氮氧化物分析儀日常檢查策略研究

戴曉鋒

摘 要：GB 3847-2018《柴油車污染物排放限值及測量方法（自由加速法及加載減速法）》于2019年5月1日起實施。氮氧化物分析儀日常檢查對保證加載減速法排放檢驗結(jié)果提供強有力的保證。本文研究氮氧化物分析儀日常檢查策略，旨在幫助機動車檢驗機構(gòu)提高氮氧化物排放檢驗的正確率。

關(guān)鍵詞：柴油車；加載減速法；排氣污染物；氮氧化物

Study on daily inspection strategy of NOx analyzer

DAI Xiaofeng

（Yangzhou Polytechnic Institute， Yangzhou 225127， China）

Abstract： GB 3847-2018 "Limits and measurement methods for emissions from diesel vehicles under free acceleration and lugdown cycle" was implemented on May 1， 2019. Daily inspection of NOx analyzer provides a strong guarantee for the emission test results of lugdown cycle.This paper studies the daily inspection strategy of NOx analyzer， aiming to help the vehicle inspection agency improve the accuracy of NOx emission inspection.

Keywords： Diesel vehicles； lugdown cycle method； emission pollutants； nitrogen oxide NOx

氮氧化物分析儀是柴油車排氣污染物加載減速法檢測所需的必要儀器。GB 3847-2018《柴油車污染物排放限值及測量方法（自由加速法及加載減速法）》規(guī)定，氮氧化物分析儀可以選擇使用化學(xué)發(fā)光、紫外或紅外原理，但不得采用化學(xué)電池原理；具有 CO2 濃度監(jiān)控功能，CO2 濃度采用不分光紅外原理測量。測量得到的氮氧化物 NOx是 NO 和 NO2 的總和，其中對 NO2可以直接測量，也可以通過轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化為 NO 后進(jìn)行測量。如果采用轉(zhuǎn)化爐將 NO2轉(zhuǎn)化為 NO時，轉(zhuǎn)換效率應(yīng)≥90%，對轉(zhuǎn)化效率要進(jìn)行定期檢驗。

本文主要研究氮氧化物分析儀日常檢查方法、技巧及規(guī)避風(fēng)險的策略。

1 氮氧化物分析儀技術(shù)要求

1.1 分析儀量程和準(zhǔn)確度

1.2 重復(fù)性

由標(biāo)定口輸入標(biāo)準(zhǔn)氣體時記錄的所有最高與最低讀數(shù)之差，以及由探頭輸入標(biāo)準(zhǔn)氣體時記錄的所有最高與最低讀數(shù)之差都應(yīng)符合表 2 中的要求。

這里需要注意：標(biāo)準(zhǔn)氣體是“干”氣體，進(jìn)入儀器后不需要進(jìn)行濕度校正，應(yīng)由標(biāo)定口進(jìn)入儀器，如果不從標(biāo)定口進(jìn)入儀器，也即采用檢測程序，讓標(biāo)準(zhǔn)氣體從檢測口進(jìn)入儀器，檢測系統(tǒng)會自動根據(jù)當(dāng)前溫度、濕度、大氣壓力對儀器讀數(shù)進(jìn)行修正，實際檢查結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度會不一致（當(dāng)濕度校準(zhǔn)系數(shù)為1時，結(jié)果一致）。

1.3 響應(yīng)時間

分析儀傳感器的響應(yīng)時間應(yīng)符合表 3 要求。

其中：上升響應(yīng)時間即當(dāng)某種氣體被引入到傳感器樣氣室入口時，從傳感器的輸出指示對輸入氣體開始有響應(yīng)起，至輸出指示達(dá)到該氣體最終穩(wěn)定濃度讀數(shù)的給定比例，所經(jīng)歷的時間。規(guī)定了兩種上升響應(yīng)時間：

T90：自傳感器對輸入氣體有響應(yīng)起，至達(dá)到最終氣體濃度讀數(shù) 90%所需要的時間。

T95：自傳感器對輸入氣體有響應(yīng)起，至達(dá)到最終氣體濃度讀數(shù) 95%所需要的時間。

下降響應(yīng)時間：將正在進(jìn)入傳感器樣氣室入口的某種氣體的通路切斷時，從傳感器的輸出指示開始下降的時刻起，至輸出指示達(dá)到該氣體最終穩(wěn)定濃度讀數(shù)的給定比例，所經(jīng)歷的時間。規(guī)定了兩種下降響應(yīng)時間：

T10：自傳感器的輸出指示開始下降起，至達(dá)到氣體穩(wěn)定濃度讀數(shù) 10%所需要的時間。

T5：自傳感器的輸出指示開始下降起，至達(dá)到氣體穩(wěn)定濃度讀數(shù) 5%所需要的時間。

2 泄漏檢查策略

2.1 泄漏檢查時機

GB 3847-2018沒有規(guī)定氮氧化物分析儀是否需要進(jìn)行泄漏檢查，但是根據(jù)氮氧化物分析儀的結(jié)構(gòu)原理和使用特點，若氮氧分析儀存在泄漏，對檢測結(jié)果有影響，因此，可參照GB 18285-2018“B.4.2.3在每天開機開始檢測前，應(yīng)對排氣分析儀取樣系統(tǒng)進(jìn)行泄漏檢查，如未進(jìn)行泄漏檢查或者沒有通過泄漏檢查，系統(tǒng)應(yīng)自動鎖定，不能進(jìn)行檢測，直到通過檢查為止。”的要求，對氮氧化物分析儀進(jìn)行泄漏檢查。

每天開始檢測前，應(yīng)先進(jìn)行泄漏檢查。在進(jìn)行氮氧化物分析儀泄漏檢查前，應(yīng)按廠家規(guī)定進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱結(jié)束后，用橡膠堵頭堵住采樣探頭入口處，然后開啟儀器泄漏檢查模式。

這里需要注意的是：泄漏檢查是用來發(fā)現(xiàn)從采樣探頭入口處至氮氧化物分析儀抽氣泵所有管路的密封性，必須采用橡膠堵頭堵住分析儀入口處，不能采用折管法來進(jìn)行檢查。

2.2 泄漏檢查不合格的原因

如果泄漏檢查不合格，則可能存在：取樣探頭連接處漏氣、取樣管破裂、氣泵的氣囊破裂、二次過濾器護套漏氣、儀器內(nèi)部管路接頭部未箍緊或管路破裂、松脫；等等。

可以采取分段檢查的辦法查找不合格的原因。快捷方法是第一時間確定是儀器內(nèi)部還是儀器外部原因。

拆掉取樣管，用手堵住進(jìn)氣口，如果此時泄漏檢查能通過，這說明泄漏的原因在儀器外部管路上，儀器外部的原因包括取樣探頭連接處漏氣、取樣管破裂等，此時，拔下取樣探頭，堵住取樣管，如果此時泄漏檢查通過，則說明問題出在取樣探頭上，否則，問題出在取樣管上。

如果用手堵住進(jìn)氣口，此時泄漏檢查不能通過，則說明泄漏的原因在儀器內(nèi)部，首先查看取樣泵的氣囊有無破裂現(xiàn)象，如有，應(yīng)更換，然后從離泵最遠(yuǎn)端開始，逐一分段檢查，檢查方法同上，不再一一贅述。

3 單點檢查策略

3.1 單點檢查步驟

分析儀應(yīng)每24h進(jìn)行一次低濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體檢查，若檢查不通過，則應(yīng)使用高濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行標(biāo)定，然后使用低濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行檢查，直到滿足要求為止。

在單點檢查過程中，用低濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體檢查時，分析儀的讀數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)氣的差值應(yīng)不超過表 1中對準(zhǔn)確度的要求，否則分析儀將自動鎖止，不能用于測試。逾期不執(zhí)行時，排氣分析儀也應(yīng)自動鎖止。

單點檢查時務(wù)必注意：標(biāo)準(zhǔn)氣體應(yīng)使用一級標(biāo)準(zhǔn)氣體，如果標(biāo)準(zhǔn)氣體級別較低，很可能導(dǎo)致低濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體檢查不通過，即使使用高濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體標(biāo)定，也不能通過低濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體檢查。也就是說，如果低濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體檢查反復(fù)不能通過，往往不一定是氮氧化物分析儀有問題，問題很可能出在標(biāo)準(zhǔn)氣體的精度上。

3.2 單點檢查所用氣體成分

單點檢查所用氣體成分規(guī)定如下：

3.2.1 零點標(biāo)準(zhǔn)氣體

4 五點檢查策略

4.1 五點檢查程序

當(dāng)單點檢查不通過時，應(yīng)對排氣分析儀進(jìn)行維護保養(yǎng)或重新線性化處理，然后進(jìn)行五點檢查，五點檢查用標(biāo)準(zhǔn)氣體應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定，并具有國家市場監(jiān)督管理總局批準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)證書。

當(dāng)單點檢查不通過，或者測試設(shè)備維修后，應(yīng)對排放分析儀進(jìn)行調(diào)整和線性化，然后按以下程序進(jìn)行五點檢查：

1）瓶裝標(biāo)準(zhǔn)氣體應(yīng)通過取樣探頭引入排氣分析儀，檢查時保持取樣系統(tǒng)的壓力與實際檢測時相同；

2）首先進(jìn)行排氣分析儀零點檢查和泄漏檢查；

3）通入符合4.2要求的標(biāo)準(zhǔn)氣體。氣體通入的先后順序為低濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體→中低濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體→中高濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體→高濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體→零點標(biāo)準(zhǔn)氣體，當(dāng)各分析儀讀數(shù)穩(wěn)定后（從通氣開始至少60s），記錄氣體讀數(shù)；

4）重復(fù)3），完成所有規(guī)格氣體的檢查；

5）按下式計算誤差：

4.3 其他要求

每次對分析儀進(jìn)行維修后，必須進(jìn)行通過五點檢查后，方可用于測試。

5 總結(jié)

本文通過對氮氧化物分析儀日常檢查策略研究，分析其風(fēng)險點，旨在幫助機動車檢驗機構(gòu)正確進(jìn)行氮氧化物分析儀日常檢查，消除日常檢查誤區(qū)，正確獲取檢查結(jié)果，了解并掌握氮氧化物分析儀日常檢查不合格的處理方法，對保持設(shè)備完好率和檢驗結(jié)果的正確率有很好的指導(dǎo)作用。