本發(fā)明涉及氮氧傳感器領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種氮氧傳感器及其老化自修正方法。

背景技術(shù)：

1、氮氧化物(nox)作為柴油機(jī)排放的主要污染物之一，對環(huán)境和人類健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。隨著全球環(huán)保意識的增強(qiáng)和排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，準(zhǔn)確、實時地監(jiān)測柴油機(jī)尾氣中的氮氧化物濃度變得尤為重要。這不僅有助于評估柴油機(jī)的排放性能，還能為后續(xù)的尾氣凈化處理提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。尾氣的流速、溫度、濃度、壓力都有可能影響氮氧傳感器的測量精度，為了保證氮氧傳感器時刻保持在最佳工作條件。

2、但是，氮氧傳感器存在磨損、積碳等老化問題，各個零件的老化情況往往不同，會對氮氧傳感器的測量精度產(chǎn)生影響。當(dāng)前減小氮氧傳感器老化誤差的主要方法包括定期檢查與維護(hù)、使用優(yōu)質(zhì)燃油與避免不良駕駛習(xí)慣、傳感器老化診斷與更換以及優(yōu)化傳感器工作環(huán)境等。但是這些方法往往治標(biāo)不治本，只能減小誤差，精度和穩(wěn)定性提升也比較有限。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種氮氧傳感器及其老化自修正方法，解決了現(xiàn)有氮氧傳感器老化導(dǎo)致氮氧傳感器的測量精度異常的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明所述的一種氮氧傳感器，它包括殼體、吸氣泵和限流管道，所述殼體的進(jìn)氣口通過限流管道與吸氣泵連接，所述吸氣泵與尾氣出氣口連接，所述殼體中開設(shè)有第一腔室和第二腔室，所述限流管道、吸氣泵、第一腔室和第二腔室均連通。

3、作進(jìn)一步的改進(jìn)，所述第一腔室中安裝有第一氣泵，所述第一腔室中安裝有第一電極，所述第一腔室通過第一擴(kuò)散通道與殼體的進(jìn)氣口連接，所述第一腔室和殼體的進(jìn)氣口連通。

4、進(jìn)一步的，所述第二腔室中安裝有第二氣泵，所述第二腔室中安裝有第二電極和第三電極，所述第二腔室通過第二擴(kuò)散通道與第一腔室連接，所述第一腔室和第二腔室連通。

5、更進(jìn)一步的，所述殼體中安裝有公共電極和參考電極，所述吸氣泵的泵嘴后部設(shè)有nh3吸收膜和多層分離膜。

6、更進(jìn)一步的，所述限流管道中安裝有調(diào)壓器和一次加熱裝置，所述殼體的內(nèi)部安裝有二次加熱裝置。

7、一種氮氧傳感器的老化自修正方法，該方法包括，構(gòu)建老化補(bǔ)償模型，通過所述老化補(bǔ)償模型對如權(quán)利要求1-5任一項所述的氮氧傳感器的輸出信號進(jìn)行老化訓(xùn)練，以獲取用于表征性能衰減的最優(yōu)權(quán)值β，當(dāng)所述最優(yōu)權(quán)值β等于預(yù)設(shè)的老化標(biāo)準(zhǔn)值時，則進(jìn)行報警并對所述氮氧傳感器進(jìn)行更換；

8、當(dāng)所述最優(yōu)權(quán)值β不等于預(yù)設(shè)的老化標(biāo)準(zhǔn)值時，對所述氮氧傳感器的檢測精度進(jìn)行修正。

9、作進(jìn)一步的改進(jìn)，獲取所述最優(yōu)權(quán)值β的表達(dá)式為：

10、

11、其中，β為最優(yōu)權(quán)值，n為大于1的自然數(shù)，h為隱藏層輸出矩陣，l為隱藏層節(jié)點(diǎn)數(shù)目，y為實際輸出矩陣，i代表的是n×n的單位矩陣，λ為正則化參數(shù)。

12、進(jìn)一步的，所述隱藏層輸出矩陣h的表達(dá)式為：

13、

14、其中，h(xi)＝[h(α1，b1，xi)，…，h(αs,bs，xi)，...,h(αl，bl,xi)]為激活函數(shù)，l為隱藏層節(jié)點(diǎn)數(shù)目，β＝[β1...，βs，...，βl]t為隱藏層和輸出層的權(quán)值；αs＝[αs1，...，αsm]t為連接輸入層和隱藏層的權(quán)值，bs為連接輸入層和隱藏層的閾值，x為輸入的傳感器電壓值。。

15、更進(jìn)一步的，獲取所述激活函數(shù)h(xi)的表達(dá)式為：

16、

17、其中，h(xi)＝[h(α1，b1，xi)，...，h(αs，bs，xi)，...，h(αl，bl，xi)]為激活函數(shù)，l為隱藏層節(jié)點(diǎn)數(shù)目，β＝[β1，..，βs，...，βl]t為隱藏層和輸出層的權(quán)值；αs＝[αs1，...，αsm]t為連接輸入層和隱藏層的權(quán)值，bs為連接輸入層和隱藏層的閾值，x為輸入的傳感器電壓值。

18、更進(jìn)一步的，對所述氮氧傳感器的檢測精度進(jìn)行修正的方法為，在所述氮氧傳感器的進(jìn)氣口設(shè)置一個參考?xì)怏w源，獲取所述參考?xì)怏w源中混合氮氧化物濃度和氮氧傳感器的測量混合氮氧化物濃度，將所述混合氮氧化物濃度和氮氧傳感器的測量混合氮氧化物濃度作差獲得氮氧化物濃度差值，根據(jù)所述氮氧化物濃度差值對氮氧傳感器的測量精度進(jìn)行一次修正；

19、當(dāng)所述氮氧化物濃度差值不等于預(yù)設(shè)的氮氧化物濃度差標(biāo)準(zhǔn)值時，將所述氮氧化物濃度差值和氮氧化物濃度差標(biāo)準(zhǔn)值作差獲得氮氧化物濃度修正值，根據(jù)所述氮氧化物濃度修正值對氮氧傳感器的測量精度進(jìn)行二次修正。

20、有益效果

21、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

22、1.本發(fā)明設(shè)置一種氮氧傳感器，該氮氧傳感器包括殼體、吸氣泵和限流管道，殼體的進(jìn)氣口通過限流管道與吸氣泵連接，吸氣泵與尾氣出氣口連接，殼體中開設(shè)有第一腔室和第二腔室，所述限流管道、吸氣泵、第一腔室和第二腔室均連通，該氮氧傳感器摒棄了傳統(tǒng)擴(kuò)散式吸氣方法，采用吸氣泵主動吸入尾氣，相較于擴(kuò)散法，主動吸入式更加迅速、快捷，且吸入尾氣可通過傳感器前端的限流管道控制尾氣流速、溫度和背壓，從而使氮氧傳感器在最佳工作環(huán)境工作，從而實現(xiàn)了對柴油機(jī)尾氣中氮氧化物濃度的準(zhǔn)確、快速檢測。

23、2.本發(fā)明設(shè)置一種氮氧傳感器的老化自修正方法，該方法包括，構(gòu)建老化補(bǔ)償模型，通過老化補(bǔ)償模型對氮氧傳感器的輸出信號進(jìn)行老化訓(xùn)練，以獲取用于表征性能衰減的最優(yōu)權(quán)值β，當(dāng)最優(yōu)權(quán)值β等于預(yù)設(shè)的老化標(biāo)準(zhǔn)值時，則進(jìn)行報警并對氮氧傳感器進(jìn)行更換；當(dāng)最優(yōu)權(quán)值β不等于預(yù)設(shè)的老化標(biāo)準(zhǔn)值時，對所述氮氧傳感器的檢測精度進(jìn)行修正，從而確保氮氧傳感器最佳工作狀態(tài)，提高氮氧傳感器的工作精度和響應(yīng)速度。

技術(shù)特征：

1.一種氮氧傳感器，其特征在于，它包括殼體(1)、吸氣泵(2)和限流管道(3)，所述殼體(1)的進(jìn)氣口通過限流管道(3)與吸氣泵(2)連接，所述吸氣泵(2)與尾氣出氣口連接，所述殼體(1)中開設(shè)有第一腔室(4)和第二腔室(5)，所述限流管道(3)、吸氣泵(2)、第一腔室(4)和第二腔室(5)均連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮氧傳感器，其特征在于，所述第一腔室(4)中安裝有第一氣泵，所述第一腔室(4)中安裝有第一電極(6)，所述第一腔室(4)通過第一擴(kuò)散通道(7)與殼體(1)的進(jìn)氣口連接，所述第一腔室(4)和殼體(1)的進(jìn)氣口連通。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氮氧傳感器，其特征在于，所述第二腔室(5)中安裝有第二氣泵，所述第二腔室(5)中安裝有第二電極(8)和第三電極(9)，所述第二腔室(5)通過第二擴(kuò)散通道(10)與第一腔室(4)連接，所述第一腔室(4)和第二腔室(5)連通。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮氧傳感器，其特征在于，所述殼體(1)中安裝有公共電極(11)和參考電極(12)，所述吸氣泵(2)的泵嘴后部設(shè)有nh3吸收膜和多層分離膜。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮氧傳感器，其特征在于，所述限流管道(3)中安裝有調(diào)壓器和一次加熱裝置，所述殼體(1)的內(nèi)部安裝有二次加熱裝置(13)。

6.一種氮氧傳感器的老化自修正方法，其特征在于，該方法包括，構(gòu)建老化補(bǔ)償模型，通過所述老化補(bǔ)償模型對如權(quán)利要求1-5任一項所述的氮氧傳感器的輸出信號進(jìn)行老化訓(xùn)練，以獲取用于表征性能衰減的最優(yōu)權(quán)值β，當(dāng)所述最優(yōu)權(quán)值β等于預(yù)設(shè)的老化標(biāo)準(zhǔn)值時，則進(jìn)行報警并對所述氮氧傳感器進(jìn)行更換；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種氮氧傳感器的老化自修正方法，其特征在于，獲取所述最優(yōu)權(quán)值β的表達(dá)式為：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種氮氧傳感器的老化自修正方法，其特征在于，所述隱藏層輸出矩陣h的表達(dá)式為：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種氮氧傳感器的老化自修正方法，其特征在于，獲取所述激活函數(shù)h(xi)的表達(dá)式為：

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種氮氧傳感器的老化自修正方法，其特征在于，對所述氮氧傳感器的檢測精度進(jìn)行修正的方法為，在所述氮氧傳感器的進(jìn)氣口設(shè)置一個參考?xì)怏w源，獲取所述參考?xì)怏w源中混合氮氧化物濃度和氮氧傳感器的測量混合氮氧化物濃度，將所述混合氮氧化物濃度和氮氧傳感器的測量混合氮氧化物濃度作差獲得氮氧化物濃度差值，根據(jù)所述氮氧化物濃度差值對氮氧傳感器的測量精度進(jìn)行一次修正；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種氮氧傳感器，涉及氮氧傳感器領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有氮氧傳感器老化導(dǎo)致氮氧傳感器的測量精度異常的技術(shù)問題。它包括殼體、吸氣泵和限流管道，所述殼體的進(jìn)氣口通過限流管道與吸氣泵連接，所述吸氣泵與尾氣出氣口連接，所述殼體中開設(shè)有第一腔室和第二腔室，所述限流管道、吸氣泵、第一腔室和第二腔室均連通。本發(fā)明還公開了一種氮氧傳感器的老化自修正方法。本發(fā)明使氮氧傳感器在最佳工作環(huán)境工作，從而實現(xiàn)了對柴油機(jī)尾氣中氮氧化物濃度的準(zhǔn)確、快速檢測。

技術(shù)研發(fā)人員：梁科,李杭,潘明章,官維,何劍飛,歐潮,陳曉均
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣西大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15