Tiêu chuẩn TCVN 6852-9:2008 Đo trên băng thử khói khí thải từ động cơ cháy

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 6852-9:2008

ISO 8178-9:2000

WITH AMENDMENT 1:2004

ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG KIỂU PÍT TÔNG - ĐO CHẤT PHÁT THẢI - PHẦN 9: CHU TRÌNH THỬ VÀ QUY TRÌNH THỬ ĐỂ ĐO TRÊN BĂNG THỬ KHÓI KHÍ THẢI TỪ ĐỘNG CƠ CHÁY DO NÉN HOẠT ĐỘNG Ở CHẾ ĐỘ CHUYỂN TIẾP

Reciprocating internal combustion engines - Exhaust emission measurement - Part 9: Test cycles and test procedures for testbed measurement of exhaust gas smoke emissions from compression ignition engines operating under transient conditions

Lời nói đầu

TCVN 6852-9 : 2008 thay thế TCVN 6852-9 : 2002.

TCVN 6852-9 : 2008 hoàn toàn tương đương ISO 8178-9 : 2000/Amendment 1 : 2004.

TCVN 6852-9 : 2008 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC 70 “Động cơ đốt trong” biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 6852 Động cơ đốt trong kiểu pít tông - Đo chất phát thải, gồm các tiêu chuẩn sau:

- TCVN 6852-1 : 2001 (ISO 8178 –1 : 1996), Phần 1: Đo trên băng thử các chất phát thải khí và bụi.

- TCVN 6852-2 : 2001 (ISO 8178 –2 : 1996), Phần 2: Đo khí và bụi thải tại hiện trường.

- TCVN 6852-3 : 2002 (ISO 8178-3 : 1994), Phần 3: Định nghĩa và phương pháp đo khói khí thải ở chế độ ổn định.

- TCVN 6852-4 : 2001 (ISO 8178-4 : 1996), Phần 4: Chu trình thử cho các ứng dụng khác nhau của động cơ.

- TCVN 6852-5 : 2001 (ISO 8178-5 : 1997), Phần 5: Nhiên liệu thử.

- TCVN 6852-6 : 2002 (ISO 8178-6 : 2000), Phần 6: Báo cáo kết quả đo và thử.

- TCVN 6852-7 : 2001 (ISO 8178-7 : 1996), Phần 7: Xác định họ động cơ.

- TCVN 6852-8 : 2002 (ISO 8178-8 : 1996), Phần 8: Xác định nhóm động cơ.

- TCVN 6852-9 : 2008 (ISO 8178-9 : 2000/Amendment 1 : 2004), Phần 9: Chu trình thử và quy trình thử để đo trên băng thử khói khí thải từ động cơ cháy do nén hoạt động ở chế độ chuyển tiếp.

Bộ tiêu chuẩn ISO 8178 còn các tiêu chuẩn sau:

- ISO 8178-10, Test cycles and test procedures for field measurement of exhaust gas smoke emissions from compression ignition engines operating under transient conditions.

- ISO 8178-11, Test-bed measurement of gaseous and particulate exhaust emissions from engines used in nonroad mobile machinery under transient test conditions.

 

ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG KIỂU PÍT TÔNG - ĐO CHẤT PHÁT THẢI - PHẦN 9: CHU TRÌNH THỬ VÀ QUY TRÌNH THỬ ĐỂ ĐO TRÊN BĂNG THỬ KHÓI KHÍ THẢI TỪ ĐỘNG CƠ CHÁY DO NÉN HOẠT ĐỘNG Ở CHẾ ĐỘ CHUYỂN TIẾP

Reciprocating internal combustion engines - Exhaust emission measurement - Part 9: Test cycles and test procedures for testbed measurement of exhaust gas smoke emissions from compression ignition engines operating under transient conditions

1. Phạm vi áp dụng      

Tiêu chuẩn này quy định các quy trình đo và chu trình thử để đánh giá khói thải từ động cơ cháy do nén trên băng thử.

Đối với các chu trình thử khói chuyển tiếp, việc thử khói được tiến hành khi dùng thiết bị đo độ khói hoạt động dựa trên nguyên lý hấp thụ ánh sáng. Tiêu chuẩn này xác định các chu trình thử khói và các phương pháp dùng để đo và phân tích khói. Cũng có thể tìm thấy các yêu cầu kỹ thuật đo khói sử dụng nguyên lý hấp thụ ánh sáng trong TCVN 7663 : 2006. Các quy trình thử và kỹ thuật đo mô tả trong các điều từ 1 đến 11 của tiêu chuẩn này cũng áp dụng được cho các động cơ đốt trong kiểu pít tông thông thường. Tuy nhiên một ứng dụng của động cơ chỉ có thể được đánh giá khi dùng tiêu chuẩn này một khi đã triển khai chu trình thử thích hợp. Các Phụ lục A, B, E và F của tiêu chuẩn này, mỗi phụ lục giới thiệu một chu trình thử chỉ tương ứng với các ứng dụng riêng được liệt kê trong phạm vi áp dụng của phụ lục đó. Nếu có thể, chu trình thử khói mô tả trong phụ lục sử dụng động cơ và loại máy được nêu trong TCVN 6852-4 : 2001.

Đối với các loại động cơ không dùng cho phương tiện chạy trên đường, quy trình thử khói "tại hiện trường" có thể cần thiết hơn quy trình thử khói trên "băng thử". Đối với các động cơ dùng trong máy móc có các yêu cầu bổ sung (ví dụ các quy định về an toàn và sức khoẻ nghề nghiệp) có thể áp dụng các phương pháp đánh giá đặc biệt và các điều kiện thử bổ sung.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi.

TCVN 7144-3 : 2002 (ISO 3046-3), Động cơ đốt trong kiểu pít tông - Đặc tính – Phần 3: Phép đo thử.

TCVN 6852-1 : 2001 (ISO 8178 -1), Động cơ đốt trong kiểu pít tông - Đo chất phát thải - Phần 1: Đo trên băng thử các chất phát thải khí và bụi.

TCVN 6852-4 : 2001 (ISO 8178-4 : 1996), Động cơ đốt trong kiểu pít tông - Đo chất phát thải - Phần 4: Chu trình thử cho các ứng dụng khác nhau của động cơ.

TCVN 6852-5 : 2001 (ISO 8178-5), Động cơ đốt trong kiểu pít tông - Đo chất phát thải - Phần 5: Nhiên liệu thử.

TCVN 6852-6 : 2002 (ISO 8178-6), Động cơ đốt trong kiểu pít tông - Đo chất phát thải - Phần 6: Báo cáo kết quả đo và thử.

TCVN 6852-7 : 2001 (ISO 8178-7), Động cơ đốt trong kiểu pít tông - Đo chất phát thải - Phần 7: Xác định họ động cơ.

TCVN 6852-8 : 2002 (ISO 8178-8 : 1996), Động cơ đốt trong kiểu pít tông - Đo chất phát thải - Phần 8: Xác định nhóm động cơ.

TCVN 7663 : 2006 (ISO 11614 : 1999), Động cơ đốt trong cháy do nén kiểu pít tông - Thiết bị đo độ khói và xác định hệ số hấp thụ sáng của khí thải.

ISO 8528-1, Reciprocating internal combustion engine driven alternating current generatingsets - Part 1: Application, rating and performance (Động cơ đốt trong kiểu pít tông dẫn động tổ máy phát điện xoay chiều - Phần 1: Các ứng dụng, đặc tính thiết kế và tính năng).

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1. Khói khí thải (exhaust gas smoke)

Thể vẩn nhìn thấy được các hạt rắn và/hoặc hạt lỏng trong các khí sinh ra từ quá trình cháy hoặc nhiệt phân.

CHÚ THÍCH Khói đen (muội than) bao gồm chủ yếu là các hạt cacbon; khói xanh thường do các giọt nhỏ sinh ra từ quá trình cháy không hoàn toàn của nhiên liệu hoặc dầu bôi trơn khói trắng thường do nước và / hoặc nhiên liệu lỏng ngưng tụ; khói vàng được tạo thành bởi NO₂.

3.2. Hệ số truyền sáng (transmittance), t

Phần nhỏ ánh sáng, được biểu thị bằng phần trăm, truyền từ một nguồn sáng qua một đường bị khói che trải dài tới người quan sát hoặc bộ thu.

3.3. Độ khói (opacity), N

Phần nhỏ ánh sáng, được biểu thị bằng phần trăm, được truyền từ một nguồn sáng qua một đường bị khói che phủ gây cản trở cho người quan sát hoặc bộ thu.

Chú thích N = 100 - t.

3.4. Chiều dài chùm sáng (optical path length)

3.4.1. Chiều dài chùm sáng hiệu dụng (effective optical path length), L_A

Chiều dài chùm sáng bị khói che phủ giữa nguồn sáng thiết bị đo độ khói và bộ (máy) thu, được biểu thị bằng mét, và được hiệu chỉnh khi cần đối với sự không đồng đều do các građien mật độ và hiệu ứng biên.

CHÚ THÍCH Các phần nguồn sáng của chiều dài chùm sáng từ nguồn sáng tổng đi tới bộ thu không bị che tới bởi khói sẽ không tính vào chiều dài chùm sáng hiệu dụng.

3.4.2. Chiều dài chùm sáng hiệu dụng tiêu chuẩn (standard effetive optical path length), L_AS

Kích thước dùng để bảo đảm các so sánh có ý nghĩa của giá trị độ khói mờ được đánh giá.

CHÚ THÍCH Các giá trị L_AS được xác định trong 10.1.4.

3.5. Hệ số hấp thụ ánh sáng (light absorption coefficient)

Trị số trung bình cơ sở cho việc xác định về số lượng, khả năng của một làn khói (hình lông chim) hoặc mẫu khí chứa khói che tối ánh sáng.

CHÚ THÍCH Theo quy ước hệ số hấp thụ ánh sáng được biểu thị bằng số nghịch đảo của mét (m-1). Hệ số hấp thụ ánh sáng là một hàm số của số lượng các hạt khói trên một đơn vị thể tích khí, sự phân bố kích thước của các hạt khói và sự hấp thụ ánh sáng và tính chất phân tán của các hạt. Khi không có khói xanh, khói trắng hoặc khói vàng hoặc tro, sự phân bố kích thước và các tính chất hấp thụ/ phân tán ánh sáng là tương tự nhau đối với tất cả các mẫu khi xả điezen và hệ số hấp thụ ánh sáng chủ yếu là một hàm số của mật độ hạt khói.

3.6. Định luật Beer - Lam bert (Beer - Lambert law)

Phương trình toán học mô tả quan hệ vật lý giữa hệ số hấp thụ ánh sáng (k), các thông số khói của hệ số truyền (t) và chiều dài chùm sáng hiệu dụng (L_A).

CHÚ THÍCH Vì không thể trực tiếp đo được hệ số hấp thu ánh sáng, (k) định luận Beer - Lam bert được dùng để tính toán k khi biết độ khói (N) hoặc hệ số truyền (t) và chiều dài chùm sáng hiệu dụng (L_A):

                                      (1)

                                   (2)

3.7. Thiết bị đo độ khói (opacimeter)

Thiết bị được dùng để đo các đặc tính khói khi dùng phương pháp hệ số truyền quang.

3.7.1. Thiết bị đo độ khói toàn dòng (full-flow opacimeter)

Thiết bị trong đó toàn dòng khí thải đi qua buồng đo khói.

3.7.1.1. Thiết bị đo độ khói toàn dòng đặt phía sau đuôi ống xả (full-flow end-of-line opacimeter)

Thiết bị đo độ khói của toàn làn khí thải (hình lông chim) khi có ống đuôi.

CHÚ THÍCH Nguồn ánh sáng và bộ thu đối với kiểu thiết bị đo độ khói này được bố trí ở phía đối diện của làn khói (hình lông chim) và ở gần sát đầu nút hở của ống đuôi. Khi áp dụng kiểu thiết bị đo độ khói này chiều dài chùm sáng hiệu dụng là một chức năng của kết cấu ống đuôi.

3.7.1.2. Thiết bị đo độ khói toàn dòng đặt trong đường xả (full-flow In-line opacimeter)

Thiết bị đo độ khói của toàn làn khí thải (hình lông chim) bên trong ống đuôi.

CHÚ THÍCH Nguồn ánh sáng và bộ thu đối với kiểu thiết bị đo độ khói này được đặt ở phía đối diện với làn khói (hình lông chim) và ở gần sát thành bên ngoài của ống đuôi. Với kiểu thiết bị đo độ khói này, chiều dài chùm sáng hiệu dụng phụ thuộc vào dụng cụ.

3.7.2. Thiết bị đo độ khói một phần dòng (partial-flow opacimeter)

Dụng cụ lấy mẫu một phần đại diện của toàn bộ dòng khí thải và đưa mẫu thử đi qua buồng đo.

CHÚ THÍCH Với kiểu thiết bị đo độ khói này, chiều dài chùm sáng hiệu dụng là một chức năng của kết cấu thiết bị đo độ khói.

3.7.3. Độ nhạy của thiết bị đo độ khói (opacimeter response time)

3.7.3.1. Độ nhạy về vật lý của thiết bị đo độ khói (opacimeter physlcal response time)

Hiệu giữa các thời gian khi tín hiệu thô (chưa xử lý) k đạt tới 10 % và 90 % của toàn bộ sai lệch và khi hệ số hấp thụ ánh sáng của khí được đo thay đổi nhỏ hơn 0,01 s.

CHÚ THÍCH Độ nhạy về vật lý của thiết bị đo độ khói một phần dòng được xác định với đầu dò lấy mẫu và ống chuyển. Có thể tìm thấy thông tin bổ sung về độ nhạy về vật lý trong 8.2.1 và 11.7.2 của ISO 11614 :1999.

3.7.3.2. Độ nhạy điện của thiết bị đo độ khói (opacimeter electrical response time)

Hiệu giữa các thời gian khi tín hiệu ra ghi được hoặc hiển thị của dụng cụ đạt tới 10 % và 90 % của toàn thang đo và khi nguồn ánh sáng ngừng chiếu hoặc được tắt hoàn toàn nhỏ hơn 0,01 s.

CHÚ THÍCH Có thể tìm thấy thông tin bổ sung về thời gian đáp ứng điện trong 6.2.6.2 của TCVN 7663 : 2006.

4. Ký hiệu và đơn vị

Xem Bảng 1.

Bảng 1 - Các ký hiệu và đơn vị cho các thuật ngữ dùng trong tiêu chuẩn này

Ký hiệu	Thuật ngữ	Đơn vị
B	Hằng số của hàm Bessel	1
C	Hằng số của hàm Bessel	1
D	Hằng số của hàm Bessel	1
E	Hằng số Bessel	1
fa	Hệ số khí quyển	1
fc	Tần số tới hạn (cắt) của bộ lọc Bessel	s -1
k	Hệ số hấp thụ ánh sáng	m -1
kcorr	Hệ số hấp thụ ánh sáng được hiệu chỉnh theo điều kiện môi trường	m -1
kobs	Hệ số hấp thụ ánh sáng quan sát	m -1
K	Hằng số Bessel	1
KS	Hệ số hiệu chỉnh môi trường khói	1
LA	Chiều dài chùm sáng hiệu dụng	m
LAS	Chiều dài chùm sáng hiệu dụng tiêu chuẩn	m
N	Độ khói	%
NA	Độ khói ở chiều dài chùm sáng hiệu dụng	%
NAS	Độ khói ở chiều dài chùm sáng hiệu dụng tiêu chuẩn	%
Pme	áp suất trung bình hiệu dụng của phanh	kPa
Ps	áp suất khí quyển khô	kPa
P	Công suất động cơ	KW
Si	Giá trị khói tức thời	m -1 hoặc %
tAver	Độ nhạy toàn bộ	s
te	Độ nhạy điện của thiết bị đo độ khói	s
tF	Độ nhạy của bộ lọc cho hàm Bessel	s
tp	Độ nhạy vật lý của thiết bị đo độ khói	s
∆t	Thời gian các dữ liệu khói liên tiếp (= 1/chu kỳ lấy mẫu)	s
Ta	Nhiệt độ không khí nạp của động cơ	K
X	Độ nhạy toàn bộ mong muốn	s
Yi	Giá trị khói trung bình Bessel	m -1 hoặc %
p	Mật độ môi trường khô	kg/m3
t	Hệ số truyền khói	%
Ω	Hằng số Bessel	1

5. Điều kiện thử

5.1. Điều kiện môi trường thử

5.1.1. Thông số của điều kiện thử

Phải đo nhiệt độ tuyệt đối T_a của không khí nạp vào động cơ, được biểu thị bằng kelvin và áp suất khí quyển khô pS, được biểu thị bằng kPa và phải xác định hệ số khí quyển f_a khi dùng các phương trình (3) đến (5).

Đối với các động cơ cháy do nén hút tự nhiên không tăng áp và có tăng áp cơ khí và các động cơ cháy do nén có hoạt động của khí thải:

                               (3)

CHÚ THÍCH Công thức này cũng được áp dụng nếu cửa khí thải chỉ hoạt động trong các công đoạn của chu trình thử. Nếu cửa khí thải không hoạt động trong bất kỳ công đoạn nào của chu trình thử thì phải sử dụng công thức (4) hoặc (5) tuỳ theo kiểu làm mát không khí nạp, nếu có.

Đối với các động cơ cháy do nén có tuabin tăng áp không làm mát không khí nạp hoặc có làm mát không khí nạp bằng bộ làm mát không khí /không khí:

                                        (4)

Đối với các động cơ có nén cháy có tuabin tăng áp, làm mát không khí tăng áp bằng bộ làm mát chất lỏng:

                                       (5)

5.1.2. Chuẩn cứ đánh giá tính đúng đắn của phép thử - Điều kiện thử

Đối với phép thử được công nhận là đúng, thông số f_a cần phải như sau

0,93 £ f_a £ 1,07                                                  (6)

CHÚ THÍCH Nên dùng các phép thử với thông số f_a ở trong khoảng từ 0,96 đến 1,06.

Các chuẩn cứ đánh giá bổ sung được cho trong 7.3.2.3 và A.3.2.2.

5.2. Công suất

Các thiết bị phụ chỉ cần cho vận hành máy và có thể được lắp trên động cơ phải được tháo ra khi thử. Danh mục liệt kê chưa đầy đủ sau là một ví dụ:

- máy nén không khí cho phanh;

- bơm trợ lực tay lái;

- máy nén điều hòa không khí;

- các bơm cho hệ dẫn động thủy lực;

Muốn biết chi tiết hơn, xem 3.8 và bảng B1 của TCVN 6852-1 : 2001.

5.3. Hệ thống nạp không khí của động cơ

Động cơ thử phải được lắp hệ thống nạp không khí có giới hạn lỗ khí với dung sai trong khoảng ±10 % giới hạn trên do nhà sản xuất quy định đối với bộ lọc không khí. Giới hạn trên theo quy định của nhà sản xuất phải ở điều kiện vận hành của động cơ tạo ra lưu lượng không khí lớn nhất tương ứng với ứng dụng của động cơ.

5.4. Hệ thống xả của động cơ

Động cơ thử phải được lắp hệ thống xả có áp suất ngược của khí thải trong khoảng ± 10 % của giới hạn trên do nhà sản xuất quy định. Giới hạn trên do nhà sản xuất quy định phải ở điều kiện vận hành của động cơ tạo ra công suất công bố lớn nhất đối với ứng dụng tương ứng của động cơ. Các phép thử có thể được tiến hành với bộ tiêu âm để giảm sự chấn động của khí thải có thể cản trở tới việc đo khói. Ngoài ra, việc sử dụng bộ tiêu âm phải tạo ra sự tương thích tốt hơn giữa đo khói trên băng thử và các phép thử khói tại hiện trường.

Kết cấu của bộ tiêu âm (nghĩa là dung tích) phải tiêu biểu cho các bộ tiêu âm được sử dụng trong các lĩnh vực áp dụng thực tế của động cơ thử.

5.5. Hệ thống làm mát

Phải sử dụng hệ thống làm mát động cơ có đủ khả năng để duy trì động cơ ở nhiệt độ làm việc bình thường do nhà sản xuất quy định.

5.6. Dầu bôi trơn

Đặc tính kỹ thuật của dầu bôi trơn sử dụng cho phép thử phải được ghi lại và trình bày cùng với các kết quả thử.

5.7. Động cơ làm mát không khí nạp

Nhiệt độ của không khí làm mát và nhiệt độ của không khí nạp phải được ghi lại.

Hệ thống làm mát phải được chỉnh đặt tương ứng với động cơ hoạt động ở tốc độ và tải trọng do nhà sản xuất quy định. Nhiệt độ của không khí nạp và sự giảm áp của bộ làm mát phải được chỉnh đặt trong khoảng ± 4 K và ± 2 kPa so với đặc tính kỹ thuật của nhà sản xuất.

5.8. Nhiệt độ nhiên liệu thử

Nhiệt độ nhiên liệu thử phải theo kiến nghị của nhà sản xuất. Trong trường hợp nhà sản xuất không quy định nhiệt độ thì nhiệt độ nhiên liệu thử phải là 311 K ± 5 K. Trừ trường hợp dùng nhiên liệu "nặng" nhiệt độ do nhà sản xuất quy định không được lớn hơn 316 K. Nhiệt độ nhiên liệu phải được đo ở cửa vào bơm phun nhiên liệu trừ khi có các quy định khác của nhà sản xuất và vị trí đo phải được ghi lại.

6. Nhiên liệu thử

Đặc tính của nhiên liệu ảnh hưởng tới khói thải của động cơ. Do đó đặc tính của nhiên liệu dùng để thử phải được xác định, ghi lại và trình bày cùng với các kết quả thử. Khi sử dụng các nhiên liệu được quy định trong TCVN 6852-5 : 2001 làm các nhiên liệu chuẩn, phải cung cấp quy tắc chuẩn và sự phân tích nhiên liệu. Đối với các nhiên liệu khác, các đặc tính được ghi lại là các đặc tính được liệt kê trong tờ dữ liệu chung thích hợp trong TCVN 6852-5 : 2001.

Việc lựa chọn nhiên liệu cho phép thử phụ thuộc vào mục đích thử. Nếu không có sự thỏa thuận nào khác của các bên có liên quan phải lựa chọn nhiên liệu theo Bảng 2. Khi không có nhiên liệu chuẩn thích hợp, có thể sử dụng nhiên liệu có tính chất rất gần với nhiên liệu chuẩn. Đặc tính của nhiên liệu phải được công bố.

Bảng 2 - Lựa chọn nhiên liệu

Mục đích thử	Các bên có liên quan	Lựa chọn nhiên liệu
Phê duyệt kiểu (chứng nhận)	Cơ quan chứng nhận Nhà sản xuất hoặc nhà cung cấp	Nhiên liệu chuẩn, nếu được quy định. Nhiên liệu thương mại nếu không quy định nhiên liệu chuẩn
Thử nghiệm thu	Nhà sản xuất hoặc nhà cung cấp Khách hàng hoặc người kiểm tra	Nhiên liệu thương mại theo quy định của nhà sản xuất a
Nghiên cứu /phát triển	Một hoặc nhiều: - nhà sản xuất; - tổ chức nghiên cứu; - nhà cung cấp nhiên liệu và dầu bôi trơn; v v	Thích hợp với mục đích thử
a Các khách hàng và người kiểm tra cần lưu ý rằng các phép thử phát thải được thực hiện khi dùng nhiên liệu thương mại sẽ không cần phải tuân theo các giới hạn được quy định khi dùng các nhiên liệu chuẩn. Nhiên liệu dùng cho phép thử nghiệm thu cần ở trong phạm vi các đặc tính kỹ thuật của nhiên liệu do nhà sản xuất động cơ cho phép, được quy định trong tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất động cơ.

7. Thiết bị đo và độ chính xác

7.1. Yêu cầu chung

Phải dùng thiết bị sau để thử khói trên động cơ khi sử dụng động lực kế. Tiêu chuẩn này không giới thiệu chi tiết về thiết bị đo áp suất và nhiệt độ. Để thay thế, chỉ có các yêu cầu độ chính xác của thiết bị cần cho thử khói được cho trong 7.4.

7.2. Đặc tính của động lực kế

Phải sử dụng một động lực kế động cơ có đủ đặc tính để thực hiện chu trình thử mô tả trong các Phụ lục A và B. Các yêu cầu về độ tuyến tính của chu trình thử chỉ áp dụng cho các phép thử đã được tiến hành khi dùng một động lực kế chạy điện. Thiết bị đo momen xoắn và tốc độ phải cho phép có độ chính xác đo theo yêu cầu vận hành chu trình thử trong khoảng các giới hạn được giới thiệu trong các Phụ lục A và B. Tốc độ và momen xoắn phải được đo ở tần số tối thiểu là 1 Hz. Độ chính xác của thiết bị đo phải sao cho dung sai lớn nhất không được vượt quá các trị số trong Bảng 3. Có thể sử dụng thiết bị dẫn động động cơ đáp ứng các yêu cầu này để thay thế cho động lực kế.

7.3. Xác định khói

7.3.1. Yêu cầu chung

Các phép thử khói nhất thời phải được tiến hành bằng sử dụng các thiết bị đo độ khói. Cho phép có ba kiểu thiết bị đo độ khói khác nhau. Thiết bị đo độ khói toàn dòng đặt trong đường xả và đặt phía sau đuôi ống xả và thiết bị đo độ khói một phần dòng. Có thể tìm thấy đặc tính kỹ thuật của ba kiểu thiết bị đo độ khói trong Điều 11 của tiêu chuẩn này và trong các Điều 6 và 7 của TCVN 7663 : 2006. Sự hiệu chỉnh nhiệt độ không có giá trị đối với các phép thử chuyển tiếp, do đó tiêu chuẩn này không bao gồm sự hiệu chỉnh nhiệt độ của các kết quả độ khói.

Bảng 3 - Sai lệnh cho phép của các dụng cụ đối với các thông số có liên quan của động cơ

Thông số	Sai lệnh cho phép (% dựa trên trị số lớn nhất của động cơ) theo TCVN 7144-3	Khoảng thời gian hiệu chuẩn (tháng)
Tốc độ động cơ	± 2 %	3
Mômen xoắn	± 2 % hoặc ± 5 Nm a	3
Công suất	± 3 %	Không áp dụng
a Lấy trị số nào lớn hơn.

7.3.2. Đặc tính kỹ thuật - Thiết bị đo độ khói

7.3.2.1. Yêu cầu chung

Các phép thử khói đòi hỏi sử dụng một hệ thống đo khói và xử lý số liệu bao gồm ba thiết bị chức năng. Các thiết bị này có thể được hợp nhất lại trong một thành phần duy nhất hoặc được cung cấp như một hệ thống các thành phần được nối với nhau. Ba thiết bị chức năng là:

- một thiết bị đo độ khói toàn dòng hoặc một phần dòng đáp ứng các đặc tính kỹ thuật của điều này.

Có thể tìm thấy đặc tính kỹ thuật chi tiết cho các thiết bị đo độ khói trong Điều 11 và trong TCVN 7663 : 2006;

- một thiết bị xử lý số liệu có khả năng thực hiện các chức năng được mô tả trong 10.2 và 10.3 và trong Phụ lục D;

- một máy in và /hoặc phương tiện lưu trữ điện tử để ghi và in ra các giá trị yêu cầu của khói được quy định trong các Phụ lục A và B.

7.3.2.2. Độ tuyến tính

Độ tuyến tính được xác định là chênh lệch giữa giá trị đo được bởi thiết bị đo độ khói và giá trị chuẩn của dụng cụ hiệu chuẩn. Độ tuyến tính không được vượt quá 2 % độ khói.

7.3.2.3. Độ trôi điểm không

Độ trôi điểm không trong thời gian 1 h hoặc trong thời gian thử, chọn giá trị nhỏ hơn, không được vượt quá 1 % độ khói.

7.3.2.4. Sự hiển thị của thiết bị đo độ khói và phạm vi đo

Để hiển thị cả độ khói và hệ số hấp thụ ánh sáng, thiết bị đo độ khói phải có phạm vi đo thích hợp để đo một cách chính xác các giá trị khói của động cơ được thử. Độ phân giải ít nhất phải là 0,1 % của toàn thang đo.

Chiều dài chùm sáng được lựa chọn cho thiết bị đo độ khói phải thích hợp với các mức khói được đo để giảm tới mức nhỏ nhất các sai số trong hiệu chuẩn, đo lường và tính toán.

7.3.2.5. Độ nhạy của dụng cụ

Độ nhạy về vật lý của thiết bị đo độ khói không được vượt quá 0,2 s và độ nhạy điện của thiết bị đo độ khói không được vượt quá 0,05 s.

7.3.2.6. Yêu cầu lấy mẫu đối với thiết bị đo độ khói một phần dòng

Các điều kiện lấy mẫu phải phù hợp với các yêu cầu của 11.3.

7.3.2.7. Nguồn ánh sáng

Nguồn ánh sáng phải phù hợp với các yêu cầu của 11.2 và 11.3.

7.3.2.8. Bộ lọc mật độ sáng trung tính

Các bộ lọc mật độ sáng trung tính để hiệu chuẩn và kiểm tra thiết bị đo độ khói phải có độ chính xác ± 1 % độ khói và giá trị danh nghĩa của bộ lọc phải được kiểm tra về độ chính xác tối thiểu là hàng năm khi dùng mức chuẩn được quy định trong tiêu chuẩn nhà nước hoặc quốc tế.

CHÚ THÍCH Các bộ lọc mật đo sáng trung tính là các dụng cụ chính xác và có thể dễ bị hư hỏng trong quá trình sử dụng. Cần hạn chế việc xử lý bộ lọc ở mức tối thiểu và khi cần thiết, nên thực hiện công việc này một cách cẩn thận để tránh làm xước hoặc bẩn bộ lọc.

7.4. Độ chính xác

Việc hiệu chuẩn tất cả các thiết bị đo độ khói phải theo tiêu chuẩn quốc gia hoặc tiêu chuẩn quốc tế và tuân theo các yêu cầu cho trong Bảng 3.

8. Hiệu chuẩn thiết bị đo độ khói

8.1. Yêu cầu chung

Thiết bị đo độ khói phải được hiệu chuẩn thường xuyên để đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác theo tiêu chuẩn này. Phải sử dụng phương pháp hiệu chuẩn được mô tả trong 8.2.

8.2. Quy trình hiệu chuẩn

8.2.1. Thời gian làm nóng

Thiết bị đo độ khói phải được làm nóng và ổn định theo kiến nghị của nhà sản xuất. Nếu thiết bị đo độ khói được trang bị một hệ thống làm sạch không khí để tránh phủ muội lên dụng cụ quang thì hệ thống này cũng cần được hoạt động và điều chỉnh theo kiến nghị của nhà sản xuất.

8.2.2. Thiết lập sự đáp ứng tuyến tính

Với thiết bị đo độ khói ở chế độ chỉ thị độ khói và không chặn chùm sáng của thiết bị đo độ khói, sự chỉ thị phải được điều chỉnh tới 0 % ± 1 % độ khói.

Với thiết bị đo độ khói ở chế độ chỉ thị độ khói, và tất cả ánh sáng tới bộ thu được chặn lại, sự chỉ thị phải được điều chỉnh tới 100 % ± 1 % độ khói.

Độ tuyến tính của thiết bị đo độ khói khi được dùng ở chế độ đo độ khói phải được kiểm tra định kỳ theo kiến nghị của nhà sản xuất. Phải đưa vào thiết bị đo độ khói một bộ lọc mật độ sáng trung tính trong khoảng từ 30 % đến 60 % độ khói, đáp ứng các yêu cầu của 7.3.2.8 và ghi lại giá trị của bộ lọc. Số chỉ thị của dụng cụ không được sai khác lớn hơn ± 2 % độ khói so với giá trị danh nghĩa của bộ lọc mật độ sáng trung tính. Bất cứ độ không tuyến tính nào vượt quá giá trị trên phải được hiệu chỉnh trước khi thử.

9. Chạy thử

9.1. Lắp đặt thiết bị đo

Thiết bị đo độ khói và các đầu dò lấy mẫu, nếu áp dụng, phải được lắp sau bộ tiêu âm hoặc sau bất kỳ bộ xử lý tiếp sau nào theo trình tự lắp đặt do nhà sản xuất dụng cụ quy định. Thêm vào đó, phải tuân theo các yêu cầu của Điều10 của TCVN 7663 : 2006, khi thấy thích hợp.

9.2. Kiểm tra thiết bị đo độ khói

Trước các kiểm tra điểm “không” (Zero) và toàn thang đo thiết bị đo độ khói phải được làm ấm và ổn định theo kiến nghị của nhà sản xuất dụng cụ. Nếu thiết bị đo độ khói được trang bị một hệ thống làm sạch không khí để tránh phủ muội lên thiết bị đo độ khói quang thì hệ thống này cũng phải được hoạt động và điều chỉnh theo kiến nghị của nhà sản xuất.

Các kiểm tra điểm “Không” và toàn thang đo phải được tiến hành ở chế độ chỉ thị độ khói, bởi vì thang đo độ khói có hai điểm hiệu chuẩn xác định là 0 % độ khói và 100 % độ khói. Hệ số hấp thụ ánh sáng được tính toán chính xác dựa trên cơ sở độ khói đo được và L_A do nhà sản xuất thiết bị đo độ khói cung cấp, khi đưa dụng cụ trở về chế độ chỉ thị k cho phép thử.

Với chùm sáng thiết bị đo độ khói không bị chặn lại, số chỉ thị phải được điều chỉnh tới 0 % ± 1 % độ khói. Với ánh sáng tới bộ thu bị chặn lại, số chỉ thị phải được điều chỉnh tới 100 % ± 1 % độ khói.

9.3. Chu trình thử

Động cơ phải được chạy theo chu trình thử được mô tả trong các Phụ lục A và B có tính đến các nhận xét được ghi trong Phụ lục C.

9.4. Xác định chiều dài chùm sáng hiệu dụng (L_A)

Các phần của nguồn sáng tới bộ thu không bị khói che phủ sẽ không tính vào chiều dài chùm sáng hiệu dụng. Nếu chùm sáng thiết bị đo độ khói được bố trí đủ gần cửa ra của khí thải (trong khoảng 0,07 m), mặt cắt ngang của làn khói khi đi qua thiết bị đo độ khói về thực chất tương tự như mặt cắt ngang cửa ra của ống đuôi dọc theo phương của chùm sáng thiết bị đo độ khói. Thông thường khoảng cách này được xác định bằng cách đo trực tiếp của ra của ống đuôi (ống xả). Để đạt được các kết quả đo khói chính xác trong khoảng ± 2 % độ khói, phải xác định L_A trong khoảng ± 6 %. (Sai số lớn nhất về độ khói, xuất hiện ở độ khói xấp xỉ 60 %. ở các giá trị độ khói thấp hơn và cao hơn có thể xác định được L_A kém chính xác hơn). Đối với chiều dài chùm sáng hiệu dụng tiêu chuẩn nhỏ nhất (0,038 m), ± 6 % tương đương với độ chính xác 0,002 m.

Trong lĩnh vực thử, đặc biệt trong phép thử tại hiện trường, thường khó tiếp cận và thực hiện được các phép đo trực tiếp tại các cửa ra của ống đuôi trên nhiều máy. Do đó việc kéo dài ống xả từ ba đến tối đa ba mươi lần đường kính ống xả cần được xem xét nếu nhà sản xuất động cơ không phản đối. Cần phải làm kín đúng mức chỗ nối để tránh pha loãng khí thải với không khí.

Đối với nhiều kết cấu đuôi ống xả, có thể xác định được L_A một cách đủ độ chính xác từ các kích thước của hệ thống xả bên ngoài và các kích thước này đo được dễ dàng hơn.

10. Đánh giá các số liệu và tính toán

10.1. Đánh giá các số liệu

10.1.1. Yêu cầu chung - Thiết bị đo độ khói

Phải lấy mẫu khói khi sử dụng tàn số nhỏ nhất 20 Hz. Các giá trị khói phải được báo cáo theo đơn vị độ khói (N) hoặc hệ số hấp thụ ánh sáng (k). Các giá trị khói đo được (hệ số truyền) phải được chuyển đổi thành các đơn vị khói tương ứng và được hiệu chỉnh đối với các chênh lệnh về chiều dài chùm sáng của thiết bị đo độ khói, khi cần (xem 10.1.2, 10.1.3 và 10.1.4). Sự hiệu chỉnh mật độ môi trường, nếu cần thiết, chỉ được áp dụng cho hệ số hấp thụ ánh sáng (xem 10.3). Số liệu về khói, sau đó, phải được xử lý bằng thuật toán Bessel như đã mô tả trong 10.2 và Phụ lục A.

10.1.2. Mối quan hệ Beer - Lam bert

Định luật Beer - Lam bert xác định mối quan hệ giữa hệ số truyền, hệ số hấp thụ ánh sáng và chiều dài chùm sáng hiệu dụng theo phương trình (7)

                                                                              (7)

Từ các định nghĩa của hệ số truyền và độ khói; mối quan hệ giữa các thông số này có thể được xác định theo phương trình (8)

N = 100 - t                                                                                 (8)

Từ các phương trình (7) và (8), suy ra các quan hệ sau:

                                                        (9)

                                                                   (10)

10.1.3. Sự chuyển đổi số liệu

Sự chuyển đổi từ các giá trị khói đo được sang các đơn vị thích hợp để báo cáo là một quá trình có hai bước. Vì đơn vị đo cơ bản của tất cả các thiết bị đo độ khói là hệ số truyền, nên bước thử thứ nhất trong tất cả các trường hợp là chuyển đổi từ hệ số truyền (t) ra độ khói ứng với chiều dài chùm sáng hiệu dụng đo được (N_A) khi dùng phương trình (8). Đối với hầu hết các thiết bị đo độ khói, bước này được thực hiện ở trong thiết bị đo độ khói và người sử dụng không nhìn thấy được.

Bước thứ hai của quá trình là chuyển đổi từ N_A thành đơn vị để báo cáo như sau:

Nếu các kết quả thử được báo cáo theo đơn vị độ khói thì phải dùng phương trình (9) để chuyển đổi từ độ khói ứng với chiều dài chùm sáng hiệu dụng đo được (NA) thành độ khói ứng với chiều dài chùm sáng hiệu dụng tiêu chuẩn (N_AS).

CHÚ THÍCH Trong trường hợp các chiều dài chùm sáng hiệu dụng đo được và chiều dài chùm sáng hiệu dụng tiêu chuẩn bằng nhau, NAS bằng NA thì không cần phải có bước chuyển đổi thứ hai này.

Nếu các kết quả thử được báo cáo theo đơn vị hệ số hấp thụ ánh sáng thì phải áp dụng phương trình (10).

10.1.4. Các giá trị đầu vào của chiều dài chùm sáng hiệu dụng

Để áp dụng phương trình (10), cần áp dụng chiều dài chùm sáng hiệu dụng đo được (LA). Để sử dụng phương trình (9), Các giá trị phải được áp dụng cho cả L_A và chiều dài chùm sáng hiệu dụng tiêu chuẩn L_AS.

Đối với các thiết bị đo độ khói toàn dòng đặt phía sau đuôi ống xả, L_A là một chức năng của kết cấu ống xả động cơ. Đối với các ống xả thẳng có một mặt cắt ngang tròn, L_A bằng đường kính trong của ống xả.

Đối với các thiết bị đo độ khói một phần dòng và thiết bị đo độ khói toàn đòng đặt trong đường xả, LA là một chức năng cố định của buồng đo của dụng cụ và kết cấu của hệ thống làm sạch không khí. Phải sử dụng các số liệu về đặc tính kỹ thuật do nhà sản xuất dụng cụ cung cấp để xác định giá trị thích hợp đối với L_A khi sử dụng các kiểu thiết bị đo độ khói này.

Một cách tiêu biểu là cần xác định L_A tới khoảng 0,002 m để đạt được các kết quả thử khói đã hiệu chỉnh có độ chính xác 2 % độ khói.

Các số chỉ thị độ khói phụ thuộc vào chiều dài chùm sáng hiệu dụng của dụng cụ. Vì có thể thiết lập được các giá trị giới hạn theo đơn vị phần trăm độ khói nên các giá trị này phải được chuyển về các chiều dài chùm sáng hiệu dụng tiêu chuẩn (đường kính ống) ở đó áp dụng các giá trị giới hạn. Để so sánh các số liệu về khói, các kết quả thử độ khói phải được báo cáo ở chiều dài chùm sáng hiệu dụng tiêu chuẩn (L_AS) được giới thiệu trong Bảng 4. Có thể đo độ khói ở các chiều dài chùm sáng phi tiêu chuẩn.

Bảng 4 - Chiều dài chùm sáng hiệu dụng tiêu chuẩn

Công suất động cơ P kW	Chiều dài chùm sáng hiệu dụng tiêu chuẩn, LAS m
P < 37	0,038
37≤ P < 75	0,05
75 ≤ P <130	0,075
130 ≤ P <225	0,1
225 ≤ P < 450	0,125
P ≥ 450	0,15

Đối với các mục đích của Bảng 4, không cần phải đo công suất động cơ. Công suất động cơ có thể trong nhãn động cơ, hoặc trong sách hướng dẫn cho người chủ (sử dụng) động cơ hoặc từ thông tin xin chứng nhận hoặc phê duyệt kiểu động cơ. Trong trường hợp không thể xác định được công suất động cơ thì không thể đánh giá được sự tuân thủ của động cơ với giá trị giới hạn được biểu thị bằng phần trăm độ khói.

10.2. Thuật toán Bessel

10.2.1. Quy định chung

Phải sử dụng thuật toán Bessel để tính toán các giá trị trung bình từ các số chỉ thị tức thời của khói. Thuật toán có thể được áp dụng cho các giá trị độ khói hoặc hệ số hấp thụ ánh sáng. Tuy nhiên, nếu mức khói nhỏ hơn 40 % độ khói, thì có thể áp dụng tín hiệu độ khói với sai số không đáng kể. Thuật toán khuyến khích việc đưa khói qua một bộ lọc chậm thứ hai, và việc sử dụng bộ lọc này cần đến các tính toán lặp lại để xác định các hệ số. Các hệ số này là một hàm số của độ nhạy của hệ thống thiết bị đo độ khói và chu kỳ lấy mẫu. Do đó phải lặp lại các tính toán cho trong 10.2.2 khi độ nhạy của hệ thống và /hoặc chu kỳ lấy mẫu thay đổi.

10.2.2. Tính toán độ nhạy của bộ lọc và hằng số Bessel

Độ nhạy của bộ lọc Bessel (tF) là một hàm số của độ nhạy về vật lý và điện của hệ thống thiết bị đo độ khói, như được định nghĩa trong 3.7.3 và độ nhạy toàn bộ mong muốn X và phải được tính toán khi dùng phương trình (11)

                                                                      (11)

F p e

trong đó

t_P là độ nhạy về vật lý, tính bằng giây;

te là độ nhạy điện, tính bằng giây.

Có thể sử dụng phương trình (11) để điều chỉnh các thiết bị đo độ khói khác nhau tới độ nhạy chung với điều kiện là cả hai t_p và t_e « X (xem 7.3.2.5) và với điều kiện là cả hai t_p và t_e « thời gian thử tiếp. Các tính toán để đánh giá tần số cắt (f_c) của bộ lọc dựa trên cơ sở một tín hiệu vào phân bậc từ 0 đến 1 trong thời gian nhỏ hơn 0,01 s (xem Phụ lục D). Độ nhạy được định nghĩa là thời gian từ khi tín hiệu ra đạt 10 % tới khi tín hiệu ra đạt 90 % (t ₉₀) của hàm bước nhảy này. Có thể nhận được độ nhạy này bằng cách lặp lại đối với f_c tới khi t ₉₀ - t₁₀ @ t_f. Sự lặp lại đầu tiên đối với f_c được tính toán khi dùng phương trình (12)

                                                                             (12)

Phải tính toán các hằng số Bessel E và K theo các phương trình (13) và (14)

                                                          (13)

K = 2 x E x (D x W² -1) - 1                                                          (14)

trong đó

D = 0,618034;

Dt = 1/ chu kỳ lấy mẫu;

W = 1/{tg (p x Dt x f_c)}

Khi dùng các giá trị của E và K, phải tính toán độ nhạy Bessel trung bình X đối với tín hiệu vào phân bậc S_i như sau:

Y_i = Y_{i - 1} + E x (S_i + 2 x S_{i -1} + S_{i - 2} - 4 x Y_{i - 2}) + K x (Y_{i - 1} - Y_{i - 2})                            (15)

trong đó

S_{i - 2} = S_{i - 1} = 0

S_i = 1

Y_i-2 = Y Y_i-1 = 0

Phải nội suy ra các thời gian t₁₀ và t₉₀. Sự chênh lệch về thời gian giữa t₉₀ và t₁₀ xác định độ nhạy t_F đối với giá trị f_c này. Nếu độ nhạy này không đủ gần bằng với độ nhạy yêu cầu thì phải tiếp tục thực hiện việc lặp lại tới khi độ nhạy thực tế trong khoảng 1 % độ nhạy yêu cầu như sau:

|(t₉₀ - t₁₀) - t_F| = 0,01 t_F                                                                 (16)

Ví dụ về các tính toán được sử dụng cho lặp lại lần đầu tiên và lần thứ hai được cho trong Phụ lục D.

10.2.3. Tính toán giá trị khói trung bình Bessel

Một khi các hằng số thích hợp E và K của thuật toán Besssel đã được tính toán phù hợp với 10.2.2 thì phải áp dụng thuật toán Bessel cho đường khói tức thời khi dùng phương trình (15)

Thuật toán Bessel thường gặp trong tự nhiên. Vì vậy cần có một số giá trị tín hiệu vào ban đầu S_i-1 và S_{i - 2}, và các giá trị tín hiệu ra ban đầu Y_{i - 1}; Y_{i - 2} để bắt đầu thuật toán. Các giá trị này có thể bằng 0.

Các giá trị khói trung bình Bessel nhận được, sau đó được dùng để tính toán các giá trị khói thích hợp được mô tả trong Phụ lục A.

10.3. Hiệu chỉnh môi trường

10.3.1. Yêu cầu chung

Đối với việc phê duyệt kiểu (chứng nhận) động cơ, hệ số khí quyển, f_a, phải ở trong phạm vi từ 0,98 đến 1,02 (xem 5.12). Nếu f_a nằm trong phạm vi từ 0,93 đến 1,07 thì khỏi phải được hiệu chỉnh phù hợp với phương trình (19) bởi vì khói phụ thuộc rất lớn vào điều kiện khí quyển. Tuy nhiên không cho phép hiệu chỉnh trong phạm vi từ 0,98 tới 1,02.

CHÚ THÍCH Các phương trình hiệu chỉnh mật độ không khí được cho trong điều này phản ánh độ nhạy danh nghĩa thích hợp nhất của một mẫu động cơ / phương tiện được đánh giá. Một số động cơ có độ nhạy cao hơn và một số có độ nhạy thấp hơn đối với các thay đổi của mật độ không khí được dự đoán bởi các phương trình điều chỉnh. Do đó việc áp dụng các phương trình hiệu chỉnh cho các động cơ / phương tiện riêng có độ nhạy về mật độ không khí không biết trước thì chỉ có thể xem các phương trình điều chỉnh là gần đúng. Các dịch vụ điều chỉnh chọn phương pháp này trong các chương trình bắt buộc áp dụng cần có sự cân nhắc đối với thực tế là độ nhạy về mật độ không khí của các phương tiện riêng biệt được thử theo chương trình thường không được biết một cách chính xác và có thể sai khác so với độ nhạy về mật độ không khí được chỉ định bởi sự điều chỉnh danh nghĩa.

10.3.2. Điều kiện chuẩn

Hệ số hiệu chỉnh của 10.3.3 giải thích về mật độ không khí nạp khô của động cơ. Mật độ không khí khô chuẩn là 1,1575 kg/m³ ở nhiệt độ chuẩn 298 K và áp suất chuẩn 99 kPa (xem 5.1.1).

10.3.3. Hiệu chỉnh khói theo mật độ môi trường

Phải áp dụng sự hiệu chỉnh cho các giá trị khói được biểu thị là hệ số hấp thụ ánh sáng hoặc “k”. Phải áp dụng sự hiệu chỉnh cho các giá trị đỉnh trung bình Bessel của khói và không áp dụng sự hiệu chỉnh cho đường khói chưa xử lý. Các giá trị độ khói phải được chuyển đổi thành k khi dùng phương trình (10) và sau đó có thể được chuyển đổi lại thành các đơn vị độ khói sau khi hiệu chỉnh. Phải sử dụng phương trình (17)

                                                (17)

trong đó

                                                                 (18)

Khi dùng phương trình (17), các giá trị khói trong Phụ lục A và B phải được hiệu chỉnh từ các giá trị “quan sát” thành “hiệu chỉnh “ của hệ số hấp thụ ánh sáng khi dùng phương trình (19)

k_corr = K_s x k_obs                                                                           (19)

10.4. Báo cáo thử

Báo cáo thử phải có các dữ liệu được quy định trong TCVN 6852-6 : 2002.

11. Xác định khói

11.1. Yêu cầu chung

Các Điều 11.2 và 11.3 và các Hình 1 và 2 mô tả chi tiết về các hệ thống thiết bị đo độ khói nên dùng. Vì các cấu hình khác nhau có thể cho các kết quả tương đương nên không yêu cầu phải tuân theo các Hình 1 và 2 một cách chính xác. Có thể sử dụng các thành phần bổ sung như các dụng cụ, van, cuộn dây hình ống (nam châm), bơm và công tắc để cung cấp thông tin bổ sung và phối hợp các chức năng của các hệ thống thành phần. Các thành phần khác không cần thiết cho sự duy trì độ chính xác của một số hệ thống có thể được loại trừ nếu có cơ sở về mặt kỹ thuật.

Nguyên lý đo là ánh sáng được truyền qua một độ dài khói riêng (đặc trưng) cần khảo sát và dùng phần ánh sáng tới bộ thu để đánh giá tính chất làm cho ánh sáng tối đi của môi trường. Phép đo khói phụ thuộc vào kết cấu của dụng cụ và có thể được thực hiện trong ống xả (thiết bị đo độ khói toàn dòng đặt trong đường xả), ở đầu mút cuối của ống xả (thiết bị đo độ khói toàn dòng đặt phía sau đuôi ống xả), hoặc bằng cách lấy mẫu thử từ ống xả (thiết bị đo độ khói một phần dòng). Để xác định hệ số hấp thụ ánh sáng từ tín hiệu độ khói, nhà sản xuất dụng cụ phải cung cấp chiều dài chùm sáng của dụng cụ.

11.2. Thiết bị đo độ khói toàn dòng

Có thể sử dụng hai kiểu thiết bị đo độ khói toàn dòng chung, xem Hình 1. Với thiết bị đo độ khói đặt trong đường xả, cần đo độ khói của toàn bộ làn khí thải phía trong ống xả. Với kiểu thiết bị đo độ khói này, chiều dài chùm sáng hiệu dụng là một hàm của kết cấu thiết bị đo độ khói.

a Tuỳ chọn

Hình 1 - Thiết bị đo độ khói toàn dòng

Với thiết bị đo độ khói đặt phía sau đuôi ống xả, độ khói của toàn bộ làn khí thải được đo khi khí thải ra khỏi ống xả. Với kiểu thiết bị đo độ khói này, chiều dài chùm sáng hiệu dụng là một hàm của kết cấu ống xả và khoảng cách giữa đầu mút ống xả và thiết bị đo độ khói.

Các thành phần của Hình 11.

EP: ống xả

Với thiết bị đo độ khói đặt trong đường xả, không được có sự thay đổi đường kính ống xả trong số ba đường kính ống xả trước và sau vùng đo. Nếu đường kính của vùng đo lớn hơn đường kính của ống xả thì nên dùng một ống hội tụ dần dần trước vùng đo.

Với thiết bị đo độ khói đặt phía sau đuôi ống xả, phần cuối ống xả có chiều dài 0,6 m phải có mặt cắt ngang tròn và không được có khuỷu nối và chỗ uốn cong. Đầu mút ống xả phải được cắt vuông vắn. Thiết bị đo độ khói phải được lắp ở tâm của làn khí thải và cách đầu mút ống xả 25 mm ± 5 mm.

OPL: Chiều dài chùm sáng

Độ dài của đường quang bị khói che tối đi bởi khói giữa nguồn sáng thiết bị đo độ khói và bộ thu, được hiệu chỉnh khi cần đối với tính không đồng đều do các građien mật độ và hiệu ứng biên. Nhà sản xuất dụng cụ phải đưa ra chiều dài chùm sáng có tính đến các biện pháp chống lại sự phủ muội than (ví dụ: không khí làm sạch). Nếu không có được chiều dài chùm sáng thì phải xác định chiều dài này theo 11.6.5. của TCVN 7663 : 2006. Để xác định chính xác chiều dài chùm sáng, cần có tốc độ nhỏ nhất của khí thải 20 m/s.

LS: nguồn ánh sáng

Nguồn ánh sáng phải là một đèn nóng sáng có nhiệt độ màu trong phạm vi từ 2800 K đến 3250 K hoặc là một điốt phát ra ánh sáng xanh (LED) có một đỉnh phổ ở giữa 550 nm và 570 nm. Nguồn ánh sáng phải được bảo vệ chống bị phủ muội than bằng các biện pháp để không ảnh hưởng đến chiều dài chùm sáng vượt quá quy định của nhà sản xuất.

LD: bộ dò ánh sáng

Bộ dò phải là một tế bào quang điện hoặc một điôt quang (có một bộ lọc, nếu cần). Trong trường hợp nguồn ánh sáng nóng sáng, bộ thu phải có độ nhạy phổ tối đa tương tự như như đường cong ghi ảnh của mắt người (độ nhạy tối đa) trong phạm vi từ 550 nm đến 570 nm, đến nhỏ hơn  4 % của độ nhạy tối đa đối với nhỏ hơn 430 nm và lớn hơn 680 nm. Bộ dò ánh sáng phải được bảo vệ chống bị phủ muội than bằng các biện pháp để không ảnh hưởng đến chiều dài chùm sáng vượt quá quy định của nhà sản xuất.

CL: thấu kính chuẩn trực

Ánh sáng ra phải được chuẩn trực thành một chùm có đường kính lớn nhất 30 mm. Các tia của chùm ánh sáng phải song song với trục quang và dung sai độ song song so với trục quang phải ở trong phạm vi 3^o.

T1: Cảm biến nhiệt độ (tuỳ chọn)

Để giám sát nhiệt độ khí thải trong quá trình thử.

11.3. Thiết bị đo độ khói một phần dòng

Với thiết bị đo độ khói một phần dòng (Hình 2), lấy một mẫu khí thải đại diện từ ống xả và đi qua đường ống vận chuyển tới buồng đo. Với kiểu thiết bị đo độ khói này, chiều dài chùm sáng hiệu dụng là một hàm của kết cấu thiết bị đo độ khói.

Độ nhạy được cho trong 11.2 áp dụng cho lưu lượng nhỏ nhất của thiết bị đo độ khói do nhà sản xuất dụng cụ quy định.

1 Khí thải

a Tuỳ chọn

Hình 2 - Thiết bị đo độ khói một phần dòng

Các thành phần của Hình 2.

EP: Ống xả

Ống xả phải là ống thẳng trên đoạn có chiều dài tối thiểu bằng 6 lần đường kính ở phía đầu ống và 3 lần đường kính ở phía đuôi ống, chỗ có đầu dò lấy mẫu.

SP: Đầu dò lấy mẫu

Đầu dò lấy mẫu phải là một ống hở được đặt hướng về phía đầu ống xả, ở trên đường tâm hoặc gần với đường tâm ống xả. Khe hở với thành ống đuôi ít nhất phải là 5 mm. Đường kính đầu dò lấy mẫu phải đảm bảo lấy được mẫu đại diện và có đủ lưu lượng đi qua thiết bị đo độ khói.

TT: Ống vận chuyển

Ống vận chuyển phải:

- càng ngắn càng tốt và bảo đảm nhiệt độ khí thải 373 K ± 30 K (100 ^oC ± 30 ^oC) tại đường vào buồng đo;

- có nhiệt độ ở thành ống đủ để trên điểm sương của khí thải để tránh sự ngưng tụ;

- có đường kính bằng đường kính đầu dò lấy mẫu trên toàn bộ chiều dài;

- có độ nhạy là một phần của độ nhạy về vật lý t_p không nhỏ hơn 0,05S tại lưu lượng nhỏ nhất của dụng cụ như đã xác định trong 3.7.3;

- không có ảnh hưởng đáng kể trên đỉnh khói.

FM: Dụng cụ giám sát lưu lượng (dòng)

Việc giám sát lưu lượng để phát hiện ra lưu lượng chính xác đi vào buồng đo. Lưu lượng nhỏ nhất và lớn nhất phải do nhà sản xuất dụng cụ quy định và phải đáp ứng được yêu cầu độ nhạy của ống vận chuyển TT và đặc tính chiều dài chùm sáng. Dụng cụ giám sát lưu lượng (dòng) có thể được đặt gần với bơm lấy mẫu P, nếu được sử dụng.

MC: Buồng đo

Buồng đo phải có bề mặt bên trong không phản xạ hoặc môi trường quang tương đương. Sự va chạm của ánh sáng lạc với bộ dò do sự phản xạ bên trong và hiệu ứng khuyếch tán phải được giảm tới mức nhỏ nhất.

Áp suất khí trong buồng đo không được sai khác so với áp suất khí quyển lớn hơn 0,75 kPa. Khi không đạt được yêu cầu này vì lý do kết cấu, phải chuyển đổi số chỉ thị của thiết bị đo độ khói theo áp suất khí quyển.

Nhiệt độ của thành buồng đo phải được chỉnh đặt trong khoảng từ 343 K (70 ^oC) đến 373 K (100 ^oC) với sai lệnh ± 5 K, nhưng trong mọi trường hợp, nhiệt độ này phải trên điểm sương của khí thải để tránh sự ngưng tụ. Buồng đo phải được trang bị các dụng cụ thích hợp để đo nhiệt độ.

OPL: Chiều dài chùm sáng

Chiều dài chùm sáng bị khói che tối giữa nguồn sáng thiết bị đo độ khói và bộ thu, được hiệu chỉnh khi cần đối với tính không đồng đều do các građien mật độ và hiệu ứng biên. Nhà sản xuất dụng cụ phải đưa ra chiều dài chùm sáng có tính đến các biện pháp chống lại sự phủ muội than (Ví dụ: không khí làm sạch). Nếu không có được chiều dài chùm sáng thì phải xác định độ dài này theo 11.6.5 của TCVN 7663 : 2006.

LS: Nguồn ánh sáng

Nguồn ánh sáng phải là một đèn nóng sáng có nhiệt độ mầu trong phạm vi từ 2800 K đến 3250 K hoặc là một đèn điôt phát ra ánh sáng xanh (LED) có đỉnh phổ ở giữa 550 nm và 570 nm. Nguồn ánh sáng phải được bảo vệ chống bị phủ muội than bằng các biện pháp để không ảnh hưởng đến chiều dài chùm sáng vượt quá quy định của nhà sản xuất.

LD: Bộ dò ánh sáng

Bộ dò ánh sáng phải là một tế bào quang điện hoặc một điôt quang (có một bộ lọc nếu cần). Trong trường hợp nguồn, ánh sáng nóng sáng, bộ thu phải có độ nhạy phổ tối đa tương tự như đường cong ghi ảnh của mắt người (độ nhạy tối đa) trong phạm vi từ 550 nm đến 570 nm, đến nhỏ hơn 4 % của độ nhạy tối đa này đối với nhỏ hơn 430 nm và lớn hơn 680 nm. Bộ dò ánh sáng phải được bảo vệ chống bị phủ muội than bằng các biện pháp để không ảnh hưởng đến chiều dài chùm sáng vượt quá đặc tính của nhà sản xuất.

CL: Thấu kính chuẩn trực

Ánh sáng ra phải được chuẩn trực thành một chùm có đường kính lớn nhất 30 mm. Các tia của/chùm ánh sáng phải song song với trục quang và dung sai độ song song so với trục quang phải ở trong phạm vi 3^o.

T1: Cảm biến nhiệt độ

Để giám sát nhiệt độ khí thải trên đường vào buồng đo.

P: Bơm lấy mẫu (tuỳ chọn)

Có thể dùng bơm lấy mẫu ở cuối dòng buồng đo để chuyển mẫu khí đi qua buồng đo.

(Mời xem tiếp trong file tải về)