机动车尾气碳氧化物检测中的非线性修正方法

机动车运行工况复杂多变,排放的尾气成分浓度范围跨度大。利用常规光学方法检测尾气中污染成分的浓度时,由于受限于光学气池的结构固定和系统对光电微弱信号的检测极限,因此待测气体的量程和精度范围都受到很大限制。基于朗博比尔定律,在待测气体浓度变量上增加指数因子修正,可以在不降低测量精度的同时,实现尾气CO、 CO₂大量程检测。用标准气体对便携式机动车尾气检测装置进行标定实验,结果表明,传统的线性修正方法得到的CO拟合度为0.988, CO₂拟合度为0.998;而增加了非线性修正因子后得到的CO拟合度为0.999, CO₂拟合度为0.999。进一步外场对比实验表明,修正后的仪器测量结果与同类先进仪器的一致性较好,柴油车实验拟合度为0.93,汽油车拟合度为0.95,验证了非线性修正方法的必要性和实用性。     

基于量子级联激光的机动车尾气遥测系统设计北大核心CSCD

量子级联激光凭借其高灵敏度,高输出功率,窄线宽等特点应用于各类气体的遥感检测。本文采用波长调制光谱(WMS)技术设计了一种基于量子级联激光器的机动车尾气遥测系统。激光器的调制驱动信号由低频锯齿波和高频正弦波叠加而成,可有效抑制背景噪声,极大提高了检测灵敏度。系统以波长为632.8 nm的连续激光作为信标光,精确调节合束镜和反射镜之间的角度,保证信标光束与四台量子级联激光器发出的中红外激光光束同轴,实现光源可视化对瞄。光源穿过开放光路中尾气后的光强信号被红外探测器所采集并转换为电信号,经I/V放大后,通过锁相放大器将与被测气体浓度成正比关系的二次谐波分量提取出来,实现对一氧化氮、碳氢化合物、一氧化碳及二氧化碳四种尾气组分同时检测并避免相互干扰。经测试,系统探测信号与气体浓度表现出极强的相关性,系统动态测试的相对误差绝对值小于5%,检测光程可达16 m,至少满足三车道同时检测。     

红外吸收光谱型城市路网尾气浓度检测传感器

为了能够集中测量城市路网中CO、NO、NO2和SO2的浓度,利用红外吸收光谱原理和谐波调制技术设计了四向气体浓度检测传感器。将宽带光谱LED作为共用光源,穿过四个方向上特定波长的窄带滤光片后,产生与被测气体吸收光谱一致的光束,再穿过改进的Herriott型长光程吸收气室,并在红外探测器上感应出电信号,最后利用设计的正交锁相放大电路测量出二次谐波系数大小,从而计算出被测气体的浓度。实验结果表明:设计的传感器输出的电压与被气体浓度呈正比例线性关系,平均线性度达到了0.997 85,测量误差均小于2%,可为播报环境质量和制定机动车尾气排放标准提供数据支持。     

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。     

快速气相色谱/电子轰击离子源-飞行时间质谱联用仪的研制

基于快速气相色谱分析技术和飞行时间质谱技术,研制了快速气相色谱/电子轰击离子源-飞行时间质谱联用仪。仪器由进样系统、气相色谱分离系统、气质接口、电子轰击离子源、垂直引入反射式飞行时间质量分析器、数据采集系统和硬件控制系统等组成。设计了汽化室、加热膜色谱柱和一种三层套管的传输管用于连接色谱与质谱。以烃类混合标准气体为对象,对载气压力、色谱柱温度和电压参数进行了优化,实现了对各类有机物的快速分离和准确定性。最后,将该方法用于测试苯系物和异丁烷标气,进行了仪器性能测试。结果表明,质量范围是4~502 amu,分辨率优于500(FWHM),检测限为500 ppb,分析时间小于5 min,重现性RSD小于10%,动态范围达到四个数量级。     

烘丝机除尘气锁电机工作模式改进

烘丝机除尘系统是烘丝机中附带的除尘装置,其主要作用是将烘丝后烟丝中的粉尘通过风机产生的负压吸至除尘房做压棒处理.遇到烟尘较大的批次则由于气锁电机在除尘电机之前停止运行而可能导致十字门阻塞.为此,在维修过程中,改变了烘丝机停止运行后除尘电机与气锁电机的同时启停,保障了除尘系统旋风除尘塔十字门处落料的稳定性和协调性,在工艺质量方面得到了较大的改善.     

Model development for intake gas composition controller design for commercial vehicle diesel engines with HP-EGR and exhaust throttling

Developers of modern diesel engines have to face rigorous restrictions in emission of nitrogen-oxides and particulate matter. Among several methods (DPF, SCR, improved injection etc) which are used to handle these exhaust gas components precise control of the cylinder charge composition seems to be a cost effective solution. The oxygen concentration of the intake gas has a significant impact on the combustion process hence on the pollutant formation. Moreover the precise adjustment of the cylinder charge oxygen concentration can be used to control low temperature combustion processes. The amount of the backflowing exhaust gases is limited by the pressure difference on the EGR duct. To solve this problem the authors suggest the use of novel exhaust brakes with extended functionality: backpressure adjustment for the precise control of the intake gas composition. This way arbitrary EGR rates can be achieved in any engine operation point. For the implementation of such a function the design of an intake manifold oxygen controller is needed, where the control inputs are the EGR valve and the exhaust throttle. This paper demonstrates the development of a control oriented model of the air path system as the first step of this task. The model considers three balance volumes in the air path and has five state variables. Its performance has been evaluated and validated with engine dyno measurements on a medium duty diesel engine.     

浅谈集成电路的废气处理

集成电路的工业废气有含氟化物、硫酸雾的酸性废气,含氨的碱性废气,含异丙醇、光刻胶的有机废气,含SiO_2的含尘废气,以及含硅烷、磷烷的工艺尾气等,这些工业废气中大部分成分是有毒有害的,必须进行有效的处理才能排入大气中。主要讨论上述工业废气的分类、处理方式、应用范围及应用实例等。     

基于ADuC841的水泥回转窑旋风筒控制系统设计

本文介绍了基于ADuC841的水泥回转窑旋风预热器控制系统的设计.该系统通过在旋风筒中安装各种传感器实时监控筒内的风量、风速、温度等状态,同时应用可控硅技术对旋风预热器中风机进行控制,得到所需要的理想风量,使得能更充分的利用水泥回转窑的尾气热能,同时也能减少水泥回转窑污染废气排放,利于环保要求.上位机采用图形化编程语言LabVIEW实现,界面友好,用户使用方便.模拟实验与现场运行验证了设计的有效性.     

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.     

Influence of an Optimized Thermoelectric Generator on the Back Pressure of the Subsequent Exhaust Gas System of a Vehicle

Numerous research projects in automotive engineering focus on the industrialization of the thermoelectric generator (TEG). The development and the implementation of thermoelectric systems into the vehicle environment are commonly supported by virtual design activities. In this paper a customized simulation architecture is presented that includes almost all vehicle parts which are influenced by the TEG (overall system simulation) but is nevertheless capable of real-time use. Moreover, an optimized planar TEG with minimum nominal power output of about 580 W and pressure loss at nominal conditions of 10 mbar, synthesized using the overall system simulation, and the overall system simulation itself are used to answer a generally neglected question: What influence does the position of a TEG have on the back pressure of the subsequent exhaust gas system of the vehicle? It is found that the influence of the TEG on the muffler is low, but the catalytic converter is strongly influenced. It is shown that the TEG can reduce the back pressure of an exhaust gas system so much that its overall back pressure is less than the back pressure of a standard exhaust gas system.     

基于酞菁类和二亚铵类近红外吸收染料的等离子显示器滤光膜的性能对比研究

等离子显示器中的潘宁气体在放电过程中会产生近红外线、氖黄光,干扰遥控器等设备,影响观看效果,需安装滤光膜。文章对以酞菁类、二亚铵类为近红外吸收染料的PDP滤光膜进行了对比研究,实验结果表明,酞菁类、二亚铵类滤光膜具有良好的耐湿热、耐高温性能,二亚铵类滤光膜相对于酞菁类滤光膜具有较好的光稳定性能,且可见光区透过率可达到60%以上,适合应用于高透过率PDP滤光膜。     

基于STM32和FreeRTOS的嵌入式太阳能干燥实时监测和控制系统设计

以ARMCortex—M3处理器sTM32F103vBT6为核心,应用AM2301温湿度传感模块实现对太阳能干燥室内温湿度参数的实时监测,采用数字PID控制技术控制鼓风机的转速,保持干燥室内的温度稳定,并通过继电器控制排气扇的启停使干燥室内湿度保持在设定上限之下。干燥室通过RS485总线和上位机通信,上位机设定干燥室内的目标温度和湿度上限,并实时显示干燥室内温度、湿度、鼓风机转速、排气扇开关状态等参数。嵌入式系统软件采用FreeRTOS实时操作系统,保证了系统的实时性和可靠性,实现对太阳能干燥室内温湿度的实时监测与控制。经现场应用验证了系统运行稳定,控制精度高,响应速度快。     

变结构反应离子刻蚀腔室流场热场的数值仿真

为了提高刻蚀的均匀性, 对400mm反应离子刻蚀(RIE)腔室建立了气体流动的连续流体模型和热传递模型, 研究了反应腔室内压强、流速和温度分布。冷却板恒温285K时, 依次改变入口流量和出口压强, 分别分析了腔室内部基片晶圆附近的流速、压强、温度的分布; 依次改变极板间距离(30mm~60mm)、进气口直径(300mm~620mm)、抽气口直径(50mm~250mm), 分析了反应腔室内气流和温度分布。结果表明, 压强分布呈现出边缘低中心高的特征, 流速呈现边缘高且中心低的特征, 且在小流量时压强的均匀性较好; 压强分布的均匀性随腔室极板间距离增加而有所提高, 且随腔室气体出口面积减小与进口面积增加也有所提高; 基片晶圆上方附近处温度场大面均匀、稳定, 几乎不受入口流量波动变化的影响, 热稳定性良好。该研究对大口径RIE腔室结构设计改进及对大口径反应离子刻蚀工艺控制具有重要意义。