[发明专利]一种螺旋冷却式柴油机尾气颗粒物采样装置及方法

权利要求书

1.一种螺旋冷却式柴油机尾气颗粒物采样装置，其特征在于，包括：进气管、直通管、螺旋采样管、出气管以及电子控制单元ECU；所述进气管后端通过三通连接直通管和螺旋采样管，直通管和螺旋采样管的尾端通过三通连接出气管；

所述螺旋采样管的外部设有水冷套筒，所述水冷套筒的两端设有进水管和出水管；

所述的螺旋采样管的进口和出口分别布置有温度传感器；

所述ECU一方面能够实时调节直通管和螺旋采样管内的气体背压，根据温度传感器采集尾气的温度数值实时调节水冷套筒内的水流量以调节尾气冷却的温度，另一方面能实时调节尾气背压；

所述螺旋采样管的前端为螺旋结构，后端为直管结构，并且直管内壁为纵向条纹结构。

2.根据权利要求1所述的一种螺旋冷却式柴油机尾气颗粒物采样装置，其特征在于，所述螺旋采样管两端与水冷套筒连接处设有左端板和右端板，左端板和右短板与螺旋采样管之间密封。

3.根据权利要求1所述的一种螺旋冷却式柴油机尾气颗粒物采样装置，其特征在于，所述螺旋采样管的两端设有凸台，分别安装螺旋采样管进口沟槽卡箍(16)和螺旋采样管出口沟槽卡箍(17)。

4.根据权利要求2所述的一种螺旋冷却式柴油机尾气颗粒物采样装置，其特征在于，所述螺旋采样管的直管部分占螺旋采样管总长的四分之三。

5.根据权利要求1所述的一种螺旋冷却式柴油机尾气颗粒物采样装置，其特征在于，所述水冷套筒的出水管处设有流量传感器；所述水冷套筒在装置工作时的进水管(10)一端的水平位置要低于出水管(9)。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种螺旋冷却式柴油机尾气颗粒物采样装置，其特征在于，所述三通上设有调压阀。

7.一种螺旋冷却式柴油机尾气颗粒物采样方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1尾气经过进气管(1)流入，此时，将排气背压范围控制在5-20kPa之间，通过在进气管(1)入口处安装压力传感器(2)测得实时排气背压，ECU(12)控制调压阀(3)，当排气背压过大时，提高直通管(4)处的阀门开度，使得部分尾气能从直通管(4)排出，降低排气背压至规定范围内；当排气背压过小时，调小螺旋采样管(6)处阀门的开度，增大排气背压至规定范围内；

S2螺旋采样管(6)嵌套于水冷套筒(5)中，其前端为螺旋结构、后端为直管结构，直管部分占螺旋采样管总长度的四分之三；设置螺旋采样管进口温度传感器(7)、螺旋采样管出口温度传感器(8)，实时测得经过螺旋采样管(6)前后尾气的温度；ECU(12)根据前后尾气温度大小，控制水冷套筒(5)中冷却水流量的大小，以此来调节尾气冷却后的温度，将温度控制在SOF的沸点之下；具体地：

在出水管(9)处安装流量传感器(13)来监测流量的大小，当尾气温度高于SOF的沸点时，ECU控制加大冷却水流量直到温度降低至SOF沸点以下，当尾气温度低于SOF的沸点时，减小冷却水流量；根据尾气的实时温度，动态调控冷却水流量大小，确保SOF能析出并最大程度减小冷却水的消耗；

S3尾气流入螺旋采样管(6)后，尾气中的SOF在冷却后凝结，附着在碳烟颗粒表面，尾气颗粒在离心力的作用下附着在螺旋采样管(6)的直管部分的纵向条纹中；

S4采集结束后，将螺旋采样管进口沟槽卡箍(16)和螺旋采样管出口沟槽卡箍(17)拆卸下来，用长条毛刷顺着螺旋采样管(6)后端纵向条纹扫刷，将颗粒收集下来。