CAPITOLUL 3

252POLUAREA MEDIULUI DE CTRE AUTOVEHICULE CU MOTOARE CU ARDERE INTERN253 METODE DE MSURARE A EMISIILOR POLUANTE

METODE DE MSURARE

A EMISIILOR POLUANTE

13.1. METODE DE MSURARE

A POLUANILOR CHIMICI

Pentru msurarea poluanilor legiferai n prezent, s-au dezvoltat metode de analiz specifice, n scopul omologrii motoarelor cu ardere intern n ceea ce privete emisiile de substane poluante.

13.1.1. Msurarea monoxidului de carbon CO [1]

Msurarea CO se face, de regul, cu analizorul tip NDIR (analizor nedispersiv cu absorbie n infrarou) sau cu analizorul electric, primul tip fiind preferat de regulamentele internaionale. Nu sunt excluse alte metode de msur, dac se dovedete c acestea sunt echivalente n performane cu cele ale analizorului NDIR. Acest analizor folosete metoda absorbiei energiei radiante nedispersive n spectrul de radiaii infraroii, care are la baz urmtorul principiu: gazele poliatomice absorb selectiv energia radiat n spectrul infrarou n diferite benzi de lungimi de und caracteristice fiecrei substane. Pe aceast cale se poate determina att concentraia de CO ct i CO2 i HC. CO i CO2 absorb radiaia infraroie la lungimea de und de 4,7 (m i 4,3 (m. Analizorul NDIR msoar absorbia la o lungime de und dat i compar rezultatul cu absorbia unor gaze etalon. Acest analizor face o msurtoare comparativ i nu una absolut, depinznd ntr-o mare msur de calitatea amestecului de gaze pure. Aa cum este artat n diagrama simplificat din figura 13.1, o surs de radiaii de band larg n infrarou produce dou fascicule paralele care trec prin dou tuburi cu perei interiori reflectorizani i care sunt apoi captate de un detector diferenial de gaz.

Detectorul este alctuit dintr-o carcas etan cu dou fante de transmitere a radiaiei infraroii, care este desprit de o diafragm flexibil, ce reprezint placa unui condensator. Cele dou pri ale detectorului sunt umplute cu gazul de analizat i cu gazul etalon. Cnd cele dou fascicule ptrund n detector, componentele la lungimile de und specificate sunt absorbite de gazul detector, care se nclzete i se dilat. n cazul n care fasciculele sunt egale, nu exist dezechilibru al diafragmei separatoare. Un fascicul, cel de referin, urmeaz un drum fixat, cellalt trece prin tubul cu gazul de analizat. n acest tub, energia fasciculului scade datorit absorbiei unui anumit component i, prin trecerea prin jumtatea corespunztoare a detectorului dezvolt mai puin cldur de absorbie, ceea ce conduce la deplasarea diafragmei cu variaia capacitii electrice a condensatorului. Fasciculele sunt ntrerupte cu o frecven de 610 Hz, ceea ce determin generarea unui semnal electric alternativ. Selectivitatea pentru fiecare component dat de natura gazului folosit n detector poate fi crescut prin folosirea filtrelor de band ngust n infrarou tip Fabry - Perrot sau prin nlturarea compusului cu care interfereaz.

Fig.13.1. Schema unui analizor n infrarou (NDIR).

13.1.2. Msurarea oxizilor de azot NOx Msurarea NOx se face prin metoda absorbiei sau prin metoda chemiluminiscenei, aceasta din urm fiind metoda recomandat de regulamentele internaionale. Determinarea NOx prin chemiluminiscen se bazeaz pe faptul c NO reacioneaz cu ozonul ( O3 ), rezultnd NO2 ncrcat electric ; acesta se descarc producnd o cuant de lumin roie :

NO + O3 = NO 2* + O2NO2* = NO2 + h ((Aceasta poate fi msurat cu precizie, folosind un fotomultiplicator. Pot avea loc alte dou reacii :

NO + O3 = NO2 + O2NO + O3 = NO2* + O2 = NO2 + O2 + M .

Prima reacie consum O2, fr a produce molecule excitate, iar cea de a doua consum moleculele excitate, prin aciunea moleculelor inerte ( M ), fr a produce emisie de fotoni.

Pentru evitarea acestor reacii parazite, se menine gazul la presiune sczut i temperatur constant i se elimin apa, pentru a nu crea molecule inerte. Analizorul are alctuirea din figura 13.2.

n camera de reacie ptrunde gazul de analizat i ozonul. n aceast camer, meninut la temperatur constant, se produce reacia care genereaz molecule de NO2 excitate. Camera este vidat (3 12 torr ) cu o pomp de vid. Fotomultiplicatorul (cu celul fotoelectric ) transform impulsurile luminoase n curent electric. Aparatul mai cuprinde circuitul probei i circuitul de producere a ozonului (ozonul se obine prin trecerea O2 printr-un reactor cu doi electrozi, alimentai la o surs de tensiune nalt, care produce o descrcare electric, rezultnd 2% ozon din oxigenul vehiculat). Deoarece normele solicit msurarea concentraiei totale de NOx ( NO+NO2 ) i pornind de la constatarea c n gazele de evacuare se afl, n principal, NO i NO2 , aparatul este realizat pentru a msura i suma acestor gaze. Pentru aceasta, proba de gaze se trece printr-un reactor nclzit electric la temperatura de 650 700(C, la care totalitatea NO2 disociaz n NO, care este apoi analizat dup metoda descris.

13.1.3. Msurarea hidrocarburilor O serie de hidrocarburi absorb radiaia n spectrul infrarou, la lungimea de und de 3,4 (m , dar altele, n special hidrocarburile aromatice, au absorbia aproape nul. Doar aproximativ 50% dintre hidrocarburi pot fi msurate prin NDIR, ceea ce este inadmisibil pentru o tehnic de msur. Metoda care realizeaz msurtori cu o precizie mai bun este cea care utilizeaz detecia ionizrii flcrii ( FID - Flame Ionization Detection ). Aceast metod se bazeaz pe faptul c atomii de carbon pot fi separai, la temperatur ridicat, n ioni pozitivi i electroni liberi. ntruct vaporii de ap influeneaz msurarea, gazele de analizat se nclzesc pn la 190(C, iar metoda devine HFID ( Heated FID ).Procedeul de msur are avantajul c indicaia detectorului este proporional cu concentraia hidrocarburilor i cu numrul de atomi de carbon din molecul, de exemplu, indicaia aparatului la 100 ppm propan ( C3 H 8 ( este jumtate din indicaia la 100 ppm hexan (C 6 H14) . De aceea, aparatul se mai numete i numrtor de atomi de carbon ( fig.13.3 ).

Gazul de analizat se amestec cu aer i arde ntr-o flacr format din H2 ( 40 % ) i He ( 60 % ) n zona flcrii sunt amplasate dou plci electrizate pozitiv i, respectiv, negativ. Ionii pozitivi i negativi se vor separa, pe plci, genernd un curent electric proporional cu numrul de atomi de carbon, curent care poate fi amplificat i msurat.

Fig.13.2. Analizorul cu chemiluminiscen (HCLA).

Fig.13.3. Analizorul pentru hidrocarburi cu ionizarea flcrii (HFID).

13.1.4. Msurarea fumului Metodele cele mai rspndite de msurare a fumului sunt metoda filtrrii gazelor i metoda evalurii luminii absorbite de gaze [2 ].

Metoda filtrrii gazelor const n colectarea particulelor de fum pe un filtru i aprecierea acestora fie prin cntrire, fie prin determinarea coloraiei hrtiei de filtru. Dup cum se observ, metoda de msurare gravimetric este identic cu cea prezentat la msurarea particulelor, ceea ce nseamn c noiunea de particule reprezint o noiune mai larg: particula include produi solizi i lichizi ai arderii incomplete. Determinarea coloraiei hrtiei de filtru este principiul care st la baza construcie fummetrelor Bosch. La aceste aparate, fumul trece printr-un disc din hrtie de filtru, la o depresiune constant creat de o pomp de vacuum. Dup luarea probei, filtrul se compar cu unul curat, cu ajutorul unei celule fotoelectrice. Valorile obinute se ncadreaz n scara Bacharach, care stabilete 10 niveluri de nnegrire, zero fiind atribuit hrtiei de filtru curate.

Metoda evalurii luminii absorbite de gaze are ca principiu de msur comparaia transparenei coloanei de fum cu transparena unei coloane de aer curat. O lamp cu incandescen emite un flux luminos, ce trece prin coloanele de gaze i aer, impresionnd o celul fotoelectric. Funcie de coeficientul de absorbie determinat se stabilesc valorile corespunztoare ale unitilor de fum. Fummetrele care lucreaz dup acest principiu se numesc fummetre tip Hartridge sau, mai corect, opacimetre.

ntre cele dou scri de msur, Bosch i Hartridge, s-a stabilit o echivalen calitativ, iar prin medierea intervalului de variaie s-au obinut valorile cele mai probabile.

n condiiile n care s-au precizat metodele de msur a particulelor, msurarea fumului poate fi considerat inutil. Totui, reglementrile referitoare la msurarea opacitii gazelor de evacuare se menin n vigoare, fumul fiind considerat neoficial o msur vizibil a emisiei de particule.

Definiia fumului dat de QUARG ( Grupul pentru calitatea aerului din Marea Britanie ) este urmtoarea [3 ]:Fumul reprezint materia format din particule cu diametrul sub 15 (m, rezultat n urma arderii incomplete a combustibilului. Fumul negru reprezint materia format din particule negre (nereflectante) care rezult n urma msurrii prin metoda filtrrii.

Diferena dintre fum i fum negru trebuie subliniat: termenul fum se refer la particulele primare, indiferent de culoarea acestora ( grad de nnegrire ). Totui, datorit faptului c msurrile de fum din aer prin metoda filtrului depind de gradul de nnegrire al hrtiei de filtru, s-a introdus termenul de fum negru, pentru a face o distincie ntre capacitile de depunere diferite ale fumului provenit din surse diferite.

13.1.5. Msurarea particulelor

Aa cum s-a artat anterior, particulele sunt definite implicit, euristic, prin metoda proprie de msurare: metoda gravimetric, detaliat la paragraful 13.2.2, n contextul instalaiilor de msurare.

ntruct aceast metod este destul de complicat, recent, firma AVL a propus alt metod de msurare a particulelor prin tehnica absorbiei n infrarou (descris n cap.13.1.1) la anumite lungimi de und; echipamentul DPL 482 determin coninutul de carbon (fraciunea insolubil a particulelor) i cantitatea total de hidrocarburi (solide, lichide i gazoase); precizia determinrii este de (5% pentru carbon i de (15 % pentru hidrocarburi, raportate la metoda convenional [4]. Totui, deocamdat, aceast metod n-a ntrunit suficient adeziune din partea organismelor legislative, pentru a fi preferat ca metod de referin n locul celei gravimetrice.

13.1.6. Echivalena fum-particule Particulele emise de motoarele diesel sunt compuse n principal din funingine, generat n timpul arderii (carbon grafitic) i hidrocarburi, adsorbite sau condensate. Particulele sunt definite, n scop legislativ, ca materialul (cu excepia apei ) care se colecteaz pe un filtru de teflon la trecerea gazelor arse emise de motor, anterior diluate cu aer filtrat; diluarea cu aer curat se face pentru a respecta condiia ca T filtru < 52C, pentru a evita volatilizarea unor hidrocarburi i condensarea apei.

Msurarea particulelor se bazeaz pe definiia anterioar i implic o procedur complicat : diluarea gazelor de evacuare sau a unei pri a acestora, msurarea exact a raportului de diluie, cntrirea filtrelor nainte i dup eantionare ntr-o atmosfer controlat, cunoaterea exact a debitului de gaze diluate care trec prin filtru n perioada eantionrii.

Se poate trage concluzia c msurarea particulelor este o operaie cu multe faze, scump i de durat i, de aceea, nu este surprinztor faptul c au fost fcute multe ncercri de a corela msurarea gravimetric a particulelor cu msurarea indicelui de fum, prin folosirea fummetrelor obinuite ( Bosch, Hartridge ) sau a altor instrumente necomercializate. Majoritatea studiilor pe aceast tem au obinut corelaii ntre cifrele de fum i concentraia de funingine msurat n gazele de evacuare nediluate. De aceea, se va urmri aplicativitatea corelaiilor existente fum-funingine n estimarea emisiei masice de particule i se vor cerceta relaiile dintre particule, funingine i fum.

n cele ce urmeaz se vor prezenta rezultatele cercetrilor unor instituii consacrate n domeniul investigrii de motoare diesel i de aparatur destinat acestui scop. Cele mai dese referiri se vor face la MIRA ( Motor Industry Research Association ( Societatea Britanic pentru Cercetri n Industria de Automobile ) i la AVL ( Institutul Austriac de Cercetare a Motoarelor ) .

13.1.6.1. Corelaii cu unitile de fum Bosch Exist mai multe determinri, efectuate de diferii investigatori, ncepnd din anii '60, care au stabilit o serie de corelaii sub form de nomograme, valori tabelate sau ecuaii [5,6]:

C = 3,87.10(2.Bn5 ( 1,47.10(1.Bn4 + 1,06.10(1.Bn3 + 12,6. Bn2 + 12,4. BnC = 24,7.Bn + 1,92.Bn3

C = 19,1.Bn1,78C = 581,4 .[ ln ( ) ] 1,413

n care : C este concentraia de funingine din gaze (g/m3);

Bn ( indicele de fum n uniti Bosch.

Pe graficele urmtoare ( fig.13.4 ), aceast ultim curb (4), ( adoptat pentru celelalte dependene cantitative expuse n lucrare ) este cea mai reprezentativ, avnd o poziie median n raport cu celelalte curbe (1), (2) i (3) :

Fig.13.4. Diferite funcii de interpolare a dependenelor experimentale C (Bn).

Formulele (2), (3) i (4) au fost determinate prin msurarea masei de carbon raportat la condiiile standard de presiune i temperatur i a indicelui de fum Bosch, n 53 de puncte de funcionare ale motorului.

Semnificaia fizic a ecuaiei (4) este mai evident n forma :

Bn =10 . { 1 ( exp [ ( (kC) b ] } ,

n care : Bn este indicele de fum Bosch;

C concentraia de carbon (g/m3);

k, b constante experimentale.

Ecuaia (5) reflect fenomenul de atenuare al radiaiei luminoase, definit de legea Lambert-Beer, iar determinarea experimental a coeficienilor k, b a condus la ecuaia :

Bn =10 . { 1 ( exp [ ( ( 0,0017.C ) 0,708 ] }

Pentru aceleai ncercri s-a stabilit corelaia particule-fum [7]:

P = 565 .[ ln ( ) ] 1,206n care P este concentraia de particule din gazele arse (g/m3)

i echivalenta sa :

Bn = 10 . { 1 ( exp [ ( ( 0,0018.P ) 0,829 ] }.

n figura13.5 se observ consistena relaiilor (4) i (7) cu relaia evident C < P pe domeniul de aplicabilitate tipic 0 < Bn < 5, inegalitate care se pstreaz, pe curbele de interpolare, doar la valorile lui Bn < 6.

Din reprezentarea grafic a formulei (7) se observ c msurtorile de particule se coreleaz surprinztor de bine cu indicele de fum Bosch, relaia (7) avnd un grad de ncredere de 97%, ceea ce nseamn c fraciunea volatil a particulelor are o influen redus asupra fumului Bosch. Ecuaia (7) a fost confirmat i de studiul [7], rezultnd o coresponden excelent.

Ali autori [8], folosind msurri efectuate pe motoare diesel cu camer unitar i cu camer divizat, au propus relaia :

P = 1,024.C + 0,505.HC ,

n care : C este concentraia de carbon sau funingine obinut prin msurarea fumului Bosch prin corelaia propus de MIRA [ 9 ] i care este trasat n fig.13.6;

HC concentraia masic de hidrocarburi din gazele de evacuare.

C =

. a . Bn . exp ( b . Bn ),

n care: 0,405 este lungimea (m), a tubului de msur;

a, b coeficieni experimentali ( a = 4,95 i b = 0,38 ).

Fig.13.5. Curbele de funingine i particule ( conform (4) i (7) Alkidas).

Fig.13.6. Curba de corelaie MIRA.Figura 13.7 red corespondena descris de ecuaia (10), iar fig.13.8 arat situarea acestei relaii comparativ cu alte relaii deja existente, dintre care curba MIRA-DB este cea din fig.13.6 , curba Alkidas este cea corespunztoare relaiei (4) (fig. 5), iar celelalte curbe s-au obinut de specialitii firmei AVL cu ocazia dezvoltrii altor fummetre.

Fig.13.7. Corelaia funingine ( uniti Bosch (conform AVL).

Fig.13.8. Corelaii funingine - fum Bosch.

( curba MIRA coincide cu curba MIRA-AVL, determinare efectuat n cooperare de cele dou instituii; curba AVL8404 coincide cu curba AVL415 pn n jurul lui Bn = 4). Din graficele prezentate, ce reprezint concluziile mai multor investigatori ai problemei, care au utilizat diferite tipuri i mrimi de motoare diesel, rezult convergena opiniilor lor, dovedind ca fummetrul Bosch poate fi un instrument potrivit pentru evaluarea particulelor.

13.1.6.2. Corelaia cu unitile de fum HartridgePrincipiul de msurare a fumului cu fummetrul Hartridge difer de cel al fummetrului Bosch. n primul caz se realizeaz compararea intensitii luminoase a unui fascicul luminos, care trece printr-un spaiu umplut cu gaze de evacuare, cu intensitatea luminoas a aceluiai fascicul, care trece prin aer curat, iar n al doilea caz se realizeaz filtrarea gazelor i evaluarea coloraiei ( gradului de nnegrire al ) hrtiei de filtru.

Ca metod de msurare, metoda Hartridge este mai direct, ea fiind caracterizat de o mrime cu semnificaie fizic clar definit coeficientul de absorbie a luminii (m(1), spre deosebire de metoda Bosch, la care scara de msurare este relativ.

Rspndirea mare a acestor fummetre a dus la stabilirea unei corespondene ntre indicele de fum Bosch i indicele Hartridge. Statistic, MIRA a determinat aceasta coresponden sub forma grafic din fig.13.9, n care apare, de asemenea, corelaia cu coninutul de particule solide.

Fig.13.9. Corelaii ale msurrilor de fum.

Pe baza msuratorilor efectuate de MIRA [9], care au stabilit relaii de coresponden tabelar ntre fumul Hartridge i emisia de funingine, specialitii germani [10], au aplicat corecii acestei corespondene, explicabile datorit modificrilor echipamentului de msur, definind astfel o nou formul de echivalen :

+0,183P = 0,349 (0,089 . ln [ 1 ( H/100 ](1 [g/m3]

n care: P este concentraia de particule din gazele arse;

H indicele de fum Hartridge.

Aceast formul a rezultat din interpretarea statistic a 376 de perechi de msurri (particule(( fum Hartridge), valoarea central fiind i cea mai probabil; formula cuprinde ntre limitele sale 95 % dintre msurtori (probabilitate de eroare 5 % ).

Reprezentarea grafic a valorii minime, medii i maxime a curbelor PH s-a ilustrat n figura 13.10, n care, pentru deosebirea curbelor, s-au utilizat indicii 0,1 i respectiv, 2.

Fig.13.10. Corespondena ntre fumul Hartridge i emisia de funingine.

13.1.6.3. Interpretarea curbelor de echivalen n fig.13.11 s-au reprezentat curbele care definesc corespondena particule - fum Hartridge determinate de formula (11), n care P H, 0,1,2 au semnificaia din fig.13.10, iar PBH reprezint corespondena particule-fum Hartridge obinut prin transformarea formulei (4) din uniti Bosch n uniti Hartridge.

Se observ o coresponden foarte bun a formulei (4) cu valoarea medie dat de formula (11) n intervalul uzual de indici de fum Hartridge (055).

100Fig.13.11. Reprezentarea grafic a echivalenei particule - fum Hartridge.

( S-a ncadrat cu linie punctat domeniul uzual , 0 < H < 55 i 0 < P < 0,4 g/m3 corespunztor fig. 10).

La valori mai mari ale indicelui de fum Bosch ( Bn > 5 ), rar ntlnite n practic, extrapolarea curbelor de coresponden prezentate nu este semnificativ i introduce erori importante.

ntruct msurarea fumului prin metoda Hartridge este cea recunoscut de organismele europene ( Regulamentul CEE-ONU nr. 24.03 ), se propune folosirea formulei (11), prin care se determin concentraia de particule a emisiei motorului pentru un regim dat. Pentru stabilirea acestei emisii, se urmrete procedura de calcul din Regulamentul CEE-ONU nr. 49.02 cu modificrile impuse de concordana ecuaiilor dimensionale precizate n [11]. Acest regulament prevede c se accept i alte metode, sisteme i tipuri de analizoare dac se dovedete c ele dau rezultate echivalente; echivalena este recunoscut dac rezultatele noului sistem se ncadreaz n limitele +/(5% fa de rezultatele obinute cu sistemul considerat de referin.

13.1.6.4. Verificarea corelaiei fum - particulePentru verificarea corelaiei propuse prin formula (11) s-au efectuat msurtori de fum Hartridge, n cele 13 trepte prevzute de Regulamentul nr. 49.02, pe motorul Renault tip MIDR 06 3540N/3. Acest motor a fost certificat conform Regulamentului nr. 49.02 i este caracterizat de o emisie de particule de 0,226 g/kWh, determinat deci prin metoda gravimetric; prin metoda propus, emisia probabil de particule este de 0,223 g/kWh, ceea ce nseamn o eroare de 1,3% fa de metoda de referin.

13.2 INSTALAII DE MSUR A POLUANILOR

13.2.1. Instalaii de msur a poluanilor gazoi [ 12 ]

Exist mai multe posibiliti de conectare a aparatelor descrise, pentru msurarea simultan a CO, NOx i HC emise de un motor. Schema tipic este reprezentat n fig.13.12.

Performanele instalaiei depind foarte mult de tipul analizorului folosit, n special de caracteristicile sale de curgere. Analizoarele HFID i HCLA necesit un sistem de nclzire a probei, n timp ce analizoarele NDIR necesit un sistem de rcire. naintea construirii unei asemenea instalaii de msur trebuie consultai productorii de analizoare. Este mai bine, dar mult mai costisitor, s se achiziioneze un sistem profesional de msurare a emisiilor gazoase.

Corectitudinea msurtorii poate fi afectat de mai multe cauze: scpri de aer, curgeri inverse n conductele de evacuare, probe prea fierbini care duc la pierderi prin oxidare sau probe prea reci care produc condensri, de aceea este foarte important s se urmeze cu exactitate instruciunile de msurare.

13.2.2. Instalaii de msur a particulelor

Msurarea particulelor se face prin metoda gravimetric. Determinarea particulelor necesit un sistem de diluie capabil s menin gazele diluate de evacuare sub 52(C i s evite condensarea apei, un sistem de prelevare a particulelor cu filtre speciale i o microbalan care trebuie plasat ntr-o camer cu atmosfer controlat. Diluarea se poate efectua printr-un sistem principal sau printr-un sistem n derivatie.

Cele dou sisteme de diluie i prelevare diferite ( sistemul de diluie n circuitul principal i sistemul de diluie n derivaie sunt reprezentate n fig.13.13 i respectiv n fig.13.14.

Fig. 13.12. Schema instalaiei de msur a poluanilor gazoi.

Instalaia descris n fig.13.13 folosete prelevarea la volum constant (CVS - Constant Volume Sampling). Se msoar volumul total de amestec gaze arse - aer i se preleveaz o prob pentru analiz. Masa emisiilor de particule este apoi calculat cunoscnd masa particulelor prelevate, debitul prelevat i debitul total de amestec.

Fig.13.13. Sistem de diluie n circuit principal.

1(filtru de aer; 2(debitmetru de intrare; 3(pomp de diluie; 4(tunel de diluie secundar; 5( filtre; 6(pomp de prelevare a particulelor;7( debitmetru de ieire; 8(sistem de prelevare n diluie dubl; 9(tunel de diluie primar; 10(tub de transfer al particulelor; 11(schimbtor de cldur; 12(sond de prelevare a particulelor; 13(filtru; 14(sistem de prelevare n diluie simpl; 15( pomp de prelevare a particulelor; 16(debitmetru; 17(intrarea gazului de eapament; 18(sistem opional cu pomp volumetric; 19( sistem de msurare a debitului cu ventilator.

Filtrele pentru reinerea particulelor sunt filtre din fibr de sticl acoperit cu fluorcarbon sau teflon sau filtre tip membran pe baz de fluorcarbon ; ele sunt de obicei dou, dispuse n serie, la distan maxim de 100 mm Microbalana utilizat trebuie s aib o precizie de 2%, iar domeniul de msurare este 0 ( 5 mg.

Camera cu atmosfer controlat este necesar pentru evitarea erorilor de cntrire, de aceea temperatura se menine n intervalul 20 30(C, iar umiditatea ntre 35 i 55%. Toate piesele sistemului de diluie i prelevare care sunt n contact cu gazele arse diluate i nediluate trebuie s minimalizeze depunerea i alterarea particulelor (conducte din oel inoxidabil) i s evite efectele electrostatice ( legare la pmnt ).

Instalaia descris n fig.13.14 se bazeaz pe diluarea numai a unei pri din gazele de eapament, iar emisia de particule se determin cu masa particulelor prelevate pe filtre, raportul de diluie, debitul eantionat i debitul total de gaze arse.

Fig.13.14. Sistem de diluie n derivaie.

1(filtru de aer; 2(debitmetru de intrare; 3,13(regulator de debit; 4,5,9(analizor pentru CO2 sau NOx;6,8(tub de transfer, 7( sond de prelevare a particulelor; 10(robinet; 11(filtru; 12(sistem de prelevare a particulelor; 14(pomp de prelevare a particulelor; 15(debitmetru de ieire; 16(sistem de control al presiunii; 17( sistem de control al presiunii difereniale; 18(sond izocinetic.

13.3.APARATUR DE MSURARE Pentru realizarea unei instalaii de msurare compatibile cu prevederile, este necesar prospectarea pieei de astfel de produse ( n Romnia nu se fabric nc astfel de componente ) [13].

Firmele strine productoare de astfel de analizoare se mpart n:

firme ce produc analizoare de uz general, care sunt folosite la controlul calitii aerului ambiant i la supravegherea polurii produse de industria materialelor de construcii, industria siderurgic i centralele termoelectrice; acestea nu au facilitile necesare folosirii n domeniul autovehiculelor, dar pot fi adaptate, cu avantajul de a fi relativ ieftine, comparativ cu cele din categoria urmtoare (cele mai cunoscute sunt: Rosemount ( S.U.A., CCS , Bosch ( Germania, ADS, Signal i Analitical Systems ( Anglia).

firme ce produc instalaii de msurare proiectate special pentru industria de autovehicule, care respect cerinele impuse de regulamente referitoare la domeniul de msur, precizia msurrii i condiiile de eantionare i prelevare; principalii productori specializai n echipamente complete de msurare (att poluani gazoi ct i particule) sunt Pierburg i Siemens ( Germania, Horiba ( Japonia, AVL (Austria, Signal ( Marea Britanie.

Principalele faciliti ale acestor echipamente sunt :

sistemul este comandat de o unitate central electronic;

analizoarele au o construcie modular, avnd microprocesoare ncorporate;

comunicarea cu unitatea central se face prin interfa serial;

posibiliti de conectare la nregistrator, imprimant sau ecran de afiare;

autodiagnoz;

uurin n lucrul cu ecranul i meniurile;

game de msur reglabile ale analizoarelor n domenii largi (0 10 ppm ... 0 10 000 ppm );

posibilitatea cuplrii cu module specializate pentru cercetarea experimental (de exemplu modul specializat pentru determinarea eficienei recirculrii gazelor, modul pentru studiul eficienei filtrelor de particule sau a catalizatorilor de oxidare etc. ).

13.4. METODE MODERNE DE CERCETARE A POLUANILOR CHIMICI

Cercetarea genezei poluanilor i a eficienei mijloacelor de combatere a acestora impun identificarea naturii i a concentraiei substanelor poluante prin metode i cu echipamente ct mai performante. Acestea trebuie s satisfac o serie de cerine distincte cum ar fi: timpul de rspuns redus, mai ales pentru msurrile continue, costurile legate de ncercare i materialele consumabile s fie ct mai mici, fiabilitatea i precizia ct mai mari.

ntruct metodele de investigaie se aplic unei probe prelevate din gazele de evacuare, aceasta nu trebuie s sufere modificri n perioada deplasrii n sistemul de prelevare sau n perioada de conservare (adsorbie-desorbie la perete, condensare, reacii chimice ntre componeni etc.)

13.4.1. Analiza substanelor nelimitate prin norme

Metodele de analiz aplicate pentru a determina componentele gazelor de evacuare nelimitate prin norme nu sunt, nici ele i nici metodele de prelevare a probelor, reglementate de astfel de norme. n acelai timp, dei pentru prelevarea probelor se pot utiliza, n parte, metodele unice aplicate componentelor limitate prin norme, la nregistrarea analitic se pot aplica metode unice pentru ambele grupe de substane. Aceasta se justific, n principal, prin dou cauze: pe de-o parte, sensibilitatea aparatelor de msur aplicabile componentelor gazelor de evacuare limitate prin norme nu corespunde cerinelor efecturii cercetrilor componentelor care nu sunt limitate prin norme, componente a cror concentraie este de multe ori mai redus iar, pe de-alt parte, selectivitatea aparatelor existente este insuficient.

De aceea, a fost necesar elaborarea unor tehnici de nregistrare de nalt sensibilitate, precum i a unor metodici de prelucrare prealabil a probelor pentru separarea dorit a substanelor necesare. Aceast combinaie dintre prelevarea selectiv a probelor, dirijat n totalitate spre separarea i detectarea special a substanelor, a cptat denumirea de microanaliz .

Metodele de microanaliz se bazeaz, n principal, pe principii fizice sau fizico - chimice de msurare. Printre acestea sunt, de exemplu, metode cunoscute precum :

spectrometria masic;

cromatografia;

gravimetria;

termo-gravimetria;

combinaii ale cromatografiei cu spectrometria masic .

Metodele clasice, pur chimice, de analiz nu se pot aplica, n majoritatea cazurilor, unor serii mari de msurtori, datorit timpului ndelungat de lucru i a costurilor mari implicate. De aceea, unde a fost posibil, ele s-au nlocuit cu metode moderne, n mare msur automatizate.

Metodele utilizate pentru prelevarea probelor i metodele de analiz pentru diferitele componente ale gazelor de evacuare sunt prezentate n tabelul 13.1.

Tabelul 13.1 ComponenteleMetodele de prelevare a probelor (*)Metodele de analiz **)

Masa total a particulelorFiltrareaGravimetria

Totalitatea cianurilorAbsorbiaFotometria

AmoniaculAbsorbiaFotometria

Dioxidul de sulfAbsorbiaTitrarea

SulfaiiFiltrareaFotometria

Hidrogenul sulfuratAbsorbiaFotometria

Totalitatea aldehidelorAbsorbiaAbsorbia

Aldehide separate i cetoneAbsorbiaHPLC

Totalitatea fenolilorAbsorbiaFotometria

Hidrocarburi separateSac colectorGC / FID

Hidrocarburi aromaticeFiltrarea, filtrarea cu absorbieDSC/ HPCC,GC/ FID,GC / MC

Combinaii organice care se leag de particuleFiltrareaExtracie,termogravimetrie

Compoziia elementar a particulelorFiltrareaAnaliza elementar, amortizarea atomic i spectroscopia Rntgeno-fluorescent

* Prelevarea probelor se face din gazele de evacuare diluate, exceptnd analiza hidrocarburilor aromatice policiclice pentru care prelevarea probelor se face direct din curentul de gaze de evacuare nediluate.

** DSC cromatografia straturilor subiri;

HPLC cromatografie lichid de nalt sensibilitate;

GC / FID cromatografie cu detector de ionizare a flcrii;

GC / MC cromatografie cu spectrometrie de mas.

13.4.2. Spectrometria de mas

Aceasta metod analizeaz compoziia chimic a unui amestec, funcie de comportarea particulelor sale ncrcate electric ntr-un cmp electromagnetic. Proba de gaze analizat este bombardat cu electroni cu energii nalte, rezultnd ioni de mas m i sarcin e. Acetia sunt accelerai ntr-un cmp electric de tensiune U, pn cnd ating viteza w, cu care ptrund ntr-un cmp magnetic H. Traiectoria iniial a electronilor se curbeaz cu raza:

r = [ 2 U m / ( e H2 ) ] 0,5 . Raza de curbur poate fi modificat convenional, acionndu-se asupra lui U sau H, astfel c particulele cu un anumit raport caracteristic m/e s ajung la detector. Rspunsul detectorului este proporional cu numrul de ioni cu acelai m/e , adic cu concentraia iniial a substanei analizate.

Spectrometrul de mas se folosete pentru determinarea tuturor substanelor dintr-un amestec, pe baza nregistrrii continue a razei de curbur a traiectoriei particulelor. Datorit descompunerii sau a ionizrii duble din faza bombardrii electronice, spectrul de mas al unei substane are mai multe vrfuri ( spectru de fragmentare ). Fiecare vrf corespunde unui raport m/e caracteristic, iar nlimea vrfului este proporional cu concentraia sa n amestec. La un amestec cu mai muli componeni, spectrele de fragmentare interfereaz i fiecare vrf al spectrului poate reprezenta rezultanta mai multor vrfuri, ceea ce complic analiza. De aceea, pentru efectuarea analizei, este necesar s se cunoasc compuii probabili din amestec i spectrul de fragmentare al acestora. Analiza comport rezolvarea unui sistem de ecuaii algebrice, n care numrul de ecuaii este egal cu numrul de vrfuri din spectrul de mas. Aceast metod de analiz este foarte sensibil, ea poate fi folosit pentru determinarea unor concentraii de ordinul 1 ppmd (parte pe miliard).

13.4.3. Cromatografia

Cromatografia este o metod de separare a amestecurilor multicomponente. Ea se bazeaz pe repartiia diferit a componentelor unui amestec ntre o faz mobil i una staionar, avnd ca urmare deplasarea cu vitez diferit a componentelor purtate de faza mobil de-a lungul fazei staionare.

Exist mai multe variante ale metodei cromatografice, n funcie de tehnica, modul de lucru i proprietile fizico-chimice ale fazelor. Practic, cea mai important clasificare are drept criteriu starea de agregare a fazei mobile :

cromatografie n faza gazoas;

cromatografie n faza lichid.

Tehnica de lucru difer att de mult n aceste dou grupe, nct s-au dezvoltat aparate distincte, foarte diferite. Principalele deosebiri sunt :

folosirea unei faze mobile gazoase atrage dup sine utilizarea unor coloane de separare, n timp ce folosirea unei faze mobile lichide permite i aplicarea altor tehnici, cum ar fi cromatografia pe hrtie sau n strat subire;

deoarece transferul de mas este cu cteva ordine de mrime mai rapid n gaze dect n lichide, viteza de separare prin cromatografie n faza gazoas este mult mai mare dect n faza lichid;

faza mobil gazoas se preteaz mai bine la determinarea cantitativ a unor cantiti extrem de mici de substan, cromatografia n faz gazoas fiind astfel o metod de microanaliz calitativ i cantitativ.[ 14 ]

n cromatografia gazoas, procesul de separare a componenilor se bazeaz pe legile termodinamice ale echilibrului fazelor, care se stabilete la trecerea amestecului prin coloana de separare.

O categorie de coloane de separare au pereii prevzui cu un material adsorbant poros, care reine prin adsorbie un component, stabilindu-se un echilibru ntre fraciunea componentului rmas n amestec i fraciunea adsorbit. Conform legii lui Henri, cantitatea adsorbit este proporional cu concentraia componentului n amestec .

O alt categorie de coloane, numite coloane de partiie, sunt prevzute cu materiale poroase impregnate cu un lichid. O parte a componentului se dizolv n acest lichid, pn se atinge echilibrul cu faza rmas n amestecul de gaze. Conform legii lui Nernst, concentraia final a fraciunii dizolvate n faza lichid este proporional cu concentraia componentului n faza gazoas.

Analiza hidrocarburilor existente n gazele de evacuare se realizeaz prin cromatografie de partiie. Pentru efectuarea analizei se injecteaz o cantitate determinat dintr-un gaz purttor inert (hidrogen sau azot), care nu interacioneaz cu proba. n ordinea afinitii fa de materialul coloanei , componenii amestecului se separ, prsind coloana pe rnd. Gazul care iese este analizat de un detector care sesizeaz apariia componenilor sub forma unei succesiuni de semnale funcie de timp, obinndu-se grafic o cromatogram.

Primul vrf de pe cromatogram corespunde momentului cnd ajung n detector componenii care nu sunt reinui n colector, iar coada cromatogramei corespunde componenilor care nu sunt bine separai. Intervalul de timp dintre momentul injeciei probei i momentul apariiei primului vrf se numete timp de reinere i caracterizeaz o substan dat; acesta poate servi la identificarea substanelor, folosind o cromatograma de etalonare. Concentraia unui component n amestec poate fi determinat calculnd aria unui vrf, care este proporional cu cantitatea iniial a componentului n amestec. Timpul de reinere depinde de temperatura fazei lichide din coloan; astfel, prin scderea temperaturii, se mrete timpul de reinere i se mbunteste rezoluia.

Construcia cromatografelor moderne cuprinde mai multe coloane de separare cu materiale i temperaturi diferite, n care separarea ncepe la temperaturi joase, mrindu-se timpii de reinere pentru primii compui, ca s rezulte o bun separare. Temperatura crete apoi treptat, pentru ca s se evite timpii de reinere prea mari pentru ultimii componeni separai. Detectorii folosii sunt detectorul cu conductibilitate termic, detectorul cu ionizare a flcrii sau spectrometrul de mas.

Cromatografia are dezavantajele de a nu permite analiza continu a gazelor arse i de a avea o durat de analiz destul de mare. Printre avantaje se numr :

posibilitatea de a analiza toate gazele i toate substanele lichide sau solide care pot fi evaporate fr descompuneri;

cantitatea de prob este redus fiind de ordinul 10( 6 ( 10 (3 grame;

pot fi analizate si substane solide prin descompunerea lor termic controlat (piroliz ).

Sensibilitatea analizelor depinde de detectorul utilizat. Concentraia msurat cu detectorul de conductibilitate este de 0,1%, iar cu detectorul cu ionizare a flcrii, de 1 ppm.

13.4.4 Gravimetria i termogravimetria

Metoda gravimetric urmrete determinarea masei probei de analizat prin cntarire; este folosit n special la determinarea mase totale de particule (vezi paragraful13.1.5.), dar i la analiza compoziiei acestora. Ustensilele cele mai folosite sunt microbalanele analitice (ncrcare maxim 20 g i sensibilitate 10(3 mg ), ultra-microbalanele ( ncrcare maxim de zeci de miligrame i sensibilitate de 10(4 mg ) i nanogram-balanele ( ncrcare maxim de 20mg i sensibilitate de 10(6 mg ).

Termogravimetria urmrete variaia greutii substanelor la diferite temperaturi i intervale de timp, prin cntrirea lor dup fiecare etap. n tehnica instrumental folosit n prezent, proba este cntrit continuu n timp ce este nclzit ntr-un cuptor, n care ridicarea temperaturii se realizeaz cu vitez constant. Este folosit cu precdere n analiza compoziiei particulelor, mai ales a fraciunii organice .

13.4.5. Fotometria

Metodele fotometrice se bazeaz pe msurarea valorii absolute a absorbiei luminii, servind la determinarea concentraiei unui component dintr-un amestec.

Principiul msurrii fotometrice este urmtorul : lumina emis de o surs trece printr-un monocromator, care las s treac o band ngust de lungimi de und i apoi trece prin soluia cercetat, ajungnd la o celul fotoelectric. Intensitatea luminoas se compar cu intensitatea radiaiei ce trece prin amestecul fr componentul urmrit, diferena fiind proporional cu concentraia msurat. Monocromatorul separ lumina alb prin refracie sau, mai adesea, prin difracie i, printr-o fant mobil n raport cu evantaiul de raze monocromatice astfel obinut, filtreaz trece-band lumina. Prin baleierea acestui evantai de raze, corelat mecanic sau electronic cu baleierea unei axe (a absciselor) pe hrtia unui nregistrator X(Y sau pe ecranul unui calculator, se parcurge tot domeniul frecvenelor de interes (uzual ntre infrarou i ultraviolet). Ordonata diagramei spectrofotometrice este intensitatea luminoas (reprezentat liniar, dac se doresc determinri cantitative de precizie sau logaritmic, dac se doresc doar aprecieri calitative, eventual numai identificri de poluani). Neuniformitile spectrale ale sursei luminoase sunt, la rndul lor, compensate mecanic sau electronic. Evident, sursele luminoase au construcie special (de la sursele cu incandescen cu filamente speciale, pentru infrarou i vizibil, pn la sursele cu tuburi de descrcare n gaz, ndeosebi halogen, cu sticl special de cuar ).

13.4.6. Alte metode de cercetare

Laboratoarele de cercetare din domeniul motoarelor i-au dezvoltat tehnici proprii de msurare adaptate la specificul problemelor studiate. De multe ori, metodele folosite sunt diferite i, de aceea, este necesar evaluarea corectitudinii msurtorilor. Un exemplu n acest sens este cazul analizei coninutului de hidrocarburi aromatice [ 15 ], care poate fi fcut prin 4 metode de analiz chimic, ale cror rezultate sunt foarte diferite.

Studiul este interesant, datorit procedurii folosite. De exemplu, s-au organizat dou programe de msurtori n sistem turneu, la care au participat 8 laboratoare. n primul turneu s-au evaluat precizia msurrii PAH, determinate prin alegerea liber a metodei de ctre fiecare laborator , iar al doilea turneu a impus o anumit metod. Rezultatele studiului au artat c nici una din cele 4 metode nu se evideniaz fa de celelalte, iar folosirea unei singure metode d precizie mai mare dect n cazul n care fiecare laborator i alege singur metoda. Deviaia standard nregistrat a variat ntre 15 i 34 %, dovedindu-se o precizie suficient pentru studiul combustibililor diesel i a efectelor PAH din particule asupra mediului.

Studii mai aprofundate asupra procesului de formare a particulelor au impus folosirea microscopului electronic, care, cuplat cu un sistem computerizat de luat vederi, a dat informaii despre mrimea i structura particulelor. Concluziile cercetrii au relevat faptul c particulele sunt compuse din particule separate, de forme neregulate, cu aglomerri avnd o structur complex, neputnd fi modelate cu o sfer ci, mai degrab n lanuri. Pe baza fotografiilor aglomerrilor de particule s-au putut defini o serie de mrimi specifice cum ar fi diametrul mediu al particulelor i dimensiunea Hausdorf (perimetrul aproximativ al conturului exterior al particulei ) [16].

n scopul aprecierii efectelor nocive ale unor componeni ai particulelor, lucrarea [17] prezint construcia unui generator de aerosoli alctuii din particule emise de motoare diesel care au absorbit compui aromatici policiclici (PAC) i a unui sistem de distribuie a aerosolilor ctre camere de inhalaie cu animale de laborator.

De multe ori msurarea unor mrimi specifice poluanilor diesel se face folosind aparatura proiectat pentru alte domenii. Este cazul msurrii continue a coninutului de carbon din gazele de evacuare cu ajutorul unui aparat de determinat concentraia prafului din atmosfer. Scopul cercetrii [18] este de a dezvolta o metod de msurare continu a coninutului de carbon, ca i a variaiei temporale a concentraiei acestuia. Particulele sunt depuse pe o band de filtrare de pe care absorb radiaia ( a unei surse cu Kr - 85 montat sub filtru. Variaia intensitii radiaiei (, msurat ntr-o camer de ionizare, este proporional cu masa raportat la unitatea de suprafa, astfel nct calibrarea gravimetric a detectorului de radiaii ( cu filtrul acoperit cu particule duce la determinarea masei absolute. Considernd un set de valori ale masei, creterea masei raportat la unitatea de timp se poate calcula prin metoda celor mai mici ptrate i, cunoscnd debitul de aer, concentraia se poate astfel determina cu uurin.

ntruct att combustibilul ct i uleiul sunt hidrocarburi, studiul originii particulelor este greu de fcut prin analiza compoziiei lor. Pentru aprecierea contribuiei pe care o are uleiul la formarea emisiilor, s-a folosit tehnica trasorilor radioactivi [19]. Se adaug n uleiul de ungere un compus organic radioactiv care conine izotopul C14 i care va avea rolul de trasor. Dup amestecarea cu uleiul se efectueaz probe de funcionare a motorului, colectndu-se particulele. Se msoar apoi cantitatea de C14, raportat la coninutul total de carbon. Contribuia uleiului la emisia de particule depinde de gradul n care C14 a fost diluat cu carbonul provenit din alte surse (combustibil). Msurarea C14 din emisia de particule se poate face prin metoda scintilaiei n lichide. Probele de particule sunt arse, obinndu-se CO2 i ap, iar aceste produse de ardere sunt absorbite de o soluie special cu un lichid scintilator (cu rol de traductor - revelator). Scnteile emise de acest amestec sunt supuse analizei cu un spectrofotometru .

n concluzie, metodele de msurare a poluanilor chimici sunt foarte diverse i depind mult de obiectul cercetrilor. Pentru alegerea metodei adecvate, aceasta trebuie s ndeplineasc o serie de condiii :

relevan;

repetabilitate i reproductibilitate;

senzitivitatea;

evitarea interferenelor;

costuri reduse;

utilitate i n alte msurtori similare;

posibilitatea de abordare cu tehnicile chimiei analitice.

Fiecare metod propus trebuie pus la punct n prealabil prin teste de validare care permit :

stabilirea pragurilor de detecie a poluantului respectiv;

precizarea tehnicilor de calibrare i generarea curbelor asociate;

definirea interferenelor;

verificarea stabilitii de stocare a probei;

determinarea debitelor, a mediului de colectare i a temperaturii pentru substana absorbant;

verificarea stabilitii agentului absorbant;

determinarea eficienei colectrii;

stabilirea tehnicilor de control a calitii;

delimitarea domeniului de aplicabilitate ( m.a.c. sau m.a.s. etc.);

raportarea la tehnicile de testare a emisiilor poluante deja standardizate.

Dup completarea acestor teste generale de validare, se fac i o serie de teste particulare de omologare, pentru fiecare din cazurile concrete de studiat, n care apar i caracteristicile echipamentelor anex necesare pentru msurare (de exemplu, parametrii constructivi ai tunelului de diluie ) i, de asemenea, caracteristicile tehnice ale vehiculului pe care se face testarea.

Metodele de colectare a poluanilor n vederea analizei lor chimice sunt :

colectarea direct n saci;

colectarea chimic umed;

colectarea cu filtrare de reinere;

utilizarea de substane (capcan ) adsorbante.

Stabilirea rezultatului msurrilor trebuie s in seama de influena specific a metodelor de colectare (de exemplu, trebuie considerate pierderile de depunere pe pereii incintelor ). Pentru a evita alterarea caracterului probelor se impun adesea condiii speciale, de exemplu nclzirea probelor (care previne denaturarea lor prin condensarea apei ) etc.

Dup efectuarea msurrilor, se realizeaz o serie de prelucrri experimentale care cuprind, n principal, urmtoarele operaii :

calculul mrimilor msurate pe baza nregistrrilor fcute de analizoare;

compararea mrimilor msurate cu valorile limit impuse;

evaluarea statistic a rezultatelor;

redarea grafic a informaiilor i stocarea lor n baze de date.

Pentru a evalua efectele nocive ale poluanilor, att pe cele globale ct i pe cele locale, este necesar elaborarea n prealabil a unui model de mprtiere a gazelor de evacuare, care s permit determinarea concentraiilor reale de poluani. Pentru conceperea acestui model, trebuie luate n considerare caracteristicile emisiilor poluante ale mijloacelor de transport, parametrii meteorologici, precum i condiiile in situ ( tipul strzii, parametrii geometrici ai cii de rulare, ai cldirilor nconjurtoare i tunelelor rutiere etc. ).

Concentraiile efective, determinate conform cu modelul de rspndire, sunt comparate cu valorile limit ale concentraiilor poluanilor respectivi, stabilite de organisme abilitate n acest sens ( din domeniile sntii populaiei, proteciei muncii, ecologiei etc. ). n general, stabilirea valorilor limit admisibile se face prin mprirea cu coeficieni de siguran ( n jurul valorii de 100 ), a concentraiilor de risc ( la care apar primele semne de nrutire a strii de sntate ).

BIBLIOGRAFIE

1. Haddad, S.D. Principles and Performance in Diesel Engineering. John Wiley & Sons, 1984.

2. Abitancei, D. .a. Motoare pentru automobile i tractoare. Editura Tehnic, 1980.

3. *** Quality of Urban Air Group-Diesel Vehicle Emissions and Urban Air Quality. London, 1993.

4. *** Dynamic Particulate and Lambda Analyser DPL 482. Prospect de produs, AVL, 1995.

5. Alkidas, A.C. Relationships between Smoke Measurements and Particulate measurement. SAE Paper 840412.

6. Moser, F. .a. Zur Partikelemission von Nutzfahrzeug-Dieselmotoren. MTZ 51 (1990) nr.5.

7. Greeves, G. i Wang, J. Origins of Diesel Particulate Mass Emission. SAE Transactions, Vol.90, pg.1161-1172, 1981.

8. *** Some Experiments on the Measurement of Exhaust Smoke Emission from Diesel Engine. MIRA Report no.1961/5-1961.

9. Dodd, A. i Holubecki, Z. The Measurement of Diesel Exhaust Smoke. MIRA Report 1965 / 10.

10.Hardemberg, H. i Albrecht, H. Grenzen der Russmassenbestimmung aus optischen Transmissionsmessungen. MTZ 48 (1987) 2.

11 Christian, R. .a. Eine neue Messmethodik der Bosch - Zahl mit erhohter Empfindlichkeit. MTZ 54 (1993)-1.

12.***, Reciprocating Internal Combustion Engines-Exhaust Emission Measurement. Part 1-Test Bed Measurement and Particulate Emissions. ISO 8178.

13. Sandu, V. i Marinescu, A. Aparatura modern pentru msurarea emisiilor motoarelor diesel. Conferina E.S.F.A.1995, 18-19 mai 1995, Bucureti.

14. Necula, N. .a , Cromatografe de proces. Editura Tehnic, 1980.

15. Eisenberg, W.C. .a. , Cooperative Evaluation of Methods for the Analysis of PAH in Extracts from Diesel Particulate Emissions. SAE Paper 840414.

16. Klinger, H.J. Size Analysis and Fractal Dimension of Diesel Particles Based on REM Measurements with an Automatic Imaging System. Journal of Aerosol Science , Vol.20, No.8 / 1989, pag. 861-864 .

17. Lee, P.S. .a. Generation of Diesel Particles Coated with PAC - Evidence Suggesting that Dinitropyrene Formation is a Collection Artifact. Journal of Aerosol Science , Vol.20, No.6 / 1989 , pag. 627-637.

18. Krasenbrink, A. .a. Continuous Measurement of Soot Concentration in Diesel Exhaust. Journal of Aerosol Science , Vol. 20, No.8 / 1989 , pag. 1393-1396.

19. Mayer, W.J. i Lehman, D.C. The Contribution of Engine Oil to Diesel Exhaust Particulate Emissions. SAE Paper 900256.

EMBED PBrush

CO

FL4

CO

G3

V8

Gaz de punere

la zero

R3

V13

FL3

V6

V5

B

T4

Gaz de

etalonare

NO

EMBED MSPhotoEd.3

Convertizor

de NO

V12

V10

R4

FL2

Gaz de

etalonare

V7

NO2-

NO

V11

FL5

T3

G2

T2

HLS2

Gaz de punere

la zero

Ctre

atmosfer

Ctre

atmosfer

FL1

R3

HC

R2

R1

Aer Combustibil

HC

G1

Aer sau gaz de punere la zero

Gaz de etalonare

V2

V7

V1

T1

Sond (SP)

Filtru de gaz nclzit (F)

Prelevare gaz (HLS)

Sond temperatur (T)

Manometru (G)

Rcitor cu baie (B)

Filtru (F)

Pomp de prelevare (P)

Incint nclzit

Convertizor

Analizor

Robinet de golire (V)

Robinet cu ac (V)

Regulator presiune (R)

Robinet cu 3 ci (V)

Robinet de selecie (V)

Debitmetru (FL)

NO2-NO

LEGEND:

Contracurent

Gaz de evacuare

P1

F2

SP

V4

F1

V14

Gaz de etalonare

EMBED MSPhotoEd.3

1

2 3

4 5 6 7 8

9 1011

1213

1415

16

1

17

18

19

1 2

EMBED MSPhotoEd.3

4

3

L=10d

L

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

_992032990.doc

EMBED MSPhotoEd.3

Mira 1965

762 Hg

15,6 (C

1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1

Coninut de particule solide [ g / m3 ]

7

6

5

4

3

2

1

Uniti Bosch

BS 1966

Mira 1965

1 2 3 4 5 6 7 8

[ Uniti Hartridge (HSU) ]

BS 1966

Mira 1965

scara 0-6

KM [ m-1 ]

Coeficient de absorbie

1

2

3

4

5

6

0,5

1

1,5

2

2,5

HSU [ % ] =

1 e 0,43KM

scara 0-6

scara 0-2,5

_992033018.bin

_992376431.unknown

_992659124.bin

_1004248467.doc

EMBED MSPhotoEd.3

Sursa de radiaii

n infrarou

Disc rotitor

Disc de punere la zero

Celule de filtrare conectate

Gaz

Celul de referin

Indicator

Circuit

de ieire

Semnal

de ieire

Surs energie electric

Oscilator

Punte

Amplificator central

nclzitor

Anexe

Detector

CO pur

A doua treapt

a celulei

Prima treapt

a celulei

Fascicul

infrarou

Filtru de CO2

Ferestre

_960394775.bin

_992495196.bin

_992036145.unknown

_960408031.doc

EMBED MSPhotoEd.3

Evacuare

gaze

Cuptor

190 (C

Scnteie de

aprindere

Termistor

Catod

Anod

Aer

H / He

40 / 60

Conduct nclzit

la 190 (C

Gaze de etalonare

i de punere la zero

T

P

termometru

regulator

manometru

debitmetru

Gaz de

analiz

Usctor

_960408060.bin

_992031339.bin

_960396958.doc

EMBED MSPhotoEd.3

Surs de

nalt tensiune

Pomp

de vid

Rezervor

de ozon

Ozonizator

Chemiluminiscen

Fotomultiplicator

Regulator de O2

Oxigen sau aer

Amplificator

nregistrator

Prob Bypass

Convertizor NO2 ( NO

Rotametru

Filtru

de aer

Filtru

rou

Regulator

Aer

Vacuummetru

_960396014.bin

_921246644.unknown