用于燃?xì)廨啓C(jī)或具有油通氣的任何其他裝置的窄管中的液滴與氣體采樣的樣品收集裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于分析發(fā)動(dòng)機(jī)例如燃?xì)廨啓C(jī)的流體比如油霧的組分的分析設(shè)備(100)。所述分析設(shè)備(100)包括：通氣管(130)，其可聯(lián)接至燃?xì)廨啓C(jī)，使得至少一部分的流體流過(guò)所述通氣管(130)；第一收集裝置(110)，用于收集流體的第一樣品，其中，所述第一收集裝置(110)配置成用于提供所述第一樣品的第一組分分析；以及第二收集裝置(120)，用于收集流體的第二樣品，其中，所述第二收集裝置(120)配置成用于提供所述第二樣品的第二組分分析。所述第一收集裝置(110)和所述第二收集裝置(120)布置在通氣管(130)內(nèi)，使得第一收集裝置(110)和第二收集裝置(120)受到通氣管(130)內(nèi)的流體的共同的流動(dòng)特性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于燃?xì)廨啓C(jī)或具有油通氣的任何其他裝置的窄管中的液滴與氣體采樣的樣品收集裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于分析燃?xì)廨啓C(jī)的流體的組分的分析設(shè)備以及一種用于通過(guò)所述分析設(shè)備對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的流體的組分進(jìn)行分析的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在燃?xì)廨啓C(jī)的【技術(shù)領(lǐng)域】，具有測(cè)量來(lái)自燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的排放的商業(yè)需求，以符合國(guó)家和地區(qū)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。特別地，有必要測(cè)量來(lái)自燃?xì)廨啓C(jī)的潤(rùn)滑油通氣排放。潤(rùn)滑油通氣排放以液體(液滴)和/或氣體聚合狀態(tài)流經(jīng)通氣管。潤(rùn)滑油通氣管包括相對(duì)小的直徑，潤(rùn)滑油(霧)的流動(dòng)相對(duì)較低且包括高溫。
[0003]有必要進(jìn)行液體潤(rùn)滑油排放和氣體潤(rùn)滑油排放的同時(shí)測(cè)量。然而，從一個(gè)單一的收集裝置，往往不能接收提供用于接收適當(dāng)測(cè)量結(jié)果的足夠量的液體狀態(tài)和/或氣體狀態(tài)的測(cè)量樣品的分離樣品(液體/氣體分離)。因此，為了接收正確的測(cè)量結(jié)果，兩個(gè)測(cè)量樣品必須從通氣管內(nèi)的流體獲取，其中，要對(duì)潤(rùn)滑油排放的一個(gè)測(cè)試樣品中的液相和另一個(gè)測(cè)試樣品中的氣相進(jìn)行分析。
[0004]特別地，對(duì)氣相和液相中的潤(rùn)滑油排放的烴量進(jìn)行測(cè)量，從而對(duì)潤(rùn)滑油通氣排放的烴的總量進(jìn)行分析。
[0005]GB2 408 798A公開(kāi)了一種光散射油霧檢測(cè)設(shè)備，帶有用于防止油滴進(jìn)入殼體的裝置。該油霧檢測(cè)設(shè)備包括具有布置在內(nèi)燃機(jī)曲軸箱中的油霧導(dǎo)入室的殼體。油霧檢測(cè)設(shè)備的發(fā)光裝置和光檢測(cè)裝置可以測(cè)量導(dǎo)入到該導(dǎo)入室中的油霧。
[0006]GB2 398 382A公開(kāi)了一種油霧米樣設(shè)備。該油霧米樣設(shè)備包括用于發(fā)射光的發(fā)光裝置以及用于接收所發(fā)射的光的光接收裝置。該光接收裝置輸出對(duì)應(yīng)于所接收的光的強(qiáng)度的信號(hào)。
[0007]US6, 369，890B1公開(kāi)了一種粒子分離和檢測(cè)設(shè)備。該設(shè)備包括分析室，其接收從經(jīng)由入口而連接至被監(jiān)視區(qū)域的接收室通過(guò)擴(kuò)散的氣態(tài)流體。該氣態(tài)流體由檢測(cè)通過(guò)氣態(tài)流體中的粒子所散射的光的光電二極管測(cè)量。
[0008]EPl 936 358A1公開(kāi)了一種油霧檢測(cè)器。發(fā)光設(shè)備將光照射至其中被注入油霧的檢測(cè)區(qū)域。光通過(guò)透明窗口而被發(fā)出。所接收到的光由接收裝置通過(guò)透明窗口而被接收。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的可以是提供對(duì)來(lái)自燃?xì)廨啓C(jī)的潤(rùn)滑油通氣排放進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆治觥?br> [0010]此目的可以通過(guò)一種分析設(shè)備并且通過(guò)一種由根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求所述的分析設(shè)備對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的流體的組分進(jìn)行分析的方法來(lái)解決。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，描述了一種用于分析燃?xì)廨啓C(jī)或具有油通氣的任何其他裝置的流體特別是油霧的組分的分析設(shè)備。所述分析設(shè)備包括可以連接至卷筒件(spoolPiece)的第一收集裝置和第二收集裝置。所述卷筒件且從而所述第一收集裝置和所述第二收集裝置置于燃?xì)廨啓C(jī)的油通氣管中。至少一部分或總量的流體流經(jīng)通氣管。所述第一收集裝置適于收集流體的第一樣品。所述分析設(shè)備還包括第二收集裝置，用于收集流體的第二樣品。所述第一收集裝置和所述第二收集裝置布置在通氣管內(nèi)，使得第一收集裝置和第二收集裝置受到通氣管內(nèi)的流體的共同的流動(dòng)特性。所述第一收集裝置配置成用于提供所述第一樣品的第一組分分析，所述第二收集裝置配置成用于提供所述第二樣品的第二組分分析。
[0012]根據(jù)進(jìn)一步的示例性實(shí)施例，描述了一種用于通過(guò)上述的分析設(shè)備對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)或具有油通氣的任何其他裝置的流體的組分進(jìn)行分析的方法。根據(jù)該方法，通過(guò)所述第一收集裝置來(lái)收集流體的第一樣品。此外，根據(jù)該方法，通過(guò)所述第二收集裝置來(lái)收集流體的第二樣品。
[0013]例如，所述通氣管連接至燃?xì)廨啓C(jī)的軸承殼體，其提供燃?xì)廨啓C(jī)或具有油通氣的任何其它裝置(例如內(nèi)燃機(jī))的軸的軸承。例如，燃?xì)廨啓C(jī)的軸承通常采用潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑。由于燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行過(guò)程中的高溫，所以可能會(huì)產(chǎn)生油霧。油霧包括第一餾分(即處于氣體聚合狀態(tài))和第二餾分(即處于液體聚合狀態(tài))的油。油霧流過(guò)通氣管，例如至收集箱。所述通氣管可以包括圓形、橢圓形或矩形的剖面橫截面。
[0014]有必要測(cè)量通過(guò)通氣管排出的流體即油霧的組分。特別地，因環(huán)境的需求，有必要對(duì)油霧的組分進(jìn)行分析。此外，油霧的組分可以提供分別關(guān)于燃?xì)廨啓C(jī)的某些缺陷及燃?xì)廨啓C(jī)的軸承的缺陷的信息。
[0015]因此，例如，流體(即流體的相應(yīng)第一和第二樣品)描述了霧液，特別是油霧，其包括具有第一聚合狀態(tài)的油的第一餾分和具有第二聚合狀態(tài)的油的第二餾分。特別地，根據(jù)示例性實(shí)施例，所述流體的第一餾分的第一聚合狀態(tài)是液體聚合狀態(tài)，所述流體的第二餾分的第二聚合狀態(tài)是氣體聚合狀態(tài)。
[0016]所述第一收集裝置和所述第二收集裝置可以收集和任選地分析所述流體的所收集的第一和/或第二樣品的第一和/或第二組分。例如，相應(yīng)的收集裝置(第一收集裝置或第二收集裝置)可以收集和分離流體的相應(yīng)樣品。相應(yīng)的收集裝置可以將所收集的樣品且具體地說(shuō)是樣品的液體或氣體餾分轉(zhuǎn)送至可位于通氣管外側(cè)的其他分析單元。可替代地，相應(yīng)的收集裝置可以分析相應(yīng)的樣品本身即在內(nèi)部的第一(例如液體)或第二(例如氣體)餾分的組分，例如烴的量。具體地，所述第一收集裝置和所述第二收集裝置中的每個(gè)可以包括相應(yīng)的開(kāi)口部，相應(yīng)的第一樣品和第二樣品可以通過(guò)其而在相應(yīng)的第一收集裝置和第二收集裝置內(nèi)流動(dòng)。
[0017]通過(guò)本發(fā)明，在相應(yīng)的第一收集裝置和第二收集裝置內(nèi)流動(dòng)的相應(yīng)的第一樣品和第二樣品具有共同的流動(dòng)特性，例如共同的速度。特別地，所述第一收集裝置的開(kāi)口部和所述第二收集裝置的開(kāi)口部可以具有至通氣管的管壁的共同距離。該距離可被限定為相應(yīng)的收集裝置至最窄管壁的最短距離。
[0018]可替代地，為了確保所述第一收集裝置和第二收集裝置受到通氣管內(nèi)流體的共同的流動(dòng)特性(例如速度)，所述第一收集裝置和第二收集裝置以共同的距離與通氣管的中心軸線(xiàn)間隔開(kāi)。該中心軸線(xiàn)可以限定例如通氣管的對(duì)稱(chēng)線(xiàn)。此外，該中心軸線(xiàn)沿著所述通氣管的長(zhǎng)度延伸部延伸。
[0019]所述第一收集裝置和/或所述第二收集裝置可以包括空氣動(dòng)力學(xué)輪廓。特別地，所述第一收集裝置和/或所述第二收集裝置可以包括具有楔形形狀(即在開(kāi)口部的區(qū)域中)的殼體，其中，楔形形狀的收集裝置的末端是通氣管內(nèi)的流體流動(dòng)所抵靠著的前緣。特別地，相應(yīng)的開(kāi)口部形成在楔形形狀的收集裝置的末端。因此，收集裝置的這樣的尾部設(shè)計(jì)盡量減少通氣管內(nèi)流體的堵塞及背壓。
[0020]此外，所述第一收集裝置和/或所述第二收集裝置可以包括抽吸單元，或者可以連接至抽吸單元，使得所述第一和/或第二樣品可以以預(yù)定的速度被吸到第一和/或第二收集裝置的相應(yīng)內(nèi)體積中，以便在進(jìn)入開(kāi)口部時(shí)產(chǎn)生流體的等速流動(dòng)。
[0021]在示例性實(shí)施例中，所述第一收集裝置收集并且將第一樣品的(例如液體)第一餾分比如第一(油霧)樣品中的液滴與第一個(gè)樣品的(例如氣體)第二餾分分離。所述第一收集裝置可以分析液體油餾分中的烴的量，或者可以收集(液體)第一餾分。例如，在收集(液體)第一餾分的預(yù)定時(shí)間之后，第一收集裝置且從而所收集的(液體)第一餾分可以被取出通氣管并且在外部實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析。
[0022]所述第二收集裝置可以將第二樣品的(例如液體)第一餾分與第二樣品的(例如氣體)第二餾分分離。所述第二收集裝置可以連續(xù)地分析(例如氣體)第二餾分。另外或者可替代地，連接線(xiàn)可以將該(例如氣體)第二餾分引導(dǎo)至外部實(shí)驗(yàn)室。
[0023]為了分析流體的相應(yīng)第一和第二餾分，所述第一收集裝置和第二收集裝置從在通氣管內(nèi)流動(dòng)的流體中單獨(dú)地收集流體的相應(yīng)樣品。這可能是必要的，因?yàn)閺囊粋€(gè)共同的流體收集裝置中，測(cè)量處于樣品的每個(gè)聚合狀態(tài)即處于氣體狀態(tài)及處于液體狀態(tài)的極正確的烴量是很復(fù)雜的。因此，兩個(gè)單獨(dú)的樣品必須取自通氣管中流體，一個(gè)借由所述第一收集裝置，而另一個(gè)借由所述第二收集裝置。
[0024]特別地，如果對(duì)樣品餾分的液體聚合狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量，則必須確保該樣品以等速的方式流入相應(yīng)的收集裝置，以便收集未畸變的流體樣品，這意味著液滴的真實(shí)量且從而樣品的液體餾分的量由相應(yīng)的收集裝置收集。為了實(shí)現(xiàn)等速的樣品收集，被吸入到收集裝置中的樣品必須具有與流過(guò)通氣管的流體相同的速度。否則，過(guò)等速或欠等速的流體流動(dòng)得以產(chǎn)生，使得油霧的過(guò)多或過(guò)少的液滴進(jìn)入相應(yīng)的收集裝置，從而導(dǎo)致錯(cuò)誤的測(cè)量值。因此，每個(gè)收集裝置的入口部或開(kāi)口部和通過(guò)收集裝置的樣品的吸入速度必須適于通過(guò)通氣管的流體的速度。
[0025]由于這個(gè)原因，通過(guò)本發(fā)明，通氣管中流體的流體速度以共同的速度進(jìn)入所述第一收集裝置和第二收集裝置。這是通過(guò)將第一收集裝置和第二收集裝置以與通氣管的管壁的共同距離或者以與通氣管的中心軸線(xiàn)的共同距離布置在通氣管內(nèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0026]通常，流過(guò)通氣管的流體借由流體與管壁之間的摩擦而被減速。這會(huì)在管壁附近產(chǎn)生一些湍流。通常，在通氣管的中心，流體的管流且特別是流動(dòng)速度具有速度最大值，且在管壁附近，流體的管流具有速度最小值。通氣管內(nèi)的流體的速度在繞著通氣管的中心軸線(xiàn)的半徑或圓周內(nèi)是相等的。
[0027]因此，通過(guò)由這兩個(gè)收集裝置來(lái)收集第一和第二樣品，可以提供樣品完整性的檢查。例如，第一收集裝置提供液滴餾分的第一測(cè)量，第二收集裝置提供液滴餾分的第二測(cè)量。如果這兩個(gè)液滴餾分測(cè)量在可接受的協(xié)定內(nèi)，那么這使人們相信來(lái)自所述第一和/或第二收集裝置的氣體分析樣品是有效的。
[0028]因此，根據(jù)示例性實(shí)施例，所述第一收集裝置和所述第二收集裝置包括至管壁的共同距離，因?yàn)檫@兩個(gè)收集裝置繞著中心軸線(xiàn)布置在假想的圓上，使得對(duì)著所述第一收集裝置流動(dòng)的流體和對(duì)著所述第二收集裝置流動(dòng)的流體具有共同的流動(dòng)特性，即這樣的共同流速。此外，其他的收集裝置也可以布置在通氣管內(nèi)的假想的圓上。因此，通過(guò)本發(fā)明，對(duì)于相應(yīng)的第一收集裝置和第二收集裝置的第一樣品和第二樣品的正確且精確的收集得以實(shí)現(xiàn)。
[0029]根據(jù)進(jìn)一步的示例性實(shí)施例，所述通氣管具有中心軸線(xiàn)。所述第一收集裝置和所述第二收集裝置相繼地布置在通氣管內(nèi)，沿著中心軸線(xiàn)在彼此之間具有偏移。該偏移可以限定在沿著中心軸線(xiàn)的所述第一收集裝置的下游端與所述第二收集裝置的起始即位于開(kāi)口部上游之間，以盡量減小在所述第二收集裝置的流體的擾動(dòng)，或反之亦然。因此，如果所述第一收集裝置和所述第二收集裝置沿著中心軸線(xiàn)相繼地布置，則通氣管內(nèi)的流體的流動(dòng)較少畸變，使得可以收集更多未畸變的第一樣品和第二樣品。
[0030]根據(jù)進(jìn)一步的示例性實(shí)施例，所述第一收集裝置包括第一分離單元，用于將具有所述第一樣品的第一聚合狀態(tài)的第一餾分與具有所述第一樣品的第二聚合狀態(tài)的第二餾分分離。
[0031]此外或可替代地，所述第二收集裝置包括第二分離單元，用于將具有所述第二樣品的第一聚合狀態(tài)的其他第一餾分與具有所述第二樣品的第二聚合狀態(tài)的其他第二餾分分離。
[0032]相應(yīng)的第一和第二分離單元可以包括例如過(guò)濾器。該過(guò)濾器可以包括例如石英棉和/或過(guò)濾器膜，以便將所述第一餾分和第二餾分與相應(yīng)樣品分離。
[0033]根據(jù)進(jìn)一步的示例性實(shí)施例，所述第一收集裝置和/或所述第二收集裝置包括溫度傳感器，比如溫度計(jì)，用于分別測(cè)量所述流體和所述第一或第二樣品的溫度。
[0034]根據(jù)進(jìn)一步的示例性實(shí)施例，所述第一收集裝置和/或所述第二收集裝置包括壓力計(jì)，特別是皮托計(jì)，用于測(cè)量流體的壓力。
[0035]因此，通過(guò)采用溫度計(jì)測(cè)量溫度和采用壓力計(jì)測(cè)量壓力，可以確定通氣管內(nèi)的流體的流動(dòng)特性。因此，通過(guò)知曉流體的溫度和壓力，可以更有效地調(diào)節(jié)在所述第一收集裝置或第二收集裝置的開(kāi)口部通過(guò)相應(yīng)開(kāi)口的流體的等速流動(dòng)。另外，流體的壓力和溫度可以對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的軸承或燃?xì)廨啓C(jī)本身的故障運(yùn)行給予提示。
[0036]根據(jù)進(jìn)一步的示例性實(shí)施例，所述第一收集裝置包括第一分析單元，用于分析第一收集裝置中的第一樣品。所述第一分析單元可以是光學(xué)分析裝置。
[0037]此外或可替代地，所述第二收集裝置包括第二分析單元，用于分析第二收集裝置中的第二樣品。所述第二分析單元也可以是光學(xué)分析裝置。
[0038]因此，根據(jù)所述方法的示例性實(shí)施例，所述第一樣品在第一收集裝置內(nèi)進(jìn)行分析和/或所述第二樣品在第二收集裝置內(nèi)進(jìn)行分析。
[0039]在將相應(yīng)樣品的第一餾分和第二餾分分離之后，所述第一收集裝置和/或所述第二收集裝置可以包括上面描述的分析單元，其適于應(yīng)用分析方法，以便測(cè)量相應(yīng)樣品的第一餾分和/或第二餾分的組分。例如，可以應(yīng)用化學(xué)分析方法和/或光學(xué)分析方法，以便測(cè)量相應(yīng)餾分的所希望的組分。例如，要被分析的組分可以是例如甲烷僅烴(MOHC)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(C02)以及總烴(THC)的量。
[0040]特別地，相應(yīng)的第一和/或第二光學(xué)測(cè)量裝置可以是紅外分光光度計(jì)。借由這種紅外分光光度計(jì)，特別地，可以測(cè)量處于液體聚合狀態(tài)的相應(yīng)樣品的餾分?？梢酝ㄟ^(guò)分離器將收集裝置中所收集的樣品的液體餾分與流體的氣體餾分進(jìn)行分離。
[0041]所述分離單元可以通過(guò)石英或玻璃棉來(lái)收集流體的液體餾分。例如，可以通過(guò)溶劑從玻璃棉中提取液態(tài)流體。借助紅外分光光度計(jì)來(lái)測(cè)量流體的液體餾分可能會(huì)導(dǎo)致改進(jìn)的靈敏度和重現(xiàn)性。
[0042]可以通過(guò)火焰離子化檢測(cè)器(FID)來(lái)測(cè)量相應(yīng)樣品的氣體餾分。通過(guò)火焰離子化檢測(cè)器，特別地，可以測(cè)量相應(yīng)樣品的組分中的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)，比如烴?；鹧骐x子化檢測(cè)器基于兩個(gè)電極之間的火焰氣態(tài)流體的導(dǎo)電率的測(cè)量，其中，氫被用作可燃?xì)怏w，并且其與流體的氣體餾分混合在一起。在此過(guò)程中，釋放由周?chē)饘俳z抓獲的電子。這導(dǎo)致導(dǎo)電性發(fā)生變化，從而可以確定氣體餾分的組分。
[0043]另外或可替代地，可以通過(guò)安裝在所述第一和/或第二收集裝置中的相應(yīng)一個(gè)中的稱(chēng)重單元對(duì)樣品的所聚集的液體餾分進(jìn)行稱(chēng)重，以便測(cè)量來(lái)自流體的所提取的液體餾分的重量。
[0044]根據(jù)進(jìn)一步的示例性實(shí)施例，所述第一收集裝置和所述第二收集裝置中的至少一個(gè)包括內(nèi)體積和開(kāi)口部，流體的相應(yīng)樣品通過(guò)所述開(kāi)口部流到所述內(nèi)體積中。
[0045]根據(jù)進(jìn)一步的示例性實(shí)施例，所述開(kāi)口部可拆卸地固定至相應(yīng)的第一收集裝置或第二收集裝置。
[0046]因此，相應(yīng)的第一樣品和第二樣品可以通過(guò)相應(yīng)的開(kāi)口部進(jìn)入相應(yīng)收集裝置的內(nèi)體積。例如，可以將分離單元和/或分析單元比如光學(xué)分析裝置安裝在該內(nèi)體積中。
[0047]另外，連接線(xiàn)可聯(lián)接至所述第一收集裝置或第二收集裝置的內(nèi)體積。該連接線(xiàn)可以進(jìn)一步聯(lián)接至外部裝置，以便將內(nèi)體積與外部設(shè)置的外部裝置比如FID檢測(cè)器聯(lián)接。因此，相應(yīng)樣品的所需餾分可以從所述內(nèi)體積排出，并且可被引導(dǎo)通過(guò)連接線(xiàn)至例如位于實(shí)驗(yàn)室中的外部裝置。因此，通過(guò)提供該連接線(xiàn)，特別是對(duì)樣品的氣體餾分，可以進(jìn)行關(guān)鍵的測(cè)量方法，比如使用可能會(huì)使氣體餾分燃燒的火焰的FID分析，使其與通氣管間隔開(kāi)。因此，可以滿(mǎn)足安全要求，并且實(shí)現(xiàn)安全的測(cè)量方法。
[0048]在示例性實(shí)施例中，所述第一收集裝置和所述第二收集裝置中的至少一個(gè)通過(guò)連接線(xiàn)而連接至外部裝置。在相應(yīng)的內(nèi)體積中，相應(yīng)的分離單元將相應(yīng)樣品的氣體餾分與液體餾分分離。氣體餾分被引導(dǎo)通過(guò)連接線(xiàn)至外部分析裝置。液體餾分聚集在例如分離單元的玻璃棉內(nèi)。在將樣品收集在相應(yīng)收集裝置內(nèi)的預(yù)定時(shí)間之后，可以將所浸泡的玻璃棉取出相應(yīng)的收集裝置。在實(shí)驗(yàn)室中，將液體餾分與玻璃棉分離，并且對(duì)液體餾分的量和組分進(jìn)行分析。因此，可以在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)液滴餾分進(jìn)行離線(xiàn)測(cè)量(例如，當(dāng)該分析設(shè)備不在通氣管內(nèi)時(shí))，而可以連續(xù)在線(xiàn)地進(jìn)行氣體分析(例如，當(dāng)該分析設(shè)備位于通氣管內(nèi)且發(fā)動(dòng)機(jī)例如燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行時(shí))。
[0049]該連接線(xiàn)可以包括的長(zhǎng)度為約5m至約25m (米)，特別地15m至20m，使得可以在相對(duì)于通氣管的安全距離內(nèi)對(duì)氣體餾分進(jìn)行分析。此外，該連接線(xiàn)可以微量加熱，比如加熱元件、加熱編織物或加熱夾套，以便保持溫度及從而要被分析的氣體餾分的流體流動(dòng)特性大致不變。因此，可以實(shí)現(xiàn)即使與通氣管間隔開(kāi)也公正的分析結(jié)果。
[0050]根據(jù)所述方法的示例性實(shí)施例，測(cè)量流過(guò)通氣管的流體的速度、壓力和/或溫度。因此，可以確定通氣管內(nèi)的流體的流動(dòng)特性，使得例如可以調(diào)節(jié)等速的樣品收集。
[0051]特別地，根據(jù)所述方法的示例性實(shí)施例，根據(jù)流過(guò)通氣管的流體的所測(cè)量的速度、所測(cè)量的壓力和/或所測(cè)量的溫度，調(diào)節(jié)所述第一收集裝置和所述第二收集裝置中的至少一個(gè)的開(kāi)口部的直徑，使得流體以等速的方式流過(guò)所述開(kāi)口進(jìn)入相應(yīng)第一收集裝置或相應(yīng)第二收集裝置的內(nèi)體積。
[0052]因此，所述分析設(shè)備可以安裝在例如來(lái)自不同燃?xì)廨啓C(jī)的不同通氣管，其中，可以將所述分析設(shè)備調(diào)節(jié)至流過(guò)相應(yīng)通氣管的流體的單獨(dú)流動(dòng)條件。通過(guò)調(diào)節(jié)相應(yīng)收集裝置的開(kāi)口的直徑，測(cè)量調(diào)節(jié)可以適應(yīng)不同的操作條件，使得即使在各種運(yùn)行條件下都提供通過(guò)開(kāi)口的等速流動(dòng)。
[0053]因此，所述分析設(shè)備可被可拆卸地安裝至通氣管，使得所述分析設(shè)備可以用于例如不同燃?xì)廨啓C(jī)的不同通氣管。
[0054]通過(guò)提供在用于測(cè)量流體的第一聚合狀態(tài)的第一收集裝置和在測(cè)量流體的第二聚合狀態(tài)的所分離的第二收集裝置的流體的共同速度，可以確保第一樣品和第二樣品內(nèi)的聚合狀態(tài)的質(zhì)量或體積比之間的劃分(比如液/氣劃分)近似為常數(shù)。因此，實(shí)現(xiàn)更可靠的測(cè)量結(jié)果。通過(guò)知曉通氣管內(nèi)的流體的流動(dòng)特性并且通過(guò)選擇開(kāi)口部的適當(dāng)開(kāi)口，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)收集裝置的相應(yīng)內(nèi)體積中的等速流動(dòng)，這改善了樣品特別是樣品的液體餾分的測(cè)量。
[0055]必須指出的是，已經(jīng)參照不同的主題對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明。特別地，已經(jīng)參照裝置類(lèi)型權(quán)利要求對(duì)一些實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，而已經(jīng)參照方法類(lèi)型權(quán)利要求對(duì)其他實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員要從上述以及下面的描述中明白，除非另有說(shuō)明，除了屬于一種類(lèi)型的主題的特征的任意組合之外，涉及不同主題的特征之間的特別是所述裝置類(lèi)型權(quán)利要求的特征和所述方法類(lèi)型權(quán)利要求的特征之間的任意組合同樣被認(rèn)為是隨本申請(qǐng)而公開(kāi)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0056]根據(jù)下文所要描述的實(shí)施例的示例，本發(fā)明的上述方面及其他各方面變得顯而易見(jiàn)，并且參照實(shí)施例的示例對(duì)其進(jìn)行解釋。參照本發(fā)明并不局限于此的實(shí)施例的示例，本發(fā)明將在下文中得到更加詳細(xì)地描述。
[0057]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的分析設(shè)備的示意圖；
[0058]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的分析設(shè)備的通氣管的剖視圖；
[0059]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的收集裝置的示意圖；以及
[0060]圖4示出了進(jìn)入相應(yīng)收集裝置的開(kāi)口部的流體的等速流動(dòng)的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0061]各圖中的圖示是示意性的。要注意的是，在不同的圖中，相似或相同的元件設(shè)置有相同的附圖標(biāo)記。
[0062]圖1示出了用于分析燃?xì)廨啓C(jī)的流體的組分的分析裝置100。分析裝置100包括通氣管130、第一收集裝置110和第二收集裝置120。通氣管130可聯(lián)接至燃?xì)廨啓C(jī)，使得流體的一餾分，比如來(lái)自燃?xì)廨啓C(jī)的承載部分的油霧，沿流動(dòng)方向104流過(guò)通氣管130。第一收集裝置110收集流體的第一樣品且任選地分析第一樣品。第二收集裝置120收集流體的第二樣品且任選地分析第二樣品。
[0063]第一收集裝置110和第二收集裝置120布置在通氣管130的內(nèi)部，使得流體在第一收集裝置110的前緣(上游邊緣)以及在第二收集裝置120的前緣(上游邊緣)具有相同的流動(dòng)特性。為了提供在第一收集裝置110和第二收集裝置120的流體的共同流動(dòng)特性，第一收集裝置110和第二收集裝置120具有至通氣管130的管壁132的共同距離d。距離d可以取自圖2中的剖視圖。
[0064]通氣管130包括中心軸線(xiàn)131，其例如可以是通氣管130的對(duì)稱(chēng)軸線(xiàn)。中心軸線(xiàn)131由管壁132包圍。第一收集裝置110包括第一開(kāi)口部112，流過(guò)通氣管130的流體樣品通過(guò)其可以進(jìn)入第一收集裝置110。第一樣品可以進(jìn)一步流動(dòng)至第一收集裝置110的內(nèi)體積VI。在第一收集裝置110的內(nèi)體積Vl中，第一樣品可被分成第一聚合狀態(tài)的第一餾分以及第二聚合狀態(tài)的第二餾分。
[0065]所述第一聚合狀態(tài)可以是第一樣品的氣體聚合狀態(tài)，所述第二聚合狀態(tài)可以是第一樣品的液體聚合狀態(tài)。所述第一餾分和第二餾分可以由分離單元(其可以包括過(guò)濾器301，例如(參見(jiàn)圖3))進(jìn)行分離。連接線(xiàn)111從第一收集裝置110的內(nèi)體積Vl聯(lián)接至外部裝置，比如控制裝置或其他分析裝置。例如，第一連接線(xiàn)111可以是數(shù)據(jù)線(xiàn)或流體線(xiàn)，其將第一樣品的第一和/或第二餾分引導(dǎo)至例如外部分析單元。
[0066]此外，例如，在內(nèi)體積Vl的內(nèi)部，可以安裝內(nèi)部分析單元，比如紅外分光光度計(jì)。
[0067]如可從第一收集裝置110得到，溫度計(jì)101(例如電阻溫度計(jì)或熱電偶)和壓力計(jì)102可被連接，使得可以測(cè)量流體和/或第一樣品的流動(dòng)特性。
[0068]第一收集裝置110的開(kāi)口部112包括具有預(yù)定直徑的開(kāi)口，使得流體可流動(dòng)到內(nèi)體積Vl中。此外，開(kāi)口部112可以形成噴嘴型部分，其可被可拆卸地安裝至第一收集裝置110的主體。如可從圖1得到，開(kāi)口部112可以包括楔形形狀，以便改善第一收集裝置110的空氣動(dòng)力學(xué)輪廓。
[0069]此外，第二收集裝置120可被布置成沿著中心軸線(xiàn)131相對(duì)于第一收集裝置110具有預(yù)定的軸向偏移X。因此，通過(guò)在這兩個(gè)收集裝置110、120之間提供預(yù)定的偏移X，通過(guò)第一收集裝置110的流體的湍流可以降低，使得在第二收集裝置120的第二開(kāi)口部122的下游，再次實(shí)現(xiàn)通氣管130內(nèi)的流體的幾乎為層流及不受干擾的流動(dòng)。因此，在第一開(kāi)口部112的流體特性和參數(shù)與在第二開(kāi)口部122的流體的流動(dòng)參數(shù)相同。因此，實(shí)現(xiàn)第一樣品和第二樣品的更精確的提取和分析。
[0070]類(lèi)似于第一收集裝置110，第二收集裝置120包括第二內(nèi)體積V2。第二連接線(xiàn)121可以將第二收集裝置120連接至(其他)外部分析單元或(其他)控制單元。
[0071]此外，如可從圖1中得到，第一收集裝置110和第二收集裝置120可被連接至卷筒件103，其中，所述卷筒件103可被可拆卸地布置至例如通氣管130的凸緣。因此，卷筒件103連同第一收集裝置110和第二收集裝置120 —起可用于多個(gè)不同的通氣管130。因此，可以提供柔性的分析設(shè)備100。
[0072]卷筒件103可以具有沿著中心線(xiàn)131沿著軸向方向約350mm至約450mm(毫米)的長(zhǎng)度。第一收集裝置110和第二收集裝置120中的每個(gè)可以具有沿著軸向方向約IlOmm至約130mm的長(zhǎng)度。第一收集裝置110的后緣(下游端)和第二收集裝置120的前緣(上游端)之間的偏移X可以是約90mm至約110mm。通氣管130可以具有的直徑為約90mm至約110。具體地，偏移X可以具有與通氣管130的直徑大致相同的值。以上給出的尺寸可以根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)的大小而變化。
[0073]圖2示出了通氣管130及相應(yīng)的第一收集裝置110和第二收集裝置120的剖視圖。為了勾勒出相應(yīng)的第一收集裝置110和第二收集裝置120的布置，圓r被標(biāo)記突出，其相對(duì)于中心軸線(xiàn)131包括相同的半徑。如可從圖2中得到，第一收集裝置110和第二收集裝置120布置在通氣管130內(nèi)，使得第一收集裝置110 (例如其開(kāi)口部112)和第二收集裝置120 (例如其第二開(kāi)口部122)包括通氣管130的管壁132的共同距離d。因此，流靠著第一收集裝置110和第二收集裝置120的流體包括相同的速度。因此，可以得到更精確的第一和第二樣品，它們具有同等的流動(dòng)特性。因此，可以實(shí)現(xiàn)更有效的測(cè)量結(jié)果。
[0074]具體地，第一收集裝置110和第二收集裝置120布置在通氣管130內(nèi)，使得第一收集裝置I1 (例如其開(kāi)口部112)和第二收集裝置120 (例如其第二開(kāi)口部122)以共同距離與中心軸線(xiàn)131間隔開(kāi)。此外，第一收集裝置110(例如其開(kāi)口部112)和第二收集裝置120(例如其第二開(kāi)口部122)沿著徑向方向彼此間隔開(kāi)，其中，這兩個(gè)收集裝置110、120可以具有到管壁132和/或中心軸線(xiàn)131的相同的共同距離。因此，所述收集裝置110、120繞著中心軸線(xiàn)131相對(duì)于彼此偏移。徑向方向描述的是垂直于中心軸線(xiàn)131并且與中心軸線(xiàn)131相交的方向。
[0075]如圖2所示，第一收集裝置110和第二收集裝置120布置在通氣管130內(nèi)，使得第一收集裝置110 (例如其開(kāi)口部112)和第二收集裝置120 (例如其第二開(kāi)口部122)位于圓r上的不同圓周位置。具體地，第一收集裝置110(例如其開(kāi)口部112)位于圓r上的第一位置，第二收集裝置120 (例如其第二開(kāi)口部122)位于圓r上的第二位置，其中，所述第二位置相對(duì)于所述第一位置沿著相反的方向與中心軸線(xiàn)131間隔開(kāi)。
[0076]在圖2中，示出了保護(hù)平面，第一收集裝置110和第二收集裝置120沿著用作保護(hù)方向的中心軸線(xiàn)131在該保護(hù)平面受到保護(hù)。如圖2所示，第一收集裝置110和第二收集裝置120沿著中心軸線(xiàn)131間隔開(kāi)，并且在該保護(hù)平面內(nèi)彼此間隔開(kāi)。因此，沿著中心軸線(xiàn)131在位于第二收集裝置120的第二下游流動(dòng)的流體流不受到位于第一收集裝置110的上游干擾。
[0077]此外，在圖1中，示出了溫度計(jì)101和壓力計(jì)102。溫度計(jì)101的相應(yīng)傳感器和壓力計(jì)102的皮托管的開(kāi)口可以測(cè)量在圓r的區(qū)域中流動(dòng)的流體。因此，溫度和壓力是可測(cè)量的，它們包括進(jìn)入相應(yīng)收集裝置110、120的流體的相同和可比較的參數(shù)。所用的溫度傳感器101可以是溫度計(jì)，例如電阻溫度計(jì)，或者例如可以是熱電偶。
[0078]圖3示出了收集裝置300的示例性實(shí)施例。收集裝置300可以安裝在通氣管130中，用于第一收集裝置110或者用于第二收集裝置120。如可從圖3中得到，收集裝置300包括開(kāi)口部302，其可被可拆卸地安裝至該收集裝置300。輸入流方向由圖3中的箭頭所示。收集裝置300示出了過(guò)濾器301，其安裝在收集裝置300的內(nèi)體積Vi的內(nèi)部。過(guò)濾器301可以是部分的分離單元。過(guò)濾器301可以由石英或玻璃棉制成，使得相應(yīng)樣品的液體餾分可被分離并聚集在過(guò)濾器301中。
[0079]圖4示出了進(jìn)入開(kāi)口部302的開(kāi)口的流體的等速流的示意性視圖。如可從圖4中得到，流體的流線(xiàn)是平行的，也即相應(yīng)收集裝置300的開(kāi)口部302。因此，相應(yīng)的樣品可以以無(wú)畸變的方式而被捕獲。
[0080]應(yīng)當(dāng)注意的是，術(shù)語(yǔ)“包括”不排除其他元件或步驟，并且“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。此外，結(jié)合不同實(shí)施例所描述的元件可被組合。還應(yīng)當(dāng)注意的是，權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制權(quán)利要求的范圍。
【權(quán)利要求】
1.用于分析燃?xì)廨啓C(jī)的流體特別是油霧的組分的分析設(shè)備(100)，所述分析設(shè)備(100)包括: 通氣管(130)，其聯(lián)接至燃?xì)廨啓C(jī)，使得至少一部分的流體流過(guò)所述通氣管(130)，第一收集裝置(110)，用于收集流體的第一樣品，其中，所述第一收集裝置(110)配置成用于提供所述第一樣品的第一組分分析，以及 第二收集裝置(120)，用于收集流體的第二樣品，其中，所述第二收集裝置(120)配置成用于提供所述第二樣品的第二組分分析， 其中，所述第一收集裝置(110)和所述第二收集裝置(120)布置在通氣管(130)內(nèi)，使得第一收集裝置(110)和第二收集裝置(120)受到通氣管(130)內(nèi)的流體的共同的流動(dòng)特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析設(shè)備(100)， 其中，所述第一收集裝置(110)和所述第二收集裝置(120)具有至通氣管(130)的管壁(132)的共同距離⑷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分析設(shè)備(100)， 其中，所述通氣管(130)具有中心軸線(xiàn)(131)， 其中，所述第一收集裝置(110)和所述第二收集裝置(120)布置在所述通氣管的內(nèi)部，沿著所述中心軸線(xiàn)(131)在彼此之間具有偏移(X)，以盡量減小流體的擾動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的分析設(shè)備(100)， 其中，所述第一收集裝置(110)包括第一分離單元，用于將具有所述第一樣品的第一聚合狀態(tài)的第一餾分與具有所述第一樣品(110)的第二聚合狀態(tài)的第二餾分分離，并且/或者 其中，所述第二收集裝置(120)包括第二分離單元，用于將具有所述第二樣品的第一聚合狀態(tài)的其他第一餾分與具有所述第二樣品的第二聚合狀態(tài)的其他第二餾分分離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的分析設(shè)備(100)， 其中，所述第一收集裝置(110)和/或所述第二收集裝置(120)包括溫度傳感器(101)，用于測(cè)量流體的溫度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的分析設(shè)備(100)， 其中，所述第一收集裝置(110)和/或所述第二收集裝置(120)包括壓力計(jì)(102)，特別是皮托計(jì)，用于測(cè)量流體的壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的分析設(shè)備(100)， 其中，所述第一收集裝置(110)包括第一分析單元，用于分析第一收集裝置(110)中的第一樣品， 其中，所述第一分析單元特別是光學(xué)分析裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的分析設(shè)備(100)， 其中，所述第二收集裝置(120)包括第二分析單元，用于分析第二收集裝置(120)中的第二樣品， 其中，所述第二分析單元特別是光學(xué)分析裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的分析設(shè)備(100)， 其中，所述第一收集裝置(110)和所述第二收集裝置(120)中的至少一個(gè)包括內(nèi)體積(VI ；V2)和開(kāi)口部(112 ；122 ;302)，流體的相應(yīng)樣品通過(guò)所述開(kāi)口部可流到所述內(nèi)體積(VI ；V2)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的分析設(shè)備(100)， 其中，所述開(kāi)口部(112 ；122 ；302)可拆卸地固定至相應(yīng)的第一收集裝置(110)或第二收集裝置(120)。
11.用于根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的分析設(shè)備(100)對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的流體的組分進(jìn)行分析的方法， 所述方法包括: 通過(guò)第一收集裝置(110)來(lái)收集流體的第一樣品，以及 通過(guò)第二收集裝置(120)來(lái)收集流體的第二樣品。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法， 分析所述第一收集裝置(110)內(nèi)的第一樣品，并且/或者 分析所述第二收集裝置(120)內(nèi)的第二樣品。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法， 測(cè)量流過(guò)通氣管(130)的流體的速度、壓力和/或溫度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法， 根據(jù)流過(guò)通氣管(130)的流體的所測(cè)量的速度、壓力和/或溫度，調(diào)節(jié)所述第一收集裝置(110)和所述第二收集裝置(120)中的至少一個(gè)的開(kāi)口部(112;122;302)的開(kāi)口的直徑，使得流體以等速的方式流過(guò)所述開(kāi)口進(jìn)入相應(yīng)第一收集裝置(110)或相應(yīng)第二收集裝置(120)的內(nèi)體積。
【文檔編號(hào)】F01M13/04GK104246471SQ201380017611
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年2月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月27日
【發(fā)明者】R.布朗, R.皮爾斯 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司