尾气pm颗粒物传感器在汽车尾气检测中的应用

JunF 2020-07-05 5197

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随着人们生活水平的提高和城市化的发展，我国的汽车数量越来越多，随之而来的汽车尾气污染也越发严重，尾气污染物排放到大气中造成空气污染，引发雾霾等环境问题。因此要严格控制汽车尾气的排放，对尾气污染物的检测也必不可少。

汽车排放物污染物的成份分析

汽车排放的污染物成分复杂。除了氧和氮是燃烧产物外，其余都是有害成分，主要包括颗粒物、一氧化碳、氮氧化物、硫氧化物等。

1.悬浮颗粒物，悬浮颗粒物是目前最重要的污染源之一。对于汽油发动机，运行过程中可能产生的颗粒包括低分子物质和硫酸盐；柴油机产生的颗粒物比汽油机多得多，成分非常复杂，主要成分是煤烟，煤烟的直径在0.1 ~ 10μm之间，人体吸入颗粒物后会在肺部沉淀，还会附着二氧化硫或致癌物，对健康有害。

2.一氧化碳，燃料不完全燃烧会产生一氧化碳。一氧化碳能与人体内的血红蛋白反应生成羟基血红蛋白，这不仅影响血红蛋白与氧的正常结合，还会削弱血红蛋白的氧运输能力，导致缺氧，对人体健康危害极大。

3.氧化氮

在发动机中，燃料的燃烧温度非常高，此时混合物中的氮将与氧反应形成氮氧化物，主要是一氧化氮和二氧化氮。其中，一氧化氮可以破坏人体的神经和呼吸系统，也可以破坏地球的臭氧层；但是，二氧化氮易溶于水，因此会产生酸性污染，并能与大气反应生成大量光化学烟雾，严重刺激人体呼吸系统。

4.硫氧化物，汽油中含有硫，一些汽车净化器可以将一些硫转化为硫氧化物，其中二氧化硫是主要的硫氧化物，是导致酸雨的罪魁祸首。离开净化器后，二氧化硫将进一步与大气中的氧气反应生成硫酸烟，造成更严重的污染。此外，二氧化硫会严重刺激呼吸道，损害人体健康。

5.烃类，碳氢化合物主要来自发动机废气排放中未燃烧的成分。由于混合气体不均匀或燃烧室壁冷，一些燃油将直接排放而不燃烧。当浓度达到一定水平时，会对人体健康产生不利影响，这说明暴露于阳光后，会与氮氧化物反应生成过氧化物，刺激人体口腔和鼻粘膜，引起炎症。一些碳氢化合物也有刺鼻的气味，还具有供油系统中燃油滴下和蒸发的功能，并形成不完全燃烧。

汽车尾气污染物检测方法

当前汽车尾气污染物检测方法非常多，主流设备有尾气pm颗粒物传感器，下面主要介绍几种目前国内较为常见的检测方法：

1.工况法检测。工况法检测即通过专用的检测设备，模拟汽车不同形式工况下检测汽车尾气排放的方法。检测时主要会运用到底盘测功机来模拟汽车行驶时的路面情况，通过滚筒与车轮的同步转动，从而实现汽车不同工况的模拟，然后使用五气体分析仪等汽车尾气污染物分析装置，检测汽车在不同工况下的尾气污染物含量，因此可以较为准确地测量出被检汽车的实际尾气排放水平。

2.自由加速法检测。自由加速法也被称作烟度检测，即通过滤纸式烟度计或不透光式烟度计测量柴油机汽车的尾气中碳颗粒含量的方法。因为汽油机汽车的尾气污染物以碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化合物为主，而柴油机汽车的尾气污染物以碳颗粒为主，故而不同汽车的尾气污染物检测方法也不尽相同。检测时通过将尾气引入到烟度计中进行测量，通过比较烟度值或不透光度来判断尾气的品质，确定其是否符合标准。

3.怠速/双怠速法检测。怠速法检测即测量汽车在怠速工况下的尾气排放的方法，双怠速法检测则是在怠速法检测的基础上，增加了高怠速转速检测尾气的方法。本质上两种检测方法的原理是一样的，只是双怠速法检测更加准确。运用这两种方法检测时不需太多的检测设备，使用五气体分析仪即可。

具体检测时，先检测怠速工况下汽车的尾气排放污染物的数值，然后将汽车提速到额定转速的70%，待一两分钟之后汽车转速稳定后，减速至额定转速的50%，再次检测汽车的尾气排放污染物的数值，即完成检测工作。

4.遥感法检测法。它主要用于综合发射接收机分析仪、红外线和红外检测摄像机、综合红外仪器分析仪的合成方法，在污染物浓度检测过程中检测机动车排放的原理，可以识别出反电波。就车辆排放物和其他污染物而言，如果检测到车辆，排放试验是否超标。

5.车载尾气检测法。车载尾气检测法即是通过将尾气检测装置和五气分析仪安装在汽车上，随车检测汽车行驶过程中的尾气污染物排放数据的方法。测试的主要污染物包括有CO、CO2、HC、NOX和PM，还有就是通过汽车中的行车记录仪来记录汽车行驶过程、位置信息、以及车速等。分析仪利用不同气体分析红外波长电磁波能量的特殊性，从而进一步检测出污染程度。

其中颗粒物是通过尾气pm颗粒物传感器进行检测，例如使用勒夫迈的LD09激光颗粒物传感器，可连续采集并计算单位体积内空气中不同粒径的悬浮颗粒物个数，即颗粒物浓度分布，进而换算成为质量浓度，并以通用数字接口形式输出，提供准确的尾气PM浓度。

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