Snímače a Měření Emisí Pevných Látek: Princip a Aplikace

Vzhledem ke stále přísnějším emisním limitům začíná být potřeba kontinuálního měření i u menších biomasových, plynových a kogeneračních jednotek. Provozovatel potřebuje detailně znát vliv provozních parametrů na vybrané emise tak, aby správně plnil limity při provozu a garančních měřeních.

Snímače Teploty Výfukových Plynů (EGTS)

Snímače teploty výfukových plynů (EGTS) zjišťují teplotu výfukových plynů a předávají tento signál řídicí jednotce motoru, která reguluje provozní podmínky motoru a účinně snižuje emise výfukových plynů. Snímače teploty výfukových plynů se používají ke stanovení teploty v různých bodech výfukového systému, a to v systému recirkulace výfukových plynů, v systému filtru pevných částic, v katalyzátorech nebo ve výfucích.

Princip Fungování Termistorů

Všechny snímače teploty výfukových plynů patří do skupiny tzv. termistorů. Termistor přesně znamená „tepelný odpor“, tedy odpor citlivý na teplotu. Existují dva typy termistorů:

• Snímače PTC (Positive Temperature Coefficient): Jejich elektrický odpor se zvyšuje s rostoucí teplotou. Ve fyzice se takovým snímačům říká snímače s kladným teplotním koeficientem nebo také zjednodušeně „snímače PTC“.
• Snímače NTC (Negative Temperature Coefficient): Jejich elektrický odpor se s rostoucí teplotou snižuje. Proto mají tyto snímače záporný teplotní koeficient a nazývají se „snímače NTC“.

Ve většině případů je elektrický obvod snímače tvořen sériovým zapojením dvou rezistorů - prvním rezistorem je snímač teploty výfukových plynů a druhým rezistorem je takzvaný „Pull up“ rezistor v řídicí jednotce. Napětí se „rozdělí“ mezi dva rezistory. Odpor „Pull up“ rezistoru v řídicí jednotce zůstává konstantní, takže změna odporu snímače ovlivňuje rozdělení napětí.

Příčiny Poruch Snímačů Teploty Výfukových Plynů

Příčin poruch těchto snímačů je mnoho, jednou z hlavních je vliv vysokých teplot, které někdy přesahují 900 °C. Takové teploty se mohou objevit ve výfukovém systému, pokud máme vadné vstřikovače nebo v důsledku špatné kvality oleje či příliš chudé směsi.

Čtěte také: Emise a lambda sonda

Další poměrně častou příčinou poruch jsou vibrace výfukového systému, které mohou poškodit vnitřní spoje; ohnuté a zkroucené trubky jsou také náchylné k dlouhodobému poškození. Další příčinou je nesprávné spalování směsi nebo nadměrná spotřeba oleje a někdy i používání přísad do paliva, což může mít za následek usazování karbonových úsad na snímačích, které poskytují nesprávné údaje. Snímače teploty výfukových plynů jsou také náchylné k mechanickému poškození, např.

Nezapomeňte také zkontrolovat katalyzátory a filtr pevných částic DPF; zanesené součásti výfukového systému mohou ovlivnit tlak a teplotu ve výfukovém systému.

Diagnostika Snímačů Teploty Výfukových Plynů

Jak můžeme rozpoznat problémy se snímačem? Většinou se rozsvítí kontrolka závad MIL - „Malfunction Indicator Light“, někdy kontrolka žhavicí svíčky nebo kontrolka filtru pevných částic.

Měření můžeme provádět bez připojení testeru k řídicí jednotce ECU dvěma způsoby: buď se snímačem zašroubovaným do výfukového systému nebo po demontáži snímače. K měření použijeme multimetr nebo osciloskop a změříme odpory.

Zahřejte snímač při chodu motoru (měření začněte od začátku, snímače reagují velmi rychle) a zkontrolujte, zda se odpor při zvyšování teploty trvale (bez přerušení) snižuje (NTC) nebo zvyšuje (PTC). U demontovaného snímače použijte topení/hořák.

Čtěte také: Více o Peugeot 508 PSE

Při použití diagnostického testeru vyhodnocujeme aktuální hodnoty měření senzorů v řídicí jednotce. Někteří výrobci automobilů vyžadují, aby se po výměně snímače vymazala data adaptace snímače z řídicí jednotky.

Systémy pro Měření Koncentrace Vybraných Látek

SVÚM, a.s. v roce 2019 úspěšně vyvinul modulární systém pro měření koncentrace vybraných látek (O2, NO, NO2, SO2, CO...). Příspěvek popisuje základní princip systému a prezentuje data získaná v pilotním provozu na biomasovém kotli. Hlavní motivací pro vývoj alternativního systému měření emisí spalin je značná poptávka po cenově dostupném řešení kontinuálního měření s dostatečnou přesností.

Metody Měření Emisí

Existuje široká paleta různých metod měření jednotlivých složek ve spalinách:

• Spektroskopické metody (IR): Princip je založen na absorpci záření určitých vlnových délek v infračervené oblasti. Tato metoda je velice přesná a univerzální (lze měřit najednou mnoho složek).
• Solid-state elektrochemické senzory NOx: Tento typ čidel byl vyvinut pro automobilový průmysl. Čidla pracují na podobném principu jako známé lambda sondy. Jejich výhodou je montáž přímo do proudu horkých spalin i relativně příznivá cena.
• Elektrochemické senzory s kapalným elektrolytem: Tyto senzory pracují na principu měření rychlosti (proudu) redox reakce zájmové složky v kapalném elektrolytu. Volbou elektrolytu a volbou vhodné selektivní membrány komunikující s prostředím lze dosáhnout vysoké selektivity na danou plynnou složku. Rovněž je dosahováno zajímavých přesností. Senzory jsou dostupné za nízké ceny pro mnoho měřených plynů v různých koncentracích. Nevýhodou těchto senzorů je jejich omezená životnost (uvádí se 2-3 roky).

Systém pracuje na principu odběru vzorku spalin v periodických intervalech. Malé množství spalin je nasáváno do vzorkovací trati k jednotlivým senzorům. Vzorek spalin je na trase vychlazen v jednoduchém pasivním chladiči.

Pilotní Provoz Měřícího Systému EmiLogger

Ve Vlašimi společnost Veolia provozuje kotel na štěpku o výkonu 1 MW. Tento provoz byl vybrán jako velmi vhodný pro instalaci prototypu měřícího systému EmiLogger. Pro instalaci byla zhotoven speciální plechová montážní deska, která zároveň uzavírá přírubu. Montáž proběhla 19. 12. 2019.

Čtěte také: Bezdotykový koš Barba - stojí za to?

Daný biomasový kotel je výkonově velmi flexibilní, podle potřeby dochází k modulaci výkonu i ke krátkým odstávkám. Ty se na záznamu projevují poklesem emisí NO/NO2 a přirozeně i nárůstem obsahu kyslíku. Na kotli je instalována kyslíková lambda sonda a bylo zjištěno, že měřené hodnoty kyslíku jsou v přesné shodě.

Měření Emisí u Vozidel

Zásadní roli v tomto ohledu hrají emise, tedy látky, které auto vypouští do ovzduší během provozu. Každý motor má v technickém listu stanovené maximálně povolené limity emisí.

Měření Emisí u Benzínových a Naftových Motorů

V případě naftových motorů se sleduje parametr součinitel absorpce, známý jako kouřivost. U benzínových motorů se měří jiné parametry, konkrétně hodnota lambdy, oxid uhelnatý, nespálené uhlovodíky, oxid uhličitý. Proces měření emisí je u těchto dvou typů motorů odlišný.

Proces Měření Emisí

Od roku 2019 byly zpřísněny emisní normy i samotný proces měření emisí. Každé certifikované pracoviště musí kamerově snímat přistavené vozidlo i průběh měření. Samotný proces měření probíhá následovně:

1. Měřící zařízení emisí se připojí přes OBD konektor na řídící jednotku auta, pokud je to možné, pro ověření aktuální teploty oleje, maximálních otáček a dalších parametrů.
2. U naftových motorů se kouřivost měří při maximálních otáčkách. Motor se několikrát vytáčí do maximálních otáček, i nad 5000 ot/min. Pedál se sešlápne naplno, ne plynule. Měří se i čas, za který se dosáhnou stanovené maximální otáčky.
3. Do výfuku se vloží snímač, který měřícímu zařízení zasílá naměřené údaje. Na jedno měření je někdy potřebné sešlápnout plynový pedál 3 až 5krát v závislosti na naměřených hodnotách, protože mezi nimi je stanovená maximální odchylka.
4. Pokud vozidlo neprojde prvním měřením, technik provede opakované měření emisí. Pokud auto při opakovaném měření vyhovuje stanoveným normám kouřivosti, testem emisí projde.

Testování Emisí v Praxi

Na certifikovaném pracovišti pro měření emisí jsme testovali Škodu Octavia 2002, 1,9 TDI 81 kW a Alfu Romeo 159 1,9 TDI 110 kW r. v. 2007. Testování proběhlo 2x. Poprvé nás zajímalo, zda obě auta projdou na STK emisemi. Test emisí proběhl standartním způsobem s dobře zahřátým motorem. Druhé měření jsme provedli po nalití aditiva JLM Diesel Extreme Cleaner do 50 l nafty a nájezdu cca 200 km.

Vliv Aditivované Nafty na Emise

Aditivovaná nafta skutečně vylepší emise a může reálně pomoct projít emisemi. Je ale potřeba na aditivované naftě najezdit aspoň 100 km. Pro dosažení nejlepšího výsledku doporučuje výrobce aditiva jezdit aspoň 30 min v otáčkách nad 3000 ot/min. Takže před STK a měřením emisí je nejlepší přidat do plné nádrže (nebo aspoň do 50 l) extrémní čistič palivového systému JLM a projet se po dálnici, aby bylo motor možné držet ve vyšších otáčkách. Je ale důležité podotknout, že žádná přísada do nafty nevyřeší technický problém v motoru.

Škodlivost Výfukových Plynů a Jejich Vliv na Životní Prostředí

O výfukových plynech a jejich škodlivosti na lidské zdraví i globální klima se mluví čím dál víc. Emise jsou na prvním místě žebříčku příčin předčasného úmrtí ze všech faktorů, které se týkají životního prostředí. Při spalování paliva vznikají různé látky, včetně oxidu uhličitého (CO2), oxidu uhelnatého (CO), elementárního uhlíku (saze), oxidů dusíku (NOx) a dalších. Tyto látky mají negativní dopad na lidské zdraví a přispívají ke znečištění ovzduší a klimatickým změnám.

Látky Obsažené ve Výfukových Plynech

• Oxid uhelnatý (CO): Váže se na červené krvinky a brání přenosu kyslíku v těle.
• Elementární uhlík (saze): Dráždí sliznice v plicích a vážou se na něj karcinogenní látky.
• Oxidy dusíku (NOx): Vytvářejí se za vysokých teplot a mohou vést k vzniku kyselého deště a poškození lidského zdraví.

Skleníkové Plyny a Klimatické Změny

Pak existují skleníkové plyny způsobující skleníkový efekt - není to jenom „výfukový“ oxid uhličitý CO2, ale i metan a také další oxid dusíku N2O… Ten se nepočítá do celkových oxidů dusíku NOX, protože je vysoce stabilní skleníkový plyn.

Země přijímá viditelné světlo ze Slunce a vyzařuje tepelné záření. A skleníkové plyny jako oxid uhličitý, metan, oxid dusný a mnohé další pohlcují v infračerveném světle. Co se vlastně stane? Viditelné světlo prochází, ale část tepelného záření je pohlcována, což znamená, že nejde ven do vesmíru. Takže se Země začne zahřívat.

Emise CO2 z Dopravy

Doprava je v současnosti jedním z hlavních zdrojů znečištění životního prostředí. Celkový počet motorových vozidel ve světě se pohybuje kolem jedné miliardy a neustále se zvyšuje.

Snahy o Snížení Emisí

Evropská unie vyvíjí značný tlak na snižování emisí skleníkových plynů a to i v oblasti dopravy. Zatím se většina automobilových koncernů ubírá směrem k elektromobilitě nebo hybridním typům automobilů. Na spalovací motory jsou kladeny stále vyšší nároky, což v konečném důsledku představuje hlavní úkol pro jejich konstruktéry - snižování spotřeby paliva.

Kromě přechodu na elektrovozidla existují i jiné postupy, které vedou ke snižování dopravních emisí. Některá evropská města zakázala nebo zpoplatnila vjezd starším automobilům a vozidlům s dieselovým motorem. Velké rezervy jsou také v objemech dopravovaného zboží, je mnohem efektivnější využívat lokální produkty a výrobky, než vozit prakticky stejné přes polovinu světa. Nemalé rezervy máme také ve větším využívání železniční dopravy při přepravě osob i zboží.

Měření Kvality Vzduchu v Interiéru

Měřič kvality vzduchu GARNI 204 OneCare je určen pro vnitřní použití. alarm AQI upozorní na vysokou úroveň AQI na základě aktuálně naměřené hodnoty AQI nebo průměrné hodnoty za posledních 24 hodin. při napájení bateriemi měří bezdrátové čidlo GARNI 104Q ve výchozím nastavení koncentraci PM2.5 a PM10 automaticky každých 10 minut.

Proč Měřit Kvalitu Vzduchu?

PM je zkratka z anglického "Particulate Matter", tedy v překladu "pevné částice" (nebo také polétavý prach nebo jemný prach). Jsou to malé částečky pevných látek různého chemického složení, které znečišťují venkovní i vnitřní ovzduší. Dlouhá doba přítomnosti částeček prachu v ovzduší zvyšuje míru vdechování těchto částic, které ohrožují naše zdraví.

• PM2.5: Částice PM2.5, jemné částice prachu o aerodynamickém průměru menším nebo rovném 2,5 μm (někdy se udává 1,0 až 2,5 μm), mohou pronikat hluboko do plic, dráždit a poškozovat stěnu plicních sklípků a následně zhoršovat jejich funkci, a tím vyvolávat astmatický záchvat nebo přispívat ke vzniku kardiovaskulárních onemocnění.
• PM10: Částice PM10, hrubé částice prachu o aerodynamickém průměru menším nebo rovném 10 μm (někdy se udává 2,5 až 10 μm), mohou dráždit sliznice, například oči a krk. Vysoké hladiny PM10 tak mohou snadno vyvolat kašel, rýmu a pálení očí.

Švýcarská Čidla s Certifikací MCERTS

Výrobek je vybaven švýcarským čidlem pevných částic SENSIRION řady SPS, který je určen pro použití v oblasti měření kvality vnitřního i venkovního ovzduší (pozn. tento výrobek je určen pro použití v interiéru). Princip měření je založen na laserovém rozptylu s inovativní technologií odolnosti proti znečištění, která umožňuje přesné měření od prvního spuštění přístroje a po celou dobu jeho používání.

tags: #cidlo #na #mereni #emisi #pevnych #latek

Oblíbené příspěvky:

• Test odpadkových košů Panda
• Recyklace: ekonomický pohled
• Filtr pevných částic u C-Crosseru
• Kompost a plevel
• Kuznetsova Krivka: Podrobná ekologická studie