【摘 要】
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我国的汽车运输行业近年来发展迅猛,机动车的燃油消耗对国家的能源战略造成了一定的影响,因此,国家对日益严重的能耗问题愈加重视。2020年9月22日,中国国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上郑重宣示:中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。根据相关国标要求,汽车综合性能检测机构都需配备碳平衡法油耗仪,并同
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我国的汽车运输行业近年来发展迅猛,机动车的燃油消耗对国家的能源战略造成了一定的影响,因此,国家对日益严重的能耗问题愈加重视。2020年9月22日,中国国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上郑重宣示:中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。根据相关国标要求,汽车综合性能检测机构都需配备碳平衡法油耗仪,并同时启动对货运车辆耗油量是否达标的年度检测。为实现对碳平衡油耗仪的全参数校准,设计研发了采用油气转换法的碳平衡油耗仪校准装置,克服了过去质量法和二氧化碳喷射法校准的弊端,具有较好的计量准确性。本文通过对碳平衡油耗仪工作原理进行研究,结合实际工作情况,确定了碳平衡油耗仪校准装置的总体设计方案。依据碳质量守恒定律,创新发明油气转换装置,以燃烧燃油方式将燃油转换为含有相同质量碳的气体,碳平衡油耗仪通过测量含碳气体计算出油耗值,将油气转换装置消耗的燃油容量与碳平衡油耗仪测得的油耗值进行比较,求得示值误差;校准装置通过变换负载大小的方式消耗不同数量的燃油,实现不同工作状态下的模拟油耗量,来模拟被校油耗仪实际工作时的状态,满足被校准设备不同测量量程的溯源要求,在此基础上完成了碳平衡油耗仪校准装置测量控制系统的开发,可实现校准流程控制,数据实时采集,直接打印校准结果报表等功能。本文从碳平衡油耗仪校准装置的设计方案、硬件系统设计、测控系统设计、装置不确定度分析、装置测试结果验证五个方面分层次进行研究,主要研究内容有以下几个方面:1.本文以碳质量守恒定律为基本原理,设计以油气转换装置为基础的碳平衡油耗仪校准装置,校准能力可覆盖市面上常见的碳平衡油耗仪。装置流量测量范围:（10～30）m~3/min,MPE:±0.5%;浓度测量范围:CO（0.04～0.8）%、C3H8（50～800）×10-6、CO2（0.4～3.2）%,测量不确定度Urel=1%,k=2;燃油消耗量测量不确定度:Urel=1.0%,k=2。2.为保证质量流量计和碳平衡油耗仪测量时间同步,设计采用C#语言环境编制了采集、控制软件,集成度高,可实时显示采集校准数据,清晰的人机交互界面可以直观读取实时数据和历史数据。3.装置研制成功后与经非碳平衡法校准的多品牌多批次设备进行比对验证,结果满足使用要求。
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