不透光煙度計日常檢查策略研究

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日實施。不透光煙度計日常檢查對保證自由加速法和加載減速法排放檢驗結(jié)果提供強有力的保證。本文研究不透光煙度計日常檢查策略，旨在幫助機動車檢驗機構(gòu)提高柴油車排放檢驗的正確率。

關(guān)鍵詞：柴油車；加載減速法；自由加速法；不透光煙度計；日常檢查

Study on daily inspection strategy of opacity meter

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. The daily inspection of opacity meter provides a strong guarantee for the emission inspection results of free acceleration method and lugdown cycle method. This paper studies the daily inspection strategy of opacity meter， aiming to help the vehicle inspection agency improve the accuracy of NOx emission inspection.

Keywords： Diesel vehicles； lugdown cycle method； free acceleration method； opacity meter； daily inspection

不透光煙度計是柴油車排氣污染物自由加速法和加載減速法檢測所需的必要儀器。HJ/T 395-2007《壓燃式發(fā)動機汽車自由加速法排氣煙度測量設(shè)備技術(shù)要求》、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，不透光煙度計應(yīng)采用分流式原理。不透光煙度計的采樣頻率至少為10Hz，應(yīng)使得被測氣體充滿在一個內(nèi)表面不反光的容器內(nèi)，應(yīng)能自動測量壓燃式發(fā)動機汽車的排氣煙度；不透光煙度計須配備與測功機控制系統(tǒng)兼容的數(shù)據(jù)傳輸裝置；不透光煙度計的采樣系統(tǒng)對發(fā)動機排氣系統(tǒng)產(chǎn)生的附加阻力應(yīng)盡可能小，采樣系統(tǒng)能夠承受試驗過程中可能遇到的最高排氣溫度和排氣壓力；具有冷卻裝置（氣冷或水冷），以保證將所采集樣氣溫度降到不透光煙度計能處理的溫度范圍內(nèi)。

本文主要研究不透光煙度計日常檢查方法、技巧及規(guī)避風(fēng)險的策略。

1 不透光煙度計技術(shù)要求

1.1 不透光度讀數(shù)（以下參數(shù)均以不透光度的線性分度值為計量單位，GB 3847-2018中沒有明示，請讀者在實際工作中務(wù)必注意，不能理解為相對誤差值。）

——示值范圍：0～99.9%（注意：GB 3847-2018表述不正確，少了一位小數(shù)，與實際不相符。）

——分辨力：0.1%

——最大允許誤差：±2.0%

——重復(fù)性：±1.0%

——零點漂移：在30 min內(nèi)，煙度計的漂移不得超過±1.0%

1.2 光吸收系數(shù)

——示值范圍：0～16.0 m-1（注意：GB 3847-2018為9.99 m-1，與不透光度的線性分度值的最大值99.9%不對應(yīng)，可能是筆誤。）

——分辨力：0.01m-1

——零點漂移：在30 min內(nèi)，煙度計的漂移不得超過±0.08m-1（注意：GB 3847-2018沒有規(guī)定以絕對光吸收系數(shù)單位為計量單位時的零點漂移量，但HJ/T 395-2007有規(guī)定，且為1h測量值，為了與GB 3847-2018規(guī)定相一致，筆者作了時間調(diào)整，請讀者斟酌使用。）

1.3 光吸收系數(shù)與不透光度示值差異

儀器的光吸收系數(shù)k的示值與按儀器的不透光度讀數(shù)N的示值用公式計算得到的光吸收系數(shù)k值之間的差異，不得大于0.05m-1。

1.4 響應(yīng)時間

不透光煙度計測量電路的響應(yīng)時間為不透光的遮光片使光通過暗通道被全遮擋時，儀表從10%滿量程到90%滿量程的時間，響應(yīng)時間為1.0 s±0.1 s。

1.5 不透光煙度計的輔助功能

煙度計的煙氣溫度示值誤差不超過±2℃。對帶有發(fā)動機油溫顯示功能的煙度計，其機油溫度示值誤差應(yīng)不超過±2℃。對帶有發(fā)動機轉(zhuǎn)速顯示功能的煙度計，其轉(zhuǎn)速示值誤差應(yīng)不超過±50 r/min。

2 日常檢查策略

2.1 日常檢查時機

GB 3847-2018規(guī)定不透光煙度計在進(jìn)行加載減速法時，應(yīng)在每次檢測前對不透光煙度計進(jìn)行0%和100%點的不透光度檢查，檢查結(jié)果應(yīng)滿足GB 3847-2018附錄C的要求。

而HJ/T 395-2007規(guī)定檢測站不透光煙度計的日常校準(zhǔn)，應(yīng)先進(jìn)行零點和滿量程校準(zhǔn)（這里的滿量程是99.9%，而不是100%與GB 3847-2018的說法是有區(qū)別的，筆者認(rèn)為，HJ/T 395-2007對滿量程的處理更具有可操作性，因為∞m-1畢竟不好計量，也沒有實際意義。本文仍以GB 3847-2018規(guī)定為例進(jìn)行介紹。）；繼之以不透光度的線性分度為 30%、50%、70%和 90%標(biāo)準(zhǔn)濾光片檢查，這個過程應(yīng)有控制軟件自動實現(xiàn)（配合相應(yīng)的人工操作）。中間量程標(biāo)準(zhǔn)濾光片檢查通過后，應(yīng)退出不透光煙度計校準(zhǔn)/檢查界面，以進(jìn)行下一步操作，并同時使得不透光煙度計校準(zhǔn)時限自動更新。若中間量程標(biāo)準(zhǔn)濾光片檢查未通過，控制軟件應(yīng)自動轉(zhuǎn)入“校準(zhǔn)”界面，再進(jìn)行校準(zhǔn)和量程檢查。若量程檢查再未通過，系統(tǒng)應(yīng)自動鎖止，不允許進(jìn)行煙度排放檢測。

雖然GB 3847-2018沒有規(guī)定自由加速法是否需要每次檢測前對不透光煙度計進(jìn)行0%和100%點的不透光度檢查，但在實際檢測時，仍需要每次檢測進(jìn)行檢查。

2.2 日常檢查方法

2.2.1 0%點檢查

不透光煙度計0%點檢查方法較簡單，也較方便，就是每次檢測前讀取零點數(shù)值，煙度計的漂移不得超過±1.0%（以不透光度的線性分度值為計量單位）或±0.08m-1即為合格。

2.2.2 100%點檢查

不透光煙度計100%點檢查方法常見的有兩種，第一種就是采用全黑濾光片（遮光屏）插入不透光煙度計；第二種方法為關(guān)閉光源。其中，關(guān)閉光源有兩種辦法，一種為手動關(guān)閉，另一種為軟件有自動關(guān)閉功能，建議機動車檢驗機構(gòu)在購買不透光煙度計時，選擇后者。

2.3 日常檢查不合格的原因

2.3.1 0%點檢查不合格的原因

不透光煙度計0%點檢查不合格的原因一般是光學(xué)部件臟污所致；使用時間久的不透光煙度計，除了上述原因外，還有一個原因是光源老化，發(fā)光強度不夠造成的。

排除故障的步驟一般是，首先清潔光學(xué)部件，從兩側(cè)排氣孔插入清潔的酒精棉球，清洗光學(xué)鏡片，直至光學(xué)鏡片清潔為止，否則，應(yīng)拆解進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)清潔；清潔完畢后，接著進(jìn)行0%點檢查，如果此時0%檢查仍然不能通過，則說明光學(xué)元件已老化，應(yīng)予以更換。

2.3.2 100%檢查不合格的原因

如果100%檢查不合格，則應(yīng)重新校準(zhǔn)。

3 不透光煙度計的中間檢查方法

應(yīng)將一片遮光屏放置在煙室中進(jìn)行中間檢查，此遮光屏代表一種光吸收系數(shù) k已知的氣體，k值在 1.6～1.8m-1。k值必須已知，其精度在0.025m-1以內(nèi)。

本檢查在于校驗當(dāng)遮光屏插入光源和光電池之間時，不透光煙度計顯示儀上的讀數(shù)與此值相差不超過0.05m-1。

4 不透光煙度計響應(yīng)時間檢查

插入遮光屏使光電池全被遮住后，顯示儀表指針偏轉(zhuǎn)到滿量程的 90%時所需要的時間即為不透光煙度計響應(yīng)時間，應(yīng)在0.9～1.1s之間。

由于煙室中的物理現(xiàn)象而產(chǎn)生的不透光煙度計響應(yīng)時間，是從氣體進(jìn)入煙室開始到完全充滿煙室為止所經(jīng)歷的時間，應(yīng)不超過0.4s。也即注滿煙室需要的時間。

這兩個時間決定了自由加速法取樣分析時間，取樣分析時間過短，不能取得最大煙度，取樣分析時間過長，能取得最大煙度，但影響檢測效率。因此，應(yīng)測量不透光煙度計的響應(yīng)時間。

5 總結(jié)

本文通過對不透光煙度計日常檢查策略研究，分析其風(fēng)險點，旨在幫助機動車檢驗機構(gòu)正確進(jìn)行不透光煙度計日常檢查，消除日常檢查誤區(qū)，正確獲取檢查結(jié)果，了解并掌握不透光煙度計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)果的正確率起到好的示范作用。