汽車尾氣遙感技術探討

滕杰

(天津市機動車排污檢控中心,天津 300191)

汽車尾氣遙感技術探討

滕杰

(天津市機動車排污檢控中心,天津 300191)

摘要：指出了對汽車尾氣的監控、控制尾氣的排放、降低對環境的污染,是一項極為重要且迫切的工作。介紹了對一種汽車尾氣檢測技術——遙感監測技術,闡述了主要的工作原理、優點及檢測的內容,提出了使用汽車尾氣遙感技術時所需注意的事項。

關鍵詞：汽車;尾氣;遙感技術

1引言

隨著我國經濟的迅猛發展,城市化進程的不斷推進,國內汽車保有量呈現逐年上升的趨勢。以上海市為例,在20世紀90年代初,機動車保有量為20萬輛,而到2009年則上升到接近250萬輛,其中汽車占60%左右[1]。而汽車保有量的增加,交通出行量的增多,無疑給生態環境帶來了極大的影響。對此,需采取各種手段對汽車尾氣污染加以治理,而汽車尾氣排放進行檢測就是其中的一種。自20世紀70年代開始,推出了一些汽車尾氣檢測技術,如底盤測功機測試法、車載尾氣檢測法以及遙感檢測法等[2],本文對汽車尾氣遙感技術進行探討。

2汽車尾氣遙感技術的工作原理

汽車尾氣遙感技術是一種較為先進的尾氣檢測技術。從某種層面上來講,遙感技術是試驗室光譜分析技術的拓展,其工作原理主要為利用紫外線與紅外線光譜技術,對汽車尾氣排放物內不同成分的占比率加以測定[3]。

在對汽車尾氣進行測量時,其具體過程為:在汽車尾氣遙感設備的光源發生器發出紫外光光束、紅外光光束后,馬路對面的紫(紅)外光放光鏡會把其再次反射回遙感設備中,即光源檢測器內。在馬路上所行進的車輛經過上述光束時,尾氣對紅外光產生吸收作用,之后紅外線發射接收器將對所接收的光譜改變狀況加以詳細的分析,繼而對行進車輛所排出的各種氣體(氮氧化物、碳氫化合物、CO以及CO2等)及其濃度進行計算。在此期間,通過車輛辨別系統掌握每一輛車的車牌號碼,利用速度傳感器對相應車輛的速度及其加速度予以測定,經由氣象儀器對環境參數予以記錄。

汽車尾氣在排出之后,其中所包含的污染物將隨之在空氣內逐漸擴散與稀釋,而風向、風速以及空氣擾動等,會對污染物的稀釋濃度造成一定的影響。所以,對排氣煙羽濃度進行測量,難以說明汽車的尾氣排放情況,遙感設備是以CO2為參照氣體,對尾氣中的污染物加以測定。

以下針對NOX、HC以及CO等對CO2濃度的比率,分別用QNO、QHC、QCO等表示,且QNO=NOX/CO2、QHC=HC/CO2、QCO=CO/CO2。有關研究指出:針對一個既定排氣煙羽,QNO、QHC、QCO等是相對恒定的,基本上不會由于諸多原因如稀釋、擴散等而發生改變,所以,遙感檢測期間,在較短的時間之內反復對汽車排氣煙羽加以測定,對CO2、NOX、HC以及CO等進行計算,從而對QNO、QHC、QCO等加以明確。其中,一般是采取碳平衡法對CO2的濃度進行明確,具體的計算公式為:CO2%=42/(2QCO-0.37QHC+QNO+2.79)。按照定義可知,其它排氣污染物排放濃度計算公式為:CO%=QCO×CO2%;HC%=QHC×CO2%;NO%=QNO×CO2%。

采取遙感技術對車輛排氣污染物的濃度進行測量,簡而言之就是HC/CO2、NO/CO2、CO/CO2,之后再利用發動機的化學計量空燃比燃燒所推出的公式,對CO2的絕對濃度進行計算,最終將不同氣體污染物的濃度進行計算。

3汽車尾氣遙感技術的檢測內容及其優勢

3.1　汽車尾氣遙感技術的檢測內容

汽車尾氣遙感技術可以檢測的內容主要有:對車輛污染排放數據進行檢測:與其他汽車尾氣檢測方法一樣,該技術可對尾氣加以檢測,但它們之間又有所不同,即其不需要和被檢測車輛相接觸,且能對馬路上所行駛的各類汽車(如柴油車、汽油車)進行同時檢測;遙感技術在測定車輛所排放的尾氣同時,還能對汽車的行駛速度進行測定;可記錄汽車的牌照;能對“冒黑煙”的汽車進行抓拍與錄制;對“黃色環保標志”、“無環保標志”進行鑒別;可輔助交通部門開展更為有效的管理。

3.2　汽車尾氣遙感技術的優勢

通過遙感技術對汽車所排放的尾氣進行測定,具有一定的優越性,具體表現為如下幾點。①自動化水平高,檢測迅速,通常情況下1h可檢測的車輛多達10000輛,極大地提升了工作效率。②能夠在車輛正常行進期間展開尾氣檢測工作,并且此時的汽車發動機運行狀況更有說明性,且相對于怠速法而言,更可以說明車輛尾氣排放的具體狀況。③在對行進車輛進行尾氣測定時,駕駛者毫無感覺,這可防止極少數車輛駕駛者為檢測達標而采取相應手段,最終對尾氣測定結果。④一般情況下,遙測系統安裝在馬路邊,因而避免了在馬路中間設置東西,從而確保了交通的順暢。⑤在對汽車尾氣進行遙感檢測的過程中,不會影響到汽車的正常行進,車主也無需到相關檢測站進行檢測,節約了時間,方便了車主。⑥因為在檢測汽車尾氣時,檢測者與車輛駕駛者無需溝通,且從測試路段所收集到的所有信息或數據,均輸入電腦程序內,僅有被授權者方可開啟該程序,因而可確保汽車尾氣排放數據的真實性與可靠性。

4使用汽車尾氣遙感技術的相關注意事項

在利用遙感設備對汽車尾氣加以檢測時,為了確保所檢測數據的準確性與可靠性,應注意一些相關的事項,具體如下。

4.1　選擇使用環境與檢測場地

通常情況下,在安裝與使用尾氣遙感設備時,其工作環境(如壓力、溫度及濕度等),都必須滿足說明書中的條件或要求。在下雨、下雪或者是起霧的天氣下,一般不適宜開展汽車尾氣遙感檢測工作。如果要在多車道上展開尾氣遙感檢測,那么必須采用交通標志,以隔離出一條車道,從而便于測量工作的開展。汽車尾氣遙感技術的運用,對路面及其坡度也有相應的要求,即路面需保證平整,且需在平路亦或者是坡度低于15°的上坡路段。在選擇檢測場地時,需遠離一些相應污染源,避免對汽車尾氣檢測結果帶來影響;在相關設備使用場地的5m半徑內,不能出現帶有干擾的電磁波源。

4.2　安裝與調試

在對汽車尾氣遙感設備進行安裝的過程中,需注意一些事項,即在檢測區間前方大約50m的位置,安裝交通警示與異流標志。電子照相機與測速棒兩者之間的距離在10~15cm之間。攝像頭所對準的位置為測速光發射幫和測速棒兩者的中間。測速棒和氣體探測器之間的距離在7.5cm左右。在對設備進行調試時,調節測速棒應處于水平位置,測速棒與地面相距的距離在3~7cm左右,通常情況下是依據路面平整度來決定的,對測速光發射棒所發射出的激光進行相應的調節,以便讓其能夠準確地與3個接收口相對應[4]。按照相應的要求,對測量光束的離地高度進行合理的調整,且確保氣體探測器處于水平狀態,對反光鏡位置進行科學合理的調整,以便達到滿意的測量工作曲線。除此之外,需對紅外線工作曲線加以調整,且直至正常水平,然后在標定分析儀之后,即可進行車輛尾氣的檢測。

4.3　環境條件的選擇

一般情況下,汽車尾氣遙感檢測技術,對現場的環境有比較高的要求,即室外溫度需在零下5~45℃之間,相對空氣濕度需低于80%,且現場風速不可高于三級。若沒有滿足上述要求,則不可檢測。另外,在下雨、下雪以及有霧的天氣下,同樣也不能開展檢測工作。

4.4　所測車輛的實際狀態

在單位時間內,車輛所排放污染物的量,取決于車輛本身的行進狀態;而遙感設備在對車輛尾氣進行測定時,為了達到最為理想的檢測效果,需有比較集中的排放量。正是因為如此,在車輛測定區域內,車輛行駛速度需保證在每小時20km以上,同時保證加速度在零以上。

5結語

在一段時間內,我國機動車保有量還將繼續增加,對大氣與生態環境所造成的污染也將繼續,對此,為了保護人類的生活環境不受影響,對汽車尾氣進行檢測與治理,是極為關鍵且有必要的。而汽車尾氣遙感技術作為一種相對比較先進的檢測技術,還需進一步改進與完善,以便將其作用與優勢充分展現出來,從而為保護環境做出貢獻。

參考文獻：

[1] 尚若靜,江俊.汽油車尾氣遙感檢測結果統計分析與限值制定[J].環境監測管理與技術,2014(4):67~69.

[2] 馮蓬.汽車尾氣遙感監測技術應用研究[J].科學時代,2013(1).

[3] 王科.遙感技術在機動車排氣檢測和監管中的探析[J].資源節約與環保,2013(5):157,159.

[4] 孫冬梅.遙感設備在機動車尾氣檢測工作中的應用[C]//中國環境科學學會.2012學術年會論文集.北京:中國環境科學學會,2012:2115~2117.

收稿日期：2015-03-05

作者簡介：滕杰(1971—),男,山東人,工程師,主要從事加油站油氣回收排放管理及機動車尾車遙感檢測工作。

中圖分類號：X859

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944(2015)05-0207-02