Способ измерения количества твердых частиц в отработавших газах, датчик твердых частиц и узел датчика твердых частиц

1. Способ, содержащий шаг, на котором:
при прохождении отработавших газов через выпускной патрубок, генерируют сигнал поворотного узла датчика твердых частиц (ТЧ), соединенного с выпускным патрубком, причем изменение вращения поворотного узла датчика ТЧ происходит при изменении условий движения потока отработавших газов.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что узел датчика ТЧ содержит цилиндрический корпус, имеющий возможность вращения вокруг центральной оси цилиндрического корпуса за счет подшипника для увеличения количества накопленных твердых частиц на элементе датчика ТЧ, закрепленного внутри цилиндрического корпуса, причем центральная ось перпендикулярна к направлению движения потока отработавших газов через выпускной патрубок.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что поток отработавших газов через выпускной патрубок движется в первом направлении, и причем поворот узла датчика ТЧ для увеличения количества накопленных твердых частиц содержит поворот узла датчика ТЧ для направления отработавших газов внутрь узла датчика ТЧ во втором направлении, противоположном первому направлению, причем отработавшие газы направляют внутрь узла датчика ТЧ через набор отверстий, сформированных на направляющих пластинах, установленных на цилиндрическом корпусе узла датчика ТЧ.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что направляющие пластины содержат пару пластин, установленных вдоль одной стороны цилиндрического корпуса узла датчика ТЧ таким образом, что между парой пластин сформирован зазор.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что отработавшие газы сначала направляют в зазор через набор отверстий, затем из зазора в цилиндрический корпус через отверстие, сформированное на одной стороне цилиндрического корпуса, причем отверстие является смежным с зазором.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что отработавшие газы направляют из отверстия к элементу датчика, причем элемент датчика подвешен в верхней части цилиндрического корпуса, и причем ТЧ из отработавших газов накапливают на электродах, сформированных на первой поверхности элемента датчика для генерации сигнала узла датчика ТЧ, причем первая поверхность расположена ближе к отверстию цилиндрического корпуса.
7. Способ по п. 2, отличающийся тем, что отработавшие газы направляют из узла датчика ТЧ через выходное отверстие, сформированное в нижней части цилиндрического корпуса.
8. Способ по п. 2, отличающийся тем, что поворот содержит вращение посредством привода, в качестве реакции на измеренные условия движения потока отработавших газов.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что измеренные условия движения потока отработавших газов содержат одно или более из следующего: количество накопленной сажи, расход отработавших газов и температура потока отработавших газов в выпускной системе.
10. Датчик твердых частиц (ТЧ), содержащий:
защитную трубку, содержащую элемент датчика;
пару пластин, имеющих отверстия, причем пара пластин соединена с одной стороной защитной трубки, а пластины отделены друг от друга зазором;
вход для потока, сформированный на одной стороне защитной трубки, причем вход для потока является смежным с зазором и расположен между парой пластин, причем элемент датчика обращен ко входу для потока;
крышку датчика и уплотнительное кольцо, соединяющее защитную трубку с выхлопной трубой; и
подшипник, расположенный между внутренней поверхностью крышки датчика и наружной поверхностью уплотнительного кольца, прикрепляющий датчик ТЧ к выхлопной трубе с возможностью поворота.
11. Датчик ТЧ по п. 10, отличающийся тем, что подшипник выполнен с возможностью обеспечения поворота датчика ТЧ вокруг центральной оси датчика ТЧ, причем центральная ось перпендикулярна к направлению движения потока отработавших газов внутри выхлопной трубы.
12. Датчик ТЧ по п. 10, отличающийся тем, что пластины в паре пластин параллельны друг другу и дополнительно параллельны направлению движения потока отработавших газов внутри выхлопной трубы.
13. Датчик ТЧ по п. 10, отличающийся тем, что отверстия в паре пластин выполнены с возможностью пропускать отработавшие газы из выхлопной трубы, направлять пропущенные отработавшие газы в зазор в перпендикулярном направлении к направлению движения отработавших газов внутри выхлопной трубы, и затем направлять отработавшие газы, находящиеся в зазоре, к элементу датчика через вход для потока, сформированный на защитной трубке, причем вход для потока выполнен с возможностью направлять отработавшие газы из зазора к элементу датчика в направлении, противоположном направлению движения потока отработавших газов внутри выхлопной трубы.
14. Датчик ТЧ по п. 11, дополнительно содержащий мотор и контроллер с машиночитаемыми инструкциями, хранимыми в долговременной памяти, для следующего:
приведение в действие мотора, для поворота датчика ТЧ таким образом, чтобы вход для потока был расположен на нижней по потоку стороне датчика ТЧ, с целью направить отработавшие газы в датчик ТЧ через вход для потока в направлении, противоположном направлению движения потока отработавших газов внутри выхлопной трубы.
15. Датчик ТЧ по п. 14, отличающийся тем, что контроллер содержит дополнительные команды для следующего:
приложение первого напряжения к паре электродов, сформированных на первой поверхности элемента датчика, для накопления ТЧ отработавших газов на паре электродов;
оценка количества отложений на элементе датчика, на основе значения тока, создаваемого в элементе датчика; и
в качестве реакции на количество отложений, превышающее пороговое количество отложений,
приложение второго напряжения к нагревательному элементу, сформированному на второй, противоположной, поверхности элемента датчика, для регенерации датчика.
16. Датчик ТЧ по п. 11, отличающийся тем, что выход в нижней части защитной трубки выполнен с возможностью направлять отработавшие газы из датчика ТЧ в выхлопную трубу в перпендикулярном направлении к направлению движения отработавших газов внутри выхлопной трубы.
17. Узел датчика твердых частиц (ТЧ), содержащий:
полую цилиндрическую трубку, прикрепленную с возможностью вращения к выпускному патрубку с использованием шарикоподшипников, и имеющую возможность вращения вокруг центральной оси;
элемент датчика, соосный с центральной осью и соединенный с верхней частью трубки;
вырез только на одной стороне трубки; и
пару параллельных направляющих пластин, соединенных с одной стороной трубки и разделенных зазором, определенным шириной выреза.
18. Узел по п. 17, отличающийся тем, что первая пластина в паре параллельных направляющих пластин соединена с первым краем выреза, а вторая пластина в паре параллельных направляющих пластин соединена со вторым краем выреза, и причем как первая пластина, так и вторая пластина содержат отверстия, выполненные с возможностью направления отработавших газов в зазор, сформированный между парой параллельных направляющих пластин, в перпендикулярном направлении к направлению движения отработавших газов внутри выпускного патрубка, и затем с возможностью направления отработавших газов из зазора к элементу датчика через вырез в направлении, противоположном направлению движения потока отработавших газов внутри выпускного патрубка.
19. Узел по п. 18, дополнительно содержащий мотор и контроллер с машиночитаемыми инструкциями, хранимыми в долговременной памяти, для следующего:
в качестве реакции на изменение направления движения потока отработавших газов от первого направления ко второму направлению,
поворот узла датчика ТЧ, посредством включения мотора, для поворота узла датчика ТЧ на требуемую величину от первого направления ко второму направлению таким образом, чтобы отработавшие газы имели возможность проходить внутрь узла датчика ТЧ в направлении, противоположном второму направлению; и
приложение напряжения к электродам, сформированным на элементе датчика, для накопления ТЧ отработавших газов на электродах, причем отработавшие газы имеют возможность проходить внутрь узла датчика ТЧ перпендикулярно к электродам элемента датчика.
20. Узел по п. 18, дополнительно содержащий выходное отверстие, сформированное в нижней поверхности защитной трубки, причем выходное отверстие выполнено с возможностью направления отработавших газов из узла датчика ТЧ в перпендикулярном направлении к направлению движения отработавших газов внутри выпускного патрубка.