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锐意自控|红外汽车尾气传感器在汽车尾气污染物检测中的应用

时间:2019-08-07      阅读:459

 

随着社会经济的快速发展,人们生活水平不断地提高,我国的汽车数量急速增加,带来的城市大气污染也越来越严重,汽车尾气已经成为了大气污染的主要污染源之一。要想严格控制汽车尾气的排放污染,采用更加*的机动车红外汽车尾气传感器尾气排放检测技术*

 

 

一、我国汽车尾气排放的检测标准

在大气环境承受的污染压力不断增加的同时,我国实行的汽车尾气排放标准也不断提高。我国轻型车排放标准自2000年实行国一开始时,各项指标要求均远远落后于发达国家,从国一到国五,我国排放标准一直等效采用欧盟排放标准体系。2016年12月,国家轻型车国六排放标准GB 18352.6-2016正式颁布,替代了国五排放标准,该标准将于2020年7月起正式实施。另外,*也在2018年9月针对汽油车污染排放控制发布了《汽油车污染物排放限值及测量方法(双怠速法及简易工况法)》(GB 18285-2018)标准。

 

经过多年的发展,我国颁布的国六标准与发达国家的排放标准基本达成同步。在排放标准提高的同时,也促进了汽车排放控制技术的发展,且成效显著。但就目前而言,由于排放标准和检测要求的不断升级,要想解决汽车排放污染物的污染,首先要做好的还是对尾气排放污染物进行准确检测,才能找到相应的解决方法。

 

汽车排放物污染物的成份分析

汽车排放污染物中的成分比较复杂,除了氧气和氮气为燃烧产物之外,其余的都是有害成份,主要包括颗粒物、一氧化碳、氮氧化物、硫氧化物等。

 

1.悬浮颗粒物

悬浮颗粒物是当前阶段重要的污染源之一对于汽油机,其运转时可能产生的微粒物包括低分子物质与硫酸盐;而对于柴油机,其微粒物产生量远大于汽油机,且成分十分复杂,以碳烟为主,即直径在0.1~10μm 范围内的碳粒烟雾。人体在吸入颗粒物之后,会在肺部沉淀,而且还会与二氧化硫或致癌物发生粘附,危害健康

 

2.一氧化碳

燃油不*燃烧就会产生一氧化碳。一氧化碳能和人体中血红蛋白发生反应,生成羟基血红蛋白,不仅影响血红蛋白和氧之间的正常结合,还会减弱血红蛋白具有的输氧能力,导致机体缺氧,对人类健康造成巨大危害。

 

3.氮氧化物

在发动机中,燃料燃烧温度很高,此时混合气当中的氮与氧反应生成氮氧化物,通常以一氧化氮与二氧化氮为主。其中,一氧化氮会破坏人体神经及呼吸系统,并且还能破坏地球的臭氧层;而二氧化氮由于易溶于水,所以会产生酸性污染,并能和大气反应生成大量光化学烟雾,严重刺激人体呼吸系统

 

4.硫氧化物

汽油中含有硫,有些汽车净化器可将部分硫转化为硫氧化物,其中以二氧化硫为主,这是引起酸雨的罪魁祸首。二氧化硫从净化器中离开之后,会与大气中的氧进一步反应生成硫酸烟雾,造成更严重的污染。除此之外,二氧化硫还会严重刺激呼吸道,损害人体健康。

 

5.碳氢化合物

碳氢化合物主要来源于发动机尾气排放中未充分燃烧的成分因混合气没有达到均匀,或燃烧室壁冷,会使部分燃油没有燃烧直接排放,在浓度达到一定程度后,就会对人体健康造成不利影响,表现为受日照作用后,和氮氧化物反应生成过氧化物,刺激人体的口鼻黏膜,引发炎症,部分烃类还具有刺鼻气味同时还具有供给系统中燃油的滴漏和蒸发的作用,并且形成不*燃烧。

 

三、汽车尾气污染物检测方法

当前汽车尾气污染物检测方法非常多,主流设备有红外汽车尾气传感器下面主要介绍几种目前国内较为常见的检测方法 

 

1.工况法检测

工况法检测即通过的检测设备,模拟汽车不同形式工况下检测汽车尾气排放的方法。检测时 主要会运用到底盘测功机来模拟汽车行驶时的路面情况,通过滚筒与车轮的同步转动,从而实现汽车不同工况的模拟,然后使用五气体分析仪等汽车尾气污染物分析装置,检测汽车在不同工况下的尾气污染物含量,因此可以较为准确地测量出被检汽车的实际尾气排放水平。

 

2.怠速/双怠速法检测 

怠速法检测即测量汽车在怠速工况下的尾气排放的方法,双怠速法检测则是在怠速法检测的基础上,增加了高怠速转速检测尾气的方法。本质上两种检测方法的原理是一样的,只是双怠速法检测更加准确。运用这两种方法检测时不需太多的检测设备,使用五气体分析仪即可。

 

具体检测时,先检测怠速工况下汽车的尾气排放污染物的数值,然后将汽车提速到额定转速的70%,待一两分钟之后汽车转速稳定后,减速至额定转速的50%,再次检测汽车的尾气排放污染物的数值,即完成检测工作。

 

3.自由加速法检测

自由加速法也被称作烟度检测,即通过滤纸式烟度计或不透光式烟度计测量柴油机汽车的尾气中碳颗粒含量的方法。因为汽油机汽车的尾气污染物以碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化合物为主,而柴油机汽车的尾气污染物以碳颗粒为主,故而不同汽车的尾气污染物检测方法也不尽相同。检测时通过将尾气引入到烟度计中进行测量,通过比较烟度值或不透光度来判断尾气的品质,确定其是否符合标准。

 

4.车载尾气检测法

车载尾气检测法即通过将尾气检测装置和五气分析仪安装在汽车上,随车检测汽车行驶过程中的尾气污染物排放数据的方法。测试的主要污染物包括有CO、CO2、HC、NOX和PM,还有就是通过汽车中的行车记录仪来记录汽车行驶过程、位置信息、以及车速等。分析仪利用不同气体分析红外波长电磁波能量的特殊性,从而进一步检测出污染程度

 

该方法检测时可以通过接入汽车的行车电脑,实时读取汽车的进气量、进气温度、发动机水温、喷油脉宽、发动机爆震等参数,从而得到汽车行驶过程中燃烧室内的可燃混合气的数值,并计算出可燃混合气燃烧后的各种产物的含量,即尾气的排放量和各种尾气污染物的瞬时排放量。

 

5.遥感法检测法

它主要用于综合发射接收机分析仪、红外线和红外检测摄像机、综合红外仪器分析仪的合成方法,在污染物浓度检测过程中检测机动车排放的原理,可以识别出反电波。就车辆排放物和其他污染物而言,如果检测到车辆,排放试验是否超标。

 

四、适应新标准的汽车尾气分析仪

根据现行《汽车排放气体测试仪检定规程》(JJG 688-2007),目前我国汽车排放气体分析仪的测量范围及示值允许误差分为00级、0级、Ⅰ级、Ⅱ级四个等级,而国内汽油车排放分析仪普遍实行的是0级、Ⅰ级标准,00级汽车排放分析仪相对较少。但随着“国六”标准的全面实施以及GB 18285标准的颁布落实,以往较低级别的测量范围及示值允许误差可能已无法满足标准要求

 

用汽车排放气体分析仪测定汽油车排气污染物的浓度,目的是控制排气污染物的扩散,使其限定在被允许的范围内,以达到保护生态环境和自然界生态平衡的目的。为积极贯彻《中华人民共和国大气污染防治法》,应对“国六”与GB 18285标准要求控制发动机排放污染物对环境的污染,国家要求各机动车生产企业必须加强对发动机污染物排放量的检测和控制,由此企业必须配备相应的检测仪器,能够适应00级汽车尾气污染物检测的分析仪逐渐成为主流。

 

 

湖北锐意自控系统有限公司所开发的红外汽车尾气传感器Gasboard-2000系列传感器采用自主知识产权高精度双光束红外气体分析技术,可同时测量汽车尾气中CO、CO2、HC气体组分,并具备O2、NO测量接口,可集成其他尾气分析设备,符合国家标准GB 18285的排放要求,以及标准ISO 3930或OIML R99Ⅰ级、0级以及00级精度要求,适用于以汽油柴油等燃料的发动机排放气体成分的测量。

 

 

结语:

由汽车排放尾气所造成的环境污染对人们的生存和发展带来了严重威胁,汽车尾气排放新标准的出台对改善城市大气污染有着重要意义。为了满足新标准的要求,在现有的技术基础上,应当对汽车尾气检测方式和红外汽车尾气传感器与时俱进地升级优化,由此减少汽车尾气带来的环境问题,促进我国大气环境的持续改善。

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