我们都知道发动机颗粒物排放的形貌、结构取决于颗粒物的生成条件,对他们特性的研究有助于了解不同条件下颗粒物的生成机理,同时,柴油车发动机颗粒物的形貌、结构特征的微观特征又决定了颗粒物的氧化特性,氧化特性是颗粒物微观结构特征的宏观表现。
颗粒物被氧化的难易程度直接关系到发动机尾气排放净化效果的好坏,对开发合理有效的后处理及颗粒物传感器设备具有重要的指导意义。
发动机颗粒物排放中,基本颗粒物尺寸及纳米结构是在颗粒物成核、生长、氧化和合并过程中决定的,而发动机缸内的燃烧参数,比如燃烧温度、空燃比、燃烧持续期等对颗粒物的行程有着决定性的影响。在循环的瞬态过程中,发动机排气经过DPF后,较大的排气背压变化峰值仍会导致排气中出现颗粒物数量浓度的峰值。DPF后的排气中,ESC循环下平均粒径在50-80纳米之间的PM数量约占全部颗粒物数量的90%,ETC循环下平均径粒在10-70纳米区间的PM数量约占全部数量的80%,所以选择一个好的颗粒物传感器设备对国六OBD在线监测OBD尾气排放中具有重要的社会意义。
速锐得科技根据10年汽车CAN总线经验及对传感器、汽车电子的了解,开发了一款YD-100重型柴油车车载烟度计,采用光透射法的激光光纤传感器,对重型柴油车尾气中的颗粒物浓度进行检测。当汽车尾气通过探测探头时,激光会被阻挡,光电或光线探头会将此记录记录下来,通过在线监控终端的4G网络传输到环保排放系统平台。
其原理是通过光纤将光线信号传输至分析模块,分析数据的模块将光线信号转换成电信号,并实时计算出尾气的颗粒物浓度,提供检测范围内的颗粒物浓度、光吸收系数、不透光度等信息。
这款颗粒物传感器符合GB17691-2018重型柴油车污染物排放限值测量方法、JT/T506交通行业透射式烟度计标准、国家计量检定规程JJT976-2010相关标准,具备国家CNAS认证。主要优势有:
1.基于光学传感,动态范围大,测量精度高,可快速地采集信号,实现实时在线的尾气监测;
2.传感器稳定性强、响应速度快、一致性强;
3.采用光纤传感技术,传感部分电无源,防雷,抗电磁干扰,适用于户外工作环境;光纤本质是石英,化学性能稳定,耐腐蚀;石英熔点高,耐高温;
4.自主设计光纤跳线,检测强度高、传输效率高;
5.具有自主专利设计的防尘抗污染结构。
相关技术参数为:
重型柴油车车载烟度计
工作原理
激光透射
检测内容
不透光度、颗粒物浓度、光吸收系数
分辨率
颗粒物浓度:0.01mg/m3
不透光度:0.1%
光吸收系数:0.01m-1
响应时间
1s
供电电压
9~36V
工作电流
<300mA
工作温度
传感模块:-40℃~580℃
数据处理模块:-40℃~70℃
储存温度和湿度
-30℃~65℃,0~95%RH
输出接口
CAN
输出协议
J1939
工作时间
20000小时
通讯协议:
YD-100车载烟度计与OBD采用CAN总线连接,我们将从OBD到YD-100车载烟度计的传输方向定义数据传输下行方向; 将从YD-100车载烟度计到OBD的传输方向, 定位为数据传输上行方向。
YD-100车载烟度计遵从SAE J1939协议,默认传输速率为250kbps。
下行指令:
CAN ID: 0X18F1005D
PGN : 0X00F100
下行指令采用统一的协议格式,指令长度固定为8个字节,,最后一个字节为CRC校验码。
测量与校准指令:
字节位置
内容
字节数
描述
0
帧头
2
固定为0xa5 0x5a
2
指令字
1
标定指令:0x01,设置PM与不透光度的斜率
滤波参数:0x02,数值越大数据越平缓
开始校准:0x03,发动机停转时校准
停止校准:0x04,发动机启动时停止校准
不透光度校准:0x05,校准空气中的不透光度
设置L值:0x06
注:0x01,0x02,0x05,0x06为出厂时设置
3
参数
2
分辨率为0.001
5
填充码
2
无意义
7
校验码
1
CRC校验结果
开始校准指令如下(HEX):
A5 5A 03 00 00 00 00 50
停止校准指令如下(HEX):
A5 5A 04 00 00 00 00 F8
上行指令
CAN ID : 0X18f10155
PGN : 0X00F101
上行指令即传感器通过CAN总线对外发送传感器数据,采用如下统一的协议格式,指令长度固定为8个字节,指令最后一个字节为CRC校验码。
字节位置
内容
字节数
描述
0
传感器状态
Bit:0~1
10:测量中
11:校准中
传感器故障信息
Bit: 4~5
00:无故障
01:信号弱
10:噪声异常
11:标定异常
1
PM浓度
2