GB/T 8190.3-2003

 

往復式內燃機排放測量第3部分：穩態工況排氣煙度的定義和測量方法（第4條款）

 

4 方法1：用消光煙度計測量煙度

 

消光煙度計外形圖

4.1 用途

本方法可測量3.1中所述的全部三種煙度，但最適于測量黑煙和藍煙。

注：所測值將受光通道有效長度（3.4）和氣流溫度的影響。

 

4.2 原理

使光束通過儀器測量室中的排氣，測量其光強，并與原光強進行比較。

 

消光煙度計結構圖

 

注：消光煙度計可制成采用全排氣流或部分排氣流的結構（參見3.9.1和3.9.2）。

 

4.3 規程

4.3.1 部分流式消光煙度計

使排氣氣樣經取樣探頭和取樣管流過測量室，以進行連續測量。測量接收光的光強。

4.3.2 全流式消光煙度計

將測量室安裝在發動機排氣系統中或在距排氣管末端下游某一規定距離處，測量接收光的光強。

 

4.4 一般要求

測量儀器應符合ISO11614的規定。其相關零件應能承受使用溫度的要求。

4.4.1 部分流式消光煙度計

4.4.1.1 取樣探頭

取樣探頭應放置在排氣流中以抽取有代表性的排氣氣樣。氣樣在抽入和通過測量室時應仍具有代表性。

整體安裝時應使從測量探頭到消光煙度計取樣管的管段盡可能短并向上傾斜。管路不得漏氣，并無急彎或縮頸，以免對氣流造成不必要的局部阻力。

為使測量室進口處達到所需的溫度條件，可在取樣管內安裝熱交換器，但不得因此而改變排氣特性。

4.4.1.2 測量室

由于測量室內的反射或散射作用，應使照射在受光器上的雜散光減至最少（例如：可在內表面涂以無光炭黑和采用合適的總體布置）。

4.4.1.3 排氣流速

在消光煙度計制造廠規定的限值范圍內，光在通過排氣時的透射性應與排氣流速無關。

4.4.1.4 排氣溫度

當平均運行溫度T不是373K時，消光煙度計讀數k_obs，應按下列公式修正至373K：

注：對某一給定溫度，例如500K時的k值，可寫為k₅₀₀。

應用上列公式時，測量室內所有點的排氣溫度應不低于343K和不高于553K。如果溫度超出該范圍，則不再修正，應記下讀數，并注明溫度。該溫度范圍是認為室內所有水分均以蒸汽形式存在，而所有其他不凝結的非固體顆粒（如不凝結的未燃燃油或潤滑油量）在正常全負荷排煙中的數量微不足道。在這種情況下考慮溫度影響的修正公式方才有效。

如果排氣中含有超過正常比例的非固體組分，則該修正公式無效。例如，該公式不適用于高硫分重油發動機的排氣，因為在373K時排氣中可能含有凝結的酸性硫化物微滴。在此情況下，為了比較，必須在373K左右的嚴格溫度范圍內進行測量?；蛘撸缫苊鉁y量這種微滴，則應將該發動機的排氣溫度保持在413K以上，并且，如有需要，可修正到373K，求出名義參考值，以供比較。

4.4.2 全流式消光煙度計

注：當用全流式消光煙度計測定光吸收系數時，4.4.1.4中有關排氣溫度的說明同樣適用。

4.4.2.1 測量設備的布置

測量設備應按下列兩種方法之一布置。

a）內置法：測量室安放在發動機排氣裝置中。

b）尾置法（尾氣取樣）：用儀器測量距排氣管末端下游規定距離處大氣中的煙度。

 

4.5 對光學系統的要求

光學系統應由兩部分組成：光源和受光器。也可應用帶反射元件的裝置。

4.5.1 光源

光源應是白熾燈，其比色溫度范圍為2800K～3250 K（見ISO／IEC 10526）或是綠色發光二極管（LED），光譜峰值為550 nm～570 nm。

4.5.2 受光器

受光器應由一光電管組成，其光譜響應曲線應和人眼的適光曲線相似（在波長為550nm～570nm范圍內為最大響應，在低于430nm和高于680nm時小于4％的最大響應），當用綠色發光二極管時，則由一光電二極管組成。

4.5.3 反射和防護元件

如果應用反射和防護元件，則光源/受光器系統不得取用4.5.2規定的所需頻率限值范圍外的響應，并在測量期間不應使測量值產生顯著偏差。

4.5.4 光通道有效長度

光通道有效長度（3.4）的值系用于計算光吸收系數k。當用潔凈空氣保護光敏元件免受積碳時，應考慮對光通道有效長度的影響。光通道有效長度L_A通常由儀器制造廠規定。

注：不是所有測量消光度的儀器都適于測量光吸收系數。因為光通道有效長度并不總是很容易就可確定，而且當用尾置式（尾氣取樣型）儀器時，被測排氣不是在無反射罩殼內。

 

4.6 標定

須采用已知透光度的中密度濾光片來標定測量儀器。

 

4.7 測量參數

應用儀器測量透光度t，藉以計算消光度N和光吸收系數k。也可用儀器直接顯示光吸收系數k。