第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù)

1、太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 17.4 煙度測(cè)量與分析煙度測(cè)量與分析7.3 顆粒物測(cè)量與成分分析顆粒物測(cè)量與成分分析7.2 排氣成分分析儀排氣成分分析儀7.1 汽車排放污染物的取樣系統(tǒng)汽車排放污染物的取樣系統(tǒng)第第7章章 排放污染物的測(cè)試技術(shù)排放污染物的測(cè)試技術(shù)太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 2 正確的測(cè)試汽車排放污染物是研究汽車有正確的測(cè)試汽車排放污染物是研究汽車有害排放物的形成及控制技術(shù)的重要前提，隨著害排放物的形成及控制技術(shù)的重要前提，隨著各國(guó)汽車排放標(biāo)準(zhǔn)的

2、日趨嚴(yán)格，其排放測(cè)試技各國(guó)汽車排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，其排放測(cè)試技術(shù)也在不斷地完善。對(duì)排放污染物測(cè)試的基本術(shù)也在不斷地完善。對(duì)排放污染物測(cè)試的基本要求有：要求有： 1）對(duì)所測(cè)的成分有較高的選擇性，也就是說，）對(duì)所測(cè)的成分有較高的選擇性，也就是說，測(cè)量值受排氣中其它成分的干擾??；測(cè)量值受排氣中其它成分的干擾?。?2）對(duì)所測(cè)量的成分濃度有相當(dāng)?shù)撵`敏度；）對(duì)所測(cè)量的成分濃度有相當(dāng)?shù)撵`敏度； 3）較高的可靠性和容易使用。）較高的可靠性和容易使用。 一個(gè)完整的排氣成分測(cè)試應(yīng)該包括取樣、一個(gè)完整的排氣成分測(cè)試應(yīng)該包括取樣、分析和結(jié)果整理三部分。分析和結(jié)果整理三部分。 太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工

3、大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 37.1 汽車排放污染物的取樣系統(tǒng)汽車排放污染物的取樣系統(tǒng)太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 4取樣系統(tǒng)概述取樣系統(tǒng)概述 取樣是汽車排放測(cè)試的第一環(huán)，在不同條件下，取樣是汽車排放測(cè)試的第一環(huán)，在不同條件下，需要不同的取樣技術(shù)。需要不同的取樣技術(shù)。取樣系統(tǒng)的取樣系統(tǒng)的功能在于使樣氣經(jīng)過預(yù)處理，以便按功能在于使樣氣經(jīng)過預(yù)處理，以便按一定要求送入分析系統(tǒng)一定要求送入分析系統(tǒng) 取樣的正確與否對(duì)測(cè)量結(jié)果的正確性關(guān)系極大。取樣的正確與否對(duì)測(cè)量結(jié)果的正確性關(guān)系極大。 對(duì)取樣系統(tǒng)的基本要求有：

4、對(duì)取樣系統(tǒng)的基本要求有： 1）樣氣在進(jìn)入測(cè)試儀器前，其所測(cè)成分必須能）樣氣在進(jìn)入測(cè)試儀器前，其所測(cè)成分必須能定量地再現(xiàn)排氣中該成分的濃度；定量地再現(xiàn)排氣中該成分的濃度； 2）在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，不受其它因素干擾。）在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，不受其它因素干擾。太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 5 取樣過程中的主要干擾因素有：取樣過程中的主要干擾因素有：1）可冷凝成分可冷凝成分：在大多數(shù)的測(cè)試過程中，被測(cè)氣：在大多數(shù)的測(cè)試過程中，被測(cè)氣體的冷卻，總是伴隨冷凝現(xiàn)象。在測(cè)試儀器里，冷凝體的冷卻，總是伴隨冷凝現(xiàn)象。在測(cè)試儀器里，冷凝液會(huì)造成測(cè)量誤差；液會(huì)

5、造成測(cè)量誤差；2）吸附和化學(xué)反應(yīng)吸附和化學(xué)反應(yīng)：被測(cè)成分在輸送過程中的吸：被測(cè)成分在輸送過程中的吸附和化學(xué)反應(yīng)會(huì)造成該成分量的變化，對(duì)濃度很低的附和化學(xué)反應(yīng)會(huì)造成該成分量的變化，對(duì)濃度很低的成分的測(cè)量影響很大。有些材料對(duì)一定的化學(xué)反應(yīng)有成分的測(cè)量影響很大。有些材料對(duì)一定的化學(xué)反應(yīng)有催化作用，特別是在溫度較高的區(qū)域，如加熱的輸送催化作用，特別是在溫度較高的區(qū)域，如加熱的輸送管道，會(huì)造成某些成分的測(cè)量誤差。管道，會(huì)造成某些成分的測(cè)量誤差。 太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 6 不同的取樣方法，就有不同的取樣系統(tǒng)。不同的取樣方法，就有不

6、同的取樣系統(tǒng)。按取樣方法分，目前常采用的取樣系統(tǒng)有：按取樣方法分，目前常采用的取樣系統(tǒng)有：直接取樣系統(tǒng)直接取樣系統(tǒng)定容取樣系統(tǒng)定容取樣系統(tǒng)稀釋取樣系統(tǒng)稀釋取樣系統(tǒng)太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 7直接取樣系統(tǒng)直接取樣系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上進(jìn)行排放測(cè)試，對(duì)氣態(tài)成分一在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上進(jìn)行排放測(cè)試，對(duì)氣態(tài)成分一般采用直接采樣分析的方法。般采用直接采樣分析的方法。直接取樣法直接取樣法是將取樣探頭插入發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管是將取樣探頭插入發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管中，用取樣泵連續(xù)抽取一定量氣體不經(jīng)稀釋直接中，用取樣泵連續(xù)抽取一定量氣體不經(jīng)稀釋直接送入分析系統(tǒng)進(jìn)行分

7、析。送入分析系統(tǒng)進(jìn)行分析。由于直接取樣法設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，被廣泛由于直接取樣法設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，被廣泛用于許多國(guó)家和地區(qū)的各種用途發(fā)動(dòng)機(jī)的排放測(cè)用于許多國(guó)家和地區(qū)的各種用途發(fā)動(dòng)機(jī)的排放測(cè)量中。量中。太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 8直接取樣系統(tǒng) 未經(jīng)稀釋的采樣氣未經(jīng)稀釋的采樣氣直接從排氣管抽取，污直接從排氣管抽取，污染物濃度較高，具有較染物濃度較高，具有較高的測(cè)量精度。高的測(cè)量精度。 采樣泵采樣泵P P把樣氣從把樣氣從HSL1HSL1（保溫（保溫453453473K473K）送到送到氫火焰離子檢測(cè)器氫火焰離子檢測(cè)器HFIDH

8、FID分析分析HCHC；經(jīng)；經(jīng)HSL2HSL2（保溫（保溫368368473K473K）輸送）輸送到到化學(xué)發(fā)光分析儀化學(xué)發(fā)光分析儀HCLAHCLA分析分析NONO ，另外排氣經(jīng)，另外排氣經(jīng)取樣管取樣管SLSL輸送到輸送到不分光不分光紅外線吸收型分析儀紅外線吸收型分析儀NDIRNDIR分析分析COCO和和COCO2 2。 太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 9為了排除水蒸氣對(duì)為了排除水蒸氣對(duì)NDIR工作的干擾，用溫度保持工作的干擾，用溫度保持273277K的槽型冷卻器的槽型冷卻器B來(lái)冷卻和凝結(jié)排氣樣來(lái)冷卻和凝結(jié)排氣樣氣中的水分。氣中的

9、水分。取樣探頭一般為一端封閉、多孔、平直的不銹鋼取樣探頭一般為一端封閉、多孔、平直的不銹鋼探頭，垂直插入排氣管內(nèi)，插入長(zhǎng)度不少于排氣探頭，垂直插入排氣管內(nèi)，插入長(zhǎng)度不少于排氣管內(nèi)徑的管內(nèi)徑的80%。探頭處的排氣溫度不應(yīng)低于。探頭處的排氣溫度不應(yīng)低于343K，進(jìn)行天然氣進(jìn)行天然氣NG（Natural Gas）發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試時(shí)，）發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試時(shí)，取樣探頭應(yīng)安裝在距排氣歧管或增壓器法蘭盤出取樣探頭應(yīng)安裝在距排氣歧管或增壓器法蘭盤出口口1.52.5m的位置。的位置。反反清掃系統(tǒng)利用高壓氣體清洗過濾器，以免過于清掃系統(tǒng)利用高壓氣體清洗過濾器，以免過于頻繁拆裝過濾器。頻繁拆裝過濾器。 太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車

10、輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 10直接取樣系統(tǒng)直接取樣系統(tǒng) 發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架測(cè)試的直接取樣系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架測(cè)試的直接取樣系統(tǒng) 1一取樣探頭一取樣探頭 2一粗濾器一粗濾器 3一逆向清掃系統(tǒng)一逆向清掃系統(tǒng) 4一取樣泵一取樣泵 5一減壓器一減壓器 6一氣樣冷卻器一氣樣冷卻器 7一冷凝液分離器一冷凝液分離器 8一細(xì)濾器一細(xì)濾器 太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 11直接取樣系統(tǒng)直接取樣系統(tǒng) 為了防止氣樣中的水分對(duì)分析儀的干擾，為了防止氣樣中的水分對(duì)分析儀的干擾，一般在系統(tǒng)中加由冷凝器和排水裝置組成的一般在

11、系統(tǒng)中加由冷凝器和排水裝置組成的水分離器，用冷凝法除濕。為防止水分離器，用冷凝法除濕。為防止HC中那中那些蒸氣壓低的高沸點(diǎn)成分溶于水而產(chǎn)生測(cè)量些蒸氣壓低的高沸點(diǎn)成分溶于水而產(chǎn)生測(cè)量誤差，取樣導(dǎo)管應(yīng)做成加熱式，對(duì)于汽油機(jī)誤差，取樣導(dǎo)管應(yīng)做成加熱式，對(duì)于汽油機(jī)應(yīng)保持在應(yīng)保持在130左右，柴油機(jī)應(yīng)保持在左右，柴油機(jī)應(yīng)保持在180200。 太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 12稀釋取樣系統(tǒng)稀釋取樣系統(tǒng) 把柴油機(jī)排氣中的微粒收集在濾紙上，把柴油機(jī)排氣中的微粒收集在濾紙上，用微克級(jí)精度的精密天平秤得濾紙?jiān)谑占梦⒖思?jí)精度的精密天平秤得濾紙?jiān)谑?/p>

12、集微粒后和收集前的質(zhì)量差，就可得到微粒微粒后和收集前的質(zhì)量差，就可得到微粒的質(zhì)量。測(cè)量柴油機(jī)的微粒排放時(shí)，用的質(zhì)量。測(cè)量柴油機(jī)的微粒排放時(shí)，用稀稀釋風(fēng)道微粒取樣系統(tǒng)釋風(fēng)道微粒取樣系統(tǒng)，使微粒樣品能再現(xiàn)，使微粒樣品能再現(xiàn)柴油機(jī)排氣中的微粒排放特性。柴油機(jī)排氣中的微粒排放特性。太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 13 測(cè)量重型車柴油機(jī)的微粒排放測(cè)試時(shí)，用稀測(cè)量重型車柴油機(jī)的微粒排放測(cè)試時(shí)，用稀釋取樣系統(tǒng)取樣，根據(jù)柴油機(jī)排氣經(jīng)過稀釋風(fēng)道釋取樣系統(tǒng)取樣，根據(jù)柴油機(jī)排氣經(jīng)過稀釋風(fēng)道的比例，柴油機(jī)微粒質(zhì)量測(cè)量既可用的比例，柴油機(jī)微粒質(zhì)量測(cè)量既可

13、用:稀釋取樣系統(tǒng)稀釋取樣系統(tǒng)1.全流稀釋取樣系統(tǒng)全流稀釋取樣系統(tǒng)FFDSS（Full Flow Dilution Sampling System），），2.分流稀釋取樣系統(tǒng)分流稀釋取樣系統(tǒng)PFDSS (Partial Flow Dilution Sampling System)。太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 14全流稀釋取樣系統(tǒng)全流稀釋取樣系統(tǒng)是按照美國(guó)輕型車排放標(biāo)準(zhǔn)要求是按照美國(guó)輕型車排放標(biāo)準(zhǔn)要求而設(shè)計(jì)；而設(shè)計(jì)；分流稀釋取樣系統(tǒng)分流稀釋取樣系統(tǒng)是按照歐洲重型車排放是按照歐洲重型車排放標(biāo)準(zhǔn)要求而設(shè)計(jì)。標(biāo)準(zhǔn)要求而設(shè)計(jì)。全流稀釋取

14、樣系統(tǒng)全流稀釋取樣系統(tǒng)將全部排氣引入稀釋風(fēng)道里，測(cè)將全部排氣引入稀釋風(fēng)道里，測(cè)量精度高，但體積龐大，價(jià)格昂貴；量精度高，但體積龐大，價(jià)格昂貴；分流稀釋取樣系統(tǒng)分流稀釋取樣系統(tǒng)僅將部分排氣引入稀釋風(fēng)道里，僅將部分排氣引入稀釋風(fēng)道里，因而體積較小。但控制系統(tǒng)和操作系統(tǒng)都較復(fù)雜，因而體積較小。但控制系統(tǒng)和操作系統(tǒng)都較復(fù)雜，需要較高素質(zhì)的操作人員，使用成本也較高。需要較高素質(zhì)的操作人員，使用成本也較高。太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 15 全流稀釋系統(tǒng)全流稀釋系統(tǒng)必須測(cè)量排氣和稀釋用空必須測(cè)量排氣和稀釋用空氣混合后的總流量，并收集分析用

15、的樣氣。氣混合后的總流量，并收集分析用的樣氣。根據(jù)整個(gè)試驗(yàn)過程中收集到一對(duì)濾紙上根據(jù)整個(gè)試驗(yàn)過程中收集到一對(duì)濾紙上的微粒質(zhì)量、取樣流量以及稀釋用空氣和排的微粒質(zhì)量、取樣流量以及稀釋用空氣和排氣的總流量來(lái)確定微粒的質(zhì)量?？梢圆捎脷獾目偭髁縼?lái)確定微粒的質(zhì)量?？梢圆捎萌莘e式泵PDP或臨界流量文杜里管CFV與單級(jí)與單級(jí)稀釋系統(tǒng)或雙級(jí)稀釋系統(tǒng)。稀釋系統(tǒng)或雙級(jí)稀釋系統(tǒng)。 太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 16全流稀釋取樣系統(tǒng)流程圖 EP-排氣管排氣管 DAF-稀釋稀釋用空氣過濾用空氣過濾器器SDS-單級(jí)稀單級(jí)稀釋系統(tǒng)釋系統(tǒng)DDS-雙級(jí)稀雙級(jí)稀

16、釋系統(tǒng)釋系統(tǒng)PDT-初級(jí)初級(jí)稀釋稀釋通道通道SDT-次級(jí)稀釋通道次級(jí)稀釋通道 PSP-顆粒取樣探頭顆粒取樣探頭PTT-顆粒物傳輸管顆粒物傳輸管PDP-容積式泵容積式泵CFV-臨臨界流界流量文量文杜里杜里管管太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 17EP-排氣管排氣管 PDP-容積式泵容積式泵HE-熱交換器熱交換器 PDT-初級(jí)稀釋通道初級(jí)稀釋通道SDS-單級(jí)稀釋系統(tǒng)單級(jí)稀釋系統(tǒng) DDS-雙級(jí)稀釋系統(tǒng)雙級(jí)稀釋系統(tǒng)PTT-顆粒物傳輸管顆粒物傳輸管 SDT-次級(jí)稀釋通道次級(jí)稀釋通道FH-濾紙保持架濾紙保持架 SP-顆粒物取樣泵顆粒物取樣泵D

17、P-稀釋用空氣泵稀釋用空氣泵 PSP-顆粒取樣探頭顆粒取樣探頭DAF-稀釋用空氣過濾器稀釋用空氣過濾器CFV-臨界流量文杜里管臨界流量文杜里管GF-氣體計(jì)量?jī)x或流量?jī)x測(cè)定氣體計(jì)量?jī)x或流量?jī)x測(cè)定太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 18全流稀釋取樣系統(tǒng)全流稀釋取樣系統(tǒng) 初級(jí)稀釋風(fēng)道初級(jí)稀釋風(fēng)道PDT中應(yīng)有足夠的中應(yīng)有足夠的湍流強(qiáng)度湍流強(qiáng)度和和足夠的足夠的混合長(zhǎng)度混合長(zhǎng)度，保證取樣前柴油機(jī)排氣管，保證取樣前柴油機(jī)排氣管EP排排出的排氣經(jīng)稀釋空氣濾清器出的排氣經(jīng)稀釋空氣濾清器DAF凈化的稀釋空氣凈化的稀釋空氣混合均勻混合均勻。 單級(jí)稀釋系統(tǒng)

18、的直徑至少為單級(jí)稀釋系統(tǒng)的直徑至少為460mm，雙級(jí)稀，雙級(jí)稀釋系統(tǒng)的直徑至少為釋系統(tǒng)的直徑至少為200mm。發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣應(yīng)。發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣應(yīng)順氣流引入初級(jí)稀釋通道，并充分混合。順氣流引入初級(jí)稀釋通道，并充分混合。 太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 19分流稀釋取樣系統(tǒng)分流稀釋取樣系統(tǒng) 分流稀釋取樣系統(tǒng)流程圖 PSS-顆粒顆粒物取物取樣系樣系統(tǒng)統(tǒng)PSP-顆粒顆粒物取樣探頭物取樣探頭TT-顆粒物取樣傳輸管顆粒物取樣傳輸管PTT-顆粒物顆粒物傳輸管傳輸管太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染

19、物的測(cè)試技術(shù) 20 EP-排氣管排氣管 PR-取樣探頭取樣探頭 ISP-等動(dòng)態(tài)取樣探頭等動(dòng)態(tài)取樣探頭 EGA-排氣分析儀排氣分析儀 BV-球閥球閥 SC-壓力控制裝置壓力控制裝置 DPT-差壓傳感器差壓傳感器 FC1-流量控制器流量控制器 SB-抽風(fēng)機(jī)抽風(fēng)機(jī) PB-壓力機(jī)壓力機(jī) DT-稀釋通道稀釋通道 PSS-顆粒物取樣系統(tǒng)顆粒物取樣系統(tǒng) PSP-顆粒物取樣探頭顆粒物取樣探頭 PTT-顆粒物傳輸管顆粒物傳輸管 FH-濾紙保持架濾紙保持架 SP-顆粒物取樣泵顆粒物取樣泵 FC2-流量控制流量控制 GF1-氣體計(jì)量?jī)x或流量測(cè)定儀氣體計(jì)量?jī)x或流量測(cè)定儀 DAF-稀釋用空氣過濾器稀釋用空氣過濾器 GF

20、2-氣體計(jì)量?jī)x或流量測(cè)定儀氣體計(jì)量?jī)x或流量測(cè)定儀 TT-顆粒物取樣傳輸管顆粒物取樣傳輸管太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 21分流稀釋取樣系統(tǒng)分流稀釋取樣系統(tǒng) 柴油機(jī)排氣管柴油機(jī)排氣管EP中的排氣通過顆粒物取中的排氣通過顆粒物取樣探頭樣探頭ISP或或PR和顆粒物取樣傳輸管和顆粒物取樣傳輸管TT輸送輸送到稀釋通道到稀釋通道DT。通過。通過DT的稀釋排氣流量用顆的稀釋排氣流量用顆粒物取樣系統(tǒng)粒物取樣系統(tǒng)PSS中的流量控制器中的流量控制器FC2 和顆和顆粒物取樣泵粒物取樣泵SP控制，稀釋空氣流量用流量控控制，稀釋空氣流量用流量控制器制器

21、FC1控制?？刂?。 太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 22定容取樣系統(tǒng)定容取樣系統(tǒng)CVS（Constant Volume Sampling ） 一般廢氣成分分析儀器都是測(cè)量該成分在排氣中一般廢氣成分分析儀器都是測(cè)量該成分在排氣中的濃度，然后根據(jù)排氣流量算出該成分的總排放量，的濃度，然后根據(jù)排氣流量算出該成分的總排放量，這在內(nèi)燃機(jī)穩(wěn)定狀態(tài)下比較容易實(shí)現(xiàn)。在非穩(wěn)定狀態(tài)這在內(nèi)燃機(jī)穩(wěn)定狀態(tài)下比較容易實(shí)現(xiàn)。在非穩(wěn)定狀態(tài)下，理論上可把所測(cè)得的濃度曲線和排氣流量曲線對(duì)下，理論上可把所測(cè)得的濃度曲線和排氣流量曲線對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分，但實(shí)際上由于以下幾

22、方面的原因，誤時(shí)間進(jìn)行積分，但實(shí)際上由于以下幾方面的原因，誤差很大：差很大：（1）發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管中的壓力波動(dòng)，造成各工況的氣樣）發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管中的壓力波動(dòng)，造成各工況的氣樣流量不同，測(cè)量結(jié)果往往是偏向高負(fù)荷高轉(zhuǎn)速工況；流量不同，測(cè)量結(jié)果往往是偏向高負(fù)荷高轉(zhuǎn)速工況；太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 23（2）由于排氣測(cè)量系統(tǒng)的取樣系統(tǒng)和測(cè)量?jī)x器動(dòng)）由于排氣測(cè)量系統(tǒng)的取樣系統(tǒng)和測(cè)量?jī)x器動(dòng)態(tài)響應(yīng)滯后的不同，很難和所測(cè)得的內(nèi)燃機(jī)排氣流態(tài)響應(yīng)滯后的不同，很難和所測(cè)得的內(nèi)燃機(jī)排氣流量完全一一對(duì)應(yīng)，這樣就造成了最后計(jì)算結(jié)果的誤量完全一一對(duì)應(yīng)，這樣就

23、造成了最后計(jì)算結(jié)果的誤差；差；（3）在氣樣輸送過程中，各工況樣氣的混合使?jié)猓┰跉鈽虞斔瓦^程中，各工況樣氣的混合使?jié)舛惹€不能再現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)排放的時(shí)間。度曲線不能再現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)排放的時(shí)間。 為此人們采用了測(cè)量平均值的方法來(lái)解決這個(gè)問題。為此人們采用了測(cè)量平均值的方法來(lái)解決這個(gè)問題。最直觀的方法就是把一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試循環(huán)中的所有排最直觀的方法就是把一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試循環(huán)中的所有排氣收集到氣袋里，然后測(cè)量濃度和氣量，算出循環(huán)氣收集到氣袋里，然后測(cè)量濃度和氣量，算出循環(huán)的總排放量。這種方法（的總排放量。這種方法（全量取樣系統(tǒng)）全量取樣系統(tǒng)）需要很大需要很大的氣袋來(lái)收集排氣，十分不便。的氣袋來(lái)收集排氣，十分不便。 太原理

24、工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 24現(xiàn)在對(duì)內(nèi)燃機(jī)非穩(wěn)定狀態(tài)中以及許多標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試循現(xiàn)在對(duì)內(nèi)燃機(jī)非穩(wěn)定狀態(tài)中以及許多標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試循環(huán)中的排氣成分的測(cè)量和計(jì)算，如對(duì)于在底盤測(cè)環(huán)中的排氣成分的測(cè)量和計(jì)算，如對(duì)于在底盤測(cè)功機(jī)上進(jìn)行的輕型車排放檢測(cè)，世界各國(guó)均規(guī)定功機(jī)上進(jìn)行的輕型車排放檢測(cè)，世界各國(guó)均規(guī)定采用定容取樣系統(tǒng)采用定容取樣系統(tǒng)(CVS)取樣。取樣。太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 25 在定容取樣系統(tǒng)中，內(nèi)燃機(jī)的全部排氣排入稀釋風(fēng)道中和在定容取樣系統(tǒng)中，內(nèi)燃機(jī)的全部排氣排入稀釋風(fēng)

25、道中和經(jīng)過濾器濾過的空氣混合，抽氣泵經(jīng)過濾器濾過的空氣混合，抽氣泵8把稀釋排氣經(jīng)過由溫把稀釋排氣經(jīng)過由溫度調(diào)節(jié)器度調(diào)節(jié)器11控制的換熱器控制的換熱器3和加熱器和加熱器12吸走。抽氣泵吸走。抽氣泵8輸輸送的稀釋排氣體積流量可以從抽氣泵轉(zhuǎn)速表送的稀釋排氣體積流量可以從抽氣泵轉(zhuǎn)速表9的指示器上的指示器上讀得。溫度測(cè)量用來(lái)計(jì)算質(zhì)量流量，并用來(lái)檢查質(zhì)量流量讀得。溫度測(cè)量用來(lái)計(jì)算質(zhì)量流量，并用來(lái)檢查質(zhì)量流量的恒定程度，被測(cè)氣樣通過取樣泵的恒定程度，被測(cè)氣樣通過取樣泵6收入樣氣袋收入樣氣袋7。為監(jiān)測(cè)。為監(jiān)測(cè)環(huán)境條件，用來(lái)稀釋排氣的空氣通過取樣泵環(huán)境條件，用來(lái)稀釋排氣的空氣通過取樣泵4收入環(huán)境室收入環(huán)境室樣氣

26、袋樣氣袋5中。測(cè)試循環(huán)結(jié)束后，各樣氣袋里的氣體將分別中。測(cè)試循環(huán)結(jié)束后，各樣氣袋里的氣體將分別進(jìn)行分析。在測(cè)試循環(huán)結(jié)束后，將測(cè)量氣袋中各污染物成進(jìn)行分析。在測(cè)試循環(huán)結(jié)束后，將測(cè)量氣袋中各污染物成分的濃度，再乘上定容取樣系統(tǒng)中流過的稀釋排氣總量，分的濃度，再乘上定容取樣系統(tǒng)中流過的稀釋排氣總量，即是內(nèi)燃機(jī)在測(cè)量過程中各種成分的總排放量。即是內(nèi)燃機(jī)在測(cè)量過程中各種成分的總排放量。太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 26 將汽車的全部排氣引入稀釋系統(tǒng)進(jìn)行稀釋將汽車的全部排氣引入稀釋系統(tǒng)進(jìn)行稀釋, 測(cè)測(cè)量稀釋后的廢氣流量、控制取樣比例量稀釋

27、后的廢氣流量、控制取樣比例, 并進(jìn)行稀并進(jìn)行稀釋空氣的干擾分析釋空氣的干擾分析, 通過這些手段來(lái)測(cè)量汽車在通過這些手段來(lái)測(cè)量汽車在測(cè)試過程中的污染物排放量。測(cè)試過程中的污染物排放量。太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 27 隨著汽車污染物排放濃度的降低、測(cè)試隨著汽車污染物排放濃度的降低、測(cè)試要求的提高和流量測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步要求的提高和流量測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步, 開發(fā)了開發(fā)了部分流稀釋定容取樣系統(tǒng)部分流稀釋定容取樣系統(tǒng), 其原理示意圖如其原理示意圖如圖圖2 所示。所示。太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章

28、 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 28 汽車的部分排氣引入稀釋系統(tǒng)進(jìn)行稀釋汽車的部分排氣引入稀釋系統(tǒng)進(jìn)行稀釋,同時(shí)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣流量的排氣流量, 并將并將此信號(hào)作為控制取樣閥取樣比例的依據(jù)此信號(hào)作為控制取樣閥取樣比例的依據(jù)。該。該系統(tǒng)由于采用了先進(jìn)的流量測(cè)量技術(shù)因而可實(shí)現(xiàn)定比稀釋系統(tǒng)由于采用了先進(jìn)的流量測(cè)量技術(shù)因而可實(shí)現(xiàn)定比稀釋, 按按汽車排氣流量比例取樣。汽車排氣流量比例取樣。由于稀釋比較小由于稀釋比較小, 稀釋后的氣體濃度稀釋后的氣體濃度利于分析儀器的測(cè)量利于分析儀器的測(cè)量, 也可用零空氣作為稀釋氣體以完全消除也可用零空氣作為稀釋氣體以完全消除稀釋空氣的干擾。稀釋空氣的干擾。太原理工

29、大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 29 現(xiàn)在，世界各國(guó)的排放法規(guī)大多規(guī)定對(duì)汽車的排氣先用現(xiàn)在，世界各國(guó)的排放法規(guī)大多規(guī)定對(duì)汽車的排氣先用干凈空氣進(jìn)行稀釋，然后用干凈空氣進(jìn)行稀釋，然后用定容取樣CVS（Constant Volume Sampling）系統(tǒng)取樣。除取樣袋收集的氣體外，大）系統(tǒng)取樣。除取樣袋收集的氣體外，大部分排氣被排出取樣器，由測(cè)量器測(cè)量排出氣體的總流量。部分排氣被排出取樣器，由測(cè)量器測(cè)量排出氣體的總流量。測(cè)量總流量的常用方法有兩種方法：測(cè)量總流量的常用方法有兩種方法：定容取樣系統(tǒng)定容取樣系統(tǒng)測(cè)量測(cè)量總流總流量的量的常用常用

30、方法方法容積式泵容積式泵(PDP，positive Displacement Pump）臨界流文杜里管臨界流文杜里管 (CFV，critical flow venture )太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 30帶容積泵的定容取樣系統(tǒng)帶容積泵的定容取樣系統(tǒng)D-稀釋空氣濾清器 M-混合室H-熱交換器TC-溫度控制系統(tǒng)PDP-容積泵T1-溫度傳感器G1、G2-壓力表 S1-收集稀釋空氣定量樣氣的取樣口S2-收集稀釋排氣定量樣氣的取樣口 帶容積泵的定容取樣系統(tǒng)流程圖 太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第

31、7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 31帶容積泵的定容取樣系統(tǒng)帶容積泵的定容取樣系統(tǒng)特點(diǎn)特點(diǎn) 太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 32太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 33采用臨界流量文度里管的定容取樣系統(tǒng)采用臨界流量文度里管的定容取樣系統(tǒng)AB-稀釋空氣取樣袋CF-積累流量計(jì)CS-旋風(fēng)分離器DAF-稀釋空氣濾清器DEP-稀釋排氣抽氣泵DT-稀釋風(fēng)道F-過濾器FC-流量控制器；FL-流量計(jì) HE-換熱HF-加熱過濾器PG-壓力表QF-快接管接頭QV-快作用閥S1S4-取樣探頭SB

32、-衡釋排氣取樣袋的取樣過濾器SP-取樣泵TC-溫度控制器TS-溫度傳感器 SF-測(cè)量微粒排放質(zhì)CFV-臨界臨界流量流量文杜文杜里管里管太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 34采用臨界流量文度里管的定容取樣系統(tǒng)采用臨界流量文度里管的定容取樣系統(tǒng)特點(diǎn) 太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 35太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 36 在鼓風(fēng)機(jī)在鼓風(fēng)機(jī)(抽氣泵）的作用下文丘里管出口壓抽氣泵）的作用下文丘里管出口壓力不斷

33、下降力不斷下降, 當(dāng)文丘里管進(jìn)口和出口的壓差達(dá)到當(dāng)文丘里管進(jìn)口和出口的壓差達(dá)到臨界狀態(tài)時(shí)臨界狀態(tài)時(shí), 喉口處的流速達(dá)到聲速喉口處的流速達(dá)到聲速, 同時(shí)它的流同時(shí)它的流量達(dá)到最大。量達(dá)到最大?？刂莆那鹄锕苓M(jìn)口處的溫度和壓力控制文丘里管進(jìn)口處的溫度和壓力就可以實(shí)現(xiàn)流量控制和比例取樣。就可以實(shí)現(xiàn)流量控制和比例取樣。 該系統(tǒng)根據(jù)車輛瞬態(tài)排氣量自動(dòng)調(diào)整環(huán)境空該系統(tǒng)根據(jù)車輛瞬態(tài)排氣量自動(dòng)調(diào)整環(huán)境空氣的吸入量氣的吸入量, 在混合室充分混合后進(jìn)入稀釋通道在混合室充分混合后進(jìn)入稀釋通道, 通過通過取樣文丘里管按比例并收集部分排氣在取樣取樣文丘里管按比例并收集部分排氣在取樣袋內(nèi)袋內(nèi), 分析取樣袋內(nèi)的氣體組分和濃度

34、分析取樣袋內(nèi)的氣體組分和濃度, 結(jié)合文丘結(jié)合文丘里管測(cè)得廢氣體積流量就可以計(jì)算出整個(gè)測(cè)試過里管測(cè)得廢氣體積流量就可以計(jì)算出整個(gè)測(cè)試過程中污染物的排放量。程中污染物的排放量。太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 37全流稀釋有以下全流稀釋有以下4 個(gè)特點(diǎn)個(gè)特點(diǎn):1) 依靠主文丘里管在臨界狀態(tài)下流量不變的特性來(lái)依靠主文丘里管在臨界狀態(tài)下流量不變的特性來(lái)計(jì)量整個(gè)測(cè)試過程中汽車排氣的總流量。計(jì)量整個(gè)測(cè)試過程中汽車排氣的總流量。2) 取樣的流量和稀釋后的廢氣流量是成比例的取樣的流量和稀釋后的廢氣流量是成比例的, 因因?yàn)橹魑那鹄锕芎腿游那鹄锕芮?/p>

35、的壓力和溫度相同為主文丘里管和取樣文丘里管前的壓力和溫度相同, 而兩個(gè)文丘里管同時(shí)達(dá)到臨界流動(dòng)狀態(tài)而兩個(gè)文丘里管同時(shí)達(dá)到臨界流動(dòng)狀態(tài), 其流量只和其流量只和文丘里管的幾何形狀有關(guān)文丘里管的幾何形狀有關(guān), 所以保證了在測(cè)試過程中所以保證了在測(cè)試過程中取樣是按比例進(jìn)行的。取樣是按比例進(jìn)行的。3) 稀釋空氣取樣袋的取樣流量是定常的稀釋空氣取樣袋的取樣流量是定常的, 整個(gè)測(cè)試整個(gè)測(cè)試過程中不斷收集稀釋空氣過程中不斷收集稀釋空氣, 可以測(cè)定稀釋空氣對(duì)汽車可以測(cè)定稀釋空氣對(duì)汽車排放測(cè)試的干擾。排放測(cè)試的干擾。4) 稀釋空氣的組分是固定不變的稀釋空氣的組分是固定不變的, 用空氣過濾器或用空氣過濾器或稀釋空氣

36、凈化裝置稀釋空氣凈化裝置DAR ( Dilute Air Refinement)對(duì)對(duì)稀釋空氣進(jìn)行預(yù)處理來(lái)達(dá)到此要求。稀釋空氣進(jìn)行預(yù)處理來(lái)達(dá)到此要求。太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 38 汽車排氣中的汽車排氣中的CO和和CO2用用測(cè)量測(cè)量NOX用用測(cè)量測(cè)量HC用用測(cè)量測(cè)量當(dāng)需要從總碳?xì)浠衔镏蟹蛛x出非甲烷碳?xì)浠衔飼r(shí)，當(dāng)需要從總碳?xì)浠衔镏蟹蛛x出非甲烷碳?xì)浠衔飼r(shí)，一般用一般用測(cè)量甲烷。測(cè)量甲烷。 發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的氧氣發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的氧氣測(cè)量測(cè)量7.2 7.2 排氣成分分析儀排氣成分分析儀太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)

37、機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 39 不分光紅外線氣體分析儀不分光紅外線氣體分析儀NDIR（Non-Dispersive Infra-Red Analyser）是）是。紅外線是。紅外線是波長(zhǎng)為波長(zhǎng)為0.8600m的電磁波，多數(shù)氣體具有吸的電磁波，多數(shù)氣體具有吸收特定波長(zhǎng)的紅外線的能力。如收特定波長(zhǎng)的紅外線的能力。如CO能吸收能吸收4.55m的紅外線，的紅外線， CO2能吸收能吸收44.5m 的紅外線，的紅外線，所謂所謂“不分光紅外不分光紅外”是指對(duì)于特定的被測(cè)氣體，是指對(duì)于特定的被測(cè)氣體，測(cè)量時(shí)所用的紅外光的波長(zhǎng)是一定的。測(cè)量時(shí)所用的紅外光的波長(zhǎng)是一定的。不分光紅不分光紅外

38、線氣體分析儀根據(jù)其特定的吸收來(lái)鑒別氣體分外線氣體分析儀根據(jù)其特定的吸收來(lái)鑒別氣體分子的種類。子的種類。 7.2.1 不分光紅外氣體分析儀不分光紅外氣體分析儀NDIR太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 40不分光紅外氣體分析儀不分光紅外氣體分析儀NDIR工作原理工作原理太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 41 在參比室在參比室9里充滿了不吸收紅外線的氣體里充滿了不吸收紅外線的氣體(如如N2)，被測(cè)氣，被測(cè)氣體流過分析室體流過分析室3，從紅外光源，從紅外光源11射出的強(qiáng)度為射

39、出的強(qiáng)度為I0的紅外射的紅外射線經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的光柵線經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的光柵1周期性地射入?yún)⒈仁抑芷谛缘厣淙雲(yún)⒈仁?和分析室和分析室3。 由于被測(cè)氣體吸收紅外線，使得透射過分析室的紅外線減由于被測(cè)氣體吸收紅外線，使得透射過分析室的紅外線減少，其強(qiáng)度變?yōu)樯?，其?qiáng)度變?yōu)镮；而參比室內(nèi)的氣體不吸收紅外線，其；而參比室內(nèi)的氣體不吸收紅外線，其透射紅外線強(qiáng)度仍保持為透射紅外線強(qiáng)度仍保持為I0 ；兩室透射出的紅外線周期性；兩室透射出的紅外線周期性地進(jìn)入檢測(cè)器地進(jìn)入檢測(cè)器5。檢測(cè)器有兩個(gè)接收室，中間用兼作電容。檢測(cè)器有兩個(gè)接收室，中間用兼作電容器極板的金屬膜片器極板的金屬膜片8隔開，隔開，兩個(gè)接受氣室接受的紅外線輻兩個(gè)接

40、受氣室接受的紅外線輻射能的差別也發(fā)生變化，導(dǎo)致分隔兩氣室的薄膜兩側(cè)壓變射能的差別也發(fā)生變化，導(dǎo)致分隔兩氣室的薄膜兩側(cè)壓變化?；?。 由于來(lái)自分析室的紅外線強(qiáng)度小于來(lái)自參比室的紅由于來(lái)自分析室的紅外線強(qiáng)度小于來(lái)自參比室的紅外線強(qiáng)度，使金屬膜片向分析室一側(cè)凸起，電容量減少，外線強(qiáng)度，使金屬膜片向分析室一側(cè)凸起，電容量減少，并且正比于被測(cè)氣體的濃度。把電容量的變化調(diào)制為交流并且正比于被測(cè)氣體的濃度。把電容量的變化調(diào)制為交流電壓信號(hào)的變化，經(jīng)放大器電壓信號(hào)的變化，經(jīng)放大器6后顯示在指示儀后顯示在指示儀7或其他的輸或其他的輸出裝置上。為防止其它氣體成分對(duì)被測(cè)成分測(cè)量的干擾，出裝置上。為防止其它氣體成分對(duì)被

41、測(cè)成分測(cè)量的干擾，在光路上設(shè)置濾波室在光路上設(shè)置濾波室10，濾掉干擾氣體能吸收的波段。，濾掉干擾氣體能吸收的波段。 太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 42不分光紅外氣體分析儀不分光紅外氣體分析儀NDIR不分光紅外線氣體分析儀工作原理圖 太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 43不分光紅外氣體分析儀NDIR工作特點(diǎn)工作特點(diǎn)不分光紅外線氣體分析儀采用直接取樣系統(tǒng)時(shí)，不分光紅外線氣體分析儀采用直接取樣系統(tǒng)時(shí)，水蒸氣對(duì)CO和NO的測(cè)定有干擾，在取樣流程中應(yīng)串聯(lián)有冷在取樣流程中應(yīng)串

42、聯(lián)有冷卻器或除濕器，以卻器或除濕器，以盡量除去水分。不分光紅外線氣體分析儀測(cè)量不分光紅外線氣體分析儀測(cè)量NO時(shí)，其測(cè)量精度低；時(shí)，其測(cè)量精度低；測(cè)量測(cè)量HC時(shí)，只能檢測(cè)某一波長(zhǎng)段的時(shí)，只能檢測(cè)某一波長(zhǎng)段的HC，而對(duì)非飽和烴，而對(duì)非飽和烴和芳香烴則不敏感，測(cè)量的結(jié)果主要是反應(yīng)了飽和烴的和芳香烴則不敏感，測(cè)量的結(jié)果主要是反應(yīng)了飽和烴的含量而不代表各種含量而不代表各種HC的含量，所以總的精確度較差。的含量，所以總的精確度較差。排放法規(guī)規(guī)定，CO和CO2用不分光紅外線氣體分析儀測(cè)量。太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 447.2.2 化學(xué)發(fā)

43、光分析儀CLD具有感應(yīng)度高，體積分?jǐn)?shù)可達(dá)具有感應(yīng)度高，體積分?jǐn)?shù)可達(dá)10-7；應(yīng)答性好，在應(yīng)答性好，在10-2濃度范圍內(nèi)輸出特性呈線性濃度范圍內(nèi)輸出特性呈線性關(guān)系，適用于連續(xù)分析；關(guān)系，適用于連續(xù)分析；為使測(cè)量過程中為使測(cè)量過程中NO2盡可能完全地轉(zhuǎn)化成為盡可能完全地轉(zhuǎn)化成為NO，催化轉(zhuǎn)化器中的溫度必須在，催化轉(zhuǎn)化器中的溫度必須在920K以上。以上。是測(cè)量是測(cè)量NOX的標(biāo)準(zhǔn)方法。的標(biāo)準(zhǔn)方法。特點(diǎn)特點(diǎn)太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 45CLD只能直接測(cè)定只能直接測(cè)定NO。樣氣中的。樣氣中的NO和臭氧和臭氧（O3）在儀器的反應(yīng)室中混合

44、，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生）在儀器的反應(yīng)室中混合，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成成NO2，其中大約有，其中大約有10%左右處于激態(tài)（用左右處于激態(tài)（用表示）表示）m2*23ONOONO當(dāng)當(dāng)衰減到基態(tài)衰減到基態(tài)時(shí)，會(huì)發(fā)射出波長(zhǎng)時(shí)，會(huì)發(fā)射出波長(zhǎng)0.63 的光子的光子hNONO2*2化學(xué)發(fā)光的強(qiáng)度與化學(xué)發(fā)光的強(qiáng)度與NO和和O3兩反應(yīng)物的濃度兩反應(yīng)物的濃度乘積成正比乘積成正比化學(xué)發(fā)光的強(qiáng)度與化學(xué)發(fā)光的強(qiáng)度與NO的的濃度成正比。濃度成正比。太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 46化學(xué)發(fā)光分析儀CLD工作原理1-反應(yīng)室；2-臭氧發(fā)生器；3-氧入口；4-濾光片；5-

45、光電倍增管檢測(cè)器；6-信號(hào)放大器；7-催化轉(zhuǎn)化器；8-樣氣入口；9-轉(zhuǎn)換開關(guān)；10-反應(yīng)室出口 樣氣由通道樣氣由通道A或或B進(jìn)進(jìn)入反應(yīng)室入反應(yīng)室1。通道。通道A直直接通向反應(yīng)室，這個(gè)通接通向反應(yīng)室，這個(gè)通道只能測(cè)量樣氣中道只能測(cè)量樣氣中NO的濃度；樣氣通過通道的濃度；樣氣通過通道B時(shí)，樣氣中的時(shí)，樣氣中的NO2將將在催化轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)化成在催化轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)化成NO，再進(jìn)入反應(yīng)室，再進(jìn)入反應(yīng)室，這樣儀器測(cè)量得到的是這樣儀器測(cè)量得到的是NO和和NO2的總和的總和NOX。利用測(cè)得的。利用測(cè)得的NOX與與NO的差值，即可確定的差值，即可確定樣氣中樣氣中NO2的濃度。的濃度。化學(xué)發(fā)光分析儀工作原理圖 太原理工

46、大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 477.2.3 氫火焰離子分析儀FID特點(diǎn)特點(diǎn)是目前測(cè)量汽車排放中是目前測(cè)量汽車排放中HC的最有效手段；的最有效手段；靈敏度高，可測(cè)到極小濃度的靈敏度高，可測(cè)到極小濃度的HC ；線性范圍寬；線性范圍寬；對(duì)環(huán)境溫度和壓力也不敏感。對(duì)環(huán)境溫度和壓力也不敏感。不受樣氣中有無(wú)水蒸氣的影響，但可能受其中氧的干擾。不受樣氣中有無(wú)水蒸氣的影響，但可能受其中氧的干擾。不同的不同的HC分子結(jié)構(gòu)對(duì)分子結(jié)構(gòu)對(duì)FID的影響不同。的影響不同。太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)

47、試技術(shù) 48氫火焰離子分析儀工作原理氫火焰離子分析儀工作原理 氫火焰燃燒時(shí)，氫火焰燃燒時(shí)，2300K左右的左右的高溫氫火焰會(huì)使高溫氫火焰會(huì)使HC離子化成自由離子化成自由離子，離子數(shù)基本與離子，離子數(shù)基本與HC的濃度成的濃度成正比。正比。 待測(cè)氣體與氫氣混合后，由待測(cè)氣體與氫氣混合后，由入口進(jìn)入燃燒器，由燃燒嘴噴出，入口進(jìn)入燃燒器，由燃燒嘴噴出，在空氣的助燃下由通電的點(diǎn)火絲點(diǎn)在空氣的助燃下由通電的點(diǎn)火絲點(diǎn)燃。燃。HC在缺氧的在缺氧的氫火焰的高溫下氫火焰的高溫下裂解產(chǎn)生元素態(tài)碳，然后形成碳離裂解產(chǎn)生元素態(tài)碳，然后形成碳離子子C+，這些離子這些離子在在100300V外加外加電壓作用下形成離子流，微弱

48、的離電壓作用下形成離子流，微弱的離子電流子電流(約約10-12A)經(jīng)放大后輸出。經(jīng)放大后輸出。通過對(duì)離子流電流的測(cè)量就可測(cè)得通過對(duì)離子流電流的測(cè)量就可測(cè)得碳原子的濃度，從而反映出相應(yīng)的碳原子的濃度，從而反映出相應(yīng)的HC的濃度。的濃度。太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 497.2.4 順磁分析儀順磁分析儀PMA 在內(nèi)燃機(jī)排放的研究中，有時(shí)需要測(cè)量在內(nèi)燃機(jī)排放的研究中，有時(shí)需要測(cè)量排氣中氧的濃度。氧濃度的測(cè)量可采用順磁排氣中氧的濃度。氧濃度的測(cè)量可采用順磁分析儀，其原理是基于氧的順磁性。分析儀，其原理是基于氧的順磁性。氣體受氣體受不均

49、勻磁場(chǎng)的作用時(shí)會(huì)受到力的作用，如果不均勻磁場(chǎng)的作用時(shí)會(huì)受到力的作用，如果該氣體是順磁性的，此力指向磁場(chǎng)增強(qiáng)的方該氣體是順磁性的，此力指向磁場(chǎng)增強(qiáng)的方向；如果是反磁性的，則指向磁場(chǎng)減弱的方向；如果是反磁性的，則指向磁場(chǎng)減弱的方向。大多數(shù)氣體是反磁性的，只有少數(shù)氣體向。大多數(shù)氣體是反磁性的，只有少數(shù)氣體是高度順磁性的。是高度順磁性的。 太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 50工作原理工作原理內(nèi)燃機(jī)排氣中的順磁性氣內(nèi)燃機(jī)排氣中的順磁性氣體有體有氧和氧和氮氧化合物氮氧化合物NOX，氧是一種強(qiáng)順磁性氣體，氧是一種強(qiáng)順磁性氣體，氮氧化合物有較弱

50、的順磁氮氧化合物有較弱的順磁性，性，NO和和NO2的順磁性分的順磁性分別為氧的別為氧的44%和和29%。因?yàn)槠嚺欧胖?，氧的濃因?yàn)槠嚺欧胖?，氧的濃度要比度要比NOX高得多，所以高得多，所以可用順磁分析儀測(cè)量排氣可用順磁分析儀測(cè)量排氣中的氧濃度中的氧濃度順磁分析儀外形圖 太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 51順磁分析儀順磁分析儀PMA工作原理工作原理 樣氣樣氣3 3中的氧中的氧2 2，在永久磁鐵，在永久磁鐵6 6的的磁場(chǎng)吸引下充入水平玻璃管磁場(chǎng)吸引下充入水平玻璃管5 5中。在中。在磁場(chǎng)強(qiáng)度最大的地方，樣氣被電熱磁場(chǎng)強(qiáng)度最大的地方，

51、樣氣被電熱絲絲4 4加熱。加熱后的氧順磁性下降，加熱。加熱后的氧順磁性下降，磁鐵對(duì)它的吸引力小于冷態(tài)的氧。磁鐵對(duì)它的吸引力小于冷態(tài)的氧。冷的樣氣被加熱后又被擠走冷的樣氣被加熱后又被擠走, ,這樣在這樣在玻璃管玻璃管5 5中就形成了磁風(fēng)。如果加熱中就形成了磁風(fēng)。如果加熱絲絲4 4同時(shí)起熱線風(fēng)速儀的作用，就可同時(shí)起熱線風(fēng)速儀的作用，就可以簡(jiǎn)單地測(cè)定磁風(fēng)速度，從而測(cè)得以簡(jiǎn)單地測(cè)定磁風(fēng)速度，從而測(cè)得樣氣中的氧濃度樣氣中的氧濃度 順磁分析儀工作原理 太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 52 排氣微粒排氣微粒是指依據(jù)是指依據(jù)一定的取樣方法，一定

52、的取樣方法，在最高溫度為在最高溫度為325K的稀釋排氣的稀釋排氣中，由過濾器收集中，由過濾器收集到的固態(tài)或液態(tài)微到的固態(tài)或液態(tài)微粒。粒。顯微鏡下的微粒組織形狀 7.3 顆粒物測(cè)量與成分分析顆粒物測(cè)量與成分分析太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 537.3.1 微粒質(zhì)量測(cè)量微粒質(zhì)量測(cè)量微粒測(cè)量過濾器通常采用濾紙。微粒測(cè)量過濾器通常采用濾紙。為了保證測(cè)量的精度，空白濾紙和有微為了保證測(cè)量的精度，空白濾紙和有微粒濾紙的質(zhì)量測(cè)量必須在調(diào)溫調(diào)濕的潔凈粒濾紙的質(zhì)量測(cè)量必須在調(diào)溫調(diào)濕的潔凈小室內(nèi)進(jìn)行。小室內(nèi)進(jìn)行?？瞻诪V紙至少在取樣前空白濾紙至少在

53、取樣前2h放入小室內(nèi)的放入小室內(nèi)的濾紙盒中，待穩(wěn)定后測(cè)量質(zhì)量，然后仍放濾紙盒中，待穩(wěn)定后測(cè)量質(zhì)量，然后仍放在小室內(nèi)待用。在小室內(nèi)待用。如果從小室取出后如果從小室取出后1h內(nèi)沒有使用，則在內(nèi)沒有使用，則在使用前必須重新測(cè)量質(zhì)量。使用前必須重新測(cè)量質(zhì)量。收集微粒后的濾紙放回小室內(nèi)至少收集微粒后的濾紙放回小室內(nèi)至少2h，但不得超過但不得超過36h，然后測(cè)量總質(zhì)量。，然后測(cè)量總質(zhì)量。微粒質(zhì)量測(cè)量裝置 Mf 。太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 54微粒質(zhì)量測(cè)量計(jì)算公式epmixpffpepmixVVMmmMdVdV或 Vep 流經(jīng)過濾器的體

54、積，m3 Vmix流經(jīng)通道的體積，m3 Mp 排放微粒質(zhì)量，g/km Mf 過濾器收集的微粒質(zhì)量，過濾器收集的微粒質(zhì)量，g d 與運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)一致的距離，km太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 557.3.2 微粒成分分析微粒成分分析微粒中有機(jī)可溶成分SOF的分離及分析方法 1.熱解質(zhì)量分析法（TG）2.真空揮發(fā)法（V V）3.索氏萃取法（SE）微粒成分分析不是排放法規(guī)所要求，但對(duì)微粒的形微粒成分分析不是排放法規(guī)所要求，但對(duì)微粒的形成、氧化過程及微粒后處理技術(shù)的研究具有重要的意義。成、氧化過程及微粒后處理技術(shù)的研究具有重要的意義。太原理

55、工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 56熱解質(zhì)量分析法TG（Thermo Gravimetry）是在惰是在惰性氣體氣氛（如性氣體氣氛（如N2）中，將微粒樣品按規(guī)定的加熱）中，將微粒樣品按規(guī)定的加熱速率加熱到速率加熱到923K，保溫，保溫5分鐘。在這段時(shí)間內(nèi)，其分鐘。在這段時(shí)間內(nèi)，其中可揮發(fā)部分蒸發(fā)掉，用熱天平測(cè)得的微粒質(zhì)量減中可揮發(fā)部分蒸發(fā)掉，用熱天平測(cè)得的微粒質(zhì)量減小量就代表其中可揮發(fā)部分小量就代表其中可揮發(fā)部分VF（Volatile Fraction），用此法測(cè)得的主要是），用此法測(cè)得的主要是高沸點(diǎn)HC和硫酸鹽，基本基本與與SOF相吻

56、合。然后將氣氛換成空氣，在相同溫度相吻合。然后將氣氛換成空氣，在相同溫度下，樣品進(jìn)一步減少的質(zhì)量對(duì)應(yīng)被氧化的碳煙組分下，樣品進(jìn)一步減少的質(zhì)量對(duì)應(yīng)被氧化的碳煙組分，殘留的則是微量，殘留的則是微量灰分灰分。太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 57真空揮發(fā)法 真空揮發(fā)法真空揮發(fā)法VV是將微粒樣品置于真空干燥箱內(nèi)，是將微粒樣品置于真空干燥箱內(nèi)，在真空度（在真空度（Vacuum Volatilization） 95Kpa以以上，溫度上，溫度473K以上加熱以上加熱3h左右，其質(zhì)量變化即為左右，其質(zhì)量變化即為微粒中可揮發(fā)部分（微粒中可揮發(fā)部分（

57、VF）含量。）含量。太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 58索氏萃取法盛有溶劑的燒瓶盛有溶劑的燒瓶4置于恒溫浴置于恒溫浴缸缸3中，加熱使溶劑蒸發(fā)，上中，加熱使溶劑蒸發(fā)，上升到冷凝管升到冷凝管8中，冷凝物回到中，冷凝物回到樣品室中浸泡樣品，進(jìn)行萃取樣品室中浸泡樣品，進(jìn)行萃取。萃取液達(dá)到一定體積時(shí)，經(jīng)。萃取液達(dá)到一定體積時(shí)，經(jīng)虹吸管流回?zé)?。溶劑在萃取虹吸管流回?zé)俊Ｈ軇┰谳腿∑髦醒h(huán)流動(dòng)，不斷將微粒中器中循環(huán)流動(dòng)，不斷將微粒中的的SOF帶到燒瓶中，直到萃取帶到燒瓶中，直到萃取完全。完全。太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)

58、械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 59硫酸鹽的分析方法 微粒中所含的硫酸鹽可溶解于二甲基丙酮微粒中所含的硫酸鹽可溶解于二甲基丙酮溶液或水中，根據(jù)溶解前后濾紙質(zhì)量的變?nèi)芤夯蛩?，根?jù)溶解前后濾紙質(zhì)量的變化，可求出硫酸鹽在微粒中的比例。也可化，可求出硫酸鹽在微粒中的比例。也可用測(cè)量含有硫酸鹽的二甲基丙酮溶液的導(dǎo)用測(cè)量含有硫酸鹽的二甲基丙酮溶液的導(dǎo)電性的方法確定硫酸鹽質(zhì)量。電性的方法確定硫酸鹽質(zhì)量。 太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 607.4 煙度測(cè)量與分析煙度測(cè)量與分析煙度的測(cè)量方法主要有兩種煙度的測(cè)量方法主要有兩種

59、濾紙法濾紙法 先用濾紙收集一定的煙氣，再通過比較濾紙表先用濾紙收集一定的煙氣，再通過比較濾紙表面對(duì)光反射率的變化來(lái)測(cè)量煙度，所用的測(cè)量?jī)x器為濾紙面對(duì)光反射率的變化來(lái)測(cè)量煙度，所用的測(cè)量?jī)x器為濾紙式煙度計(jì)式煙度計(jì)消光度法消光度法 利用煙氣對(duì)光的吸收作用，即通過光從煙氣中利用煙氣對(duì)光的吸收作用，即通過光從煙氣中的透過度來(lái)測(cè)量煙度，所用的測(cè)量?jī)x表為消光式煙度計(jì)。的透過度來(lái)測(cè)量煙度，所用的測(cè)量?jī)x表為消光式煙度計(jì)。太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 617.4.1 濾紙式煙度計(jì)濾紙式煙度計(jì)濾紙式煙度計(jì)主要由濾紙式煙度計(jì)主要由定容采樣定容采樣泵

60、泵和和檢測(cè)儀檢測(cè)儀兩部分組成。抽氣兩部分組成。抽氣泵從排氣中抽取固定容積的氣泵從排氣中抽取固定容積的氣樣，讓氣樣通過裝在夾具上的樣，讓氣樣通過裝在夾具上的濾紙，使氣樣的碳煙沉積在濾濾紙，使氣樣的碳煙沉積在濾紙上。由于抽取的氣樣數(shù)量恒紙上。由于抽取的氣樣數(shù)量恒定，故濾紙被染黑的程度能反定，故濾紙被染黑的程度能反映氣樣中所含碳煙的濃度。映氣樣中所含碳煙的濃度。濾紙式煙度計(jì)外形 太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院車輛工程系第7章 排放污染物的測(cè)試技術(shù) 62濾紙式煙度計(jì)結(jié)構(gòu)和工作原理濾紙煙度計(jì)的結(jié)構(gòu)及工作原理圖 由白熾電燈泡光源射向已由白熾電燈泡光源射向已取樣濾紙的光線，一部分