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机动车尾气遥感监测系统现场校准技术研究

机动车尾气遥感监测系统现场校准技术研究

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作者：刘硕河南工业大学

学位级别：硕士

机动车尾气遥感监测系统被广泛用于筛选高排放车辆。由于遥测系统本身固有特性和户外环境影响,尾气遥感监测系统的测量数据会出现不同程度的测量误差,需要对机动车尾气遥感监测系统进行定期校准。目前对机动车尾气遥感监测系统的校准是... 详细信息

机动车尾气遥感监测系统被广泛用于筛选高排放车辆。由于遥测系统本身固有特性和户外环境影响,尾气遥感监测系统的测量数据会出现不同程度的测量误差,需要对机动车尾气遥感监测系统进行定期校准。目前对机动车尾气遥感监测系统的校准是在实验室内对其气体测量、速度加速度等主要测量模块进行单独校准,进而推断遥测系统测量误差,未考虑现场实测环境和机动车行驶状况对尾气测量结果的影响,其校准结果可靠性难以保证。本研究根据机动车尾气遥感监测系统的实际运行情况,在现有校准方法的基础上提出了一种可行的现场校准方法。设计了封闭气室作为现场校准实验中被测对象,克服现场环境及气体湍流扩散对测试结果的影响。气室固定至电车尾部,实验过程中充满标准混合气体的气室以一定速度通过被校对象即遥测系统,模拟机动车真实行驶和排气状况。气室两侧装配透明的氟化钙玻璃,满足遥测系统对气室内气体测量;同时采用高精度气体分析仪作为标准仪器对气室内气体同步检测,可以对尾气遥感监测系统开展现场校准工作。主要研究内容如下:(1)采用窄线宽量子级联激光器作为光源,基于吸收光谱技术设计了高精度气体分析仪作为现场尾气浓度测量的标准仪器。采用标准气体(U=1%)对气体分析仪开展准确性和重复性测试。结果显示,气体分析仪对封闭气室内各组分浓度测量结果的相对误差均小于2%,测量不确定度均小于1.7%(k=2),相对误差和不确定度满足国家标准中对标准仪器的精度要求(相对误差小于3%,测量不确定度小于2%),可以有效开展对尾气遥测系统浓度测量模块的校准工作。(2)以电动车为载体开发了移动式现场校准系统。硬件部分主要由气体分析仪、封闭气室、气路控制模块、速度加速度计、工控机和网络模块组成。上位机采用C#编写了校准系统数据采集和控制软件,通过局域网络实现工控机控制电磁阀向气室内通入不同组分浓度的混合气体(模拟尾气),待气室内气体稳定后气体分析仪测试气室内气体浓度,工控机获取校准装置的气体浓度、速度和加速度并实时传送至上位机。(3)开展现场校准实验。选定某厂家生产的STGR660型号的机动车尾气遥感监测系统进行校准。在移动式现场校准平台上开展了不同速度(0km/h、10km/h、20km/h、30km/h、40km/h、50km/h)下实验测试,获得不同移动速度条件下校准对象的气体浓度测量信息,并单独对校准对象的速度加速度模块进行了实验测试。对校准对象测量结果进行了误差分析和不确定度评定。

关键词：机动车尾气遥感监测系统校准装置现场校准测量不确定度

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