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使用射频 传感器的还原剂沉积检测

阅读：515发布：2020-05-13

专利汇可以提供使用射频传感器的还原剂沉积检测专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且用于检测还原剂沉积物的过程包括：访问指示从位于分解反应器管附近的射频传感器输出的信号的数据；将指示从射频传感器输出的信号的数据与沉积物形成阈值进行比较；以及响应于指示从射频传感器输出的信号的数据超过沉积物形成阈值，激活沉积缓解过程。，下面是使用射频传感器的还原剂沉积检测专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于检测还原剂沉积物的过程，所述过程包括以下步骤：
访问指示从射频传感器输出的信号的数据，所述射频传感器位于分解反应器管附近；
将指示从所述射频传感器输出的信号的所述数据与沉积物形成阈值进行比较；以及响应于指示从所述射频传感器输出的信号的所述数据超过所述沉积物形成阈值，激活沉积缓解过程。
2.根据权利要求1所述的过程，还包括基于指示从所述射频传感器输出的信号的所述数据来计算还原剂沉积物的量。
3.根据权利要求1所述的过程，其中，所述沉积缓解过程包括修改以下项中的至少一个：发动机排出的NOx、废气温度、废气质量流量或还原剂定量配给。
4.根据权利要求1所述的过程，其中，所述射频传感器位于所述分解反应器管的传导管内。
5.一种后处理系统，包括：
分解反应器管；
定量配给器，其耦合到所述分解反应器管，并且被配置成向所述分解反应器管内的废气定量配给还原剂；
第一射频装置，其耦合到所述分解反应器管，所述第一射频装置包括被配置成从所述分解反应器管内接收射频信号的第一射频通信器；以及
第二射频装置，其耦合到所述分解反应器管，所述第二射频装置包括被配置成发射来自所述分解反应器管内的所述射频信号的第二射频通信器。
6.根据权利要求5所述的后处理系统，其中：
所述分解反应器管包括被配置成从内燃发动机接收废气的分解反应器管入口；
所述分解反应器管还包括被配置成提供来自所述分解反应器管的废气和还原剂的分解反应器管出口；
所述第一射频装置在所述分解反应器管入口附近耦合到所述分解反应器管；并且所述第二射频装置在所述分解反应器管出口附近耦合到所述分解反应器管。
7.根据权利要求5所述的后处理系统，其中：
所述分解反应器管包括被配置成从内燃发动机接收废气的分解反应器管入口；
所述分解反应器管还包括被配置成提供来自所述分解反应器管的废气和还原剂的分解反应器管出口；
所述第一射频装置在所述分解反应器管出口附近耦合到所述分解反应器管；并且所述第二射频装置在所述分解反应器管入口附近耦合到所述分解反应器管。
8.根据权利要求5所述的后处理系统，其中，所述定量配给器在所述第一射频通信器和所述第二射频通信器之间耦合到所述分解反应器管。
9.根据权利要求5所述的后处理系统，还包括控制器，所述控制器能够与所述第一射频装置通信，并且被配置成基于所述射频信号确定所述分解反应器管内还原剂沉积物的量。
10.根据权利要求9所述的后处理系统，其中，所述控制器被配置成将所述分解反应器管内还原剂沉积物的量与沉积物形成阈值进行比较。
11.根据权利要求10所述的后处理系统，其中，所述控制器被配置成响应于确定还原剂沉积物的量大于所述沉积物形成阈值，激活沉积缓解过程。
12.根据权利要求6所述的后处理系统，还包括柴油机微粒过滤器，所述柴油机微粒过滤器被放置于所述分解反应器管的上游，并且被配置成从所述内燃发动机接收废气。
13.根据权利要求12所述的后处理系统，还包括位于所述分解反应器管下游的选择性催化还原催化器。
14.根据权利要求13所述的后处理系统，其中：
所述分解反应器管包括被配置成从内燃发动机接收废气的分解反应器管入口；并且被放置的所述柴油机微粒过滤器被配置成向所述分解反应器管入口提供废气。
15.根据权利要求14所述的后处理系统，其中：
所述分解反应器管还包括被配置成提供来自所述分解反应器管的废气和还原剂的分解反应器管出口；并且
所述选择性催化还原催化器被配置成从所述分解反应器管出口接收废气和还原剂。
16.根据权利要求15所述的后处理系统，还包括柴油机氧化催化器，所述柴油机氧化催化器位于所述柴油机微粒过滤器的上游，并且被配置成从所述内燃发动机接收废气并向所述柴油机微粒过滤器提供废气。
17.根据权利要求16所述的后处理系统，还包括氨泄漏催化器，所述氨泄漏催化器位于所述选择性催化还原催化器的下游，并且被配置成从所述选择性催化还原催化器接收废气。
18.根据权利要求5所述的后处理系统，其中，所述第一射频装置与所述第二射频装置相同。
19.根据权利要求5所述的后处理系统，其中：
所述第一射频通信器是收发器；并且
所述第二射频通信器是收发器。
20.根据权利要求5所述的后处理系统，其中，所述分解反应器管基本上阻止电磁信号从所述分解反应器管的外部传输穿过所述分解反应器管以及进入所述分解反应器管。

说明书全文

使用射频传感器的还原剂沉积检测

[0001] 相关专利申请的交叉引用

[0002] 本申请要求于2017年6月27日提交的美国临时专利申请第62/525,415号的优先权和权益，该美国临时专利申请的内容通过引用以其整体并入本文。

技术领域

[0003] 本申请总体上涉及用于内燃发动机(internal combustion engine)的后处理系统(aftertreatment system)的领域。

[0004] 背景

[0005] 对于内燃发动机(例如，柴油发动机)，氮氧化物(NOx)化合物可能在排气中被排放。为了减少NOx排放物，可实施选择性催化还原(SCR)过程，以借助于催化剂和还原剂将NOx化合物转化成更中性的化合物，例如双原子氮、水或二氧化碳。催化剂可以被包括在排气系统的催化器室中，例如交通工具或动力产生单元的排气系统的催化器室。还原剂(诸如无水氨、氨水或尿素)一般在被引入催化器室之前被引入到废气流中。为了将还原剂引入到废气流中以用于选择性催化还原过程，选择性催化还原系统可以通过定量配给(dosing)模块定量配给或以其它方式引入还原剂，该定量配给模块将还原剂蒸发或喷射到催化器室上游的排气系统的排气管道中。选择性催化还原系统可以包括一个或更多个传感器以监测排气系统内的状况。

[0006] 概述

[0007] 本文描述的实施方式涉及使用射频传感器的还原剂沉积检测。

[0008] 一个实施例涉及用于检测还原剂沉积物的过程。该过程包括：访问指示从位于分解反应器管附近的射频传感器输出的信号的数据；将指示从射频传感器输出的信号的数据与沉积物形成阈值进行比较；以及响应于指示从射频传感器输出的信号的数据超过沉积物形成阈值，激活沉积缓解过程。

[0009] 另一实施例涉及一种后处理系统。后处理系统包括分解反应器管、定量配给器、第一射频装置和第二射频装置。定量配给器耦合到分解反应器管，并且被配置成给分解反应器管内的废气定量配给还原剂。第一射频装置耦合到分解反应器管。第一射频装置包括被配置成从分解反应器管内接收射频信号的第一射频通信器。第二射频装置耦合到分解反应器管。第二射频装置包括被配置成发射来自分解反应器管内的射频信号的第二射频通信器。

[0010] 简要描述

[0011] 在附图和下面的描述中阐述了一个或更多个实施方式的细节。从描述、附图和权利要求，本公开的其他特征、方面和优点将变得明显，在附图中：

[0012] 图1是用于排气系统的具有示例还原剂输送系统的示例选择性催化还原系统的示意框图；以及

[0013] 图2是描绘排气系统的示意框图，该排气系统具有部署在分解反应器管附近以检测还原剂沉积物的射频传感器。

[0014] 图3是描绘还原剂沉积缓解系统的示意框图。

[0015] 图4是用于缓解还原剂沉积物的过程的框图。

[0016] 将认识到，附图中的一些或全部是出于说明的目的的示意性表示。提供附图是为了说明一个或更多个实施方式，同时明确理解它们不会用于限制权利要求的范围或含义。

[0017] 详细描述

[0018] 接着下面是与用于使用射频传感器进行还原剂沉积检测的方法、设备和系统相关的各种构思以及用于使用射频传感器进行还原剂沉积检测的方法、设备和系统的实施方式的更详细描述。上面介绍的并且在下面更详细地讨论的各种构思可以以多种方式中的任一种方式来实施，因为所描述的构思不限于任何特定的实施方式。具体实施方式和应用的示例主要为了说明性目的而被提供。

[0019] I.综述

[0020] 随着减少排放物的努力不断增加，自首次引入选择性催化还原系统以来，交通工具所需的总排气管(tailpipe)NOx(即，从排气系统的出口排放的NOx的量)呈指数下降。

[0021] 虽然减少发动机产生的NOx是解决总排气管NOx的减少的一种方式，但是该方法可能导致燃料经济性降低。随着一些发动机系统朝着高发动机排出NOx(engine-out NOx)的方向发展，减少排气管NOx可以转移到废气处理系统(EGTS)。在保持选择性催化还原NOx转化效率目标的高还原剂定量配给水平下，还原剂有时可能在分解反应器管(DRT)上形成沉积物，这可能导致一种或更多种故障模式。还原剂沉积物的存在会降低选择性催化还原NOx转化能力，因为NH3没有储存在催化器上以帮助NOx还原，而是在选择性催化还原催化器的正面形成沉积物/积存部(puddle)。还原剂沉积物还会增加发动机上的背压，迫使其工作效率降低。

[0022] 当前一些检测还原剂沉积物的方法依赖于背压的增加或选择性催化还原NOx转化效率的降低，如选择性催化还原入口NOx传感器和选择性催化还原出口NOx传感器所测量的。两种方法都检测还原剂沉积物的存在，但本质上都是反应性的。也就是说，上述每种方法都在还原剂沉积物已经形成之后检测还原剂沉积物。附加地，这两种方法都无法确定还原剂沉积物的量。此外，NOx传感器的使用会导致附加的故障模式，如对NH3的交叉敏感性会在选择性催化还原中NH3泄漏(slip)的增加被误解为NOx转化能力的降低时导致误判(false-positive)。

[0023] II.后处理系统的综述

[0024] 图1描绘了用于排气系统190的具有示例还原剂输送系统110的后处理系统100。后处理系统100包括微粒过滤器(例如，柴油机微粒过滤器(DPF)102)、还原剂输送系统110、分解室或反应器管104、选择性催化还原催化器106以及传感器150。

[0025] 柴油机微粒过滤器102被配置成从在排气系统190中流动的废气移除微粒物质(如烟灰(soot))。柴油机微粒过滤器102包括入口和出口，在该入口处接收废气，以及在微粒物质基本上已经从废气中过滤掉和/或将微粒物质转化成二氧化碳之后，废气在该出口处离开。

[0026] 分解室104被配置成将还原剂(诸如尿素、氨水或柴油机排气处理液(DEF))转化成氨。分解室104包括具有定量配给模块112的还原剂输送系统110，该定量配给模块112被配置成将还原剂定量配给到分解室104中。在一些实施方式中，还原剂在选择性催化还原催化器106的上游被注入。还原剂液滴然后经历蒸发、热解和水解的过程以在排气系统190内形成气态氨。分解室104包括入口和出口，该入口与柴油机微粒过滤器102流体连通以接收含有NOx排放物的废气，该出口用于使废气、NOx排放物、氨和/或剩余的还原剂流动至选择性催化还原催化器106。

[0027] 分解室104包括定量配给模块112，定量配给模块112安装到分解室104，使得该定量配给模块112可以将还原剂定量配给到在排气系统190中流动的废气中。定量配给模块112可以包括隔离件114，隔离件114被置于定量配给模块112的一部分和分解室104的安装该定量配给模块112的部分之间。定量配给模块112流体地耦合到一个或更多个还原剂源
116。在一些实施方式中，泵118可用于对来自还原剂源116的还原剂加压以便输送到定量配给模块112。

[0028] 定量配给模块112和泵118还电气地或通信地耦合到控制器120。控制器120被配置成控制定量配给模块112将还原剂定量配给到分解室104中。控制器120还可以配置成控制泵118。控制器120可以包括微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等或它们的组合。控制器120可以包括存储器，存储器可以包括但不限于能够向处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列等提供程序指令的电子的、光学的、磁性的或任何其它的存储或传输装置。存储器可包括存储器芯片、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、闪存或控制器120可从其中读取指令的任何其它适当的存储器。指令可以包括来自任何适当的编程语言的代码。

[0029] 选择性催化还原催化器106被配置成通过加速氨和废气的NOx之间的NOx还原过程来帮助将NOx排放物还原成双原子氮、水和/或二氧化碳。选择性催化还原催化器106包括与分解室104流体连通的入口和与排气系统190的端部流体连通的出口，废气和还原剂从入口被接收。

[0030] 排气系统190还可以包括与排气系统190流体连通(例如，在选择性催化还原催化器106的下游或在柴油机微粒过滤器102的上游)的氧化催化器(例如，柴油机氧化催化器(DOC))，以氧化废气中的碳氢化合物和一氧化碳。

[0031] 在一些实施方式中，柴油机微粒过滤器102可以被定位在分解室或反应器管104的下游。例如，柴油机微粒过滤器102和选择性催化还原催化器106可以组合成单个单元，如具有选择性催化还原涂层的柴油机微粒过滤器(SDPF)。在一些实施方式中，定量配给模块112可以替代地被定位在涡轮增压器(turbocharger)的下游或涡轮增压器的上游。

[0032] 传感器150可以耦合到排气系统190以检测流动经过排气系统190的废气的状况。在一些实施方式中，传感器150可以具有布置在排气系统190内的一部分，例如传感器150的尖端可以延伸到排气系统190的一部分内。在其它实施方式中，传感器150可以接收穿过另一导管例如从排气系统190延伸的样品管道的废气。虽然传感器150被描绘为定位于选择性催化还原催化器106的下游，但是应理解，传感器150可以位于排气系统190的任何其它位置处，包括在柴油机微粒过滤器102的上游、在柴油机微粒过滤器102内、在柴油机微粒过滤器
102和分解室104之间、在分解室104内、在分解室104和选择性催化还原催化器106之间、在选择性催化还原催化器106内或在选择性催化还原催化器106的下游。此外，可以利用两个或更多个传感器150(例如两个、三个、四个、五个或六个传感器150)来检测废气的状况，其中每个传感器150位于排气系统190的前述位置中的一个位置处。

[0033] III.使用射频传感器的示例沉积检测

[0034] 在一些实施方式中，射频(RF)传感技术可用于检测分解反应器管(DRT)104中还原剂或NH3沉积物的存在。在一些实施方式中，射频传感器可以是辐射计。辐射计的工作范围可以在0.4GHz和2.5GHz之间。此外，射频传感器可用于基于射频传感器输出的校准来确定选择性催化还原催化器106上NH3储存量。在选择性催化还原催化器106充当谐振腔时，射频传感器可以检测没有NH3储存的选择性催化还原催化器106的基准水平射频测量值。基准水平射频测量值可以被测量并存储在机器可读介质中。在一些实施方式中，选择性催化还原催化器106的基准水平射频测量值可以在首次构建后处理系统时初始存储。在其他实施方式中，选择性催化还原催化器106的基准水平射频测量值可以在交通工具的每个键控接通(key-on)事件时存储。在另外其他的实施方式中，当选择性催化还原催化器106在预定时间段(例如，一分钟)内没有NH3储存时，可以存储选择性催化还原催化器106的基准水平射频测量值，使得每当知道选择性催化还原催化器106上储存的NH3耗尽时，可以重置基准水平射频测量值。为了检测选择性催化还原催化器106上NH3的储存量，可以将测量的射频信号与存储的基准射频水平测量值进行比较，以比较谐振模式下信号峰值的变化。也就是说，当NH3储存在选择性催化还原催化器106上时，选择性催化还原催化器106的腔的介电属性发生改变并影响谐振模式下的信号峰值。谐振模式下测量的信号峰值的变化的比较可以与已知NH3储存量的存储表进行比较，和/或NH3储存传递函数可以基于存储的基准射频水平测量值而凭经验确定，并用于计算选择性催化还原催化器106上的NH3储存量。在一些实施方式中，前述用于检测NH3储存的射频传感器测量值可用于检测其他后处理部件(如柴油机微粒过滤器102、柴油机氧化催化器等)上的其他污染物。在另外的其他实施方式中，射频传感器可用于检测交通工具的其他腔中的污染沉积物。

[0035] 除了检测催化器上NH3储存，射频传感器还可以用于检测分解反应器管104内的还原剂沉积物。在分解反应器管104类似于选择性催化还原催化器而充当谐振腔时，射频传感器可以检测没有还原剂沉积物的分解反应器管104的基准水平射频测量值。基准水平射频测量值可以被测量并存储在机器可读介质中。在一些实施方式中，分解反应器管104的基准水平射频测量值可以在首次构建后处理系统时初始存储。在其他实施方式中，分解反应器管104的基准水平射频测量值可以在交通工具的每个键控接通事件时存储。在另外其他实施方式中，分解反应器管104的基准水平射频测量值可以在用于清除分解反应器管104中还原剂沉积物的再生事件之后被存储。为了检测分解反应器管104中还原剂沉积物的量，可以将测量的射频信号与存储的基准射频水平测量值进行比较，以比较谐振模式下信号峰值的变化。也就是说，当还原剂沉积物在分解反应器管104中形成时，分解反应器管104的腔的介电属性发生改变，并影响谐振模式下的信号峰值。谐振模式下测量的信号峰值的变化的比较可以与已知还原剂沉积量的存储表进行比较，和/或还原剂沉积传递函数可以基于存储的基准射频水平测量值而凭经验确定，并用于计算分解反应器管104中还原剂沉积物的量。

[0036] 如果NH3储存量和/或还原剂沉积物的量已知，那么可以实施控制策略来调节发动机排出的NOx、废气温度、废气质量流量和/或还原剂定量配给，以控制NH3储存量和/或降低还原剂沉积物的量和/或完全消除它。

[0037] 在图2所示的实施方式中，射频传感器探头可以放置在分解反应器管和/或选择性催化还原催化器的上游位置和/或下游位置。射频传感器探头的位置限定了由后处理系统部件形成的法拉第笼(Faraday cage)/屏蔽的边界。因此，出于校准目的，针对射频传感器探头的特定位置获得基准水平射频测量值，并且射频传感器探头位置的任何改变都将需要重新校准。排气管外壳充当法拉第屏蔽，并有助于排除来自排气系统和/或交通工具的其他部件的静电和电磁干扰。在存在还原剂沉积物的情况下，射频信号以可重复的方式受到影响(振幅、相移等)，并且这些校准的射频信号响应被用于使用NH3储存和/或还原剂沉积传递函数来检测NH3储存和/或还原剂沉积物的存在和/或量。

[0038] 在一些实施方式中，两个射频传感器探头可用于基于射频散射计算反射参数S11和透射参数S12，反射参数S11和透射参数S12可用于检测NH3储存和/或还原剂沉积物的量。在一些实施方式中，可基于用温度传感器测量温度来补偿如由于后处理系统内温度变化而产生的射频噪声。

[0039] 基于射频信号响应，发动机排出的NOx、发动机温度和/或排气质量流量可以被修改以逐渐分解还原剂沉积物。在一些实施方式中，射频信号响应可以被结合到还原剂定量配给策略中，以提高鲁棒性并降低由于还原剂沉积物导致故障模式的可能性。

[0040] 图3示出了根据示例实施例的还原剂沉积缓解系统300。还原剂沉积缓解系统300在后处理系统302中实施。后处理系统302包括上游排气部件304。上游排气部件304接收来自内燃发动机(例如，柴油内燃发动机等)的废气。在各种实施例中，上游排气部件304是内燃发动机的歧管。在其他实施例中，上游排气部件304是内燃发动机的涡轮增压器。在另外其他实施例中，上游排气部件304是废热回收系统的部件。

[0041] 后处理系统302还包括上游排气导管306(例如，排气管道等)。上游排气导管306接收来自上游排气部件304的废气。后处理系统302还包括柴油机氧化催化器308。柴油机氧化催化器308氧化从上游排气部件304接收的废气中的碳氢化合物和一氧化碳。因此，柴油机氧化催化器308可以提供二氧化碳和水以及其他组分的混合物。

[0042] 后处理系统302还包括柴油机微粒过滤器310。柴油机微粒过滤器310接收来自柴油机氧化催化器308的废气。在各种实施例中，柴油机氧化催化器308被定位成紧邻柴油机微粒过滤器310的上游，使得柴油机氧化催化器308和柴油机微粒过滤器310包含在某个相同的外壳中，并且不被排气导管分开。在其他实施例中，柴油机氧化催化器308和柴油机微粒过滤器310由类似于上游排气导管306的排气导管分开。柴油机微粒过滤器310从柴油机氧化催化器308提供的废气移除微粒物质(如烟灰)。柴油机微粒过滤器310包括入口和出口，在该入口处接收废气，以及在微粒物质基本上已经从废气过滤掉和/或被转化成二氧化碳之后，废气在该出口处离开。

[0043] 后处理系统302还包括分解反应器管312。分解反应器管312接收来自柴油机微粒过滤器310的废气。在各种实施例中，柴油机微粒过滤器310被定位成紧邻分解反应器管312的上游，使得柴油机微粒过滤器310和分解反应器管312包含在某个相同的外壳中，并且不被排气导管分开。在其他实施例中，柴油机微粒过滤器310和分解反应器管312由类似于上游排气导管306的排气导管分开。分解反应器管312通过水解将由定量配给器314提供的还原剂转化为氨NH3。在各种实施例中，定量配给器314耦合到分解反应器管312，使得还原剂被直接提供到分解反应器管312中。在其他实施例中，定量配给器314耦合到后处理系统302的分解反应器管312的上游。例如，定量配给器314可以耦合到柴油机微粒过滤器310或柴油机氧化催化器308。在各种实施例中，分解反应器管312可以包括被配置成促使废气和还原剂混合的各种混合器(例如挡板、叶片等)和其他流动装置。例如，分解反应器管312可以包括混合装置，该混合装置被配置成产生涡旋流。分解反应器管312包括接收废气的入口和废气(例如，在与还原剂等混合之后)从其离开的出口。

[0044] 后处理系统302还包括选择性催化还原催化器316。选择性催化还原催化器316接收来自分解反应器管312的废气(例如，废气和还原剂的混合物等)。在各种实施例中，分解反应器管312被定位成紧邻选择性催化还原催化器316的上游，使得分解反应器管312和选择性催化还原催化器316包含在某个相同的外壳中，并且不被排气导管分开。在其他实施例中，分解反应器管312和选择性催化还原催化器316由类似于上游排气导管306的排气导管分开。选择性催化还原催化器316将NOx转化成氮气和水蒸气。选择性催化还原催化器316可以包括各种催化器，诸如例如，陶瓷催化器、氧化钛催化器、钒催化器、钼催化器、钨催化器、沸石催化器、活性炭催化器和其他类似催化器。选择性催化还原催化器316包括接收废气的入口和废气从其离开的出口。

[0045] 后处理系统302还包括氨泄漏催化器(ASC)318。氨泄漏催化器318接收来自选择性催化还原催化器316的废气。在各种实施例中，选择性催化还原催化器316被定位成紧邻氨泄漏催化器318的上游，使得选择性催化还原催化器316和氨泄漏催化器318包含在某个相同的外壳中，并且不被排气导管分开。在其他实施例中，选择性催化还原催化器316和氨泄漏催化器318由类似于上游排气导管306的排气导管分开。氨泄漏催化器318缓解NH3的排放和/或将NOx转化为氮气。氨泄漏催化器318包括接收废气的入口和废气从其离开的出口。

[0046] 后处理系统302还包括下游排气导管320(例如，排气管道等)。下游排气导管320接收来自氨泄漏催化器318的废气。后处理系统302包括下游排气部件322。下游排气部件322接收来自下游排气导管320的废气。在各种实施例中，下游排气部件322是排气管(例如，消声器(muffler)等)。

[0047] 还原剂沉积缓解系统300包括第一射频装置324和第二射频装置326。第一射频装置324位于柴油机微粒过滤器310和分解反应器管312之间。第二射频装置326位于分解反应器管312和选择性催化还原催化器316之间。第一射频装置324包括位于柴油机微粒过滤器310和/或分解反应器管312内的第一射频通信器328。第二射频装置326包括位于分解反应器管312和/或选择性催化还原催化器316内的第二射频通信器330。在一些实施例中，分解反应器管312以及柴油机微粒过滤器310和/或选择性催化还原催化器316在第一射频通信器328和第二射频通信器330周围形成法拉第笼。法拉第笼促使第一射频通信器328和第二射频通信器330的校准，因为外部射频信号基本上被阻止进入法拉第笼。附加地，法拉第笼基本上排除了来自排气系统和/或交通工具的其他部件的静电和电磁干扰。

[0048] 第一射频通信器328是射频发射器、射频接收器或射频收发器。第二射频通信器330是射频发射器、射频接收器或射频收发器。在各种实施例中，第一射频通信器328是射频发射器和射频接收器中的一个，第二射频通信器330是射频发射器和射频接收器中的另一个。例如，在一些实施例中，第一射频通信器328是射频发射器，第二射频通信器330是射频接收器。在其他实施例中，第一射频通信器328是射频接收器，第二射频通信器330是射频发射器。在另外其他实施例中，第一射频通信器328和第二射频通信器330都是射频收发器。射频收发器包括射频发射器和射频接收器。

[0049] 第一射频通信器328和第二射频通信器330中的至少一个被配置成向第一射频通信器328和第二射频通信器330中的另一个发射射频信号。在存在还原剂沉积物的情况下，射频信号以可重复的方式受到影响(振幅、相移等)。在第一射频通信器328和第二射频通信器330均为射频收发器的实施例中，第一射频信号可以从第一射频通信器328发射到第二射频通信器330，第二射频信号可以(例如，同时、以交替方式等)从第二射频通信器330发射到第一射频通信器328。

[0050] 还原剂沉积缓解系统300包括控制器332，如还原剂沉积缓解控制器。控制器332可与第一射频装置324和第二射频装置326电子通信，并因此可与第一射频通信器328和第二射频通信器330电子通信。控制器332被配置成控制第一射频通信器328和/或第二射频通信器330发射射频信号。

[0051] 控制器332包括输入/输出(I/O)接口334和处理电路336。输入/输出接口334促使处理电路336与第一射频装置324和第二射频装置326之间的交互。处理电路336包括处理器338和存储器340。存储器340可以包括但不限于能够向处理器338提供程序指令的电子的、光学的、磁性的或任何其它存储或传输装置。存储器340可以包括存储器芯片、电可擦除可编程只读存储器、可擦除可编程只读存储器、闪存或模块可以从其读取指令的任何其它合适的存储器。指令可以包括来自任何适当的编程语言的代码。

[0052] 存储器340包括多个模块(例如，微处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列等)。如图3所示，存储器340包括第一射频装置模块342和第二射频装置模块344。第一射频装置模块342被配置成控制控制器332和第一射频装置324之间的交互。第二射频装置模块344被配置成控制控制器332和第二射频装置326之间的交互。存储器340还可以包括附加模块，如用于促进与还原剂沉积缓解系统300相关联的控制器332和内燃发动机的发动机控制单元(ECU)之间的通信的模块。

[0053] 控制器332被配置成将发射的射频信号(如由第一射频通信器328发射的射频信号)与接收的射频信号(如由第二射频通信器330接收的射频信号)进行比较。该比较由控制器332用来利用NH3储存和/或还原剂沉积传递函数来检测分解反应器管312内NH3储存和/或还原剂沉积物的存在和/或量。

[0054] 控制器332可以分析接收到的射频信号，以基于射频散射计算反射参数S11和透射参数S12，反射参数S11和透射参数S12可用于检测NH3储存和/或还原剂沉积量。在一些实施方式中，可由控制器332基于用温度传感器测量温度来补偿如由于后处理系统内温度变化引起的射频噪声。

[0055] 基于该比较，控制器332可以向内燃发动机的ECU发送信号，以修改发动机排出的NOx、发动机温度和/或排气质量流量，从而逐渐分解还原剂沉积物。在一些实施方式中，该比较可以被结合到由ECU实施的还原剂定量配给策略中，以提高鲁棒性并降低由于还原剂沉积物导致故障模式的可能性。

[0056] 不仅仅是检测存在，控制器332还利用比较来确定分解反应器管312内还原剂沉积物的确切量。其他检测系统无法确定还原剂沉积物的量，并且依赖于交叉敏感传感器，这在NH3泄漏的情况下可能是不准确的。

[0057] 虽然后处理系统302被显示为包括柴油机氧化催化器308、柴油机微粒过滤器310、选择性催化还原催化器316和氨泄漏催化器318，但是应当理解，后处理系统302可以不包括柴油机氧化催化器308、柴油机微粒过滤器310、选择性催化还原催化器316或氨泄漏催化器318中的任何一种，使得后处理系统302适合于目标应用。此外，柴油机氧化催化器308、柴油机微粒过滤器310、选择性催化还原催化器316和氨泄漏催化器318中的任何一个的位置可以变动，使得后处理系统302适合于目标应用。

[0058] 图4示出了使用后处理系统302中的还原剂沉积缓解系统300缓解还原剂沉积物的过程400。过程400在框402开始，由控制器332访问指示从射频装置(例如，射频传感器、第一射频装置324、第二射频装置326等)输出的信号的数据。射频装置位于分解反应器管(如分解反应器管312)附近。然后，在框404中，控制器332将指示从射频装置输出的信号的数据与沉积物形成阈值进行比较。沉积物形成阈值可以被编程到控制器332中，或者可以由控制器332(例如，通过机器学习等)确定。沉积物形成阈值可与分解反应器管312内还原剂沉积物的量相关联，还原剂沉积物的量与后处理系统302的不良性能相关联。

[0059] 过程400在框406中继续，响应于指示从射频装置输出的信号的数据超过沉积物形成阈值，由控制器332激活沉积缓解过程。例如，如果控制器332确定分解反应器管312的壁上存在0.5mm的还原剂沉积物，并且沉积物形成阈值为0.45mm，则控制器332可以激活沉积缓解过程。沉积缓解过程可以是，例如，向ECU发射信号以修改发动机排出的NOx、发动机温度和/或排气质量流量，从而逐渐分解分解反应器管312内的还原剂沉积物。

[0060] 在一些实施例中，过程400包括，在发生在框402之后和框404之前的框408中，由控制器332基于指示从射频装置输出的信号的数据来计算(例如，在分解反应器管312中等)还原剂沉积物的量。在这些实施例中，通过将还原剂沉积物的量与沉积物形成阈值进行比较来实施框404，并且基于该比较来实施框406。

[0061] IV.示例性实施例的配置

[0062] 术语“控制器”包括用于处理数据的所有类型的设备、装置和机器，举例来说包括可编程处理器、计算机、片上系统(或多个前述项)、编程处理器的一部分或前述项的组合。设备可以包括专用逻辑电路，例如现场可编程门阵列或专用集成电路。除了硬件以外，设备还可以包括为讨论中的计算机程序创建执行环境的代码，例如构成处理器固件、协议堆栈、数据库管理系统、操作系统、跨平台运行时间环境、虚拟机或它们中的一个或更多个的组合的代码。设备和执行环境可实现各种不同的计算模型基础设施，例如分布式计算和网格计算基础设施。

[0063] 计算机程序(也被称为程序、软件、软件应用、脚本或代码)可以用任何形式的编程语言——包括编译或解释语言、说明或过程语言——被编写，且它可在任何形式中——包括作为独立程序或作为模块、部件、子例程、对象或适合于用在计算环境中的其它单元——被使用。计算机程序可以但不需要对应于文件系统中的文件。程序可存储在保存其它程序或数据(例如存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)的文件的一部分中、专用于讨论中的程序的单个文件中或多个协同文件(例如存储一个或更多个模块、子程序或代码的部分的文件)中。

[0064] 虽然本说明书包含很多特定的实施方式细节，但是这些不应被解释为对可被要求保护的内容的范围的限制，而是应被解释为对特定的实施方式所特有的特征的描述。在本说明书中，在独立的实施方式的上下文中描述的某些特征也可以组合地在单个实施方式中实施。相反，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施方式中单独地或以任何适当的子组合的方式实施。此外，虽然特征在上文可被描述为以某些组合起作用且甚至最初被这样要求保护，但是来自所要求保护的组合的一个或更多个特征在一些情况下可从该组合删除，并且所要求保护的组合可以涉及子组合或子组合的变型。

[0065] 类似地，虽然以特定的顺序在图中描绘了操作，但是这不应被理解为要求这样的操作以所示的特定顺序或以连续的顺序被执行或所有所示的操作都被执行，以实现期望的结果。在某些情况下，在上面所述的实施方式中的各种系统部件的分离不应被理解为在所有实施方式中需要这样的分离，并且应理解，所述部件和系统可通常集成在单个产品中或封装到体现在有形介质上的多个产品中。

[0066] 如本文所使用的，术语“近似”、“约”、“大体上”以及相似的术语旨在具有与本公开的主题所属领域中的普通技术人员常见和接受的用法相一致的广泛的意义。查阅本公开的本领域的技术人员应理解，这些术语旨在允许对所描述和要求保护的某些特征的描述，而不将这些特征的范围限制到所提供的精确的数值范围。因此，这些术语应被解释为指示所描述和要求保护的主题的非实质性或无关紧要的修改或改变被认为在如所附权利要求中所陈述的发明的范围内。附加地，应注意，权利要求中的限制在术语“手段”不在其中被使用的情况下按照美国专利法不应被解释为构成“手段加功能”的限制。

[0067] 如在本文使用的术语“耦合(coupled)”、“连接(connected)”以及类似术语意味着两个部件彼此直接或间接地连结(joining)。这样的连结可以是固定的(例如，永久的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。这样的连结可以在以下情况下实现：两个部件或这两个部件和任何额外的中间部件彼此一体地形成为单个整体(single unitary body)，或者两个部件或这两个部件和任何额外的中间部件附接到彼此。

[0068] 如在本文使用的术语“流体地耦合(fluidly coupled)”、“流体连通(in fluid communication)”等意指两个部件或对象具有在这两个部件或对象之间形成的通路，流体(例如水、空气、气态还原剂、气态氨等)可在有介入部件或对象或者没有介入部件或对象的情况下在该通路中流动。用于实现流体连通的流体耦合或构造的示例可以包括管道、通道或用于实现流体从一个部件或对象到另一部件或对象的流动的任何其它适当的部件。

[0069] 重要的是，注意到在各种示例性实施方式中所示的系统的结构和布置在性质上仅仅是说明性的而不是限制性的。出现在所描述的实施方式的精神和/或范围内的所有变化和修改期望受到保护。应理解，一些特征可能不是必要的，且缺少各种特征的实施方式可被设想为在本申请的范围内，该范围由所附权利要求限定。在阅读权利要求时，意图是当词语例如“一个(a)”、“一个(an)”、“至少一个”或“至少一部分”被使用时，不存在将权利要求限制到仅仅一个项的意图，除非在权利要求中特别相反地规定。当语言“至少一部分”和/或“一部分”被使用时，该项可包括一部分和/或整个项，除非特别相反地规定。

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