甲醇燃料汽车非常规排放成分测量装置的的设计.pdfVIP

环境工程 2007年10月第25卷第5期 甲醇燃料汽车非常规排放成分测量装置的设计’ 强添纲 (东北林业大学交通学院，黑龙江哈尔滨150040) 捐要根据朗伯一比尔吸收定律和气体对红外线的选择性吸收规律，提出用红外法检测甲醇燃料汽车非常规排赦成分 音量的方法。设计了甲醇燃料汽丰非常规排故成分红外测量装置，给出实施控制电路，主要用于对甲醇、甲醛、甲酸、 苯等浓度进行检测分析，补偿修正了大气压力和环境温度对于测量结果的影响，最终实现测量结果的显示和打印 精出。 关键词 甲醉汽车非常规排艘测量装置 O引言 当气体的种类一定时丘值确定，气室长度￡一 使用甲醇燃料替代或部分替代传统汽油不但燃 定时，由式(1)可知，，．的大小仅与浓度C有关。此 烧清洁，能够大幅度降低常规有害物质的排放，使其 时根据测量出的J，太小即可得知被测气体浓度。由 中的碳氢化物、氨氧化物、一氧化碳和颗粒物的排放 于每种气体都具有特定的特征吸收谱带和特征频率， 浓度有显著的降低，具有良好的环保特性。而且甲醇 在特征频率附近的光谱产生强烈的吸收，根据气体红 燃料的来源还很丰富，是理想的石油替代品。但还应 外光谱吸收的强弱，检测分析出甲醇燃料汽车非常规 考虑甲醇燃料汽车产生的对环境造成危害的非常规 排放成分的浓度。 排放成分的存在，并加以控制，因此研究开发甲醇燃 2红外测量装置的结构设计 料汽车非常规排放成分测量装置有着积极的意义。 甲醇燃料汽车非常规排放成分红外测量装置由 有研究表明，甲醇燃料汽车排放中含有甲醇、甲 探测器系统、信号放大与处理系统、显示及打印系统 醛、甲酸、苯、乙烯、顺2．丁烯、反2．丁烯、异丙醇、二甲 3部分组成。其内部结构如图l所示。 醛丙烯酸甲酯、2．丁酮、异丁烷、丙烯醇等多种非常规 有害成分。其中的甲醇、甲醛、甲酸、苯对生态环境和 人体健康具有较大的影响，所以该装置主要用于甲 醇、甲醛、甲酸、苯含量的测量。 1测量原理 非对称双原子和多原子分子气体(如甲醇、甲醛、 甲酸、苯等)在红外波段均有特征吸收峰，当红外辐射 通过被测气体时，其分子吸收光能量，吸收关系遵循 I一搋量恃思器；2一腰式泵；3一红外线面光源；4一同步电机； 朗伯．比尔(Iamben．Beer)定律。 5一铡量单元；卜滤光器；7-红外线接收器；8一故太器； 红外光源发出的红外线能量为，0，它通过一个 9一^，D转挠器“O一套筒式过滤嚣；ll一狰凝物分离器； 长度为￡的气室之后，能量为J．。如果气室中有吸 12一外置过滤嚣；13一检测探头；14一电磁阀； 收红外线能量的气体时，则能量，．满足下式： 15一活性嵌过滤装置；l卜压力传感器；17一锟度传感器。 图1 甲醇燃料汽车非常规排放成分测量装置的内部结构圈 ，．：，ne一“ (1) 测量前，测量装置进行预热，电磁阎动作，膜式泵 式中e——自然对数； 由清洁空气人口吸人空气，经活性炭过滤器过滤，排 x——气体的红外线吸收系数； 出仪器内残留气体。测量时．将取样探头插入甲醇燃