基于TDLAS的柴油機SCR氨污染檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著機動車保有量的不斷增加和人們環(huán)保意識的增強，利用選擇性催化還原系統(tǒng)(Selective Catalytic Reduction，SCR)降低汽車尾氣中NOx排放的方法也得到越來越多的應用，但是由于作為還原劑的尿素水溶液很難被控制到絕對適量，所以過量的NH3被排放到空氣中。由于NH3不僅對人類的健康造成危害，而且是PM2.5持續(xù)走高的主要因素，故導致柴油機尾氣處理的二次污染。
　　可調(diào)諧二極管激光吸收光譜技術(shù)(Tunable D

2、iode Laser Absorption Spectroscopy，TDLAS)憑借其高選擇性、高靈敏度等優(yōu)點，對柴油機尾氣處理中溢出的少量NH3可以進行精準檢測，故本文以TDLAS作為檢測NH3的方法。
　　本論文針對應用到的波長調(diào)制光譜學理論，利用氣體分子吸收理論分析了氨氣擁有特定吸收譜線的原因，對光譜譜線的線型、線寬、線強進行分析，介紹了Lambert-Beer定律，運用了直接吸收檢測的掃描波長法來獲得準確的氨氣吸收峰，并

3、對諧波檢測進行了對比分析，并選用諧波檢測中波長調(diào)制方法去除低頻噪聲，選出二次諧波信號作為濃度信號的采集信號。
　　對TDLAS氨氣濃度檢測系統(tǒng)進行設(shè)計，在利用HITRAN數(shù)據(jù)庫分析了氨氣的吸收峰和柴油機尾氣中H2O、CO2、CO、C2H2、NO、N2O氣體成分的吸收峰位置，最終選擇了1512.22nm的吸收譜線作為本文的氨氣吸收譜線。對系統(tǒng)中選用的主要器件的型號、功能原因進行分析，對LabVIEW數(shù)據(jù)采集程序和MATLAB數(shù)據(jù)預處

4、理程序進行設(shè)計。對汽車尾氣前處理系統(tǒng)進行了以設(shè)計濾除顆粒物等雜質(zhì)，過濾芯采用三氧化二鋁與二氧化硅的燒結(jié)材料。
　　實現(xiàn)了柴油機TDLAS氨氣濃度檢測系統(tǒng)，對激光驅(qū)動器的輸出溫度和驅(qū)動電流的選擇進行試驗分析，并對信號發(fā)生器產(chǎn)生的掃描信號和調(diào)制信號的頻率和幅度進行實驗計算，最終選擇掃描信號幅度為600mV、頻率為5Hz;調(diào)制信號幅度為150mV，頻率為50KHz;最后計算了鎖相放大器時間常數(shù)、靈敏度、相位對二次諧波的影響并得出結(jié)論，最