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汽车排放气体测试仪的检测原理介绍

2020-05-06

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安车检测推出的重磅产品——汽车排放气体测试仪全面上市后,我们官方热线400-7777-266及微信公众号后台收到很多关于汽车排放气体测试仪的咨询。为了提升大家对这个设备的认知,今天小编给大家介绍汽车排放气体测试仪的相关技术知识和检测原理。


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机动车排放气体成分主要包括:一氧化碳CO、二氧化碳CO2、碳氢化合物HC以及氮氧化物NOx等。汽车排放气体测试仪能够测试出车辆尾气中的一氧化碳、碳氢化合物、二氧化碳、氧气、一氧化氮、二氧化氮的浓度,同时还可计算出过量空气系数。

 

气体数据单位

被测试的尾气中,不同成分气体的单位有所不同,其中CO、CO2、O2值均以“容积百分数(10-2或者%)”计;HC、NO、NO2值以“容积百万分数(10-6或者ppm)”计。

 

NDIR传感器

汽车排放气体测试仪采用非分光式红外测量法(NDIR)对汽车尾气中的HC、CO、CO2浓度进行测量。不同气体具有吸收不同波长红外辐射能量的特性,当红外线穿过含有不同组分的气体时,一部分辐射能量被吸收,导致红外辐射的能量衰减,且被吸收的能量与被测气体的浓度成正比。在不同的光谱范围内,不同气体吸收红外辐射的表现如下:

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非分光式红外测量法主要依靠非分光式红外传感器来实现光谱检测。该传感器主要由红外光源、气室、波长滤波器以及红外探测器组成。气体用泵吸的方式导入气室,气体浓度根据气体在特定波长的红外光谱上相对应的吸收特征,利用电光调制关系检测。设备信号的处理需要考虑到温度和漂移的影响,通过补偿计算能够得到一个易于使用的浓度信号。下图为NDIR传感器检测原理图。

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UV-DOAS传感器

尾气设备光有NDIR传感器还不能完全把汽车尾气的成分检测出来,还需要另一种传感器测量NO、NO2的气体浓度,这个传感器采用高精度紫外差分吸收光谱气体分析技术(UV-DOAS),其基本原理就是利用空气中的气体分子的窄带吸收特性来鉴别气体成分,并根据窄带吸收强度来计算出微量气体的浓度。其结构原理如下图,整个传感器包括光源,气室,光谱仪和微处理器。光源采用稳定闪烁的氙灯产生紫外光线,气体进入气室后,紫外光线的能量被气体吸收后再通过光纤进入光谱仪,光谱仪对衰减后的光进行光谱分析获得相应气体的特征谱线数据,最后将谱线数据传输到微处理器进行算法处理得出气体成分。安车公司的UV-DOAS传感器具有检测灵敏度高,吸收信号强,光源使用寿命长等特点。

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氧气浓度检测

氧气检测主要依靠氧传感器来实现,它属于电化学电池式传感器。该传感器包括一个由电解质阳极和一个空气阴极组成的金属--空气有限度渗透型电化学电池,在通入氧气的情况下,传感器能够产生电流,电流的大小和氧气的消耗量成正比关系,不同浓度的氧气量产生的电流大小不同,传感器所产生的电流经过信号处理电路之后,能够被设备控制系统识别和计算,从而读出氧气浓度值。由于该传感器类似电池原理,在经过一段时间的使用后,其检测效果将大大减弱,需要定期对其进行更换,一般的氧传感器使用寿命约为1~2年,安车检测采用的是进口高性能氧传感器,使用寿命较普通传感器要长,一般正常使用能够达到5年。下图是常见的氧传感器图。


 

与尾气检测相关的一些基本概念:

1、额定转速:是指发动机发出额定功率时候的转速值。

2、怠速工况:怠速工况是指发动机无负载运转的状态,即离合器处于结合状态时,变速器处于空档位置。

3、高怠速工况:是指用油门踏板将发动机转速稳定在50%额定转速的状态。

4、过量空气系数:是指燃烧1kg燃料的实际空气量与理论上所需空气质量之比。

5、ASM工况:是指稳态加载工况,车辆预热到规定热状态后,加速至规定车速,根据车辆规定车速的加速负荷,通过底盘测功机对车辆加载,使车辆保持等速运转的运行状态。ASM5025工况为稳定车速25km/h,ASM2540工况为稳定车速40km/h。

福德6、VMAS工况:是指简易瞬态加载工况,包括15个测试工况。