5. Phương pháp nghiên cứu
3.2.3. Tủ phân tích khí thải AVL CEBII
3.2.3.1. Kết cấu của tủ CEB II
Tủ phân tích khí xả CEBII thể hiện trên hình 3.10 là hệ thống bao gồm toàn bộ các mô đun thực hiện quá trình phân tích các thành phần khí xả (các bộ phân tích) và các thiết bị đảm bảo điều kiện làm việc đúng của hệ thống như: khối làm nóng (HSU), khối chuẩn đoán, khối điều khiển... [37]. Toàn bộ hoạt động của hệ thống có thể thực hiện thông qua máy tính công nghiệp nằm trong tủ hoặc điều khiển bằng tay thông qua màn hình sử dụng giao diện của máy tính điều khiển (tủ làm việc độc lập). Khi máy tính này được kết nối với máy tính chủ (CESAR) khi chạy động cơ theo chương trình, mọi hoạt động của tủ sẽ được điều khiển tự động từ máy tính chủ.
Tủ phân tích khí xả CEBII với kết cấu là hệ thống đo lường thực hiện bởi các môđun, cho phép đo đối với các thành phần: monoxit cacbon (CO), cacbon
54 dioxide (CO2), oxygen (O2), oxit nitơ (NOX), hyđrocacbon (HC), đồng thời còn đo được hệ số dư lượng không khí có trong khí xả.
1. Máy tính tích hợp trong tủ 2. Khối SCU
2a: Khối làm nóng 2b: Khối làm lạnh 2c: Khối điều khiển 2d: Vùng dành cho ERG 3. Các bộ phân tích
4. Bảng đồng hồ khí 5. Công tắc hệ thống 6. Khối chuẩn đoán Hình 3.10. Sơ đồ của tủ AVL CEB II.
3.2.3.2. Nguyên lý hoạt động của các khối phân tích.
Toàn bộ hệ thống phân tích khí xả được thiết lập theo một hệ thống các quy ước hoàn chỉnh giúp cho sự điều khiển và thử nghiệm là tốt nhất.
* Bộ phân tích CO hình 3.11
Hình 3.11. Sơ đồ cấu tạo của bộ đo CO
1.Một buồng phát tia hồng ngoại; 2. Màn chắn; 3. Đĩa khoét các rãnh; 4. Buồng chứa khí mẫu; 5. Buồng chứa khí CO được ngăn chắn bằng một màng cao su; 6. Thiết bị đo độ võng của màn; 7. Buồng chứa khí CO được ngăn bằng một tấm màng cao su; 8. Buồng chứa khí mẫu.
55
- Nguyên lý hoạt động:
CO hấp thụ bức xạ hồng ngoại ở bước sóng khoảng 4,7 m vì thế sự có mặt và nồng độ của CO có thể xác định bởi sự giãn nở của CO tại buồng đo khi có tia hồng ngoại đi qua từ đó so sánh với nguyên mẫu để đưa thông tin của CO cần đo.
* Bộ phân tích NO và NOX hình 3.12
Thiết bị đo NO và NOX là thiết bị xác định cường độ ánh sáng, nó bao gồm các chi tiết chính:
Hình 3.12. Sơ đồ cấu tạo bộ phân tích NO và NOX
1. Khí ôzôn được sinh ra nhờ một thiết bị tạo ô zôn trong không khí; 2. Bộ phận chuyển đổi NO2 thành NO; 3. Buồng phản ứng đo NOX có các đường dẫn khí ôzôn và khí mẫu; 4. Buồng phản ứng đo NO có các đường dẫn khí ôzôn và khí mẫu; 5. Bộ phận hủy ôzôn trước khi đưa ra ngoài môi trường; 6. Bộ phận đo cường độ sáng.
- Nguyên lý hoạt động
Thiết bị hoạt động dựa vào hiện tượng khí quang hóa để xác định hàm lượng NO và NOX. Thực chất phương pháp này là đo cường độ ánh sáng do các phần tử NO2 hoạt tính sinh ra. NO2 hoạt tính được tạo ra trong buồng phản ứng qua phản ứng sau:
56
NO + O3 = NO2* + O2 (3.1)
Không khí được đưa vào một đường và được cho qua bộ tạo ôzôn, O2 trong không khí được tạo thành O3 nhờ tia lửa điện và được đưa đến buồng phản ứng.
* Hệ thống đo CnHm
Hệ thống đo HC có sơ đồ nguyên lý trên hình 3.13.
Hình 3.13. Sơ đồ cấu tạo hệ thống đo HC
1. Hệ thống có ba đường dẫn khí vào. Một là đường dẫn khí mẫu vào, hai là đường dẫn khí cháy (hỗn hợp H/He), ba là đường khí tạo môi trường cháy. 2.Buồng phản ứng có gắn cảm biến nhiệt độ. 3. Bộ đánh lửa để sinh tia lửa mồi. 4. Cặp cực điện được nối với một bộ khuyếch đại và một bộ đo điện áp. 5. Bộ cảm biến nhiệt độ T100. 6. Bộ bơm khí nén tạo độ chân không để hút khí cháy ra.
- Nguyên lý hoạt động:
Khí mẫu cần đo được đưa vào hệ thống với áp suất 580mbar và lưu lượng 1500l/h. Nó được hòa trộn với khí cháy (hỗn hợp H/He) được đưa vào ở đường ống thứ hai. Khí cháy có áp suất là 1050mbar, có lưu lượng là 30l/h. Khí mẫu và khí cháy được trộn với nhau và đưa và buồng cháy với áp suất là 680mbar.
57 Trong buồng phản ứng hỗn hợp khí (20% O2, 80% N2) được bơm vào làm môi trường cháy. Khi khí mẫu và khí cháy được đưa vào, bộ đánh lửa bật tia lửa đốt cháy. Trong điều kiện như vậy khí HC không cháy mà bị bẻ gãy thành các ion. Các ion sinh ra trong môi trường có từ trường của cặp điện cực, nó sẽ bị hút về hai bản cực và tạo thành dòng điện trong mạch. Dòng điện được khuếch đại khi đi qua bộ khuếch đại và được đưa tới bộ đo điện áp.
Khí cháy được hút ra nhờ độ chân không ở đầu ra. Độ chân không này được sinh ra do luồng khí nén thổi qua tại miệng hút. Dựa vào cường độ dòng điện sinh ra có thể đánh giá được lượng HC có trong khí mẫu.