可靠的顆粒物排放測量設備

3090 型發(fā)動機排放顆粒物粒徑譜儀(EEPS ? ) 是一種能夠快速響應且具有高分辨率的儀器，能夠測量稀釋后尾氣中含量極低的顆粒物的數(shù)量濃度。它能夠提供市面上最快的時間分辨率為每秒10 次，這讓它非常適合進行發(fā)動機動態(tài)和瞬態(tài)測量。它能夠完成發(fā)動機排放顆粒物5.6 ~ 560nm 的粒徑分布和數(shù)量濃度的測量，覆蓋了整個重要的粒徑范圍。

顆粒物數(shù)量測量高級解決方案

新的排放法規(guī)要求更加嚴格，要求企業(yè)使用更加靈敏的測量手段對整車或發(fā)動機的排放物進行表征。傳統(tǒng)的基于質量的顆粒物測量方法已經(jīng)無法滿足要求，只有基于顆粒數(shù)量的方法才能夠確?？煽康臏y量。

應用

+ 發(fā)動機排放和后處理設備表征

+ 制動粉塵和輪胎磨損顆粒物排放

特性與優(yōu)勢

+ 測量5.6 到560nm 粒徑范圍內(nèi)的顆粒物

+ 10 Hz 數(shù)據(jù)采集實時捕捉瞬時事件

+ 專業(yè)的數(shù)據(jù)采集和分析軟件

+ 可選測量度量工具，用于更精確的測量應用( 見應用文章EEPS-005)

+ 一體式單機機柜，重量只有32 kg

+ 四個可配置模擬輸出端口( 詳情參閱應用文章EEPS-001)

+ 可選AK 系列命令協(xié)議，適用于帶有主控器的排放測試系統(tǒng)

實時表征顆粒物排放操作

儀器從發(fā)動機排氣中持續(xù)取樣 ( 圖3)，粒子被電暈荷電器荷以正電至可計算的水平。帶電粒子隨后被引入高壓電極柱中心附近的測量區(qū)域，隨后被HEPA 過濾后的鞘氣包圍并沿著電極柱向下運動。一個正的電壓被加在中心電極柱上并產(chǎn)生一個電場使得帶正電荷的粒子按照它們的電遷移性向外運動。

帶電粒子撞擊每一個靜電計并轉移它們的電荷。電遷移性更高的粒子撞擊更接近頂部的靜電計；相反，電遷移性更低的粒子則撞擊更接近底部的靜電計。這種采用多個高靈敏靜電檢測器的陣列使同時多通道的粒子濃度測量得以實現(xiàn)。

儀器具有內(nèi)置高性能DSP，能夠實現(xiàn)精密、實時的數(shù)據(jù)計算，獲得更加平滑的數(shù)據(jù)。

亞微米粒子的粒徑測量采用TSI 公司的 SMPS 粒徑譜儀——即使是我們的競爭對手也采用我們的SMPS 來校正他們的產(chǎn)品。當測量穩(wěn)定的發(fā)動機狀態(tài)時，EEPS測得的數(shù)據(jù)與SMPS3938 系列吻合得很好（圖4）。SMPS 適合于測量發(fā)動機穩(wěn)定狀態(tài)下排放粒子的粒徑分布，但它至少需要30~60 秒才能得到一張完整的粒徑分布圖。因此，SMPS 不適合于發(fā)動瞬態(tài)循環(huán)的排放測試。EEPS 則能夠實時監(jiān)測粒子的排放。

應用

3090 型 EEPS 粒徑譜儀能夠提供實時的測量結果和卓越的測量精度，是測量發(fā)動機瞬態(tài)循環(huán)中顆粒物排放和表征排放后處理設備的有效工具。盡管TSI 公司的SMPS ?粒徑譜儀具有明顯更高的粒徑分辨率，它更適合在發(fā)動機穩(wěn)態(tài)運行條件下測量。您能夠通過EEPS 粒徑譜儀以10Hz 的時間分辨率直觀的查看發(fā)動機瞬態(tài)循環(huán)中的顆粒物排放。EEPS 非常適合：

+ 觀察DPF 加載

+ 調校發(fā)動機，降低顆粒物排放

+ 表征DPF 顆粒物去除效率

+ 制動粉塵和輪胎磨損顆粒物排放

功能強大的粒徑測量軟件，極具吸引力的特性

EEPS 軟件是您進行數(shù)據(jù)采集和分析的界面。儀器能夠以多種格式顯示顆粒物排放數(shù)據(jù)。用戶可以使用五種預定義的主視圖 ( 圖 6)：

+ 運行視圖

+ 表格視圖

+ 直方圖

+ 總濃度視圖

+ 3D 視圖

圖6. EEPS 軟件提供了五種主要視圖。此界面描述了瞬態(tài)測試中由于減速形成的較大的核態(tài)粒子分布

運行視圖是一個2D 彩色等高線圖，您能夠通過此視圖快速分析發(fā)動機測試循環(huán)，并對特定事件進行放大和分析，獲得更加詳細的信息。表格視圖包括每個通道的數(shù)濃度以及相應的表面積、體積和質量濃度( 質量濃度需要輸入有效密度)。此外，軟件還報告一些統(tǒng)計值，例如：中值、平均值、眾數(shù)、幾何標準偏差以及每個通道的總濃度（圖7）。

圖7. 顆粒物濃度表格視圖，具有不同的比重、密度和統(tǒng)計信息

每個通道的數(shù)據(jù)還能夠畫成直方圖，該直方圖既可采用線性坐標，也可以采用對數(shù)坐標。圖像的邊界可以限制設置成表格中數(shù)據(jù)的范圍。范圍內(nèi)的濃度數(shù)據(jù)可以在測試和分析數(shù)據(jù)時顯示出來。圖8 展示了最大和最低的濃度范圍，可以從圖中得知測量濃度是否在合適的范圍內(nèi)以及數(shù)據(jù)的有效性。

圖8. 直方圖顯示，在“范圍”的濃度指標 ( 最低為黃色;最高紅色)。對數(shù)坐標可以很容易地看到核模態(tài)和積聚模態(tài)。

圖9 中顯示的是粒徑分布和濃度隨時間變化的3D 圖，您能夠很容易識別測試循環(huán)中的發(fā)動機特定事件下的顆粒物排放行為。儀器能夠以一種獨特的“動畫”視角顯示整個發(fā)動機循環(huán)的測量結果，也可以對特定時段進行放大獲得更多的信息。您能夠以手動、外部觸發(fā)的方式啟動測量，也可以計劃在指定時間開始的測量。用戶可通過軟件設置長達90 分鐘的運行時長。

圖9. 3D 圖顯示的是換擋時的FTP - HD 的瞬態(tài)周期，發(fā)動機負荷和速度的變化關系，粒徑峰值為10nm

EEPS 軟件同樣為您提供了能夠滿足自定義數(shù)據(jù)處理要求的數(shù)據(jù)導出功能。用戶可以將數(shù)據(jù)導出到文本文件或電子表格文件，可以在數(shù)據(jù)采集過程中自動連續(xù)導出，也可以在數(shù)據(jù)采集完成后手動導出。此軟件提供了多種圖形類型和顏色，以及字體類型和風格。

您可以通過EEPS 前面板屏查看所有儀器狀態(tài)標識和控制儀器。這些參數(shù)包含如儀器流量、柱電壓、荷電器電流、鞘氣溫度和進口壓力等運行參數(shù)。用戶也可以通過軟件打開或關閉流量、荷電器和柱電壓的操作。此外，儀器在數(shù)據(jù)采集開始前可以測量和監(jiān)測靜電計讀數(shù)、粒徑分布和總濃度（圖10）。

圖10. 用戶能夠通過儀器狀態(tài)窗口查看數(shù)據(jù)和實現(xiàn)控制