Combustibili

Capitolul 1.Echipamente de măsurare a emisiilor poluante la autovehicule

Automobilele, pe lângă confortul unei mobilitati rapide, disponibile aproape oricand prezinta si cateva dezavantaje care afecteaza societate, acestea fiind un prim factor de poluare chimica si fonica mai ales in marile orase. În ultimul secol automobilele și utilizatorii acestora sunt răspunzătoare pentru milioane de morți premature și vătămări mai ales a celora care trăiesc în mediile urbane supraaglomerate.

1. Măsurarea concentrației de oxid de carbon și a dioxidului de carbon

Un echipament de monitorizare este format din mai multe componente:

- aparatul de măsurare și afișare digitală ;

- sonda pentru gaz și furtunul

- fac leagătura cu aparatul prin intermediul fi ltrului;

- filtrul și rezervorul pentru apă ;

- imprimanta cu infraroșii

Analizorul de gaze sau traductorul pentru analiza gazelor, este un aparat de analiză fizico-chimică folosite la determinarea compoziției unui amestec gazos (aer). Funcționarea lor se bazează pe măsurarea unui parametru fizic sau electrochimic al amestecului analizat. Pentru motoarele cu aprindere prin scânteie (MAS) se folosește analizorul cu patru gaze, care mai exact determină CO (monoxidul de carbon), CO2 (dioxidul de carbon), hidrocarburi și O2 (oxigen) din gazele de evacuare. Pentru motoarele cu aprindere prin comprimare (MAC) se folosește opacimetrul ce permite determinarea opacității luminoase a gazelor de evacuare, pe baza principiului fluxului parțial.

Emisiile de CO și CO2 din gazele de evacuare pot fi determinate utilizând metoda absorbției energiei radiante nedispersive prin spectrul de radiații infraroșu și care se bazează pe principiul absorbției selective a energiei radiante în spectrul infraroșu la diferite lungimi de undă caracteristice fiecărei substanțe.

Această metodă poate fi folosită și la măsurarea concentrației de HC și NOx. Radiația infraroșie este absorbită de CO la lungimea de undă de 4,7 m, iar de CO2 la 4,3 m.

Analizorul NDIR (Non Dispersive Infrared Radiation) (figura 1) dispune de două tuburi paralele, aceste tuburi au pereți reflectorizanți și ele sunt străbătute de câte un fascicul de radiații infraroșu. Aceste fascicule au o bandă largă de lungimi de undă

Proba de gaze arse de analizat traversează tubul de măsură situat pe traiectul fasciculului infraroșu. Tubul de referință este traversat de azot și el nu absoarbe radiații infraroșu .

Fasciculele sunt emise de două surse generatoare de radiații infraroșu de putere egală ajung în câte o cameră receptoare după ce au traversat tubul de măsură și tubul de referință. Cele două camere sunt umplute cu gaze de analizat și sunt separate de o membrană metalică. Radiația infraroșie este absorbită numai în banda de absorbție specifică gazului receptor, deci într-o manieră selectivă. Diferența de energie absorbită determină o diferență de temperatură și de presiune între cele două camere receptoare. Această diferență de presiune este transformată într-o diferență de tensiune, care este proporțională cu concentrația compusului care se determină, CO sau CO2, dar tot atât de bine poate fi determinată concentrația de HC sau NOx.

Procedura nedispersivă în infrarosu (procedura NDIR) utilizează o diafragmă rotativă (chopper) pentru modularea fasciculului înainte de trecerea prin sistemul de măsurare și un sistem de filtre optice și/sau cu gaz. Radiația modulată produce, prin absorbția radiațiilor caracteristice din camera de măsurare, oscilații de presiune. Diferența de presiune dintre camera de măsurare și cea de referință este transformată în semnale electrice.

Figura 1 - Fotometru pe principiul NDIR Metoda NDIR este utilizată de unele aparate care pot măsura mai mulți compuși din proba de măsurat. În acest scop se conectează mai mulți detectori de gaz (de obicei doi) unul după altul, pentru fiecare compus. Acest procedeu se poate aplica dacă benzile de absorbție ale compușilor ce vor fi măsurați combinat nu se suprapun.

2. Măsurarea concentrației de hidrocarburi Substanțe deosebit de periculoase cu efect cancerigen și mutanogen în cazul expunerilor pe termen lung. HAP sunt un grup de peste 100 de substanțe chimice produse datorită arderii incomplete al amestecului aer-combustibil. Expunerea organismului uman la cantități semnificative ale acestor compuși chimici provoacă iritarea ochilor, stări de greață și amețeală. Expunerea pe termen lung, pe lângă efectul cancerigen, poate provoca afecțiuni ale pielii, ficatului, rinichilor precum și cataractă.

Concentrația de hidrocarburi din gaze de evacuare ale motoarelor se determină cu analizorul FID (Flame Ionization Detector).