测量装置、排气系统及车辆

摘要

本发明涉及浓度测量技术领域，具体而言，涉及一种测量装置、排气系统及车辆。该测量装置包括壳体、旋转轴、多条测量管道、传递管道和测量单元，壳体内设有贯通通道，旋转轴可转动地设置在贯通通道内，多条测量管道设置在旋转轴的外周壁上，测量管道具有进气口和出气口，并且多条测量管道的进气口与贯通通道的中心轴线之间的距离不等，出气口与中心轴线之间的间隔距离相同，传递管道沿旋转轴的径向设有收集管，该收集管的一端与传递管道相连通，另一端能够分别与多个出气口相连通。由于旋转轴上测量管道的进气口到贯通通道的中心轴线之间的距离不等，这确保了在旋转轴转动时，可以从不同位置实时采样，大大增强了数据的综合性和准确性。

权利要求

1.一种测量装置，用于测量选择性催化还原排放物的浓度，其特征在于，包括：壳体，所述壳体内设有贯通所述壳体的贯通通道；

旋转轴，所述旋转轴可转动地设置在所述贯通通道内，且所述旋转轴的轴线与所述贯通通道的轴线重合；

多条测量管道，所述多条测量管道沿所述旋转轴的周向排列设置在所述旋转轴的外周壁上，所述测量管道包括进气口和出气口，所述进气口的进气方向平行于所述贯通通道的轴向，且多条所述测量管道的所述进气口与所述贯通通道的中心轴线之间的距离不等，多条所述测量管道的所述出气口与所述中心轴线之间的间隔距离相等；

传递管道，所述传递管道沿所述旋转轴的径向设有收集管，所述收集管的一端与所述传递管道相连通，所述收集管的另一端能够分别与任一所述出气口相连通；

测量单元，所述测量单元与所述传递管道相连通；

输送管道，所述输送管道的一端与所述测量单元相连通，所述输送管道的另一端与所述传递管道相连通；

所述传递管道的一端与所述旋转轴插接配合，所述传递管道的另一端与所述输送管道插接配合；

所述输送管道的外周壁上设有法兰板，所述传递管道的外周壁上设有凸台，所述法兰板和所述凸台之间设有弹力方向平行于所述轴向的弹性部件；

所述旋转轴的内部设有磁力部件，所述磁力部件朝向所述传递管道的端面上设有限位凹槽，所述传递管道朝向所述磁力部件的一端设有限位键；

在所述磁力部件通电状态下，所述限位键收容于所述限位凹槽内，所述旋转轴带动所述传递管道转动，在所述磁力部件断电状态下，所述传递管道和所述旋转轴可以相互独立地移动，所述弹性部件驱使所述限位键与所述限位凹槽分离。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述收集管用于与所述出气口连通的一端设导向部，所述导向部用于对所述出气口导向。

3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述旋转轴上设有多个支架，每个所述测量管道通过一个所述支架连接于所述旋转轴。

4.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，还包括电机，所述旋转轴与所述电机的输出轴传动连接。

5.根据权利要求4所述的测量装置，其特征在于，还包括套筒，所述套筒套设在所述电机的外侧，所述套筒上设有支撑筋，所述支撑筋的一端连接所述套筒，所述支撑筋的另一端连接所述贯通通道的内壁。

6.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述壳体的相反两端设有安装法兰。

7.一种排气系统，其特征在于，包括：

选择性催化还原箱，所述选择性催化还原箱包括气体管路；

如权利要求1‑6任一项所述的测量装置，所述测量装置设置在所述气体管路上，用于测量所述气体管路内选择性催化还原排放物的浓度，所述贯通通道与所述管路相连通。

8.一种车辆，其特征在于，包括：

如权利要求7所述的排气系统；

车载控制系统，所述车载控制系统用于控制所述旋转轴的转动角度。

说明书

测量装置、排气系统及车辆

技术领域

[0001] 本发明涉及浓度测量技术领域，具体而言，涉及一种测量装置、排气系统及车辆。

背景技术

[0002] 随着现代工业化的快速发展，对环境保护的需求也日益加强。柴油机作为广泛应用于各种机械设备中的主要动力来源，其尾气排放问题受到了广泛关注。特别是随着柴油机燃烧技术的进步，虽然燃烧过程更为充分，但伴随着的是排放物中氮氧化合物（NOx）含量的显著增加，这使得柴油机的环保性能面临新的挑战。为了解决上述问题，SCR（选择性催化还原技术）被广泛应用于柴油机的尾气处理。SCR技术主要利用特定的催化剂，使得排放物中的NOx在还原剂（如尿素水溶液）的作用下转化为无害的氮气和水，从而大幅度降低尾气中NOx的含量。

[0003] 然而，为了进一步优化SCR技术，并确保其在各种工况下的高效运行，对SCR箱内排放物的浓度分布进行准确测量显得尤为关键，这是评估SCR箱的结构设计是否合理的重要指标。传统的浓度测量方法，如在SCR箱内设置可移动的传感器，虽然为浓度测量提供了一定的便利，但仍存在明显的局限性。这些传感器在一个给定的时间内只能测量SCR箱内某一特定位置的浓度，无法实现同一截面上多个位置或不同截面上位置的同步测量。这种“点对点”的测量方式，不仅操作复杂，而且由于无法获取全面的浓度分布信息，可能导致对SCR箱的结构设计评估不够准确。

发明内容

[0004] 本发明的目的是至少解决无法在一定时间内单独测量多个位置的浓度的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

[0005] 本发明的第一方面提出了一种测量装置，用于测量SCR排放物的浓度，包括：

[0006] 壳体，所述壳体内设有贯通所述壳体的贯通通道；

[0007] 旋转轴，所述旋转轴可转动地设置在所述贯通通道内；

[0008] 多条测量管道，所述多条测量管道沿所述旋转轴的周向排列设置在所述旋转轴的外周壁上，所述测量管道包括进气口和出气口，所述进气口的进气方向平行于所述贯通通道的轴向，且多条所述测量管道的所述进气口与所述贯通通道的中心轴线之间的距离不等，多条所述测量管道的所述出气口与所述中心轴线之间的间隔距离相等；

[0009] 传递管道，所述传递管道沿所述旋转轴的径向设有收集管，所述收集管的一端与所述传递管道相连通，所述收集管的另一端能够分别与任一所述出气口相连通；

[0010] 测量单元，所述测量单元与所述传递管道相连通。

[0011] 根据本发明的测量装置，多条测量管道设置在旋转轴的外周壁上，旋转轴转动从而可以带动多条测量管道转动，传递管道上设有收集管，测量管道转动后，收集管能够分别和不同测量管道的出气口相连通，这样可以分别采集不同测量管道里的排放物，由于旋转轴上测量管道的进气口与贯通通道的中心轴线之间的距离不等，这确保了在旋转轴转动时，可以从不同位置实时采样，大大增强了数据的综合性和准确性。此外，传递管道与收集管的设计使得从各测量管道收集的排放物样本能够被汇集和传输至测量单元进行分析。这种方式确保了连续性的数据流，并为浓度的准确测量提供了重要的基础。所以，本发明的测量装置能够提供更为精准、全面的经SCR后的排放物浓度数据，有助于更好地评估和优化SCR技术，进一步提高尾气处理的效率。

[0012] 另外，根据本发明的测量装置，还可具有如下附加的技术特征：

[0013] 在本发明的一些实施例中，所述测量装置还包括输送管道，所述输送管道的一端与所述测量单元相连通，所述输送管道的另一端与所述传递管道相连通；

[0014] 所述传递管道的一端与所述旋转轴插接配合，所述传递管道的另一端与所述输送管道插接配合；

[0015] 所述输送管道的外周壁上设有法兰板，所述传递管道的外周壁上设有凸台，所述法兰板和所述凸台之间设有弹力方向平行于所述轴向的弹性部件；

[0016] 所述旋转轴的内部设有磁力部件，所述磁力部件朝向所述传递管道的端面上设有限位凹槽，所述传递管道朝向所述磁力部件的一端设有限位键；

[0017] 在所述磁力部件通电状态下，所述限位键收容于所述限位凹槽内，所述旋转轴带动所述传递管道转动，在所述磁力部件断电状态下，所述弹性部件驱使所述限位键与所述限位凹槽分离。

[0018] 在本发明的一些实施例中，所述旋转轴的轴线与所述贯通通道的轴线重合。

[0019] 在本发明的一些实施例中，所述收集管用于与所述出气口连通的一端设有导向部，所述导向部用于对所述出气口导向。

[0020] 在本发明的一些实施例中，所述旋转轴上设有多个支架，每个所述测量管道通过一个所述支架连接于所述旋转轴。

[0021] 在本发明的一些实施例中，所述测量装置还包括电机，所述旋转轴与所述电机的输出轴传动连接。

[0022] 在本发明的一些实施例中，所述测量装置还包括套筒，所述套筒套设在所述电机的外侧，所述套筒上设有支撑筋，所述支撑筋的一端连接所述套筒，所述支撑筋的另一端连接所述贯通通道的内壁。

[0023] 在本发明的一些实施例中，所述壳体的相反两端设有安装法兰。

[0024] 本发明的第二方面提出了一种排气系统，包括：

[0025] SCR箱，所述SCR箱包括气体管路；

[0026] 如上述的测量装置，所述测量装置设置在所述管路上，用于测量所述气体管路内SCR排放物的浓度，所述贯通通道与所述管路相连通。

[0027] 本发明的第三方面提出了一种车辆，包括：

[0028] 如上述的排气系统；

[0029] ECU（车载控制系统），所述ECU用于控制所述旋转轴的转动角度。

附图说明

[0030] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

[0031] 图1示意性地示出了根据本发明实施方式的测量装置的剖视结构示意图；

[0032] 图2示意性地示出了根据本发明实施方式的壳体的结构示意图；

[0033] 图3示意性地示出了根据本发明实施方式的输送管道的结构示意图；

[0034] 图4示意性地示出了根据本发明实施方式的传递管道的结构示意图；

[0035] 图5示意性地示出了根据本发明实施方式的旋转轴的剖视结构示意图；

[0036] 图6示意性地示出了根据本发明实施方式的旋转轴和磁力部件吸附时的配合关系示意图；

[0037] 图7示意性地示出了根据本发明实施方式的旋转轴和磁力部件断开时的配合关系示意图；

[0038] 图8示意性地示出了根据本发明实施方式的测量装置的半剖视结构示意图；

[0039] 图9为测量方法的流程图。

[0040] 附图标记如下：

[0041] 100、测量装置；

[0042] 10、壳体；11、安装法兰；

[0043] 20、旋转轴；21、磁力部件；211、限位凹槽；22、支架；

[0044] 30、测量管道；

[0045] 40、传递管道；41、收集管；411、导向部；42、凸台；43、限位键；

[0046] 50、测量单元；60、套筒；61、支撑筋；70、输送管道；71、法兰板；

[0047] 80、弹性部件；90、电机；91、输出轴。

具体实施方式

[0048] 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

[0049] 应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

[0050] 尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

[0051] 为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面” 或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向（旋转90度或者在其它方向）并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

[0052] 如图1和图8所示，根据本发明的实施方式，提出了一种测量装置100，包括壳体10、旋转轴20、多条测量管道30、传递管道40和测量单元50，首先，壳体10内是设有贯通壳体10的贯通通道的，旋转轴20可转动地设置在贯通通道内。然后，多条测量管道30沿旋转轴20的周向排列设置在旋转轴20的外周壁上，测量管道30具有进气口和出气口，进气口的进气方向平行于贯通通道的轴向，并且多条测量管道30的进气口与贯通通道的中心轴线之间的距离不等，多条测量管道30的出气口与贯通通道的中心轴线之间的间隔距离相同。另外，传递管道40沿旋转轴20的径向设有收集管41，该收集管41的一端与传递管道40相连通，另一端能够分别与任一个出气口相连通。最后，测量单元50与传递管道40相连通。

[0053] 根据本发明的测量装置100，多条测量管道30设置在旋转轴20的外周壁上，旋转轴20转动从而可以带动多条测量管道30转动，传递管道40上设有收集管41，测量管道30转动后，收集管41能够分别和任一个测量管道30的出气口相连通，这样可以分别采集不同测量管道30里的排放物，由于旋转轴20上测量管道30的进气口与贯通通道的中心轴线之间的距离不等，这确保了在旋转轴20转动时，可以从不同位置实时采样，大大增强了数据的综合性和准确性。此外，传递管道40与收集管41的设计使得从各测量管道30收集的排放物样本能够被汇集和传输至测量单元50进行分析。这种方式确保了连续性的数据流，并为浓度的准确测量提供了重要的基础。所以，本发明的测量装置100能够提供更为精准、全面的经SCR后的排放物浓度数据，有助于更好地评估和优化SCR技术，进一步提高尾气处理的效率。

[0054] 具体的，多条测量管道30沿旋转轴20的周向排列设置在旋转轴20的外周壁上，排列方式可以为间隔设置，也可以为贴合设置，需要根据具体情况选择排列的方式。

[0055] 具体的，如图2所示，壳体10采用耐腐蚀、高强度的不锈钢材料，确保在各种环境下都能保持稳定性。壳体10呈圆柱形，内部光滑，以减少气流阻力。

[0056] 具体的，旋转轴20采用强度高、抗扭性好的金属材料，例如钛合金。安装旋转轴20时使用高精度的轴承，确保旋转轴20在长时间运转中仍能保持平稳。另外，旋转轴20可通过外部电机90驱动，也可以考虑采用无刷电机90来提高效率和降低噪音。

[0057] 具体的，测量管道30沿旋转轴20的外周壁均匀分布，保证从不同方向上的排放物都能被测量到。其进气口可以设计为小口径的形式，有助于提高排放物进入速度并增加测量精度。

[0058] 具体的，传递管道40的两端均可以采用快接接头，快接接头可以直接将传递管道40与测量单元50或旋转轴20连接，便于日常的维护和更换。例如，传递管道40的一端设有插头，测量单元50或旋转轴20与传递管道40相连的一端设有插座，当插头插入插座时，特殊的机械结构将它们紧密地锁住，确保排放物或液体不会泄露。在插头和插座的接触部位配备有密封圈（例如O型圈），这确保了当接头连接时介质不会发生泄露。另外，快接接头配备有一个自锁紧的机制，如弹簧或球形卡榫，当插头完全插入插座时，这些机制会自动锁住，确保连接的稳固。

[0059] 具体的，测量单元50测量原理为采用红外光谱法或化学吸附法，根据SCR后排放物的特性来测定浓度。其输出方式为通过数字化的接口，如RS‑485或USB接口，将测量数据传输到上位机或控制系统（例如ECU）。测量单元50上还配置有校准功能，用户可以定期进行校准，确保测量的准确性。

[0060] 在一些实施方式中，如图3至图7所示，测量装置100还包括输送管道70，输送管道70的一端与测量单元50相连通，另一端与传递管道40相连通。传递管道40的一端与旋转轴
20插接配合，传递管道40的另一端与输送管道70插接配合。输送管道70的外周壁上设有法兰板71，传递管道40的外周壁上设有凸台42，法兰板71和凸台42之间设有弹力方向平行于贯通通道轴向的弹性部件80。旋转轴20的内部设有磁力部件21，磁力部件21朝向传递管道
40的端面上设有限位凹槽211，传递管道40朝向磁力部件21的一端设有限位键43。在磁力部件21通电状态下，限位键43收容于限位凹槽211内，旋转轴20可以带动传递管道40转动，在磁力部件21断电状态下，弹性部件80驱使限位键43与限位凹槽211分离。

[0061] 在上述实施方式中，如图6和图7所示，磁力部件21吸附旋转轴20，将传递管道40上的限位键43收容在磁力部件21的限位凹槽211中，磁力部件21固定在旋转轴20内部，当限位键43收容于限位凹槽211中后，旋转轴20转动带动传递管道40转动，进而使旋转轴20和传递管道40同时转动，此时，收集管41一直对应一个测量管道30的出气口。

[0062] 具体来说，本实施方式采用磁力部件21来实现旋转轴20与传递管道40的同步转动。这种设计的核心是利用磁力部件21在旋转轴20内部进行固定，以及利用限位键43与限位凹槽211的配合。当磁力部件21吸附旋转轴20时，限位键43便被稳固地固定在磁力部件21的限位凹槽211中。这样，旋转轴20的任何转动都会被直接传递到传递管道40，使其随之转动。此设计确保旋转轴20和传递管道40能够同步且精确地转动。这同步的转动机制意味着，无论旋转轴20如何转动，收集管41始终与一个测量管道30的出气口对齐，从而能够连续且准确地收集来自该出气口的排放物。更重要的是，由于收集管41始终对准一个测量管道30的出气口，这使得测量装置100能够在同一径向上对不同的周向点位进行测量，从而获取更为全面和细致的排放物数据。此外，通过磁力部件21的吸附和释放机制，用户可以方便地控制旋转轴20和传递管道40的转动或固定。当需要改变测量位置时，只需更改磁力部件21的状态即可，使得操作变得简单且高效。同时，由于磁力连接的特性，整个系统的机械磨损大大减少，从而延长了测量装置100的使用寿命。综合来看，本实施方式的设计不仅增强了测量装置100的准确性和灵活性，而且通过磁力部件21的引入，提高了操作的便捷性和系统的耐用性。

[0063] 具体的，如图5所示，磁力部件21为电磁铁，电磁铁被固定在旋转轴20的内部，通常靠近旋转轴20的一端。当通电时，磁力部件21产生磁场，使得传递管道40的一端与旋转轴20的内部紧密吸附。电磁铁需要与外部电源系统连接，以供给其工作所需的电力。控制系统可以为一个简单的开关，用于控制电磁铁的通电与断电，或者更高级的微控制器，用于精确控制电流强度、通电时间和断电时间。另外，可以设置传感器来监测传递管道40的位置，从而为控制系统提供反馈，确保电磁铁的磁场强度和持续时间都能满足转动的需求。磁力部件21的工作原理为：当需要改变测量位置时，控制系统会给电磁铁供电，使其产生磁场。由于磁场的作用，传递管道40上的限位键43会被吸附到旋转轴20上的限位凹槽211中。旋转轴20转动时，由于电磁铁产生的磁吸力，传递管道40会与旋转轴20同步转动。当测量位置达到预定位置时，控制系统会断开电源，使电磁铁失去磁力，此时传递管道40和旋转轴20可以相互独立地移动。

[0064] 具体的，输送管道70靠近传递管道40的一端设有法兰板71，传递管道40靠近输送管道70的外周壁设有凸台42，法兰板71和凸台42之间连接一个弹性部件80，弹性部件80可以使输送管道70和传递管道40在轴向方向移动并复位。首先，法兰板71通常采用圆形，其周边有均匀分布的多个通孔，用于与凸台42固定。凸台42通常呈环形，中间设有通孔，与法兰板71的通孔相匹配。一个导向柱穿过两个通孔，该导向柱可以在两个通孔内滑动，导向柱的两端设有防脱块，防止导向柱从两个通孔内脱落，导向柱上套设有弹性部件80，具体可以为弹簧，当磁性部件吸附传递管道40时，弹簧会受到压缩或拉伸的力，当磁性部件不吸附传递管道40时，弹簧将恢复到原始状态，推动传递管道40复位或向前移动。

[0065] 在一些实施方式中，旋转轴20的轴线与贯通通道的轴线重合，为了确保旋转轴20的轴线与贯通通道的轴线完美重合，可以采用精密制造的轴承系统。这样的轴承系统能够确保旋转轴20在旋转过程中始终保持与贯通通道的轴线一致。另外，在贯通通道的内部设有传感器，这些传感器能够实时监测旋转轴20的位置，并与预设的位置进行对比。一旦测量到微小的偏差，自动校准系统会立即调整，确保旋转轴20重新与贯通通道的轴线重合。由于旋转轴20的轴线与贯通通道的轴线完美对齐，测量结果会更为精确。这种对齐确保了排放物样本从各个测量管道30流入收集管41时的一致性和连续性。

[0066] 在一些实施方式中，如图4所示，收集管41能够与出气口连通的一端设有导向部411，这个导向部411用于对出气口进行导向。导向部411呈逐渐扩大的锥形结构，使得从出气口排放的排放物能够更顺畅地进入收集管41。这种结构可以减少排放物流动的阻力，确保收集到的排放物更为准确。同时，导向部411的部分为斜面，该斜面有助于引导测量管道
30的出气口逐渐与收集管41对接，减少对接过程中的冲撞和卡住的可能性。或者，导向部
411的边缘可以使用弹性材料制成（如橡胶），当出气口与导向部411接触时，这种弹性边缘可以提供缓冲，减少硬性碰撞，确保对接过程平滑进行。另外，在导向部411的内部，可以设置一个微孔过滤屏，用于过滤大颗粒物质或杂质，确保收集的排放物样本的纯净。

[0067] 具体的，收集管41靠近导向部411的内壁上可以设置螺旋状的导向槽，使得排放物在进入时产生螺旋式的流动，提高了排放物与管道内壁的接触，有助于排放物的均匀分布和采集。

[0068] 具体的，为了确保排放物不会在接口处泄露，导向部411与出气口之间可以设置一个弹性密封圈。当收集管41与出气口对接时，这个密封圈可以起到密封作用，确保排放物只从出气口流入收集管41。

[0069] 在一些实施方式中，如图5所示，旋转轴20上设有多个支架22，每个测量管道30通过一个支架22连接于旋转轴20。支架22采用U型或L型设计，为测量管道30提供充足的底部和侧面支撑，确保管道在旋转时稳固不动。支架22可以焊接在旋转轴20上，也可以可拆卸的方式连接旋转轴20，例如，在旋转轴20上设有凹槽，在支架22上设有对应的凸出块，两者嵌合，形成稳固的机械连接。通过支架22的稳固支撑，测量管道30在旋转过程中保持稳定，确保测量数据的准确性。

[0070] 在一些实施方式中，如图8所示，旋转轴20可转动的方式是因为有电机90，旋转轴20与电机90的输出轴91传动连接。本实施方式选用步进电机90，由于步进电机90可以实现精确的旋转角度控制，适用于需要固定角度旋转的应用。其次，使用机械联轴器将电机90的输出轴91和测量装置100的旋转轴20直接连接，确保平稳传输且减少误差。在需要增加扭矩或调整转速比的场合，可以考虑使用齿轮箱或齿轮组，使电机90的输出轴91与旋转轴20通过齿轮传动连接。

[0071] 具体的，电机90控制使用微处理器或PLC进行电机90的控制，可以精确地设置旋转角度、速度和加速度。结合旋转编码器，可以实时获取旋转轴20的位置信息，以实现闭环控制，提高系统的精度。

[0072] 可以理解的是，控制电机90的固定旋转角度需要一个综合的系统，包括一个微控制器、位置传感器、驱动器以及与电机90的接口。微控制器是整个控制系统的“大脑”，负责读取传感器的数据、处理这些数据并驱动电机90到指定的位置。位置传感器通常是一个旋转编码器，它可以是增量式或绝对式。其中，增量式编码器每次旋转都会输出一定数量的脉冲，微控制器通过计算这些脉冲来确定电机90已经旋转的角度。绝对式编码器直接输出当前的角度值，不需要从一个参考点开始计算。电机90驱动器根据微控制器的指令来为电机90提供电力。这通常是通过PWM（脉冲宽度调制）信号来实现，PWM信号的占空比决定了电机
90的转速和方向。控制策略为当系统启动时，如果使用的是增量式编码器，电机90需要移动到一个已知的参考点（例如零点）以进行校准。微控制器会读取位置传感器的数据，并与目标位置进行比较。如果电机90的当前位置不是目标位置，微控制器会向电机90驱动器发送指令，使电机90旋转到目标位置。通过PID（比例‑积分‑微分）控制算法，可以确保电机90快速且准确地到达目标位置，同时避免过冲和振荡。电机90驱动的实施方式为测量装置100提供了精确、稳定的旋转驱动，确保了测量的准确性和设备的可靠性。

[0073] 具体的，如图8所示，电机90外部还套设有一个套筒60，套筒60上设置有支撑筋61，支撑筋61的一端连接套筒60，另一端连接贯通通道的内壁。套筒60应由高强度的材料制成，例如不锈钢或铝合金，以确保其在各种工况下都能够有效地保护电机90并提供足够的结构稳定性。套筒60的内径应略大于电机90的外径，以确保电机90可以顺利地放入并从套筒60中取出，同时也为电机90提供足够的散热空间。套筒60的外壁上可以设有散热翅片，以提高散热效率。支撑筋61可以采用弯曲或直线设计，这取决于其与贯通通道内壁的连接方式以及需要提供的机械强度。支撑筋61的材料应具有良好的抗拉强度和抗压强度，如碳钢或铝合金。支撑筋61的连接部位可以通过螺栓、焊接或其他适当的固定方式与套筒60和贯通通道的内壁连接。通过使用套筒60和支撑筋61，可以确保电机90在工作过程中的稳定性，并减少由于振动或外部冲击导致的电机90损坏的风险。

[0074] 在另一些实施方式中，旋转轴20也可以采用气动旋转缸来转动。气动旋转缸利用压缩空气对活塞施加力，通过曲柄连杆机构将直线运动转化为旋转运动。

[0075] 具体的，气动旋转缸需要配合控制阀、位置反馈系统、压缩空气源和控制系统配合。其中，为了控制旋转轴20的方向和速度，我们需要使用定向控制阀。通过快速切换压缩空气的流向，可以控制执行器的旋转方向。通过调节气流量，可以控制旋转的速度。为了保证气动驱动系统的精度，需要一个位置反馈系统来测量旋转轴20的实际位置。常用的系统包括旋转编码器或霍尔效应传感器，它们可以提供实时的位置反馈。压缩空气源可以外接空压机来提供稳定且可靠的压缩空气。控制系统可以是ECU等，当需要旋转轴20旋转到特定位置时，控制逻辑将根据位置反馈系统的信息调节定向控制阀，使执行器转动到指定位置。

[0076] 可以理解的是，旋转轴20采用气动式驱动的工作原理为：控制逻辑接收到旋转指令，根据需要的位置和当前位置的反馈，决定气动旋转缸的运动方向和速度。控制阀根据指令调节压缩空气的流向和流量，驱动气动旋转缸。气动旋转缸带动旋转轴20转动，位置反馈系统实时监测其位置。当旋转轴20接近或达到目标位置时，控制系统会调整或停止压缩空气的供应，使旋转轴20停在正确的位置。

[0077] 在一些实施方式中，壳体10的相反两端设有安装法兰11，安装法兰11的形状和大小应根据壳体10的直径和需要连接的设备或管道进行设计。通常，安装法兰11可能是圆形或其他适合的形状，且具有一系列预钻孔，以便使用螺栓或其他固定装置进行安装。安装法兰11提供了一种简便、快速且稳定的连接方式，使得测量装置100可以轻松地与其他系统或设备连接。

[0078] 本实施方式还提供了一种排气系统，包括SCR箱和测量装置100，SCR箱设有需要测量浓度的气体管路，测量装置100设置在该气体管路上，贯通通道和该气体管路相连通。结合SCR箱和本实施方式的测量装置100，此排气系统可以有效地减少有害气体排放，同时提供实时的排放数据，帮助监测和优化车辆的性能。

[0079] 具体的，如图1和图8所示，测量装置100可以根据需要安装在SCR箱的入口、出口或中间位置，以对进入或流出的气体进行测量。测量装置100应配备相应的固定支架22或安装法兰11，确保其在高速、高温、高压的工作环境下的稳定性。

[0080] 本实施方式还提供了一种车辆，包括上述的排气系统和ECU，ECU用于控制旋转轴20的转动角度。

[0081] 具体的，ECU可以从SCR箱中的氨浓度传感器、温度传感器、以及压力传感器获取实时数据。这些数据为ECU提供了关于系统状态的信息，并依此为后续的控制决策提供数据支持。基于上述数据和预设的参数，ECU可以决定测量装置100的旋转角度，以确保气体样本能够从正确的位置被收集。这是通过与电机90进行交互来实现的，从而驱动测量装置100中的旋转轴20进行转动。另外，ECU还可以根据从测量装置100得到的气体浓度数据来调整尿素溶液喷射器的喷射量，确保NOx的转化效率在一个最佳的范围内。最后，ECU可以控制磁力部件21的电源，使其吸附或释放旋转轴20。这决定了测量装置100是否开始或停止转动。

[0082] 如图9所示，本实施方式还提供了一种测量方法，包括如下步骤：

[0083] 步骤1启动与自检：

[0084] 当测量装置100启动时，首先执行自检程序；

[0085] 检查电磁铁、旋转轴20是否正常；

[0086] 根据自检结果，系统反馈“正常运行”或“故障”。

[0087] 步骤2读取当前位置浓度：

[0088] 系统首先读取当前测量管位置对应的SCR浓度。

[0089] 如果需要，旋转轴20可以转到特定位置，以读取当前直径圈上的平均浓度。

[0090] 步骤3断开连接：

[0091] 电磁铁断电，使得测量管道30与收集管41断开连接。

[0092] 步骤4旋转到指定位置：

[0093] ECU根据预先设定的浓度读数，计算下一个目标位置的角度；

[0094] 控制旋转轴20转动到该指定角度。

[0095] 步骤5建立连接：

[0096] 电磁铁通电，确保指定直径圈上的测量管道30与收集管41完成连接。

[0097] 步骤6读取指定位置浓度：

[0098] 再次读取新位置的SCR浓度；

[0099] 可以连续旋转轴20，读取指定直径圈上的平均浓度。

[0100] 步骤7数据处理与决策：

[0101] 将读取到的浓度数据与设定的阈值进行比较；

[0102] 如果浓度超过阈值，ECU可以决定是否需要再次旋转到其他位置或进行其他操作；

[0103] 如果浓度正常，则系统继续监测当前位置，直到下一个检测周期。

[0104] 步骤8异常处理：

[0105] 如果连续几个位置的读数都异常，系统可以发出报警；

[0106] 如果某些部分，如电磁铁或旋转轴20，出现故障，系统同样发出报警，并停止运行。

[0107] 步骤9周期结束与准备：

[0108] 一旦完成一个测量周期，系统可以根据需求决定短暂的停顿或立即开始下一个周期。

[0109] 这个测量方法可以持续、准确地监测SCR浓度，并根据实际情况做出调整，以保证排放满足环境要求。

[0110] 具体的，ECU根据获取的实时数据调整旋转轴20的旋转角度包括如下步骤：

[0111] 设定一个基准旋转角度，例如0度；

[0112] 设定浓度阈值（例如氨浓度阈值）；

[0113] 从SCR箱的氨浓度传感器读取当前氨浓度值；

[0114] 从温度传感器和压力传感器读取当前值；

[0115] 如果氨浓度超过设定阈值，可能表示某些区域的尿素喷射过多或反应不充分，此时需要调整测量位置。根据浓度差异的大小，计算一个旋转角度∆θ；

[0116] 如果温度或压力异常，也可以根据其异常程度，计算一个旋转角度∆θ；

[0117] 新的旋转角度=基准旋转角度+∆θ；

[0118] 传递新的旋转角度指令给电机90，实现旋转轴20的转动；

[0119] 旋转完成后，再次读取氨浓度值；

[0120] 如果氨浓度返回到正常范围，维持当前角度；

[0121] 如果氨浓度仍然异常，重复操作直到氨浓度恢复正常。

[0122] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。