[发明专利]一种车载尿素监测装置及监测方法

说明书

本发明提供一种车载尿素监测装置，用于实时监测车载尿素箱内的尿素浓度，所述监测装置包括壳体以及设置在所述壳体内的棱镜、光源和光检测器，所述壳体的底部设有与尿素溶液接触的透镜，所述光源产生的检测光穿过所述棱镜和透镜照射至所述尿素溶液，并在尿素溶液面发生反射且反射后的检测光被所述光检测器接收，所述光检测器根据接收到的检测光计算出尿素溶液内的尿素浓度值，本发明还提供一种利用车载尿素监测装置的监测方法，由此，在经过折射后反射一部分能量至光检测器，通过计算光检测器与检测光的能量谱计算出浓度值，反射后的检测光可以使得数据处理时能够产生的误差最小，从而提高浓度监测的准确度。

技术领域

本发明涉及属于尿素浓度监测技术领域，尤其是涉及一种车载尿素监测装置及监测方法。

背景技术

车载尿素是针对柴油发动机的，由于柴油机在工作时会排出污染气体氮氧化合物，这些气体都是对大气和人体是有损害的，人类长时间吸收这样的气体会造成呼吸道疾病，国家为了降低这种气体对大气和人类的损害，就需要在车上加装车载尿素。尿素遇到柴油机排出的氮氧化合物时，会发生化学反应，把氮氧化合物转化成氮气和水排出，氮气和水都是对大气和人体无害的。

在我国，以合格的尿素溶液为规范，一般都是以32.5％的超纯度尿素及纯水合成。尿素溶液通过与氮氧化合物发生还原反应，会发生氮气、氧气和水，从而降低了氮氧化物的排出，这种方式是适用于每个欧IV、欧V排放的柴油发动机SCR体系。

如果车载尿素浓度偏差过大，不仅排出的尾气中有害气体的含量会增大，而且会对车的性能产生影响。因此需要开发一款车载尿素在线监测仪，用于实时检测尿素箱中的尿素溶液的浓度，确保尿素溶液的浓度偏差过大。

发明内容

本发明提供一种车载尿素监测装置及监测方法，以解决上述技术问题。

本发明提供一种车载尿素监测装置，用于实时监测车载尿素箱内的尿素浓度，所述监测装置包括壳体以及设置在所述壳体内的棱镜、光源和光检测器，所述壳体的底部设有与尿素溶液接触的透镜，所述光源产生的检测光穿过所述棱镜和透镜照射至所述尿素溶液，并在尿素溶液面发生反射且反射后的检测光被所述光检测器接收，所述光检测器根据接收到的检测光计算出尿素溶液内的尿素浓度值。

进一步地，所述壳体包括底部设有一开口的箱体以及固定在所述箱体上的盖板，所述透镜安装在所述盖板上，所述透镜安装在所述盖板上，所述光源发出的光线依次穿过所述棱镜和所述透镜。

进一步地，所述透镜的直径与检测器的接收区域长度比例为10:8。

进一步地，所述光源发出的光为单色光

进一步地，所述单色光为黄光。

进一步地，所述黄光的波长为561nm-590nm。

进一步地，所述光源发出的光为白光，且接收区域处安装有滤光片，以去除杂散光的干扰。

进一步地，所述光检测器还电性连接一上位机，所述上位机可实时显示浓度值。

本发明还提供一种利用上述所述的车载尿素监测装置的监测方法，包括如下步骤：

所述光检测器采集接收区域的反射光的光谱能量Xi(i＝0:127)，取得其中的两段数据，计算算术平均值得到X1和X2；

对X1和X2进行归一化处理，求得

预先拟合好公式Y₁＝[x³,x²,x,1]*[A,B,C,D]，求得初始浓度Y1,其中A,B,C,D为常数；

通过温度补偿公式求得温度补偿T，然后用初始浓度加上温度补偿即可得到最终浓度Y2。