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机动车尾气遥测仪器校验方法的研究

编辑:永利电玩城????来源:未知????发布时间:2019-07-24 14:21????浏览量:
0 引言
机动车尾气遥测仪是应用遥测技术测量由机动车排气污染物引起的长距离光度变化从而间接测量尾气 CO、CO、NO、HC 和烟度等参数的设备,具有测试过程便捷高效、收集数据基于路上实测、覆盖车型广等优点。随着国家对环保监管力度的逐步加强,机动车尾气遥测仪在机动车尾气排放监管过程中的作用越来越大,被国家环保相关监管部门广泛采用。该设备测量数据被用于行政执法、环境监测等方面,其计量的准确可靠尤为重要。2[1][2]
 
1 机动车尾气遥测仪的计量现状
随着机动车尾气遥测仪的快速发展,该设备的计量检定或仪器校验也在不断完善。北京地区起步较早,颁布了 JJG( 京) 45-2011 遥感式汽油车排放有害气体检测仪检定规程。北京市计量检测科学研究院率先建立了机动车尾气遥测仪的计量标准,可开展该项目的检定和仪器校验工作。广东省计量科学研究院等少数计量检定机构可依据 DB 44 /T 594-2009 在用汽车排气污染物限值及检测方法( 遥感 A) 、 JB/T 11996—2014 机动车尾气遥测设备 通用技术要求 对机动车尾气遥测仪开展测试工作。其它各省市地区暂未建立机动车尾气遥测仪的计量标准,无法开展该项目的检定或校验。
目前,机动车尾气遥测仪主要在北京市计量检测科学研究院等单位进行量值溯源,随着机动车尾气遥测仪数量的不断增多,该现状加大了北京市计量检测科学研究院等单位的工作量,为全国各地区的遥测仪使用机构增加了溯源困难。由北京市计量检测科学研究院起草的《全国机动车尾气遥测仪校验规范》已进入审核报批阶段,预计于 2019 年出台,为全国范围内各省市计量机构具备机动车尾气遥测仪的仪器校验技术能力提供了技术依据,机动车尾气遥测仪的计量校验现状有望极大改善。
 
2 机动车尾气遥测仪的计量方法分析
2. 1   计量项目概述
根据 JJG( 京) 45-2011 遥感式汽油车排放有害气体检测仪检定规程,机动车尾气遥测仪的检定项目包括: 外观及通电检查、排气分析系统示值误差、排气分析系统重复性、速度示值误差、加速度示值误差、VSP 示值误差、温度示值误差、湿度示值误差、大气压示值误差、风速示值误差、电源电压变动影响和绝缘电阻测定。其中,排气示值误差和重复性、速度( 加速度) 示值误差及气象示值误差等三个方面是评价机动车尾气遥测仪的主要计量指标。另外,依据 JJG 976—2010 透射式烟度计检定规程对机动车尾气遥测仪的烟度示值误差进行计量校验也是重要的计量环节之一。[3][4]
 仪器校验
2. 2   排气示值误差和重复性计量
根据机动车尾气遥测仪的工作原理,对机动车尾气遥测仪的排气指标进行计量时,先将机动车尾气遥测仪装置连接并预热好,将专用标准气罐放置在测量主机和反射器连接的光路中,保证光轴重合,如图 1 所示。依次向专用标准气罐通入规定的 1 号、2 号、3 号、4 号标准气体,待气罐中氧气含量小于 0. 1 ×10 时( 保证气罐内空气排空),记录机动
车尾气遥测仪测定值,并分别重复三次,计算每一检定点的示值误差。同时,取上述三次的实验标准偏差作为各检定点的重复性。
在机动车尾气遥测仪的排气指标计量时,专用标准气罐起到了重要的辅助作用。标准气罐制作要求严格,最好用金属材料制作,并经发黑处理,以防止内壁产生漫反射,影响测量精度。另外,标准气罐两头采用透明的材料密封,考虑到检测光的光谱特性,推荐使用 GaF 或蓝宝石作为两头的密封材料。标准气罐可以为标准气体提供可靠的检测状态,便于遥测仪红( 紫) 外光的正常通过。[3]
 
2. 3   其它主要指标计量
机动车尾气遥测仪的烟度计量参照 JJG 976— 2010 透射式烟度计检定规程的方法,利用具有特定波长要求和外形的专用滤光片作为标准器进行计量校验。速度计量以非接触式速度计作为标准器,使用标准器和遥测仪按照实际路况选择 20km/ h、30km/h、40km/h 和 60km/h 等四个速度点( 后续 2019 年第 6 期[5]
检定) 分别测定的车速,来计算遥测仪的速度误差; 气象检定包括温度、湿度、大气压力和风速检定,借助标准环境测试仪进行计量,判定机动车尾气遥测仪对尾气参数测量时的环境参数准确性。只有在标准环境条件下测量机动车尾气,才能保证尾气中的 CO、CO、NO、HC 和烟度等参数的测量数据真实有效。[3]2
 
3 机动车尾气遥测仪与排放气体测试仪的比较
3. 1   检测能力比较
根据 JJG( 京) 45-2011 遥感式汽油车排放有害气体检测仪和 JJG 688—2017 汽车排放气体测试仪,机动车尾气遥测仪和排放气体测试仪均能对机动车尾气中的 CO、CO、NO 和 HC 进行测量,但两者在工作原理、测量范围和允差等级要求等方面区别较大[6]。2
两设备均能对 CO、CO、NO 和 HC 检测,但排放气体测试仪还可检测 O。两设备的工作原理不同,机动车尾气遥测仪利用光谱吸取原理,对 CO、CO选用近红外波段的激光二极管吸取光谱技术,NO、 HC 的测量采用氘灯做光源的紫外差分光谱技术; 汽车排放气体测试仪采用不分光红外线法测量 HC、 CO、CO,采用电化学法或其他等效方法测量 NO。测量范围不同,机动车尾气遥测仪的 CO、NO、HC 测量范围更大,CO测量范围两者相同。测量精度不同,机动车尾气遥测仪的 CO、NO、HC 绝对误差要求较高,Ⅰ级排放气体测试仪的 CO 绝对误差更高,但Ⅰ级排放气体测试仪 CO、NO、HC 的相对误差要求远大于机动车尾气遥测仪,如表 1 所示。222 22 22[3,6]
 仪器校验
3. 2   量值溯源方法比较
两设备均采用国家质量监督管理总局批准的一级或二级有效期内的有证标准物质进行量值溯源,但溯源方法不同。根据机动车尾气遥测仪原理不同,检测 HC 的标准物质分丙烷和 1,3-丁二烯两种,标准值的允许偏差应不超过规定值的 ± 3% ,扩展不确定度 U = 2% ( k = 2);排放气体测试仪采用丙烷检测 HC,标准值的允许偏差应不超过规定值的 ±15% ,相对扩展不确定度 U= 1% ( k = 2) 。对于 CO、CO、NO 气体,分别采用规定标准值和不确定度的相同标准气体进行量值溯源,根据标准气体的浓度大小按 1 号、2 号、3 号、4 号分别计量。气体标准物质的浓度以体积比的百分数( 10 ) 、百万分数( 10 ) 或克分子摩尔比的百分数( 10 ) 、百万分数( 10 ) 表示。另外,对设备量值溯源时,机动车尾气遥测仪需借助标准气罐使得光线穿过标准物质检测,而排放气体测试仪需使用标准气体通入设备完成检测。
 
4 总结
机动车尾气遥测仪是检测机动车尾气的重要设备,被环境监管部门广泛的采用。目前,该设备测量精度和重复性一般,售价较高,全国普及程度有限,主要用来作为环境监测和行政处罚的依据。但随着遥测技术的提高和国家仪器校验技术规范的完善,机动车尾气遥测仪将受环境及路况等条件影响减小,测量精度和重复性逐步提高,量值溯源和传递的现状得到显著改善

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