康明斯动力（深圳）有限公司

 

GB/T 8190.3-2003

 

往复式内燃机排放测量第3部分：稳态工况排气烟度的定义和测量方法（第4条款）

 

4 方法1：用消光烟度计测量烟度

 

消光烟度计外形图

4.1 用途

本方法可测量3.1中所述的全部三种烟度，但最适于测量黑烟和蓝烟。

注：所测值将受光通道有效长度（3.4）和气流温度的影响。

 

4.2 原理

使光束通过仪器测量室中的排气，测量其光强，并与原光强进行比较。

 

消光烟度计结构图

 

注：消光烟度计可制成采用全排气流或部分排气流的结构（参见3.9.1和3.9.2）。

 

4.3 规程

4.3.1 部分流式消光烟度计

使排气气样经取样探头和取样管流过测量室，以进行连续测量。测量接收光的光强。

4.3.2 全流式消光烟度计

将测量室安装在发动机排气系统中或在距排气管末端下游某一规定距离处，测量接收光的光强。

 

4.4 一般要求

测量仪器应符合ISO11614的规定。其相关零件应能承受使用温度的要求。

4.4.1 部分流式消光烟度计

4.4.1.1 取样探头

取样探头应放置在排气流中以抽取有代表性的排气气样。气样在抽入和通过测量室时应仍具有代表性。

整体安装时应使从测量探头到消光烟度计取样管的管段尽可能短并向上倾斜。管路不得漏气，并无急弯或缩颈，以免对气流造成不必要的局部阻力。

为使测量室进口处达到所需的温度条件，可在取样管内安装热交换器，但不得因此而改变排气特性。

4.4.1.2 测量室

由于测量室内的反射或散射作用，应使照射在受光器上的杂散光减至最少（例如：可在内表面涂以无光炭黑和采用合适的总体布置）。

4.4.1.3 排气流速

在消光烟度计制造厂规定的限值范围内，光在通过排气时的透射性应与排气流速无关。

4.4.1.4 排气温度

当平均运行温度T不是373K时，消光烟度计读数k_obs，应按下列公式修正至373K：

注：对某一给定温度，例如500K时的k值，可写为k₅₀₀。

应用上列公式时，测量室内所有点的排气温度应不低于343K和不高于553K。如果温度超出该范围，则不再修正，应记下读数，并注明温度。该温度范围是认为室内所有水分均以蒸汽形式存在，而所有其他不凝结的非固体颗粒（如不凝结的未燃燃油或润滑油量）在正常全负荷排烟中的数量微不足道。在这种情况下考虑温度影响的修正公式方才有效。

如果排气中含有超过正常比例的非固体组分，则该修正公式无效。例如，该公式不适用于高硫分重油发动机的排气，因为在373K时排气中可能含有凝结的酸性硫化物微滴。在此情况下，为了比较，必须在373K左右的严格温度范围内进行测量。或者，如要避免测量这种微滴，则应将该发动机的排气温度保持在413K以上，并且，如有需要，可修正到373K，求出名义参考值，以供比较。

4.4.2 全流式消光烟度计

注：当用全流式消光烟度计测定光吸收系数时，4.4.1.4中有关排气温度的说明同样适用。

4.4.2.1 测量设备的布置

测量设备应按下列两种方法之一布置。

a）内置法：测量室安放在发动机排气装置中。

b）尾置法（尾气取样）：用仪器测量距排气管末端下游规定距离处大气中的烟度。

 

4.5 对光学系统的要求

光学系统应由两部分组成：光源和受光器。也可应用带反射元件的装置。

4.5.1 光源

光源应是白炽灯，其比色温度范围为2800K～3250 K（见ISO／IEC 10526）或是绿色发光二极管（LED），光谱峰值为550 nm～570 nm。

4.5.2 受光器

受光器应由一光电管组成，其光谱响应曲线应和人眼的适光曲线相似（在波长为550nm～570nm范围内为最大响应，在低于430nm和高于680nm时小于4％的最大响应），当用绿色发光二极管时，则由一光电二极管组成。

4.5.3 反射和防护元件

如果应用反射和防护元件，则光源/受光器系统不得取用4.5.2规定的所需频率限值范围外的响应，并在测量期间不应使测量值产生显著偏差。

4.5.4 光通道有效长度

光通道有效长度（3.4）的值系用于计算光吸收系数k。当用洁净空气保护光敏元件免受积碳时，应考虑对光通道有效长度的影响。光通道有效长度L_A通常由仪器制造厂规定。

注：不是所有测量消光度的仪器都适于测量光吸收系数。因为光通道有效长度并不总是很容易就可确定，而且当用尾置式（尾气取样型）仪器时，被测排气不是在无反射罩壳内。

 

4.6 标定

须采用已知透光度的中密度滤光片来标定测量仪器。

 

4.7 测量参数

应用仪器测量透光度t，藉以计算消光度N和光吸收系数k。也可用仪器直接显示光吸收系数k。