内燃机排放动态测量技术新进展

　　fCO2探头的几个关键点如下：

　　连续运行。传统的NDIR有一个高速转动的截光盘，使红外线间断地照射样气，因为这样可以将NDIR的漂移特性控制在一定范围之内。然而为了得到响应时间低于5ms的快速反应，测量元件应尽量靠近发动机，或者直接放进取样头。

　　如果采用类似截光盘的断续设备，会使取样头结构复杂，且外型很大。因此fCO2探头取消了间断设备，采用连续运行模式。当漂移超出可接受的范围，则要重新标定。fCO2有良好的温控措施，重新标定的时间间隔可达10min以上。

　　带水蒸气运行。为了满足快速响应的需要，凝结的水蒸气会使烟气中的部分成分溶解，但如果像传统NDIR那样使烟气干燥，会使fCO2的响应延迟。所以分析仪采用加热取样管的方法，使烟气温度高于水蒸气的饱和温度，从而避免烟气成分的溶解。为了使红外线检测器的工作温度保持在-10℃左右，fCO2采用了更好的隔热措施和冷却措施。

　　烟气中的水蒸气还会吸收红外线，影响CO2的测量。但CO2主要吸收波长为412～414μm的红外线，而H2O对此部分吸收很少，所以fCO2用一面滤镜对红外线进行滤光。

　　样品室尺寸。样品室尺寸越大，红外线在样品室中的光程就越长，检测器对浓度的变化就越敏感。但fCO2的样品室尺寸受到许多因素限制，不能太大。

　　3 改进的FID

　　T.K.Jensen和J.Schramm采用了一种快速响应FID来测量UBHC（Unburned Hydro–Car-bon），其结构如图4所示。FID中待测取样尾气的压力对其测量精度有很大影响。为了避免发动机取样点处废气压力的变化对FID内取样尾气压力的影响，传统FID用一根很长的毛细管来稳定FID内取样尾气的压力，这就使得传统FID的响应速度很慢。新型FID采用稳压室稳压，消除了静压的波动。燃烧室内的取样尾气导管与稳压室内的供气导管相互垂直，消除了取样尾气动压的影响。由于取样尾采集后立即送入FID，使响应速度大幅提高。新型FID的响应速度取决于取样尾气在取样管内和燃烧火焰中的扩散速度。

　　4 用于测量颗粒物的DMS

　　Kingsley Reavell，Tim Hands采用了一种新设备DMS来测量排放物中颗粒物的数量和粒径分布。它利用了静电分类技术，测量范围为5～1000nm，响应速度达到200ms。

　　此前，在颗粒物粒径的测量过程中，最常用的设备是DMA（DifferentialMobility Analyzer）。DMA首先使颗粒物带电，然后根据颗粒物的电子活性（在某一电场下颗粒物运动的快慢程度）进行分类。由于改变电子活性电场的电压逐渐增加，因而区分电子活性的过程比较慢，DMA的响应也就比较慢（完成一个完整的粒径分布约需100s）。

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