TSI 3090 型发动机排放颗粒物粒径谱仪

可靠的颗粒物排放测量设备

3090 型发动机排放颗粒物粒径谱仪(EEPS ™ ) 是一种能够快速响应且具有高分辨率的仪器，能够测量稀释后尾气中含量极低的颗粒物的数量浓度。它能够提供市面上最快的时间分辨率为每秒10 次，这让它非常适合进行发动机动态和瞬态测量。它能够完成发动机排放颗粒物5.6 ~ 560nm 的粒径分布和数量浓度的测量，覆盖了整个重要的粒径范围。

颗粒物数量测量高级解决方案

新的排放法规要求更加严格，要求企业使用更加灵敏的测量手段对整车或发动机的排放物进行表征。传统的基于质量的颗粒物测量方法已经无法满足要求，只有基于颗粒数量的方法才能够确保可靠的测量。

应用

+ 发动机排放和后处理设备表征

+ 制动粉尘和轮胎磨损颗粒物排放

特性与优势

+ 测量5.6 到560nm 粒径范围内的颗粒物

+ 10 Hz 数据采集实时捕捉瞬时事件

+ 专业的数据采集和分析软件

+ 可选测量度量工具，用于更精确的测量应用( 见应用文章EEPS-005)

+ 一体式单机机柜，重量只有32 kg

+ 四个可配置模拟输出端口( 详情参阅应用文章EEPS-001)

+ 可选AK 系列命令协议，适用于带有主控器的排放测试系统

实时表征颗粒物排放操作

仪器从发动机排气中持续取样 ( 图3)，粒子被电晕荷电器荷以正电至可计算的水平。带电粒子随后被引入高压电极柱中心附近的测量区域，随后被HEPA 过滤后的鞘气包围并沿着电极柱向下运动。一个正的电压被加在中心电极柱上并产生一个电场使得带正电荷的粒子按照它们的电迁移性向外运动。

带电粒子撞击每一个静电计并转移它们的电荷。电迁移性更高的粒子撞击更接近顶部的静电计；相反，电迁移性更低的粒子则撞击更接近底部的静电计。这种采用多个高灵敏静电检测器的阵列使同时多通道的粒子浓度测量得以实现。

仪器具有内置高性能DSP，能够实现精密、实时的数据计算，获得更加平滑的数据。

亚微米粒子的粒径测量采用TSI 公司的 SMPS 粒径谱仪——即使是我们的竞争对手也采用我们的SMPS 来校正他们的产品。当测量稳定的发动机状态时，EEPS测得的数据与SMPS3938 系列吻合得很好（图4）。SMPS 适合于测量发动机稳定状态下排放粒子的粒径分布，但它至少需要30~60 秒才能得到一张完整的粒径分布图。因此，SMPS 不适合于发动瞬态循环的排放测试。EEPS 则能够实时监测粒子的排放。

应用

3090 型 EEPS 粒径谱仪能够提供实时的测量结果和卓越的测量精度，是测量发动机瞬态循环中颗粒物排放和表征排放后处理设备的有效工具。尽管TSI 公司的SMPS ™粒径谱仪具有明显更高的粒径分辨率，它更适合在发动机稳态运行条件下测量。您能够通过EEPS 粒径谱仪以10Hz 的时间分辨率直观的查看发动机瞬态循环中的颗粒物排放。EEPS 非常适合：

+ 观察DPF 加载

+ 调校发动机，降低颗粒物排放

+ 表征DPF 颗粒物去除效率

+ 制动粉尘和轮胎磨损颗粒物排放

功能强大的粒径测量软件，极具吸引力的特性

EEPS 软件是您进行数据采集和分析的界面。仪器能够以多种格式显示颗粒物排放数据。用户可以使用五种预定义的主视图 ( 图 6)：

+ 运行视图

+ 表格视图

+ 直方图

+ 总浓度视图

+ 3D 视图

图6. EEPS 软件提供了五种主要视图。此界面描述了瞬态测试中由于减速形成的较大的核态粒子分布

运行视图是一个2D 彩色等高线图，您能够通过此视图快速分析发动机测试循环，并对特定事件进行放大和分析，获得更加详细的信息。表格视图包括每个通道的数浓度以及相应的表面积、体积和质量浓度( 质量浓度需要输入有效密度)。此外，软件还报告一些统计值，例如：中值、平均值、众数、几何标准偏差以及每个通道的总浓度（图7）。

图7. 颗粒物浓度表格视图，具有不同的比重、密度和统计信息

每个通道的数据还能够画成直方图，该直方图既可采用线性坐标，也可以采用对数坐标。图像的边界可以限制设置成表格中数据的范围。范围内的浓度数据可以在测试和分析数据时显示出来。图8 展示了最大和最低的浓度范围，可以从图中得知测量浓度是否在合适的范围内以及数据的有效性。

图8. 直方图显示，在“范围”的浓度指标 ( 最低为黄色;最高红色)。对数坐标可以很容易地看到核模态和积聚模态。

图9 中显示的是粒径分布和浓度随时间变化的3D 图，您能够很容易识别测试循环中的发动机特定事件下的颗粒物排放行为。仪器能够以一种独特的“动画”视角显示整个发动机循环的测量结果，也可以对特定时段进行放大获得更多的信息。您能够以手动、外部触发的方式启动测量，也可以计划在指定时间开始的测量。用户可通过软件设置长达90 分钟的运行时长。

图9. 3D 图显示的是换挡时的FTP - HD 的瞬态周期，发动机负荷和速度的变化关系，粒径峰值为10nm

EEPS 软件同样为您提供了能够满足自定义数据处理要求的数据导出功能。用户可以将数据导出到文本文件或电子表格文件，可以在数据采集过程中自动连续导出，也可以在数据采集完成后手动导出。此软件提供了多种图形类型和颜色，以及字体类型和风格。

您可以通过EEPS 前面板屏查看所有仪器状态标识和控制仪器。这些参数包含如仪器流量、柱电压、荷电器电流、鞘气温度和进口压力等运行参数。用户也可以通过软件打开或关闭流量、荷电器和柱电压的操作。此外，仪器在数据采集开始前可以测量和监测静电计读数、粒径分布和总浓度（图10）。

图10. 用户能够通过仪器状态窗口查看数据和实现控制