汽车排放技术讲座..pptVIP

汽车排放检测技术讲座 汽车排放检测技术讲座 提纲： 第一节：汽车排放检测技术的发展 第二节：汽车有害排放污染物及其生成机理和对环境 的危害。 第三节：汽车有害排放污染物的检测 第四节：汽车排放检测仪的基础知识及结构原理 第五节：汽车尾气净化治理和汽车检查维护制度及排 放控制 第六节：汽车排放的有关国家标准 第七节：排放检测仪的操作与使用 第一节：汽车排放检测技术的发展 1983年，我国颁布了控制汽车怠速污染物的有关标准，例如：GB3842-83《汽油车怠速污染物排放标准》等。（注：该标准在1993年重新修改为GB14761.5-93） 为了适应这一系列标准的贯彻实施，相关的汽车怠速排放污染物检测仪器（以下简称“汽车废气分析仪”）在我国逐渐发展起来，并形成了一定的生产能力。随着半导体材料与电子计算机技术的飞速发展，上述检测仪器的技术水平已有了很大的发展。本文回顾了这一发展过程，介绍了目前已在或即将在我国开始应用的新技术，供同行参考。 汽车废气分析仪是基于气体的红外吸收原理进行工作的。即：由多原子组成的气体分子，在某一特定波长的范围内，吸收红外光能量，其吸收量与气体浓度成正比。实现这一原理的方法（或技术），经历了不同的发展阶段，具有不同的结构，下面分述之。 1. 单组分、双光路、电容式检测结构 此种结构的主要特征是： 每一个检测机构只分析一种组分； 双光路； 采用电容式检测器（如图1所示）。 两个光源发出能量相等的两束红外光IR0,ISO。切光片是一个周期旋转的扇形挡光片，把两束光周期性地遮断，打开。参比气室充有不吸收红外光的气体（例如N2），样品气体从样品气室的入口通入，从出口流出。电容式检测器由一片金属膜分隔成左右两个接收室，此接收室充有一定浓度的被测组分气体，金属膜旁有一平板电极，与金属膜构成一平板式电容器。 当被测气体浓度为零时，样品气室内没有红外光能量被吸收，因此 IS=ISO。参比气室如上所述充的是不 吸收红外光的气体，因此也没有红外光能量的损失。即IR=IRO。所以，Is=IR。入射到检测器左、右接收室的红外光能量相同。接收室内的气体吸收的红外光能量相同，所产生的压力相同，薄膜两边的压力平衡，不产生位移。 当被测气体浓度不为零时，样品气室内的待测气体组分吸收了一部分红外光能量，导致Is＜Iso,因此IS＜IR,入射到检测器左接收室的红外光能量大于右接收室。所以，左接收室内的气体有较多的红外光能量吸收，产生较大的压力。而右接收室内的气体只有相对较少的红外光能量吸收，产生较小的压力。薄膜两端产生压力差，在此作用下，薄膜向右移动，电容器的极间距离减少，电容量增加。 当IR0和ISO在切光片旋转的过程中被遮断时，IR和IS都为零，检测器两接收室的压力消失，薄膜回复到原始状态，电容量复原。 综上所述，在挡光片同期性地遮断、打开过程中，电容量也产生周期性的变化，其变化量正比于被测气体的浓度。把电容变化量通过相应电路检测出来，就可知被测气体的浓度。 此种结构是一种经典型的结构，从60年代起开始在国外应用，其特点如下： a).应用经验比较成熟，国内80年代的汽车废气分析仪采用。（例如：佛分厂的MEXA-324F） b).结构复杂，加工精度要求高。 c).一个检测机构只能测试一种组分。 d).可靠性低。（存在检测器漏电、漏气隐患） 2、多组分、单光路、半导体检测器结构 随着半导体材料技术的发展，半导体红外检测器（例如热电堆检测器、热释电检测器）在汽车废气分析仪上得到了广泛的应用，其发展趋势将取代前述的电容式检测器，图2示出这种结构的原理图。这种结构的主要特征是：每一个检测机构可以分析2-3种组分；单光路；采用半导体检测器。 从光源发出的红外光投射到样品气室，当样气中被测组分（CO、HC）为零时，没有红外吸收产生，通过滤光片之后到达半导体红外检测器上的红外光能量最强， 半导体红外检测器输出信号最大。当样气中被测组分不为零时，CO和HC气体将吸收部分对应其吸收波长的红外光能量。使得到达相应的半导体红外检测器上的红外光能量减少，其输出信号减少。 通过比较半导体红外检测器输出信号减少的程度，就可测出相应的CO、HC气体浓度。光路中的滤光片是一种窄带通滤光片，它仅允许相应于CO（或HC）红外吸收波长的那部分红外光能量通过，其它波长截止。因此在其后的半导体红外检测器的输出信号只反映某