NOx是柴油机排放污染物中对生态环境危害最为严重的组分。 随着全球环境污染问题的日益严重, 柴油机NOx排放问题受到了广泛的关注。 各种排放法规相继出台, 一方面对柴油机NOx排放量提出新的要求, 另一方面对测试方法也提出了更高的要求。 现有测试方法多为采样分析法, 采样周期较长, 无法实现污染物排放的实时在线测量, 柴油机污染物排放的实时在线测量不仅有利于监管, 同时可为优化柴油机的燃烧过程、 优化控制策略提供数据支持。 光学检测技术作为一种新型的检测方法, 其中的可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)因其实验原理简单、 响应速度快, 在其他领域得到了广泛使用。 为验证该方法在柴油机NOx排放检测中的可行性, 实验小组开展基于TDLAS的柴油机NOx排放实时在线测量研究, 针对NOx的主要成分, 利用调谐波长为5 262~5 265和6 138~6 142 nm的带间级联激光器(interband cascade lasers, ICL)分别作为检测NO、 NO2的探测光源, Thorlabs PDA10JT型热式探测器用来对信号光进行采集。 采用直接探测方式在D4114B型柴油机上开展实验研究, 并将测试结果与AVL排放分析仪进行对比, 其测量偏差小于5%, 另外, 实验小组利用TDLAS技术的高时间分辨率, 对柴油机的变工况过程进行NOx瞬态排放测量, 得到合理的NOx排放变化结果。 因此, 采用TDLAS技术对研究柴油机瞬态排放特性具有重要的意义。

与搭载在EOS AURA卫星上的OMI(Ozone Monitoring Instrument)探测器相比,由车载被动差分吸收光谱(differential optical absorption spectroscopy, DOAS)技术 获得的NO2柱浓度数据空间分辨率更高,因而能够更准确地反映出NO2时空分布情况,利用OMI NO2 Level2数据产品重构2013年6月石家庄及周边区 域的NO2柱浓度分布,结合风场数据分析NO2柱浓度沿风场方向的空间分布,同时,使用车载被动DOAS系统对西南通道即石家庄-保定-北京路段进行走航观测, 获取车载DOAS NO2柱浓度分布数据,使用指数修正高斯(exponentially-modified Gaussian, EMG)拟合方式,分别拟合OMI NO2 数据和经过地基DOAS数据修正后 的OMI NO2数据得到NOx排放通量分别为195.8 mol/s、160.6 mol/s。经过地基DOAS数据修正的NOx排放量小于卫星估算值,可能是由于卫星的空间分辨率较低导致的。