基于Lab VIEW的汽車(chē)排放檢測(cè)探究

劉普

摘要：汽車(chē)尾氣排放的檢測(cè)和研究，一直以來(lái)都是汽車(chē)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題。就目前而言，汽車(chē)尾氣檢測(cè)與分析系統(tǒng)對(duì)排放物的檢測(cè)是比較精確的，但很多情況下，完成檢測(cè)后缺乏數(shù)據(jù)的顯示、對(duì)比、分析的功能，即便是具備該功能，相關(guān)系統(tǒng)在直觀性也會(huì)有所缺失。利用Lab VIEW軟件和NI公司的USB-6008數(shù)據(jù)采集卡，基于Lab VIEW開(kāi)發(fā)汽車(chē)排放檢測(cè)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)尾氣的快速檢測(cè)分析，并有效提升數(shù)據(jù)顯示的直觀性，為尾氣排放數(shù)據(jù)的對(duì)比和后處理分析提供便利。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)排放;Lab VIEW;檢測(cè)探究

我國(guó)汽車(chē)的保有量的迅速增加，不僅便利了人們的生活，也帶來(lái)了日趨嚴(yán)重的汽車(chē)尾氣污染問(wèn)題。在當(dāng)前，汽車(chē)尾氣污染已然成為空氣污染的主要來(lái)源之一，威脅著人類(lèi)身體健康?？刂破?chē)尾氣中污染物的排放量，將綠色環(huán)保發(fā)展理念滲透于汽車(chē)領(lǐng)域，已經(jīng)成為維護(hù)人類(lèi)身體健康、促進(jìn)汽車(chē)領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展的重要條件。因此，本文針對(duì)汽車(chē)排放污染物檢測(cè)設(shè)備價(jià)格昂貴、體積龐大、檢測(cè)結(jié)果不夠直觀問(wèn)題，基于Lab VIEW技術(shù)加強(qiáng)對(duì)汽車(chē)排放檢測(cè)領(lǐng)域的研究。

一、汽車(chē)尾氣檢測(cè)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

基于Lab VIEW所設(shè)計(jì)的汽車(chē)尾氣檢測(cè)系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分構(gòu)成，該系統(tǒng)需要獲取的參數(shù)主要有車(chē)速參數(shù)、空氣流量參數(shù)以及待檢車(chē)輛的環(huán)境參數(shù)，它們所需要的裝置分別為過(guò)車(chē)車(chē)速傳感器、進(jìn)氣流量傳感器以及外置溫度計(jì)裝置。相關(guān)裝置獲取的參數(shù)需要經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路轉(zhuǎn)變之后，通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡輸入計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)采用直接取樣法進(jìn)行廢氣采集，即在汽車(chē)排氣管上直接采樣，然后將樣品輸送到廢氣分析儀進(jìn)行成分分析，再經(jīng)由RS232數(shù)據(jù)接口將結(jié)果輸入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)裝有Lab VIEW軟件程序，該程序?qū)邮盏降臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析處理得到廢氣成分?jǐn)?shù)據(jù)，再將其與國(guó)家相關(guān)法規(guī)的規(guī)定值進(jìn)行對(duì)比得到排放是否超標(biāo)的結(jié)論，結(jié)論同步顯示于電腦屏幕上。利用Lab VIEW軟件豐富的內(nèi)置函數(shù)庫(kù)，可以實(shí)現(xiàn)十分直觀地進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示與對(duì)比分析。

（一）汽車(chē)尾氣檢測(cè)系統(tǒng)的硬件選擇

該系統(tǒng)的硬件組成主要包括，數(shù)據(jù)調(diào)理電路、廢氣分析儀Ⅰ套、USB6008數(shù)據(jù)采集卡1塊、電腦1臺(tái)、試驗(yàn)用發(fā)動(dòng)機(jī)1臺(tái)。系統(tǒng)中應(yīng)用的Lab VIEW軟件對(duì)系統(tǒng)配置要求不高，普通筆記本電腦即可滿(mǎn)足使用需求。系統(tǒng)中裝有美國(guó)NI公司的USB6008數(shù)據(jù)采集卡，它在該公司屬于數(shù)據(jù)采集卡系列中的低端產(chǎn)品。該USB6008數(shù)據(jù)采集卡可提供12個(gè)數(shù)字輸入/輸出通道、2個(gè)模擬輸出通道、8個(gè)模擬輸入通道，完全可以達(dá)到本系統(tǒng)的使用要求。廢氣分析儀采取AVL AMA i60型，NOx采用化學(xué)發(fā)光法檢測(cè)，HC采用氫火焰離子化法檢測(cè)，CO采用不分光紅外線法檢測(cè)。系統(tǒng)采用全自動(dòng)測(cè)量，該測(cè)量裝置可提供多種測(cè)量模式，可以外接PC鍵盤(pán)實(shí)時(shí)自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)校準(zhǔn)，且速度較快。系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的R232通信接口，具備PCMCIA升級(jí)接口，可根據(jù)需求升級(jí)為符合歐Ⅲ、歐Ⅳ及OBD的接口，酒精、液化氣、天然氣、汽油等多種燃料均在該系統(tǒng)的測(cè)量范圍之內(nèi)。

（二）汽車(chē)尾氣檢測(cè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)線束檢測(cè)臺(tái)的基本要求是：實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通電阻、短路、檢測(cè)短路功能，顯示錯(cuò)誤情況及其位置，具有通用性。在此基礎(chǔ)上，追求高檢測(cè)效率、清晰的界面以及便捷的操作。

為了清楚的體現(xiàn)進(jìn)氣溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度之間的關(guān)系，技術(shù)人員需要在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)將上述3個(gè)數(shù)據(jù)通過(guò)三個(gè)虛擬儀表顯示出來(lái)，虛擬儀量程分別為進(jìn)氣溫度0～50℃、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速0～7000 r/min、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度0～100%。3個(gè)波形圖窗口分別顯示碳化氫、一氧化碳﹑氮氧化合物的排放量，最下方設(shè)置3個(gè)超標(biāo)指示燈，如果系統(tǒng)測(cè)得排放物高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)值，就會(huì)點(diǎn)亮相應(yīng)指示燈。

Lab VIEW采用圖形化的程序語(yǔ)言——G語(yǔ)言，這種語(yǔ)言的特點(diǎn)是，以流程圖取代程序代碼，避免了大量的程序代碼編寫(xiě)。Lab VIEW自帶數(shù)據(jù)采集模塊，可滿(mǎn)足線束導(dǎo)通檢測(cè)儀的信號(hào)采集、接收需求，其采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)MATLAB節(jié)點(diǎn)發(fā)送給MATLAB，MATLAB帶有矩陣運(yùn)算功能，可完成檢測(cè)結(jié)果的判斷，并將數(shù)據(jù)返回，Lab VIEW的顯示模塊可對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行顯示。

二、結(jié)語(yǔ)

隨著綠色環(huán)保理念的提出與落實(shí)，汽車(chē)尾氣排放檢測(cè)功能已經(jīng)成為發(fā)動(dòng)機(jī)性能優(yōu)劣重要判斷標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)尾氣排放裝置所能測(cè)量的數(shù)據(jù)種類(lèi)比較單一，而且難以實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量結(jié)果與國(guó)家規(guī)定的對(duì)比分析，排放趨勢(shì)的觀察較為困難。通過(guò)普通筆記本電腦，安裝Lab VIEW軟件，借助其種類(lèi)繁多的函數(shù)形成界面、強(qiáng)大圖形化功能，可以十分便捷地對(duì)汽車(chē)尾氣進(jìn)行排放測(cè)量，測(cè)量結(jié)果可形成相關(guān)曲線，以便使用主體進(jìn)行對(duì)比分析，這使得汽車(chē)尾氣排放系統(tǒng)的后處理能力得到有效提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]方毅然，李志斌.基于Lab VIEW的汽車(chē)排放檢測(cè)系統(tǒng)通訊測(cè)試軟件設(shè)計(jì)[J].儀表技術(shù)與傳感器，2017（06）：78-82.

[2]劉建宇，李柱，王德智，呂德剛，齊曉杰，解偉明.基于Lab VIEW的汽車(chē)排放檢測(cè)方法研究[J].商丘師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2017，33（03）：26-28.