本文關(guān)鍵詞：基于磁耦合諧振法的SCR系統(tǒng)尿素濃度在線檢測(cè)研究

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【摘要】：為了滿足汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排放法規(guī)的要求,選擇性催化還原(SCR)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)后處理系統(tǒng),用于消除發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的氮氧化合物(xNO)。為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中排放達(dá)標(biāo),車載在線診斷(OBD)法規(guī)要求對(duì)尿素箱中溶液余量及其品質(zhì)進(jìn)行在線檢測(cè)。目前的尿素溶液濃度檢測(cè)一般都需要與尿素溶液直接接觸,但是由于尿素溶液具有腐蝕、結(jié)晶等特性,目前的檢測(cè)方法在實(shí)際應(yīng)用中存在明顯的問(wèn)題,如對(duì)檢測(cè)器腐蝕,降低檢測(cè)的精度�；诖�,本論文利用磁耦合諧振原理,提出了一種非接觸式的尿素溶液余量、濃度在線檢測(cè)方法,本文的具體工作如下:本論文從設(shè)計(jì)原理、仿真和試驗(yàn)三個(gè)方面分別對(duì)檢測(cè)方案進(jìn)行了驗(yàn)證。首先,本文分析了尿素溶液的電磁特性,得出尿素溶液的電導(dǎo)率和介電常數(shù)均隨尿素溶液濃度的增加而增加,并且電導(dǎo)率的變化率大于介電常數(shù)的電導(dǎo)率。因?yàn)槟蛩厝芤旱碾妼?dǎo)率較低以及考慮提高檢測(cè)的敏感度問(wèn)題,本文確定了通過(guò)測(cè)量溶液復(fù)介電常數(shù)對(duì)諧振腔諧振頻率的微擾特性,來(lái)檢測(cè)尿素溶液余量;采用阻抗匹配的方法,通過(guò)測(cè)量溶液復(fù)介電常數(shù)對(duì)諧振腔阻抗特性的微擾特性,來(lái)檢測(cè)尿素溶液品質(zhì)的基本檢測(cè)原理�；谝陨匣緳z測(cè)原理,經(jīng)過(guò)一輪線圈結(jié)構(gòu)的改進(jìn),本文利用電磁場(chǎng)有限元軟件ANSYS分別對(duì)不同的檢測(cè)線圈結(jié)構(gòu)、檢測(cè)性能以及檢測(cè)敏感度進(jìn)行了仿真研究,設(shè)計(jì)了尿素溶液液位和濃度在線檢測(cè)的方案:通過(guò)采用線圈的自諧振頻率的偏移量確定液位的變化,采用線圈回波損耗幅值(11S)的變化量確定溶液濃度的變化。為了提高11S幅值檢測(cè)的敏感度,本文在檢測(cè)線圈基礎(chǔ)上添加了一個(gè)驅(qū)動(dòng)線圈,可以通過(guò)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)線圈與檢測(cè)線圈相對(duì)位置,實(shí)現(xiàn)檢測(cè)線圈的阻抗匹配,從而極大地增強(qiáng)了系統(tǒng)的電磁信號(hào)強(qiáng)度,提高了檢測(cè)信號(hào)的信噪比。為了驗(yàn)證以上方案的合理性,本文搭建了相關(guān)方案的試驗(yàn)平臺(tái),利用網(wǎng)絡(luò)分析儀試驗(yàn)測(cè)試了不同液位、溶液濃度下檢測(cè)線圈的頻率特性和11S幅值。試驗(yàn)結(jié)果表明:對(duì)于尿素溶液液位檢測(cè)試驗(yàn),當(dāng)尿素溶液液位增加時(shí),線圈自諧振頻率降低,發(fā)生明顯的偏移,最終趨于穩(wěn)定,并且尿素溶液液位較低時(shí),線圈自諧振頻率變化比較敏感,實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果在趨勢(shì)和數(shù)值上變化具有一致性;對(duì)于尿素溶液濃度檢測(cè)試驗(yàn),先對(duì)濃度為32.5%的尿素溶液進(jìn)行阻抗匹配,當(dāng)溶液濃度降低時(shí),線圈11S幅值降低,并且11S幅值變化在尿素溶液濃度32.5%附近比較敏感,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果在變化趨勢(shì)上一致,從而驗(yàn)證了檢測(cè)方案的可行性。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U464.134.4

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本文編號(hào)：1210319