本發(fā)明屬于汽車工程領(lǐng)域，尤其涉及一種具有微結(jié)構(gòu)測(cè)溫的選擇催化還原蜂窩載體及監(jiān)測(cè)方法

背景技術(shù)：

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)尾氣中的氮氧化合物nox會(huì)嚴(yán)重影響人們健康，而用催化還原法可以將柴油車尾氣中的nox分解為無污染的n2和o2。這類催化還原法目前使用較多的是選擇性催化還原法(簡(jiǎn)稱scr，為selectivecatalyticreduction的縮寫)。選擇性催化還原scr法在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣處理中的實(shí)現(xiàn)方式是在蜂窩陶瓷載體表面涂上選擇性催化劑，同時(shí)用尿素水溶液噴射到排氣管并分解為氨氣和二氧化碳，然后讓尾氣在蜂窩陶瓷載體通過，這時(shí)在選擇性催化劑的作用下氨氣與nox反應(yīng)生成無污染的n2和o2。不同選擇性催化劑存在最優(yōu)轉(zhuǎn)化效率的溫度范圍，因此實(shí)時(shí)提取微結(jié)構(gòu)側(cè)壁上任意點(diǎn)的溫度有助于精細(xì)化監(jiān)測(cè)選擇性催化劑轉(zhuǎn)化效率，但是目前缺乏選擇性催化還原蜂窩載體微結(jié)構(gòu)的精細(xì)化測(cè)溫裝置，例如難以實(shí)時(shí)提取微結(jié)構(gòu)側(cè)壁上任意點(diǎn)的溫度，以及難以繪制側(cè)壁上溫度云圖和溫度梯度云圖。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有裝置無法精細(xì)化監(jiān)測(cè)選擇性催化還原蜂窩載體微結(jié)構(gòu)上的溫度，例如難以實(shí)時(shí)提取微結(jié)構(gòu)側(cè)壁上任意點(diǎn)溫度，以及難以繪制側(cè)壁上溫度云圖和溫度梯度云圖的問題，本發(fā)明提供了一種具有微結(jié)構(gòu)測(cè)溫的選擇催化還原蜂窩載體及監(jiān)測(cè)方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種具有微結(jié)構(gòu)測(cè)溫的選擇催化還原蜂窩載體，包括若干個(gè)單胞和若干個(gè)分布式光纖，所述單胞和分布式光纖均沿載體中尾氣流動(dòng)方向布置且堆積成選擇催化還原蜂窩載體，所述單胞為中空柱體。

優(yōu)選的，相鄰兩個(gè)分布式光纖中夾有單胞的一個(gè)壁面。

優(yōu)選的，分布式光纖側(cè)邊被單胞包圍且不與尾氣接觸。

優(yōu)選的，所述單胞材料為為堇青石。

一種具有微結(jié)構(gòu)測(cè)溫的選擇催化還原蜂窩載體的溫度監(jiān)測(cè)方法，包括如下步驟：

步驟1：尾氣通過選擇催化還原蜂窩載體時(shí)，在分布式光纖中通入激光獲取分布式光纖上的溫度；

步驟2：取載體微結(jié)構(gòu)上的一個(gè)壁面及其兩側(cè)的兩個(gè)光纖進(jìn)行分析，將壁面劃分為若干個(gè)矩形網(wǎng)格，每個(gè)矩形網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)均位于光纖與壁面的交界處，將分布式光纖上測(cè)得的溫度賦值給網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)；

步驟3：提取側(cè)壁矩形網(wǎng)格上的溫度：設(shè)載體微結(jié)構(gòu)側(cè)壁上一個(gè)矩形網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)編號(hào)為節(jié)點(diǎn)1、節(jié)點(diǎn)2、節(jié)點(diǎn)3、節(jié)點(diǎn)4，相應(yīng)節(jié)點(diǎn)上測(cè)得的溫度為t1、t2、t3和t4，設(shè)這個(gè)矩形網(wǎng)格在x軸方向長(zhǎng)度為2a，y方向長(zhǎng)度為2b，引入如下插值函數(shù)n1、n2、n3、n4：

n1＝(1-x/a)(1-y/b)/4

n2＝(1+x/a)(1-y/b)/4

n3＝(1+x/a)(1+y/b)/4

n4＝(1-x/a)(1+y/b)/4

插值得到這個(gè)矩形網(wǎng)格內(nèi)任意一點(diǎn)的溫度t為：

t(x,y)＝t1n1+t2n2+t3n3+t4n4

步驟4：提取側(cè)壁矩形網(wǎng)格上的溫度梯度：設(shè)一個(gè)矩形網(wǎng)格內(nèi)的x向溫度梯度為y向溫度梯度為這個(gè)矩形網(wǎng)格內(nèi)任意一點(diǎn)的溫度梯度為：

步驟5：繪制微結(jié)構(gòu)側(cè)壁的溫度云圖和溫度梯度云圖：由步驟3得到每個(gè)矩形網(wǎng)格內(nèi)任意一點(diǎn)的溫度t，并按不同溫度值賦予任意點(diǎn)不同顏色，然后繪出微結(jié)構(gòu)側(cè)壁的溫度云圖；由步驟4得到每個(gè)矩形網(wǎng)格內(nèi)任意一點(diǎn)的x向溫度梯度和y向溫度梯度并按不同溫度梯度值賦予任意點(diǎn)不同顏色，然后分別繪出x向溫度梯度云圖和y向溫度梯度云圖。

本發(fā)明的有益效果是克服現(xiàn)有裝置無法實(shí)時(shí)提取選擇性催化還原蜂窩載體微結(jié)構(gòu)側(cè)壁上的任意點(diǎn)溫度，以及難以繪制微結(jié)構(gòu)側(cè)壁上溫度云圖和溫度梯度云圖的問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的選擇性催化還原蜂窩載體的三維示意圖；

圖2為本發(fā)明的選擇性催化還原蜂窩載體的橫截面示意圖；

圖3為本發(fā)明單胞橫截面示意圖。

圖4為本發(fā)明三個(gè)相鄰單胞和分布式光纖組合的橫截面示意圖。

圖5為本發(fā)明的兩個(gè)光纖中的側(cè)壁示意圖。

圖6為本發(fā)明的側(cè)壁上劃分矩形網(wǎng)格示意圖。

圖7為本發(fā)明的單個(gè)矩形網(wǎng)格坐標(biāo)系示意圖。

圖中1.載體，2.單胞，3.分布式光纖，4.微結(jié)構(gòu)側(cè)壁，5.矩形網(wǎng)格。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)新特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

如圖1和圖2中一種具有微結(jié)構(gòu)測(cè)溫的選擇催化還原蜂窩載體1，包括若干個(gè)單胞2和若干個(gè)分布式光纖3，所述單胞2和分布式光纖3在橫截面上的堆積形式為如圖4所示的三個(gè)側(cè)壁4包圍光纖3，如圖3所示所述單胞2為中空柱體。

本發(fā)明一種具有微結(jié)構(gòu)測(cè)溫的選擇催化還原蜂窩載體的溫度監(jiān)測(cè)方法，包括如下步驟：

步驟1：尾氣通過選擇催化還原蜂窩載體1時(shí)，在分布式光纖3中通入激光獲取分布式光纖3上的溫度；

步驟2：如圖5所示取載體1微結(jié)構(gòu)上的一個(gè)側(cè)壁4及其兩側(cè)的兩個(gè)光纖3進(jìn)行分析，如圖6所示將側(cè)壁4的壁面劃分為若干個(gè)矩形網(wǎng)格5，每個(gè)矩形網(wǎng)格5的節(jié)點(diǎn)均位于光纖3與側(cè)壁4的交界處，將分布式光纖3上測(cè)得的溫度賦值給矩形網(wǎng)格5的節(jié)點(diǎn)；

步驟3：提取側(cè)壁4中矩形網(wǎng)格5上的溫度：設(shè)載體1微結(jié)構(gòu)側(cè)壁4上一個(gè)矩形網(wǎng)格5的節(jié)點(diǎn)編號(hào)為節(jié)點(diǎn)1、節(jié)點(diǎn)2、節(jié)點(diǎn)3、節(jié)點(diǎn)4，相應(yīng)節(jié)點(diǎn)上測(cè)得的溫度為t1、t2、t3和t4，設(shè)這個(gè)矩形網(wǎng)格5在x軸方向長(zhǎng)度為2a，y方向長(zhǎng)度為2b，在矩形網(wǎng)格5中建立如圖7所示的坐標(biāo)系，引入如下插值函數(shù)n1、n2、n3、n4：

n1＝(1-x/a)(1-y/b)/4

n2＝(1+x/a)(1-y/b)/4

n3＝(1+x/a)(1+y/b)/4

n4＝(1-x/a)(1+y/b)/4

插值得到這個(gè)矩形網(wǎng)格5內(nèi)任意一點(diǎn)的溫度t為：

t(x,y)＝t1n1+t2n2+t3n3+t4n4

步驟4：提取側(cè)壁4中矩形網(wǎng)格5上的溫度梯度：設(shè)一個(gè)矩形網(wǎng)格5內(nèi)的x向溫度梯度為y向溫度梯度為這個(gè)矩形網(wǎng)格5內(nèi)任意一點(diǎn)的溫度梯度為：

步驟5：繪制微結(jié)構(gòu)側(cè)壁4的溫度云圖和溫度梯度云圖：由步驟3得到每個(gè)矩形網(wǎng)格5內(nèi)任意一點(diǎn)的溫度t，并按不同溫度值賦予任意點(diǎn)不同顏色，然后繪出微結(jié)構(gòu)側(cè)壁4的溫度云圖；由步驟4得到每個(gè)矩形網(wǎng)格5內(nèi)任意一點(diǎn)的x向溫度梯度和y向溫度梯度并按不同溫度梯度值賦予任意點(diǎn)不同顏色，然后分別繪出x向溫度梯度云圖和y向溫度梯度云圖。

本發(fā)明單胞橫截面形狀不局限于圖3所示的六邊形，而是可以為三角形和四邊形以及其他多邊形的形狀。