滕杰

(天津市機(jī)動車排污檢控中心,天津 300191)

汽車尾氣遙感技術(shù)探討

滕杰

(天津市機(jī)動車排污檢控中心,天津 300191)

摘要：指出了對汽車尾氣的監(jiān)控、控制尾氣的排放、降低對環(huán)境的污染,是一項(xiàng)極為重要且迫切的工作。介紹了對一種汽車尾氣檢測技術(shù)——遙感監(jiān)測技術(shù),闡述了主要的工作原理、優(yōu)點(diǎn)及檢測的內(nèi)容,提出了使用汽車尾氣遙感技術(shù)時所需注意的事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：汽車;尾氣;遙感技術(shù)

1引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),國內(nèi)汽車保有量呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。以上海市為例,在20世紀(jì)90年代初,機(jī)動車保有量為20萬輛,而到2009年則上升到接近250萬輛,其中汽車占60%左右[1]。而汽車保有量的增加,交通出行量的增多,無疑給生態(tài)環(huán)境帶來了極大的影響。對此,需采取各種手段對汽車尾氣污染加以治理,而汽車尾氣排放進(jìn)行檢測就是其中的一種。自20世紀(jì)70年代開始,推出了一些汽車尾氣檢測技術(shù),如底盤測功機(jī)測試法、車載尾氣檢測法以及遙感檢測法等[2],本文對汽車尾氣遙感技術(shù)進(jìn)行探討。

2汽車尾氣遙感技術(shù)的工作原理

汽車尾氣遙感技術(shù)是一種較為先進(jìn)的尾氣檢測技術(shù)。從某種層面上來講,遙感技術(shù)是試驗(yàn)室光譜分析技術(shù)的拓展,其工作原理主要為利用紫外線與紅外線光譜技術(shù),對汽車尾氣排放物內(nèi)不同成分的占比率加以測定[3]。

在對汽車尾氣進(jìn)行測量時,其具體過程為:在汽車尾氣遙感設(shè)備的光源發(fā)生器發(fā)出紫外光光束、紅外光光束后,馬路對面的紫(紅)外光放光鏡會把其再次反射回遙感設(shè)備中,即光源檢測器內(nèi)。在馬路上所行進(jìn)的車輛經(jīng)過上述光束時,尾氣對紅外光產(chǎn)生吸收作用,之后紅外線發(fā)射接收器將對所接收的光譜改變狀況加以詳細(xì)的分析,繼而對行進(jìn)車輛所排出的各種氣體(氮氧化物、碳?xì)浠衔铩O以及CO2等)及其濃度進(jìn)行計(jì)算。在此期間,通過車輛辨別系統(tǒng)掌握每一輛車的車牌號碼,利用速度傳感器對相應(yīng)車輛的速度及其加速度予以測定,經(jīng)由氣象儀器對環(huán)境參數(shù)予以記錄。

汽車尾氣在排出之后,其中所包含的污染物將隨之在空氣內(nèi)逐漸擴(kuò)散與稀釋,而風(fēng)向、風(fēng)速以及空氣擾動等,會對污染物的稀釋濃度造成一定的影響。所以,對排氣煙羽濃度進(jìn)行測量,難以說明汽車的尾氣排放情況,遙感設(shè)備是以CO2為參照氣體,對尾氣中的污染物加以測定。

以下針對NOX、HC以及CO等對CO2濃度的比率,分別用QNO、QHC、QCO等表示,且QNO=NOX/CO2、QHC=HC/CO2、QCO=CO/CO2。有關(guān)研究指出:針對一個既定排氣煙羽,QNO、QHC、QCO等是相對恒定的,基本上不會由于諸多原因如稀釋、擴(kuò)散等而發(fā)生改變,所以,遙感檢測期間,在較短的時間之內(nèi)反復(fù)對汽車排氣煙羽加以測定,對CO2、NOX、HC以及CO等進(jìn)行計(jì)算,從而對QNO、QHC、QCO等加以明確。其中,一般是采取碳平衡法對CO2的濃度進(jìn)行明確,具體的計(jì)算公式為:CO2%=42/(2QCO-0.37QHC+QNO+2.79)。按照定義可知,其它排氣污染物排放濃度計(jì)算公式為:CO%=QCO×CO2%;HC%=QHC×CO2%;NO%=QNO×CO2%。

采取遙感技術(shù)對車輛排氣污染物的濃度進(jìn)行測量,簡而言之就是HC/CO2、NO/CO2、CO/CO2,之后再利用發(fā)動機(jī)的化學(xué)計(jì)量空燃比燃燒所推出的公式,對CO2的絕對濃度進(jìn)行計(jì)算,最終將不同氣體污染物的濃度進(jìn)行計(jì)算。

3汽車尾氣遙感技術(shù)的檢測內(nèi)容及其優(yōu)勢

3.1　汽車尾氣遙感技術(shù)的檢測內(nèi)容

汽車尾氣遙感技術(shù)可以檢測的內(nèi)容主要有:對車輛污染排放數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測:與其他汽車尾氣檢測方法一樣,該技術(shù)可對尾氣加以檢測,但它們之間又有所不同,即其不需要和被檢測車輛相接觸,且能對馬路上所行駛的各類汽車(如柴油車、汽油車)進(jìn)行同時檢測;遙感技術(shù)在測定車輛所排放的尾氣同時,還能對汽車的行駛速度進(jìn)行測定;可記錄汽車的牌照;能對“冒黑煙”的汽車進(jìn)行抓拍與錄制;對“黃色環(huán)保標(biāo)志”、“無環(huán)保標(biāo)志”進(jìn)行鑒別;可輔助交通部門開展更為有效的管理。

3.2　汽車尾氣遙感技術(shù)的優(yōu)勢

通過遙感技術(shù)對汽車所排放的尾氣進(jìn)行測定,具有一定的優(yōu)越性,具體表現(xiàn)為如下幾點(diǎn)。①自動化水平高,檢測迅速,通常情況下1h可檢測的車輛多達(dá)10000輛,極大地提升了工作效率。②能夠在車輛正常行進(jìn)期間展開尾氣檢測工作,并且此時的汽車發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀況更有說明性,且相對于怠速法而言,更可以說明車輛尾氣排放的具體狀況。③在對行進(jìn)車輛進(jìn)行尾氣測定時,駕駛者毫無感覺,這可防止極少數(shù)車輛駕駛者為檢測達(dá)標(biāo)而采取相應(yīng)手段,最終對尾氣測定結(jié)果。④一般情況下,遙測系統(tǒng)安裝在馬路邊,因而避免了在馬路中間設(shè)置東西,從而確保了交通的順暢。⑤在對汽車尾氣進(jìn)行遙感檢測的過程中,不會影響到汽車的正常行進(jìn),車主也無需到相關(guān)檢測站進(jìn)行檢測,節(jié)約了時間,方便了車主。⑥因?yàn)樵跈z測汽車尾氣時,檢測者與車輛駕駛者無需溝通,且從測試路段所收集到的所有信息或數(shù)據(jù),均輸入電腦程序內(nèi),僅有被授權(quán)者方可開啟該程序,因而可確保汽車尾氣排放數(shù)據(jù)的真實(shí)性與可靠性。

4使用汽車尾氣遙感技術(shù)的相關(guān)注意事項(xiàng)

在利用遙感設(shè)備對汽車尾氣加以檢測時,為了確保所檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可靠性,應(yīng)注意一些相關(guān)的事項(xiàng),具體如下。

4.1　選擇使用環(huán)境與檢測場地

通常情況下,在安裝與使用尾氣遙感設(shè)備時,其工作環(huán)境(如壓力、溫度及濕度等),都必須滿足說明書中的條件或要求。在下雨、下雪或者是起霧的天氣下,一般不適宜開展汽車尾氣遙感檢測工作。如果要在多車道上展開尾氣遙感檢測,那么必須采用交通標(biāo)志,以隔離出一條車道,從而便于測量工作的開展。汽車尾氣遙感技術(shù)的運(yùn)用,對路面及其坡度也有相應(yīng)的要求,即路面需保證平整,且需在平路亦或者是坡度低于15°的上坡路段。在選擇檢測場地時,需遠(yuǎn)離一些相應(yīng)污染源,避免對汽車尾氣檢測結(jié)果帶來影響;在相關(guān)設(shè)備使用場地的5m半徑內(nèi),不能出現(xiàn)帶有干擾的電磁波源。

4.2　安裝與調(diào)試

在對汽車尾氣遙感設(shè)備進(jìn)行安裝的過程中,需注意一些事項(xiàng),即在檢測區(qū)間前方大約50m的位置,安裝交通警示與異流標(biāo)志。電子照相機(jī)與測速棒兩者之間的距離在10~15cm之間。攝像頭所對準(zhǔn)的位置為測速光發(fā)射幫和測速棒兩者的中間。測速棒和氣體探測器之間的距離在7.5cm左右。在對設(shè)備進(jìn)行調(diào)試時,調(diào)節(jié)測速棒應(yīng)處于水平位置,測速棒與地面相距的距離在3~7cm左右,通常情況下是依據(jù)路面平整度來決定的,對測速光發(fā)射棒所發(fā)射出的激光進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié),以便讓其能夠準(zhǔn)確地與3個接收口相對應(yīng)[4]。按照相應(yīng)的要求,對測量光束的離地高度進(jìn)行合理的調(diào)整,且確保氣體探測器處于水平狀態(tài),對反光鏡位置進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)整,以便達(dá)到滿意的測量工作曲線。除此之外,需對紅外線工作曲線加以調(diào)整,且直至正常水平,然后在標(biāo)定分析儀之后,即可進(jìn)行車輛尾氣的檢測。

4.3　環(huán)境條件的選擇

一般情況下,汽車尾氣遙感檢測技術(shù),對現(xiàn)場的環(huán)境有比較高的要求,即室外溫度需在零下5~45℃之間,相對空氣濕度需低于80%,且現(xiàn)場風(fēng)速不可高于三級。若沒有滿足上述要求,則不可檢測。另外,在下雨、下雪以及有霧的天氣下,同樣也不能開展檢測工作。

4.4　所測車輛的實(shí)際狀態(tài)

在單位時間內(nèi),車輛所排放污染物的量,取決于車輛本身的行進(jìn)狀態(tài);而遙感設(shè)備在對車輛尾氣進(jìn)行測定時,為了達(dá)到最為理想的檢測效果,需有比較集中的排放量。正是因?yàn)槿绱?在車輛測定區(qū)域內(nèi),車輛行駛速度需保證在每小時20km以上,同時保證加速度在零以上。

5結(jié)語

在一段時間內(nèi),我國機(jī)動車保有量還將繼續(xù)增加,對大氣與生態(tài)環(huán)境所造成的污染也將繼續(xù),對此,為了保護(hù)人類的生活環(huán)境不受影響,對汽車尾氣進(jìn)行檢測與治理,是極為關(guān)鍵且有必要的。而汽車尾氣遙感技術(shù)作為一種相對比較先進(jìn)的檢測技術(shù),還需進(jìn)一步改進(jìn)與完善,以便將其作用與優(yōu)勢充分展現(xiàn)出來,從而為保護(hù)環(huán)境做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 尚若靜,江俊.汽油車尾氣遙感檢測結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析與限值制定[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù),2014(4):67~69.

[2] 馮蓬.汽車尾氣遙感監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用研究[J].科學(xué)時代,2013(1).

[3] 王科.遙感技術(shù)在機(jī)動車排氣檢測和監(jiān)管中的探析[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2013(5):157,159.

[4] 孫冬梅.遙感設(shè)備在機(jī)動車尾氣檢測工作中的應(yīng)用[C]//中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會.2012學(xué)術(shù)年會論文集.北京:中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會,2012:2115~2117.

收稿日期：2015-03-05

作者簡介：滕杰(1971—),男,山東人,工程師,主要從事加油站油氣回收排放管理及機(jī)動車尾車遙感檢測工作。

中圖分類號：X859

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1674-9944(2015)05-0207-02