ИЛЬТНЕР АЛЕКСАНДР ЯКОВЛЕВИЧ

Выписка из ISO 11614
http://spribor.is.com.ua/iso11614.htm

ПРЕДИСЛОВИЕ

ISO (Международная организация по стандартизации) является всемирной федерацией национальных органов стандартизации (государств - членов ISO). Разработка международных стандартов как правило осуществляется техническими комитетами ISO. Каждый член организации, заинтересованный в разработке и принятии какого-либо стандарта, имеет право принять участие в работе соответствующего комитета. Правительственные и неправительственные международные организации в координации с ISO также могут принимать участие в работе по разработке стандартов. ISO тесно сотрудничает с международной электротехнической комиссией (IEC) во всех вопросах, касающихся стандартизации электротехнического оборудования.

Проект международного стандарта сначала принимается техническими комитетами путем голосования. Для принятия и публикации международного стандарта необходимо, чтобы за него проголосовало не менее 75% членов комитета.

Международный стандарт ISO 11614 был подготовлен техническим комитетом ISO/TC22 - Автотранспорт, подкомитетом SC5 - тестирование двигателей.

Второе издание стандарта аннулирует и заменяет его первое издание (ISO 3173:1974) и (ISO/TR 4011:1976), которое было дополнено и исправлено.

Приложение А является неотъемлемой частью настоящего международного стандарта.

ПРОЕКТ МЕЖДУНАРОДНОГО СТАНДАРТА

1. Краткое содержание

2. Ссылки на нормативы и стандарты

3. Определения

4. Символы и единицы измерений

5. Принципы построения дымомеров

6. Описание дымомеров, используемых для измерения дымности выхлопов двигателей внутреннего сгорания

7.Дополнительные характеристики дымомеров, используемых для измерения коэффициента поглощения светового потока

1. Краткое содержание

В настоящем международном стандарте определены общие требования к дымомерам, а также требования к процедурам их установки и монтажа, процедурам определения коэффициента поглощения светового потока в выхлопном газе двигателей внутреннего сгорания.

2. Ссылки на нормативы и стандарты

Ниже приведен перечень стандартов, на которые имеются ссылки в настоящем проекте международного стандарта. На время публикации проекта международного стандарта указанные редакции стандартов имели силу. В случае выхода новых редакций указанных стандартов необходимо тщательно изучить их применимость с точки зрения настоящего стандарта. Члены IEC и ISO имеют перечень всех действующих редакций стандартов.

Предписание UN-ECE №24. Положения, касающиеся разрешений к выпуску автомобилей, оснащенных дизельными двигателями, с точки зрения состава выхлопного газа.

Директива 72/306/ЕЕС от 2 августа 1972 года, в которой сравниваются законодательства стран-членов Союза в области снижения выбросов вредных веществ в выхлопах дизельных двигателей.

3. Определения

Ниже приведены определения терминов, использующихся в настоящем стандарте.

3.1. Коэффициент пропускания t

Формула:

Коэффициент пропускания равен части светового потока, прошедшего через дымовой тракт выхлопной системы к приемному элементу.

3.2. Дымность выхлопа N

Формула: N= 100 - t

Дымность выхлопа равна части светового потока, вышедшего из излучателя, которая не дошла к приемным элементам.

3.3. Эффективная фотометрическая база

Эффективная фотометрическая база равна расстоянию, проходимому световым пучком через поток выхлопного газа между излучателем и приемником дымомера с учетом неоднородностей, вызванных градиентами плотности и интерференционным эффектом.

3.4. Коэффициент поглощения (абсорбции) светового потока k

Формула: или .

Для того, чтобы получить сопоставимые данные при измерении дымности, температура и давление в области измерений должны быть известны, так как эти параметры влияют на коэффициент поглощения светового потока k. Условия сравнения приведенных величин приведены в п.7.1.

Термин "'оэффициент поглощения светового потока "является общеупотребительным. Тем не менее, термин" коэффициент затухания светового потока" будет более точным. Однако, если в тексте будет встречены оба этих термина, они будут эквивалентными.

Коэффициент поглощения светового потока описывается законом Бира-Ламбсрта.

4. Символы и единицы измерений

В настоящем международном стандарте используются следующие символы и единицы измерений:

Таблица 1

5. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ДЫМОМЕРОВ

5.1. Общие положения

Дымомеры строятся на принципе измерения интенсивности светового потока, прошедшего через задымленный участок измерительного тракта определенной длины. Соотношение интенсивности светового потока, попавшего в приемник (например, в фотоэлектрическую ячейку) к исходной интенсивности светового потока используется для оценки задымленности дымового тракта.

Длина задымленного измерительного тракта, в котором измеряется дымность выхлопа, зависит от конструкции дымомера. Она может определяться как диаметр выхлопной трубы (для дымомера, включаемого в разрыв выпускного тракта, см. рис.1) или как оптическая длина пути на свободном воздухе (для дымомера, измеряющего оптическую плотность выхлопных газов непосредственно за трактом выпуска, а также для полнопоточных дымомеров, устанавливаемых в глушителе, см. рис.2). Длина задымленного измерительного тракта может определяться также для прибора, осуществляющего отбор выхлопного газа из основного выхлопного тракта (неполнопоточный дымомер).

5.2. Измерение коэффициента поглощения светового потока

Не все приборы, используемые для измерения дымности, пригодны для измерения коэффициента поглощения светового потока, так как не для всех приборов точно определяется эффективная длина оптического пути. Кроме того, при использовании дымомера, измеряющего оптическую плотность выхлопных газов непосредственно за трактом выпуска, а также для полнопоточных дымомеров, устанавливаемых в глушителе, выхлопной газ, характеристики которого измеряются, протекает через неотражающий (не ограничивающий) его дымовой тракт. Общие требования к дымомерам приведены в пункте 6. Требования к дымомерам, позволяющим определять коэффициент поглощения дымового потока, приведены в пункте 7.

5.3. Условия применения дымомеров

Дымомеры могут использоваться для измерения дымности выхлопа ДВС при соблюдении следующих условий:

• При работе двигателя в установившемся режиме (SS): двигатель должен работать при постоянном числе оборотов и при постоянной нагрузке (при стабилизированных условиях).
• При работе двигателя в переходном режиме (ТС): двигатель должен работать при изменяющемся числе оборотов и/или при изменяющейся нагрузке.

Пригодность каждого конкретного типа дымомера для измерений дымности выхлопа ДВС при его работе в переходном режиме определяется соотношением общего времени отклика дымомера и скорости изменения параметров выхлопа (см. пункт 9).

6. ОПИСАНИЕ ДЫМОМЕРОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЫМНОСТИ ВЫХЛОПОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

6.1. Основные характеристики

6.1.1. Процедура измерения дымности выхлопного газа может осуществляться в выхлопной трубе (для дымомера, включаемого в разрыв выпускного тракта) или на выходе глушителя (для дымомера, измеряющего оптическую плотность выхлопных газов непосредственно за трактом выпуска), а также в специально сконструированной измерительной камере (неполнопоточный дымомер).

6.1.2. На индикаторе прибора дымность должна отображаться в процентах (разрешение шкалы должно составлять, по крайней мере, 0,5% от максимальной отображаемой величины дымности).

6.1.3. Величина дрейфа “0" прибора не должна составлять более 0,5% дымности или 2% от полной величины шкалы прибора, в зависимости от того, какая величина меньше. Проверка дрейфа “0” прибора должна проводиться в течение 1 часа или на протяжении длительности теста в зависимости от того, какая величина меньше.

6.2. Параметры конструкции

6.2.1. Измерительная конструкция

Под измерительной зоной понимается та часть установки, в которой проводится измерение дымности.

6.2.1.1. Дымомеры с измерительной камерой

Измерительная зона ограничивается:

• Источником светового потока (излучателем) и приемником, экранированных от внешних источников света.
• Стенками измерительной камеры, параллельными направлению газового потока.
• Перпендикулярными направлению газового потока двумя воображаемыми плоскостями (если такой способ применим), одна из которых ограничивает передний фронт газового потока, другая - задний фронт потока газа, расположенными по касательной (под углом) к световому потоку.

6.2.1.2. Дымомеры, измеряющие оптическую плотность выхлопных газов непосредственно за трактом выпуска выхлопных газов

В данном случае под измерительной зоной будет пониматься участок видимого контура выхлопных газов, выходящих из глушителя, глубиной, равной расстоянию между двумя воображаемыми плоскостями. Одна из плоскостей представляет передний фронт газового потока, другая — задний фронт газового потока. Указанные плоскости параллельны направлению светового потока. Длину пути указанной системы гораздо труднее определить точно. Длина оптического пути зависит от того, как близко световой поток, проходящий через шлейф выхлопных газов, проходит от конца выхлопной трубы. Ввиду трудности точного определения эффективной длины оптического пути, преобразование результатов измерений к “k" (температуре, равной 373 К) может осуществляться только с определенными допусками.

6.2.2. Источник света (излучатель)

Источник света (излучатель) должен представлять собой лампу накаливания с цветовой температурой в диапазоне 2800...3250 К (CIE S 001) или зеленый светодиод (LED) с пиком спектральной характеристики в диапазоне между 550 и 570 нм.

6.2.3. Приемник

Приемник должен представлять собой фотоэлектрическую ячейку или фотодиод (с фильтром, если это необходимо), которые в случае использования в качестве излучателя лампы накаливания должны иметь спектральную характеристику, соответствующую восприимчивости человеческого глаза с максимумом спектральной характеристики в диапазоне 550 ... 570 нм. При этом отклик системы на излучение в диапазоне ниже 430 нм и выше 680 нм должен составлять менее 4%.

6.2.4. Характеристики излучателя и приемника

Излучатель и приемник должны иметь следующие характеристики:

• Расходимость светового пучка не должна превышать 3° (имеется ввиду отклонение от оптической оси).
• Приемник не должен быть восприимчивым к воздействию прямых или отраженных лучей, попадающих на него под большими углами по отношению к оптической оси (вне его диаграммы направленности).

Приемлемой считается любая система “излучатель — приемник”, удовлетворяющая вышеуказанным требованиям.

Электрическая цепь прибора и его индикатор должны быть спроектированы таким образом, чтобы соотношение показаний индикатора и интенсивности светового потока, попавшего в приемник, оставалось линейным с точностью ± 0.5% от величины диапазона прибора в рабочем диапазоне температур.

4.2.5. Регулировка и калибровка измерительного оборудования

Электрические цепи излучателя и приемника должны быть спроектированы таким образом, чтобы показания шкалы прибора могли быть установлены в “0” при прохождении светового истока через измерительную зону, заполненную чистым воздухом. Прибор должен обеспечивать возможность его регулировки и проверки по всей шкале, в том числе, при использовании экрана или нейтрального светофильтра, устанавливаемых перпендикулярно световому потоку. В случае проверки показаний прибора при полной задымленности (дымность = 100%), излучатель должен быть выключен или полностью заблокирован.

Все промежуточные проверки должны осуществляться с помощью экранов или нейтральных светофильтров с плотностью 15...60%, устанавливаемых перпендикулярно световому потоку (плотность светофильтров должна быть определена с точностью ± 0,5%). Эксперименты должны быть проведены при установке светофильтров перпендикулярно световому потоку при прокачке через измерительную зону чистого воздуха или измерительную камеру с идентичными характеристиками.

Отклонение показаний шкалы дымомера от величины плотности нейтрального светофильтра не должно превышать 1%

6.2.6. Отклик (время срабатывания) дымомера

6.2.6.1. Физическое время срабатывания t_р.

Физическое время срабатывания дымомера определяется исключительно его характеристиками (в учет не берется время срабатывания элементов схемы и системы отбора). Элементы электрической схемы и системы пробоотбора могут существенно влиять на общее время отклика системы. Этот факт необходимо принимать в расчет при проектировании любой системы измерения дымности.

Дымомер с приемником с коротким временем отклика (не более 0,01с) должен позволять отследить быстрое измерение дымности (от 10 до 90%, происходящее в течение менее 0,1с).

Для полнопоточных дымомеров с измерительной зоной, расположенной на прямом участке трубы одинакового диаметра во всех сечениях, физическое время отклика может быть определено из следующей формулы:

(2)

Эта величина называется производителем приборов как “расчетное физическое времяотклика”. Множитель 0,8 введен для того, чтобы расчетное время отклика было сопоставимо с экспериментально определяемой величиной времени отклика при возрастании дымности от 10% до 90%.

При использовании рассматриваемого типа дымомера скорость потока газа не должна отличаться более, чем на 50% от средней скорости газового потока на протяжении более 90% длины измерительной зоны.

Для остальных типов дымомеров физическое время отклика определяется экспериментально (см. подпараграф 11.7.2). Если в результате эксперимента будет получена величина физического времени отклика дымомера, равная или превышающая 0,2с, это время будет считаться равным величине физического времени отклика дымомера. Если экспериментальное физическое время отклика будет менее 0,2с, для определения физического время отклика дымомера необходимо будет использовать формулу (2). В этом случае производитель дымомера должен указать измеренное и расчетное время отклика дымомера.

Приложение 1 - В процессе измерения дымности в течение переходных режимов при расчете физического времени отклика дымомера необходимо учитывать время срабатывания электрических элементов схемы и систем пробоотбора. При необходимости общее время отклика t_o, включающее время отклика дымомера и время срабатывания электрических элементов схемы, может быть измерено с помощью методики, аналогичной методике, используемой при определении времени отклика дымомера (см. подпараграф 11.7.2).

6.2.6. Время отклика электрической системы t_e

Если рассматриваемый дымомер имеет более одного электрического выхода (в том числе, выход для подключения регистрирующего прибора, выходы для подключения аналогового и цифрового вольтметра). При использовании дымомера указанного типа время отклика электрических систем будет определяться тем, к какому выходу подключен прибор (например, это имеет большое значение при измерении дымности в течение переходного режима, когда фиксирующий пиковое значение напряжения цифровой дисплей может использоваться для определения отклика системы в соответствии с методикой, указанной в подпараграфе 6.2.6.2.3.).

В том случае, если используется выход для подключения регистрирующего прибора, для определения времени электрического отклика системы к времени отклика, определяемого в соответствии с процедурой, приведенной в подпараграфе 6.2.6.2.1, необходимо будет добавить время отклика используемого регистрирующего прибора.

6.2.6.2.1. Время отклика выхода регистрирующего прибора

Время отклика выхода регистрирующего прибора представляет собой разность времени оклика регистрирующего прибора при регистрации им 10% и 90% дымности в том случае, если дымность выхлопа изменяется от 10% до 90% в течение менее 0,01с.

6.2.6.2.2. Время отклика аналогового дисплея

В том случае, когда показания дымомера также отображаются на аналоговом дисплее, время отклика аналогового дисплея определяется как разность времен срабатывания аналогового дисплея при изменении дымности от 10% до 90% в течение менее 0.01с.

6.2.6.2.3. Время отклика цифрового дисплея

Для цифровых приборов время отклика электрических систем может оказаться больше, чем время отклика выхода подключения регистрирующего прибора (например, оно может быть увеличено ввиду использования специальных методов регистрации выборок и использования специальных методов фильтрации, реализованных с помощью программного обеспечения). Цифровые дисплеи непригодны для проведения измерений дымности в переходных режимах. Они позволяют лишь отображать пиковые величины дымности. При измерении пиковых величин дымности время отклика электрических систем цифрового прибора определяется как время, в течение которого при выключении излучателя отображаемая прибором величина дымности зарегистрируется на уровне 80%.

6.2.6.3 Объединенное физическое и электрическое время отклика.

Объединенное физическое и электрическое время отклика определяется следующей формулой:

(3)

Время отклика t_pe определяет самый быстрый переходный режим, для определения параметров которого (пикового значения дымности и её изменение во времени) может использоваться рассматриваемый прибор.

6.2.7. Фиксация пикового значения дымности

При измерении параметров переходных режимов прибор должен обеспечивать фиксацию пиковой величины дымности или параметра “k” за последние 5 секунд. Кроме того, он должен обеспечивать непрерывный сброс запоминаемых данных. В течение указанного времени величина дымности не должна затухать более, чем на 1%. В приборе должна быть предусмотрена функция отключения указанного режима.

6.2.8. Выход регистрирующего прибора

Дымомер должен иметь выходы для подключения не только визуально отображаемых данных, но и для подключения регистрирующего устройства.

6.3 Описание конструкции

6.3.1. Общие положения

Любой метод, используемый для защиты (экранировки) излучателя и приемника (в том числе, продувка воздухом), не должен привести к изменению длины эффективного оптического пути для исследуемого газа более, чем на 2%.

Любой прибор, устанавливаемый выше по течению относительно измерительной зоны не должен влиять на дымность попадающего в измерительную зону газа более чем на 0,5% или на 2% от полной шкалы в зависимости от того, какая величина окажется меньше для газа с дымностью, соответствующей 50% показанию шкалы прибора.

6.3.2. Загрязнение излучателя и приемника

Дымомер должен быть спроектирован таким образом, чтобы он позволял производить измерения в течение заданного времени без загрязнения излучателя и приемника. Критерием пригодности дымомера с указанной выше позиции определяется тем, позволяет ли прибор проводить измерения дымности в течение 1 часа или времени, достаточного для проведения эксперимента (в зависимости от того. какая величина меньше), при величине дрейфа дымности менее 0,5% или 2% от полной шкалы прибора (в зависимости от того. какая величина меньше).

7. Дополнительные характеристики дымомеров, используемых для измерения коэффициента поглощения светового потока

7.1. Расчетные условия

При практическом исследовании характеристик двигателей удобно проводить измерения или приводить полученные данные к давлению окружающей среды и температуре, равной 373К. Это объясняется тем, что видимый глазу выхлопной газ находится приблизительно при давлении окружающей среды, и практически все дымомеры проводят измерения дымности при давлении, приблизительно равном давлению окружающей среды. Ввиду вышесказанного при расчетах необходимо использовать поправочные коэффициенты, учитывающие влияние изменения атмосферного давления на дымность выхлопа, а также поправочные коэффициенты, позволяющие привести экспериментальные данные к величинам параметров. соответствующим атмосферному давлению и температуре 373К.

Тем не менее, если необходимо провести сравнение состава двух выхлопных газов (игнорируя отклонения рабочих характеристик двигателя), эксперименты необходимо проводить при одинаковом атмосферном давлении, равном 100кПа и одинаковой температуре выхлопа, соответствующей 373К. Необходимо отметить, что указанные условия совпадают с условиями проведения исследований характеристик двигателей, приведенных в ISO 1585 и ISO 3046-7 (при входном давлении воздуха 100кПа).

7.2. Основные технические требования

Исследуемый газ должен проходить через трубу с неотражающей внутренней поверхностью или эквивалентную оптическую систему.

При определении эффективной длины оптического пути L_А через газ, необходимо принимать в расчет возможное влияние на него приборов и устройств, используемых для защиты излучателя и приемника.

На приборе должна быть указана его эффективная длина оптического пути. Кроме того, она должна быть указана в техническом паспорте прибора.

Если производитель специально не указывает, что дымомер пригоден исключительно для измерения очень низких коэффициентов поглощения светового потока, шкала дымомера должна быть проградуирована в абсолютных единицах коэффициента поглощения “k”, начиная от “0”, и заканчивая, по крайней мере, 10м^-1 (дополнительно к шкале дымности, указанной в подпараграфе 6.1.2).

Шкала дымомера, отображающая коэффициент поглощения светового потока, должна иметь разрешение, по крайней мере, 0,025 м^-1 в диапазоне 0...2 м^-1 и, по крайней мере, 0,05 м^-1 в диапазоне 2…4 м^-1.

Выписка из ISO 11614
http://spribor.is.com.ua/iso11614.htm

|Биография| Диссертация | | Библиотека | | Перечень ссылок | | Отчет о поиске |