滤纸式烟度计
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柴油车烟度检测一、实验目的与要求1.能够正确描述滤纸式烟度计的结构与工作原理。
2.能够利用滤纸式烟度计进行柴油车排气烟度的检测。
二、实验原理检测原理滤纸式烟度计是用一个活塞式抽气泵,从柴油机排气管中抽取一定容积的排气,使它通过一张一定面积的白色滤纸,排气中的炭烟存留在滤纸上,使其染黑。
用检测装置测定滤纸的染黑度,该染黑度即代表柴油车的排气烟度。
1-脚踏开关2-电磁阀3-抽气泵4-滤纸卷5-取样探头6-排气管7-滤纸进给机构8-染黑的滤纸9-光电传感器10-指示仪表烟度计结构检测装置指示装置三、实验步骤1)仪器准备(1)仪器校准①未接通电源时,先检查指示电表指针是否在机械零点上,否则用零点调整螺钉使指针与“10"的刻度重合。
②接通电源,仪器进行预热,然后打开测量开关,在光电传感器下垫上10张洁白滤纸,调节粗调电位器和细调电位器,使表头指针与“0”的刻度重合。
③在10张洁白滤纸上放上标准烟样,光电传感器对准标准烟样中心垂直放置在其上。
此时,表头指针应指在标准烟样所代表的染黑度数值上,否则应调节仪器后面板上的小型电位器。
(2)检查取样装置和控制装置中各部机件的工作情况,特别要检查脚踏开关与活塞抽气泵动作是否同步。
(3)检查控制用压缩空气和清洗用压缩空气的压力是否符合要求。
(4)检查滤纸进给机构的工作情况是否正常。
(5)检查滤纸是否合格,应洁白无污。
2)车辆准备(1)进气系统应装有空气滤清器,排气系统应装有消声器并且不得有泄漏。
(2)柴油应符合GB 10327的规定,不得使用燃油添加剂。
(3)测量时发动机的冷却水和润滑油温度应达到汽车使用说明书所规定的热状态。
(4)自1975年7月1日起新生产柴油车装用的柴油机,应保证起动加浓装置在非起动工况不再起作用。
3)测量程序(1)用表压力为0.3~0.4 MPa的压缩空气清洗取样管路。
(2)把活塞式抽气泵置于待抽气位置,将洁白的滤纸置于待取样位置,并夹紧。
烟气黑度的测定方法
烟气黑度是指烟气中黑色颗粒物的浓度,通常用滤纸法或数字法来测定。
滤纸法:
1. 准备一个直径约为9cm的玻璃滤吸口,上面加一个具有一定透气性的滤纸。
2. 开始监测前,将滤纸在烘箱中干燥,使其完全失去水分。
3. 安装滤纸装置在烟气出口,取一定时间内的烟气样品,经过滤纸过滤后,测量滤纸颜色的深浅即可评价烟气的黑度。
数字法:
1. 使用数字烟度计,将其安装在烟气管道上,并进行校准。
2. 开始监测时,记录烟度计的数值,即为当前烟气的黑度值。
需要注意的是,测量时要保证烟气中黑颗粒的粒径与测量方法相当。
同时,烟气黑度由多种因素影响,包括燃料质量、燃烧温度等,因此需要对实验条件进行严格控制。
GB/T11798.5-2001(2001-04-29发布,2001-12-01实施)前言本标准是对GB11798.5-1989的修订。
鉴于GB7258-1997已将适用范围扩大到在我国道路上行驶的机动车,GB/T 11798.5-2001对GB11798.5-1989作了如下修订:a)将总标题由《汽车安全检测设备检定技术条件》更改为《机动车安全检测设备检定技术条件》,扩大了适用范围。
b)增加了GB/T11798.7、GB/T11798.8和GB/T11798.9部分。
本标准是系列标准的第5部分。
本标准与GB11798.5-1989的主要不同之处在于:一、原标准中规定的标准烟度卡的烟度值要求过严,因此改为“烟度值约为3、5、7”。
二、增加了电气系统安全性要求及相应的检验方法,以保障设备使用时的安全性。
GB/T1l798在《机动车安全检测设备检定技术条件》总标题下包括如下部分:第1部分(即GB/T11798.1-2001):滑板式汽车侧滑试验台检定技术条件;第2部分(即GB/T11798.2-2001):滚筒反力式制动试验台检定技术条件;第3部分(即GB/T ll798.3-2001):汽油车排气分析仪检定技术条件;第4部分(即GB/T11798.4-2001):滚筒式车速表试验台检定技术条件;第5部分(即GB/T11798.5-2001):滤纸式烟度计检定技术条件;第6部分(即GB/T ll798.6-2001):对称光前照灯检测仪检定技术条件;第7部分(即GB/T l1798.7-2001):轴(轮)重仪检定技术条件;第8部分(即GB/111798.8-2001):摩托车轮偏检测仪检定技术条件;第9部分(即GB/T11798.9-2001):平板制动试验台情定技术条件。
本标准的附录A是标准的附录。
本标准自实施之日起,同时代替GB11798.5-1989。
本标准由中华人民共和国公安部提出。
本标准由公安部交通管理局归口。
一、烟度测量----滤纸式(FSN) 和不透光度的关系燃烧发动机排气的滤纸式(FSN)和不透光度在很大程度上与颗粒物排放有关。
燃烧颗粒物是由碳元素("C", "黑烟")、冷凝碳氢化合物(HC)、硫酸盐颗粒(SO 4; 主要为硫磺酸及 其水)和灰分(金属氧化物等)组成的混合体,如下图所示:图. 1 颗粒物排放及与不同测量原理的关系图中表明,用烟度计如AVL 进行测量,一旦排放的颗粒物含量大于≈15%”C ”时,滤纸式(FSN)测量与”C ”排放密切相关,用等式表示如下(见[1]):"C" (mg/m³) =)38.0exp(95.4405.01FSN FSN ∙∙∙∙....从物理学原理上看,很明显通过光束来稀释浓度的不透光度N[%]也主要受”C ”的影响,因此假设滤纸式和不透光度之间存在某种关系的说法是合理的。
在这方面已做了许多实验,实验结果是可喜的:几个实验室得出的结论均认为两者之间存在着一定的相互关系,如图2所示:图.2 在5个不同实验室中滤纸式(FSN)和不透光度的关系针对以下几个问题的答复:1) 图2中两者之间关系的背景是什么?图2中所示关系的背景是:滤纸式(FSN)实际上只受黑碳、”C”的影响,而不透光度主要受”C”的影响。
特定的光稀释, 即每一单位质量的稀释, 是特定的稀释如”HC”的几倍大。
2) 这种相互关系性是否适用于任何状况?不可能保证在任何状况下都存在这种相互关系性。
它是在对若干发动机进行实验的基础上得出的结论,也就是说相互关系性并没有被限制在某个特定的颗粒物。
但有些燃烧过程可能产生一些无法体现两者关系的颗粒物。
有关影响关系性的燃烧结果的物理背景详见附录A所述。
3) 若是,这种相互关系性的统计特点是什么?统计评估相互关系性没有多大意义,因为滤纸式和不透光度之间不存在着严格的物理-数学关系。
两种方法的测量值有些会有如1)所述的常见物理共性,但也有如2)所述的不同之处。
柴油车自由加速烟度法
我国现行的在用柴油车的排放标准为GB14761.6-1993《柴油车自由加速烟度排放标准》,相应的测试方法为GB/T3846-1993《柴油车自由加速烟度的测量(滤纸烟度法)》。
自由加速工况与滤纸式烟度指柴油发动机于怠速、将油门迅速踏到底,维持4 s后松开。
在该工况下,从排气管抽取规定长度的排气柱所含的碳烟,用光电法确定清洁滤纸染黑的程度。
滤纸式烟度计的工作原理由取样系统和测量系统组成。
抽气泵将一定容量的柴油车排气吸入,排出的污染颗粒被阻隔在滤纸上,形成污斑。
将一束光照射在滤纸上,上方放置硒光电池。
污斑越黑,照射光的反射越少,光电池光电压较小,仪表有示值显示。
滤纸越黑。
烟度计示值越大。
测试方法将取样探头固定于排气管内,插深于300mm以上,并使其中心线与排气管轴线平行。
将抽气泵开关置于油门踏板上。
完成滤纸走位、清除排气管残存的碳烟之后,将油门踏板迅速踏到底,维持4s后松开。
按仪表指示读数。
15秒后执行同一操作,连续测量4次,取后3次读数的算术平均值即为所测烟度值。
自由加速烟度测试特点该方法具有检测操作简便易行、测试仪器价格便宜和便于携带、以及检测时间短等优点,广泛应用与柴油车的年检、路检。
车辆正常的烟度排放范围2001年,前生产的柴油车,在车况正常情况下,其自由加速的大多数烟度值通常在2.5~4.0Rb范围内。
近年生产的柴油车,烟度值通常在3.0Rb以下。
中等冒黑烟的车,烟度值在5.0Rb以上;严重冒黑烟的车,烟度值可超过8.0Rb。
滤纸式烟度计简介烟度是衡量柴油机、汽油机等内燃机污染排放的指标之一。
通过烟度计可以测量废气中含有的颗粒物和气体的量。
在一些国家,规定了内燃机在运行时不能超过规定的烟度值,否则将受到罚款或处罚。
因此,烟度检测成为了车辆的必要环保测试之一。
滤纸式烟度计是一种比较传统的烟度计,其原理基于颗粒物在滤纸上沉积的体积变化与废气中颗粒物的浓度成正比。
它具有操作简单、价格便宜等优点,并且能够直接测量颗粒物的质量浓度。
工作原理滤纸式烟度计的测量原理是利用滤纸上颗粒物沉积的量来表示废气中颗粒物质量浓度的大小。
滤纸式烟度计主要由燃油箱、烟度计河边、鸟嘴、过滤器、热电偶、电气输出器等组成。
首先,待测废气进入滤纸烟度计中。
在进入烟度计前,待测气体先通过鸟嘴减缓气速,避免颗粒物因气流速度过快而通过过滤器,最终进入过滤器。
过滤器是由特殊材料的纸和不锈钢制成的,具有很高的过滤精度。
废气中的颗粒物在经过滤纸时被截留下来,而气体则被释放到烟度计河边。
当颗粒物沉积在过滤器上时,蒸发液通过被截留下来的颗粒物,所带的水分也被一起带进了过滤器中。
随着颗粒物量的增加,沉降在过滤器上的水分也会增加,导致过滤器中的液位不断上升。
烟度计河边旁边的电子设备通过热电偶监测过滤器的液位的高低,并将其转换成电信号输出到电气输出器中,再通过显示仪表上的刻度值来显示废气中颗粒物的质量。
测量过程使用滤纸式烟度计时,需要先设置好滤纸烟度计并确定好测量的位置。
一般来说,需要在放样口附近放置烟度计并连接引管。
在测量之前,需要先对过滤器进行烘烤,以去除过滤器中原有的水分。
在测量时,需要将烟度计插入待测车辆的排气管或者喷口处。
同时,操作员要注意控制测量时间,通常需要在怠速和1500转/分钟时进行测量。
测量过程中,需要观察仪表读数并记录下来,以便后续分析和对比。
优缺点分析滤纸式烟度计的优点在于操作简单、价格便宜、精度可靠,并且能够直接测量颗粒物的质量浓度。
适用于对于粗级污染的测试。
1概述1.1测量依据:JJG847-2011《滤纸式烟度计》检定规程1.2环境条件:环境温度:0℃~40℃相对湿度:≤85%电源电压:(220±10)V 1.3计量标准:主要计量标准设备为标准烟度卡。
表1实验室的计量标准器和配套设备设备名称技术性能标准烟度卡测量范围:(1.0~9.0)BSUU=0.2BSU1.4被测对象:表2被测滤纸式烟度计的分类滤纸式烟度计分度值(BSU )测量范围(BSU )0.1(0.0~9.9)1.5测量方法:首先插入R b 约为5.0BSU 的标准烟度卡对烟度计进行校准,把仪器调整到烟度卡的标准值处,然后依次插入R b 约为3.0BSU 、7.0BSU 的标准烟度卡,分别读取烟度计示值,重复3次,取平均值,其平均值与标准烟度卡的值之差即为最大允许误差。
2建立数学模型,列出不确定度传播率2.1数学模型式中:δi ———第i 测量点的示值误差(BSU );X i ———第i 测量点滤纸式烟度计的示值(BSU );A i ———第i 测量点标准烟度卡标称值(BSU )。
2.2不确定度传播率2.3计算灵敏系数上式中,灵敏系数,。
3标准不确定度的评定3.1由标准烟度卡定值的引入的标准不确定度u (A i )标准烟度卡定值的引入的标准不确定度采用B 类标准不确定度方法评定,由中国计量科学研究院标准物质证书可知,标准物质编号为GBW13306-GBW13311其不确定度U=0.2BSU (k=2),在区间内可认为服从均匀分布,置信因子取k=3√,则标准烟度卡定值的引入的标准不确定度为:3.2被校滤纸式烟度计示值重复性引入的标准不确定度u 1(Xi)用A 类标准不确定度评定方法极差法评定不确定度,按正态分布。
以校准7BSU 的“现有最佳仪器”为例,重复测量3次,得单次实验标准差。
所以,在符合规定的检定条件下,对“常规被校准仪器”的测量重复性经计算得出u 1(X i )=0.07BSU 。
滤纸式烟度计标准物质烟度值的测定程康邱黛君孑L炜黄清波仵欣许爱华(山东省计量科学研究院,济南250014)摘要:建立了一种利用积分球式分光光度计对滤纸式烟度计标准物质烟度值的测定方法%分别测定了GBW133O7.GBW133O9和GBW1331O3种型号标准烟度卡的烟度值,并对其结果进行了不确定度分析,证明了该方法定值准确度高、稳定性好、操作简单快捷,完全满足烟度卡标准中对烟度值测定条件及不确定度的要求%关键词:烟度计标准物质烟度卡DOI:1O.3969/j.issn.1001—232x.2020.05.023Determination of reference material smoke value for filter-type smokemeter.Cheng Kang,Qiu Daijun, Kong Wei,Huang Qingbo,Du Xin,Xu Aihua(Shandong Institute of Metrology,Jinan250014, China)Abstract:By spectrophotometer with integrating sphere,the smoke values of GBW13307,GBW13309 and GBW13310standard smoke cards were measured respect*vely.The uncerta*nty of the results was also analyzed"wh*chshowedthatthemethodhadgoodaccuracy"h*ghstablty"s*mpleandfastoperat*on"and mettherequ*rementsofsmokemeasurementcond*t*onsanduncerta*nty*nsmokecardstandard.Key words:Smokemeter;Reference material;Smoke card烟度的定义为定容量排气所透过滤纸的染黑程度。
滤纸式烟度计检定规程滤纸式烟度计检定规程1. 器材准备滤纸式烟度计、加热炉、标准石英灰釜、搅拌器、准确的热计、计时器、电子天平、洁净的容器。
2. 检定环境要求检定环境要求空气清新无异味,室温在20℃左右稳定,光线和湿度均匀。
3. 检测流程(1)准备工作将烟度计表面和光对筒内外表面用洁净精细纱布擦拭,并用吹气球吹除表面积尘,检测环境准备好。
(2)检定前处理将标准石英灰釜清洗干净并烘干,称取2g左右的标准油(建议使用N-hexadecane)注入釜中,加热到油温达到75±5℃的理想值,降低温度到70±5℃时,搅拌器开动,沿着容器侧的内壁滴加1mL的硝酸,搅拌30s后,加热石英灰釜至温度达到260±5℃,并保持15min。
(3)检定烟度计预热15min至工作温度,调节零度位于刻度之中。
将过滤纸(建议使用30mm×100mm的玻璃纤维滤纸)在天平上精确称重,然后装入烟度计,等待100s,按下读数键记录读数。
重复此步骤两次记录结果,保留两位小数。
将检定后的滤纸取下,放入石英灰釜中燃烧15min,然后取出冷却后重量测量,并记录。
重复此步骤两次记录结果,保留两位小数。
4. 结果分析(1)仪器误差分析将检定结果与标准值比较,其中标准值应为所选标准油在标定浓度下的烟度值。
(2)操作误差分析同一检验员在同一环境下进行两次以上检定,比较结果,计算误差比值或标准差。
(3)综合误差分析综合仪器误差和操作误差进行计算,得到准确读数。
5. 结论判定当检定结果同时满足以下条件时,则通过检定:(1)与标准值之间误差不超过±5.0%;(2)同一检验员测量结果的误差比值或标准差不超过±5.0%。
6. 记录与报告记录检定数据,填写检定报告,报告应包括以下内容:检定日期、检测机器名称、检定编号、检定人员、烟度计读数和误差、滤纸重量、误差比值或标准差、检定结论等。
滤纸式烟度计检定规程
滤纸式烟度计检定规程是用于检验和检定烟气排放的检测设备。
该规程主要涉及了滤纸式烟度计的检验标准、检测方法、操作要求以及检定周期等方面。
该规程要求使用的滤纸必须符合国家标准。
检验时需要保证烟度计的探头和吸风口均干净无污染,且烟道内无风险物质。
检测时需要满足稳定温度、稳定流量和稳定压力等条件。
检定时需要根据规程要求进行各项测试,包括零点漂移测试、滤纸灰化率测试、线性范围测试和温度灵敏度测试等。
每项测试都需要按照规定的方法和要求进行,且需要使用标准器具和标准气体。
检定周期一般为每年一次,但也可以根据使用环境和烟气排放量等因素进行适当调整。
在检定过程中,若发现烟度计存在较大的漂移或误差,需要及时进行维护和校准,以保证检测结果的准确性和可靠性。
总之,滤纸式烟度计检定规程是为了确保烟气排放检测的准确性和可靠性而制定的,需要保证检验设备的精度和稳定性,并严格按照规程要求进行检验和校准。