9.PL
Hệ thống lấy mẫu với thể tích khơng đổi CVS có nhiệm vụ trộn khí thải với khơng khí được lọc sạch từ mơi trường tạo thành khí pha lỗng nhằm mơ phỏng quá trình hình thành phát thải của khí thải ra mơi trường cũng như tránh hiện tượng ngưng tụ hơi nước trong khí thải động cơ. Lưu động của dịng khí trong hệ thống được tạo ra bởi quạt hút, lưu lượng của khí pha lỗng được giữ không đổi nhờ ống Venturi. Phía trước ống Venturi có cảm biến nhiệt độ, áp suất khí và đầu lấy mẫu khí đi vào các túi khí.
PL3.4. Tủ phân tích khí thải CEBII
Tủ phân tích khí thải CEB II (Hình Pl3.3) phân tích thành phần các chất CO, CO2, NOx, HC có trong khí thải động cơ. Mỗi bộ phân tích được chia thành 4 dải đo, tùy thuộc vào hàm lượng thực tế các chất có trong khí thải mà bộ phân tích sẽ lựa chọn dải đo phù hợp. Để đảm bảo độ chính xác của phép đo, các bộ phận phân tích được hiệu chuẩn trước khi đo bởi các chất khí hiệu chuẩn tương ứng với từng giải đo.
Hình Pl3.3. Tủ phân tích khí thải CEB II
Hình Pl3.4. Sơ đồ cấu tạo của bộ phân tích 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
10.PL
- Các bộ phân tích CO và CO2 hoạt động dựa trên nguyên lý hấp thụ tia hồng ngoại
(Hình Pl3.4). Khi chiếu tia hồng ngoại qua hỗn hợp khí, tia hồng ngoại sẽ bị CO (CO2) trong hỗn hợp hấp thụ và suy yếu đi. Thông qua mức độ suy giảm của tia đo được chúng ta sẽ xác định được hàm lượng CO (CO2) trong hỗn hợp khí mẫu.
Khi đo CO trong khí thải bằng phương pháp này cần phải loại bỏ các yếu tố gây sai lệch kết quả đo, đặc biệt là sự hấp thụ hồng ngoại của hơi nước. Vì vậy khí thải trước khi đưa vào bộ phân tích cần phải được loại bỏ hồn tồn hơi nước thơng qua phương pháp lọc hoặc làm lạnh – ngưng tụ.
- Bộ phân tích HC xác định thành phần HC bằng phương pháp ion hóa ngọn lửa. Khí mẫu đi vào sẽ được hịa trộn với hỗn hợp khí cháy (hỗn hợp H2/He). Trong buồng phản ứng, hỗn hợp khí Synthetic Air (20% O2, 80% N2) được bơm vào làm mơi trường ơ xy hóa. Khi khí mẫu và khí cháy được đưa vào, hệ thống đánh lửa bật tia lửa đốt cháy hỗn hợp H2/He. Trong điều kiện áp suất và nhiệt độ đặc biệt, khí HC khơng bị cháy mà bị bẻ gãy liên kết hình thành các ion. Các ion sinh ra trong mơi 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 khuyếch đại khi đi qua bộ khuyếch 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 dịng điện sinh ra có thể đánh giá được lượng HC có trong khí mẫu.
- Bộ phân tích NOx xác định các thành phần NOx bằng phương pháp quang hóa. 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:
NO + O3 = NO2* + O2
Khơng 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.
Để đo lượng NO có trong khí xả, khí xả được đưa trực tiếp vào buồng phản ứng. Trong buồng phản ứng có O3 vì vậy một phần NO có trong khí xả mẫu sẽ phản ứng với O3 và tạo ra NO2*, NO2 hoạt tính tồn tại khơng lâu trong điều kiện bình thường vì vậy nó sẽ tự động chuyển về NO2 khơng hoạt tính bằng cách phóng đi một phần năng lượng dưới dạng tia sáng. Đo cường độ tia sáng thu được và dựa vào đó để xác định lượng NO phản ứng. Từ lượng NO phản ứng có thể tính ra lượng NO có trong khí xả mẫu.
Để đo lượng NOx có trong khí xả mẫu, cho tất cả khí xả mẫu đi qua một bộ chuyển đổi từ NO2 thành NO. Phần lớn NO2 chuyển đổi thành NO, sau đó tất cả khí xả đã qua chuyển đổi được đưa tới buồng phản ứng. Tương tự như với NO, trong buồng phản ứng một lượng NO có trong khí xả sẽ phản ứng với O3 và tạo thành NO2 hoạt tính. NO2 hoạt tính có năng lượng cao sẽ chuyển về mức năng lượng thấp và phát ra ánh sáng, căn cứ vào cường độ ánh sáng thu được ta tính ra được lượng NOx có trong khí xả.
Trong tất cả các phản ứng của bộ phân tích NO và NOx đều xảy ra với hiệu suất nhất định. Do đó để biết được chính xác lượng chất NO và NOx có trong khí xả ta phải xác định được hiệu suất của phản ứng. Muốn vậy ta phải biết được lượng chất tham gia phản ứng. Chính vì vậy trong hệ thống CEBII có một bộ phận đo hiệu suất phản ứng tạo O3 và hiệu suất phản ứng tạo NO.
11.PL
Hình Pl3.5. Sơ đồ cấu tạo của bộ phân tích NO và NOx