车载式柴油发动机排气污染物实时检测装置论文和设计-屠丹立

全文摘要

本实用新型提供了一种车载式柴油发动机排气污染物实时监测装置，包括箱体和U型探管，U型探管的一端可插入排气管内、另一端连接有气体传输管道，箱体内设有依次连接的降温装置、除尘装置、尾气检测装置以及取样风机，取样风机连接有废气管道，气体传输管道与降温装置连接，气体传输管道上设有粉尘监测模块；箱体内还设有降温模块、尾气检测模块、GPRS模块以及主控板，粉尘采集模块、降温模块、尾气检测模块以及GPRS模块均与主控板电性连接，GPRS模块与服务器电性连接。本实用新型所提供的监测装置可安装在被监测的非道路机械上，在运行过程中可对尾气进行实时采样与监测，并将监测的相关数据发送到服务器上，获取准确、可靠的第一手数据。

主设计要求

1.一种车载式柴油发动机排气污染物实时监测装置，其特征在于，包括箱体(1)和从排气管采集尾气的U型探管(2)，所述U型探管(2)的一端可插入排气管内、另一端连接有气体传输管道(4)，所述U型探管(2)上还设有将所述U型探管(2)固定在排气管上的抱箍(3)，所述箱体(1)内设有依次连接的用于降低尾气温度的降温装置(6)、用于过滤粉尘的除尘装置(7)、用于检测尾气成分及含量的尾气检测装置(8)以及为抽取尾气提供动力的取样风机(9)，所述取样风机(9)连接有废气管道(19)，所述废气管道(19)的一端伸出所述箱体(1)外，所述气体传输管道(4)与所述降温装置(6)连接，所述箱体(1)外套设有U型固定板(5)，所述U型固定板(5)包括相对设置的第一侧板(10)和第二侧板(11)以及连接所述第一侧板(10)和所述第二侧板(11)的横板(12)，所述第一侧板(10)和所述第二侧板(11)上远离所述横板(12)的一端分别设有朝向外侧沿水平方向的固定座(13)，每个所述固定座(13)上均设有若干通孔(14)，所述通孔(14)内设有可将所述U型固定板(5)固定在车架上的固定螺钉(15)，所述第一侧板(10)和所述第二侧板(11)相对的一侧分别设有水平方向的滑槽(16)，所述箱体(1)的外壁设有与所述滑槽(16)相适配的滑块(17)，所述滑块(17)可在所述滑槽(16)滑动，所述横板(12)上还设有限位螺钉(18)，所述箱体(1)上设有与所述限位螺钉(18)相适配的螺纹孔(20)，所述限位螺钉(18)可穿过所述横板(12)与所述螺纹孔(20)固定连接；所述箱体(1)内还设有降温模块(101)、尾气检测模块(102)、GPRS模块(108)以及主控板(105)，所述气体传输管道(4)上设有粉尘采集模块(106)，所述粉尘采集模块(106)、所述降温模块(101)、所述尾气检测模块(102)以及所述GPRS模块(108)均与所述主控板(105)电性连接，所述GPRS模块(108)与服务器(109)电性连接。

设计方案

所述箱体(1)内还设有降温模块(101)、尾气检测模块(102)、GPRS模块(108)以及主控板(105)，所述气体传输管道(4)上设有粉尘采集模块(106)，所述粉尘采集模块(106)、所述降温模块(101)、所述尾气检测模块(102)以及所述GPRS模块(108)均与所述主控板(105)电性连接，所述GPRS模块(108)与服务器(109)电性连接。

2.如权利要求1所述的车载式柴油发动机排气污染物实时监测装置，其特征在于，还包括定位装置，所述定位装置包括设置在所述箱体(1)内的定位模块(107)和设置在所述箱体(1)外侧的天线，所述定位模块(107)与所述主控板(105)电性连接。

3.如权利要求1所述的车载式柴油发动机排气污染物实时监测装置，其特征在于，所述箱体(1)内还设有电池组件(103)和连接外接电源的充电模块(104)，所述电池组件(103)包括相互连接用于存储电量的蓄电池(1031)和用于检测所述蓄电池(1031)电量的电压监测芯片(1032)，所述电压监测芯片(1032)与所述主控板(105)电性连接，所述蓄电池(1031)与所述充电模块(104)电性连接。

4.如权利要求1所述的车载式柴油发动机排气污染物实时监测装置，其特征在于，所述尾气检测模块(102)包括一氧化碳传感器(1021)、氮氧化合物传感器(1022)和二氧化硫传感器(1023)。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于非道路移动机械检测设备领域，特别涉及一种车载式柴油发动机排气污染物实时检测装置。

背景技术

非道路移动机械主要包括挖掘机、装载机、推土机和压路机等，在国内，随着经济建设的不断发展，非道路移动机械的应用越来越多，保有量也越来越大，这类机械几乎都是使用效率高、经济性好、转速不高而转矩较大的柴油发动机，其与汽油发动机相比具有更高颗粒物和氮氧化合物排放。但是非道路移动机械在运行时会排放大量有害物质，主要包括颗粒物、氮氧化合物、碳氧化合物以及二氧化硫等对环境和人体构成危害的气体，这些有害物质严重污染了环境，影响人们的健康。据中国工程机械工业协会统计，2017年北京市行政区内约10万台非道路机械，散落在全市不同的角落(企业、工地、砂石场等)。由于非道路移动机械分布较广，施工作业时间和地点不固定，使用中也没有任何对尾气排放的检测，因此无法实时了解这类机械的使用状况，对其在运行时在尾气中产生的污染物不能及时掌握，从而无法充分监管这类机械的运行情况。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种车载式柴油发动机排气污染物实时检测装置。

本实用新型具体技术方案如下：

本实用新型提供了一种车载式柴油发动机排气污染物实时监测装置，包括箱体和从排气管采集尾气的U型探管，所述U型探管的一端可插入排气管内、另一端连接有气体传输管道，所述U型探管上还设有将所述U型探管固定在排气管上的抱箍，所述箱体内设有依次连接的用于降低尾气温度的降温装置、用于过滤粉尘的除尘装置、用于检测尾气成分及含量的尾气检测装置以及为抽取尾气提供动力的取样风机，所述取样风机连接有废气管道，所述废气管道的一端伸出所述箱体外，所述气体传输管道与所述降温装置连接，所述箱体外套设有U型固定板，所述U型固定板包括相对设置的第一侧板和第二侧板以及连接所述第一侧板和所述第二侧板的横板，所述第一侧板和所述第二侧板上远离所述横板的一端分别设有朝向外侧沿水平方向的固定座，每个所述固定座上均设有若干通孔，所述通孔内设有可将所述U型固定板固定在车架上的固定螺钉，所述第一侧板和所述第二侧板相对的一侧分别设有水平方向的滑槽，所述箱体的外壁设有与所述滑槽相适配的滑块，所述滑块可在所述滑槽滑动，所述横板上还设有限位螺钉，所述箱体上设有与所述限位螺钉相适配的螺纹孔，所述限位螺钉可穿过所述横板与所述螺纹孔固定连接；所述箱体内还设有降温模块、尾气检测模块、GPRS模块以及主控板，所述气体传输管道上设有粉尘采集模块，所述粉尘采集模块、所述降温模块、所述尾气检测模块以及所述GPRS模块均与所述主控板电性连接，所述GPRS模块与服务器电性连接。

可选的，还包括定位装置，所述定位装置包括设置在所述箱体内的定位模块和设置在所述箱体外侧的天线，所述定位模块与所述主控板电性连接。

可选的，所述箱体内还设有电池组件和连接外接电源的充电模块，所述电池组件包括相互连接用于存储电量的蓄电池和用于检测所述蓄电池电量的电压监测芯片，所述电压监测芯片与所述主控板电性连接，所述蓄电池与所述充电模块电性连接。

可选的，所述尾气检测模块包括一氧化碳传感器、氮氧化合物传感器和二氧化硫传感器。

本实用新型的有益效果如下：当使用本实用新型所提供的车载式柴油发动机排气污染物实时监测装置时，通过U型固定板将箱体固定在车架上，将U型探管的一端插入排气管内，另一端通过气体传输管道与降温装置连通，通过U型探管收集的尾气进入气体传输管道内，经过粉尘采集模块时检测出尾气中的粉尘浓度，并将检测的数据传递给主控板，尾气然后再依次进入降温装置和除尘装置，降低尾气的温度并将粉尘过滤掉，有利于后续气体成分含量的检测，气体检测模块可检测尾气中气体成分的含量，取样风机可为抽取尾气提供动力，废气管道可用于排出废气，滑块可在滑槽内沿水平方向滑动，箱体可从U型固定板上拆下；当箱体固定在U型固定板上时，转动限位螺钉可将箱体固定在U型固定板上；主控板可将收集的信息处理并通过GPRS模块发送至服务器。本实用新型所提供的车载式柴油发动机排气污染物实时监测装置可安装在被监测的非道路移动机械上，体积较小，结构简单，在非道路机械运行的过程中可以对尾气进行实时采样与监测，并将监测的相关数据发送到服务器上，获取准确、可靠的第一手数据，从而实时监管非道路机械。

附图说明

图1为实施例1提供的一种车载式柴油发动机排气污染物实时监测装置的结构示意图；

图2为实施例1提供的一种车载式柴油发动机排气污染物实时监测装置中箱体与U型固定板的结构示意图；

图3为实施例1提供的一种车载式柴油发动机排气污染物实时监测装置中箱体的结构示意图；

图4为实施例1提供的一种车载式柴油发动机排气污染物实时监测装置中U型固定板的结构示意图；

图5为实施例1提供的一种车载式柴油发动机排气污染物实时监测装置的电路图；

图6为实施例2提供的一种车载式柴油发动机排气污染物实时监测装置的电路图；

其中：1、箱体；101、降温模块；102、尾气检测模块；1021、一氧化碳传感器；1022、氮氧化合物传感器；1023、二氧化硫传感器；103、电池组件；1031、蓄电池；1032、电压监测芯片；104、充电模块；105、主控板；106、粉尘采集模块；107、定位模块；108、GPRS模块；109、服务器；2、U型探管；3、抱箍；4、气体传输管道；5、U型固定板；6、降温装置；7、除尘装置；8、尾气检测装置；9、取样风机；10、第一侧板；11、第二侧板；12、横板；13、固定座；14、通孔；15、固定螺钉；16、滑槽；17、滑块；18、限位螺钉；19、废气管道；20、螺纹孔。

具体实施方式

下面结合附图和以下实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1

如图1～图5所示，本实用新型实施例1提供了一种车载式柴油发动机排气污染物实时监测装置，其特征在于，包括箱体1和从排气管采集尾气的U型探管2，U型探管2的一端可插入排气管内、另一端连接有气体传输管道4，U型探管2上还设有将U型探管2固定在排气管上的抱箍3，箱体1内设有依次连接的用于降低尾气温度的降温装置6、用于过滤粉尘的除尘装置7、用于检测尾气成分及含量的尾气检测装置8以及为抽取尾气提供动力的取样风机9，取样风机9连接有废气管道19，废气管道19的一端伸出箱体1外，气体传输管道4与降温装置6连接，箱体2外套设有U型固定板5，U型固定板5包括相对设置的第一侧板10和第二侧板11以及连接第一侧板10和第二侧板11的横板12，第一侧板10和第二侧板11上远离横板12的一端分别设有朝向外侧沿水平方向的固定座13，每个固定座13上均设有若干通孔14，通孔14内设有可将U型固定板5固定在车架上的固定螺钉15，第一侧板10和第二侧板11相对的一侧分别设有水平方向的滑槽16，箱体1的外壁设有与滑槽16相适配的滑块17，滑块17可在滑槽16滑动，横板12上还设有限位螺钉18，箱体1上设有与限位螺钉18相适配的螺纹孔20，限位螺钉18可穿过横板12与螺纹孔20固定连接；箱体1内还设有降温模块101、尾气检测模块102、GPRS模块108以及主控板105，气体传输管道4上设有粉尘采集模块106，粉尘采集模块106、降温模块101、尾气检测模块102以及GPRS模块108均与主控板105电性连接，GPRS模块108与服务器109电性连接。

本实施例1中，在监测非道路移动机械尾气排放情况时，将U型探管2的一端插入排气管中，并利用抱箍3将U型探管2固定在排气管上，开启取样风机9，从排气管释放的尾气部分被吸入U型探管2中，被收集的尾气依次进入气体传输管道4和粉尘采集模块106中，检测尾气中的粉尘浓度，并将检测的数据传递给主控板105，尾气再依次进入降温装置6和除尘装置7，降低尾气的温度并过滤粉尘，以便于后续气体成分含量的检测，尾气再进入尾气检测装置8中，检测尾气中相关气体的含量，废气管道19可用于将被检测后的废气排出箱体1外。U型固定板5固定在车架上，滑块17可在滑槽16内沿水平方向滑动，箱体1可从U型固定板5上拆下；当箱体1固定在U型固定板5上时，转动限位螺钉18可将箱体1固定在U型固定板5上，U型固定板5用于安装箱体1。主控板105用于处理来自尾气检测模块102、降温模块101和粉尘采集模块106中的数据，并通过GPRS模块108将检测后的数据发送到服务器109上。本实施例1提供的车载式柴油发动机排气污染物实时监测装置能够安装在被监测的非道路移动机械上，在非道路机械运行的过程中也可以对尾气进行实时采样与监测，并将监测的相关数据发送到服务器上，获取准确、可靠的第一手数据，从而实时监管非道路机械。

优选的，气体传输管道4采用可弯折金属软管，可防锈防老化，在检测尾气时，可将其弯折并固定在车体上，以适应不同结构的车型。

优选的，粉尘采集模块106可选用型号为ZPH01的粉尘传感器。

优选的，降温装置6可选用型号为CDL1-12703的半导体冷凝片，同时将气体的温度降低到10°～30°之间，有利于提高气体检测的准确性。

优选的，主控板105可选用型号为STC12C5A60S2的单片机芯片。

实施例2

如图4所示，本实施例2在实施例1的基础上提供了一种车载式柴油发动机排气污染物实时监测装置，该实施例2进一步限定了还包括定位装置，定位装置包括设置在箱体1内的定位模块107和设置在箱体1外侧的天线，定位模块107与主控板105电性连接。箱体1内还设有电池组件103和连接外接电源的充电模块104，电池组件103包括相互连接用于存储电量的蓄电池1031和用于检测蓄电池1031电量的电压监测芯片1032，电压监测芯片1032与主控板105电性连接，蓄电池1032与充电模块104电性连接。尾气检测模块102包括一氧化碳传感器1021、氮氧化合物传感器1022和二氧化硫传感器1023。

本实施例2中，为了进一步确定被监测的非道路移动机械的运行状况及其位置，在箱体1内安装了定位模块107，可将非道路移动机械的实时状况传递给主控板105。优选的，定位模块107可选用GPS定位芯片或北斗芯片。

箱体1内设置的充电模块104可用于给电池组件103充电，电池组件103用于给主控板105供电，其中电压监测芯片1032用于检测蓄电池1031的电量，当检测到蓄电池1031因没有外界电源供电而电量减少时，将相关的信息发送到主控板105，再通过GPRS模块将非道路移动机械当前的位置以及其他信息发送到服务器，便于及时了解非道路移动机械的情况。优选的，电压监测芯片1032可选用型号为DS2438的电压监测芯片,充电模块104可选用型号为TP4056的充电芯片。

尾气检测模块102包括一氧化碳传感器1021、氮氧化合物传感器1022和二氧化硫传感器1023，优选的，一氧化碳传感器1021可选用型号为CO-SF-2000的一氧化碳传感器，氮氧化合物传感器1022可选用型号为2Nox-1500的氮氧化合物传感器，二氧化硫传感器1023可选用型号为4NE-SO2-2000的二氧化硫传感器。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

设计图

车载式柴油发动机排气污染物实时检测装置论文和设计

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