三、机动车排气污染物检测设备
    随着机动车尾气排放对环境的危害日益凸显，近年来，人们对机动车尾气污染问题越来越重视，为了保护环境，政府不断提高机动车尾气排放限制标准，增加对机动车尾气排放的检测项目，机动车尾气排放检测技术和方法也不断提高。机动车尾气排放限制标准的提高、检测项目的增加、机动车排放物检测技术和方法的提高推动了机动车排放物检测产品的发展，目前市场上使用的机动车排放物检测产品主要有废气分析仪、烟度计、工况法系统。
    1．废气分析仪
    废气分析仪是用于检测汽油车排放污染物的仪器，也是工况法检测系统的核心仪器。它从汽油车排气管内收集抽取汽车的尾气，并对取样气体中所含有的特定气体的浓度进行连续测定。
    汽油车排放污染物分析的主要检测方法有：不分光红外分析法（NDIR）、电化学法、氢火焰离子化法（FID）、化学发光法（CLD）等，其中应用最为广泛的是不分光红外分析法。不分光红外分析法是基于不同组份气体对不同波长的红外线具有选择性吸收的特性，通过测量被测气体的吸收光谱和吸收强度来确定被测气体的种类和被测气体浓度的。早期的红外气体分析仪多采用气动红外线检测器（即卢福特检测器），它是由德国科学家卢福特发明的，早在1938年便开始投入工业化生产。
    20世纪50年代，以费因格格夫和勒夫特为代表研制出了有选择性的光气体检测器，使不分光型红外气体分析仪技术趋于成熟。20世纪60年代，军事上的应用使高灵敏度的红外探测器的研究蓬勃发展起来，红外干涉滤光片制造技术也日趋完善，促使以红外探测器为接收元件的分析仪以其独特的特点迅速发展起来。
    20世纪70年代开始，美、英、德等国一些厂家生产出多组份红外线气体分析仪，有代表性的产品是KEN丁公司生产的R1500型红外气体分析仪。这种仪器虽然能实现多组份分析，但是测量对象的吸收灵敏度不能相差太大，选择性也不够好。
    20世纪80年代，气体滤波相关技术用于多组份分析，大大地提高了分析仪的选择性，但是仪器的测量灵敏度低。
    20世纪80年代末以来，人们通过不断改进滤光片等元件的特性参数、优化部件结构、利用信息处理技术等手段，使检测仪器的抗干扰性、检测精度以及工作稳定性不断提升。
    随着技术的不断进步，红外原理的优点得到充分挖掘，红外机动车排放物检测仪器结构简单、寿命长、测量精度高、反应速度快、运行费用低、操作简便，可用于分析测试HC、CO、CO2（二氧化碳）、NOx等气体的浓度，因而被广泛用于机动车废气分析领域。
早期的废气分析仪主要用于检测怠速状态下的HC和co，因此也叫二气分析仪。后来随着各国环保标准的不断提高以及红外检测技术的不断进步，人们在二气分析仪的基础上研制出了四气、五气分析仪。目前四气、五气分析仪已逐步取代二气分析仪，成为市场的主流产品，表1列出了各类废气分析仪的适用范围。

    图1为废气分析仪的结构示意图，其主要由尾气采收装置、气体分析光学平台（气体传感器）等构成。尾气采收装置由探头、取样管、过滤器、气水分离器及气泵等构成。探头从排气管中采集的尾气，经过滤器、气水分离器分离后，进入气体分析光学平台（气体传感器）。

    废气分析仪的废气分析部分结构如图2所示。气体分析光学平台（气体传感器）主要由红外线光源、样品气室、滤光片、半导体红外检测器等构成，是废气分析仪的关键组成部分。检测时，光源发出的红外光，经切光片后形成红外光脉冲（近期的技术有采用脉冲式红外光源直接产生红外光脉冲），红外光脉冲经样品气室后被样气（从采收部分输送来的多种气体）吸收部分能量，再通过滤光片后到达红外检测器。由于滤光片只允许对应待测组份的红外吸收波长的红外光通过（例如：CO滤光片只允许4.7微米的红外光通过），所以对应波长红外光的能量被吸收的程度反映了相应待测组份的浓度，红外检测器通过对应波长红外光的衰减程度来测量相应待测组份的浓度。

      目前废气分析仪已经普遍采用计算机数字信号处理技术，通过自适应、自调整软件能够对各种气体浓度信号进行线性化处理，对各环境因素（温度，压力等）变化造成的气体浓度信号变化进行补偿，从而提高了检测结果的准确性和稳定性，能够对检测过程进行引导和监控，对检测结果进行判别，从而提高了产品的智能化程度。
      佛山市南华仪器股份有限公司生产的NHA系列废气分析仪是利用不分光红外吸收原理，采用计算机数字信号处理技术的智能化汽油车排气污染物检测仪器，已经广泛应用于各类机动车检测站、汽车修理厂、汽车制造厂、环境检测站等单位，其性能达到国际标准ISO 3930-2009最高精度等级（00级）的要求，为防治机动车排气污染提供了有效监测手段。
    2．烟度计
    烟度计是测定柴油车排出烟气中烟度的仪器，目前，柴油车排气烟度测量主要采用两大类仪器：滤纸式烟度计和不透光烟度计。
   （1）滤纸式烟度计
    滤纸式烟度计结构如图3所示，其由探头、光电测量头、收纸机构、压纸机构、过滤纸、往复运动式汽缸构成。检测时，用探头从排气管中抽取一定量（标准规定330毫升）的烟气，烟气经过滤纸后，滤纸被烟气污染。当光线射向被污染的滤纸时，一部分光线被滤纸上的碳烟所吸收，另一部分光线被反射到光电测量头，使光电测量头产生光电流，光电流的大小反映了滤纸反射率的大小，而滤纸的反射率决定于滤纸的被污染程度，进而测定烟气的污染程度。

    滤纸式烟度计结构简单、调整方便、测定值可靠性高、价格低廉，滤纸试样直观性好、便于保存。但缺点是只能检测排气中黑色的碳烟，无法测量同样存在污染的蓝烟和白烟，这是因为蓝烟（通常因燃料或润滑油不完全燃烧产生的微滴组成）、白烟（通常是由水蒸气和／或油雾组成）不能像黑色碳烟一样在滤纸上留下固体颗粒。
（2）不透光烟度计
    不透光烟度计，又称透射式烟度计、不透光度计，其基本工作原理是光吸收的物理作用，其结构如图4所示。光源发出的光线穿过废气后，经过吸收和散射，光线强度衰减，光电管测出光线的衰减率，进而得到气体污染程度。由于无论低浓度污染物（如蓝烟、白烟）还是高浓度污染物（如黑烟）都会使光源发出的光线得到一定程度的衰减，因而这种工作原理使不透光烟度计不仅可以测量高浓度污染物，也可测量低浓度污染物，而且能够实现连续测量。另外，不透光烟度计的工作原理也使其能够适用于瞬态工况、自由加速工况、有负荷加速工况等多种柴油车工况状态下的排放污染物测量。

    佛山市南华仪器有限公司生产的NHT-6不透光度计，其主要性能指标达到国际标准ISO 11614的有关要求，已经广泛应用于各类机动车检测站、汽车修理厂、汽车制造厂、环境检测站等单位。并且通过了日本有关部门的认证试验，达到日本相关标准要求，批量出口日本。

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