Messung der realen Partikelzahlemissionen von Sub-23 Nanometern mit dem tragbaren DowntoTen-Probenahmesystem

Mit diesem Protokoll kann eine mobile Messung der derzeit unregulierten Partikelemissionen von Sub-23-Nanometern mithilfe eines Systems erfasst werden, das im Horizon 2020-Projekt DownToTen entwickelt und konstruiert wurde. Niedrige Partikelverluste im Sub-23 Nanometer-Regime von Interesse und der hohe Grad an Vielseitigkeit innerhalb des Systems ermöglichten die Beurteilung der verschiedenen Eigenschaften der emittierten Partikel. Diese Ausnahme von den Abgasemissionen, Diese Methode wäre ideal für die Untersuchung der Volatilität und Formationsmechanismen von nanogroßen Partikeln Beginnen Sie durch die Auswahl eines Abgas-Durchflussmessers mit einem Messbereich, der dem erwarteten Abgasflussbereich des zu messenden Fahrzeugs entspricht.

Legen Sie die Abgas-Flow-Meter-Steuerbox in den Kofferraum des Fahrzeugs und installieren Sie den Abgasdurchflussmesser an der Außenseite des Fahrzeugs. Nach den Vorgaben des Herstellers ist darauf zu achten, dass der Abstand vor und nach dem Zähler den Bundesbestimmungen entspricht. Prüfen Sie, ob die Anschlüsse vom Abgas-Durchflussmesserrohr bis zum Abgasrohr des Fahrzeugs den Abgastemperaturen standhalten können.

Wenn der Abgasdurchflussmesser installiert ist, verwenden Sie Verbindungsrohre und Rohrklemmen, um den Auspuff mit dem ersten Rohr zu verbinden, und ziehen Sie die Rohrklemmen am Ende nur an, um die Ausrichtung der Rohre während der Montage zu erleichtern. Wenn eine Verbindung vom Auspuff zum Abgasdurchflussmesser besteht, legen Sie die Abgas-Durchflussmesser-Steuerbox und die Füllzahlmesserhalterung in den Kofferraum, um sicherzustellen, dass während des Messwegs nichts verrutscht und ob alle Rohrleitungen dicht sind und sich während der Messfahrt nichts löst. Nach einer Aufwärmzeit von bis zu 15 Minuten, je nach Umgebungstemperatur, ist der Abgasmassendurchflussmesser messbereit.

Um das DownToTen-Messsystem zu installieren, legen Sie die synthetische Luftflasche in den Kofferraum und fixieren Sie die Flasche mit Gurten. Legen Sie die Batterie in den Kofferraum des Fahrzeugs und schließen Sie das AC-Eingangskabel an, befestigen Sie die Batterie an Ort und Stelle und schließen Sie das Wechselstromkabel an eine lokale Stromquelle an. Befestigen Sie die Vakuumpumpen für das Probenahmesystem und die Kondensationspartikelzähler im Kofferraum des Fahrzeugs und schließen Sie die Pumpen an die Batterie an.

Als nächstes verbindet das DownToTen-System im Kofferraum des Fahrzeugs das System an der Position mit Gurten und verbindet das System mit dem mobilen Akkupack und verbindet die beiden Einlassmassenstromregler des DownToTen-Systems an eine stationäre Druckluftzufuhr. schließen Sie die beiden Auslassmassenstromregler des DownToTen-Systems an die Vakuumpumpe an und verwenden Sie die entsprechenden Schläuche, um den Auspuff der Pumpe außerhalb des Fahrzeugs anzutreiben. Verwenden Sie ein USB-Kabel, um das DownToTen-System an den Mess-Laptop anzuschließen und den Einlass des Systems an den Abtastpunkt nach dem Abgasdurchflussmesser anzuschließen.

Schließen Sie den Systemstromeinlass an die Batterie an und schließen Sie die Kondensationspartikelzählereinlässe an den Akku an. Schließen Sie die Kondensationspartikelzähler an die jeweilige externe Vakuumpumpe an und verwenden Sie geeignete Schläuche, um den Auspuff des Kondensationspartikelzählers und der gesamten externen Pumpe außerhalb des Fahrzeugs anzutreiben. Dann verwenden Sie ein USB-Kabel, um die Kondensationspartikelzähler an den Mess-Laptop anzuschließen Um das Messsystem zu erwärmen und zu starten, schalten Sie die Kondensationspartikelzähler und deren externe Vakuumversorgung ein.

Und öffnen Sie die Condensation Particle Counter Software. Kommunikation mit den Kondensationspartikelzählern herstellen und nadelventile der Massenstromregler schließen. Drücken Sie als Nächstes den roten Schalter der DownToTen Sampling SystemPumpe, um das System einzuschalten und die Lab-Ansicht DownToTen Application zu öffnen.

Die Kommunikation mit dem System wird automatisch gestartet und die grafische Benutzeroberfläche zeigt den Ein- und Ausfluss in den Verdünnungsstufen eins und zwei an. Geben Sie den von den angeschlossenen Messgeräten gezogenen Massenstrom in Standardliter pro Minute ein und öffnen Sie die Nadelventile langsam, bis beide Ausläufe 10 plus oder minus 0,5 Standardliter pro Minute erreichen. Stellen Sie den AdFlow beider Verdünnungsstufen so ein, dass die Durchflussrate im Katalytic einem Plus oder minus 0,1 Litern pro Minute durch den Katalytischen und einem Probendurchfluss von Catalytic entspricht. oder minus 0,1 Liter pro Minute. Legen Sie unter der Heizungslais die Heiztemperaturen der Verdünnungsluftzufuhr fest.

Der First Pours stoop Diluter und der katalytische auf 350 Grad Celsius. Das System beginnt sich zu erwärmen. Warten Sie dann, bis die Gastemperatur nachgeschaltete Verdünnungsstufe eins erreicht, 290 Grad Celsius erreicht, bevor Sie mit dem Messantrieb beginnen.

Um die Daten zu protokollieren, starten Sie auf dem mit dem DownToTen-Sampling-System verbundenen Messgerät die Datenprotokollierung, um die Daten des Samplingsystems zu protokollieren. Wählen Sie im Popupfenster einen Pfad und einen Dateinamen aus. Der Pfad der Protokolldatei wird angezeigt, und die grüne Ampel zeigt an, dass die Daten gespeichert wurden.

Verwenden Sie dann die entsprechende Software, um die Partikelkonzentrationsdaten, den Kondensationspartikelzähler zu protokollieren und mit der Protokollierung des Abgasflusses mit dem Abgasflussmesser zu beginnen. Um die Daten während der Fahrt zu protokollieren, trennen Sie vor der Fahrt die ausgewählte Route das Batterieladekabel und wechseln Sie von der stationären Druckluftzufuhr zur Gasflasche. Fahren Sie dann die ausgewählte Route.

Drücken Sie nach der Fahrt log IN,um die Aufzeichnung der Daten zu beenden und die Instrumente herunterzufahren. Dann laden Sie die Batterie auf, um sich auf das nächste Laufwerk vorzubereiten Hier wird eine beispielhafte Darstellung der relativepartikelpenetration des DownToTen-Systems als Funktion des Partikelmobilitätsdurchmessers gezeigt. Die thermophoredischen, diffusionalen und Totalverlustdaten wurden aufgezeichnet, um die jeweiligen Partikelgrößenabhängigkeiten zu bestimmen.

In dieser Analyse machte die diffusiv werdende Diffusivität mit der niedrigeren Partikelgröße dies zum dominanten Verlustmechanismus für Partikel, die weniger als oder gleich 10 Nanometern sind. Die Gesamtdurchdringungseffizienz wird ebenfalls dargestellt, so dass die Partikelgröße bestimmt wird, bei der die Penetrationseffizienz 50% beträgt. Hier wird die Partikelzahl-Emissionsrate im Laufe der Zeit für die ersten 10 Minuten eines realen Antriebsemissionsmessantriebs angezeigt. In allen drei Signalen traten scharfe nach unten zeigende Spitzen auf, weil die Partikelmessgeräte vorübergehend Nullpartikelkonzentrationen melden können und Nullen nicht in logarithmischen Diagrammen angezeigt werden können.

Die mit dem 10-Nanometer-Kondensationspartikelzähler gemessenen Partikelemissionen lagen über einen Großteil des Messzeitraums sehr nahe an den Emissionen, die mit dem 23-Nanometer-Kondensationspartikelzähler gemessen wurden. Zwischen 10 und 25 Sekunden gab es jedoch eine signifikante Partikelemission von weniger als 23 Nanometern. Wie in dieser Analyse lagen mehr als 50 % der Gesamtzahl der emittierten Partikel zwischen 10 und 23 Nanometern.

Beim Versuch dieses Verfahrens ist es wichtig, sich daran zu erinnern, den Abgasmesser richtig einzulegen und ausreichend Aufwärmzeit für das Probenahmesystem bereitzustellen. Die Vielseitigkeit und geringe Verluste des DownToTen-Systems machen es zu einem idealen Werkzeug für die Untersuchung von nicht regulierten Partikelemissionen wie und Gesamtabgaspartikeln. Dieses System und diese Methode wurden im Horizon 2020-Projekt DownToTen eingesetzt, um die Partikelemissionen von Sub-23-Nanometern einer Vielzahl von Fahrzeugen zu bewerten, um eine wissenschaftliche Grundlage für zukünftige Emissionsvorschriften zu schaffen.