本發明專利技術公開一種汽車空氣質量流量計的校準裝置及校準方法，兩條以上并聯的校準管道串聯在一測量管道上，校準管道上有多個被校準流量計接口，測量管道上有通風設施、標準流量計和/或參比流量計、傳感器、加熱、制冷裝置，計算機的數據采集接口與參比流量計、標準流量計、被校準流量計、傳感器的信號輸出線連接，通訊接口與被校準流量計的數據線連接，控制接口與各設備連接，計算機內部存有轉換函數的校正算法。通過對標準流量計和/或參比流量計獲得的目標數據和實際測量數據的比較，由計算機校準轉換函數并再次存儲到被校準流量計的存儲空間中，作為以后的標準。本發明專利技術可以在不改變硬件結構的基礎上，校正流量計的轉換函數，比較適用于規模生產。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及。
技術介紹
熱式氣體質量流量的測量是利用熱交換原理來測量空氣流量。汽車用空氣質量流量計一般采用熱式流量計，安裝在汽車濾清器和節氣門之間的進氣通道上，用來測量吸入發動機中的空氣量，其輸出信號作為汽車發動機燃油電噴系統中控制燃油噴射量的主要參數，決定汽車的基本噴油量和噴油時間。由于空氣質量流量計對整車性能影響很大，直接影響汽車發動機的動力性、經濟性、油耗、尾氣排放指標等總體性能，所以汽車空氣流量計的校準，也成為一項重要的工作。目前已存在的氣體流量標定裝置、檢定裝置，或校驗裝置，其實質都僅僅是通過裝置來檢測出被檢流量計實際輸出與理想輸出的差異，以此來判斷其可用或不可用，但不能糾正這種差異。目前絕大部分汽車空氣質量流量計是基于熱式原理的設計，其傳感原理分為兩大類，恒溫差式和熱分布式。恒溫差式空氣流量計是將熱探頭上的電阻加熱到比氣流溫度高出一個恒定的溫度，當空氣流過熱探頭時，將帶走熱探頭上的熱量，流量越大，帶走的熱量越多，利用測量空氣流動所帶走的熱量來間接測量被測空氣的流量。熱分布式空氣流量計是在發熱電阻的上下游分別安置測溫結構，當空氣流過熱探頭時，熱探頭中發熱元件周圍的溫度分布被改變，流體下游的溫度高于流體上游的溫度，流量越大，流體下游的溫度比上游溫度高出越多，利用測量發熱元件上下游溫差來間接測量流體的流量。不管是恒溫差式流量計還是熱分布式流量計，都是從熱探頭獲得與流量相關的電信號，即空氣流量與輸出電壓的原始關系，然后用硬件(運算放大器)調理或者軟件計算的辦法，將這種原始的電壓輸出特性轉變成流量計所要求的電壓輸出特性，如圖I所示，曲線A為熱探頭輸出電壓特性曲線，曲線B為流量計輸出電壓特性曲線，當兩條曲線取得一致性時，說明流量與電壓輸出取得了最佳耦合關系。在目前的汽車空氣流量計生產方法中，對于某一特定型號的流量計，將熱探頭輸出電壓特性曲線轉換為流量計輸出電壓特性曲線，其轉換函數是固定的。這種生產模式帶來的問題是1.由于固定的轉換函數，當熱探頭生產中出現結構或參數的細微不一致，或熱探頭裝配過程中出現的細微不一致，都可能導致熱探頭輸出電壓特性曲線的變化，按照固定的轉換函數就必然導致流量計電壓輸出特性曲線的變化，導致批量生產中流量計電壓輸出特性的不一致，降低了產品的精度和合格率；2.要保證固定和精確的函數變換關系，當使用硬件(運算放大器)來實現時，必然要求匹配電阻的高度穩定和高精確，因而對于高品質流量計的生產廠家，大量的電阻需要激光調整，提高了生產的成本。3.不同型號的汽車使用不同型號的流量計，不同型號的流量計要求有不同的輸出電壓關系曲線，這將導致在生產過程中要求設計大量的硬件電路來滿足不同型號流量計的需要，使得生產庫存成本增加。上述狀況的結果是少數龍頭企業依仗其經濟實力，采用高起點高成本方式，精確控制生產過程的每個環節，生產高質量的汽車流量傳感器，長期壟斷汽車流量計市場，而大多中小企業由于無法形成足夠的批量而使用低成本的熱探頭，熱探頭電阻精度、外形尺寸精度、生產制造工藝，裝配精密程度等的微小差異都會對熱探頭輸出電壓特征曲線帶來足夠大的影響，而固定函數的轉換方法，當熱探頭輸出電壓特征曲線發生變化時則無能為力，加上電路元器參數的不一致和分散性，這樣生產出來的流量計的精度和一致性是無法保證的，一旦標定發現不符合質量要求的產品，就只能當次品或廢品處理，因而導致大多中小企業生產的流量計品質低下。在標定校驗裝置方面，有人提出了一種簡易的T型管方式的校驗裝置，空氣發生器產生氣流，經T型管后分為兩個支路，一路接標準流量計，另一路接被校驗流量計，假定氣流在兩個支路是平均分配的，對比標準流量計和被檢流量計的輸出電壓，就可得出被檢流量計與標準流量計的差異。又有人認為T型管結構存在精度、重復性等很多問題。同時認為即使串聯結構也不能保證精度，即使在一根管道中，流量計安置位置的不同，由于各種影響因素的作用也會產生誤差，即同一流量計在相同流量下安裝于管道的不同位置，其輸出電壓可能因為各種影響因素而不同。根據這種思想，有人提出在標定前，在標準流量計接口和被檢流量計接口上均插入標準流量計，其中安置在被檢流量計接口上的標準流量計用來測量接口位置的誤差，并將這種誤差存儲在計算機中，在正式標定中用來補償位置誤差。但是該方法無法驗證標準流量計本身的一致性，這種方法假定標準流量計是一致標準的，若在相同流量下，標準流量計的輸出電壓存在差異，那么就認為這種差異是管道位置等因素引起的差異，這種思路存在將標準流量計的誤差傳遞到校驗裝置的風險，在極端情況下可能反而加大標定的誤差。通常這些技術所使用的標準流量計，并不是具有計量傳遞標準的流量計，而是一些優質品牌的普通汽車空氣流量計，因而在這種條件下，這些裝置最多也只能校驗比優質品牌的流量計低精度等級的汽車空氣流量計。上述校驗裝置都存在著如下的共同的問題1.流量標準問題，是否能夠提供一個連續發生并具有確定精度的流量是這個問題的關鍵。2.上述裝置僅僅是檢測手段，通過檢測過程檢驗生產出的汽車空氣流量計是否具有與高質量汽車空氣流量計相同的電壓輸出特性，如前所述，汽車空氣流量計中熱探頭的阻值，幾何尺寸，流量計裝配過程等一系列因素都將影響熱探頭的電壓輸出特性，在大規模生產中很難保證其一致性，按照固定轉換函數的處理方法，必然導致流量計的輸出電壓特征的不一致，這一問題始終沒有解決。特別是在使用品質較差的熱探頭時，這個問題更加嚴重。綜上所述，這些檢測裝置，充其量也都僅僅檢驗流量計是否合格，并不具備校準的功能。
技術實現思路
為了使批量生產中流量計電壓輸出特性一致，提高產品的精度和合格率，本專利技術的目的是提供一種，通過計算機與每個被檢流量計進行通訊，根據實際測量熱探頭的原始流量與輸出電壓的關系，實時調整熱探頭輸出電壓與流量計輸出電壓之間的函數轉換關系，使得各個被檢流量計電壓輸出特性與標準流量計的電壓輸出特性保持一致，即認為各個被檢流量計得到了校準。因此，本專利技術采取的技術方案是一種汽車空氣質量流量計的校準裝置，它由計算機控制，計算機上設置有控制接口、通訊接口、數據采集接口，計算機內部設置有設備控制模塊、數據采集模塊、數據處理模塊、通訊模塊、數據處理模塊中植有流量計轉換函數校正算法，通訊模塊中留有各個被校準流量計接口的訪問地址；有兩條以上并聯的校準管道，并聯后串聯連接在同一測量管道上，所述測量管道有通風設施，測量管道上設置有標準流量計和/或參比流量計，以及溫度、濕度、流量、壓力、風速測量傳感器和加熱、制冷裝置，所述每一條校準管道與測量管道之間各設置有所述電動閥門，所述校準管道上安裝有多個被校準流量計接口，被校準流量計安裝于各接口上；計算機的數據采集接口與參比流量計、標準流量計、被校準流量計、傳感器的信號輸出線連接以進行信號傳送；計算機的通訊接口與被校準流量計的數據線連接，向對應被校準流量計傳輸轉換函數算法，存儲到對應被校準流量計的非易失存儲器中；計算機的控制接口與加熱裝置、制冷裝置、電動閥門、風機設備的控制線連接。進一步地，在每一所述校準管道上，沿管線長度方向布設有2個以上被校準流量計接口。所述校準管道的出風口與測量管道的入風口之間連接風機，風機的出口連接測量管道的入口，風機的入口連接校準管道的出口，在所述風機上連接有調速本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種汽車空氣質量流量計的校準裝置，其特征在于：由計算機控制，計算機上設置有控制接口、通訊接口、數據采集接口，計算機內部設置有設備控制模塊、數據采集模塊、數據處理模塊、通訊模塊、數據處理模塊中植有流量計轉換函數校正算法，通訊模塊中留有各個被校準流量計接口的訪問地址；有兩條以上并聯的校準管道，并聯后串聯連接在同一測量管道上，所述測量管道有通風設施，在測量管道上設置有標準流量計和/或參比流量計，以及溫度、濕度、流量、壓力、風速測量傳感器和加熱、制冷裝置，所述每一條校準管道與測量管道之間各設置有所述電動閥門，所述校準管道上安裝有多個被校準流量計接口，被校準流量計安裝于各接口上；計算機的數據采集接口與參比流量計、標準流量計、被校準流量計、傳感器的信號輸出線連接以進行信號傳送；計算機的通訊接口與被校準流量計的數據線連接，向對應被校準流量計傳輸轉換函數算法，存儲到對應被校準流量計的非易失存儲器中；計算機的控制接口與加熱裝置、制冷裝置、電動閥門、風機設備的控制線連接。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：柳青，
申請(專利權)人：柳青，
類型：發明
國別省市：
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