Engineering

Måling Sub-23 Nanometer Real Kørsel Partikel nummer emissioner ved hjælp af bærbare DownToTen Sampling System

Published: May 22, 2020 doi: 10.3791/61287

Markus Bainschab¹, Lukas Landl², Jon Andersson³, Athanasios Mamakos⁴, Stefan Hausberger², Alexander Bergmann¹

¹Institute of Electrical Measurement and Sensor Systems, Graz University of Technology, ²Institute of Internal Combustion Engines and Thermodynamic, Graz University of Technology, ³Ricardo UK Ltd., ⁴AVL List GmbH

Summary

Præsenteret her er DownToTen (DTT) bærbare emissionsmålingssystem til at vurdere reelle kørsel automotive emissioner af sub-23 nm partikler.

Abstract

Den nuværende partikelstørrelsestærskel for de europæiske partikeltal (PN)-emissionsstandarder er 23 nm. Denne tærskel kan ændre sig, fordi fremtidige forbrændingsmotor køretøj teknologi kan udlede store mængder af sub-23 nm partikler. Det Horisont 2020-finansierede projekt DownToTen (DTT) udviklede en prøveudtagnings- og målemetode til at karakterisere partikelemissioner i dette aktuelt uregulerede størrelsesområde. Der blev udviklet et PN-målesystem baseret på en omfattende gennemgang af litteraturen og laboratorieforsøg, der testede en række PN-måle- og prøveudtagningsmetoder. Det udviklede målesystem er kendetegnet ved høj partikelindtrængning og alsidighed, som gør det muligt at vurdere primære partikler, forsinkede primære partikler og sekundære aerosoler, startende fra nogle få nanometer i diameter. Dette dokument indeholder instruktioner om, hvordan du installerer og betjener dette PEMS-målesystem (Portable Emissions Measurement System) til RDE-målinger (Real Drive Emissions), og vurderer partikeltalemissioner under den nuværende lovgrænse på 23 nm.

Introduction

Partikelmålingsprogrammet (PMP) blev grundlagt af den britiske regering med henblik på "udvikling af typegodkendelsestestprotokoller til vurdering af køretøjer udstyret med avanceret partikelreduktionsteknologi, der supplerer eller erstatter de nuværende lovgivningsmæssige måleprocedurer"¹. PMP er verdens første partikelnummerbaserede emissionsregulering, der specifikt er rettet mod kulstofholdige partikler ≥23 nm. Nylige målinger indikerer, at det kan være nødvendigt at medtage mindre partikler.

Negative sundhedsvirkninger af dieselsod er velkendte², og derfor blev forsigtighedsprincippet påberåbt med den begrundelse, at det af sundhedsmæssige årsager var bydende nødvendigt at fjerne kulstofpartikler fra dieseludstødning via obligatorisk brug af dieselpartikelfiltre ( DPF'er). Men fordi en grænseværdi i europæisk lovgivning skal gennemtvinge indførelse af emissionskontrolteknologier, kan dette ikke opnås uden en passende målemetode. Med stærk politisk opbakning i hele Europa førte den britiske regering an i udformningen af PMP for at forbedre partikelmålingerne. PMP omfattede under ledelse af De Forenede Nationers Økonomiske Kommission for Europa (FN-ECE)³andre fra hele verden ekspertise. To partikelforskningsprojekter blev afsluttet i 2001. En af dem (Partikelforskning⁴⁾blev udført af det britiske ministerium for miljø, transport og regioner (DETR) i samarbejde med Society of Motor Manufacturers and Traders (SMMT) og Oil Companies European Organisation for Environment, Health and Safety (CONCAWE). Den anden (PARTICULATES⁵⁾blev finansieret af Den Europæiske Unions^5. Resultaterne af begge projekter viste, at partikeltalbaserede procedurer var lovende, men at der stadig var udfordringer for repeterbare og reproducerbare målinger.

I 2007 blev den endelige rapport fra PMP Light-duty Inter-laboratory Correlation Exercise^{offentliggjort 6}, herunder nogle forbedringer af den filterbaserede massemålingsmetode, der primært viser gennemførligheden af en række optællingsbaserede metoder til reguleringsformål baseret på et defineret partikelstørrelsesområde og partikelvolatilitet. Begge metoder blev indført på grundlag af prøver fra den eksisterende metode til fortynding af konstantvolumen (CVS), der oprindeligt blev udviklet til partikelmasse og fortyndede fortyndede gasemissionsmålinger.

Inden for den taloptællerte metode blev der valgt en lavere partikelstørrelsesgrænse på ~20 nm. Hovedformålet med projektet var at sikre, at partikler af denne størrelse og derover blev kontrolleret ved lov. Det er nu kendt, at den primære partikelstørrelse i motorens udstødning kan være <20 nm⁷^,⁸^,⁹. Af praktiske årsager blev der valgt en partikeltæller med en 50 % tælleeffektivitet (d₅₀₎ved 23 nm, og denne størrelse blev den accepterede lavere størrelsestærskel. Det blev erkendt, at på grund af den høje følsomhed over for egenskaber såsom fortynding, lufttemperatur, fugtighed, og forholdet^{10, flygtige}partikelstørrelse distribution og integrerede antal målinger kunne gentages i en CVS-udstyret facilitet med et køretøj, men langt mindre fra facilitet til facilitet. For strenge regler var det derfor nødvendigt udelukkende at fokusere på ikke-involatile partikler, hvor måletilgangen effektivt definerer de lovgivningsmæssige partikelgrænsebetingelser for størrelse og volatilitet. Europæisk dieselolie har back-end volatilitet sådan, at kun et par procent koger ved temperaturer over 350 °C, og tidligt arbejde inden for PMP viste, at korte opholdstider ved denne temperatur var egnet til fuldstændig fordampning af tetracontan, en lineær kulbrinte indeholdende 40 kulstofatomer med volatilitet mod slutkogningspunktet af motorens smøremiddel¹¹. En temperatur på 350 °C er derfor blevet det de facto referencepunkt for reguleringsmæssig >23 nm partikelvolatilitet.

PMP-målesystemspecifikationen omfatter komponenter til prøveudtagning, prøvekonditionering og måling, sammenfattet i tabel 1.

Fase	Identitet	Formål
0	Eksempelkilde	Stikprøvens oprindelse
1	Partikeltransport	Udføre prøve fra oprindelse til målesystem
2	Flygtig partikelfjerner	Eliminer flygtige stoffer og definer ikke-flygtige partikler, der skal måles
3	Tæller for partikelnummer	Optælle ikke-flygtige partikler og definer den nedre størrelsesgrænse

Tabel 1: Elementer af PMP-målesystemet.

Den europæiske PMP PN-tilgang er ved at blive gennemført og gælder nu for let diesel (september 2011, EURO 5b) og GDI-køretøjer (september 2014, EURO 6) og for diesel- og gasmotorer (februar 2013, EURO VI).

Nylige målinger viste, at nogle lette køretøjer og især gnisttændingsteknologier kan udsende betydelige partikelniveauer <23 nm¹²^,¹³^,¹⁴. Dette fik Europa-Kommissionen til at finansiere forskningsprojekter med henblik på at udvikle nye eller udvidede metoder, der hurtigt kan gennemføres som erstatning eller supplement til den nuværende forordning på 23 nm.

Et sådant projekt, DownToTen (DTT), har til formål at bevare den generelle tilgang af PMP og udvide måleområdet ned til en d₅₀ ≤10 nm. Til dette formål blev konfigurationen af DTT-målesystemet designet til at omfatte de samme grundlæggende elementer, der er beskrevet i tabel 1, men med konditionerings- og måletrinnene optimeret til at muliggøre effektiv transport og detektion af partiklerne <23 nm. DTT-systemet blev oprindeligt udviklet til laboratoriebrug, men blev ændret til at fungere som et bærbart emissionsmålingssystem (PEMS). For DTT PN-PEMS-systemet blev komponenterne optimeret til at reducere vægt- og strømforbruget og øge den fysiske robusthed uden at afvige væsentligt fra det oprindelige design. Til mobil anvendelse skal systemet være modstandsdygtigt over for hårdere og uregelmæssige temperaturer, tryk og vibrationsmiljøer, der sandsynligvis opstår i forbindelse med lette og kraftige PEMS-test. Virkningen af trykvariationer ved systemets indløb blev modelleret og undersøgt eksperimentelt¹⁵. Modstanden mod vibrationer blev vurderet ved hjælp af en dedikeret testseng¹⁶. Vibrationer og accelerationer, der forekommer under typiske RDE-drev, forringede ikke måleresultaterne for de anvendte kondenspartikeltællere. DTT-systemet er også designet til brug ved lave temperaturer, hvor den flygtige fjernelse funktion er inaktiv, at fodre en aldrende kammer og studere sekundære organiske aerosol dannelse¹⁷.

De termiske konditioneringselementer i DTT-målesystemet, der definerer partikelenes regulerende volatilitetsgrænse, der er tæt sideløbende med elementerne i PMP-systemet, da begge systemer indeholder sekvensen:

Første partikelnummerfortyndingsfase
HC/flygtige elimineringsfase
Anden partikelnummerfortyndingsfase

De primære forskelle mellem DTT- og PMP-systemerne er, at DTT-systemkomponenterne er valgt til:

Maksimer overførsel af ~10 nm PN fra prøvekilden til partikeltælleren ved hjælp af metoder til fortynding med lavt tab og partikeltransmission
Omfattende fjerne flygtige stoffer ved hjælp af oxidativ partikel elimination snarere end blot at reducere delvise tryk af kondenserbare HC arter gennem fordampning og fortynding
Tæl partikler på ~10-50 nm med større effektivitet end de nuværende PMP-systemer

Formålet med dette dokument er at præsentere anvendelsen af DTT PN-PEMS-systemet til måling af ikke-volatile partikler ≥10 nm fra et køretøj i brug. Dette omfatter en introduktion til målesystemet og dets hovedkomponenter, udførelse af laboratoriebaserede kalibreringsmålinger, installation af enheden til en mobil applikation, gennemførelse af en reel emissionsmåling og behandling af de indsamlede måledata.

Instrumentation

DTT PN-PEMS er designet til at give høj partikelindtrængning ned til nogle få nanometer, robust fortynding af partikeltal, fjernelse af flygtige partikler og forebyggelse af kunstig partikeldannelse. Systemets komponenter blev udvalgt på grundlag af resultater fra laboratorieforsøg, der sammenlignede en række teknologier til fortynding og aerosolkonditionering. Dette afsnit indeholder en oversigt over systemet, dets arbejdsprincip og de anvendte komponenter. Figur 1 viser et skema over systemet. Figur 2 viser et billede af systemet. DTT-systemet er 60 cm højt og har et fodaftryk på 50 cm x 50 cm. Vægten af systemet er ca. 20 kg. Inklusive de nødvendige perifere elementer (dvs. batteri og gasflaske) er den samlede vægt ca. 80 kg. De vigtigste elementer i systemet er de to fortyndingsfaser (dvs. første varme, anden kulde), en katalytisk stripper og mindst én kondenspartikeltæller (CPC).

Figur 1: Skematisk tegning af DTT partikelnummer bærbare emissionsmålingssystem. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 2: Billede af DTT-prøvetagningssystemet i øverste visning. Klik her for at se en større version af dette tal.

To fortyndingsfaser reducerer partikeltalkoncentrationerne til niveauer, der kan måles ved kondenseringspartikeltællere (<10⁴ #/cm³). Specialfremstillede porøse rørfortyndere anvendes til begge fortyndingsstadier. Denne teknologi blev valgt på grund af sit lave^{partikeltab 18}^,¹⁹. Den radiale indtrængen af fortynding luft konvektivt holder partikler væk fra væggene, hvilket reducerer partikeltab. Desuden kan disse fortyndere være meget små og kan modstå temperaturer på 400 °C. Det porøse materiale, der anvendes, er et sintret hastalloy X-rør (GKN Filters Metals GmbH, Radevormwald, Tyskland). Statiske blandingselementer inde i det porøse rør giver en velblandet aerosol direkte nedstrøms for fortynderen. Dette gør det muligt at udtage en repræsentativ prøve af den fortyndede aerosol til yderligere konditionering eller måling ved at opdele aerosolstrømmen direkte nedstrøms for fortynderen og giver mulighed for et kompakt prøvetagningssystem. Den primære fortyndingsfase opvarmes typisk til 350 °C, mens anden fase anvendes ved omgivelsestemperatur. Systemets fortyndingsfaktor er ca. 80. Den nøjagtige værdi afhænger af indløbsstrømmen og masseflowstyringen: Strømningshastighederne i prøvetagningssystemet styres af et system med to masseflowregulatorer og to massestrømsmålere. Massestrømsregulatorerne styrer fortyndingsluftstrømningshastighederne. Massestrømningsmålerne overvåger strømningshastighederne, der udvindes neden for fortyndingstrin 1 og 2. Forskellene mellem de udvukne strømme og de leverede strømme kan ændres. Med andre ord kan den nettostrøm, der tilsættes eller trækkes i et fortyndingsstadiet, defineres. Prøvestrømningshastigheden,_Q-prøven, defineres som summen af alle andre strømningshastigheder: 1) Strømningshastighed, der trækkes af måleinstrumenterne (Q_inst) Q 2) fortyndingsluftstrømningshastigheder (Q_dil,i); og 3) de overskydende strømningshastigheder Q_{ex, i}. Ved beregningen af prøvestrømmen er bidragene fra de strømme, der udvindes af systemet, positive, og bidragene fra de strømme, der føres ind i systemet, er negative.

Equation 1

Det samlede fortyndingsforhold DR beregnes ved:

Equation 2

En katalytisk stripper (CS) er placeret mellem fortyndingstrin 1 og 2 og betjenes ved 350 °C ved en strømningshastighed på 1 liter i minuttet (L/min.). Den katalytiske stripper giver oxidation af organiske forbindelser og svovlopbevaring. Fjernelsen af disse stoffer sikrer isolering af den faste partikelfraktion. Den uønskede dannelse af flygtige og semivolatile partikler og vækst af subcut størrelse partikler forhindres. Den anvendte katalytiske stripper er kommercielt tilgængelig (AVL GmbH). Cs'ens flygtige partikelfjernelseseffektivitet blev verificeret med polydisperse sænkeoliepartikler >50 nm og >1 mg/m³ (3,5-5,5 mg/m³) med en effektivitet på >99% (faktisk værdi 99,9%) som defineret i^{RDE-regulativer 20}. Dette er en strengere test end den tetrakontane test, der er foreskrevet i den nuværende PMP-protokol.

En eller flere kondenspartikler tællere anvendes til at måle partikelnummer koncentration nedstrøms for den anden fortynding fase. En CPC med en d₅₀ på 23 nm muliggør måling af den aktuelt regulerede emission af faste partikler, der er større end 23 nm. Desuden gør måling af partikelnummerkoncentrationen med en eller flere CPC'er med et lavere d₅₀ snitpunkt (f.eks. 10 nm, 4 nm) mulighed for at vurdere den aktuelt uregulerede faste partikelfraktion <23 nm ned til d_{50-snitstørrelsen} på den anvendte CPC.

Fortyndingslufttilførselsledningen, den primære porøse rørfortynder og den katalytiske stripper har uafhængige varmeelementer, der indeholder termoelementer af k-typen (TC). Uafhængigt opvarmning af forskellige sektioner styrer temperaturfordelingen i systemet.

Ud over termoelementerne i varmelegemerne placeres to termoelementer nedstrøms for fortyndingstrin 1 og 2. Disse to termoelementer måler direkte aerosoltemperaturen.

Der anvendes to sensorer til absolut tryk (NXP MPX5100AP) til at overvåge trykket ved indløbet og prøvetagningssystemets udløb.

Til mobile målinger bruges en Clayton Power LPS 1500-batteripakke. En 10 L syntetisk luftflaske forsyner systemet med fortyndingsluft under mobile applikationer. Batteriets og gasflaskens størrelser vælges, så systemet kan fungere uafhængigt i 100 min.

Systemet styres via en NI myRIO kører en LabVIEW virtuelt instrument. Det virtuelle instrument giver mulighed for kontrol af strømningshastigheder og varmelegemning temperaturer. Bortset fra de kontrollerede parametre kan aerosoltemperaturer, tryk og acceleration (via sensoren integreret i myRIO) overvåges og logføres. Et myRIO tilbehør GPS-modul gør det muligt at logge af positionsdataene. Figur 3 og Figur 4 viser brugergrænsefladen for det virtuelle instrument, der anvendes til styring af DTT-systemet.

Figur 3: DTT virtuelt instrument fortynding fase parameter oversigt. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 4: DTT virtuelle instrument varmelegemende kontrolpanel. Klik her for at se en større version af dette tal.

Enhver form for prøvetagning procedure forårsager partikeltab. For at kunne tage højde for disse tab udføres laboratoriemålinger for at bestemme partikelstørrelsens afhængige partikelindtrængning gennem DTT-prøvetagningssystemet. I disse målinger måles partikelkoncentrationen af monodisperse aerosol opstrøms og nedstrøms for prøvetagningssystemet ved hjælp af to kondenserende partikeltællere. Figur 5 viser den eksperimentelle opsætning af kalibreringsmålingerne. I denne opsætning bruges en Jing miniCAST som partikelkilde²¹^,²². Massestrømsregulatorer (MFC) bruges til at styre gasstrømmene ind i brænderen. En fortyndingsbro muliggør justering af partikelnummerkoncentrationen. Fortyndingsbroen er et højeffektivt partikelluftfilter (HEPA) parallelt med en nåleventil. Justering af nåleventilens position ændrer fortyndingsforholdet ved at ændre forholdet mellem den fraktion af aerosolet, der passerer gennem HEPA-filteret, og den del af aerosolet, der passerer gennem kanyleventilen. De filtrerede og ufiltrerede aerosoler kombineres med et T-stykke for at danne en fortyndet aerosol. En katalytisk stripper bruges til at fjerne muligvis rigelige flygtige forbindelser genereret som biprodukter af forbrændingsprocessen. En TSI 3082 elektrostatisk klassificering sammen med en TSI 3085 differentialmobilitetsanalysator (nano DMA) anvendes til størrelsesvalg af partikler. Der anvendes to TSI CPC'er 3775 (d₅₀ = 4 nm) til måling af partikelnummerkoncentrationen opstrøms og nedstrøms for DTT-prøvetagningssystemet. Tællerens snitpunkt d₅₀ = 4 nm gør det muligt at foretage indtrængning ved partikelstørrelser helt ned til 10 nm og derunder.

Figur 5: Skematisk tegning af den forsøgsopstilling, der anvendes til kalibrering af DTT-prøvetagningssystemet. Klik her for at se en større version af dette tal.

Protocol

1. Kalibreringsprocedure

Opsæt og forbered instrumenter.
1. De beskrevne instrumenter, vist i figur 5, skal anvendes på en organiseret og kompakt måde i et laboratorium med et ekstraktionssystem.
2. Tilslut instrumenterne som angivet med pilene i figur 5 ved hjælp af ledende slanger. Hold slangen så kort som muligt for at minimere diffusionspartikeltab.
3. Tilslut de instrumenter, der kræver strøm (dvs. DTT-system, DTT-systempumpe, to CPC'er, DMA, katalytisk stripper og MFI'er) til stikkontakter.
4. Tilslut CCPC'erne, DTT-systemet og MFC til en bærbar computer.
5. Sørg for, at den bærbare computer har den nødvendige software installeret til at kommunikere med de tilsluttede enheder.
6. Installer manglende software, hvis det er nødvendigt.
Varm forsøgskomponenter op mindst 30 minutter, før kalibreringsmålingerne påbegyndes, for at sikre en termisk stabil måleopsætning.
1. Start brænderens funktion ved at indstille det gasflow, der styres af den eksterne MFC, til den startindstilling, der er angivet i brugervejledningen.
2. Antænd flammen.
3. Den genererede sod indføres i udsugningssystemet.
4. Producere sodpartikler med en gennemsnitlig diameter på 50 ± 5 nm ved indstilling af de MFC-kontrollerede strømme i overensstemmelse hermed. En tabel over indstillinger og forventet partikelstørrelsesfordeling findes i brændermanualen eller i litteraturen²³. For miniCAST-indstillingerne i tabel 2 kan anvendes:
5. Begynd opvarmningen af katalytisk stripper ved at indstille den tilsvarende temperaturregulator til 350 °C.
6. Tænd for CPC'erne, og indstil til lav flowtilstand (dvs. indløbsstrøm på 0,3 L/min).
7. Konfigurer kommunikationen af CPC'erne med den bærbare computer ved hjælp af CPC-producentens software eller seriel kommunikation.
8. Opstart af DTT-systemets opvarmningsprocedure som beskrevet i punkt 3.1.
9. Monter slagværktøjet med en 0,071 cm dyse ved indløbet af klassificeringen i henhold til brugervejledningen.
10. Tænd for klassificeringen. Displayet på klassificeringen skal vise en slagmodstrøm på 1,30 ± 0,05 L/min. Hvis det viste flow er anderledes, skal du dobbelttjekke slangen, der forbinder klassificeringen med CPC og DTT-systemet.
11. Indstil klassificeringens hylsterhastighed til 13 L/min ved hjælp af brugergrænsefladen.
12. Hvis der anvendes en blød røntgenkilde (TSI 3088), skal du tænde for klassificeringens neutralisator.

Gas	Strømningshastighed
Propan	20 ml/min.
Dæmpningsgas (N₂)	2 L/min.
Fortyndingsluft	5 L/min.
Oxidationsluft	0,5 L/min.
Blanding af gas (N₂)	0 L/min.

Tabel 2: Foreslåede miniCAST-strømningshastigheder til kalibreringsmålinger.

Efter mindst 30 minutters opvarmning skal kalibreringsmålingerne udføres.
1. Stop med at fodre den genererede sod ind i ekstraktionssystemet og tilslut brænderens udløb til fortyndingsbroen.
2. Indstil den partikelstørrelse, der er valgt af klassificeringen, til 10 nm ved hjælp af brugergrænsefladen.
3. Ved hjælp af fortyndingsbroens nåleventil justeres partikelnummerkoncentrationen opstrøms for DTT-systemet til at være 10⁴ ± 10³ #/cm³. Denne partikelkoncentration giver et relativt højt signal, hvilket muliggør korte måletider, mens CPC'erne fungerer i enkelttællingstilstand, hvilket sikrer høj nøjagtighed. Hvis den ønskede koncentration på 10⁴ ± 10³ #/cm³ ikke kan nås på grund af ekstremt lave partikelkoncentrationer, der udsendes af sodgeneratoren, maksimeres gennemløbshastigheden gennem fortyndingsbroen ved at åbne ventilen helt.
4. Begynd at logge på dataene i DTT-systemet (hvis det ikke allerede er startet) ved at klikke på knappen "Start datalogning" i DTT Labview-softwaren.
5. Begynd at logge data fra de to CPC'er ved hjælp af den proprietære software eller seriel kommunikation.
6. Vent 30 s for den eksperimentelle setup til at stabilisere.
7. Noter et tidsstempel og den indstillede partikelstørrelse for at markere starten på målingen.
8. Kør målingen i 2 min.
9. Bemærk et tidsstempel ned for at markere slutningen af målingen.
10. Trin 1.3.3–1.3.9 gentages for partikelstørrelser på 15 nm, 30 nm, 50 nm og 100 nm. Yderligere målinger kan foretages, hvis der ønskes en bedre størrelsesopløsning.
11. Udfør et andet sæt målinger i samme partikelstørrelser som før ved at gentage trin 1.3.2–1.3.10.
12. Stop logføring af måledataene for de to CPC'er og DTT-systemet.
13. Luk alle instrumenterne.
Vurder de indsamlede kalibreringsdata med et regnearksprogram.
1. Eksporter partikelkoncentrationsdata, der måles af CPC'erne, til en .csv- eller .txt-fil.
2. Importer CPC- og DTT-systemdataene til et dataevalueringsværktøj.
3. Tildele dataene til de tilsvarende målinger ved at tildele data fra hvert instrument (dvs. 2 CPC'er, DTT-system) med et tidsstempel mellem start- og sluttidsstemplet for en måling til den tilsvarende måling. Det anbefales at automatisere denne opgave med et dataevalueringsværktøj.
4. Tidsgennemsnit de to partikelkoncentrationsdatasæt (CPC) og fortyndingsforholdet (DTT-systemet) for alle målepunkter.
5. Den relative partikelindtrængning for alle målepunkter beregnes i henhold til følgende formel:
  
  Hvor P_{n er} den relative partikelindtrængning ved et bestemt målepunkt n. er partikelkoncentrationen målt ved CPC neden for DTT-systemet i gennemsnit over målepunktets tidsr. er den tilsvarende partikelkoncentration målt ved CPC opstrøms for DTT-systemet i gennemsnit over målepunktets tidsr. er fortyndingsforholdet fra DTT-systemet, der beregnes i gennemsnit over målepunktets tidstyp.
6. Den gennemsnitlige partikelindtrængning P-middel_mean beregnes ved gennemsnit over de gennemsnitlige partikelgennemtrængninger ved 30 nm, 50 nm og 100 nm partikelstørrelse.
  
  Denne værdi anvendes til beregning af partikelkoncentrationsreduktionsfaktoren (PCRF), der dividerer fortyndingsforholdet DR med det gennemsnitlige penetrationseffektivitet P-gennemsnit_mean.
  
  PCRF beregnes ud fra indtrængningen ved 30 nm, 50 nm og 100 nm for at være sammenlignelige med PMP-kompatible, kommercielt tilgængelige instrumenter. Målingerne i andre størrelser end 30 nm, 50 nm og 100 nm anvendes til at bestemme systemets d₅₀ cutoff-størrelse for bedre at karakterisere systemet uden for den regulerende ramme.

2. Installation og forberedelse til målinger af reelle emissioner fra kørsel

Vælg et køretøj, der skal vurderes for partikeltalemissioner for partikler <23 nm.
Vælg en rute til måling af partikelnummeremissionerne for det valgte køretøj. Der er vejledninger om, hvordan du vælger passende ruter i litteraturen²⁴.
Installation af udstødningsstrømsmåler (EFM)
1. Vælg en EFM med et måleområde, der svarer til det forventede udstødningsflowområde for det køretøj, der skal måles²⁴.
2. Anstænkningsboksen an placer EFM i køretøjets bagagerum.
3. Installer EFM uden for bilen, i henhold til producentens specifikation ark. Figur 6 viser et eksempel på en installeret EFM, monteret eksternt på formede rør, der fører ind i bagagerummet.
4. Sørg for, at afstanden opstrøms og nedstrøms for EFM overholder EU-reglerne (dvs. 4x rørdiameteren eller 150 mm lige rør, alt efter hvad der er størst, skal være opstrøms og nedstrøms for flowsensoren).
5. Ved måling af køretøjer med flere udstødningsmanifolder skal de enkelte udstødningsrør samles foran EFM, og det tværsnitsareal af dette rør øges tilsvarende for at holde stigningen i udstødningssædtryk så lavt som muligt. Hvis dette ikke er muligt, kan udstødningsmassestrømmen måles med flere EFM'er.
6. Sørg for, at stikkene fra EFM-røret til udstødningsrøret i køretøjet kan modstå udstødningsgastemperaturerne (dvs. ingen plast bør anvendes).
7. Rørdiameteren, konnektordiameteren og diameteren af eventuelle forlængelser, der kræves til prøveudtagning, bør ikke være mindre end udstødningsrørets diameter for at holde udstødningsoversmørket så lavt som muligt.
8. Start rørene ved køretøjets udstødning.
9. Tilslut udstødningen til det første rør med tilslutningsrør og rørklemmer. Stram kun rørklemmerne i slutningen for at kunne justere rørene under montering.
10. Tilslut et rør ad gangen med forbindelsesrør og rørklemmer, indtil der er en forbindelse fra udstødningen til EFM. Dette bør være så kort som muligt.
11. Ansæt EFM-kontrolboksen og EFM-monteringsbeslaget i bagagerummet for at sikre, at der ikke glider under måleturen.
12. Kontroller, at alle rør er stramme, og at intet løsner sig under måleturen.
13. Tænd for EFM.
14. Efter en opvarmningstid på op til 15 min afhængigt af omgivelsestemperaturen (se EFM-brugervejledningen) er udstødningsmasseflowmåleren^{klar til at måle 25}^,²⁶^,²⁷^,²⁸.

Figur 6: Billede af en installeret EFM. Klik her for at se en større version af dette tal.

Klargøring og installation af DTT-målesystemet i køretøjets bagagerum
BEMÆRK: De målinger, der er beskrevet her, udføres med to kondenspartikler som tælleanordninger til DTT-systemet. En af CCPC'erne (TSI 3790A) har en lavere d₅₀ cutoff størrelse på 23 nm, hvilket svarer til den nuværende lovgivningsmæssige grænse. Den anden CPC (kommercielt tilgængelige 10 nm AVL CPC) har en lavere d₅₀ cutoff på 10 nm. Måling af partikelemissioner med disse to instrumenter parallelt gør det muligt at vurdere de aktuelt regulerede emissioner (>23 nm) og fraktionen <23 nm.
1. Tag en bærbar computer og installere DTT software og software til at logge CPC måledata.
2. Anvend den syntetiske luftflaske i bagagerummet eller på gulvet foran bagsæderne, og fastgør den med stropper.
3. Læg batteriet i bagagerummet på køretøjet, og fastgør det. Tilslut vekselstrømsledningskablet, og tilslut det til en lokal strømkilde.
4. Anlæk vakuumpumperne til prøvetagningssystemet og kondenspartiklerne i bagagerummet og tilslut dem til batteriet.
5. Ansende DTT-systemet i bagagerummet, og fastgør dets position med stropper. Figur 7 og Figur 8 viser DTT-systemet i bagagerummet på en bil. systemet til den mobile batteripakke.
6. Tilslut DTT-systemets to indløbs-MFP'er til en stationær lufttilførsel under tryk. Tilslut DTT-systemets to udløbsmFP'er til vakuumpumpen.
7. Brug passende slange til at drive udstødningen af pumpen uden for køretøjet.
8. Tilslut DTT-systemet til den bærbare målecomputer ved hjælp af et USB-kabel.
9. Tilslut systemets indløb til prøveudtagningsstedet neden for EFM. Tilslut systemets strømindtag til batteriet. Tilslut kondenspartiklernetællerens strømindtag til batteripakken.
10. Tilslut CPC'erne til den respektive eksterne vakuumpumpe.
11. Monter butanolflaskerne på CPC'erne fast på fortyndingssystemets ramme så langt væk som muligt fra de ombordværende.
12. Sørg for, at hætten er skruet godt fast og ikke åbnes under måledrevet, når den accelererer.
13. Brug passende slanger til at drive udstødningen af CPC'erne og/eller den eksterne pumpe uden for køretøjet. Tilslut CPC'erne til den bærbare målecomputer ved hjælp af USB-kabler.
  BEMÆRK: Figur 9 viser det forberedte køretøj. DTT-systemet er installeret i bagagerummet på køretøjet. Der installeres også et kommercielt tilgængeligt PN-PEMS-system, der kan anvendes som reference for reguleret emission af faste partikler >23 nm.

Figur 7: DTT PEMS inde fra køretøjet. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 8: DTT PEMS inde i bagagerummet på et køretøj. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 9: Køretøj med kommercielt tilgængelige PN-PEMS (AVL MOVE) og DTT PEMS installeret. Klik her for at se en større version af dette tal.

3. Måling

Opvarmning og opstart af målesystemet
1. Tænd for de to CPC'er og deres eksterne vakuumforsyning.
2. Åbn CPC'ernes software på den bærbare målecomputer, og opret kommunikation med CPC'erne. Kommunikationen kan enten køre via instrumentets proprietære software eller via seriel kommunikation som beskrevet i CPC-manualen.
3. Luk kanyleventilerne nedstrøms for MFI'erne.
4. Tænd for DTT-prøvetagningssystemets pumpe.
5. Tænd for prøvetagningssystemet ved at trykke den røde kontakt ned.
6. Åbn LabVIEW DTT-programmet på computeren. Kommunikationen med systemet starter automatisk.
7. Den grafiske brugergrænseflade (GUI) i DTT LabVIEW-programmet viser nu strømmene ind og ud ved fortyndingstrin 1 og 2, som skal være 0,00 L/min. Hvis ikke, skal du dobbelt kontrollere, at kanyleventilerne er lukket korrekt.
8. Ind i massestrømmen, der trækkes af de tilsluttede måleinstrumenter i sL/min. Hvis strømmen tegnet af instrumenterne er ukendt, måles det ved hjælp af en håndholdt massestrømsmåler (f.eks. Tilslut slangen igen efter måling af de strømme, der trækkes af CPC'erne.
9. Åbn langsomt kanyleventilerne, indtil begge "Flows out" når 10,0 ± 0,5 sL/min. Begge "Flows in" vil stige til de samme værdier som den tilsvarende "Flows out".
10. "Add Flow" (dvs. forskellen mellem fortyndingsluftstrømmen og overskydende flow) af begge fortyndingsstadier for at få Q_CS = 1,0 ± 0,1 L/min gennem katalytisk stripper og en prøvestrøm af_Q-prøve = 1,0 ± 0,1 L/min.
11. Klik på fanen "Varmelegemet" for at indstille varmetemperaturerne.
12. Varmningstemperaturerne i fortyndingslufttilførslen, den første porøse rørfortynder, og den katalytiske stripper til 350 °C. Systemet vil nu begynde at varme op. Under grænsefladerne "Set" vises de aktuelle temperatur- og varmeeffektprocenter.
13. Vent, indtil gastemperaturen nedstrøms fortyndingstrin 1("T DilStage 1" i GUI' en) når 290 °C, før måledrevet påbegyndes. Dette vil tage ca. 20 min.
Logføring af data
1. Begynd at logge dataene på de måleenheder, der er tilsluttet DTT-prøvetagningssystemet.
2. Begynd at logge data fra prøvetagningssystemet ved at trykke på knappen "Start datalogning", og vælg en sti og et filnavn i pop op-vinduet. Stien til logfilen vises, og det grønne lys angiver, at data gemmes. Systemdataene logføres med en frekvens på 2 Hz.
3. Log partikelkoncentrationsdataene for CPC ved hjælp af passende software. Dette kan enten være producentens eller en seriel kommunikationssoftware (f.eks.
4. Begynd at logge udstødningsstrømmen med EFM.
Kørsel
1. Før du kører den valgte rute, skal du frakoble batteriets ladekabel og skifte fra stationær tryklufttilførsel til gasflasken.
2. Kør den valgte rute.
Efter kørsel
1. Tryk på "Logføring ..." for at stoppe optagelsen af data. Luk instrumenterne.
Oplad batteriet for at forberede det næste drev.

4. Dataanalyse

Importer dataene fra prøvetagningssystemet, EFM (for udstødningsflow) og måleanordningerne til det samme dataanalyseprogram.
Udfør tidsjusteringen i betragtning af, hvor længe udstødningen skal transporteres fra udstødningsrøret til måleanordningerne. Transporttiden t dil_gennem fortyndingssystemet er 2,5 s. Transporttiden t_gennem prøveudtagningslinjen kan beregnes på følgende måde:

Hvis t_prøven er transporttiden gennem prøveudtagningslinjen i sekunder, er_dil transporttiden gennem fortyndingssystemet (2,5 s), En_prøve er tværsnitsområdet i prøveudtagningslinjen i m^2, l_prøve er prøvens længde fra prøvepunktet til fortyndingssystemets indløb i meter, og Q̇_prøve er DTT-fortyndingssystemets prøvestrøm i m^3/s. Tilføj t_prøve til t_dil at få den samlede forsinkelse tid t_alt:

BEMÆRK: Som eksempel er t_total for en rørlængde på 0,5 m med en indvendig rørdiameter på 4 mm og prøvestrøm på 1 L/min lig med 2,88 s. Figur 10 viser et eksempel på tidsjusteringen af det målte partikelnummer (blå stipletlinje) til det tidsforskydningede partikelnummer (blå linje).

Figur 10: Eksempel på tidsjustering af målt partikelnummer PN i #/cm^{3 sammenlignet} med den målte udstødningsmassestrøm i kg/h. Klik her for at se en større version af dette tal.

For at kunne beregne partikelnummeret i PN #/s skal udstødningsgasvolumenstrømmen V̇_{exhaust_norm} i cm³/s beregnes først efter følgende formel:

hvor V̇_{exhaust_norm} er udstødningsstandardvolumenstrømmen i m^3/s,udstødningen er den målte udstødningsmassestrøm_exhaust i kg/s, R er den ideelle gaskonstant for luft (287,1 J/kg*K),_T-normen er temperaturen ved standardforhold (273,15 K), og T_p-normen er trykket ved standardforhold (101.330 Pa). p Med denne udstødningsvolumenstrøm ved standardforhold kan partikeltallet beregnes ved at gange V̇_{exhaust_norm med} prøvetagningssystemets dr-fortyndingsforhold, koncentration c_PN målt ved CPC'erne og faktoren 10⁶ (for omdannelse fra m³ til cm³).
For at korrigere for partikeltab skal partikeludsugningsflowet gange partikeltalkoncentrationen med systemets partikelkoncentrationsreduktionsfaktor (PCRF) i stedet for fortyndingsforholdet DR. Bestemmelsen af PCRF er beskrevet i kalibreringsinstruktionsafsnittet 1:

Representative Results

Kalibreringsdata (partikelindtrængning):

Figur 11 viser et eksemplarisk plot af DTT-systemets relative partikelindtrængning som en funktion af partikelmobilitetsdiameteren. De tilsvarende data er blevet målt og evalueret som beskrevet i instruktionsafsnit 1. Plottet viser, at afvigelserne mellem to målepunkter med samme mobilitetsdiameter var mindre end 5 %. Afvigelser større end 10% indikerer ustabilitet i den eksperimentelle opsætning. I dette tilfælde måtte kalibreringen gentages med øgede opvarmningsstabiliseringstider. Både opvarmningstiden (typisk 30 min) og stabiliseringstiden (typisk 30 s) steg med en faktor på 1,5.

Partiklerne gennem DTT-systemet gik tabt på grund af diffusion og termoforese. Termoforetiske tab skyldtes en temperaturgradient, der trak partikler mod prøvetagningssystemets vægge. Dette er en partikelstørrelse uafhængig effekt²⁹; i modsætning hertil er diffusion meget partikelstørrelse afhængig. En koncentrationsgradient forårsagede en nettopartikelflux mod væggene, hvor partikler gik tabt. Diffusiteten stiger med lavere partikelstørrelse gjorde dette til den dominerende tabsmekanisme for partikler ≤10 nm. Linjerne i figur 11, der angiver termoforetiske, diffuselle og samlede tab, viser de respektive partikelstørrelsesafhængigheder. For de diffusionelle tab blev denne funktion brugt til at illustrere den omtrentlige partikelstørrelsesafhængighed:

Equation 11

PenetrationS-P'en afhænger af en fit parameter a og diffusionskoefficienten D:

Equation 12

Diffusionskoefficienten afhænger af Boltzmann-konstanten k, den absolutte temperatur T, viskositeten η, partikeldiameteren d_pog Cunningham slip-korrektionsfaktor C_c, som er en funktion af den gennemsnitlige frie sti og partikeldiameteren²⁹.

De data, der er illustreret i figur 11, resulterede i følgende gennemsnitlige partikelindtrængningseffektivitet P_{middelværdi:}

Equation 13

Partikelstørrelsen, hvor penetrationseffektiviteten udgør 50 % , kaldes d₅₀. D_{50 beskriver} penetrationsafbrydelseskarakteristika for et system. For DTT-systemet var d₅₀ 11 nm. D_{50 er} vist i figur 11.

Figur 11: Partikelindtrængning som funktion af partikelmobilitetsdiameter.
Punkter markeret med blåt er måleresultater. De stiplede linjer i orange og grøn angiver de tab, der er forbundet med henholdsvis termoforese og diffusion. Den røde linje repræsenterer de samlede tab som summen af diffusions- og termoforetiske tab. Den dotdashed lilla linje viser den gennemsnitlige partikel penetration Pmean som beregnet i kalibreringsmålingsinstruktionsafsnit 1. Klik her for at se en større version af dette tal.

Fast partikelnummer:

Figur 12 viser partikelnummeremissionshastigheden over tid i de første ti minutter af et RDE-måledrev. Data fra DTT PEMS ved hjælp af en CPC på 10 nm og 23 nm vises sammen med data fra et kommercielt tilgængeligt 23 nm cut point-system. Partikelemissionshastighederne blev beregnet ud fra de respektive partikelkoncentrationer ganget med udstødningsflowet som beskrevet ovenfor i dataanalyseinstruktionsafsnittet 4. Referenceinstrumentet (AVL MOVE) var baseret på en diffusionsoplader til partikelnummerkoncentrationsmålingen. På trods af de forskellige sensorprincipper var de data, der blev målt med DTT PEMS, generelt meget velafstemt med de data, der blev målt af de kommercielt tilgængelige PEMS. Skarpe nedadvendte pigge i alle tre signaler opstod, fordi partikelmålingsenhederne midlertidigt kan rapportere nul partikelkoncentrationer, og nuller ikke kan vises i logaritmiske områder. Partikelemissionerne målt med CPC på 10 nm var meget tæt på de emissioner , der blev målt med CPC på 23 nm i størstedelen af den periode , der er vist i figur 12. Men lige i begyndelsen mellem 10 s og 25 s var der en forekomst af betydelig <23 nm partikelemission. DTT 10 nm-signalet var betydeligt højere end DTT-systemets og AVL MOVE's 23 nm-signal. I dette tilfælde var >50% af det samlede antal partikler, der blev udledt, mellem 10 nm og 23 nm. Kolde start dynamiske processer i ikke-termisk ligevægt kan forårsage partikelstørrelse distributioner til at afvige fra emissioner fra et varmt køretøj³⁰. Drøftelsen af disse komplekse processer ligger uden for dette arbejdes anvendelsesområde. Yderligere oplysninger om dette emne findes i litteraturen³¹^,³²^,³³.

Figur 12: Den øverste del af figuren viser partikelnummeremissionshastigheden over tid for de første 10 minutter af et RDE-måledrev.
Data målt med DTT PEMS ved hjælp af 10 nm og 23 nm CPC og et kommercielt tilgængeligt 23 nm cut point system (AVL MOVE) anvendes som reference. Den nederste del af figuren viser køretøjets hastighed. Klik her for at se en større version af dette tal.

Discussion

Dette arbejde præsenterer DTT-prøvetagningssystemet og dets anvendelse som et bærbart emissionsmålingssystem. Systemet er udformet og bygget inden for rammerne af EU Horizon 2020-projektet DTT for at muliggøre partikeltalemissionsmålinger under den nuværende lovgivningsmæssige partikelstørrelsesgrænse på 23 nm. Systemets alsidighed gør det muligt at vurdere de regulerede emissioner af faste partikler samt samlede partikelemissioner og undersøgelser af sekundære aerosoler. For at fortolke måleresultaterne nøjagtigt er det nødvendigt med en kalibreringsprocedure med DTT-systemet. Dette er for at vurdere den relative partikelindtrængning for forskellige partikelstørrelser, for at kunne beregne en korrektionsfaktor, der tegner sig for partikeltab. Det er afgørende at give tilstrækkelig opvarmningstid til, at selve prøveudtagningssystemet og resten af forsøgsopsætningen kan opnå termisk ligevægt og opnå nøjagtige kalibreringsmålingsresultater.

Anvendelsen af DTT-systemet til måling af emissioner af faste partikeltal med en lavere partikelstørrelsesafskæring på 23 nm (gældende regulering) og 10 nm (eksperimentel) er beskrevet. For at kunne vurdere partikelnummeremissioner for et køretøj er det nødvendigt at bestemme partikelnummerkoncentrationen og udstødningsmassens strømningshastighed. DTT-systemet dækker partikeltalkoncentrationsmålingen. Udstødningsmassestrømmen måles ved hjælp af en udstødningsstrømsmåler (EFM). Det er vigtigt at installere EFM i henhold til producentens anvisninger. Fejlagtige målinger af udstødningsstrømmene påvirker direkte de udledes af emissionshastigheder. Ved behandling af de målte data er det vigtigt at udføre en nøjagtig tidsjustering af partikelkoncentrationsdataene og udstødningsflowdataene. Dette er nødvendigt, fordi emissionshastigheden er udstødningsflowet ganget med partikelnummerkoncentrationen. Hvis de to signaler ikke er justeret korrekt, kan emissionerne over hele drevet afvige betydeligt fra de reelle emissioner.

DTT-systemet er ikke en kommerciel enhed, men et alsidigt forskningsværktøj. Det bruges til at undersøge uregulerede emissioner fra køretøjer i modsætning til at udføre certificeringsmålinger, der validerer overholdelse af gældende regler. Den høje alsidighed kommer på bekostning af øget energi og fortynding luftforbrug. Ved brug af systemet til mobile målinger skal vægten, der tilsættes køretøjet på grund af batteriet (30 kg) og gasflasken (20 kg) til dækning af systemets energi- og luftforbrug, være for øje. Den samlede vægt, der lægges til bilen ved måling af PN-emissionerne med DTT-systemet, er ca. 80 kg, hvilket kan sammenlignes med en anden person, der transporteres i køretøjet. Den ekstra vægt kan føre til lidt øgede emissioner, især hvis drevet omfatter en stor acceleration og / eller bakker.

DTT-systemet kan bruges til at undersøge de uregulerede partikeltals udstødningsemissioner på 23 nm. Både emissioner af faste og samlede partikeltal kan måles. Desuden kan det være et nyttigt redskab til at undersøge det komplekse område af sekundær aerosoldannelse. En anden mulig anvendelse af systemet er måling af bilbremseslidpartikler. En betydelig del af de partikler, der udsendes under bremsehændelser, kan være mindre end 30 nm³⁴. Med en d₅₀ på ca. 11 nm er DTT-systemet egnet til at studere disse emissioner. Selv om det er kendt, at ikke-udstødningsemissioner bidrager næsten ligeligt til trafikrelaterede PM_{10-emissioner} ^35,er ikke-udstødningspartikelemissioner stadig ureguleret. Dette skyldes den komplekse og sjældent reproducerbare proces med partikelproduktion, hvilket gør det meget vanskeligt at fastsætte regulerende foranstaltninger. Desuden er den kemiske sammensætning og den dermed forbundne toksicitet af organiske bremseslidpartikler stadig almindeligt ukendt³⁵.

DTT-systemet er et nyttigt værktøj til at forbedre vores forståelse af både udstødnings- og ikke-udstødningstrafikrelaterede partikelemissioner.

Disclosures

Forfatterne har intet at afsløre.

Acknowledgments

Dette arbejde udføres inden for rammerne af H2020-projektet DownToTen. Dette projekt har modtaget støtte fra EU's Horisont 2020-forsknings- og innovationsprogram under tilskudsaftale nr.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
2x Condensation Particle Counter 4 nm	TSI	3775	Particle counter with a cut point of 4 nm
5x Mass Flow Controllers (MFC)	Vögtlin		Mass flow controllers for controlling the miniCast gas flows
AVL M.O.V.E. EFM Exhaust Flow Meter	AVL		Device for the measurement of the exhaust flow rate of vehicles
Catalytic Stripper	Custom made		Device for the removal of volatile compounds in an aerosol by oxidation
Compressed Air			Oxidation and dilution air supply for miniCast
Condensation Particle Counter 10 nm	AVL		Particle counter with a cut point of 10 nm
Condensation Particle Counter 23 nm	TSI	3790A	Particle counter with a cut point of 23 nm
Differential Mobility Analyzer	TSI	3085	Part of the electrostatic classifier where the particle are separeted by mobility.
Dilution Bridge	Custom made		Needle valve in parallel to HEPA filters. Used to adjust particle concentrations for calibration purposes
DownToTen Sampling System	Custom made		Custom made sampling system for the assessment of automotive sub-23 nm particle emissions
Electrostatic Classifier	TSI	3082	Device for the classifaction of arosol particles by electrical mobility diameter
Hand held Mass Flow Meter (MFM)	Vögtlin		Device for measuring the inlet flow of measurement instruments
miniCast Soot Generator	Jing Ltd		Combastion aerosol standard, soot generator
Mobile Battery LPS 1500	Clayton Power		Battery for power supply of the DTT measurement system
Nitrogen Gas Bottle			Nitrogen for Mixing gas and quench gas supply of miniCast
Propane Gas Bottle			Fuel for miniCast
Soft X-Ray Neutralizer	TSI	3088	Device for the establishmentof the equillibrium charge distribution of aerosol particles
Synthetic Air Bottle 10 L			Gas Bottle for the dilution air supply

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

Dunne, M. GRPE Particulate Measurement Programme (PMP). 7th ETH-Conference on Combustion Generated Nanoparticles. , (2003).
Sydbom, A., et al. Health effects of diesel exhaust emissions. European Respiratory Journal. 17 (4), 733-746 (2001).
UNECE. Vehicle Regulations - Transport. UNECE. , Available from: https://www.unece.org/trans/main/welcwp29.html (2020).
Andersson, J., Wedekind, B. DETR / SMMT / CONCAWE Particulate Research Programme 1998-2001 SUMMARY REPORT. , (2001).
Samaras, Z., et al. Publication data form 1. Framework Programme European Commission-DG TrEn. 5 th Framework Programme Competitive and Sustainable Growth Sustainable Mobility and Intermodality 2. Contract No. , Available from: http://vergina.eng.auth.gr/mech/Lat/particulates/private/index.htm (2005).
Andersson, J., Giechaskiel, B., Muñoz-Bueno, R., Sandbach, E., Dilara, P. Particle Measurement Programme (PMP) Light-duty Inter-laboratory Correlation Exercise (ILCE_LD) Final Report Institute for Environment and Sustainability 2007 EUR 22775 EN. , Available from: http://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/bitstream/111111111/429/2/7386-PMP_LD_final.pdf (2007).
Rönkkö, T., et al. Effects of gaseous sulphuric acid on diesel exhaust nanoparticle formation and characteristics. Environmental Science and Technology. 47 (20), 11882-11889 (2013).
Liati, A., Dimopoulos Eggenschwiler, P. Characterization of particulate matter deposited in diesel particulate filters: Visual and analytical approach in macro-, micro- and nano-scales. Combustion and Flame. 157 (9), 1658-1670 (2010).
Liati, A., Schreiber, D., Arroyo Rojas Dasilva, Y., Dimopoulos Eggenschwiler, P. Ultrafine particle emissions from modern Gasoline and Diesel vehicles: An electron microscopic perspective. Environmental Pollution. 239, 661-669 (2018).
Kittelson, D. B. Recent Measurements of Nanoparticle Emissions from Engines. Current Research on Diesel Exhaust Particles Japan Association of Aerosol Science and Technology. , 5 (2001).
Bruno, T. J., Ott, L. S., Smith, B. L. Composition-Explicit Distillation Curves of Waste Lubricant Oils and Resourced Crude Oil: A Diagnostic for Re-Refining and Evaluation. American Journal of Environmental Sciences. 6 (6), 523-534 (2010).
Giechaskiel, B., Vanhanen, J., Väkevä, M., Martini, G. Investigation of vehicle exhaust sub-23 nm particle emissions. Aerosol Science and Technology. 51 (5), 626-641 (2017).
Andersson, J. Call: H2020-GV-2016-2017: DownToTen. 48th PMP Update. , Available from: https://wiki.unece.org/download/attachments/73924923/PMP-48-10/DTT_Update_Nov_2018.pdf (2018).
Andersson, J. PMP 50th Session - Transport - Vehicle Regulations - UNECE Wiki. , Available from: https://wiki.unece.org/display/trans/PMP+50th+Session (2019).
Martikainen, S., et al. Dependence of Dilution Performance of a Prototype Setup for Sampling Non- volatile Engine Exhaust Particles down to ten Nanometer in Diameter on Pressure Variations in Sample Line. 22nd ETH Conference on Combustion Generated Particles. , Available from: http://www.nanoparticles.ch/2018_ETH-NPC-22/2018_ETH-NPC-22_book_of_abstracts_posters.pdf 1 (2018).
Landl, L., Vuckovic, T., Hausberger, S. PEMS accuracies under harsh environmental conditions. 23rd Transport and Air Pollution Conference, Thessaloniki 2019. , Available from: https://www.tapconference.org/assets/files/previous-confereces/proceedings/2019_Proceedings.zip (2019).
Karjalainen, P., et al. Time-resolved characterization of primary particle emissions and secondary particle formation from a modern gasoline passenger car. Atmospheric Chemistry and Physics. 16 (13), 8559-8570 (2016).
Mikkanen, P., Moisio, M., Keskinen, J., Ristimäki, J., Marjamäki, M. Sampling method for particle measurements of vehicle exhaust. SAE Mobilus. , 219 (2001).
Giechaskiel, B., et al. Review of motor vehicle particulate emissions sampling and measurement: From smoke and filter mass to particle number. Journal of Aerosol Science. 67, 48-86 (2014).
EC Commission Regulation (EU) 2017/1154. Official Journal of the European Union. , Available from: https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2017/1154/oj (2017).
Mamakos, A., Khalek, I., Giannelli, R., Spears, M. Characterization of combustion aerosol produced by a mini-CAST and treated in a catalytic stripper. Aerosol Science and Technology. 47 (8), 927-936 (2013).
Jing, L. Standard Combustion Aerosol Generator (SCAG) for Calibration Purposes. Atmospheric Environment. 27 (8), 1271-1275 (1999).
Moore, R. H., et al. Mapping the operation of the miniature combustion aerosol standard (Mini-CAST) soot generator. Aerosol Science and Technology. 48 (5), 467-479 (2014).
Giechaskiel, B., et al. Implementation of portable emissions measurement systems (PEMS) for the real-driving emissions (RDE) regulation in Europe. Journal of Visualized Experiments. (118), e54753 (2016).
EC Commission Regulation (EU) 2017/1151. Official Journal of the European Union. (692), Available from: https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2017/1151/oj 1 (2017).
EC REGULATION (EC) No 715/2007 OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL. Official journal of the European Union. , Available from: https://eur-lex.europa.eu/Legal-content/EN/ALL/?uri=CELEX:32007R0715 (2007).
EC DIRECTIVE 2007/46/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL. Official journal of the European Union. , Available from: https://eur-lex.europa.eu/Legal-content/EN/ALL/?uri=CELEX:32007L0046 (2007).
EC Commission Regulation 2790/99. Official Journal of the European Communities. , Available from: https://eur-lex.europa.eu/Legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:3A31999R2790 (1999).
Hinds, W. C. Aerosol technology: properties, behavior, and measurement of airborne particles. , John Wiley & Sons. (2012).
Badshah, H., Kittelson, D., Northrop, W. Particle Emissions from Light-Duty Vehicles during Cold-Cold Start. SAE International Journal of Engines. 9 (3), 1775-1785 (2016).
Andersson, J., et al. First results of vehicle technology effects on sub-23nm exhaust particle number emissions using the DownTo10 sampling and measurement system. 22nd ETH-Conference on Combustion Generated Nanoparticles. , Available from: https://www.nanoparticles.ch/archive/2018_Andersson_PR.pdf (2018).
Giechaskiel, B., Manfredi, U., Martini, G. Engine exhaust solid sub-23 nm particles: I. Literature survey. SAE International Journal of Fuels and Lubricants. 7 (2834), 950-964 (2014).
Weiss, M., et al. Including cold-start emissions in the Real-Driving Emissions (RDE) test procedure. Publications Office of the European Union. , Available from: https://op.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/66874f0c-fd85-11e6-8a35-01aa75ed71a1/language-en/format-PDF/source-120155396 (2017).
Mathissen, M., Scheer, V., Vogt, R., Benter, T. Investigation on the potential generation of ultrafine particles from the tire-road interface. Atmospheric Environment. 45 (34), 6172-6179 (2011).
Grigoratos, T., Martini, G. Brake wear particle emissions: a review. Environmental Science and Pollution Research. 22 (4), 2491-2504 (2015).

Engineering

Måling Sub-23 Nanometer Real Kørsel Partikel nummer emissioner ved hjælp af bærbare DownToTen Sampling System

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Representative Results

Discussion

Disclosures

Acknowledgments

Materials

References

Tags

Cite this Article

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Representative Results

Discussion

Disclosures

Acknowledgments

Materials

References

Tags

Cite this Article

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.