遙感技術(shù)在機(jī)動(dòng)車(chē)排氣檢測(cè)和監(jiān)管中的探析

王 科

（山西省晉城市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站山西晉城048000）

1 機(jī)動(dòng)車(chē)檢測(cè)存在的問(wèn)題

我國(guó)現(xiàn)存的機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣檢測(cè)方法，主要是雙怠速檢測(cè)法、簡(jiǎn)易穩(wěn)態(tài)工況法（ASM）。雙怠速法屬于無(wú)負(fù)荷檢測(cè)，分別在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的低怠速和高怠速兩個(gè)怠速段進(jìn)行排放檢測(cè)。但由于怠速條件下無(wú)負(fù)荷，又是人為控制怠速的高低，且本方法只能測(cè)量碳?xì)浠衔?，一氧化碳，氮氧化合物重?fù)性誤差高達(dá)35%以上，因此，一般不測(cè)氮氧化物。簡(jiǎn)易穩(wěn)態(tài)工況法是在模擬汽車(chē)行駛25km/h和40km/h在道路上行駛測(cè)得的排放情況。測(cè)試的項(xiàng)目有碳?xì)浠衔?、一氧化碳、氮氧化物，目前我們使用的測(cè)試儀大多數(shù)是石家莊和成都的氣體分析儀。取樣方法有1）直接取樣法(Direct Sampling)直接取樣法是將取樣探頭直接插入發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管內(nèi)，用取樣泵直接采取一定量的氣樣，經(jīng)過(guò)粗、細(xì)濾器濾去氣體中的灰塵，供廢氣分析儀分析。為防止氣樣中的水分對(duì)分析儀的干擾，一般在系統(tǒng)中加由冷凝器和排水裝置組成的水分離器，用冷凝法除濕。為防止HC中那些蒸汽壓力低的高沸點(diǎn)成分溶于水而產(chǎn)生測(cè)量誤差，取樣導(dǎo)管應(yīng)做成加熱式，對(duì)于汽油機(jī)應(yīng)保持在150℃左右，柴油機(jī)應(yīng)保持在180～200℃之間。直接采樣法較簡(jiǎn)單，操作方便，適于連續(xù)觀察變工況引起的排氣成分變化。2）全量取樣法(Full Flow Sampling)全量取樣法是將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣試驗(yàn)中的全部排氣采集到一個(gè)有足夠容積的氣袋中以供分析，這種取樣法既能測(cè)定排氣污染物的平均濃度，也能作排放量的計(jì)算。從樣本氣體進(jìn)袋到最后測(cè)定期間HC易被氣袋吸附，且產(chǎn)生HC中易引起反應(yīng)的組分之間的相互反應(yīng)或聚合NOx的氧化等現(xiàn)象，取樣完成后應(yīng)盡快分析，以減小誤差。為防止樣本氣體中的水蒸氣在氣袋中凝結(jié)，應(yīng)在氣袋前安置熱交換器，熱交換器以10～15℃水冷卻，但高沸點(diǎn)的HC也容易凝聚而溶于水中隨之被放掉，造成一定的誤差。3）變稀釋度取樣法變稀釋度取樣法也稱(chēng)為定容取樣法(Constant Volume Sampler，CVS)，是一種接近于汽車(chē)排氣擴(kuò)散到大氣中的實(shí)際狀態(tài)的取樣方法。

樣品經(jīng)采樣后進(jìn)入分析儀器，一般來(lái)說(shuō)這些儀器都采用紅外線(xiàn)對(duì)某些氣體分子的光譜吸收原理和對(duì)光線(xiàn)的遮擋程度來(lái)確定濃度的高低。當(dāng)汽車(chē)進(jìn)入檢測(cè)線(xiàn)的雙滾筒時(shí)，升降機(jī)工作降低雙滾的高度，測(cè)功機(jī)開(kāi)始工作，當(dāng)車(chē)速達(dá)到規(guī)定的數(shù)值時(shí)，儀器開(kāi)始采樣并進(jìn)行分析大約幾十秒在這個(gè)速度下合格后再進(jìn)入下一個(gè)車(chē)速測(cè)試單元。

按技術(shù)規(guī)范這兩個(gè)方法目前還比較適合現(xiàn)階段的檢測(cè)要求，然而，由于金錢(qián)利益關(guān)系，尾氣檢測(cè)在一些地方是擺個(gè)樣子罷了，有的地方儀器已經(jīng)不能采樣了，還在進(jìn)行檢測(cè)尾氣，有一些企業(yè)利用怠速法和工況法沒(méi)有明確的規(guī)定，在使用方法上變通。我們知道怠速法是只測(cè)碳?xì)浠衔锖鸵谎趸?，而用工況法則有氮氧化合物項(xiàng)目，由于我們現(xiàn)用的燃油品質(zhì)差，使一部分車(chē)輛氮氧化合物排放增加，有的嚴(yán)重超標(biāo)，使用工況法怎么測(cè)也不合格，而用雙怠速法一測(cè)就過(guò)；更有一些企業(yè)表面上看很正規(guī)，有監(jiān)控、有質(zhì)檢部門(mén)的認(rèn)證，但他們往往比誰(shuí)都會(huì)作弊，他在采樣管上下功夫，有的將膠管與過(guò)濾器連接處直接拔掉，放在手里面，從表明上看工作很認(rèn)真，其實(shí)膠管與采樣頭已分離了，儀器采的是空氣。更有一些企業(yè)在搞兩套檢測(cè)儀器一套在地上，一套在地下。只要給錢(qián)就能讓你的車(chē)合格，這是廣大車(chē)蟲(chóng)們說(shuō)的一句口頭禪。

2 遙感技術(shù)怎么用于尾氣檢測(cè)

車(chē)輛尾氣遙感檢測(cè)技術(shù)于20世紀(jì)80年代末開(kāi)始在美國(guó)出現(xiàn)，目前已經(jīng)在北美、歐洲、東亞等國(guó)家和地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用。遙測(cè)主要利用分子對(duì)不同波段的吸收光譜特性，當(dāng)遙測(cè)設(shè)備的光源發(fā)生器發(fā)出紅外光(或激光)和紫外光光束時(shí)，其道路對(duì)面的紅外線(xiàn)(或激光)和紫外光反光鏡又將其反射回設(shè)備的光源檢測(cè)器，道路上行駛的車(chē)輛通過(guò)這些光束時(shí)，排出的尾氣會(huì)對(duì)紅外光(或激光)產(chǎn)生吸收，紅外線(xiàn)發(fā)射接收器通過(guò)分析接收光光譜的變化情況計(jì)算出車(chē)輛行駛中一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、碳?xì)浠衔?HC)及氮氧化物(NOx)的排放濃度。同時(shí)由車(chē)輛辨別系統(tǒng)記錄下車(chē)輛的車(chē)牌，速度傳感器測(cè)量其車(chē)速和加速度，氣象儀器記錄環(huán)境參數(shù)。遙測(cè)具有檢測(cè)效率高、不影響車(chē)輛正常行駛、防止舞弊和能較真實(shí)反映車(chē)輛道路實(shí)際排放狀況等突出優(yōu)點(diǎn)，但由于遙測(cè)技術(shù)是使用非接觸式方法進(jìn)行排氣測(cè)量，故受測(cè)量條件的影響較大，測(cè)量精度和重復(fù)性相對(duì)較差。我們可利用這一技術(shù)在尾氣檢測(cè)的采樣頭與汽車(chē)排氣管的某一位置設(shè)置一套紅外線(xiàn)遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)由互聯(lián)網(wǎng)接入環(huán)保監(jiān)管系統(tǒng)與尾氣監(jiān)測(cè)站分離,是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng),這系統(tǒng)由管理部門(mén)對(duì)各檢測(cè)線(xiàn)實(shí)行監(jiān)控。它能比較準(zhǔn)確反映被檢車(chē)輛的尾氣排放狀況，獲得的數(shù)據(jù)可以直接與檢測(cè)線(xiàn)上的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如偏差很大則要說(shuō)明檢測(cè)有問(wèn)題。在采樣與分析的個(gè)個(gè)環(huán)節(jié)要安裝監(jiān)控設(shè)施從而有效監(jiān)管排氣檢測(cè)。

利用遙感系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)設(shè)備實(shí)行全過(guò)程管理，對(duì)所用儀器設(shè)備進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn)，以及設(shè)備維修，使用年限，標(biāo)定周期等對(duì)檢測(cè)線(xiàn)進(jìn)行全方位管理，使所有的檢測(cè)設(shè)備都有良好的性能，使之一致性，重復(fù)性誤差不能高于10%（我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)）對(duì)檢測(cè)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)，圖像同步，遠(yuǎn)紅外數(shù)據(jù)同步進(jìn)入監(jiān)控系統(tǒng)，當(dāng)遠(yuǎn)紅外數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常而檢測(cè)設(shè)備正常時(shí)要及時(shí)進(jìn)行處置。這樣保障檢測(cè)和計(jì)算分析的全過(guò)程質(zhì)量控制。每天從開(kāi)始檢測(cè)工作之前，都要對(duì)檢測(cè)線(xiàn)進(jìn)行自檢，如果不能通過(guò)，監(jiān)管系統(tǒng)會(huì)直接禁止檢測(cè)工作，直至故障排除，通過(guò)自檢和環(huán)保部門(mén)的認(rèn)定。

3 利用車(chē)載OBD系統(tǒng)進(jìn)程管理

我們要逐步推廣車(chē)載診斷系統(tǒng)（OBD）,它是一款專(zhuān)門(mén)用于監(jiān)測(cè)機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放是否正常的一套系統(tǒng)。隨著機(jī)動(dòng)車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格，對(duì)車(chē)企要求越來(lái)越高，車(chē)企在這方面的成本投入也越來(lái)越大，因此一些車(chē)企就開(kāi)始在發(fā)動(dòng)機(jī)的三元催化器上做文章，本來(lái)保證10萬(wàn)公里的三元催化器，由于某車(chē)企偷工減料，甚至粗制濫造，不到3萬(wàn)公里就不能用了，有的三元催化器甚至成了發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的障礙物，造成排氣不通暢的發(fā)動(dòng)機(jī)故障，更有的車(chē)企在新車(chē)要加裝的OBD上做手腳，即便尾氣排放超標(biāo)，也不亮燈報(bào)警。規(guī)范新車(chē)管理是非常必要的，我們要制定嚴(yán)格的車(chē)載OBD使用標(biāo)準(zhǔn)和三元催化器的使用年限，在媒體上就我國(guó)車(chē)用三元催化器進(jìn)行大曝光，將不符合要求的環(huán)保產(chǎn)品列入我們的遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)就能識(shí)別三元催化器的工作狀況。制定嚴(yán)格的I/M制度是非常必要的。

4 結(jié)論

通過(guò)遙感技術(shù)在機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣檢測(cè)方面的應(yīng)用?？梢杂行У睦梅肿訉?duì)不同波長(zhǎng)的光吸收的特性，在機(jī)動(dòng)車(chē)檢測(cè)線(xiàn)另外增加一套紅外線(xiàn)檢測(cè)裝置和有效的控制人為的檢測(cè)。利用這一技術(shù)與現(xiàn)有的檢測(cè)線(xiàn)和政府的監(jiān)管數(shù)據(jù)中心聯(lián)網(wǎng)實(shí)行檢測(cè)實(shí)時(shí)同步進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，傳輸，監(jiān)控，比對(duì)，分析決策，管理服務(wù)。建立這么一套系統(tǒng)可整合新車(chē)管理，在用車(chē)檢測(cè)，環(huán)保標(biāo)志發(fā)放，路檢執(zhí)法，抽檢，維修，在用車(chē)監(jiān)管及淘汰報(bào)廢等機(jī)動(dòng)車(chē)污染綜合管理功能，提高政府行政管理效率和綜合執(zhí)法能力。

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