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《中国科学技术大学》 2018年
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机动车尾气高温CO、CO_2排放因子检测关键技术研究

刘国华  
【摘要】:机动车尾气排放的CO、CO2是城市空气的主要移动污染源之一。目前,国家出台了相关政策法规,加强对尾气CO、CO2排放的监管。然而,国内检测CO、CO2排放因子的车载式设备主要依赖进口。论文开展机动车尾气CO、CO2排放因子检测系统中的关键技术研究,为CO、CO2排放因子检测设备的国产化提供技术支持。针对机动车高温尾气取样预处理的需求,研发了去水去杂小型旋风分离器、改进型尾气压差测量皮托管、多点温度测量模块、改进型样品气压差测量孔板等关键部件,设计了预处理采样气路,集成了机动车高温尾气预处理系统,达到了去除尾气中颗粒物和水分的目的,并获得了 CO、CO2排放因子中相应的尾气温度、质量流量等参数。实验结果表明,预处理后的样品气,相对湿度小于40%,温度低于50℃,所含颗粒物直径小于3μm,且含量极少,满足了车载式机动车尾气光学检测分析模块的要求。设计了检测系统标零、标量程和样品气体的气路切换与驱动模块,研发了样品气温度、湿度、压力参数检测电路;在红外吸收信号检测电路方面,研发了自适应宽量程信号检测电路、基于DSP的单频滤波电路和改进的调制光电信号差分双采样电路,实现了红外测量信号的快速、宽量程、低噪声检测,对比实验表明,高温尾气CO、CO2浓度检测系统响应时间为0.5s,相比于传统方法响应速度提高了 6倍。分析了气体温度、湿度、压力等环境因子对预处理后尾气CO、CO2浓度测量的影响规律,提出了一种基于神经网络的多环境因子在线修正算法,提高了高温尾气CO、CO2浓度的反演精度。标样实验表明:最大相对偏差从22%降至5.8%。模拟对比实验表明:最大相对偏差从15%降至4.8%。车载外场实验表明:修正因子在0.8~1之间。上述结果验证了算法在尾气CO、CO2浓度修正中的有效性。开展了检测系统的外场应用实验,分别对轻型汽油车和柴油车CO、CO2排放因子进行了测量,并与美国Sensors公司的SEMTECH-CO/CO2检测仪进行了对比,实验结果表明:CO排放因子相关度达到0.931,CO2排放因子相关度达到0.925。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:X831

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 鲁一冰;机动车尾气垂直遥测技术研究及光谱处理算法设计[D];中国科学技术大学;2018年
【参考文献】
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【共引文献】
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1 鲁一冰;机动车尾气垂直遥测技术研究及光谱处理算法设计[D];中国科学技术大学;2018年
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3 刘国华;机动车尾气高温CO、CO_2排放因子检测关键技术研究[D];中国科学技术大学;2018年
4 张恺;基于脉冲氙灯的便携式机动车排放NO_x在线检测数据处理算法研究及应用[D];中国科学技术大学;2018年
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【同被引文献】
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1 刘国华;机动车尾气高温CO、CO_2排放因子检测关键技术研究[D];中国科学技术大学;2018年
2 张恺;基于脉冲氙灯的便携式机动车排放NO_x在线检测数据处理算法研究及应用[D];中国科学技术大学;2018年
3 王嘉宁;基于中红外吸收光谱技术的设施园艺CO_2测控系统的研制[D];吉林大学;2017年
4 何莹;基于激光吸收光谱的主要人为氨排放源在线检测技术与应用研究[D];中国科学技术大学;2017年
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6 申现宝;柴油车排放烟羽中细颗粒物变化特征研究[D];清华大学;2015年
7 杨文亮;基于开放光程TDLAS技术的农田氨挥发实时监测方法研究[D];南京农业大学;2014年
8 姜承志;拉曼光谱数据处理与定性分析技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2014年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 梁新腾;曾建华;孙彦辉;陈均;陈路;;攀钢低CO_2排放的转炉炼钢工艺技术开发及应用[A];第七届四川省博士专家论坛论文集[C];2014年
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3 杨新伟;低浓度CO_2气氛下新型高效Li_4SiO_4吸附剂的制备及改性研究[D];华中科技大学;2017年
4 刘乐庭;基于视觉的CO_2焊熔池熔深特征的判别[D];广西科技大学;2014年
5 赵冰;基于熔池视觉的CO_2焊接缺陷的特征识别[D];广西科技大学;2014年
6 王成军;退化红壤区湿地松人工林树干CO_2释放速率及水分利用效率研究[D];南昌工程学院;2019年
7 王政;九道岭矿采空区注CO_2防灭火数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2017年
8 徐丽娜;高温掘进面液态CO_2降温试验研究[D];辽宁工程技术大学;2017年
9 刘子林;渤海湾盆地(海域)断裂系统及其与CO_2气(藏)的关系[D];吉林大学;2018年
10 曾泽;雪玉洞上覆土壤CO_2变化及其对滴水水化学特征的影响[D];西南大学;2018年
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