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四方儀器|汽車排放尾氣分析儀的應用案例
發布時間:2022-05-19 播放次數533次
視頻簡介

        汽車尾氣排放分析儀是在汽車發動機正常運轉時,對汽車排放的尾氣進行檢測、分析,從而判斷汽車發動機是否工作正常、排出的有害氣體是否超出標準的一種儀器。作為機動車尾氣檢驗以及維修機構的核心設備,這種儀器的質量和性能直接影響到對汽車尾氣排放超標進行檢查的效率和效果。因此,獲得具有法定效力的計量認證證書是產品應用于市場的重要前提條件。

        隨著新的汽車尾氣排放檢測法規《汽油車污染物排放限值及測量方法(雙怠速及簡易工況法)》GB18285-2018和《柴油車污染物排放限值及測量方法(自由加速法及加載減速法)》GB3847-2018的發布,汽車尾氣分析檢測逐漸標準化。憑借在環保領域多年的氣體分析儀器儀表研發制造經驗,湖北四方儀器全新推出測量精準度更高、穩定性更好的汽油車尾氣排放分析儀Gasboard-5260和柴油車尾氣排放分析儀Gasboard-5230。


        ■新法規變化分析

        新法規規定,汽車尾氣排放分析儀應至少能自動測量HC、CO、CO2、NO、O2五種氣體濃度。在檢測方法上也發生了較大的變化:一是規定原來的電化學法測量NOx的原理不再適用,必須用光學法原理測量;二是柴油車增加了NOx的檢測。

        ■如何準確測量NOx?

        新標準的出臺直接影響著NOx的測量,光學檢測原理有非分光紅外(NDIR)、微流NDIR、非分光紫外(NDUV)、紫外差分吸收光譜(UV-DOAS),原理不同測量的精度和結果也不同。除了檢測原理不同外,還有兩種測量方式的區別:一種是直接測量,把NOx分為NO和NO2兩個組分分別測量,測量濃度相加得到NOx;另一種是間接測量,采用轉化爐將NO2轉化為NO,通過測量NO間接得出NO2和NOx的濃度。

        此外,《柴油車污染物排放限值及測量方法(自由加速法及加載減速法)》GB3847-2018中規定采用轉化爐將NO2轉化為NO時,轉化效率應≥90%,對轉化效率要定期檢驗,轉化效率不合格的轉化爐要及時更換。

        因此,采用轉化爐間接測量法的汽車尾氣分析儀會遇到以下問題:

        1、轉化效率會影響測量精度,造成測量結果不準確;

        2、轉化爐定期進行檢測會增加作業成本;

        3、轉化爐的使用壽命一般不超過一年,需定期更換。


特性直接測量NO、NO2間接測量NO、NO2(轉換爐)
準確性測量精度較高,NOx測量誤差低至±4%測量精度受轉化效率影響較大
便利性1臺儀器集成2個測量平臺,操作方便1臺儀器外加1臺轉換爐,操作繁瑣
成本效益無需更換后期耗材,后期免維護需定期更換轉換爐,成本增加

表一、直測法VS轉化爐法特性對比分析


        ■四方儀器解決方案

        四方儀器自汽車尾氣排放檢測新國標發布以來,在核心氣體傳感器的測量原理及結構上取得突破。針對標準中規定的汽車尾氣排放分析儀的檢測組分、量程、精度的要求,以及市場普遍面臨的NOx測量受水分干擾及轉化爐轉化效率影響的技術難點,成功研發出滿足汽油車和柴油車尾氣檢測用的氣體傳感器平臺。

        1、采用微流NDIR技術直測NO

        目前國際上的微流紅外氣體傳感器在使用過程中,測量結果隨著溫度變化,以及光源、探測器的老化等原因造成漂移。對此,湖北四方儀器在采用了隔半氣室設計,分別設計了參考氣室和測量氣室,但是使用同一個光源和探測器,因此,可以通過光源通過參考氣室和測量氣室的信號比值來修正由于溫度、光源老化、探測器老化等造成的信號漂移,從而提高微流紅外氣體傳感器的測量精度和長期穩定性。

        此外,基于非分光紅外(NDIR)測量NO、NO2易受水分干擾的問題,配備水分補償調節裝置,增加傳感器對被測氣體的響應靈敏度;通過調節葉片及線性修正,對H2O(氣)干擾信號進行調整,使傳感器受H2O(氣)的影響相互抵消,從而消除H2O(氣)的干擾,進一步保證測量的準確性。


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①紅外光源②切光器③切光電機④測量氣室⑤參比氣室⑥檢測器⑦微流傳感器

⑧第2組分檢測器⑨信號處理及輸出系統


圖一、微流NDIR雙氣室技術原理


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圖二、微流NDIR NO氣體傳感器


        2、非分光紫外(NDUV)直測NO2

        不同于紅外(IR),紫外(UV)光譜吸收波段是納米級別的,波長更短,波峰比較獨立。非分光紫外(NDUV)可準確測量NO2氣體濃度,不受水分干擾,精度更高,且非分光紫外(NDUV)相對于紫外差分吸收光譜(UV-DOAS)成本較低。采用非分光紫外(NDUV)直測NO2,成功打破汽車尾氣檢測中需配套NOx轉化爐將NO2轉化為NO,采用紅外光學平臺測量NO濃度,再通過NO濃度計算得出NO2濃度的局限性,更加節省系統集成空間及維護成本;且NO2測量更準確,不受轉化效率的影響。


湖北四方儀器汽油車尾氣分析儀
Gasboard-5260
湖北四方儀器柴油車尾氣分析儀
Gasboard-5230

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測量氣體:HC、CO、CO2、NO、NO2、O2測量氣體:CO2、NO、NO2
測量原理:
HC、CO、CO2:非分光紅外NDIR
NO: 微流NDIR
NO2:非分光紫外NDUV
O2:電化學
測量原理:
CO2:非分光紅外NDIR
NO:微流NDIR
NO2: 非分光紫外NDUV
適用標準:
《汽油車污染物排放限值及測量方法(雙怠速及簡易工況法)》GB18285-2018
適用標準:
《柴油車污染物排放限值及測量方法(自由加速法及加載減速法)》GB3847-2018
檢測方法:
汽車排放總量分析(VMAS)
簡易穩態工況法(ASM)
雙怠速
檢測方法:
加載減速工況法(Lugdowm)
適用車型:汽油車適用車型:柴油車


       根據汽車尾氣排放分析儀的計量要求,湖北四方儀器對產品進行了充分嚴格的測試,已一次性批量通過河南省、湖北省、廣西計量院的檢定。除上述三省外,湖北四方儀器正在加快推進全國其他省市的計量校準工作,以滿足更多地區檢測站(I站)和維修站(M站)的使用需求。

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