Avgasanalysator

En klassisk avgasanalysator

En avgasanalysator eller avgasanalysator för kolmonoxid (CO) är ett instrument för mätning av kolmonoxid bland andra gaser i avgaserna, orsakad av en felaktig förbränning, Lambdakoefficientmätningen är den vanligaste.

Principerna som används för CO-sensorer (och andra typer av gas) är infraröda gassensorer och kemiska gassensorer. Kolmonoxidsensorer används för att bedöma CO-mängden under ett test av transportministeriet . För att kunna användas för ett sådant test måste det vara godkänt som lämpligt för användning i schemat. I Storbritannien finns en lista över acceptabla avgasanalysatorer för användning inom MOT-testet tillgänglig via webbplatsen för Driver and Vehicle Standards Agency .

Lambdakoefficientmätning

Närvaron av syre i avgaserna indikerar att förbränningen av blandningen inte var perfekt, vilket resulterade i förorenande gaser. Genom att mäta andelen syre i avgaserna från dessa motorer kan man övervaka och mäta dessa utsläpp. Denna mätning utförs i MOT-testet genom Lambda-koefficientmätning.

Lambdakoefficienten (λ ) erhålls från förhållandet mellan luft och bensin som är involverad i förbränning av blandningen. Det är ett mått på effektiviteten hos bensinmotorn genom att mäta andelen syre i avgaserna.

När bensinmotorer arbetar med en stökiometrisk blandning av 14,7:1 är värdet på lambda (λ) "1".

Blandningsförhållande = vikt av bränsle / vikt av luft

- Uttryckt som massförhållande: 14,7 kg luft per 1 kg. av bränsle.
- Uttryckt som volymförhållande: 10 000 liter luft per 1 liter bränsle.

Med detta förhållande uppnås teoretiskt en fullständig förbränning av bensin och utsläppen av växthusgaser skulle vara minimala. Koefficienten definieras som lambdakoefficient

Om Lambda > 1 = mager blandning, överskott av luft. Om Lambda < 1 = rik blandning, överskott av bensin.

  • En mager blandning innehåller ett överskott av syre. Överskottssyren kommer att reagera med kväve till ( kväveoxider ), om temperaturen är tillräckligt hög (cirka 1600 °C) för tillräckligt med tid för att tillåta det.
  • En rik blandning innehåller ett underskott av syre. Detta gör det omöjligt för allt bränsle att helt förbrännas till koldioxid och vattenånga. Därför kommer en del bränsle att finnas kvar som ett kolväte, eller så reagerar det bara på kolmonoxid (CO). Kolmonoxidkoncentrationen i avgaserna är nära relaterad och nästan proportionell mot luftbränsleförhållandet i de rika regionerna. Det är därför av stort värde vid trimning av en motor.
  • Utsläppt koldioxid är teoretiskt direkt proportionell mot det bränsle som förbrukas vid ett givet och konstant luftbränsleförhållande. Mindre koldioxid kommer att släppas ut per liter bränsle om λ < 1, eftersom en del bränsle inte kommer att kunna förbrännas helt.

Typer av sensorer

Kemiska CO-sensorer

  • Kemiska CO-gassensorer med känsliga skikt baserade på polymer- eller heteropolysiloxan har den främsta fördelen av en mycket låg energiförbrukning och kan reduceras i storlek för att passa in i mikroelektroniskt baserade system. På nackdelen är kort- och långtidsdrifteffekter samt en ganska låg total livslängd stora hinder jämfört med den icke-dispersiva infraröda sensormätningsprincipen .
  • En annan metod ( Henrys lag) kan också användas för att mäta mängden löst CO i en vätska, om mängden främmande gaser är obetydlig.

Icke-spridande infraröda CO-sensorer

Icke-spridande infraröda sensorer är spektroskopiska sensorer för att detektera CO i en gasformig miljö genom dess karakteristiska absorption. Nyckelkomponenterna är en infraröd källa, ett ljusrör , ett interferensfilter (våglängds) och en infraröd detektor. Gasen pumpas eller diffunderar in i ljusröret och elektroniken mäter absorptionen av ljusets karakteristiska våglängd . Sensorer används oftast för att mäta kolmonoxid. De bästa av dessa har en känslighet på 20–50 PPM .

De flesta CO-sensorer är helt kalibrerade innan de skickas från fabriken. Med tiden måste sensorns nollpunkt kalibreras för att bibehålla sensorns långsiktiga stabilitet. Nya utvecklingar inkluderar användning av mikroelektromekaniska system för att få ner kostnaderna för denna sensor och för att skapa mindre enheter. Typiska sensorer kostar i intervallet (US) $100 till $1000.

Cambridge indikator

Används av äldre flygplan visade Cambridge Mixture Indicator luft-bränsleförhållandet genom att mäta avgasernas värmeledningsförmåga . Den tillverkades av Cambridge Instrument Company . Den här enheten installerades på flygplan på 1930-talet, inklusive Lockheed Model 10 Electra som flögs av Amelia Earhart på hennes sista flygning.

Se även