遙感技術在機動車排氣檢測和監管中的探析

王 科

（山西省晉城市環境保護監測站山西晉城048000）

1 機動車檢測存在的問題

我國現存的機動車尾氣檢測方法，主要是雙怠速檢測法、簡易穩態工況法（ASM）。雙怠速法屬于無負荷檢測，分別在發動機運行的低怠速和高怠速兩個怠速段進行排放檢測。但由于怠速條件下無負荷，又是人為控制怠速的高低，且本方法只能測量碳氫化合物，一氧化碳，氮氧化合物重復性誤差高達35%以上，因此，一般不測氮氧化物。簡易穩態工況法是在模擬汽車行駛25km/h和40km/h在道路上行駛測得的排放情況。測試的項目有碳氫化合物、一氧化碳、氮氧化物，目前我們使用的測試儀大多數是石家莊和成都的氣體分析儀。取樣方法有1）直接取樣法(Direct Sampling)直接取樣法是將取樣探頭直接插入發動機排氣管內，用取樣泵直接采取一定量的氣樣，經過粗、細濾器濾去氣體中的灰塵，供廢氣分析儀分析。為防止氣樣中的水分對分析儀的干擾，一般在系統中加由冷凝器和排水裝置組成的水分離器，用冷凝法除濕。為防止HC中那些蒸汽壓力低的高沸點成分溶于水而產生測量誤差，取樣導管應做成加熱式，對于汽油機應保持在150℃左右，柴油機應保持在180～200℃之間。直接采樣法較簡單，操作方便，適于連續觀察變工況引起的排氣成分變化。2）全量取樣法(Full Flow Sampling)全量取樣法是將發動機排氣試驗中的全部排氣采集到一個有足夠容積的氣袋中以供分析，這種取樣法既能測定排氣污染物的平均濃度，也能作排放量的計算。從樣本氣體進袋到最后測定期間HC易被氣袋吸附，且產生HC中易引起反應的組分之間的相互反應或聚合NOx的氧化等現象，取樣完成后應盡快分析，以減小誤差。為防止樣本氣體中的水蒸氣在氣袋中凝結，應在氣袋前安置熱交換器，熱交換器以10～15℃水冷卻，但高沸點的HC也容易凝聚而溶于水中隨之被放掉，造成一定的誤差。3）變稀釋度取樣法變稀釋度取樣法也稱為定容取樣法(Constant Volume Sampler，CVS)，是一種接近于汽車排氣擴散到大氣中的實際狀態的取樣方法。

樣品經采樣后進入分析儀器，一般來說這些儀器都采用紅外線對某些氣體分子的光譜吸收原理和對光線的遮擋程度來確定濃度的高低。當汽車進入檢測線的雙滾筒時，升降機工作降低雙滾的高度，測功機開始工作，當車速達到規定的數值時，儀器開始采樣并進行分析大約幾十秒在這個速度下合格后再進入下一個車速測試單元。

按技術規范這兩個方法目前還比較適合現階段的檢測要求，然而，由于金錢利益關系，尾氣檢測在一些地方是擺個樣子罷了，有的地方儀器已經不能采樣了，還在進行檢測尾氣，有一些企業利用怠速法和工況法沒有明確的規定，在使用方法上變通。我們知道怠速法是只測碳氫化合物和一氧化碳，而用工況法則有氮氧化合物項目，由于我們現用的燃油品質差，使一部分車輛氮氧化合物排放增加，有的嚴重超標，使用工況法怎么測也不合格，而用雙怠速法一測就過；更有一些企業表面上看很正規，有監控、有質檢部門的認證，但他們往往比誰都會作弊，他在采樣管上下功夫，有的將膠管與過濾器連接處直接拔掉，放在手里面，從表明上看工作很認真，其實膠管與采樣頭已分離了，儀器采的是空氣。更有一些企業在搞兩套檢測儀器一套在地上，一套在地下。只要給錢就能讓你的車合格，這是廣大車蟲們說的一句口頭禪。

2 遙感技術怎么用于尾氣檢測

車輛尾氣遙感檢測技術于20世紀80年代末開始在美國出現，目前已經在北美、歐洲、東亞等國家和地區得到了廣泛的應用。遙測主要利用分子對不同波段的吸收光譜特性，當遙測設備的光源發生器發出紅外光(或激光)和紫外光光束時，其道路對面的紅外線(或激光)和紫外光反光鏡又將其反射回設備的光源檢測器，道路上行駛的車輛通過這些光束時，排出的尾氣會對紅外光(或激光)產生吸收，紅外線發射接收器通過分析接收光光譜的變化情況計算出車輛行駛中一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、碳氫化合物(HC)及氮氧化物(NOx)的排放濃度。同時由車輛辨別系統記錄下車輛的車牌，速度傳感器測量其車速和加速度，氣象儀器記錄環境參數。遙測具有檢測效率高、不影響車輛正常行駛、防止舞弊和能較真實反映車輛道路實際排放狀況等突出優點，但由于遙測技術是使用非接觸式方法進行排氣測量，故受測量條件的影響較大，測量精度和重復性相對較差。我們可利用這一技術在尾氣檢測的采樣頭與汽車排氣管的某一位置設置一套紅外線遙感監測系統，這個系統由互聯網接入環保監管系統與尾氣監測站分離,是一個獨立的系統,這系統由管理部門對各檢測線實行監控。它能比較準確反映被檢車輛的尾氣排放狀況，獲得的數據可以直接與檢測線上的數據進行比較，如偏差很大則要說明檢測有問題。在采樣與分析的個個環節要安裝監控設施從而有效監管排氣檢測。

利用遙感系統對檢測設備實行全過程管理，對所用儀器設備進行比對試驗，以及設備維修，使用年限，標定周期等對檢測線進行全方位管理，使所有的檢測設備都有良好的性能，使之一致性，重復性誤差不能高于10%（我國現行標準）對檢測過程進行實時遠程數據，圖像同步，遠紅外數據同步進入監控系統，當遠紅外數據出現異常而檢測設備正常時要及時進行處置。這樣保障檢測和計算分析的全過程質量控制。每天從開始檢測工作之前，都要對檢測線進行自檢，如果不能通過，監管系統會直接禁止檢測工作，直至故障排除，通過自檢和環保部門的認定。

3 利用車載OBD系統進程管理

我們要逐步推廣車載診斷系統（OBD）,它是一款專門用于監測機動車尾氣排放是否正常的一套系統。隨著機動車排放標準日益嚴格，對車企要求越來越高，車企在這方面的成本投入也越來越大，因此一些車企就開始在發動機的三元催化器上做文章，本來保證10萬公里的三元催化器，由于某車企偷工減料，甚至粗制濫造，不到3萬公里就不能用了，有的三元催化器甚至成了發動機排氣的障礙物，造成排氣不通暢的發動機故障，更有的車企在新車要加裝的OBD上做手腳，即便尾氣排放超標，也不亮燈報警。規范新車管理是非常必要的，我們要制定嚴格的車載OBD使用標準和三元催化器的使用年限，在媒體上就我國車用三元催化器進行大曝光，將不符合要求的環保產品列入我們的遙感監測系統，系統就能識別三元催化器的工作狀況。制定嚴格的I/M制度是非常必要的。

4 結論

通過遙感技術在機動車尾氣檢測方面的應用。可以有效的利用分子對不同波長的光吸收的特性，在機動車檢測線另外增加一套紅外線檢測裝置和有效的控制人為的檢測。利用這一技術與現有的檢測線和政府的監管數據中心聯網實行檢測實時同步進行數據采集，傳輸，監控，比對，分析決策，管理服務。建立這么一套系統可整合新車管理，在用車檢測，環保標志發放，路檢執法，抽檢，維修，在用車監管及淘汰報廢等機動車污染綜合管理功能，提高政府行政管理效率和綜合執法能力。

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