Анализатор выхлопных газов - Exhaust gas analyzer

Классический анализатор выхлопных газов

An анализатор выхлопных газов или же анализатор окиси углерода (CO) выхлопных газов инструмент для измерения монооксид углерода среди других газов в выхлопе, вызванных неправильным сгоранием, наиболее распространенным является измерение коэффициента лямбда.

Принципы, используемые для датчиков CO (и других типов газа) - это инфракрасные датчики газа и химические датчики газа. Датчики угарного газа используется для оценки количества CO во время Тест Минтранса.[1] Чтобы его можно было использовать для такого теста, он должен быть подтвержден как пригодный для использования в схеме. В Великобритании список приемлемых анализаторов выхлопных газов для использования в тесте MOT доступен через Агентство по стандартам для водителей и транспортных средств интернет сайт.[2]

Измерение коэффициента лямбда

Основная статья: Датчик AFR

Присутствие кислорода в выхлопных газах указывает на то, что сгорание смеси было несовершенным, что привело к образованию загрязняющих газов. Таким образом, измерение доли кислорода в выхлопных газах этих двигателей позволяет отслеживать и измерять эти выбросы. Это измерение выполняется в тесте MOT посредством измерения коэффициента лямбда.

В Лямбда коэффициент (λ) получается из отношения между воздухом и бензином, участвующим в сгорании смеси. Это мера эффективности бензинового двигателя путем измерения процентного содержания кислорода в выхлопе.

Когда бензиновые двигатели работают с стехиометрическая смесь 14,7: 1 значение лямбда (λ) равно «1».

Соотношение смешивания = вес топлива / вес воздуха

- Выражается в массовом соотношении: 14,7 кг воздуха на 1 кг. топлива.
- Выражается как объемное соотношение: 10 000 литров воздуха на 1 литр топлива.

С этим отношение теоретически достигается полное сгорание бензина и минимальные выбросы парниковых газов. Коэффициент определяется как Лямбда коэффициент

Если лямбда> 1 = бедная смесь, избыток воздуха. Если лямбда <1 = богатая смесь, избыток бензина.

  • Бедная смесь содержит избыток кислорода. Избыточный кислород будет реагировать с азотом до (оксиды азота ), если температура достаточно высока (около 1600 ° C) на время, достаточное для этого.
  • Богатая смесь содержит дефицит кислорода. Это делает невозможным полное сгорание всего топлива до двуокиси углерода и водяного пара. Следовательно, часть топлива останется в виде углеводорода или будет реагировать только с монооксидом углерода (CO). Концентрация окиси углерода в выхлопных газах тесно связана и почти пропорциональна соотношению воздух-топливо в богатых регионах. Поэтому это очень важно при настройке двигателя.
  • Выбросы углекислого газа теоретически прямо пропорциональны расходу топлива при заданном и постоянном соотношении воздух-топливо. Если λ <1, будет выделяться меньше углекислого газа на литр топлива, поскольку некоторое топливо не сможет полностью сгореть.

Типы датчиков

Химические датчики CO

  • Химические газовые сенсоры CO с чувствительными слоями на основе полимера или гетерополисилоксана имеют главное преимущество - очень низкое энергопотребление и могут быть уменьшены в размерах для соответствия системам на основе микроэлектроники. С другой стороны, краткосрочные и долгосрочные эффекты дрейфа, а также довольно низкий общий срок службы являются основными препятствиями по сравнению с недисперсный инфракрасный датчик принцип измерения.[3]
  • Другой способ (Закон Генри ) также может использоваться для измерения количества растворенного CO в жидкости, если количество посторонних газов незначительно.

Недисперсные инфракрасные датчики CO

Основная статья: Недисперсный инфракрасный датчик

датчики спектроскопический датчики для обнаружения CO в газовой среде по его характеристическому поглощению. Ключевые компоненты - это инфракрасный источник, a свет трубка, интерференционный (длина волны) фильтр и инфракрасный детектор. Газ перекачивается или рассеивается в световой трубке, и электроника измеряет поглощение характеристики. длина волны света. Датчики чаще всего используются для измерения окиси углерода.[4] Лучшие из них имеют чувствительность 20–50 PPM.[4]

Большинство датчиков CO полностью откалиброваны перед отправкой с завода. Со временем нулевая точка датчика должна быть откалибрована, чтобы поддерживать долговременную стабильность датчика.[5] Новые разработки включают использование микроэлектромеханические системы снизить стоимость этого датчика и создать устройства меньшего размера. Типичные датчики стоят от 100 до 1000 долларов США.

Кембриджский индикатор

Кембриджский индикатор смеси, используемый на более старых самолетах, отображал соотношение воздух-топливо путем измерения теплопроводность выхлопных газов. Он был изготовлен Кембриджская инструментальная компания.[6] Это устройство устанавливалось на самолетах в 1930-х годах, в том числе на Локхид Модель 10 Электра пролетел мимо Амелия Эрхарт на ее последнем полете.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ http://www.cryptontechnology.com/files/290_295%20gas%20analysers%20manual.pdf[постоянная мертвая ссылка ]
  2. ^ «Испытательное оборудование, одобренное центром MOT». Агентство по стандартам в области водителей и транспортных средств Великобритании. Получено 9 мая 2019.
  3. ^ Надежные датчики CO на основе полимеров на основе кремния на кварцевых микровесах, Р. Чжоу, С. Вайхингер, К.Е. Geckeler и W. Göpel, Conf.Proc.Eurosensors VII, Будапешт (H) (1993); Датчики и исполнительные механизмы B, 18–19, 1994, 415–420.
  4. ^ а б Датчики CO на карбонатной основе с высокими характеристиками, Th. Ланг, Х.-Д. Wiemhöfer и W. Göpel, Conf.Proc.Eurosensors IX, Стокгольм (S) (1995); Датчики и исполнительные механизмы B, 34, 1996, 383–387.
  5. ^ «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) в 2014-08-19. Получено 2014-08-19.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт) Руководство по автоматической калибровке]
  6. ^ «Экономичная работа двигателя». Flightglobal. 1937. Получено 11 декабря, 2017.