不透光煙度計

不透光煙度計不僅可以測柴油機排氣中的黑煙，而且可以測藍煙和白煙排放，對低濃度的可見污染物有較強的測量能力，可以實現排氣煙度的連續測量。因而不透光煙度計可以用來研究柴油機的瞬態碳煙和其它可見污染物的排放特性，同時也滿足排放法規中自由加速煙度的測量要求 ^[1]  。

對應流過光通道排氣量的不同，不透光煙度計分為全流式不透光煙度計（全部排氣流過光通道）和分流式不透光煙度計（部分排氣流過光通道）。 ^[2] 

全流式不透光煙度計系根據美國排放法規要求而研製，代表型號有美國國家環保局推薦的PHS全流式煙度計。

按我國法規要求，我國不透光煙度計採用分流式測量原理。因此在煙度計的選用上主要考慮AVL439、FTY-100、DISMOKE4000 等使用分流式取樣的不透光煙度計。

分流式不透光煙度計如圖1所示，各種分流式不透光煙度計在實際應用中因使用場合的差異應有所區別。從經濟實用的角度考慮，用於整車尾氣測量的不透光煙度計在取樣系統的設計中無取樣温度及壓力調節控制功能，檢測樣氣靠柴油機的排氣背壓壓入檢測室，為保證測量穩定性及重複性、避免排氣背壓對測量造成的影響，取樣點設置在整車排氣管的消聲器之後，起到穩壓作用，因而不適用於試驗枱架測量應用而是應用於整車自由加速尾氣煙度排放測量。同樣，應用於試驗枱架測量的不透光煙度計應可固定安裝在排氣管上，且樣氣可經採樣管進入儀器，再從儀器迴流到排氣管內，同時需監控煙氣壓力，整車的排氣尾管無法滿足對取樣安裝位置的要求，應用於試驗枱架測量的不透光煙度計也不適用於整車測量。

綜合考慮各種因素，FTY-100、DISMOKE4000等不透光煙度主要是應對整車的煙度排放測量要求設計，無法應用於發動機的台架測試。AVL439不透光煙度計的結構特點和取樣方式決定了其應作為發動機台架試驗研究和測量煙度排放的首選測量儀器 ^[3]  。

不透光煙度計使用不透光度記錄柴油機煙度排放，其工作原理如圖2所示。不透光煙度計測量室的光學通道長度是430mm，通過温控的採樣管路將測量室內部的排氣穩定保持在100°C左右。柴油機排氣通過採樣管路（焊接的採樣探頭）及温控的採樣軟管，由膜片泵採樣，保持採樣氣體的流量恆定。採樣氣體通過迴流管被送回到排氣管中，可以保證壓力變化的情況下的採樣流量恆定 ^[3]  。

AVL439 不透光煙度計的主要特點：

（1）測量形式可選擇連續測量、浮點平均值測量、峯值測量等多種測量方式；

（2）煙度測量值可選擇設定不透光度N或光吸收係數K 作為單位，測量結果可以通過串行接口（COM 接口）以模擬量輸出；

（3）設備的標定可選擇自動零點標定、光電池線性化自動標定（線性檢查）和用認證過的標定片標定等形式進行 ^[1]  。

AVL439 不透光煙度計在試驗枱架的安裝測量中，需注意以下幾點：

（1）為使引入的樣氣能夠均勻地充滿測量氣室，保證煙度檢測準確，取樣探頭與排氣管的橫截面之比不應小於0.05，排氣管上採樣探頭開口處測得的空氣背壓不應大於735Pa。

（2）探頭前方排氣管路的直邊段應該是等於排氣管直徑6倍的長度，探頭後面的排氣管部分應該是等於排氣管直徑3倍的長度（見圖3）。

（3）取樣探頭在排氣管上安裝時，應基本居於排氣管截面的中間位置，以保證樣氣採集的準確性，同時有利於減少取樣探頭對排氣背壓的影響。在取樣探頭安裝位置嚴重不當時，不僅可能採樣到積存樣氣、不能作為真實的實時採集，而且可能增大排氣背壓。

（4）為避免取樣探頭堆積碳煙等附着影響測量和設備壽命，應儘可能把取樣探頭安裝於排氣管的水平段。

（5）採樣軟管的長度應儘可能短，以避免管道內壁上的附着，並消除測量值的不必要的波動。

（6）應確保從透光煙度計到排放管的採樣管和氣路始終有一個朝向排氣管的向下的斜度，以防止形成冷凝物阻塞管路。

（7）不透光煙度計的安裝應方便檢定和設備維護的需要，便於接近。

為保證不透光煙度計的計量性能，不透光煙度計在使用中應定期進行檢定，其檢定方法和使用中的檢驗方法可參照《JJG 976-2002透射式煙度計》實施 ^[1]  。