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1、動力改變世界2.2.3分析儀器單元分析儀器單元是試驗中用來測量由CVS單元采集的污染物濃度的部分。下面 分別介紹各個分析儀器的測量原理。2.2.3.1 總碳氫化合物（THC ）分析儀CAI 301型總碳氫化合物（THC）分析儀采用高靈敏度氫火焰離子化型檢測 器（FID），以（H2 40%+ He 60%）混合氣體為燃氣，純凈空氣為助燃氣。樣氣中 的碳氫化合物在隨燃氣和助燃氣燃燒的過程中被離子化，并由檢測器測量。儀器用丙烷（C3H8）氣體標定，測量值以丙烷濃度表示。FID的原理是利用有機碳氫化合物在氫火焰（2000E）的高溫中燃燒時， 一部分分子或原子就會離子化生成自由離子。如果外加適當?shù)碾妶觯?/p>

2、形成離子電流產(chǎn)生微電流信號。其電流的大小和碳素數(shù)、試樣流量和濃度成正比。經(jīng)過電流放大器，可把隨碳原子濃度變化而形成的離子電流加以測量和記錄。據(jù)此原理而制成的FID構(gòu)造簡圖見圖4a），其b）為原理圖。圖4 FID構(gòu)造簡圖a）和原理圖b）FID分析儀可測從幾個ppm到50000ppm濃度的HC,且線性關(guān)系很好。而 且它對各種HC的感度是正比于碳素的，故對烯烴和芳香族的感度比NDIR分析 儀高得多，當兩種分析儀都用正己烷標定時，其濃度測得值可差1.82.5倍，即 R=FID測值/NDIR測值=1.82.5。所以CVS取樣測定法中使用FID分析HC。天津世紀動力科技發(fā)展有限公司網(wǎng)址：電話：022-83

3、715530由b箱：sales1CPOWER也纖和廠1動力改變世界試樣氣體、燃氣、空氣等流量變化對測量感度有很大影響，必須精確控制。由于HC中各組分的沸點不同，高沸點的 HC在取樣過程中會產(chǎn)生凝縮， 所以要避免凝縮損失及防止水蒸氣凝結(jié)堵塞毛細管等情況發(fā)生。試樣中氧濃度增加會降低FID分析儀的靈敏度：當H2/O2流量比不同，HC 的應(yīng)答變化很大，一般HC的應(yīng)答誤差控制在5%以內(nèi)是好的。用CVS法時，試 樣中含有20%氧時，進入FID就產(chǎn)生氧干擾問題，其干擾程度和 FID所用的燃 料有關(guān)。多使用40% H2+60%N2做燃氣；校正用標準氣：載氣用空氣而不用氮氣， 零空氣也用空氣。2.2.3.2 氮

4、氧化物（NOx）分析儀測量氮氧化物（NOx ）的CAI 400型氮氧化物（NOx）分析儀是屬于化學(xué)發(fā) 光型分析儀（CLD），它包括兩種工作模式。摩托車排氣中的氮氧化物幾乎全是 NO和NO2，最初使用NDIR型分析儀 測定NO,用NDUV （非分散型紫外分析儀）分析 NO2，其和則為NOx，但這兩 種方法都因輸出特性呈非線性關(guān)系以及干擾組分影響大，從 1973年以后規(guī)定使 用化學(xué)發(fā)光型分析儀（CLD），測定NOx?；瘜W(xué)發(fā)光法的原理如下：*NO+O3 NO2*+O2（1）NO2* NO2+hr（2）在NO模式，當氣樣中的NO和O3 （臭氧）反應(yīng)生成NO2時，大約有10% 的NO2處于激化狀態(tài)（以N

5、O2*表示）。這些激態(tài)分子按（2）式向基態(tài)過渡時， 發(fā)射出波長5902500nm的光量子hr，其強度與NO量成正比，利用光電倍增 管將這一光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞敵隹赏扑愠?NO濃度。在NOx模式，樣氣首先進入NOx轉(zhuǎn)換裝置，樣氣中的NOx包括NO和NO?， 其中的NO2在此轉(zhuǎn)換成NO,全部的NO經(jīng)反應(yīng)、檢測，輸出一個正比于 NOx 的直流電流，數(shù)字面板表顯示 NOx的濃度。由NOx的濃度減去NO的濃度就可得到NO2的濃度。圖5為CLD的結(jié)構(gòu)簡圖。天津世紀動力科技發(fā)展有限公司網(wǎng)址：電話b箱：sales3動力改變世界圖5 CLD原理簡圖CLD的優(yōu)點為感度高可達O.lppm,

6、應(yīng)答性好，在lOOOOppm范圍內(nèi)輸出特 性呈線性關(guān)系，適于連續(xù)分析。為了提高CLD分析儀的感度，應(yīng)盡量增大 03濃度，降低其他成分濃度。 為此應(yīng)檢查臭氧發(fā)生管的效率，定期檢查維護真空泵，使反應(yīng)器維持在良好的減 壓狀態(tài)。N02轉(zhuǎn)換器的效率直接影響分析精度，故要定期檢查，當轉(zhuǎn)換器效率低于95%時，應(yīng)更換新品。在排氣成分中，其他產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光的物質(zhì)有CO、烯烴等，由于它們都以比 59nm短的波長發(fā)光，用能透過近紅外光的玻璃濾光器后，可忽略它們對 NO分 析儀的影響。但C02共存成分易轉(zhuǎn)移NO；的能量，使發(fā)光消光。在CVS測定情 況下，這種干擾可忽略。但在直接取樣（直采法）時， C02濃度變化大，要注

7、意 這種測定的影響。223.3氮氧化物（NOx）轉(zhuǎn)化效率測定儀NOXGEN IIIa）簡介化學(xué)發(fā)光分析儀，例如英國Signal公司4OOO系列，依賴于分析儀內(nèi)部 的NO到NO轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率。有了這一轉(zhuǎn)換器，可以測量樣品氣體中的全部 氮氧化物（NOx=NO+INO美國環(huán)?？偸穑‥PA 1979重型車法規(guī)規(guī)定，轉(zhuǎn)換器初次使用之前必須進天津世紀動力科技發(fā)展有限公司3電話址： 由b箱：sales動力改變世界行檢查，以后每周要檢查，以確保轉(zhuǎn)換效率至少是90% Signal公司的NOXGEN 產(chǎn)生數(shù)量精確已知的NO,用于測試轉(zhuǎn)換器的效率，完全符合 EPA的要求。這臺儀器結(jié)構(gòu)緊

8、湊，廉價，控制精密。測試結(jié)果重復(fù)性好，這些是從上一 代轉(zhuǎn)換效率測試儀無法得到的。Q由一電脈沖供電的高能量燈產(chǎn)生，改變電脈沖 可以調(diào)整Q的產(chǎn)量。與高壓電暈放電技術(shù)相比較，NOXGEN III不會由空氣產(chǎn)生任何NO儀器內(nèi)有一個穩(wěn)壓電路，一個脈沖饋送給一個高壓電源變壓器，克服電網(wǎng) 電壓的變化，確保儀器工作穩(wěn)定，使產(chǎn)生的NO的濃度穩(wěn)定。工作原理NOW Q送入效率儀，高能燈將部分空氣轉(zhuǎn)換成Q。Q與Q的混合氣體送入 NO氣流中，于是NO立即被O轉(zhuǎn)化成NO,余下的Q與NO進行化學(xué)反應(yīng)再一次產(chǎn) 生NO，但是，這一反應(yīng)非常慢，轉(zhuǎn)換效率測試中不需要考慮。產(chǎn)生的NO的量由NO濃度的下降來確定。例如，如果NO濃度下降

9、了 400vpm 那么，相應(yīng)地，產(chǎn)生400vpm的NO,因為這一氧化反應(yīng)是1:1的分子反應(yīng)。因此， NO的濃度正比于產(chǎn)生的 Q的濃度。當效率儀與分析儀的轉(zhuǎn)換器連接以后， NO 應(yīng)該轉(zhuǎn)換回NO從獲得的測試結(jié)果，可以確定轉(zhuǎn)換器的效率。03發(fā)生器Signal公司的NOXGEN III利用高效高能光源系統(tǒng)將 Q離子化成Q。Q發(fā) 生器整體安裝在儀器內(nèi)部一個盒內(nèi)。 沒有授權(quán)的人員不要打開盒子，因為即使切 斷電源，盒子內(nèi)仍然有高壓電。b）安裝概述Signal公司NOXGEIN 的外殼是3u高度19”標準機箱?？梢苑旁谧烂嫔?， 也可裝入19”標準機柜。放在桌面上時，機箱的前部有可以張開的支腳，使儀 器傾斜，方

10、便使用。當安裝在19“機柜里時，要拆掉支腳。為此，松開底蓋的4個十字頭螺釘， 向后拉底蓋以便取下底蓋。底蓋取下后，可以很容易的拆下4個支腳，然后安裝 好底蓋。至此，可以隨時安裝到19”及柜中。該儀器采用Parker CP1不銹鋼管接頭。因為存在 NO NO和Q,它們都是 天津世紀動力科技發(fā)展有限公司4電話址： 由b箱：sales天津世紀動力科技發(fā)展有限公司網(wǎng)址：9電話b箱：sales腐蝕性氣體，特別注意要確保管路沒有泄漏。要按照生產(chǎn)廠家的建議來拆裝這些 壓力管接頭，注意不要擰得過緊。03標準氣的連接標準氣應(yīng)是NO N做平衡氣，濃度與分析儀

11、使用的標準氣的濃度接近。儀 器后面板有1/4 ”的管接頭，應(yīng)該使用特氟龍（PTFE或不銹鋼管。不要使用尼 龍或銅管。該儀器使用之前，儀器標準氣的氣路不要加壓力，因為一旦在標準氣進氣 口加壓，會立即產(chǎn)生氣流。Q/空氣入口將Q或空氣鋼瓶與這一接頭使用特氟龍（PTFE或不銹鋼管連接，最普遍 的情況是使用Q,但是，使用干燥空氣也可以產(chǎn)生與使用 Q時幾乎同樣高的Q 的產(chǎn)量，另外，sig nal NOXGENHI經(jīng)過仔細設(shè)計，不會將空氣中的氮氣轉(zhuǎn)換成 NO這表明，使用空氣仍然可以做轉(zhuǎn)換器效率測定而不降低精度。能見到的唯一 差別是標準氣中NO被轉(zhuǎn)換為NO, NO讀數(shù)降低，也就是說，使用空氣將使較少 的NO轉(zhuǎn)

12、換為NO，使用氧氣可將較多的 NO變?yōu)镹O。氣體出口這一接頭也應(yīng)該使用1/4 ”特氟龍（PTFE或不銹鋼管連接到被測試的 NOx 分析儀的標定氣輸入口。電源使用有良好接地端的電纜連接到 標明的話）。220/240V（或110V,如果儀器后面板名牌c）操作控制面板A-電源開關(guān)B-O3發(fā)生器開關(guān)C-電源接通氖氣指示燈D-O3發(fā)生器電源接通氖氣指示燈E-03發(fā)生器咼壓指示燈，只在出現(xiàn)故障時亮F-03產(chǎn)量細調(diào)G-02開關(guān)閥H-O產(chǎn)量粗調(diào)I-02流量調(diào)節(jié)J-標準氣流量調(diào)節(jié)d）使用操作步驟注意：沒有氣體通入0發(fā)生器時，Q發(fā)生器不要接通電源。1、確保全部的管路連接按照安裝說明的要求完成。2、將標準氣N0和氧

13、氣（或空氣）鋼瓶的減壓器設(shè)置為大約 10psig0.75bar 表壓。3、NOx分析儀設(shè)置成NC模式。4、接通電源。但是，這時不接通0發(fā)生器的電源。5、將效率儀的氧氣閥旋至 OFF6、調(diào)整標準氣的流量使之適合NOx分析儀的要求，等待穩(wěn)定，直到從分析儀讀到NC標準氣的合適的讀數(shù)。記下此讀數(shù)（讀數(shù)A）。7、 打開效率儀前面板上的氧氣開關(guān)閥（G），使用流量計的針閥（I） 調(diào)節(jié)氧氣流量，直到分析儀的讀數(shù)下降了第 6步讀數(shù)的大約10%記下這一減小 了的讀數(shù)（讀數(shù)B）。& 按下Q發(fā)生器的電源開關(guān)（B）接通電源，是用粗調(diào)開關(guān)（H） 和細調(diào)撥碼開關(guān)（F）來改變Q的產(chǎn)量。這一調(diào)整要一直進行到分析儀的讀數(shù)進 一步

14、降低至第6步得到的讀數(shù)A的20%在這一階段，效率儀中的Q正在將標準 氣NO轉(zhuǎn)換成為NO，讀數(shù)的降低相應(yīng)于此刻正產(chǎn)生的 NO的量。不管采取什么方 法，總要保留第6步讀數(shù)（A）的10%記錄下分析儀這一新的讀數(shù)（讀數(shù)C）.9、記錄下穩(wěn)定讀數(shù)C后，分析儀切換到NOx模式，待讀數(shù)穩(wěn)定 。記錄讀數(shù)（讀數(shù)D）。10、切斷Q電源，待NOx分析儀讀數(shù)穩(wěn)定并記錄這一新讀數(shù)（讀數(shù)E）。這一讀數(shù)將是（由Q和NO的混合氣體產(chǎn)生的）NO轉(zhuǎn)換回NO的量。11、關(guān)閉前面板Q氣閥門，觀察分析儀讀數(shù)。這一讀數(shù)應(yīng)該與第6步的讀數(shù)一樣。與第6步的唯一不同是已將分析儀置于 NOx模式，因此，標準氣 天津世紀動力科技發(fā)展有限公司6電話：

15址： 由b箱：sales動力改變世界鋼瓶中的一些NO將產(chǎn)生咼于第6步的讀數(shù)223.4氧化碳/二氧化碳（CO/CO 2）分析儀CAI 200型一氧化碳/二氧化碳（CO/CO2）分析儀是屬于不分光紅外型 （NDIR ）分析儀。NDIR工作原理是基于大多數(shù)非對稱分子（除去單原子氣體或雙原子組成的 分子外）對紅外波段中一定波長具有吸收能力，其吸收程度與被測氣體的濃度有 關(guān)。如CO能夠吸收長波4.55卩価勺紅外光線，CO2能吸收44.5yn波長的紅 外線。不分光型紅外氣體分析儀構(gòu)造簡圖見圖 6,它由兩個相同的紅外光源、分 析室、基準室、檢測室、信號放大器及記錄顯示器等組成。紅外

16、光源輻射出27 波長的紅外輻射，拋物體反射鏡聚成平行光束。 嶄波器把連續(xù)光束調(diào)制成一定頻率光信號。在基準室內(nèi)封入對紅外線不吸收的氣 體如氮。在分析室內(nèi)通過測定氣體。在檢測室內(nèi)裝有可變電容器其動極為鋁箔薄 膜把檢測室分成左、右兩個輻射接收室，并在檢測室中充入純的待測氣體。當紅廠一T的it夫*S108液廢.X圖7 CO濃度與電輸出變化關(guān)系5M 審a凹圖6 NDIR原理簡圖外光同時照射分析室和基準室時，由于分析室試樣氣體吸收紅外光線使之減光， 結(jié)果檢測室左、右兩個接收室接收的紅外輻射能不同，熱能不同產(chǎn)生壓力不同， 使薄膜發(fā)生位移，于是可動極和固定極之間電容量發(fā)生變化（約0.1O.OIpF）當分析室內(nèi)

17、被測氣體濃度變化時，到達檢測室的紅外光強度大體根據(jù)下式變化：1 = 1 0 ekCl式中I通過分析室紅外光強度；Io通過基準室外紅外光強度；K光能吸收系數(shù)；c被測氣體濃度；L光路（分析室）長度。當濃度變化愈大，轉(zhuǎn)換成檢測室電容量的變化愈大，得到的電輸出信號也 愈大。一般CO濃度變化與電輸出的變化關(guān)系見圖 7。在濾波室中充入干擾氣體，濾掉干擾氣體所能吸收的那部分波段。如分析CO的分析儀，在濾波室中充以CO2、CH4等，將紅外光源中44. 5卩m2.3、3.4、 7.6 m的波段吸收掉，在分析時就不受排氣中 CO、CH4成分的干擾。同樣分析 CO2用的分析儀，要在濾光室中充 CO、CH4氣體。NDIR分析儀主要用來分析 CO、CO2。用來分析HC時，（檢測室內(nèi)封入 正已烷CeH