工程机械尾气现场快速初检系统及检测方法

本发明涉及尾气检测，具体地，涉及工程机械尾气现场快速初检系统及检测方法。

背景技术：

1、传统大型工程机械作业时间紧密，不易移动，机械运行现场的初检可以判断机械尾气中是否存在排放超标问题，如果出现超标问题，就需要进行进一步的复检，以确保车辆达到环保标准，其中，大型工程机械的尾气中高浓度的醛类、多环芳烃类、氮氧化物等痕量目标物对操作人员和周围环境有害。

2、然而，大型工程机械的作业现场如果直接使用大型检测设备不仅影响项目进度和生产计划，还增加企业的经济负担，而常规手持的拉曼光谱仪虽然能够提高现场初检的便利性，但在对特定有害物质(如氮氧化物、醛类和多环芳烃类)的捕获和分析时，灵敏度往往不足，可能导致未能准确检测出低浓度的污染物，影响环境监测的有效性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供工程机械尾气现场快速初检系统及检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：工程机械尾气现场快速初检系统，包括前处理装置外壳，所述前处理装置外壳的内部分别安装有抽气泵和吹气泵，所述抽气泵的进风口通过进气管连通有尾气捕获探针，所述抽气泵的出风口通过出气管连通有三通电磁阀，所述三通电磁阀的其中一个出风口连通有洗气瓶，所述三通电磁阀的另一个出风口连通有三通管，所述洗气瓶上连通有第一管体，所述第一管体的端部设有蠕动泵，且所述第一管体的端部连通于所述蠕动泵的进水口，所述三通管的其中一个出口连通于所述蠕动泵的出水口，所述三通管的另一个出口连通有加热富集腔，所述吹气泵的出风口通过第二管体连通于所述加热富集腔的一端，所述加热富集腔的另一端连通有第三管体，所述加热富集腔的内部安装有加热组件，所述加热富集腔和所述洗气瓶的上安装有信号传感增强组件，前处理装置外壳的外部设有拉曼光谱仪。

3、优选的，所述信号传感增强组件包括高重复阵列式芯片、气凝胶式传感芯片和磁分离传感芯片，所述高重复阵列式芯片安装于所述加热富集腔的内部，所述气凝胶式传感芯片安装于所述加热富集腔靠近所述第三管体的一端内壁，所述磁分离传感芯片安装于所述洗气瓶的底部一端。

4、优选的，所述加热组件包括加热池，所述加热池安装于所述加热富集腔的内部，所述加热池的内底部安装有加热片。

5、优选的，所述洗气瓶靠近底部一端的外壁安装有磁铁。

6、优选的，所述第三管体的内壁安装有压力传感器。

7、优选的，所述前处理装置外壳的外壁设有两个检测窗口，其中一个所述检测窗口位于所述洗气瓶的外部，另一个所述检测窗口位于所述加热富集腔的外部。

8、优选的，前处理装置外壳的内部安装有电源，所述电源与所述抽气泵、所述吹气泵、所述加热片、所述蠕动泵和所述三通电磁阀电性连接。

9、本发明还提供了，工程机械尾气现场快速初检检测方法，包括以下步骤：

10、s1、尾气前置处理：通过启动抽气泵使尾气捕获探针采集工程机械运行过程中的尾气进入进气管，并通过出气管进入三通电磁阀，并通过出气管进入三通电磁阀，洗气瓶内设置吸收液；

11、s2、信号传感选择性增强处理：将进入三通电磁阀的尾气划分为氮氧化物、醛类物质和多环芳烃类物质三类物质，三通电磁阀根据三类物质检测需求分别打开连接洗气瓶的通道或连接三通管的通道；

12、s21、进行氮氧化物检测时，通过打开三通电磁阀连通三通管的开口，使尾气通过三通管进入加热富集腔，加热富集腔内的高重复阵列式芯片吸附尾气中的氮氧化物；

13、s22、进行醛类物质检测时，通过打开三通电磁阀连通洗气瓶的开口，使尾气进入洗气瓶，启动蠕动泵将洗气瓶中吸收液输送到加热富集腔中，加热富集腔内加热片对加热池内吸收液进行加热蒸发，启动吹气泵将蒸发出来的物质从第三管体吹出，使气凝胶式传感芯片吸附蒸发出来的醛类物质；

14、s23、进行多环芳烃类物质检测时，通过打开三通电磁阀连通洗气瓶的开口，使尾气进入洗气瓶，洗气瓶内的磁分离传感芯片能够选择性吸附多环芳烃类物质，待多环芳烃类物质完全吸附在磁分离传感芯片上；

15、s3、拉曼检测处理：打开靠近加热富集腔的检测窗口，使用拉曼光谱仪探头能够照射高重复阵列式芯片获取氮氧化物的检测结果，或照射气凝胶式传感芯片获取醛类物质的检测结果，打开靠近洗气瓶的检测窗口，使用拉曼光谱仪探头照射磁分离传感芯片获取多环芳烃类物质的检测结果；

16、s4、输出拉曼光谱：拉曼光谱仪通过对高重复阵列式芯片、气凝胶式传感芯片以及磁分离传感芯片自动输出氮氧化物、醛类物质和多环芳烃类物质的拉曼光谱。

17、优选的，所述s23中，多环芳烃类物质吸附在磁分离传感芯片上后，用磁铁在洗气瓶的一端进行吸引，使多环芳烃类物质聚集在洗气瓶一端，完成富集工作。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将尾气划分为氮氧化物、醛类物质和多环芳烃类物质三类物质，并通过抽气泵搭配尾气捕获探针抽取尾气，根据三类物质分别将尾气输送至洗气瓶或加热富集腔内，利用高重复阵列式芯片、气凝胶式传感芯片和磁分离传感芯片增强三类物质的被捕获采集的信号传感强度，显著的提高了拉曼光谱检测的灵敏性和准确性。

技术特征：

1.工程机械尾气现场快速初检系统，包括前处理装置外壳(1)，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的工程机械尾气现场快速初检系统，其特征在于：所述信号传感增强组件(17)包括高重复阵列式芯片(21)、气凝胶式传感芯片(22)和磁分离传感芯片(24)，所述高重复阵列式芯片(21)安装于所述加热富集腔(12)的内部，所述气凝胶式传感芯片(22)安装于所述加热富集腔(12)靠近所述第三管体(15)的一端内壁，所述磁分离传感芯片(24)安装于所述洗气瓶(7)的底部一端。

3.根据权利要求2所述的工程机械尾气现场快速初检系统，其特征在于：所述加热组件(16)包括加热池(19)，所述加热池(19)安装于所述加热富集腔(12)的内部，所述加热池(19)的内底部安装有加热片(20)。

4.根据权利要求2所述的工程机械尾气现场快速初检系统，其特征在于：所述洗气瓶(7)靠近底部一端的外壁安装有磁铁(25)。

5.根据权利要求1所述的工程机械尾气现场快速初检系统，其特征在于：所述第三管体(15)的内壁安装有压力传感器(23)。

6.根据权利要求1所述的工程机械尾气现场快速初检系统，其特征在于：所述前处理装置外壳(1)的外壁设有两个检测窗口(26)，其中一个所述检测窗口(26)位于所述洗气瓶(7)的外部，另一个所述检测窗口(26)位于所述加热富集腔(12)的外部。

7.根据权利要求3所述的工程机械尾气现场快速初检系统，其特征在于：前处理装置外壳(1)的内部安装有电源(18)，所述电源(18)与所述抽气泵(2)、所述吹气泵(13)、所述加热片(20)、所述蠕动泵(9)和所述三通电磁阀(6)电性连接。

8.工程机械尾气现场快速初检检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的工程机械尾气现场快速初检检测方法，其特征在于：所述s23中，多环芳烃类物质吸附在磁分离传感芯片(24)上后，用磁铁(25)在洗气瓶(7)的一端进行吸引，使多环芳烃类物质聚集在洗气瓶(7)一端，完成富集工作。

技术总结
发明公开了工程机械尾气现场快速初检系统，包括前处理装置外壳，所述前处理装置外壳的内部分别安装有抽气泵和吹气泵，所述抽气泵的进风口通过进气管连通有尾气捕获探针，所述抽气泵的出风口通过出气管连通有三通电磁阀，所述三通电磁阀的其中一个出风口连通有洗气瓶；本发明将尾气划分为氮氧化物、醛类物质和多环芳烃类物质三类物质，并通过抽气泵搭配尾气捕获探针抽取尾气，根据三类物质分别将尾气输送至洗气瓶或加热富集腔内，利用高重复阵列式芯片、气凝胶式传感芯片和磁分离传感芯片增强三类物质的被捕获采集的信号传感强度，显著的提高了拉曼光谱检测的灵敏性和准确性。

技术研发人员：聂新明,范孟豹,田亚平,渠陆陆,卢太宇
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/12