汽车尾气遥感技术探讨

2015-04-17滕杰

绿色科技 2015年5期

关键词：尾气遥感技术汽车

滕杰

(天津市机动车排污检控中心,天津 300191)

汽车尾气遥感技术探讨

滕杰

(天津市机动车排污检控中心,天津 300191)

摘要：指出了对汽车尾气的监控、控制尾气的排放、降低对环境的污染,是一项极为重要且迫切的工作。介绍了对一种汽车尾气检测技术——遥感监测技术,阐述了主要的工作原理、优点及检测的内容,提出了使用汽车尾气遥感技术时所需注意的事项。

关键词：汽车;尾气;遥感技术

1引言

随着我国经济的迅猛发展,城市化进程的不断推进,国内汽车保有量呈现逐年上升的趋势。以上海市为例,在20世纪90年代初,机动车保有量为20万辆,而到2009年则上升到接近250万辆,其中汽车占60%左右[1]。而汽车保有量的增加,交通出行量的增多,无疑给生态环境带来了极大的影响。对此,需采取各种手段对汽车尾气污染加以治理,而汽车尾气排放进行检测就是其中的一种。自20世纪70年代开始,推出了一些汽车尾气检测技术,如底盘测功机测试法、车载尾气检测法以及遥感检测法等[2],本文对汽车尾气遥感技术进行探讨。

2汽车尾气遥感技术的工作原理

汽车尾气遥感技术是一种较为先进的尾气检测技术。从某种层面上来讲,遥感技术是试验室光谱分析技术的拓展,其工作原理主要为利用紫外线与红外线光谱技术,对汽车尾气排放物内不同成分的占比率加以测定[3]。

在对汽车尾气进行测量时,其具体过程为:在汽车尾气遥感设备的光源发生器发出紫外光光束、红外光光束后,马路对面的紫(红)外光放光镜会把其再次反射回遥感设备中,即光源检测器内。在马路上所行进的车辆经过上述光束时,尾气对红外光产生吸收作用,之后红外线发射接收器将对所接收的光谱改变状况加以详细的分析,继而对行进车辆所排出的各种气体(氮氧化物、碳氢化合物、CO以及CO2等)及其浓度进行计算。在此期间,通过车辆辨别系统掌握每一辆车的车牌号码,利用速度传感器对相应车辆的速度及其加速度予以测定,经由气象仪器对环境参数予以记录。

汽车尾气在排出之后,其中所包含的污染物将随之在空气内逐渐扩散与稀释,而风向、风速以及空气扰动等,会对污染物的稀释浓度造成一定的影响。所以,对排气烟羽浓度进行测量,难以说明汽车的尾气排放情况,遥感设备是以CO2为参照气体,对尾气中的污染物加以测定。

以下针对NOX、HC以及CO等对CO2浓度的比率,分别用QNO、QHC、QCO等表示,且QNO=NOX/CO2、QHC=HC/CO2、QCO=CO/CO2。有关研究指出:针对一个既定排气烟羽,QNO、QHC、QCO等是相对恒定的,基本上不会由于诸多原因如稀释、扩散等而发生改变,所以,遥感检测期间,在较短的时间之内反复对汽车排气烟羽加以测定,对CO2、NOX、HC以及CO等进行计算,从而对QNO、QHC、QCO等加以明确。其中,一般是采取碳平衡法对CO2的浓度进行明确,具体的计算公式为:CO2%=42/(2QCO-0.37QHC+QNO+2.79)。按照定义可知,其它排气污染物排放浓度计算公式为:CO%=QCO×CO2%;HC%=QHC×CO2%;NO%=QNO×CO2%。

采取遥感技术对车辆排气污染物的浓度进行测量,简而言之就是HC/CO2、NO/CO2、CO/CO2,之后再利用发动机的化学计量空燃比燃烧所推出的公式,对CO2的绝对浓度进行计算,最终将不同气体污染物的浓度进行计算。

3汽车尾气遥感技术的检测内容及其优势

3.1　汽车尾气遥感技术的检测内容

汽车尾气遥感技术可以检测的内容主要有:对车辆污染排放数据进行检测:与其他汽车尾气检测方法一样,该技术可对尾气加以检测,但它们之间又有所不同,即其不需要和被检测车辆相接触,且能对马路上所行驶的各类汽车(如柴油车、汽油车)进行同时检测;遥感技术在测定车辆所排放的尾气同时,还能对汽车的行驶速度进行测定;可记录汽车的牌照;能对“冒黑烟”的汽车进行抓拍与录制;对“黄色环保标志”、“无环保标志”进行鉴别;可辅助交通部门开展更为有效的管理。

3.2　汽车尾气遥感技术的优势

通过遥感技术对汽车所排放的尾气进行测定,具有一定的优越性,具体表现为如下几点。①自动化水平高,检测迅速,通常情况下1h可检测的车辆多达10000辆,极大地提升了工作效率。②能够在车辆正常行进期间展开尾气检测工作,并且此时的汽车发动机运行状况更有说明性,且相对于怠速法而言,更可以说明车辆尾气排放的具体状况。③在对行进车辆进行尾气测定时,驾驶者毫无感觉,这可防止极少数车辆驾驶者为检测达标而采取相应手段,最终对尾气测定结果。④一般情况下,遥测系统安装在马路边,因而避免了在马路中间设置东西,从而确保了交通的顺畅。⑤在对汽车尾气进行遥感检测的过程中,不会影响到汽车的正常行进,车主也无需到相关检测站进行检测,节约了时间,方便了车主。⑥因为在检测汽车尾气时,检测者与车辆驾驶者无需沟通,且从测试路段所收集到的所有信息或数据,均输入电脑程序内,仅有被授权者方可开启该程序,因而可确保汽车尾气排放数据的真实性与可靠性。

4使用汽车尾气遥感技术的相关注意事项

在利用遥感设备对汽车尾气加以检测时,为了确保所检测数据的准确性与可靠性,应注意一些相关的事项,具体如下。

4.1　选择使用环境与检测场地

通常情况下,在安装与使用尾气遥感设备时,其工作环境(如压力、温度及湿度等),都必须满足说明书中的条件或要求。在下雨、下雪或者是起雾的天气下,一般不适宜开展汽车尾气遥感检测工作。如果要在多车道上展开尾气遥感检测,那么必须采用交通标志,以隔离出一条车道,从而便于测量工作的开展。汽车尾气遥感技术的运用,对路面及其坡度也有相应的要求,即路面需保证平整,且需在平路亦或者是坡度低于15°的上坡路段。在选择检测场地时,需远离一些相应污染源,避免对汽车尾气检测结果带来影响;在相关设备使用场地的5m半径内,不能出现带有干扰的电磁波源。

4.2　安装与调试

在对汽车尾气遥感设备进行安装的过程中,需注意一些事项,即在检测区间前方大约50m的位置,安装交通警示与异流标志。电子照相机与测速棒两者之间的距离在10~15cm之间。摄像头所对准的位置为测速光发射帮和测速棒两者的中间。测速棒和气体探测器之间的距离在7.5cm左右。在对设备进行调试时,调节测速棒应处于水平位置,测速棒与地面相距的距离在3~7cm左右,通常情况下是依据路面平整度来决定的,对测速光发射棒所发射出的激光进行相应的调节,以便让其能够准确地与3个接收口相对应[4]。按照相应的要求,对测量光束的离地高度进行合理的调整,且确保气体探测器处于水平状态,对反光镜位置进行科学合理的调整,以便达到满意的测量工作曲线。除此之外,需对红外线工作曲线加以调整,且直至正常水平,然后在标定分析仪之后,即可进行车辆尾气的检测。