Опишіть основний метод, що реалізовано в газоаналізаторах для вимірювання концентрації оксиду вуглецю і вуглеводнів у відпрацьованих газах автомобільних двигунів

Метод допалювання продуктів неповного згорання

Метод ґрунтується на визначенні кількості теплоти, яка виділяється під час допалювання оксиду вуглецю на платиновій спіралі.

ВГ в суміші з дозованою кількістю повітря надходять в камеру з розжареною платиновою спіраллю, яка включена в електровимірювальний міст. Прилади виконують за схемою, подібною наведеній на рис. 5.2. За наявності каталізатора оксид вуглецю СО догорає і нагріває платинову спіраль. У результаті опір її зростає, порушується баланс моста, що і фіксує прилад.

Основний недолік такого приладу - вплив теплоти, яка виділяється внаслідок догорання інших компонентів, які входять у ВГ, в основному, вуглеводнів СтНп, а також порушення суцільності потоку суміші газів і повітря, що збільшує або зменшує виділення теплоти.

Цей метод реалізовано у приладах "Елькон 3-105" (Угорщина), Янагімото СО-65 (Японія) та інші.

Метод вибіркового поглинання променевої енергії компонентами ВГ

Такі газоаналізатори мають багато різновидів, і ґрунтується їх робота на вибірковому поглинанні досліджуваним газом променевої енергії.

Для вимірювання вмісту ШР у ВГ ДВЗ найбільшого поширення набули інфрачервоні оптико-акустичні газоаналізатори.

Оксид вуглецю СО інтенсивно поглинає інфрачервоні промені з довжиною хвилі близько 4,7 мкм, двооксид вуглецю С02 - 4,3 мкм.

Вибірковість поглинання інфрачервоного випромінювання зумовлена частотами власних коливань атомів або іонів структурних груп в молекулі, а також тим, що молекули обертаються з різною кутовою швидкістю. Це пояснює і те, що інфрачервоно випромінювання поглинають гази, в молекули яких входять два різних атоми або іони.

Відповідно до основного закону перенесення променевої енергії в поглинальному середовищі послаблення інтенсивності випромінювання відповідної довжини хвилі при проходженні крізь шар газу описує залежність:

дЄ£ д- коефіцієнт послаблення променя певної довжини хвилі, який залежить від концентрації речовини, що поглинає ці хвилі; ^-товщина шару газу.

Таким чином, після проходження інфрачервоного випромінювання крізь суміш ВГ інтенсивність променів відповідної довжини хвилі змінюється залежно від концентрації речовини, яка поглинає ці промені.

На рис. 5.5 показана схема бездисперсного інфрачервоного газоаналізатора. Два однакових потоки Е1 і Е2 від джерел інфрачервоного випромінювання проходять крізь оптичні (порівняльний і вимірюваний) канали. Джерела мають спільний блок живлення У1 з високим рівнем стабілізації напруги, необхідної для забезпечення стабільності світлових потоків. Потоки променів одночасно перериваються обтюратором 01, який приводиться в рух синхронним електродвигуном змінного струму М1.

Відпрацьовані гази проходять крізь вимірювальний канал. Симетрична камера порівняльного каналу заповнюється газом, який не поглинає інфрачервоне випромінювання. На виході із каналів потоки випромінювання будуть відрізнятися на величину, пропорційну вмісту компоненту у відпрацьованих газах, який поглинув частину інфрачервоного випромінювання даної довжини хвилі.

Після вимірювального та порівняльного каналів промені надходять в об'єми VI і \/2 мірної камери. Ці об'єми розділені мембраною конденсаторного мікрофона С і заповнені сумішшю інертного газу і компонента, вміст якого вимірюється. Через те, що у вимірювальному каналі відбулося поглинання частини променевої енергії і перетворення її в теплову температура і тиск суміші в об'ємі VI будуть меншими, ніж в об'ємі V2. Через те, що тиск в об'ємі V2 буде більшим, мембрана конденсаторного мікрофона С буде міняти своє положення відносно нерухомого електрода з частотою, пропорційною частоті обертання обтюратора, і на величину, пропорційну різниці тисків. Ємність конденсатора С буде змінюватися. Через опір К конденсатор живиться постійним струмом. Коли ємність конденсатора змінюється, на його обкладинках виникає перемінна напруга, частота якої пропорційна частоті обертання обтюратора, а амплітуда відповідає поглинанню потоку променів у камері вимірювального каналу.

Змінний електричний сигнал через підсилювач У2 перетворюється в уніфікований вихідний сигнал постійного струму перетворювачем УЗ. Вимірювальний прилад Р1 надсилає сигнал на шкалу газоаналізатора. Балансування світлових потоків здійснюється заслінкою 02. Для підтримування постійного тиску ВГ на вході у вимірювальний канал застосовують регулятор абсолютного тиску (РАТ). Підтримування однакового тиску в усьому вимірювальному каналі здійснює регулятор тиску (РГ), а витрату ВГ контролюють за витратоміром (РМ).

Прилади виготовляють з мінімальною і максимальною шкала ми вимірювання: СО - 0-0,01 % і 0-100 %; С02 - 0-0,005 % і 0-100 %; СН4 - 0-0,02 % і 0-100 %.

Межі допустимої основної похибки відповідають значенню, що лежить у межах вимірювань, для газоаналізаторів на вміст СО,С02 і СН4 зі шкалами від 0-1 % до 0-100 % - 2 %; для газоаналізаторів на СО і СН4 зі шкалами від 0-0,01 до 0-0,5 % - 5 %; для газоаналізаторів на С02 зі шкалами від 0-0,005 % до 0-0,5 - 10 %.

Газоаналізатори, в яких реалізовано метод вибіркового поглинання інфрачервоного випромінювання мають такі переваги: високу точність вимірювання; вони прості в обслуговуванні; компактні та переносні; не потребують для проведення вимірювань спеціалістів високої кваліфікації; дозволяють одним приладом вимірювати одночасно вміст декількох компонентів; надійні в роботі.

інфрачервоні газоаналізатори виготовляють у досить великій кількості промислові підприємства та фірми

С02- ГАІ-1, ОА-2109, ПАМ-5М, АСГА-Т, ГАІ-2, 121-ФА-01, 102-ФА-01М; ІНФРАЛІТ-8, ІНФРАЛІТ-2Т1, багатокомпонентний газоаналізатор Бош мод. ЕТТ 008.55 для СО, С02, СтНп і 02, газоаналізатор мод. 465В для СО, СОг 0„ ІНФРАЛІТ СІ для СО, С02, СтНп, Ог (Німеччина), ЗЕМСКО для СО, СОг, СтНп, МОх, 02 (Іспанія), ЕТТ 006.21, ЕТТ 006.22 для СО і СтНп (Німеччина); газоаналізатор Л 283А (ЧР), 325-ФА-01, 325-ФА-02.

СОг- ГАІ-2, ГІАМ-5М, Пост екологічного контролю АСГА-Т, ОА-2209, ІНФРАЛІТ-2Т1 (Німеччина).

СтНп - ОА-2209, 121-ФА-01, 102-ФА-01М.