湖北锐意自控系统有限公司自汽车尾气排放检测新国标发布以来,在核心气体传感器的测量原理及结构上取得突破。针对标准中规定的汽车排放尾气分析仪的检测组分、量程、精度的要求,以及市场普遍面临的NOx测量受水分干扰及转化炉转化效率影响的技术难点,成功研发出满足汽油车和柴油车尾气检测用的气体传感器平台。
锐意自控的柴油车排放尾气分析仪Gasboard-5230采用微流NDIR直测NO、非分光紫外(NDUV )直测NO2,成功打破汽车尾气检测中需配套NOx转化炉将NO2转化为NO的局限性,更加节省系统集成空间及维护成本;且NO2测量更准确,不受转化效率的影响。微流NDIR、非分光紫外(NDUV)、非分光红外(NDIR)及电化学技术均为湖北锐意自控自主掌握。
1、 采用微流NDIR技术直测NO
目前国际上的微流红外气体传感器在使用过程中,测量结果随着温度变化,以及光源、探测器的老化等原因造成漂移。对此,湖北锐意自控在采用了隔半气室设计,分别设计了参考气室和测量气室,但是使用同一个光源和探测器,因此,可以通过光源通过参考气室和测量气室的信号比值来修正由于温度、光源老化、探测器老化等造成的信号漂移,从而提高微流红外气体传感器的测量精度和长期稳定性。
此外,基于非分光红外(NDIR)测量NO、NO2易受水分干扰的问题,配备水分补偿调节装置,增加传感器对被测气体的响应灵敏度;通过调节叶片及线性修正,对H2O(气)干扰信号进行调整,使传感器受H2O(气)的影响相互抵消,从而消除H2O(气)的干扰,进一步保证测量的准确性。
①红外光源 ②切光器 ③切光电机 ④测量气室 ⑤参比气室 ⑥检测器 ⑦微流传感器
⑧第2组分检测器 ⑨信号处理及输出系统
图一、微流NDIR双气室技术原理
图二、微流NDIR NO气体传感器
2、 非分光紫外(NDUV)直测NO2
不同于红外(IR),紫外(UV)光谱吸收波段是纳米级别的,波长更短,波峰比较独立。非分光紫外(NDUV)可准确测量NO2气体浓度,不受水分干扰,精度更高,且非分光紫外(NDUV)相对于紫外差分吸收光谱(UV-DOAS)成本较低。采用非分光紫外(NDUV)直测NO2,成功打破汽车尾气检测中需配套NOx转化炉将NO2转化为NO,采用红外光学平台测量NO浓度,再通过NO浓度计算得出NO2浓度的局限性,更加节省系统集成空间及维护成本;且NO2测量更准确,不受转化效率的影响。
图三:紫外吸收光谱
氮氧化物(NOX)是造成大气污染的主要污染源之一,污染源主要是由于燃料燃烧及化学工业生产所产生的。例如:火力发电厂、炼铁厂、化工厂等有燃料燃烧的固定发生源和汽车等移动发生源以及工业流程中产生的中间产物,排放NOX的量占到人为排放总量的90%以上。
氮氧化物的危害主要包括:
①NOX 对人体及动物的致毒作用;
②对植物的损害作用;
③NOX是形成酸雨、酸雾的主要原因之一;
④NOX 与碳氢化合物形成光化学烟雾;
⑤NOX 亦参与臭氧层的破坏。
氮氧化合物分析仪技术参数:
规格型号:JY-NOX610
原 理:碳基催化
气体流速:0-2.0L/min
工作压力:0.5-1.5bar
转换效率:≥98%
转换条件:180℃~200℃
NO2浓度:10-1000ppm
工作电源:220VAC/50HZ/150VA
冷却方式:风冷
入口样气湿度:<85% RH
入口滤尘:0.2um
安装方式:标准19”机架式
外形尺寸:483*300*130
气路接口:6mm SS316不锈钢/卡套式
加热温度报警:1路NC、1路NO,24VDC/0.5A
报警内容:可设(低温、高温)
温度显示:7段LED数码管
氮氧化合物分析仪的相关维护:
日常维护时应该注意仪器的工作状态及是否出现报警,另外对仪器进气口处的0.2um过滤器状态应该注意检查,若出现积水现场时应该及时更换过滤器,并检查预处理的除水功能故障,直到解决除水故障才能继续进入工作。因为湿度过大会对NOX催化器造成损坏。
另外定期吹扫也是必要的,每1-3个月采用N2气进行吹扫流量控制在2.0L/min,吹扫时间在10分钟,此防止催化器“中毒”,采用干净的N2气流进行吹扫、清洗,简单有效。
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