论微压传感器在DPF上的应用

1、背景介绍

环境的日益恶化使得限制汽车排放尾气的排放标准越来越严格，即由柴油动力机车排放的柴油颗粒必须减少。为了减少柴油颗粒，就必须在柴油动力机车中使用柴油颗粒过滤器(即DPF)系统。DPF系统中包含用于收集柴油颗粒的过滤器，过滤器安装在车辆的排气管中，当过滤器中积累的柴油颗粒超过预定量时，柴油颗粒就燃烧。经过了以上过程就限制了排放到大气中的柴油颗粒。

柴油机微粒过滤器(DPF)是用来从柴油发动机的废气中除去柴油微粒物或油烟而设计的装置。压力传感器用来测量微粒过滤器DPF两端的压力差。典型的差压范围为5到15PSI。

在DPF应用中，不仅需要抵抗特殊颗粒，还需要抵抗顽固的废气和氮氧化物、硫氧化物混合浓缩物。针对上述要求，SMI提供可靠的抵抗这些特殊化学颗粒的SM2120或SM3020裸片系列。

2、工作原理

 

图1 柴油颗粒过滤(DPF)系统

SM2120是一个基于MEMS的压阻式压力传感器裸片，使用医疗等级的贵金属材料作为压阻材料。压力量程范围从5到15PSI，非常合适OEM大量地使用。

对柴油颗粒过滤器进行实时故障诊断的方法，包括如下步骤: 第一步:采集上述DPF入口压力信号和出口压力信号； 第二步:对采集的DPF入口压力信号和出口压力信号进行傅里叶变换，转换到能量谱； 第三步:集成每赫兹的能量值，即对所述能量谱的曲线作平滑处理； 第四步:计算每赫兹所述DPF入口压力信号和出口压力信号频谱能量的比值； 第五步:根据所述比值确定DPF是否存在故障。

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