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什么是不透光烟度?不透光烟度的原理、参数标准和检验方法是什么?
日期:2023-01-14 16:53
 原理:不透光烟度计是以衰减的物理作用为工作原理,测量室两端分别是光源和光线接收板,当光线通过导入尾气的测量室时,部分光线被吸收,由光线接收板测得光线的衰减量,后计算出不透光度或光吸收系数。

测试的原理图如下:


 


根据比尔-兰伯特定律,光线衰减量与光吸收系数关系式如下:



式中:


----不透光度;单位为%


l0------入射光的光强;


l--------出射光的光强;


L-------光路长度;


k-------是光吸收系数,单位为m-1


T0------室内温度,单位为K


T-------气室环境温度,单位K


P0-----标准大气压力pa


P------气室环境压力,单位为pa


不透光烟度计不仅可以测柴油机排气中的黑烟,而且可以测蓝烟和白烟排放,对低浓度的可见污染物有较强的测量能力,可以实现排气烟度的连续测量。因而不透光烟度计可以用来研究柴油机的瞬态碳烟和其它可见污染物的排放特性,同时也满足排放法规中自由加速烟度的测量要求


对应流过光通道排气量的不同,不透光烟度计分为全流式不透光烟度计(全部排气流过光通道)和分流式不透光烟度计(部分排气流过光通道)。全流式不透光烟度计系根据美国排放法规要求而研制,按我国法规要求,我国不透光烟度计采用分流式测量原理。


       各种分流式不透光烟度计在实际应用中因使用场合的差异应有所区别。从经济实用的角度考虑,用于整车尾气测量的不透光烟度计,在取样系统的设计中无取样温度及压力调节控制功能,检测样气靠柴油机的排气背压压入检测室,为保证测量稳定性及重复性、避免排气背压对测量造成的影响,取样点设置在整车排气管的消声器之后,起到稳压作用,因而不适用于试验台架测量应用而是应用于整车自由加速尾气烟度排放测量。同样,应用于试验台架测量的不透光烟度计应可固定安装在排气管上,且样气可经采样管进入仪器,再从仪器回流到排气管内,同时需监控烟气压力,整车的排气尾管无法满足对取样安装位置的要求,应用于试验台架测量的不透光烟度计也不适用于整车测量。


       为促进大气污染防治工作,打赢蓝天保卫战,国家要求对汽柴油发动机的排气进行检测。不透光烟度计的主要参照标准有以下两个 :GB 36886-2018、GB3847-2018


1、GB 36886-2018 :非道路柴油移动机械排气烟度限值及测量方法


(1)首先,本标准适用机械如下:工程机械(包括装载机、挖掘机、推土机、压路机、沥青摊铺机、叉车、非公路卡车),农业机械、林业机械、材料装卸机械、工业钻探设备、机场地勤设备、空气压缩机、发电机组、渔业机械、水泵。


(2)烟度限值:非道路柴油移动机械排气的不透光法烟度(光吸收系数)和林格曼黑度系数不应超过表1规定得限值。





(3)规定烟度检验工况和检验方法


       烟度检验工况


       烟度检验前,受检机械装置的柴油机应充分预热。在机械装置连续测试过程中,应确保发动机处于正常工作的状态。


采用如下描述的自由加载法对在用非道路柴油移动机械的排气烟度进行检验。现场检验人员可以根据受检机械装置的实际工作状态确定加载方法,在机械装置连续正常工作过程中(例如装载机从铲土到装载完毕的全过程)。测量非道路柴油移动机械的排气烟度。在非道路柴油移动机械不具备加载条件的情况下,可采用GB 3847描述的自由加速法进行烟度测量,即在1秒时间内,将油门踏板快速。连续但不粗暴地完全踩到底,使喷油泵供给大油量。在松开油门踏板前,发动机应达到断油点转速(采用手动或其他方式控制供油量的发动机采用类似方法操作),在测量过程中应进行检查。


       烟度检验方法


       不透光烟度法:用不透光烟度计连续测量所述工况下的非道路柴油移动机械排气的光吸收系数,采样顿率不应低于1Hz,取测量过程中不透光烟度计的大读数值作为测量结果。不透光烟度计的安装和使用应满足GB 3847要求。


林格曼烟度法:非道路柴油移动机械按照附录B规定的林格曼烟度法连续观测非道路柴油移动机械在所述测量工况下的排气烟度,将观测的林格曼烟度的大值确定为排气烟度测量结果。检验过程中,可以使用视频、摄像或者执法记录仪等手段获取烟度检测结果。


(4)该标准规定了,如果非道路柴油机械的林格曼黑度超标,则判定烟度排放检验不合格;


林格曼黑度检验合格的非道路柴油机械,生态环境部也可进行不透光烟度法进行现场排气检验,不符合对应限值规定,则判定为不合格。


2、GB3847-2018 :柴油车污染物排放限值及测量方法(自由加速法及加载减速法)


主要参考不透光烟度计的安装和使用方法,以及测量方法

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