腔被填充待测制冷剂（检测用制冷剂），并使用红外辐射穿过气腔对气腔进行辐射。在对侧使用一传感器接收辐射。根据气腔中出现的制冷剂，不同部分的辐射比其它部分被较高程度地吸收，检测得到的吸收光谱被转化为红外传感器可检测的电压。

根据使用红外吸收的检测方法，温度或大气压的变化、老化或气腔中的污染物会导致检测不精确。检测结果的长期稳定性只能通过大量的努力才能获得。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的用于识别制冷剂的装置和方法。

本发明的装置由权利要求1的特征进行定义，本发明的方法由权利要求7的特征进行定义。

本发明的装置包括至少一个宽带滤波器，该宽带滤波器位于红外光源穿过气腔到传感器的光束路径中。宽带滤波器的通带包括待检测的制冷剂的至少一个吸收波长，不包括碳氢化合物的吸收波长。所述装置进一步包括一储存容器，以储存作为参考气体的待检测制冷剂。所述储存容器与所述气腔的进气口连接。

根据本发明的方法，首先，在所述宽带滤波器的通带中执行一吸收检测，其中，所述气腔充满参考制冷剂，接着，使用待检测制冷剂，在所述宽带滤波器的通带中执行一吸收光谱检测，最后，用于参考制冷剂的检测到的吸收值以及用于检测制冷剂的检测到的吸收值相除，得到一个商。该商可得到一个关于相对于纯参考制冷剂的被检测制冷剂的相对浓度的结论。

优选地，附加地，还通过使用至少一窄带滤波器执行检测。关于这一点，应提供一窄带滤波器，其通带只包括待检测的纯制冷剂（即参考制冷剂）的吸收波长。另一窄带滤波器应被配置以用于污染待检测制冷剂的另一制冷剂的吸收波长，典型地，其中，所述待检测制冷剂为HFO-1234yf，其吸收值大约位于7.4μm。因此，第一窄带滤波器的通带可以位于7.2μm到7.6μm的范围。其中，典型的可能污染HFO-1234yf的其它制冷剂为具有吸收波长大约为7.69μm的R134a。如果希望唯一地检测R123a，则第二窄带滤波器的通带应位于7.5μm到7.9μm的范围。对于HFO-1234yf的检测，宽带滤波器的通带应具有一优选为8μm的下限截止频率以及一优选为14μm的上限截止频率。在这种情况下，由于碳氢化合物的吸收波长大于8μm，因此，碳氢化合物的吸收波长不会被滤波器传送。

为了制冷剂的检测，之后，位于宽带滤波器之外的至少一波长可以被检测。该波长为其它不期望得到的制冷剂（例如，7.69μm的R134a和/或3.38μm的碳氢化合物）的吸收波长。除了宽带滤波器之外，优选地，可以使用窄带滤波器以用于检测3.38μm的碳氢化合物，使用窄带滤波器以用于检测7.69μm的R134a，以及一第三窄带滤波器以专用于检测7.3μm的HFO-123yf。使用这些滤波器中的每一个获得的检测值与之前标定过程中获得的不同气体组分的检测值进行比较。在这种情形下，在这些气体组分中，在标定中被使用的气体组分被认为是与检测值最接近的检测到的气体组分。

优选地，当宽带滤波器通带中的至少一波长的吸收与已知的被污染的制冷剂对应时，识别制冷剂的方法包括：对滤波器通带外的至少一波长的吸收进行检测，该至少一波长唯一地与被污染的制冷剂对应。接着，一线性方程组被建立，其中，对于每个滤波器，其通带中的总吸收与各个单个线性吸收的线性组合相同。换句话说，为单个线性吸收（即可以与各个制冷剂关联的吸收）设置一系数，然后相加，单个线性吸收的总量等于各个滤波器波长通带中的总吸收。通过对前述线性方程组进行求解，接着通过求解方程组，可以为相关感兴趣的系数计算出一制冷剂的任何未知浓度。

最后，可以想像地，可选地，通过使用对应的具有合适的用于各个制冷剂的截止波长的窄带滤波器，每种制冷剂可以被检测。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施例进行详细的描述，在附图中：

图1示出了本发明装置的一实施例；

图2示出了使用的滤波器的截止波长范围；

图3示出了三种制冷剂的混合物的吸收光谱；以及

图4示出了本发明方法的流程图。

具体实施方式