靜電顆粒檢測

車載顆粒物傳感器現(xiàn)狀機動車排放顆粒物PM10中含量豐富的組分為OC、EC、NH4+、NO3－和SO42－;柴油車排放PM10中OC（有機碳）和EC（元素碳）的質(zhì)量分數(shù)為49.08%，是汽油車(38.38%)的1.3倍，汽油車的OC/EC(2.36)是柴油車(0.78)的3倍;汽油車排放PM10中的二次轉(zhuǎn)化產(chǎn)物(SO42－+NH4++NO3－)的質(zhì)量分數(shù)為19.37%，是柴油車(3.57%)的5.4倍;汽油車排放NH+4是柴油車的5.3倍。北京市機動車尾氣排放PM10組分特征研究中國環(huán)境監(jiān)測2014年8月北京市環(huán)境保護監(jiān)測中心，中國環(huán)境科學(xué)研究院汽車排放的氣體中包括一氧化碳、未燃凈的碳氫化合物、水、一氧化氮、氮、氫、硫以及各類微量元素如鉛、溴等。無鉛汽油采用可以使汽車廢氣中鉛含量大大降低。其它物質(zhì)的比例取決于發(fā)動機的狀況和車輛的駕駛方式。一般來說,尾氣中水占13%,氫占1%～2%,一氧化氮占1%～5%。其余部分主要由碳氫化合物和氧化氮組成,在汽車加速和空轉(zhuǎn)時以前者為主,減速和慢速行駛時以后者為主。尾氣氣體成分顆粒物成分因此，可確定尾氣中，氣體和顆粒物成分十分復(fù)雜。其中，顆粒物有機碳和元素碳所占比重較大（汽車38.38%左右）。一般利用尾氣中氧、碳氫化合物氣體含量來判定發(fā)動機燃燒效率，因而考慮顆粒物傳感器應(yīng)用領(lǐng)域為環(huán)境保護?；靹榆嚨奈廴九欧鸥鶕?jù)國外相關(guān)文獻,混合動力汽車的燃油消耗指標與裝備同類型發(fā)動機的傳統(tǒng)汽車相比平均降低30%~40%,尾氣排放指標平均降低50%~60%?；旌蟿恿蛙嚨母鞣N污染物排放因子均低于常規(guī)客車,其中HC和NOx排放因子為常規(guī)客車的85%,CO排放因子為常規(guī)客車的48.8%,PM排放因子僅為常規(guī)客車的22%。在尾氣檢測的同時記錄了混合動力客車和常規(guī)客車的油耗數(shù)據(jù)?；旌蟿恿蛙嚨挠秃臑槌Ｒ?guī)客車的75.5%。因混動車PM排放量較小，其研究價值可能因此降低，所以顆粒物傳感器并不只針對混動車進行檢測應(yīng)用。根據(jù)企業(yè)反饋信息，希望找到其他更迫切的檢測需求?；旌蟿恿蛙嚺c常規(guī)客車排放對比研究《汽車工程》,2010中國汽車技術(shù)研究中心常用針對顆粒物排放的傳感器及其原理透光式煙度計消光系數(shù)檢測法稀釋定容采樣系統(tǒng)定容取樣法柴油機顆粒物排放柴油機或汽油機顆粒物排放激光PM2.5傳感器空氣質(zhì)量檢測光散射法靜電除塵器火力發(fā)電廠等除塵檢測電暈+靜電空氣凈化器生活環(huán)境除塵濾網(wǎng)清除煙度法煙度法是通過測定尾氣煙度來簡單衡量微粒排放量，由于微粒質(zhì)量測試設(shè)備昂貴且費時費力，相對而言煙度法較為簡捷，因此煙度法在實車排放限值測試中應(yīng)用較廣。煙度計根據(jù)測量原理的不同通常分為三種：第一種為林格曼(Ringelmann)比色法。該方法是最初測定尾氣煙度所采用的一種目測方法，目前仍廣泛地用于鐵路機車和停港船舶黑煙排放的檢測；第二種是濾紙式煙度計，其基本原理是利用濾紙過濾一定量的排氣，通過光電效應(yīng)測得該濾紙被染黑的程度，即煙度值；第三種是透光式煙度計，其基本原理是將待測氣體連續(xù)不斷地導(dǎo)入有照射光的測量管，利用光電池檢出待測氣體的消光系數(shù)。我國現(xiàn)行的排放法規(guī)中采用消光系數(shù)評價和衡量柴油發(fā)動機碳煙的排放量，即采用第三種煙度計-透光式煙度計進行排放限值試驗。這種煙度計具有在線瞬態(tài)測量的優(yōu)勢，但其很難準確測量汽車排放中有害顆粒物的排放量。由于在低濃度范圍內(nèi)(≦10mg/m3)消光系數(shù)與質(zhì)量濃度并不成正比，因此透光式煙度計測量下限較高，和濾膜稱重法一樣，無法滿足裝有DPF等后處理裝置的低排放車輛的尾氣顆粒物測量。透光式煙度計稀釋定容采樣系統(tǒng)PM2.5粉塵傳感器工作原理采用激光散射原理：當(dāng)激光照射到通過檢測位置的顆粒物時會產(chǎn)生微弱的光散射，在特定方向上的光散射信號波形與顆粒直徑有關(guān)，通過不同粒徑的波形分類統(tǒng)計及換算公式可以得到不同粒徑的實時顆粒物的數(shù)量濃度，按照標定方法得到跟官方單位統(tǒng)一的質(zhì)量濃度。靜電除塵器的工作原理是利用高壓電場使煙氣發(fā)生電離，氣流中的粉塵荷電在電場作用下與氣流分離。負極由不同斷面形狀的金屬導(dǎo)線制成，叫放電電極。正極由不同幾何形狀的金屬板制成，叫集塵電極。靜電除塵器的性能受粉塵性質(zhì)、設(shè)備構(gòu)造和煙氣流速等三個因素的影響。粉塵的比電阻是評價導(dǎo)電性的指標，它對除塵效率有直接的影響。比電阻過低，塵粒難以保持在集塵電極上，致使其重返氣流。比電阻過高，到達集塵電極的塵粒電荷不易放出，在塵層之間形成電壓梯度會產(chǎn)生局部擊穿和放電現(xiàn)象。這些情況都會造成除塵效率下降。靜電除塵器空氣凈化器飛利浦家用型空氣凈化器AC4076芬蘭pegasor顆粒物傳感器測量原理：此傳感器的法拉第杯內(nèi)有電暈充電器，微粒在此法拉第杯內(nèi)被充電并被傳感器內(nèi)部的噴射稀釋器推動。新鮮潔凈的空氣被鉑電暈針產(chǎn)生的大約2千伏高壓放電電離，正離子被推動通過噴射器喉部，此處產(chǎn)生的負壓用于抽吸含有微粒的樣氣，噴射泵產(chǎn)生恒定的流量通過傳感器，此流量并不受廢氣管中的流量變化影響。在噴射泵后，紊流混合確保了離子、微粒及微粒表面一定數(shù)量離子沉積之間的最佳接觸。自由陽離子（不沉積在微粒表面）被來自中央電極的正捕集電壓從樣氣中去除，產(chǎn)生的電場推動自由離子向傳感器壁聚集，此處僅僅離子化粒子離開傳感器。傳感器中的靜電計用于測量法拉第杯在充電前（進口）與充電后（出口）的電流差，此差額與廢氣中微粒的質(zhì)量及數(shù)量濃度成比例。個例德國布倫瑞克工業(yè)大學(xué)相關(guān)工作個例諧振懸臂梁式光散射式金屬氧化物（檢測gas）煙度法分流/全流稀釋測量電暈-法拉第杯測量形式接觸測量非接觸測量（器件不易損壞）接觸測量非接觸接觸置換檢測時間非實時實時非實時實時非實時實時檢測精度檢測精度高分辨率0.01mg/m3，粒徑0.3-80um檢測精度高低濃度條件下檢測精度低濾紙有關(guān)精度高，粒徑幾nm-2.5um，1ug-250mg/m3結(jié)構(gòu)體積微米級59*45*20微米級395*136*285很大長度400mm工作條件需要激振需要光源需要加熱需預(yù)熱15min需要高壓電暈重復(fù)利用擦拭/溶液清洗可重復(fù)利用利用加熱實現(xiàn)吸附解吸人力擦拭需更換濾紙可重復(fù)利用問題須人力擦拭測量低/高濃度尾氣顆粒時存在較大誤差體積大，人力擦拭需更換濾紙結(jié)構(gòu)體積較大，需高壓電暈傳感器氣路系統(tǒng)