基于可调谐半导体激光技术的机动车尾气中CO、CO2遥测

机动车排放尾气成为很多城市大气质量恶化的主要原因之一,机动车尾气遥测系统利用可调谐二极管激光吸收光谱技术及其计算机自动识别技术可以在不影响车辆正常行驶的条件下,在道边对机动车尾气成份中的CO,CO2进行实时遥测.实验表明,基于该技术的尾气遥测系统可以迅速、方便地获得大量机动车的实时尾气排放数据和车辆信息,从而快速筛选出那些高排放的车辆.该系统是传统尾气检测方式的补充.     

机动车排放超细颗粒物在线监测技术研究进展 #br#

机动车排放的超细颗粒物是大气污染的主要来源之一, 具有高的数浓度和表面积, 对其进行准确在线监测是 机动车排放评估与控制措施制定的重要前提。随着欧盟和中国相继在机动车排放标准中增加颗粒物粒子数量 (PN) 控 制指标, 对在线监测技术的要求也日益提高。目前, 对机动车排放的超细颗粒物数量的测量主要采用扩散荷电法和凝 结核粒子计数法, 对其粒径谱分布的测量主要采用空气动力学和电迁移率分级方法。综述了国内外在机动车排放超 细颗粒物在线监测技术方面的研究现状, 重点介绍了主要发展的几种测量技术及仪器的原理、特点和应用状况, 并对 其未来发展进行了展望。     

机动车尾气CO和CO2非分光红外遥测技术研究

利用分子红外光波段的吸收光谱特性，本文研究了机动车尾气CO和CO2的快速响应非分光红外(non-dispersion infrared)遥测技术，系统采用单个红外探测器测量CO、CO2和背景，微弱信号的检测采用光斩波器与锁相放大器的组合以及接收和发射一体的系统结构，克服了传统技术检测精度低、无法检测行进中机动车排放的尾气等缺点．本文还研究了静态条件下气体浓度和测量信号之间的关系，动态测量表明该技术可以完全非接触在线自动监测机动车行驶过程中排放的尾气．     

利用FTIR对合肥地区气溶胶无机离子的研究

大气气溶胶是影响大气环境的主要污染物之一,在大气污染过程中,大气气溶胶粒子污染在其中占有重要的地位,通过FTIR系统检测合肥冬季气溶胶粒子中的无机离子成分,表明合肥地区冬季气溶胶的源与气溶胶的粒径有关:粒径小于2.5 μm的气溶胶细粒子,主要来源于化石燃料燃烧、机动车排放等人为污染排放源,而在粒径大于2.5μm的气溶胶中,矿石含量比较高.     

机动车颗粒物的激光雷达监测

为了用激光雷达遥测机动车排放颗粒物的浓度分布,从理论上分析了颗粒物后向散射系数和质量浓度之间的关系;利用激光雷达测量的后向散射系数以及黑碳仪测量的黑碳气溶胶质量浓度数据,采用最小二乘法对颗粒物后向散射系数与浓度以及后向散射系数与车流量之间进行了相关性分析。结果表明,激光雷达测量的后向散射系数能够很好地反演机动车颗粒物质量浓度,它们之间存在正比关系。激光雷达探测的气溶胶颗粒物浓度和车流量具有很好的一致性,可以用来研究机动车排放颗粒物的水平分布和扩散特性;这对于机动车的管理以及大气污染控制具有重要意义。     

基于Fast ICA及神经网络的机动车尾气NO和NO2定量分析研究

机动车尾气对环境的危害日益加重,机动车尾气排放浓度的检测对大气污染治理具有重要意义。设计了基于非分散紫外的机动车尾气NO、NO2浓度检测系统,搭建了实验装置,获得NO、NO2混合气体的吸收光强后,利用快速不动点(Fast ICA)算法和人工神经网络模式识别算法对机动车尾气排放NO、NO2组分进行定量分析。实验结果表明,利用所设计的算法对600 ppm以内的NO气体和200 ppm以内的NO2气体浓度进行测量,其相对误差最大为1.54%,最小为0.25%。     

大气气溶胶质谱研究进展

文中较为详细地介绍了大气气溶胶粒子质谱研究的发展概况，从离线的质谱测量技术到实时在线的测量技术，特别是目前应用较为广泛的激光电离气溶胶飞行时间质谱技术——一种可以同时测量气溶胶粒子的大小和化学成分的方法的原理和应用。     

利用双角度光学粒子计数器测量大气气溶胶质量浓度

针对大气气溶胶质量浓度的测量在城市污染监测中的重要性,提出了利用双角度光学粒子计数器测量大气气溶胶质量浓度的方法,该方法利用气溶胶粒子体积谱和密度来计算气溶胶质量浓度,可以对不同粒径范围的气溶胶质量浓度进行计算,最后采用2004年9月和2007年11月在北京测量的数据对计算的PM10和PM2.5进行验证,证明此方法是可行的.该方法对使用光学方法测量气溶胶质量浓度具有参考意义.     

机动车尾气CO检测中神经网络多环境因子在线修正算法研究

分析了温度、湿度、压力对预处理后尾气CO浓度测量的影响, 提出一种机动车尾气CO检测神经网络多环境因子在线修正算法, 首先采用尾气样本数据离线训练得到BP神经网络模型, 然后将实时测得的样品气温度、湿度、压力及小数吸收值代入到模型进行在线修正, 得到修正后CO浓度, 解决了NDIR传感器因环境变化所带来的测量误差影响.通过标样实验、模拟实验, 并和SEMTECH-EcoStar对比检测结果, 在样品气温度30～50℃、相对湿度25～40%、压力95～115kPa、CO浓度0～0.2%范围内的最大相对偏差为4.8%.车载外场实验, 得到修正因子在0.8～1之间, 验证了方法的必要性和可靠性, 为机动车尾气的CO浓度的准确检测提供有效技术支持.     

气溶胶粒子复折射指数测量的干涉光谱方法理论研究

气溶胶辐射强迫效应的正负在很大程度上取决于其复折射指数虚部的大小.运用干涉光谱和Mie散射理论,分别在相同粒径粒子和不同粒径粒子两种情况下,推导出了干涉光谱和气溶胶复折射指数之间的关系式,初步建立了干涉光谱方法测量气溶胶复折射指数的理论模型,并对探测限进行了讨论.研究表明:干涉光谱方法测量气溶胶的复折射指数在理论上是可...     

气溶胶单粒子的检测效率与基质辅助激光解吸电离研究

利用基质辅助激光解吸电离(MALDI)技术,在自行研制的气溶胶飞行时间质谱仪(ATOFMS)上实时探测单个生物气溶胶粒子的粒径和化学成分。采用双束激光空气动力学方法进行气溶胶粒子粒径的测量,并用266 nm的Nd∶YAG激光器对粒子进行激光解吸电离。以2,5-二羟基苯甲酸(DHB)和芥子酸为基质,对多肽生物样品进行了实验研究。质谱峰中质子化的分析物阳离子是在气相时,和基质通过质子转移反应形成的;而分析物碱金属加和物阳离子是在气相离子分子反应中,通过气相阳离子转移反应形成的。气溶胶粒子的检测效率为0.01%左右,命中率为10%左右。实验结果表明,该仪器可以满足大气中气溶胶单粒子的实时在线检测。     

气溶胶颗粒密度测量方法研究

探索研究了静电迁移分级器（DMA）联用气溶胶飞行时间质谱仪（ATOFMS）测量气溶胶颗粒密度的方法。由DMA选出单分散粒径的气溶胶颗粒,通入气溶胶飞行时间质谱仪测定其对应的空气动力学粒径。根据电迁移粒径和空气动力学粒径间的定量关系得到球形颗粒密度或者非球形颗粒的有效密度。首先对已知化学成分和密度的邻苯二甲酸二辛酯（DOP）气溶胶颗粒进行标定实验,然后运用该方法对非球形的硫酸铵、氯化钠、硝酸铵颗粒进行测量,有效密度分别为：1.211 g/cm3、1.333 g/cm3、1.039 g/cm3;球形的橄榄油颗粒密度为0.914 g/cm3。     

用气溶胶飞行时间质谱仪测量气溶胶粒子折射率

利用自行研制的气溶胶飞行时间质谱仪（aerosol time-of-flight mass spectrometer, ATOFMS）对气溶胶粒子的折射率进行测量。首先利用ATOFMS对气溶胶粒子的粒径和光散射强度进行测量,然后由Mie散射理论结合ATOFMS光散射区域的几何结构,推算出光电倍增管（PMT）接收的理论光通量与气溶胶粒子的大小和折射率之间的函数关系。通过比较实验测量的气溶胶粒子光散射平均强度与Mie散射理论值,对粒子的折射率进行反演。与实际样品数据参数对比的结果表明该方法是可行的。     

便携式机动车超细颗粒物粒径谱仪研制 #br#

精确测量机动车排放尾气中的超细颗粒物粒径分布, 对于大气污染和人体健康风险评估意义重大。基于之前 研发的单极性荷电器、平板差分电迁移分析仪 (PDMA) 和法拉第杯静电计 (FCE) 等模块, 研制了一款便携式超细颗 粒物粒径谱仪, 可实时监测机动车排放尾气中 20∼500 nm 的超细颗粒物粒径分布。开展了自研粒径谱仪的标定实验, 结果表明该粒径谱仪所测得的粒径峰值与 TSI 3081A/3082 筛选出的 40 nm 和 100 nm 的单粒径颗粒物相差 ±5% 以内, 同时所测得数浓度与毕加索 (Pegasor) 颗粒物数浓度监测仪 (PPS-M) 测得的数浓度相差 ±10%。进而针对不同型号机 动车进行了外场实验, 实验结果表明汽油和柴油机动车排放尾气中的颗粒物数浓度主要集中在小于 40 nm 的粒径范 围。此外在与商业仪器的比对实验中, 自研粒径谱仪测得峰值的中值粒径为 20 nm, 商业化的静电低压撞击器 (ELPI) 测得峰值的中值粒径为 17 nm, 二者相差 15%, 表明二者具有良好的一致性。     

基于LIF方法对柴油车尾气羟基总反应性测量（封面文章）

基于激光诱导荧光原理搭建了用于机动车尾气测量的羟基(OH) 自由基总反应性直接测量系统(LP-LIF-k_OH), 并开展了典型柴油车尾气的转鼓测试, 获得了不同排放水平下重型柴油车尾气OH 自由基总反应性的特征。该系统使用中心波长为266 nm的紫外脉冲激光在流动管中光解臭氧产生过量OH 自由基, 使其与采样进入流动管中的活性气体反应发生浓度衰减; 利用中心波长为308 nm 的脉冲激光作为激发光, OH 自由基吸收激发激光能量后释放荧光光子信号, 利用激光诱导荧光技术记录OH 自由基衰减曲线对衰减过程进行测量; 而通过对衰减曲线进行指数拟合, 即可获得采样气的OH 自由基总反应性(k_OH)。在柴油车尾气中的活性有机物闭合测量实验中, 对国三与国五的柴油车尾气进行k_OH 的测量, 发现柴油车尾气k_OH 的值随着国家排放标准的升高而降低, 不同车辆的k_OH 差别较大, 同一车辆冷启动测得的k_OH 值大于热启动测得的k_OH 值。kOH 的主要贡献来自氮氧化物(55%)、一氧化碳(2%) 和一次排放的挥发性有机物(34%)。最后初步建立了一种利用k_OH 估算柴油车尾气碳氢化合物(HC) 排放因子的方法。     

半导体制程废气处理技术实践

讨论了半导体制造废气处理技术与排放,包括热排气、酸性排气、碱性排气和有机排气这四种工艺废气处理设备的应用和处理原理,以及在实际的操作运行中不同系统控制参数对处理效率的影响,并通过实验确定合理的参数设定范围.特别阐述了有机废气处理技术和相关处理设备的应用和操作运行,以及实现系统高效节能运行的技术实践,对半导体厂实现环境保护以及降低气态分子级污染物对生产的影响提供了现实可行的操作依据.     

高速电磁阀在自适应单车试验系统中的应用

单车试验系统是模拟火车刹车时列车底部列管的排风减压过程,进而对火车制动机进行检测的工具。随着新型车辆的研制,车辆列管容积不断发生变化,原有系统已不能适应新型车辆的检测要求。自适应单车试验系统利用经典PID控制理论,通过对脉宽调制式高速电磁阀的控制,使各种列管容积的车型试验排风曲线都很好地跟踪标准压力曲线,达到了铁道部对制动机进行试验要求。     

Thermoelectric Power Generation System for Future Hybrid Vehicles Using Hot Exhaust Gas

The present experimental and computational study investigates a new exhaust gas waste heat recovery system for hybrid vehicles, using a thermoelectric module (TEM) and heat pipes to produce electric power. It proposes a new thermoelectric generation (TEG) system, working with heat pipes to produce electricity from a limited hot surface area. The current TEG system is directly connected to the exhaust pipe, and the amount of electricity generated by the TEMs is directly proportional to their heated area. Current exhaust pipes fail to offer a sufficiently large hot surface area for the high-efficiency waste heat recovery required. To overcome this, a new TEG system has been designed to have an enlarged hot surface area by the addition of ten heat pipes, which act as highly efficient heat transfer devices and can transmit the heat to many TEMs. As designed, this new waste heat recovery system produces a maximum 350 W when the hot exhaust gas heats the evaporator surface of the heat pipe to 170°C; this promises great possibilities for application of this technology in future energy-efficient hybrid vehicles.     

作为携带、沉积纳米荧光粉颗粒和纳米铁电体颗粒到FEDs和EL器件上的载体的可印刷的油墨、粘结剂

文章介绍了两种移植和可控纳米沉积荧光粉颗粒和纳米铁电体颗粒的载体.第一种载体是一种可以悬浮和沉积合成的具有亚微米级尺寸大小的荧光粉颗粒的油墨.解决了该油墨的聚集和沉降问题,并发现该油墨具有良好的液流学性能,从而可用于印刷高分辨率的荧光粉.测量了相关的单个象素的阴极发光密度以评定这种丝网印刷油墨的可重复性.第二种载体是一种粘结剂,这种粘结剂不仅可以携带 30 μm 以及更大的尺寸的电致发光的荧光粉,还可以携带纳米铁电体颗粒.这种新型的粘结剂可应用于不需要额外的绝缘反射层的低造价的 EL 显示器.从衬底按要求将发射层剥下来就形成了柔性薄膜,将该薄膜置于两电极之间,仍可保持其电致发光的活性.该粘结剂薄膜可以很容易地印刷和定型制成显示屏.