本發(fā)明涉及一種道路檢測裝置及方法，尤其是涉及一種新型便攜式柴油車尾氣顆粒物道路檢測裝置及方法。

背景技術(shù)：

柴油機相比汽油機，具有較低的燃油消耗率和較大的功率，因而以優(yōu)良的動力性、經(jīng)濟性、耐久性在汽車中得到廣泛應(yīng)用，我國柴油車保有量在近幾十年持續(xù)快速增加，但其顆粒物的排放是汽油機的30～50倍，使得僅占機動車總量3.66％的重型柴油車pm占總機動車排放量的90％，這些排放出來的微粒造成了當前中國嚴重的霧霾問題，同時也會使人引起慢性肺病，甚至尾氣微粒表面90％以上的組分為致癌物質(zhì)，因此，控制柴油機微粒排放十分重要。

當前主要通過一些后處理方法對顆粒物進行捕集再生，比如dpf微粒捕集器，可以捕集90％的尾氣顆粒物，但存在著不裝尾氣處理裝置dpf、尾氣處理裝置超過捕集顆粒物閾值后不更換以及柴油車年檢時造假等問題，使得眾多柴油車尾氣顆粒物在沒有經(jīng)過處理的條件下就直接進行排放，嚴重阻礙了國家柴油車排放標準的推出與實行，并造成了嚴重的霧霾問題和環(huán)境污染，因此為了應(yīng)對以上問題，交管部門對重型柴油車進行道路檢測勢在必行。年檢中用到的不透光黑度檢測儀由于結(jié)構(gòu)復雜，精度低，檢測環(huán)境要求較高，攜帶不便以及價格高昂等問題，不適用于交管部門對重型柴油車的道路檢測。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種新型便攜式柴油車尾氣顆粒物道路檢測裝置及方法。

一種新型便攜式柴油車尾氣顆粒物道路檢測裝置，所述裝置包括柴油顆粒過濾器、射頻發(fā)生器、射頻接收器、綜合控制系統(tǒng)裝置和顯示器，所述射頻發(fā)生器、射頻接收器設(shè)置在柴油顆粒過濾器內(nèi)，所述柴油顆粒過濾器內(nèi)設(shè)有過濾體，所述過濾體與柴油顆粒過濾器之間采用可拆卸連接；所述射頻發(fā)生器、射頻接收器分別與綜合控制系統(tǒng)裝置相連，所述綜合控制系統(tǒng)裝置與顯示器相連。

所述的射頻發(fā)生器用于發(fā)射射頻信號，射頻接收器用于獲取射頻信號，綜合控制系統(tǒng)裝置用于根據(jù)射頻諧振頻率的變化實時測量柴油顆粒過濾器(dpf)中碳載量。具體為綜合控制系統(tǒng)裝置對射頻接收器接收到的信號進行傅里葉變換，轉(zhuǎn)換到能量譜，對所述能量譜曲線進行一定的平滑處理，得到峰值所對應(yīng)的頻率，即為諧振頻率，將所得到的諧振頻率與預(yù)先標定的射頻諧振頻率和含碳量之間的函數(shù)關(guān)系進行查找，得到dpf中碳載量的值。

作為優(yōu)選，所述射頻發(fā)生器設(shè)置在過濾體一側(cè)，射頻接收器設(shè)置在過濾體另一側(cè)。

作為優(yōu)選，所述過濾體設(shè)置在柴油顆粒過濾器的中心位置。

作為優(yōu)選，所述柴油顆粒過濾器通過聯(lián)通管道與柴油車排氣管相連通。

一種新型便攜式柴油車尾氣顆粒物道路檢測方法，采用上述裝置，包括下述步驟：

(1)進行標定實驗得到諧振頻率-碳顆粒質(zhì)量曲線；

(2)尾氣從柴油車排氣管中排出，經(jīng)過聯(lián)通管道進入柴油顆粒過濾器，并不斷在過濾體上累積；

(3)射頻發(fā)生器發(fā)射出一定頻率波段的等幅度射頻波段進入柴油顆粒過濾器腔體，經(jīng)過累積有碳顆粒的過濾體；

(4)射頻接收器將一定時間內(nèi)采集到的改變后的射頻信號傳輸?shù)骄C合控制系統(tǒng)裝置，并對采集到的信號進行處理，得到碳載量的值；

(5)當積累碳顆粒物的時間達到一定程度后，綜合控制系統(tǒng)裝置將測得的碳載量的值通過顯示器顯示出來，并且與標準值進行對比，判斷道路檢測的重型柴油車是否超過標準。

作為優(yōu)選，步驟(1)的具體步驟為：

(a)對過濾體的樣件進行稱重，獲得未加載過濾體樣件的質(zhì)量；

(b)過將柴油顆粒過濾器接到柴油車尾氣排放口進行柴油顆粒過濾器中碳載量的加載；

(c)通過對加載后過濾體進行質(zhì)量稱量，所得值與未加載質(zhì)量進行比較后得到質(zhì)量差，將質(zhì)量差值記錄下來；

(d)射頻發(fā)生器分別發(fā)射各個頻率波段的等幅度射頻波段進入第一次加載碳顆粒的柴油顆粒過濾器腔體；

(e)通過腔體內(nèi)的射頻接收器將信號傳輸至綜合控制系統(tǒng)裝置，對射頻信號進行處理，通過傅里葉變換，轉(zhuǎn)換到能量譜，對所述能量譜曲線進行一定的平滑處理，得到峰值所對應(yīng)的頻率，即為諧振頻率，將該諧振頻率記錄下來，與上述質(zhì)量差進行對應(yīng)；

(f)再次將柴油顆粒過濾器接到柴油車尾氣排放口進行柴油顆粒過濾器中碳顆粒濃度的第二次加載；

(g)重復上述d～e步驟獲得諧振頻率與碳顆粒質(zhì)量的對應(yīng)關(guān)系。

作為優(yōu)選，步驟(3)中，所述等幅度射頻波段范圍為0.4～2.4ghz。

作為優(yōu)選，步驟(4)具體為：先將信號進行傅里葉變換，轉(zhuǎn)換到能量譜，并計算處理能量譜中能量衰減最小部分，即波峰處的頻率，根據(jù)所得波峰的頻率，對照事先進行標定實驗得到的諧振頻率-碳顆粒質(zhì)量曲線，確定柴油顆粒過濾器中捕集到的碳載量的值。

作為優(yōu)選，步驟(a)的具體操作為：使用正負誤差為0.01g的電子天平對未加載的過濾體樣件稱重，稱重前先對天平進行凋零、清理；然后將過濾體樣件輕放在電子天平上，待示數(shù)穩(wěn)定后記錄數(shù)據(jù)，重復稱量三次，將三次稱量平均值作為過濾體樣件質(zhì)量。

作為優(yōu)選，步驟(d)中，頻率波段為0.4～2.4ghz。

本發(fā)明具有高精確性、易于攜帶、價格便宜、可以廣泛使用等優(yōu)點，適合交管部門的道路檢測；本發(fā)明基于射頻諧振頻率和碳載量的對應(yīng)關(guān)系實時進行dpf過濾體中碳載量的測量，可以準確測量柴油車尾氣中碳煙顆粒的量，方便應(yīng)用于交管部門在道路檢測重型柴油車尾氣中顆粒物含量是否超標，配合國標六的出臺，進一步規(guī)范柴油車顆粒物排放標準。

附圖說明

圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明所要保護的范圍并不限于此。

實施例1

參照圖1，一種新型便攜式柴油車尾氣顆粒物道路檢測裝置，所述裝置包括柴油顆粒過濾器1、射頻發(fā)生器2、射頻接收器3、綜合控制系統(tǒng)裝置4和顯示器5，所述射頻發(fā)生器2、射頻接收器3設(shè)置在柴油顆粒過濾器1內(nèi)，所述柴油顆粒過濾器1內(nèi)設(shè)有過濾體6，所述過濾體6與柴油顆粒過濾器1之間采用可拆卸連接，便于過濾體6稱量時的拆裝；所述射頻發(fā)生器2設(shè)置在過濾體6一側(cè)，射頻接收器3設(shè)置在過濾體6另一側(cè)，所述過濾體6設(shè)置在柴油顆粒過濾器1的中心位置。所述射頻發(fā)生器2、射頻接收器3分別與綜合控制系統(tǒng)裝置4相連，所述綜合控制系統(tǒng)裝置4與顯示器5相連；所述柴油顆粒過濾器通過聯(lián)通管道7與柴油車排氣管相連通。

所述的射頻發(fā)生器2用于發(fā)射射頻信號，射頻接收器3用于獲取射頻信號，綜合控制系統(tǒng)裝置4用于根據(jù)射頻諧振頻率的變化實時測量柴油顆粒過濾器(dpf)中碳載量。具體為：綜合控制系統(tǒng)裝置4對射頻接收器3接收到的信號進行傅里葉變換，轉(zhuǎn)換到能量譜，對所述能量譜曲線進行一定的平滑處理，得到峰值所對應(yīng)的頻率，即為諧振頻率，將所得到的諧振頻率與預(yù)先標定的射頻諧振頻率和含碳量之間的函數(shù)關(guān)系進行查找，得到dpf中碳載量的值。綜合控制系統(tǒng)裝置4將測得的碳載量的值通過顯示器5顯示出來，并且與標準值進行對比，判斷道路檢測的重型柴油車是否超過標準。

本發(fā)明基于dpf諧振腔中過濾體碳載量不同時，在腔體中產(chǎn)生諧振的射頻信號(射頻：radiofrequency)的頻率也會有相應(yīng)的偏移，通過驗證實驗發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明諧振頻率的偏移與碳載量之間存在著良好的線性關(guān)系。因此可以通過測量諧振頻率的偏移量來對dpf碳載量進行實時檢測，反映柴油車尾氣顆粒物是否達到國家標準的要求。

實施例2

一種新型便攜式柴油車尾氣顆粒物道路檢測方法，采用實施例1所述裝置，包括下述步驟：

(1)進行標定實驗得到諧振頻率-碳顆粒質(zhì)量曲線；

具體步驟為：

(a)對過濾體6的樣件進行稱重，獲得未加載過濾體樣件的質(zhì)量；

具體操作為：使用正負誤差為0.01g的電子天平對未加載的過濾體樣件稱重，稱重前先對天平進行凋零、清理；然后將過濾體樣件輕放在電子天平上，待示數(shù)穩(wěn)定后記錄數(shù)據(jù)，重復稱量三次，將三次稱量平均值作為過濾體樣件質(zhì)量；

(b)過將柴油顆粒過濾器1接到柴油車尾氣排放口進行柴油顆粒過濾器中碳載量的加載；

(c)通過對加載后過濾體6進行質(zhì)量稱量，所得值與未加載質(zhì)量進行比較后得到質(zhì)量差，將質(zhì)量差值記錄下來；

(d)射頻發(fā)生器2分別發(fā)射范圍在0.4～2.4ghz各個頻率波段的等幅度射頻波段進入第一次加載碳顆粒的柴油顆粒過濾器腔體；

(e)通過腔體內(nèi)的射頻接收器3將信號傳輸至綜合控制系統(tǒng)裝置4，對射頻信號進行處理，通過傅里葉變換，轉(zhuǎn)換到能量譜，對所述能量譜曲線進行一定的平滑處理，得到峰值所對應(yīng)的頻率，即為諧振頻率，將該諧振頻率記錄下來，與上述質(zhì)量差進行對應(yīng)；

(f)再次將柴油顆粒過濾器1接到柴油車尾氣排放口進行柴油顆粒過濾器中碳顆粒濃度的第二次加載；

(g)重復上述d～e步驟獲得諧振頻率與碳顆粒質(zhì)量的對應(yīng)關(guān)系；

(2)尾氣從柴油車排氣管中排出，經(jīng)過聯(lián)通管道7進入柴油顆粒過濾器1，并不斷在過濾體6上累積；

(3)射頻發(fā)生器2分別發(fā)射出范圍為0.4～2.4ghz各個頻率波段的等幅度射頻波段進入柴油顆粒過濾器1腔體，經(jīng)過累積有碳顆粒的過濾體6；

(4)射頻接收器3將一定時間內(nèi)采集到的改變后的射頻信號傳輸?shù)骄C合控制系統(tǒng)裝置4，并對采集到的信號進行處理，得到碳載量的值；

具體為：先將信號進行傅里葉變換，轉(zhuǎn)換到能量譜，并計算處理能量譜中能量衰減最小部分，即波峰處的頻率，根據(jù)所得波峰的頻率，對照事先進行標定實驗得到的諧振頻率-碳顆粒質(zhì)量曲線，確定柴油顆粒過濾器中捕集到的碳載量的值；

(5)當積累碳顆粒物的時間達到5分鐘后，綜合控制系統(tǒng)裝置4將測得的碳載量的值通過顯示器5顯示出來，并且與標準值進行對比，判斷道路檢測的重型柴油車是否超過標準。