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。

文章用几何光学原理分析了反射光强与表面涂层厚度及均匀度的关系, 提出一种用于检测物体表面涂层均匀度的方法。该传感器能针对物体表面涂层的随机性实现不同区域涂层均匀度的在线测试。在理论分析的基础上, 构建了实验测试系统。数据表明, 采用该传感器进行测试能反映表面涂层均匀度的变化, 测试精度可达10 μm,具有良好的应用前景。