1 不分光废气分析仪原理
不同颜色的光线具有不同波长,人们通常把0.8~600μm的一段电磁波称为红外线。
废气中的CO、HC、CO2、NOX等气体,分别具有吸收一定波长范围内红外线的性质。
不同的气体,在不同的波长范围内,吸收强度也不一样,且吸收红外线的程度与废气浓度之间有一定的不良影响。
汽车发动机工作时排出的气体成分不下数十种。不同气体对不同波长的红外线吸收有选择性,即每种气体都有一个特定的吸收波长,如CO气体的吸收波长为47μm,而HC气体吸收波长为3.4μm等。红外线气体分析仪正是根据这个原理制成的。
2 不分光红外线气体分析仪的构造
红外线废气分析仪的结构简图。它由红外光源1经反射镜2后分成两束平行的红外线进入光通道。旋转截光器4以一定转速旋转,形成间断红外光束分别通过试样室5、基准室6,然后进入检测器7。在光学通道上设有光学滤波器,以减少废气中非测量成分的影响,如在试样室壁上装有石英滤光片,可以滤掉5μm以上的红外线,减少H2C对HC的干扰。被测的废气连续流过试样室,在那里红外线被部分地吸收,吸收多少与被测气体的浓度有关。基准室一般充满了纯的被测气体或纯氮气,并加以密封。所以通过基准室的红外线光强始终稳定。
检测器由两个基本相同的密封腔组成,里面充满了被测气体。两个腔用一柔性膜片隔开,只有一小孔相连,使两腔
压力均衡。柔性膜片和微型流量传感器组成微音器8。检测器内的气体吸收红外线被加热。如果透过试样室和基准室的能量不等,则膜片两侧的气体不均匀地加热,膜片就向一侧弯曲,这种弯曲程度可通过电容器的电效应检测出来。由于采用旋转截光器,间歇光束使红外线光能变成脉冲光能,检测室内的气体被周期加热,结果使膜片产生振动,被微音器转换成电
信号经放大后在仪表上显示出来。
为了提高测量精度和保护仪器,从汽车排气管里取出的废气必须经过冷凝、干燥、过滤去水分,并以一稳定的速度通过试样室。
3 汽油机怠速污染物的检测方法
按照国家标准规定,检测汽油车排放废气中的CO、HC的浓度值要在怠速
工况下进行,怠速工况指发动机在运转中,离合器处于接合位置,油门踏板和手油门处于松开位置。采用化油器供油系统的汽油发动机,阻风门处于全开位置,
手动变速器置空挡,
自动变速器处于
停车挡或
空挡位置。
(1)仪器检查与校准。在检测之前,仪器必须进行仔细检查。在确认无问题后,接通电源,预热30min以上,并按说明书要求进行调校。
(2)
车辆准备。检查汽车
排气系统不得有泄漏,按规定
调整发动机怠速和点火正时,并运行发动机至规定的热状态。
(3)将发动机由怠速加速至70%的额定转速,维持60s后降至怠速运转,将取样探头插入汽车排气管中,深度为400mm。在发动机降至怠速15s后开始读数,读取30s内的最高值和最低值,其平均值为测量结果。检测结束后,把取样探头从排气管中抽出,让它吸入新鲜空气5min,待仪器指针回零后再关掉电源。
4 汽油车排气污染物检测标准
随着汽车数量的不断增加,大气污染成为一个亟待解决的问题。从1981年起,我国颁布了有关汽车排放标准,以后作了一些修订。
GB14761.11—1993《汽油车怠速污染物排放标准》中规定:四行程汽油车在海拔1000m以下,在怠速工况下的排放污染值应符合的规定值。废气中CO含量用容积百分比表示,而HC的质量分数则用(×10-6)来表示。