機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)儀計(jì)量方法的研究

韋杭 余挺

摘要：機(jī)動(dòng)車(chē)排出的污染物會(huì)引起長(zhǎng)距離的光度變化，目前的機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)儀正是通過(guò)遙測(cè)技術(shù)對(duì)上述光度變化進(jìn)行測(cè)量，從而間接得出尾氣中各種污染氣體的參數(shù)。機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)儀不僅測(cè)試過(guò)程簡(jiǎn)單方便，而且測(cè)量的車(chē)型范圍廣，已經(jīng)被國(guó)家環(huán)保相關(guān)部門(mén)廣泛應(yīng)用?；诖?，本文首先簡(jiǎn)單的分析一下機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)儀的計(jì)量方法，隨后給出機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)儀與排放氣體測(cè)試儀在測(cè)量尾氣時(shí)的異同。以此僅供相關(guān)人士進(jìn)行交流與參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)動(dòng)車(chē);尾氣遙測(cè)儀;計(jì)量方法;應(yīng)用研究

0? 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙控儀的研究也得到了飛速的發(fā)展，同時(shí)其計(jì)量檢定和校準(zhǔn)也在不斷的完善。從全國(guó)范圍內(nèi)出發(fā)，北京地區(qū)對(duì)于機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙控儀的研究起步最早，同時(shí)也制定了一系列的機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣中的污染氣體檢測(cè)儀的檢測(cè)流程和校準(zhǔn)規(guī)范。這些章程為機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)儀的計(jì)量校準(zhǔn)技術(shù)的發(fā)展提供了一定的技術(shù)依據(jù)，在一定程度上促進(jìn)了機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)儀的發(fā)展速度。

1? 機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)應(yīng)用的意義

2011年國(guó)家已出臺(tái)了柴油汽車(chē)尾氣遙測(cè)法，并已將遙測(cè)數(shù)據(jù)用于執(zhí)法檢測(cè)，對(duì)尾氣不合格的將予以處罰。部分地區(qū)已將遙感監(jiān)測(cè)車(chē)部署于各個(gè)入市路口，被檢車(chē)輛的信息可實(shí)時(shí)直觀在顯示屏上顯示，信息包括：車(chē)牌、檢測(cè)合格、檢測(cè)不合格等，這可以有效的提醒司機(jī)，特別是異地車(chē)輛，如有不合格，不可入市，以免引起不必要的處罰，其實(shí)施過(guò)程主要有以下幾個(gè)方面：

①發(fā)現(xiàn)尾氣超標(biāo)車(chē)輛。

通過(guò)遙感監(jiān)測(cè)車(chē)篩選出尾氣排放超標(biāo)車(chē)輛，督促車(chē)輛進(jìn)行維護(hù)或者實(shí)施強(qiáng)制報(bào)廢，從而降低車(chē)輛尾氣帶來(lái)的污染。

②限制重污染車(chē)輛入市。

重污染車(chē)輛排放污染占所有車(chē)輛污染的80%以上，利用遙感監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)車(chē)輛尾氣排放并實(shí)時(shí)報(bào)警，通過(guò)勸退或者強(qiáng)制手段，嚴(yán)查尾氣超標(biāo)車(chē)輛，能有效的杜絕超污染車(chē)輛入市，從而有效的減少了城市的空氣污染。

③快速篩選黃標(biāo)、綠標(biāo)車(chē)輛。

通過(guò)遙測(cè)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并結(jié)合交管部門(mén)檢測(cè)線數(shù)據(jù)，通過(guò)APP實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)查詢，找出違規(guī)的黃標(biāo)車(chē)輛，通過(guò)勸說(shuō)、教育、處罰等手段，徹底杜絕黃標(biāo)車(chē)輛的違規(guī)行為。

④豁免清潔車(chē)輛。

利用遙測(cè)技術(shù)發(fā)現(xiàn)清潔車(chē)輛，可使其免去檢測(cè)站進(jìn)行年檢，這樣既能減少檢測(cè)站的工作壓力，又能鼓勵(lì)車(chē)主積極保養(yǎng)，養(yǎng)成良好的保養(yǎng)習(xí)慣。

⑤尾氣裝置研發(fā)。

通過(guò)對(duì)過(guò)往車(chē)輛的尾氣實(shí)時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，然后通過(guò)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可得出尾氣凈化裝置的作用及衰減情況，此數(shù)據(jù)結(jié)果為一線實(shí)際檢測(cè)結(jié)果，為尾氣治理裝置的研發(fā)提出了可靠的參考依據(jù)，大大提高了尾氣治理裝置的研發(fā)工作?？梢哉f(shuō)機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)提高城市空氣質(zhì)量，以及提升交管部門(mén)對(duì)尾氣超標(biāo)車(chē)輛的管理能力都有很大幫助。

2? 機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)儀的計(jì)量方法

2.1 計(jì)量項(xiàng)目簡(jiǎn)述

由于北京地區(qū)對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙控儀的研究起步最早，因此本文重點(diǎn)從北京地區(qū)提出的機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣檢測(cè)儀檢定規(guī)章進(jìn)行分析。JJG（京）45-2011遙感式汽油車(chē)排放有害氣體檢測(cè)儀檢定規(guī)程和JJG976-2010透射式煙度計(jì)檢定規(guī)程規(guī)定了機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙控儀的檢定項(xiàng)目和計(jì)量性能要求。

機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙控儀的檢定項(xiàng)目主要包括排氣污染物濃度示值誤差及重復(fù)性、測(cè)速裝置的示值誤差以及氣象儀器的示值誤差這三方面，具體包括的檢定項(xiàng)目為通用技術(shù)要求、氣體濃度示值誤差、氣體濃度測(cè)量重復(fù)性、不透光度示值誤差、不透光度測(cè)量重復(fù)性、速度示值誤差、加速度示值誤差、VSP示值誤差、溫度示值誤差、濕度示值誤差、大氣壓示值誤差、風(fēng)速示值誤差等[1]。

2.2 排氣示值誤差和重復(fù)性計(jì)量

在進(jìn)行機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣指標(biāo)測(cè)量之前，首先要按照機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)儀裝置圖（見(jiàn)圖1）將各個(gè)裝置連接好，同時(shí)進(jìn)行預(yù)熱處理。然后根據(jù)機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)儀的工作原理，在反射器和測(cè)量主機(jī)連接的光路中放入專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)氣罐，并始終保持各個(gè)光軸處于重合狀態(tài)。待光軸重合之后可以將規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)氣體按照一定的順序通入專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)氣罐中，然后重復(fù)測(cè)定機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)儀的測(cè)量值（最少三次），并記錄數(shù)據(jù)，同時(shí)計(jì)算出每一個(gè)檢定點(diǎn)的示值誤差，最后將上述多次測(cè)量的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差值作為各個(gè)檢定點(diǎn)的重復(fù)性。

標(biāo)準(zhǔn)氣罐在機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)儀進(jìn)行尾氣指標(biāo)測(cè)量時(shí)發(fā)揮著重要的輔助作用，其質(zhì)量好壞直接影響著最終的檢測(cè)結(jié)果，因此標(biāo)準(zhǔn)氣罐的制作工藝要求十分嚴(yán)格，通常采用的制作材料為上好的金屬材料，同時(shí)為了防止其內(nèi)部產(chǎn)生漫反射影響測(cè)量精度，要對(duì)其做發(fā)黑處理。同時(shí)考慮到機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)儀檢測(cè)光的光譜特性，通常采用藍(lán)寶石或者是GaF等透明材料來(lái)密封標(biāo)準(zhǔn)氣罐的兩端。

2.3 其他主要指標(biāo)計(jì)量

其他的主要指標(biāo)計(jì)量包括不透光度示值誤差、速度示值誤差，以及濕度、溫度、大氣壓力等氣象檢定指標(biāo)等。不透光度示值誤差的測(cè)量主要是利用專(zhuān)有濾光片來(lái)進(jìn)行計(jì)量校準(zhǔn)，這個(gè)專(zhuān)有濾光片必須具有特定的波長(zhǎng)要求和特定的形狀。對(duì)于速度示值誤差而言，首先需要確定四個(gè)速度點(diǎn)（如20km/h、30km/h、40km/h、50km/h），然后利用遙測(cè)儀和非接觸式速度計(jì)對(duì)上述四個(gè)測(cè)速點(diǎn)進(jìn)行速度測(cè)定，并最終得出遙測(cè)儀的速度誤差。對(duì)于濕度、溫度、大氣壓力等氣象檢定指標(biāo)測(cè)量時(shí)，首先要保證是在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下，否則會(huì)導(dǎo)致測(cè)量的尾氣有害氣體的測(cè)量數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，因此首先需要利用標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境測(cè)試儀來(lái)對(duì)測(cè)量的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行判定，從而檢測(cè)其測(cè)量的數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確。[2]

3? 機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)儀與排放氣體測(cè)試儀的尾氣檢測(cè)異同

3.1 量值溯源方法比較

機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)儀與排放氣體測(cè)試儀都可以對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣進(jìn)行測(cè)量，但是二者采取的方法不同，而且二者允許的誤差范圍和擴(kuò)展不確定度也不相同。首先對(duì)于排放氣體測(cè)試儀而言，采用丙烷檢測(cè)HC，它的擴(kuò)展不確定度為1%，00級(jí)的最大允許誤差為±4%。而對(duì)于機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)儀，檢測(cè)HC的標(biāo)準(zhǔn)物不僅僅是丙烷，而且還有1，3-丁二烯，它的擴(kuò)展不確定度為2%，最大允許誤差為±10%。對(duì)于CO、NO以及CO2等氣體而言，需要采用與各個(gè)氣體相對(duì)應(yīng)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值和不確定度的相同標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行量值溯源，然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)氣體的濃度大小分類(lèi)別進(jìn)行測(cè)量[3]。最后要注意，在進(jìn)行設(shè)備量值溯源時(shí)，機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)儀需要利用標(biāo)準(zhǔn)氣罐使得光線穿過(guò)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，然后進(jìn)行檢測(cè);而排放氣體測(cè)試儀只需要將測(cè)量的氣體通入設(shè)備即可。

3.2 檢測(cè)能力比較

機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)儀與排放氣體測(cè)試儀都可以對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)的尾氣（CO、NO、HC、CO2）進(jìn)行測(cè)量，但是二者的的測(cè)量范圍和允許等級(jí)等方面有較大的區(qū)別[4]。首先對(duì)于機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)儀而言，主要是利用光譜的吸收原理來(lái)進(jìn)行氣體測(cè)量。而對(duì)于排放氣體測(cè)試儀而言，除了能夠測(cè)量上述四種尾氣，同時(shí)還能對(duì)氧氣進(jìn)行檢測(cè)。詳細(xì)的測(cè)量比較表見(jiàn)表1。

4? 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)儀是目前檢測(cè)機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣的一項(xiàng)重要設(shè)備，深受環(huán)境監(jiān)管部門(mén)等的青睞。而且隨著遙測(cè)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)儀也得到了較快的發(fā)展。因此本文首先對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)儀的計(jì)量方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，隨后給出了機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)儀與排放氣體測(cè)試儀的尾氣檢測(cè)異同，以此來(lái)更好的了解機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)儀的使用原理。

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