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1、TCP-I 型摩托车排气污染物测量装置型摩托车排气污染物测量装置使 用 说 明( 修修 改改 版版 )天津世纪动力科技发展有限公司天津世纪动力科技发展有限公司2004年年12月月目目 录录1 引言引言2装置简介装置简介2.1 装置构架装置构架2.2 系统工作原理系统工作原理2.2.1 摩托车排放量（摩托车排放量（g/km）计算公式）计算公式2.2.2 定容稀释排气取样单元（定容稀释排气取样单元（CVS）2.2.3 分析仪器单元分析仪器单元2.2.4 中央计算机控制单元中央计算机控制单元3 TCP-I 装置的技术指标装置的技术指标3. .1 TCP-I 装置的基本功能装置的基本功能3. .2 定
2、容稀释取样（定容稀释取样（CFV-CVS）单元性能指标）单元性能指标3.2.1 CVS 单元技术参数单元技术参数3.2.2 CVS 单元元件主要技术规格单元元件主要技术规格3. .3 分析仪器单元性能指标分析仪器单元性能指标3.3.1 总碳氢化合物（总碳氢化合物（THC）分析仪）分析仪3.3.2 氮氧化物（氮氧化物（NOx）分析仪）分析仪3.3.3 NOX转化器转化效率测定仪转化器转化效率测定仪3.3.4 一氧化碳（一氧化碳（CO）分析仪）分析仪3.3.5 二氧化碳（二氧化碳（CO2）分析仪）分析仪3.3.6 氧（氧（O2）分析仪）分析仪3. .4 计算机控制单元计算机控制单元3.53.5 电
3、器控制箱电器控制箱3. 6 TCP-I 装置的总准确度装置的总准确度4 安装安装4.1 TCP-I 布置（安装）方案概述布置（安装）方案概述4.2 CVS 单元单元4.2.1 安装环境要求安装环境要求4.2.2 安装要求安装要求4.3 分析仪器单元分析仪器单元4.3.1 安装环境要求安装环境要求4.3.2 安装要求安装要求4.4 计算机控制单元计算机控制单元4.5 电器控制箱电器控制箱 4.6 样气的准备样气的准备4.7 聚全氟乙丙烯管的准备聚全氟乙丙烯管的准备5 安全注意事项与日常维护安全注意事项与日常维护5.1 CVS 单元单元5.1.1 注意事项注意事项5.1.2 准备工作准备工作5.1
4、.3 排气稀释混合柜操作要求排气稀释混合柜操作要求5.1.4 稀释排气流量测量操作要求稀释排气流量测量操作要求5.1.5 离心通风机操作要求离心通风机操作要求5.1.6 CVS 单元电器部分单元电器部分5.2 分析仪器单元分析仪器单元5.2.1 注意事项注意事项5.2.2 分析仪器单元的日常维护分析仪器单元的日常维护5.3 整套装置的定期校验整套装置的定期校验6 装置运行装置运行6.1 整个装置运行总述整个装置运行总述6.2 TCP-I 计算机控制操作计算机控制操作6.3 分析仪器单元校准分析仪器单元校准6.3.1 零点校准零点校准6.3.2 量程校准量程校准6.3.3 常规校准常规校准6.4
5、 摩托车排气污染物测量摩托车排气污染物测量6.4.1 准备工作准备工作6.4.2 操作流程操作流程7. TCP-I 装置校验检测规程装置校验检测规程7.1 装置校验检测所需仪器（选购或租用）装置校验检测所需仪器（选购或租用）7.2 临界流量文氏管的校验方法临界流量文氏管的校验方法7.3 分析单元仪器的调整和定期检查分析单元仪器的调整和定期检查7.4 用用 CFO 校验装置的总准确度（校验装置的总准确度（CFO 法）法）7.5 用精密天平校验装置的总准确度（重量法）用精密天平校验装置的总准确度（重量法）7.6 用气体分割仪检查分析仪器的线性度用气体分割仪检查分析仪器的线性度7.7 用标准气体检查
6、分析仪器的线性度用标准气体检查分析仪器的线性度7.8 NOx转化器转化效率的测定方法转化器转化效率的测定方法7.9 FID 响应性检查响应性检查附录附录附录附录 1 附图附图附录附录 2 TCP-I 操作规程操作规程附录附录 3 TCP-I 校验规程校验规程附录附录 4 常见故障、原因分析和处理方法常见故障、原因分析和处理方法附录附录 5 常用术语中英文对照常用术语中英文对照附录附录 6 相关公司联系信息相关公司联系信息附录附录 7 本公司的服务制度本公司的服务制度附录附录 8 本公司联系信息本公司联系信息1 1引言引言防治大气污染是一个庞大的系统工程，需要个人、集体、国家、 以及全球各国的共
7、同努力。为贯彻中华人民共和国环境保护法和中华人民共和国大气污染防治法，配合当前我国机动车行业的产业结构调整和企业认证，控制摩托车排气污染物对环境的污染，改善环境空气质量，我公司自主研发出符合摩托车排气污染物排放限值及测量方法（GB14622-2002） 检测要求，且性价比高、可靠实用、易于操作的 TCPI 型摩托车排气污染物测量装置。2 装置简介装置简介2.1 装置构架装置构架本装置采用十五工况法测量摩托车排气中一氧化碳（CO） 、碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOX）的排放值，满足对摩托车产品进行型式认证试验和生产一致性检查试验的需求，是摩托车生产企业、相关科研部门、摩托车检测机构进行检测和
8、分析摩托车排气污染物的必备专用设备。国外同类摩托车排气污染物测量设备进口价格高，售后技术支持难以保证及时；而我们自主研发的这套装置，以国家标准为依据，根据我国摩托车检测的实际需要，较好地满足了用户的基本要求。本装置由定容稀释排气取样单元（CFV-CVS） 、分析仪器单元、中央计算机控制单元、以及相关辅助设备组成。分析仪器单元配置的是美国 CAI(California Analytical Instruments Inc. )公司和英国 Signal instrument company 的产品，CVS 单元配置的是国内外同类零部件的优良产品，确保装置的性能与国外同类产品相当，而产品价格却远低于
9、国外同类的产品。图 1 摩托车排气污染物测量系统构架示意图摩托车排气污染物测量系统构架示意图如图 1 所示。红（黑）色方框内为我们自主开发生产的 TCP-I 型摩托车排气污染物测量装置。摩托车排气以闭式方式经一段波纹管进入混气柜，在混气柜中与经过三级滤清的室内空气，以一定比例稀释混合。稀释排气（dilution gas）再通过一段波纹管进入 CVS柜中的临界流文氏管（CFV，Critical flow venturi） ，并经离心通风机-消声器排出室外。采用膜片泵从临界流量文氏管中引出少量稀释排气，通过涡轮转子流量计计量流量。样气经过滤清、干燥和分流，只有很少一部分进入样气取样袋（GB 要求取
10、样速度大于150L/h 即可） 。CVS 柜中设有二通电磁阀和三通电磁阀，以实现采集样气、清洗取样袋、仪器分析单元取样等多种功能，保证 CVS 单元能连续和重复循环工作。按照国家标准（GB14622-2002）的要求，本装置的 CVS 单元每一次检测取样过程持续 780 s 、包含4 个连续运行的循环，每一个循环由 15 个工况（含怠速、加速、匀速和减速等）组成。仪器分析单元对样气袋的气体进行取样和并对样气成分进行分析。按照 GB，分析仪器单元中采用不分光红外线吸收法（NDIR）测量 CO、CO2 ，电化学法测量 O2 ，氢火焰离子化法（FID）测量 HC，化学发光法（CLD）测量 NOX 。
11、计算机单元通过下位机（触摸屏）直接控制整个装置的运行。试验结果由打印机输出报表。2.2 系统工作原理系统工作原理2.2.12.2.1 摩托车排放量（摩托车排放量（ g/kmg/km ）计算公式）计算公式根据国家标准（GB14622-2002） ，不同型号的摩托车排放有一定相应规定的限值。本装置进行的试验中摩托车排气中污染物的排放值由以下公式进行计算：（i 代表 THC、NOX、CO）6101i iicdVSm式中： 试验中排出的污染物的质量，g / km ；imS 行使距离，km ；V 温度为 273K、大气压力为 101.33kPa 的基准条件下稀释排气总容积，m3 / 测量；di 各种污染
12、物在温度 273K、大气压力 101.33 kPa 时的密度，/m3 。dCO1.25/m3 ；dTHC = 0.619/m3 ；dNO22.05/m3 （排气中 NOX的浓度用NO2当量表示） 。ci 稀释排气中污染物的容积浓度，10-6，考虑到周围环境稀释空气中的污染物，用下式校正：1(1)iiicedDFei 收集在Sa 取样袋内稀释排气样气中的污染物的容积浓度，10-6；di 收集在 Sb 取样袋内背景空气样气中的污染物的容积浓度，10-6；214.5 CO +0.5CO+THCDF 式中：CO、CO2、THC 是 Sa 袋内稀释排气样气中的一氧化碳、二氧化碳和总碳氢化合物的容积浓度，
13、 。所以只要保证系统的稀释排气能有恒定流量，并按比例采样；用分析仪器测量出各排气成分的 ppm 值，同时求得摩托车此时在底盘测功机上运行的里程数（km） ，就能按上述公式求得试验中排出的污染物的质量（g / km ） 。2.2.2 定容稀释排气取样单元（定容稀释排气取样单元（CVS，constant volume sampler）图 2 CVS 单元组成图本单元由环境空气滤清器、摩托车排气与环境空气混合器、定容取样控制柜、气体取样袋（两个） 、离心通风机、气体消声器以及波纹连接管等组成。环境（背景）空气滤清器由三级滤芯构成:一级粗效折叠式空气滤芯、二级活性碳空气滤芯和三级中效袋式空气滤芯。夹在
14、两层滤芯中间的活性碳是为了减少背景空气中由周围环境排放的碳氢化合物，并使其稳定。大体积的混气罐是为了摩托车排气能和背景空气均匀混合并且对摩托车排气管排气状态（排气背压）不产生影响。采用旋流离心滤清器过滤掉摩托车稀释排气中的固体颗粒；在相关管路中独立设置三个过滤器（CF1，CF2，CF3） ，内装中效空气滤芯和3分子筛用以过滤固体颗粒和水分（旋流离心滤清器和三个过滤器放在CVS柜中） 。Sb稀释空气取样袋Sa稀释排气混合物取样袋R3R2摩托车 排气管稀释排气混合 物取样探头吸入稀释排气混 合物的抽气装置通往大气P1确定稀释排气 的总容积F2F3P2P3稀释空气取样探头泵滤清器V3V2带流量控制
15、阀的流量计通往大气图3 测量装置原理图（CFV-CVS）稀释排气定容取样控制柜内安放临界流量文氏管装置（CL1） 、取样用涡轮转子流量计CL2、输送取样气体的膜片泵（CM1、CM2、CM3） ，以及控制背景空气和稀释排气流通的两通电磁阀（CV21-CV27）和三通电磁阀（CV31CV38）等。临界流量文氏管（CFV） ，是以流体力学中关于临界流动的原理为基础，当气流以音速流动时，可以保证流过的气流恒定流量，其值与喷管前的绝对压力和温度有关，根据稀释排气要求设计的临界流量文氏管（CFV） ，可以达到规定值的恒定设计流量（本装置标配 3.0和4.5 m3 /min 两种CFV，用户可定制其它流量的临界流量文氏管） 。采用膜片泵从临界流量文氏管中引出少量稀释排气，通过涡轮转子流量计计量流量，由于膜片泵采样频率高，基本能保证与临界流量文氏管同步采集。国标GB14622-2002中推荐了二种恆定流量定容取样设备方案，检验机构应对所使用的可给出等效效果的不同设备进行认可。本测量装置中CFVCVS单元采用了其原理图如图3所示的测量方案。TCP-I 装置中 CVS 单元的气路流程示意图如附录中图？和图？所示。2.2.3 分析仪器单元分析仪器单元分析仪器单元是试验中用来测量由CVS单元采集的污染物浓度的部分。下面分别介绍各个分析仪器的测量原理。2
