尾氣pm顆粒物傳感器在汽車尾氣檢測(cè)中的應(yīng)用

隨著人們生活水平的提高和城市化的發(fā)展，我國(guó)的汽車數(shù)量越來(lái)越多，隨之而來(lái)的汽車尾氣污染也越發(fā)嚴(yán)重，尾氣污染物排放到大氣中造成空氣污染，引發(fā)霧霾等環(huán)境問(wèn)題。因此要嚴(yán)格控制汽車尾氣的排放，對(duì)尾氣污染物的檢測(cè)也必不可少。

汽車排放物污染物的成份分析

汽車排放的污染物成分復(fù)雜。除了氧和氮是燃燒產(chǎn)物外，其余都是有害成分，主要包括顆粒物、一氧化碳、氮氧化物、硫氧化物等。

1.懸浮顆粒物，懸浮顆粒物是目前最重要的污染源之一。對(duì)于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，運(yùn)行過(guò)程中可能產(chǎn)生的顆粒包括低分子物質(zhì)和硫酸鹽；柴油機(jī)產(chǎn)生的顆粒物比汽油機(jī)多得多，成分非常復(fù)雜，主要成分是煤煙，煤煙的直徑在0.1 ~ 10μm之間，人體吸入顆粒物后會(huì)在肺部沉淀，還會(huì)附著二氧化硫或致癌物，對(duì)健康有害。

2.一氧化碳，燃料不完全燃燒會(huì)產(chǎn)生一氧化碳。一氧化碳能與人體內(nèi)的血紅蛋白反應(yīng)生成羥基血紅蛋白，這不僅影響血紅蛋白與氧的正常結(jié)合，還會(huì)削弱血紅蛋白的氧運(yùn)輸能力，導(dǎo)致缺氧，對(duì)人體健康危害極大。

3.氧化氮

在發(fā)動(dòng)機(jī)中，燃料的燃燒溫度非常高，此時(shí)混合物中的氮將與氧反應(yīng)形成氮氧化物，主要是一氧化氮和二氧化氮。其中，一氧化氮可以破壞人體的神經(jīng)和呼吸系統(tǒng)，也可以破壞地球的臭氧層；但是，二氧化氮易溶于水，因此會(huì)產(chǎn)生酸性污染，并能與大氣反應(yīng)生成大量光化學(xué)煙霧，嚴(yán)重刺激人體呼吸系統(tǒng)。

4.硫氧化物，汽油中含有硫，一些汽車凈化器可以將一些硫轉(zhuǎn)化為硫氧化物，其中二氧化硫是主要的硫氧化物，是導(dǎo)致酸雨的罪魁禍?zhǔn)住ｋx開(kāi)凈化器后，二氧化硫?qū)⑦M(jìn)一步與大氣中的氧氣反應(yīng)生成硫酸煙，造成更嚴(yán)重的污染。此外，二氧化硫會(huì)嚴(yán)重刺激呼吸道，損害人體健康。

5.烴類，碳?xì)浠衔镏饕獊?lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣排放中未燃燒的成分。由于混合氣體不均勻或燃燒室壁冷，一些燃油將直接排放而不燃燒。當(dāng)濃度達(dá)到一定水平時(shí)，會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生不利影響，這說(shuō)明暴露于陽(yáng)光后，會(huì)與氮氧化物反應(yīng)生成過(guò)氧化物，刺激人體口腔和鼻粘膜，引起炎癥。一些碳?xì)浠衔镆灿写瘫堑臍馕叮€具有供油系統(tǒng)中燃油滴下和蒸發(fā)的功能，并形成不完全燃燒。

汽車尾氣污染物檢測(cè)方法

當(dāng)前汽車尾氣污染物檢測(cè)方法非常多，主流設(shè)備有尾氣pm顆粒物傳感器，下面主要介紹幾種目前國(guó)內(nèi)較為常見(jiàn)的檢測(cè)方法：

1.工況法檢測(cè)。工況法檢測(cè)即通過(guò)專用的檢測(cè)設(shè)備，模擬汽車不同形式工況下檢測(cè)汽車尾氣排放的方法。檢測(cè)時(shí) 主要會(huì)運(yùn)用到底盤(pán)測(cè)功機(jī)來(lái)模擬汽車行駛時(shí)的路面情況，通過(guò)滾筒與車輪的同步轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)汽車不同工況的模擬，然后使用五氣體分析儀等汽車尾氣污染物分析裝置，檢測(cè)汽車在不同工況下的尾氣污染物含量，因此可以較為準(zhǔn)確地測(cè)量出被檢汽車的實(shí)際尾氣排放水平。

2.自由加速法檢測(cè)。自由加速法也被稱作煙度檢測(cè)，即通過(guò)濾紙式煙度計(jì)或不透光式煙度計(jì)測(cè)量柴油機(jī)汽車的尾氣中碳顆粒含量的方法。因?yàn)槠蜋C(jī)汽車的尾氣污染物以碳?xì)浠衔?、一氧化碳和氮氧化合物為主，而柴油機(jī)汽車的尾氣污染物以碳顆粒為主，故而不同汽車的尾氣污染物檢測(cè)方法也不盡相同。檢測(cè)時(shí)通過(guò)將尾氣引入到煙度計(jì)中進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)比較煙度值或不透光度來(lái)判斷尾氣的品質(zhì)，確定其是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

3.怠速/雙怠速法檢測(cè)。怠速法檢測(cè)即測(cè)量汽車在怠速工況下的尾氣排放的方法，雙怠速法檢測(cè)則是在怠速法檢測(cè)的基礎(chǔ)上，增加了高怠速轉(zhuǎn)速檢測(cè)尾氣的方法。本質(zhì)上兩種檢測(cè)方法的原理是一樣的，只是雙怠速法檢測(cè)更加準(zhǔn)確。運(yùn)用這兩種方法檢測(cè)時(shí)不需太多的檢測(cè)設(shè)備，使用五氣體分析儀即可。

具體檢測(cè)時(shí)，先檢測(cè)怠速工況下汽車的尾氣排放污染物的數(shù)值，然后將汽車提速到額定轉(zhuǎn)速的70%，待一兩分鐘之后汽車轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，減速至額定轉(zhuǎn)速的50%，再次檢測(cè)汽車的尾氣排放污染物的數(shù)值，即完成檢測(cè)工作。

4.遙感法檢測(cè)法。它主要用于綜合發(fā)射接收機(jī)分析儀、紅外線和紅外檢測(cè)攝像機(jī)、綜合紅外儀器分析儀的合成方法，在污染物濃度檢測(cè)過(guò)程中檢測(cè)機(jī)動(dòng)車排放的原理，可以識(shí)別出反電波。就車輛排放物和其他污染物而言，如果檢測(cè)到車輛，排放試驗(yàn)是否超標(biāo)。

5.車載尾氣檢測(cè)法。車載尾氣檢測(cè)法即是通過(guò)將尾氣檢測(cè)裝置和五氣分析儀安裝在汽車上，隨車檢測(cè)汽車行駛過(guò)程中的尾氣污染物排放數(shù)據(jù)的方法。測(cè)試的主要污染物包括有CO、CO2、HC、NOX和PM，還有就是通過(guò)汽車中的行車記錄儀來(lái)記錄汽車行駛過(guò)程、位置信息、以及車速等。分析儀利用不同氣體分析紅外波長(zhǎng)電磁波能量的特殊性，從而進(jìn)一步檢測(cè)出污染程度。

其中顆粒物是通過(guò)尾氣pm顆粒物傳感器進(jìn)行檢測(cè)，例如使用勒夫邁的LD09激光顆粒物傳感器，可連續(xù)采集并計(jì)算單位體積內(nèi)空氣中不同粒徑的懸浮顆粒物個(gè)數(shù)，即顆粒物濃度分布，進(jìn)而換算成為質(zhì)量濃度，并以通用數(shù)字接口形式輸出，提供準(zhǔn)確的尾氣PM濃度。

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