一种具备品质检定功能的尿素加注机及其检定方法与流程

本发明涉及尿素溶液检测，具体涉及一种具备品质检定功能的尿素加注机及其检定方法。

背景技术：

1、车辆的尾气排放将导致大气污染和环境破坏，而scr(selective catalyticreduction)技术能够对车辆的尾气进行处理，使具有环境污染性的氮氧化物分解为氮气和水，从而降低车辆的尾气排放对大气环境的污染。

2、其中，尿素溶液用于在高温下产生氨气，并在scr技术的支持下，利用氨气与氮氧化物产生氧化还原反应。因此，尿素溶液的品质(浓度)对车辆的排放至关重要。但是在尿素溶液的实际使用过程中，尿素溶液浓度过低，容易导致氧化还原反应不充分产生氮氧化物的残余；而尿素溶液浓度过高，又易导致scr催化剂中毒。因此，尿素溶液的使用对其品质(浓度)具有较高的要求。

3、现有技术中，尿素加注机在尿素溶液加注前，都会对尿素溶液的浓度进行检测，以确保加注入车辆的尿素溶液的浓度符合使用需求。如专利cn210426712u公开了一种车用尿素加注机检定装置，其主要通过电子秤和密度计进行尿素溶液浓度的检测。虽然上述装置能够对尿素溶液的浓度进行检定，但是体积质量测算法仅能对当前温度的尿素溶液的浓度进行测算，不具备普适性。实际使用过程中常常因为温度的波动导致尿素溶液的浓度测算失真。特别针对低温情况，由于尿素的结晶点在零下，当温度较低时，尿素加注机中尿素配制液中的尿素存在部分析出的状况，从而导致检测溶度偏高的情形。同时，现有技术还提供了尿素溶液的超声波检测方法，但超声波易受尿素泡沫的因素，导致超声波衰减失真，进而影响检测精度。此外，尿素在高温下将发生热解，从而使得尿素溶液的浓度变低。因此，尿素加注机中尿素溶液的浓度的影响因素众多，包括温度、尿素结晶、泡沫等等。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中尿素加注机中尿素溶液的浓度检测影响因素众多，且溶液导致检测失真的情形，提供了一种具备品质检定功能的尿素加注机及其检定方法，至少具备检测损耗小、测试精准、温度、泡沫以及热解干扰小等优点。

2、第一方面

3、本发明提供了一种具备品质检定功能的尿素加注机，包括：

4、加注主体，包括容器；

5、设置于所述的容器的探测组件；

6、所述的探测组件包括依次相连的引流段、第一截止阀、检测器、第二截止阀和校核器，以及用于控制所述的第一截止阀、检测器、第二截止阀和校核器的控制器；

7、所述的检测器具备温控功能和体积测算功能，所述的校核器包括直管段，所述的直管段具备摩擦力测算功能。

8、具体的，本发明的主要构思之一在于利用温度、体积和压力测试的方法获取尿素溶液的浓度，并在检测器之后设置有校核器用于浓度的校核，从而杜绝温度、气泡以及热解对尿素浓度测量的影响，使尿素浓度的检测更加精确。

9、进一步的，在设置高度上，从高到低依次为所述的引流段、校核器和检测器。

10、进一步的，所述的引流段包括多组引流管体，各所述的引流管体的开放口分别设置于所述的容器中的不同高度。

11、具体的，本发明通过各组件的高度以及引流段的结构设计，使得检测器和校核器仅通过容器中少量的尿素溶液进行测量，避免尿素溶液的检测量过大，而导致检测失真。同时，本发明还利用多点取样的方式避免尿素溶液取样过程中取样过于单一而致使检测溶度不具备代表性。因此，本发明通过不同高度进行尿素溶液取样测试的方式消除了尿素溶液进行大容积测量的影响，进一步提升检测精度和检测可靠性。

12、进一步的，所述的检测器包括圆柱状或方形状的容纳腔。

13、可选的，所述的检测器包括设置于所述的容纳腔的加热元件、热敏元件和压力测试元件。

14、具体的，所述的容纳腔的底面积已知，并通过加热元件实现对检测器内尿素溶液的加热，并利用热敏元件对尿素溶液的温度进行测量以及利用压力测试元件对尿素溶液对所述的检测器的底面积的压力进行测量。

15、可选的，所述的直管段包括摩擦力元件、流速测试元件。

16、可选的，所述的探测组件至少部分集成于所述的容器。

17、第二方面

18、本发明提供了一种用于尿素加注机的品质检定方法，用于如第一方面任一实施例所述的一种具备品质检定功能的尿素加注机，包括以下步骤：

19、s10、所述的检测器通过所述的引流段获取尿素溶液；

20、s20、加热所述的尿素溶液至第一预设温度，获取第一压力值和第一体积值，基于所述的第一压力值和所述的第一体积值计算第一尿素浓度；

21、s30、升温至第二预设温度，同步获取第二压力值和第二体积值，基于所述的第二压力值和所述的第二体积值计算第二尿素浓度；

22、s40、根据所述的第一尿素浓度和所述的第二尿素浓度，获取尿素输出浓度。

23、具体的，本发明的又一主要构思之一在于通过尿素溶液的温度和体积测量，获取尿素溶液浓度，从而避免消除温度对尿素溶解度的影响，使得尿素溶液浓度测量更加精准。

24、进一步的，尿素最佳溶解温度≤第一尿素浓度≤第二尿素浓度≤尿素最低热解温度。其中，所述的尿素最佳溶解温度为20℃至30℃，所述的尿素最低热解温度为80℃至100℃。

25、进一步的，尿素溶液浓度的计算公式为：其中，c为尿素溶液浓度，ρ2为纯水的密度，基于温度查表获取，ρ1为尿素溶液密度，p为容器的底部压力，s为容器的底面积，g为重力加速度，v为尿素溶液体积。即所述的第一尿素浓度c1和第一尿素浓度c1均可通过上述公式获取。

26、进一步的，在步骤s30之后包括：

27、s31、将尿素溶液以预设流速引流至所述的直管段，同步获取所述的直管段的管壁摩擦力，基于所述的管壁摩擦力计算第三尿素浓度；

28、s32、将所述的第三尿素浓度用于步骤s40中所述的尿素输出浓度的计算。

29、具体的，第三尿素浓度仍采用公式求解尿素溶液浓度，但是尿素溶液的密度其中，δp为流体在管道中流动时产生的压力损失，d为管道直径，λ为摩擦系数，ν为流体流速，l为管道长度。

30、进一步的，在步骤s40中，根据所述的第一尿素浓度、第二尿素浓度及第三尿素浓度的比对关系，对所述的尿素输出浓度进行处理：

31、当所述的第二尿素浓度小于所述的第一尿素浓度时：

32、s41、判断所述的第三尿素浓度是否小于等于第二尿素浓度，若是，则以所述的第一尿素浓度作为所述的尿素输出浓度；若不是，执行步骤s42；

33、s42、判定所述的检测器或所述的直管段中存在尿素的结晶干扰；

34、当所述的第二尿素浓度等于所述的第一尿素浓度时：

35、s43、判断所述的第三尿素浓度是否等于所述的第二尿素浓度，若是，则以所述的第三尿素浓度作为所述的尿素输出浓度；若不是，执行步骤s44；

36、s44、以所述的第二尿素浓度作为所述的尿素输出浓度，并判断所述的第三尿素浓度是否大于所述的第二尿素浓度，若是，继续执行步骤s45；

37、s45、判定所述的直管段中存在尿素的结晶干扰；

38、当所述的第二尿素浓度大于所述的第一尿素浓度时：

39、s46、判断所述的第三尿素浓度是否大于等于第二尿素浓度，若是，以第三尿素浓度作为所述的尿素输出浓度；如不是，执行步骤s47；

40、s47、以所述的第二尿素浓度作为所述的尿素输出浓度。

41、具体的，本发明的又一主要构思在于通过第三尿素浓度对上述的第一尿素浓度和第二尿素浓度进行修正，从而避免溶解度对尿素测量精度的干扰。

42、综上所述，本发明提供了一种具备品质检定功能的尿素加注机及其检定方法，至少具备以下优点：

43、1、本发明利用温度、体积和压力测试的方法获取尿素溶液的浓度，并在检测器之后设置有校核器用于浓度的校核，从而杜绝温度、气泡以及热解对尿素浓度测量的影响，使尿素浓度的检测更加精确；

44、2、本发明通过各组件的高度以及引流段的结构设计，使得检测器和校核器仅通过容器中少量的尿素溶液进行测量，避免尿素溶液的检测量过大，而导致检测失真。同时，本发明还利用多点取样的方式避免尿素溶液取样过程中取样过于单一而致使检测溶度不具备代表性。因此，本发明通过不同高度进行尿素溶液取样测试的方式消除了尿素溶液进行大容积测量的影响，进一步提升检测精度；

45、3、本发明通过第三尿素浓度对第一尿素浓度和第二尿素浓度进行修正，消除了不同溶解度状态下尿素溶液浓度存在波动的状况，使得尿素浓度的检测可靠性更高。