氧传感器电流是一个电流发生器，其所产生的电流正比于氧的消耗率。
此电流可通过在输出端子跨接一个电阻以产生一个电信号。
如果通入传感器的氧只是被有限度地渗透，利用上述信号可测氧的浓度。
在汽车废气检测上应用的氧电池，使用一种塑料膜作为渗透膜，其渗透量受控于气体分子撞击膜壁上的微孔，如果气体压力增加，分子的渗透率增加。
因此，输出的结果直接正比于氧的分压且在整个浓度范围内呈线性响应。
由氧传感器输出的信号经放大后，送至仪器的数据处理系统的A/D输入端，进行数字处理及显示。
NO的传感器是基于O2传感器基础上发展起来的电化学电池式传感器。
二、柴油车烟度计结构与检测原理
1．滤纸式烟度计的结构与原理
从测量原理上来说，滤纸式烟度计是一种非直接测量的计量仪器，它通过检测测量介质被所测量烟度污染的程度大小来间接得出烟度的大小。
仪器的取样系统通过抽气泵、取样探头从柴油车的排气管内，在规定时间中，抽取规定容积废气，经过测量介质<测试过滤纸）过滤，废气中的炭粒附着在过滤纸上，形成一个规定面积的烟斑，然后通过测量系统的光电测量探头对烟斑的污染程度进行测量，转化为电信号，经过放大、处理，再将测试结果通过显示装置显示出来。
图2-6-3滤纸式烟度计总体结构示意图
滤纸式烟度计其结构如图2-6-3所示，由采样器和检测器两部分组成。
采样抽气系统由抽气气缸、抽气电机、取样探头以及气路管道系统和控制电路组成；采样时，在控制电路的控制下，电机带动气缸运动，气缸通过气路管道系统，取样枪从柴油车的排气管内抽取规定容积的废气，并通过测试过滤纸过滤，完成采样过程。
测量系统主要由走纸机构、压纸机构、光电测量探头以及测量电路和结果显示电路组成。
测量时压纸机构张开，走纸电机带动走纸机构，将被采样系统污染后的测试过滤纸带到光电测量探头下，光电测量探头对其进行测量，通过其内部的测量装置（如图2-6-4所示的光电池>将滤纸污染程度转化为电信号，进过测量电路放大、处理，最后通过显示电路在数字表上将测量结果显示出来。
2．不透光度计的结构与原理
不透光度计（又称消光式烟度计、透射式烟度计>是利用透光衰减率来测量排气烟度的典型仪器。
其原理是使光束通过一段给定长度的排烟管，通过测量排烟对光的吸收程度来决定排烟对环境的污染程度，是一种直接测量的计量仪器。
如图2-6-5所示:
测量单元的测量室是一根分为左右两半部分的圆管，被测排气从中间的入口7进入，分别穿过左圆管和右圆管，从左出口5和右出口8排出。
透镜4装在左出口图2-6-4检测系统
的左边，反射镜10装在右出口的右边。
在透镜4的左侧是一个放置成45°的半反射半透射镜3，它的下方是绿色发光二极管2，它的左边光电转换器1，发光二极管2及光电转换器1到透镜4的光程都等于透镜的焦距。
因此，发光二极管2发出的光经过半反射镜3的反射，再通过透镜4后就成为一束平行光。
平行光从测量室的左出口进入，穿过左右圆管<测量室）中的烟气从右出口射出，被反射镜10反射后折返，从测量室的右出口重新进入测量室，再次穿过烟气从左出口射出。
射出的平行光经过透镜4，穿过半透射镜3，聚焦在光电转换器1上，并转换成电信号。
排气中含烟越多，平行光穿过测量室的光能衰减越大，经光电转换器1转换的光电信号就越弱。
图2-6-5透光式烟度计的测量原理
1-光电转换器；2-绿色发光二极管；3-半反射半透射镜；4-透镜；5-测量室左出口；6-左风扇；
7-测量室入口；8-测量室右出口；9-右风扇；10-反射镜
第二节汽车排气污染物检验方法和数据分析
一、排放仪器操作规程
1．怠速尾气排放检验
（1>检验前仪器及车辆准备
①装上长度等于5.0m的取样软管和长度不小于600mm并有插深定位装置的取样探头。
②仪器的取样系统不得有泄漏。
③受检车辆发动机进气系统应装有空气滤清器，排气系统应装有排气消声器，并不得有泄漏。
④汽油应符合GB484的规定。
⑤测量时发动机冷却水和润滑油温度应达到汽车使用说明书所规定的热状态。
（2>检验程序
①必要时在发动机上安装转速计。
②发动机由怠速工况加速至0.7额定转速，维持60s后降至怠速状态。
③发动机降至怠速状态后，将取样探头插入排气管中，深度等于400mm，并固定于排气管上。
④发动机在怠速状态，维持15s后开始读数，读取30s内的最高值和最低值，其平均值即为测量结果；若为多排气管时，取各排气管测量结果的算术平均值。
2.双怠速尾气排放检验
（1>检验前仪器及车辆准备
①装上长度等于5.0m的取样软管和长度不小于600mm并有插深定位装置的取样探头。
检查取样软管和探头内残留HC不得大于20×10-6。
②仪器的取样系统不得有泄漏。
③受检车辆发动机进气系统应装有空气滤清器，排气系统应装有排气消声器，并不得有泄漏。
④汽油应符合GB484的规定。
⑤测量时发动机冷却水和润滑油温度应达到汽车使用说明书所规定的热状态。
（2>检验程序
①必要时在发动机上安装转速计。
②发动机由怠速工况加速至0.7额定转速，维持60s后降至高怠速<即0.5额定转速）。
③发动机降至高怠速状态维持15s后开始读数，读取30s内的最高值和最低值，取平均值即为高怠速排放测量结果。
④发动机从高怠速状态降至怠速状态，在怠速状态维持15s后开始读数，读取30s内的最高值和最低值，其平均值即为怠速排放测量结果。
⑤若为多排气管时，分别取各排气管高、低怠速排放测量结果的平均值。
3.滤纸法烟度检验
（1>检验前仪器及车辆准备
①抽气开关与抽气泵动作应同步，滤纸洁白均匀无受潮变质，取样进气管路通畅。
②受检车辆发动机达到规定的热状态，排气系统不得有泄漏现象。
（2>检验程序
①吹除积存物：
由怠速工况将油门踏板迅速踏到底，4S后松开，反复三次，以清除排气系统中的积物。
②安装取样探头：
将取样探头固定于排气管内，插深等于300mm，并使其中心线与排气管轴线平行。
③将踏板开关固定在油门踏板上方。
④测量取样：
由怠速工况将踏板开关和油门踏板一并迅速到底，保持4S后松开，完成第一次检验。
⑤读取示值<自动）或取样<手动）。
⑥相隔11S以后，进行第二次检验。
⑦重复检验三次，取三次检验值的算术平均值为排气烟度的检验结果。
4.自由加速实验排气可见污染物检验
（1>检验前仪器及车辆准备
①车辆进气系统应装配空气滤清器，排气系统应装配消声器并且不得有泄漏。
②测量时发动机的冷却水和润滑油温度应达到汽车使用说明书所规定的热状态。
③实验前车辆不应长时间怠速运转。
如车辆长时间怠速运转，测试前应增加自由加速工况操作次数，以便扫尽排气管积存的排放污染物。
④燃料应使用柴油，不得加消烟添加剂，柴油应符合GB252的规定。
（2>检验程序
①车辆在发动机怠速下，插入不透光仪取样探头。
②迅速但不猛烈地踏下油门踏板，使喷油泵供给最大油量，在发动机达到调整器允许的最大转速前，保持此位置。
一旦达到最大转速，立即松开油门踏板，使发动机恢复至怠速，不透光仪恢复到相应状态。
③重复②操作过程至少6次，记录不透光仪的最大读数值。
如果读数值连续4次均在0.25m-1的带宽内，并且没有连续下降的趋势，则记录值有效。
④计算4次测量结果的算术平均值，并将测量结果记录下来。
5．注意事项
①检验时，发动机怠速应符合规定。
②检验结束后，抽出取样探头，待仪表回零后再检下一台车。
③取样探头不用时要吊挂，防止污染受损。
④左右排烟口的风扇故障时严禁继续使用，否则将污染仪器的光学器件，造成仪器更大的损坏。
二、排放检测标准
1.装配点燃式发动机的车辆怠速实验排气污染物限值（见表2-6-1>
装配点燃式发动机的车辆怠速实验排气污染物限值表2-6-1
车辆类别
轻型车
重型车
CO％
HC
10-61>
CO％
HC
10-61>
95年7月1日以前生产的在用汽车
4.5
1200
5.0
2000
95年7月1日起生产的在用汽车
4.5
900
4.5
1200
1>HC容积浓度值按正已烷当量。
2.装配点燃式发动机的车辆双怠速实验排气污染物限值（见表2-6-2>
装配点燃式发动机的车辆双怠速实验排气污染物限值表2-6-2
车辆类别
怠速
高怠速
CO％
HC
10-61>
CO％
HC
10-61>
2001年1月1日以后上牌照的M12>类车辆
0.8
150
0.3
100
2002年1月1日以后上牌照的N13>类车辆
1.0
200
0.5
150
1>HC容积浓度值按正已烷当量。
2>M1指车辆设计乘员数（含驾驶员>不超过6人，且车辆的最大总质量不超过2500kg。
3>N1还包括设计上乘员数（含驾驶员>超过6人，或车辆的最大总质量超过2500kg但不超过3500kg的M类车辆。
3.装配压燃式发动机的车辆自由加速实验排气可见污染物限值（见表2-6-3>
装配压燃式发动机的车辆自由加速实验排气可见污染物限值表2-6-3
车辆类型
光吸收系数m-1
2001年1月1日以后上牌照的在用车
2.5
2001年1月1日以后上牌照的在用车装配废气涡轮增压器的在用车
3.0
4.装配压燃式发动机的车辆自由加速实验烟度排放限值（见表2-6-4>
装配压燃式发动机的车辆自由加速实验烟度排放限值表2-6-4
车辆类型
烟度值Rb
1995年7月1日以前生产的在用车
4.7
1995年7月1日起生产的在用车
4.0
三、汽车排放检测结果分析与故障诊断
根据汽车的生产年代的不同，检测的法规也不同，尤其对于汽油机车辆，因为发动机管理技术的快速发展，排放标准越来越高，尾气排放不合格的原因也较复杂，以下重点分析一下不同年代汽油机的排放故障。
对于2001年以前生产的在用汽车排放标准只规定了CO不大于4.5％，HC不大于900ppm,这样的规定已经过于宽松，对于80年代生产的桑塔纳乘用车来说都是不能作为故障标准的，就是说即使桑塔纳乘用车存在严重的发动机故障也可能满足这个标准。
在这个标准实施的时间段内既有东风、解放、北京212等较落后发动机车型，也有桑塔纳、富康等引进化油器车型，同时还有大批的进口电子燃油喷射加三元催化的车型。
我们重点分析化油器车型的排放故障。
如表2-6-5：
化油器车型的排放故障表2-6-5
CO
HC
故障分析与调整
不合格
合格
混合器过浓，空燃比过低。
调整化油器，点火时间过晚，曲轴箱窜气严重，碳罐通大气处堵塞等
合格
不合格
混合气过稀：
调整化油器，节气门以后漏气，气门关闭不严或烧蚀，分电点火时间过早：
调整器各缸工作不平衡：
个别缸工作不良。
注：
对于合格与不合格的评价除国家标准外应同时参照该车型标准，比如普桑化油器车型其CO值应为0.5～1.5%，HC值不大于300ppm,同时应在规定转速下测量。
对于2001年以后上牌照的车辆，国家标准就严格得多，通常是指配备了电子燃油喷射加三元催化装置的轻型汽车。
这一类汽车排放超标的故障形式往往是CO或HC轻微超过限值，在诊断这类车时往往发现其发动机控制系统无任何故障，氧传感器反应正常。
这些都说明该车的三元催化系统存在问题，这主要有三元催化系统老化，效率下降；三元催化转换器质量较差；三元催化转换器安装位置不合理，正常工作时三元催化器达不到合适的工作温度等。
这一类车辆如果出现排放较严重超标的情况，一般是发动机管理系统出现了较严重的问题，需要通过诊断仪器分析控制系统那些元件出现问题。
对于柴油机自由加速烟度超标的主要原因有：
柴油机供油系调整不当，可通过喷油泵实验台进行高压油泵调校；发动机活塞与气缸配合间隙超差、活塞环磨损严重造成气缸压力下降，这种情况只有通过大修或更换活塞环来解决；有时柴油质量差也会造成燃烧不完全导致烟度超标。
第三节汽车排气污染物检测仪计量检定规程技术要求
一、尾气分析仪
《JJG688-90汽车排放气体测试仪检定规程》
1.外观及性能
（1>仪器应附有制造厂的使用说明书,应标明制造单位名称、仪器型号、出厂编号及制造年月。
（2>仪器预热30min后，各指示器能正常工作，数字显示器应显示清晰。
（3>仪器的各调节器应能正常调节，零点及量距调节应有一定余量。
（4>每台仪器或仪器说明书中必须标明有二位有效数字的正己烷/丙烷转换系数。
（5>仪器须检查系统的气密性。
2.最大允许误差
仪器的最大允许误差应不超过表2-6-5规定（检定时满足a和b中任何一条即为合格>。
最大允许误差表2-6-5
误差组分
一氧化碳
碳氢化合物
a（绝对误差>
±0.2%vol
±30ppm
b（相对误差）
±10%
±10%
3.稳定性
（1>零点漂移：
仪器在规定检定条件下，3h内零点漂移量不超过表2-6-6的规定，多量程仪器必须在最小量程内进行。
零点漂移表2-6-6
误差组分
一氧化碳
碳氢化合物
a（适用于多量程仪器>
±0.06%vol
±30ppm
b（适用于单量程仪器）
±1%±1%（F.S>
（2>量矩漂移:
仪器在规定的检定条件下,3h内其示值的最大漂移不超过表2-6-7规定<检定时满足a和b任何一条即为合格）。
量矩漂移表2-6-7
误差组分
一氧化碳
碳氢化合物
a（绝对误差>
±0.06%vol
±30ppm
b<相对误差）
±3%
±3%
4．重复性：
重复性误差应不超过2%。
5．仪器电源线对外壳接地点的绝缘电阻应大于40MΩ。
二、滤纸式烟度计
《JJG847-93滤纸式烟度计检定规程》
1.外观及性能
（1>烟度计各部分应清洁，显示部分应清晰。
指针式仪表应无指针弯曲及卡滞现象；数字显示应无缺划及乱显现象。
（2>烟度计在其明显部位应具有如下标志:
仪器名称、仪器型号、生产许可证标志、出厂编号、生产厂名、出厂日期。
2.测量系统
（1>稳定性:
烟度计连续工作30min，其漂移量应不超过满量程的2%。
（2>重复性:
在相同条件下烟度计连续测量不少于5次,其重复性应不大于满量程的2%。
（3>示值误差:
烟度计对于烟度约3,5,7FSN的三种标准烟度卡,其示值误差均应不超过满量程的3%。
3.取样系统
（1>抽气量：
取样系统应保证每次抽气量在仪器所提供的实际抽气量的±5%范围以内。
（2>抽气时间：
取样系统每次抽气时间为1.4±0.2S。
（3>密闭性：
取样系统密闭性要求在1min内，外界空气渗入量应不超过抽气量的10%。
三、透光式烟度计
《JJG976-2002透射式烟度计检定规程》
1.外观
（1>烟度计的显示仪表应应具有二种计量参数:
光吸收比N和光吸收系数k。
二种计量参数的量程，均以光通过充满干净空气的测量区时为0；以光通过测量区被全遮挡时为满量程。
（2>烟度计应有清晰的铭牌，标明名称、型号、生产单位、出厂编号、计量器具制造许可证标志和制造日期。
并应标明通道有效长度（L>。
（3>仪表外表面应色泽均匀，无明显的剥落、擦伤、凹陷、起泡、裂纹等缺陷。
（4>仪表显示应清晰，无缺损现象。
（5>各种调节旋钮、按钮应转动灵活、平稳、锁定可靠，不应有影响使用的缺陷。
2.在配置计算机控制系统的机动车辆检测站中的烟度计
对配置在具有计算机控制系统的机动车辆检测站中的烟度计，计算机显示值或其打印值应与烟度计示值一致；对于模拟信号输出的烟度计应满足计算机显示值或其打印值与仪表示值均应符合示值误差要求，而且它们的差值绝对值不得超过示值误差要求的绝对值。
3.计量性能要求
（1）光吸收比N
①测量范围:
至少应满足（0～98.6>％。
②分辨力:
0.1％。
③示值误差:
±2.0％。
④零位漂移：
在1h中，仪器的零位漂移不超过±1.0％。
⑤烟度计的稳定性要求：
在连续12次测量柴油车自由加速排放烟气后，光吸收比零位值变化不超过±1.0％。
（2>光吸收系数k
①测量范围：
至少应满足0～9.99m-1。
②分辨力：
0.01m-1。
③示值的不一致性：
指仪器的光吸收系数k的示值与按仪器的光吸收比N的示值用公式：
计算得到的光吸收系数值之间的差值。
不得大于0.05m-1。
④零位漂移：
在一小时中，仪器的零位漂移不超过±0.08m-1。
⑤烟度计的稳定性要求：
在连续12次测量柴油车自由加速排放烟气后，光吸收系数零位值变化不超过±0.08m-1。
（3>烟度计测量电路的响应时间
烟度计测量电路的响应时间，即插入遮光片使光接收器全被遮住时，显示仪表指针或数显值从满量程的10％到满量程的90％时所需的时间应为（1.0±0.1>s。
（4>烟度计显示的被测烟气温度
烟度计显示的被测烟气温度显示值误差不超过±5℃。
（5>烟度计油温测量
对带有油温测量功能的烟度计，其油温测量示值误差不超过±5℃。
（6>烟度计转速测量
转速测量示值误差在转速为600～1000r/min时不超过±20r/min；在其他范围不超过±50r/min。
第四节汽车排气污染物检测仪器使用与保养
一、两气体分析仪
1.两气体分析仪的使用
仪器接通电源预热30分钟，调整好仪器零位。
汽车处于怠速状态下，将探头插入汽车排放管内，插入深度不小于600mm，按“测量键”，时间约30秒，仪器自动采集数据，并通过仪器的显示窗口显示出被测气体的浓度。
测量结束后，将探头拔除，直至仪器的指示值接近为零，按“复位”键，关闭仪器的气泵。
2.两气体分析仪的保养
<1）滤芯污染严重时及时更换前置过滤器、油水分离器、粉尘过滤器的滤芯；
<2）取样探头不得随意扔到地上，以免沙、泥、水等杂物进入仪器内部，造成仪器故障；
<3）每周用空压机压缩气体清洗取样管和探头；
<4）每周对仪器进行校准；
二、四气体与五气体分析仪
1.四气体与五气体分析仪的使用
仪器接通电源预热30分钟，仪器自动调好零位。
汽车处于怠速状态下，按“测量键”，将探头插入汽车排放管内，插入深度不小于600mm，时间约30秒，仪器自动采集数据，并通过仪器的显示窗口显示出被测气体的浓度。
测量结束后，将探头拔除，直至仪器的指示值接近为零，按“复位”键，关闭仪器的气泵。
2.四气体
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