遥感技术在机动车排气检测和监管中的探析

王 科

（山西省晋城市环境保护监测站山西晋城048000）

1 机动车检测存在的问题

我国现存的机动车尾气检测方法，主要是双怠速检测法、简易稳态工况法（ASM）。双怠速法属于无负荷检测，分别在发动机运行的低怠速和高怠速两个怠速段进行排放检测。但由于怠速条件下无负荷，又是人为控制怠速的高低，且本方法只能测量碳氢化合物，一氧化碳，氮氧化合物重复性误差高达35%以上，因此，一般不测氮氧化物。简易稳态工况法是在模拟汽车行驶25km/h和40km/h在道路上行驶测得的排放情况。测试的项目有碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物，目前我们使用的测试仪大多数是石家庄和成都的气体分析仪。取样方法有1）直接取样法(Direct Sampling)直接取样法是将取样探头直接插入发动机排气管内，用取样泵直接采取一定量的气样，经过粗、细滤器滤去气体中的灰尘，供废气分析仪分析。为防止气样中的水分对分析仪的干扰，一般在系统中加由冷凝器和排水装置组成的水分离器，用冷凝法除湿。为防止HC中那些蒸汽压力低的高沸点成分溶于水而产生测量误差，取样导管应做成加热式，对于汽油机应保持在150℃左右，柴油机应保持在180～200℃之间。直接采样法较简单，操作方便，适于连续观察变工况引起的排气成分变化。2）全量取样法(Full Flow Sampling)全量取样法是将发动机排气试验中的全部排气采集到一个有足够容积的气袋中以供分析，这种取样法既能测定排气污染物的平均浓度，也能作排放量的计算。从样本气体进袋到最后测定期间HC易被气袋吸附，且产生HC中易引起反应的组分之间的相互反应或聚合NOx的氧化等现象，取样完成后应尽快分析，以减小误差。为防止样本气体中的水蒸气在气袋中凝结，应在气袋前安置热交换器，热交换器以10～15℃水冷却，但高沸点的HC也容易凝聚而溶于水中随之被放掉，造成一定的误差。3）变稀释度取样法变稀释度取样法也称为定容取样法(Constant Volume Sampler，CVS)，是一种接近于汽车排气扩散到大气中的实际状态的取样方法。

样品经采样后进入分析仪器，一般来说这些仪器都采用红外线对某些气体分子的光谱吸收原理和对光线的遮挡程度来确定浓度的高低。当汽车进入检测线的双滚筒时，升降机工作降低双滚的高度，测功机开始工作，当车速达到规定的数值时，仪器开始采样并进行分析大约几十秒在这个速度下合格后再进入下一个车速测试单元。

按技术规范这两个方法目前还比较适合现阶段的检测要求，然而，由于金钱利益关系，尾气检测在一些地方是摆个样子罢了，有的地方仪器已经不能采样了，还在进行检测尾气，有一些企业利用怠速法和工况法没有明确的规定，在使用方法上变通。我们知道怠速法是只测碳氢化合物和一氧化碳，而用工况法则有氮氧化合物项目，由于我们现用的燃油品质差，使一部分车辆氮氧化合物排放增加，有的严重超标，使用工况法怎么测也不合格，而用双怠速法一测就过；更有一些企业表面上看很正规，有监控、有质检部门的认证，但他们往往比谁都会作弊，他在采样管上下功夫，有的将胶管与过滤器连接处直接拔掉，放在手里面，从表明上看工作很认真，其实胶管与采样头已分离了，仪器采的是空气。更有一些企业在搞两套检测仪器一套在地上，一套在地下。只要给钱就能让你的车合格，这是广大车虫们说的一句口头禅。

2 遥感技术怎么用于尾气检测

车辆尾气遥感检测技术于20世纪80年代末开始在美国出现，目前已经在北美、欧洲、东亚等国家和地区得到了广泛的应用。遥测主要利用分子对不同波段的吸收光谱特性，当遥测设备的光源发生器发出红外光(或激光)和紫外光光束时，其道路对面的红外线(或激光)和紫外光反光镜又将其反射回设备的光源检测器，道路上行驶的车辆通过这些光束时，排出的尾气会对红外光(或激光)产生吸收，红外线发射接收器通过分析接收光光谱的变化情况计算出车辆行驶中一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、碳氢化合物(HC)及氮氧化物(NOx)的排放浓度。同时由车辆辨别系统记录下车辆的车牌，速度传感器测量其车速和加速度，气象仪器记录环境参数。遥测具有检测效率高、不影响车辆正常行驶、防止舞弊和能较真实反映车辆道路实际排放状况等突出优点，但由于遥测技术是使用非接触式方法进行排气测量，故受测量条件的影响较大，测量精度和重复性相对较差。我们可利用这一技术在尾气检测的采样头与汽车排气管的某一位置设置一套红外线遥感监测系统，这个系统由互联网接入环保监管系统与尾气监测站分离,是一个独立的系统,这系统由管理部门对各检测线实行监控。它能比较准确反映被检车辆的尾气排放状况，获得的数据可以直接与检测线上的数据进行比较，如偏差很大则要说明检测有问题。在采样与分析的个个环节要安装监控设施从而有效监管排气检测。

利用遥感系统对检测设备实行全过程管理，对所用仪器设备进行比对试验，以及设备维修，使用年限，标定周期等对检测线进行全方位管理，使所有的检测设备都有良好的性能，使之一致性，重复性误差不能高于10%（我国现行标准）对检测过程进行实时远程数据，图像同步，远红外数据同步进入监控系统，当远红外数据出现异常而检测设备正常时要及时进行处置。这样保障检测和计算分析的全过程质量控制。每天从开始检测工作之前，都要对检测线进行自检，如果不能通过，监管系统会直接禁止检测工作，直至故障排除，通过自检和环保部门的认定。

3 利用车载OBD系统进程管理

我们要逐步推广车载诊断系统（OBD）,它是一款专门用于监测机动车尾气排放是否正常的一套系统。随着机动车排放标准日益严格，对车企要求越来越高，车企在这方面的成本投入也越来越大，因此一些车企就开始在发动机的三元催化器上做文章，本来保证10万公里的三元催化器，由于某车企偷工减料，甚至粗制滥造，不到3万公里就不能用了，有的三元催化器甚至成了发动机排气的障碍物，造成排气不通畅的发动机故障，更有的车企在新车要加装的OBD上做手脚，即便尾气排放超标，也不亮灯报警。规范新车管理是非常必要的，我们要制定严格的车载OBD使用标准和三元催化器的使用年限，在媒体上就我国车用三元催化器进行大曝光，将不符合要求的环保产品列入我们的遥感监测系统，系统就能识别三元催化器的工作状况。制定严格的I/M制度是非常必要的。

4 结论

通过遥感技术在机动车尾气检测方面的应用。可以有效的利用分子对不同波长的光吸收的特性，在机动车检测线另外增加一套红外线检测装置和有效的控制人为的检测。利用这一技术与现有的检测线和政府的监管数据中心联网实行检测实时同步进行数据采集，传输，监控，比对，分析决策，管理服务。建立这么一套系统可整合新车管理，在用车检测，环保标志发放，路检执法，抽检，维修，在用车监管及淘汰报废等机动车污染综合管理功能，提高政府行政管理效率和综合执法能力。

[1]刘丽华.我国机动车尾气污染现状与防治对策 [J].海峡科学，2011(08)：98-99.

[2]曲小溪，杨晓强.中国环境监测仪器仪表市场现状浅析[J].中国仪器仪表，2010(07)：102-103.

[3]郝艳召，于雷，王宏图.机动车尾气遥测技术发展历程及应用研究[J].安全与环境工程，2010(04)：97-98.

[4]黄新平.机动车尾气遥测系统在实际应用中的探索[J].仪器仪表与分析监测，2007(01)：156-157.