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瞬态机油消耗检测质谱仪

瞬态机油消耗检测质谱仪

简要描述:

V&F的LubeSense瞬态机油消耗检测质谱仪采用硫示踪方法,可生成实时数据,从而使工程师能够创建详细的机油消耗曲线。V&F的LubeSense的安装和操作是非常安全的。V&F的GasOxidizer可将尾气中的所有硫,既可以是气态化合物,也可以是颗粒物中的硫都转化成SO2(二氧化硫)。 仪器安装调试完成后,在循环测试期间,无需人员干预,可以完全独立自主运行。

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概述

在今天的发动机开发中,发动机的机油油耗是一个严重的问题。减小发动机的尺寸,涡轮增压器的应用,在提高缸压的同时减小活塞环的厚度,都会导致发动机的机油进一步损失。同时,机油中含有约2000 - 3000 ppm的硫,机油进入发动机内燃烧,会是机油中的硫在火焰中被氧化产生SO2(二氧化硫)。这可能导致催化剂硫中毒后活性降低。此外,其它机油中的副产品,如磷会影响传感器特性,进而导致不正确的发动机控制管理和催化剂操作。尽量减少机油耗需要了解发生机油消耗时的发动机状态。重量分析方法可提供有关稳态运行的一些信息,但对于瞬态发动机运行,必须采用实时的瞬态测试方法,才能获得有价值的高时间分辨的油耗曲线。

 

V&F的LubeSense采用硫示踪方法,可生成实时数据,从而使工程师能够创建详细的机油消耗曲线。而称重法只能得到很少的不连续的几个数据,同时非常耗时,并且有多个测量误差来源。 与放射性示踪法相比,V&F的LubeSense的安装和操作是非常安全的。V&F的GasOxidizer可将尾气中的所有硫,既可以是气态化合物,也可以是颗粒物中的硫都转化成SO2(二氧化硫)。 因此,对汽油,CNG和柴油发动机的机油消耗都可以进行检测。仪器安装调试完成后,在循环测试期间,无需人员干预,可以完全独立自主运行。

 

技术规格

质量范围:7 - 130 amu

环境温度:20°C - 35°C

分辨率:<1 amu

重复性:<±3%

精度:<±2%

湿度zui大值 :80%(相对湿度,无冷凝)

分析时间:100毫秒/amu 

采样流量:30 - 150毫升/分钟

进气口温度:50°C - 190°C可调

响应时间:T90 <20毫秒

进气压力:0.1 - 1bar

zui低检出限:10ppb

电源:230V / 50Hz

功率: 800W

24小时内浓度漂移:<±5%

尺寸: 534 x 806 x 639毫米(宽x高x深)

体重:87公斤

 

技术特点

1) 硫示踪法根据发动机排放废气中SO2的实时浓度计算发动机的瞬态机油消耗,相对于放射性同位素示踪法,硫示踪法安全无害

2) 适用于柴油机,汽油机,天然气发动机在稳态或瞬态条件下的机油消耗在线检测

3) 利用低能级的源离子Xe+别与SO2分子进行反应,使质谱仪适用于复杂混合物条件下的实时连续动态检测

4) 分析时间zui快100ms

5) 检测精度高、重复性好。检测精度在±2%以内,重复性在±3%以内

6) 可以从采样系统前端通入标气,对整体系统进行标定,确保系统的测量准确性和可靠性

7) 采样流量设置为800ml/min,可以避免采样流量高对排气管中压力的影响

8) 压力调节器自动调节质谱仪的采样压力,废气排放压力波动对测量无干扰影响

9) 整套系统体积较小,便于安装,移动,适应经常需要变换地点的测量

10) 系统的控制软件功能强大,能够实现对瞬态机油消耗分析仪的工作状态监控,工作参数优化,工作模式控制,数据的分析,记录和处理等功能

 

客户价值

1) 重复性优于±3%,测量优于精度<±2%,相对于传统称重方法,具有优异的测量准确性和可靠性,不存在传统称重法的多种测量误差来源

2) 4到6小时可以完成全工况机油消耗Map图,极大的节约了测试时间和测试成本

3) 100毫秒的分析时间,真实的反应发动机变工况时的瞬态真实机油消耗变化,为结合实际路况驾驶条件下的发动机开发设计和性能验证,以及优化控制策略提供真实可靠详细的数据

4) 可以测量每个缸单独的机油消耗,也可以测量涡轮增压器前后的的机油消耗,为优化和改进发动机零部件开发提供详实准确的参考数据

5) 移动式设计,专为经常变换测量地点的应用要求而设计,现场实现实验室精度的直接测量

6) 为每位客户制定详细的年度维护及预防性维修方案,保证设备长期连续可靠运行,真正实现极低的使用和维护成本

7) 全自动标定,确保数据精度的同时,极大的简化了操作

 

应用

1) 发动机机油消耗连续在线快速检测

2) 催化剂效率,性能和控制策略测试

 

配套附件

1) AK通讯接口

2) 全硫氧化器

3) 采样探针

4) 加热采样管线

5) 空调机柜集成

 

技术原理

利用SO2作为通过原始废气排放测量时的机油消耗示踪剂。当燃料和机油中的硫浓度已知时,可以通过废气中SO2的浓度来计算以g/h(克每小时)计的机油消耗率。 

 

V&F的全硫氧化器,其工作原理是在陶瓷管式反应室中利用O3,在1200℃条件下,将汽油机或柴油机排气中的H2S,COS等含硫气体组分以及颗粒物中的硫酸盐全部氧化成SO2。

 

采用离子分子反应技术的LubeSense质谱仪可以检测低至10 ppb的SO2浓度。通常,发动机每小时消耗2-3克机油,当使用高硫机油(> 5000ppm的硫)时,其在原始排放废气中产生0.2至0.7ppm的SO2浓度信号。

 

LubeSense所采用的离子分子反应技术是一种软电离方法,利用低能级的带电离子氙离子(Xe+)与样品气体分子发生离子分子反应,带正电荷的氙离子与待测气体分子(机油消耗中的待测气体分子为SO2)发生低能量碰撞,碰撞所产生的二氧化硫分子母离子(SO2+)后续通过四极质量过滤器进行分离,通过甬道电子倍增器进行定量的分析检测。

 

Xe+ + SO2 → SO2+ + Xe

 

氙离子的电离能仅比SO2电离能略高,因此可以保证不会生成其他的离子碎片,仅会生成SO2的分子母离子。因此可以保证较高的电离效率,使分子碎片化减少或消除,确保质谱仪的检测速度和精度。

 

制造商简介

灵敏度和选择性是V&F Analyse- und Messtechnik GmbH技术发展背后的驱动力。V&F制造高标准的质谱仪。V&F的理念是,倾听客户诉求,理解市场需求,zui为重要的是,V&F Analyse- und Messtechnik GmbH知道如何制造先进的分析仪器。V&F的目标是为客户的广泛应用需求,提供zui为优化的解决方案。

 

V&F为一般市场开发仪器,也为特定的工业和细分市场定制解决方案。专业团队由具有深厚专业知识的科学家和工程师组成,具备专业的技能和经验。V&F为用户提供的每一台质谱仪均经过精心制造,并经过特定的测试检验,从而确保了符合客户的需求。

 

V&F的设备因其易用性和可靠性而闻名。V&F为下一代质谱仪所引入的每一项新的发明和改进,都是为了进一步提升设备的品质。通过内部研究工作并结合对外部广泛科学技术创新的关注,V&F确保其系统持续不断地改善并始终处于业界ling先地位。

 

自公司创始人开发了V&F的*台八极杆设备开始,就没有停止过对质谱仪技术的进一步开发。研发部门不断致力于新的设计并应用到新的仪器中。

 

时至今日,公司拥有专用的机械工程、电子和软件设计团队,在相关领域内对仪器性能进行优化。在工业和医疗领域持续的技术进步也随之驱动了这些行业对尖端精密分析设备的需求。V&F的工程师利用他们的专业知识和经验,将客户需求,实际中的需要以及技术创新起来。

 

多年来,公司依靠技术和应用方面的知识产权,构建了一系列专利。V&F科学团队的驱动力来自于对各种研究创新的执着追求,通过产业合作,员工参与到一系列的开发和应用项目中。V&F对客户的积极支持,在日后必将为客户带来极大的价值。

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