便携式摩托车尾气分析仪的研制

　　摩托车是深入人们生活的交通工具,但伴随着其数量的增加,所排尾气也不断地增加,因此,开发有效的摩托车尾气监测仪器具有重要的现实意义.目前,测试方法中指出的工况法测排气污染物限值所需的设备有底盘测功机和排气分析系统,占用面积大(50 m2以上),操作复杂,实验准备时间长,成本极高(大约200~300万元),目前除国家几所指定的摩托车专业检验机构外,几乎所有这类机构对摩托车废气检测因无CVS大型检测仪器,而只能停留在使用测怠速法的便携式分析仪上或被动地通过工厂测试设备检测,这不符合国家的检测要求.本文研制的便携式摩托车尾气分析仪能测量各工况下摩托车尾气的排放状况,便于上述机构跟车检测,进行定性、定量分析.

　　1　工作原理

　　1.1　工作原理

　　该分析仪将转速测量单元中的霍耳传感器的主体固定在摩托车前支架上,磁铁放置在摩托车的轮辋上,通过霍耳传感器测量摩托车的车速,获得的车轮转速信号送信号转换和处理单元.气体流量测量单元实时获取行驶中摩托车所排尾气的流量,获得的流量值送信号转换和处理单元.车轮转速信号和气体流量信号最终都在工业计算机主板上得到处理.气体采样单元将尾气采集后经粉尘过滤器、水分离器后送给气体传感器检测.气体传感器获取摩托车尾部所排废气成分的数据,并送信号转换和处理单元.信号转换和处理单元将获得的数据信息输送给工业计算机主板,经工业计算机主板内部存贮的工作程序最终处理,将相关信息送液晶屏显示,测量结果通过微型打印机输出.测量时的一些控制信息通过触摸屏输送给工业计算机主板.其原理如图1.

　　1.2　摩托车行使速度测量

　　由磁电式感应器测得每秒钟车轮的转数记为N,车轮的直径记作d(m),则摩托车的行使速度(记为v)可直接计算为

　　1.3　气体流量测量

　　此仪器使用热线式空气流量计,热线式空气流量计的基本构成是感知空气流量的白金热线,根据进气温度进行修正的温度补偿电阻(冷线)和控制热线电流并产生输出信号的控制线路板,以及壳体.

　　在空气通道内放置热线,由于其热量被空气吸收,热线本身变冷.热线周围的空气质量流量越大,被带走的热量也将增加.热线式空气流量计就是利用热线与空气之间的这种热传递进行空气质量流量的测量.

　　实验测得我们使用的气体流量计的气体体积流量M和输出电压V,有以下几组数据M(m3/h),V(V)): (0.93,0),(1.79,5.68),(2.24,12.68),(2.73,24.25),(3.06,35.31),(3.43,51.65),(3.75,68.59),(3.99,104.92).

　　拟合曲线为[1,2]: