Das Kernprinzip eines Automobilabgasanalysers basiert auf der unterschiedlichen Reaktion verschiedener Gase auf bestimmte physikalische oder chemische Signale und ermöglicht die qualitative und quantitative Analyse mehrkomponenter Gase mit präzisen Sensoren und Algorithmen.

Der technische Weg des Automobil-Abgasemissionsanalysators ist hauptsächlich in folgende Kategorien unterteilt:

1. Infrarot-Spektrum-Technologie

Ermittlung der selektiven Absorptionseigenschaften bestimmter Wellenlängen durch Gasmoleküle. Kohlenmonoxid (CO) hat einen starken Absorptionsspitze bei 4,6 μm Wellenlänge, Kohlendioxid (CO2) bei 4,2 μm Wellenlänge und Kohlenwasserstoff (HC) bei 3,4 μm Wellenlänge. Das System misst die Intensitätsabnahme nach Absorption von Infrarotstrahlung in Kombination mit dem Bill-Lambert-Gesetz, um die Konzentration von Gegenstoßgasen zu messen. Diese Technologie verfügt über eine schnelle Reaktionsgeschwindigkeit (Millisekundengeschwindigkeit), eine hohe Erkennungsgenauigkeit (Fehler von weniger als 1%) und langfristige Stabilität, die weit verbreitet in der Abgasanalyse von Benzinfahrzeugen verwendet wird.

2. Elektrochemische Sensorik

Die Messung basiert auf den Stromveränderungen des Gases bei einer Oxidationsreaktion zwischen den Elektroden. Der Sauerstoff (O₂)-Sensor verwendet einen festen Elektrolyten aus Platin/Zirconium und die Migration von Sauerstoffionen erzeugt ein Stromsignal, das linear mit der Konzentration verbunden ist; Der Stickoxid-Sensor (NOx) reduziert durch eine mehrschichtige katalytische Membranstruktur NOx in Stickstoff (N₂) und setzt Elektronen frei, deren Stromstärke proportional zur NOx-Konzentration ist. Diese Technologie ist kompakt und kostengünstig, aber die Lebensdauer des Sensors ist kürzer (in der Regel 2-3 Jahre) und muss regelmäßig ersetzt werden.

3. Chemische Leuchtmittel

Hochempfindliche Testtechnologie für Stickoxide (NOx). Das Prinzip besteht darin, dass das Stickstoffmonoxid (NO) im Abgas mit Ozon (O3) reagiert, um Stickstoffdioxid (NO₂*) in einem angeregten Zustand zu erzeugen, während Photonen freigesetzt werden, wobei die Anzahl der Photonen in linearer Beziehung zu der NO-Konzentration steht. Durch die Messung der Lichtintensität mit einem photomultiplikatoren Rohr kann eine Erkennungsempfindlichkeit auf ppb erreicht werden. Zusammen mit einem Katalysator wird Stickstoffdioxid (NO₂) auf NO reduziert, wodurch die NOx-Gesamtmenge erfasst werden kann. Diese Technologie ist stark störungsbeständig und wird häufig für hochpräzise Analysen auf Laborabstand verwendet.

Wasserstoffflamme Ionisierung (FID)

Technologie, die speziell für die Detektion von Gesamtkohlenwasserstoffen (THC) entwickelt wurde. Das Prinzip besteht darin, Kohlenwasserstoffe in Wasserstoffflammen zu ionisieren und die Intensität des Ionenstroms zu messen. Der Stromwert ist proportional zur Anzahl der Kohlenstoffatome und der Messbereich kann 0-10.000 ppm mit einer Genauigkeit von ± 2% erreichen. Diese Technologie erfordert Wasserstoffquellen und eine hohe Temperatur und wird hauptsächlich für die Tests auf Motorständen oder die Abgasanalyse von Dieselfahrzeugen verwendet.

UV-Differentialsorptionsspektrometrie (UV-DOAS)

Mit Hilfe der Eigenschaften der Absorption von UV-Licht (200-400 nm-Band) durch die NOx-Molekularcharakteristik durch das Abgas, analysiert die Absorptionsspitzenbereich durch ein Spektrometer und berechnet die Konzentration in Kombination mit dem Bill-Lambert-Gesetz. Diese Technologie hat eine hohe Empfindlichkeit für die NOx-Detektion (ppb-Klasse) und eine hohe Anti-Kreuzstörungsfähigkeit, die sich besonders für die Überwachung von niedrigen Konzentrationen von Emissionen eignet.

Vorteile des Automobil-Abgasemissionsanalysators:

1. Multi-Komponenten-Synchron-Erkennung Fähigkeit

Moderne Analysatoren können mit der Multi-Sensor-Fusionstechnologie gleichzeitig konventionelle Schadstoffe wie Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO₂), Kohlenwasserstoffe (HC), Stickoxide (NOx), Sauerstoff (O₂) und andere nachweisen. Einige Geräte können auch die Detektion von Partikeln (PM), Ammoniak (NH₂) und anderen Komponenten erweitern. Diese integrierte Konstruktion reduziert den Prüfprozess und verbessert die Datenvollständigkeit.

Hohe Präzision und Stabilität

Mit fortschrittlichen Sensortechnologien wie Nicht-Spektral-Infrarot (NDIR), Elektrochemie und chemische Lichtemittanz können Temperaturkompensation und Druckkompensationsalgorithmen die Präzision der Detektion unter komplexen Arbeitsbedingungen erhalten. Der Detektionsfehler des Infrarot-Sensors für CO ist weniger als 1%, die Detektionsempfindlichkeit des chemischen Leuchtmittels für NOx kann bis zu 0,02 ppm erreichen und die sechsten nationalen Emissionsnormen und strengere Umweltschutzanforderungen erfüllen.

Dynamische Überwachung und Portabilität in Echtzeit

Der tragbare Analyzer ist kompakt und leicht (in der Regel weniger als 5 kg) und unterstützt die Prüfung mit dem Fahrzeug oder die Abtastung vor Ort. Die Fahrzeuggeräte sind mit einer beheizten Probenaufnahmeleitung und einer schockdichten Konstruktion ausgestattet, um Emissionsdaten über Übergangsbedingungen wie Beschleunigung und Steigsteigen während des Fahrzeugfahrens in Echtzeit zu erfassen, um das Problem zu lösen, dass herkömmliche Rack-Tests die tatsächlichen Straßenemissionen nicht widerspiegeln können.

4. Intelligente Datenverarbeitung und Erweiterung

Ein integrierter Mikroprozessor und ein LCD-Display unterstützen die chinesische Oberflächenbetrieb und berechnen automatisch abgeleitete Parameter wie den Überluftkoeffizienten (λ) und das Kohlenwasserstoffverhältnis.

5. Umweltanpassung und Wartungsanpassung

Die Geräte integrieren Funktionen wie automatische Zertifizierung, automatische Reinigung und Luftwegleckaprüfung, um menschliche Eingriffe zu reduzieren. Die modulare Konstruktion des Sensors ermöglicht einen schnellen Austausch und einige Modelle unterstützen den Hot-Plug. Ersatz von elektrochemischen Sensoren dauert nur wenige Minuten und kostengünstig; Infrarot-Sensoren haben eine Lebensdauer von mehr als 5 Jahren und reduzieren Wartungskosten.