[发明专利]一种内燃机油耗和尾气中pm2.5含量检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机和气体检测技术领域，具体涉及一种内燃机油耗和尾气中pm2.5含量检测装置。

背景技术

伴随着经济的快速发展，环境污染问题日益加剧。其中pm2.5就是主要的空气污染物之一，pm2.5是一种直径长度小于2.5微米的颗粒物，由于体积较小，造成其在空气中的悬浮时间相对较长，因此它吸附了空气中较多的其他有害元素。如果人体长期暴露在pm2.5超标的环境中，会对人体产生较大的威胁。

而造成pm2.5浓度超标的一个主要原因就是内燃机的尾气排放，因此加强对内燃机的油耗和尾气中pm2.5含量的检测就变得尤为重要。传统的油耗计对油耗的检测，随着科学技术的进步，这一技术的弊端逐渐表现出来，具体表现为适用范围狭窄、精度不够、功耗较大、抗干扰性较差、不可靠等。如何对内燃机油耗进行精准检测，是目前迫在眉睫需要解决的问题。

我国对于空气中pm2.5含量的检测始于2012年，目前大部分用于检测空气中pm2.5含量的仪器，无法解决对内燃机尾气中pm2.5含量的精准、实时检测。因此研究一种能够自动精准检测内燃机尾气中pm2.5浓度的技术对于空气质量的改善具有极为重要的意义。

发明内容

本发明实施例提供一种内燃机油耗和尾气中pm2.5含量检测装置,能够提高内燃机油耗和内燃机尾气中pm2.5含量检测的精确度,大幅降低仪器所需要功耗,同时还兼顾了仪器的抗干扰能力。

为了达到以上要求,本发明的实施例采用如下技术方案:一种内燃机油耗和尾气中pm2.5含量检测装置，包括传感器、单片机、显示器和气体收集箱；所述气体收集箱为收集内燃机尾气的装置，用塑料薄膜保证气体密封性，并通过空气流量计、气压表、红外测温装置，收集箱内的数据；该气体收集箱为流通式，包括进气口和排气口；其中，进气口通过软管与内燃机的排气口相连；所述红外测温装置分别测试传感器周围的温度数据，并返回数据给单片机；所述空气流量计与所述气体收集箱排风口相连，用于测量排气口的流量；所述传感器安装于发动机的进回油管道以及气体收集箱内，检测车辆油耗和尾气中pm2.5含量，同时把信号发送给单片机进行处理；单片机为该车辆油耗和尾气中pm2.5的检测装置的核心，主要任务包括接收来自传感器的信号并进行处理，将处理结果输出到显示器上进行显示。

所述尾气检测箱进气口17的直径为5cm，排气口20的直径为5cm，检测时保证检测箱内气压与大气压一致。

所述传感器包括检测油耗的传感器和检测内燃机尾汽中pm2.5含量的传感器。

进一步，所述检测油耗的传感器为容积式流量传感器，将其接在发动机的进、回油管道上，对燃油流量信号进行采集，并通过信号转换机构将信号转换后发送给单片机。

更进一步，所属容积式流量传感器的型号为YH-2型流量传感器。

更进一步，所述流量传感器，包括活塞1、连杆2、曲轴7以及信号转换器；在泵油的压力作用下，燃油推动活塞1运转，活塞1的运转推动曲轴7进行旋转，进而完成一次完整的进、排油循环，即曲轴7旋转一周，曲轴7旋转一周，4个缸全部排油一次。

更进一步，所述信号转换机构，包括转轴、光栅板10、主动磁铁、从动磁铁、发光二极管9、光敏管、电缆插座和壳体；主动磁铁和从动磁铁分别被安装在曲轴和转轴上，转轴的轴承在壳体内起到支撑作用，同时转轴的上方固定有转动光栅板13，光栅13的上下两侧固定有发光二极管和光敏管；曲轴7在转动时，由于两块磁铁的吸引作用，带动转轴包括其上方的转动光栅13开始转动，此时，通过发光二极管9和光敏管之间的光电作用，将曲轴的转动转变为光电脉冲信号传入单片机中，通过运算处理后，即可得到燃油量。

所述检测内燃机尾气中pm2.5含量的传感器为SDS011，该传感器通过激光散射原理，分别布置在气体收集箱的顶部、中部、底部，可准确检测出内燃机尾气中pm2.5含量,并通过数字化输出，将结果传送到单片机。

所述单片机为51系列单片机。

进一步，所属单片机的型号为89C51。

所述显示器为1.44寸TFT屏，分辨率为128x128,用于对单片机传输的数据进行实时显示。

基于上述技术方案的检测车辆油耗和尾气中pm2.5含量的装置，可以获取被检测车辆的油耗信息，并能够获得该内燃机的尾气中pm2.5的含量。

一种内燃机油耗和尾气中pm2.5含量检测方法，包括油耗检测和pm2.5检测，具体步骤为：

步骤1)油耗检测；

步骤1.1)流量传感器采集发动机的进、回油管道的燃油流量，排油量的计算公式为：