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申请/专利权人：西华大学;四川启涅科技有限公司

摘要：本发明涉及单一颗粒物氧化过程研究技术领域，公开了一种单一颗粒物氧化过程的研究系统及其检测方法。研究系统包括颗粒物产生模块、颗粒物采集装置和颗粒物检测分析模块；颗粒物产生模块为运行于RCCI工况下柴油机，用于产生颗粒物；颗粒物采集装置用于颗粒物的采集；颗粒物检测分析模块包括场发射透射电子显微镜、高精度天平、耐高温容器、环状水冷夹具、热重分析仪和MIP；在颗粒物对整个氧化过程分析中，通过颗粒物在不同氧化阶段其物理特性变化情况的比较分析，能够更加精确和直观的反映颗粒物氧化活性的变化，为柴油机减排提供了较为完整的数据支持，以及对柴油机相关领域进行更加深入的研究具有重要指导意义。

主权项：1.一种单一颗粒物氧化过程的研究系统的颗粒物氧化过程检测方法，所述单一颗粒物氧化过程的与研究系统包括颗粒物产生模块、颗粒物采集装置和颗粒物检测分析模块；所述颗粒物产生模块为运行于RCCI工况下柴油机，用于产生颗粒物；所述颗粒物采集装置用于颗粒物的采集，其内部设有TEM膜（7）和定性滤纸（6），用于承载采集到的颗粒物；所述颗粒物检测分析模块包括场发射透射电子显微镜、高精度天平、耐高温容器、环状水冷夹具、热重分析仪和颗粒物物理特性提取模块；所述场发射透射电子显微镜用于拍摄反应颗粒物物理特性的微晶图片；所述高精度天平用来检测颗粒物的重量；所述耐高温容器用于盛装TEM膜上采集的颗粒物和定性滤纸上采集的颗粒物；所述环状水冷夹具用于颗粒物的冷却；所述热重分析仪用于随时观测颗粒物重量的变化情况；所述颗粒物物理特性提取模块用于根据场发射透射电子显微镜所拍摄的微晶图片，提取微晶长度、微晶曲率和层间距数据；所述颗粒物采集装置包括进气端筒装部件（1）和出气端筒装部件（2）；进气端筒装部件（1）上设有流量控制阀，且进气端筒装部件（1）一端连接到柴油机排气口，另一端设有前圆盘结构（3）；出气端筒装部件（2）一端用于排除废气，另一端设有后圆盘结构（4）；前圆盘结构（3）和后圆盘结构（4）可拆卸密封连接，二者之间通过垫片固定有不锈钢滤纸网托（5）；所述定性滤纸（6）设置于不锈钢滤纸网托（5）进气一侧，所述TEM膜（7）设置于定性滤纸（6）进气一侧，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：步骤1：控制柴油机在RCCI燃烧条件的工况下工作，利用颗粒物采集装置对相同工况下产生的颗粒物进行两次采集；首次采集颗粒物采集装置的定性滤纸上贴有TEM膜，采集到的颗粒物附着于TEM膜上；第二次采集时无TEM膜，采集到的颗粒物附着于定性滤纸上；提取首次采集的颗粒物的物理特性数据，包括微晶长度、微晶曲率和层间距；然后将第一次和第二次采集的颗粒物分别放在高精度天平上进行称量；步骤2：在热重分析仪中设置所需氧化温度T1和终止温度T2，将附着于TEM膜上和定性滤纸上的颗粒物一同放进热重分析仪升温至氧化温度T1，达到氧化温度T1后保持该温度M分钟，在温度保持期间检测判断颗粒物是否氧化，即两次共采集的颗粒物重量下降是否到达n％；步骤3：当两次共采集的颗粒物重量与未升温前相比下降了n％，则暂停热重分析仪的升温，取出承载首次采集的颗粒物的TEM膜，并将其放进环状水冷夹具中进行冷却，待TEM膜冷却后，通过场发射透射电子显微镜对其进行拍照，并根据照片提取此时颗粒物物理特性数据，包括微晶曲率、微晶长度和层间距；待物理特性数据提取完成之后，再次将TEM膜放入热重分析仪中；步骤4：热重分析仪继续升温至下一个氧化阶段，即两次共采集的颗粒物再次达到n％重量梯度变化时，重复步骤3中对颗粒物的检测分析流程提取TEM膜上颗粒物的物理特性数据；当温度上升到终止温度T2后，观察到第一次和第二次采集的颗粒物总重量下降至最初重量的n％时，停止加热，取出剩余颗粒物；步骤5：根据得到的颗粒物在各个重量梯度上微晶曲率、微晶长度和层间距的具体数据，进行图像曲线绘制，根据图像曲线得出各氧化阶段氧化活性的强弱和变化情况，用于根据颗粒物氧化活性的特点来评估柴油机颗粒物排放水平和制定相应的控制策略；所述n％为10％。

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