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SCR系统传感器解决方案
来源:赛斯维传感器网 发表于 2012/3/31

  20世纪90年代以来,世界各国对发动机排放法规的不断严格,大大推动了发动机技术的发展。我国2013年7月1日将要实施国Ⅳ排放法规。国IV排放标准是国家第四阶段机动车污染物排放标准,汽车排放污染物主要有HC(碳氢化合物)、NOx(氮氧合物)、CO(一氧化碳)、PM(微粒)等,通过更好的催化转化器的活性层、二次空气喷射以及带有冷却装置的排气再循环系统等技术的应用,控制和减少汽车排放污染物到规定数值以下的标准。在国四时代也有两种主要的升级方案,一类是通过使用选择性催化还原(SCR)技术,利用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行处理;还有一类是通过微粒捕集器(DPF)或微粒催化转换器(DOC),针对燃烧产生的微粒进行处理的EGR(废气再循环)技术。目前,国内的几家大型柴油机厂大都通过机内净化降低碳烟,然后利用SCR系统降低NOX排放的方法来满足国Ⅳ排放法规对碳烟和NOX的限制。

  SCR系统包括:尿素水溶液储罐、输送装置、计量装置、喷射装置、催化器以及温度和排气传感器等。系统的基本工作原理是:尾气从涡轮出来后进入排气混和管,在混和管上安装有尿素计量喷射装置,喷入尿素水溶液,尿素在高温下发生水解和热解反应后生成NH3,在SCR系统催化剂表面利用NH3还原NOX,排出N2,多余的NH3也被还原为N2,防止泄漏。一般情况下,消耗100L燃油的同时会消耗5L液体尿素水溶液。在SCR中发生的化学反应如下:

    尿素水解:(NH2)2CO+H2O→2NH3+CO2

    NOX还原:NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O

    NH3氧化:4NH3+3O2→2N2+6H2O


  本文主要介绍几种用于SCR系统尿素箱监测控制的传感器

  1、尿素品质传感器FPS2851

  有人想这个尿素溶液是不是可以用我们常见的尿素化肥兑水就可以了呢?当然是不可以的,这里的尿素溶液其实是农用尿素提纯后形成的,呈淡蓝色液态。车用尿素溶液也有着不同的叫法,在欧洲被称为Adbule,而在北美则被称为DEF,"DieselExhaustFluid"的缩写,中文直译为“柴油机排放处理液”。在卡车上需要一个单独的容器来存储,尿素溶液中不可再添加水和柴油。尿素溶液的浓度及品质是保证化学反应充分进行以及发动机正常运转的关键。
    
  FPS2851尿素品质传感器是由美国MEAS开发用来对尿素溶液品质进行实时在线监测的一款传感器。FPS2851尿素分析传感器用于直接测量所有的水尿素溶液临界参数。基于专利音叉技术,对尿素的浓度、温度等参数进行测量,使用户能够实时掌握最新数据,以达到最佳的性能。在线实时多参数尿素分析的高性能算法可将尿素浓度变化直接反馈到控制系统,减少氮氧化物排放,达到优化控制的目的。

  详细资料下载:http://www.sensorway.cn/sensors/525.html

  2、尿素泵压力传感器U86B:

  SCR系统中的尿素剂量最终由发动机管理系统控制,尿素的喷入量必须要与NOx的浓度相匹配,在保证降低NOx的同时,不能超过份量。尿素的喷入量过少,则达不到应有的处理水平,尿素的喷入量过多,则会使多余的氨气排入大气,导致新的污染。 因此必须对尿素泵压力进行实时监测,这里用到是U86B压力传感器。

  U86B压力传感器是油美国MEAS专门定制的一款尿素泵压力传感器,量程约1Mpa(100psi、300psi;10Bar、12Bar),放大电压信号输出。U86B有三种压力类型可选(表压、绝压、密封压),详细资料可登录www.sensorwya.cn 或拨打010-84775646,84775648咨询索取。


  3、尿素箱液位传感器


  缺少尿素的SCR系统将无法正常运行,所以为了降低危险的发生,保证SCR系统的运转,必须要对尿素箱内溶液量进行监测,以便及时提醒添加补充尿素溶液。尿素箱液位传感器采用干簧管原理,它是利用磁铁产生的磁场控制干簧管通断的原理,将被测液位的变化转化成电阻电压信号输出,然后与二次仪表相连接,达到检测油箱液位高度的目的。干簧管液位传感器具有使用寿命长、安装维护简便、动作安全可靠、无火花等特点,广泛用于油箱液位和发电机组液位检测中。

  4、尿素箱温度传感器

  在温度较低(-11℃)的情况下,尿素水溶液会结冰,为了保证在较低环境温度条件下SCR系统的正常工作,防止尿素溶液冻结,因此需要通过加热措施来解决。当车辆在低温环境运行时,若尿素箱温度传感器测得温度低于规定值(一般设定为0℃),发动机电控单元就会发出指令开启发动机通往尿素箱的冷却液管路控制电磁阀,利用发动机的冷却液给尿素箱加热,防止尿素溶液冻结或解冻已冻结的尿素溶液,保证后处理系统正常工作。当尿素溶液温度上升到规定值(一般设定为7℃左右)时则断开控制电磁阀,防止尿素溶液过热。尿素箱温度传感器的作用就是实时反馈尿素溶液温度,以确认加热器是否在正常工作,保证SCR系统的正常运转及车辆行驶安全。

  以上列举了几款在SCR系统中得到成熟应用的传感器,目前在中国地区由北京赛斯维测控技术有限公司负责市场推广及技术服务。如需了解以上产品更多信息或索取产品详细资料可登录www.sensorway.cn或直接拨打010-84775646 ,84775648咨询。

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