Đồ án Tìm hiểu thiết bị phân tích thành phần khí thải động cơ đốt trong CEBII

i bởi đồng hồ G H2/He, sau đó đưa vào bộ phân tích A29. Phần thứ hai: hỗn hợp khí cũng được đưa qua van tràn PR H2/He để chỉnh đúng áp suất trước khi vào bộ phân tích. Áp suất đó được đo bởi đồng hồ đo áp suất G H2/He, sau đó khí được đưa vào bộ phân tích A22. Giới thiệu về phần mền điều khiển phân tích khí xả GEM. Phần mềm GEM 110. Phần mềm Gem110 Emission Bench có vai trò điều khiển và giám sát các thiết bị tạo nên một AVL Emision Bench, bao gồm hệ thống phân tích khí xả, hệ thống tách khí xả và các kênh vào ra ngoại trú. Gem 110 hoạt động như một cổng ra vào (gateway) phần cứng băng thử cho bộ điều chỉnh ngoài từ máy chủ. Máy chủ có thể là được cài GEM200/300/400 hoặc tương đương. Emission Bench cung cấp chức năng gốc cho mỗi sản phẩm Emission Bench ở mức: thử nghiệm khí xả động cơ xăng (Gas Bench), thử nghiệm khí xả động cơ diezen (Diesel Bench), thử nghiệm hệ thống kết hợp (Combination Bench) và thử nghiệm đo khí x ả từ túi khí (Bag Bench). Khởi động phần mềm. Để khởi động phần mềm GEM 110 ta phải thực hiện kết nối với máy chủ. Khởi động máy chủ: Nhấn đúp chuột vào biểu tượng. Sau đó sẽ xuất hiện vùng trạng thái thể hiện máy chủ đang hoạt động. Hình 2.10: Vùng trạng thái. Nhấn chuột phải vào biểu tượng chương trình máy chủ sẽ xuất hiện các chức năng sau: Hình 2.11: Mục chọn máy chủ. Shut down ngắt liên lạc với máy chủ / Gem Status Cung cấp thông tin trên bộ phân tích About hiển thị số, tên.. phiên bản Làm việc với máy khách. Sau khi máy chủ được kết nối, ta có thể mở chương trình GEM 110. Chạy phần mền GEM 110 bằng cách chọn C:\AVL\ GEM110\ Client\ bin directory hoặc chọn từ biểu tượng. Để kết nối được với máy chủ thì ta phải nhập mật mã vào một hộp thoại. Hình 2.12: Hộp thoại đăng nhập. Kết thúc liên lạc với máy chủ. Để ngắt liên lạc với máy chủ ta chọn “Exit” trong mục “File” trên trình đơn. Hình 2.13: Mục File trên trình đơn. Các thành phần giao diện với người sử dụng. Màn hình chính: Màn hình hiển thị của GEM được sắp xếp như sau: Hình 2.14: Cửa sổ chính của chương trình GEM 110 Trang Một trang có nghĩa là một trang ghi công việc, có thể chứa một hoặc vài đối tượng như bộ phận phân tích đã thấy ở hình trên. Khi mới được khởi tạo, một trang rỗng không có gì. Các trang giữ những thiết lập về điều khiển mà người sử dụng thay đổi. Layout Layout là một tập hợp của các Trang. Tệp chứa layout bao gồm một hoặc nhiều Trang được nạp vào Layout; cũng như thứ tự nạp vào của các trang. Đ ối t ư ợng (Control). Control là một đối tượng hiển thị thông tin chi tiết đặc trưng về bench. Checkbox for Selection: nơi lựa chọn bộ phân tích làm việc. Analyzer Reading: nơi hiển thị chỉ số hàm lượng chất mà bộ phân tích đo được. Flame Status (FID only): biểu tượng tình trạng bộ đánh lửa ngọn lửa (chỉ có ở bộ phân tích HC). Active Analyzer Range: các dải phân tích. Để thay đổi các dải ta có thể dùng phím chức năng trên bần phím hoặc nhấn chuột vào số thứ tự dải đo. Range Value and Spangas Value of selected Range: giá trị dải đo và giá trị khí hiệu chuẩn của một dải phân tích. Gas flow status: biểu tượng tình trạng luồng khí hiệu chỉnh. Flow and Standard Deviation Values: biểu tượng luồng khí hoạt động và giá trị lưu lượng sử dụng. Analyzer Status: biểu tượng tình trạng bộ phân tích. Hình 2.15: Đối tượng điều khiển và phân tích. Hình2.16 Các lệnh thực hiện. Để có các lệnh điều khiển quá trình thử nghiệm, nhấn phải chuột vào các vị trí màn hình hiển thị các chỉ số và biểu tượng. Trình đơn A: Hỗ trợ đơn vị đo là đơn vị anh hay mét. Trình đơn B: Yêu cầu độ chính xác khi hiển thị. Trình đơn C: Cho phép hiển thị lưu lượng tiêu thụ dòng khí hiệu chỉnh hoặc dòng khí làm sạch. Trình đơn D: Với các chức năng thổi dòng khí. Hình 2.17: Chức năng tạo dòng khí. Với các chức năng hiệu chỉnh. Hình 2.18: Chức năng hiệu chỉnh. Các chức phân tích, năng chờ, làm sạch, tạm dừng và tạo lại. Các chức năng khác. Chức năng này cho phép lựa chọn các đo và đối tượng đo. Hình 2.19: Các kiểu thử nghiệm. Thanh Menu. H ình 2.20: Thanh trình đơn. H ình 2.21: Cấu trúc dạng phân nhánh của trình đơn với chế độ định dạng là tắt và bật. Các phím chức năng Các dịch vụ lệnh được sử dụng để hướng dẫn bộ phận phân tích làm một số chức năng. Có thể là các công việc đơn giản như chọn luồng khí chảy hoặc những công việc phức tạp hơn như chỉnh sửa tự động. Các phím chức năng có thể được người sử dụng bằng cách chỉnh sửa các trang ghi của Microsoft Excel. Định nghĩa của các phím chức năng là: Dịch v ụ Mô t ả Sẵn sàng Bộ phân tích sẽ ra lệnh cho máy điều khí dừng luồng chảy của khí lại và sau đó sẽ đưa thiết bị vào trạng thái sẵn sàng hoạt động. Tạm ngưng Là trạng thái nửa tắt, khí không lưu chuyển và các bơm của thiết bị không hoạt động. FlowZeroGas Ra lệnh cho bộ phân tích đưa ra lượng khí zero chính xác thông qua bộ điều khí và gửi bất cứ lệnh cần thiết nào cho thiết bị để đổi sang chế độ lưu chuyển khí. FlowSpanGas Ra lệnh cho bộ phân tích để đưa ra lượng khí span chính xác thông qua bộ phận điều khí và gửi bất cứ lệnh cần thiết nào cho thiết bị để chuyển sang chế độ lưu chuyển khí. FlowSampleGas Ra lệnh cho bộ phân tích đưa ra lượng khí mẫu thông qua bộ điều khí và gửi bất cứ lệnh cần thiết nào cho thiết bị để chuyển sang chế độ lưu chuyển khí. FlowGas Làm cho bộ phân tích chuyển sang chế độ lưu chuyển khí và ra lệnh cho bộ điều khí đưa những loại khí nhất định vào thiết bị. Các loại khí đó bao g ồm: zero, span, sample, calport, cũng như định hướng lưu thông cho nó chay qua bộ tách khí ở một điểm cắt định trước. Purge(thanh l ọc) Bộ phân tích sẽ hướng dẫn bộ điều khí đưa khí lọc qua các ống của nó trong một thời gian đã định, hoặc cho đến khi có lệnh ngừng lại. ZeroAdjust Là chức năng của ống đo nhiệt, có thể được coi là độc lập, chỉ sử dụng để thực hiện phần điều chỉnh khí zero của ống do nhiệt SpanAdjust Là chức năng của ống đo nhiệt, có thể được coi là độc lập, chỉ sử dụng để thực hiện phần điều chỉnh khí span của ống do nhiệt AutoCalibrate Là chức năng được sử dụng để diều chỉnh khí zero, điều chỉnh khí span, kiểm tra zero, kiểm tra midspan, và kiểm tra span của thiết bị phân tích dựa trên một tập các chỉ định. ZeroCheck Là chức năng của ống đo nhiệt có thể được coi là độc lập để kiểm tra khả năng đọc của thiết bị với khí zero. SpanCheck Là chức năng của ống đo nhiệt có thể được coi là độc lập để kiểm tra khả năng đọc của thiết bị với khí span. Reset Đưa ra câu lệnh reset để chuyển đến bộ phân tích và mọi thiết lập về cấu hình được tải về thiết bị . Abort Sử dụng để ngắt bộ phân tích khi chạy một tập các chỉ định và đưa hệ thống trở lại trạng thái standby. Cửa sổ xếp chuỗi sự kiện. Cửa sổ xếp chuỗi (hay ghi) sự kiện được sử dụng để ghi lại tất cả các sự kiện mà phần mềm sinh ra. Sự kiện có thể bao gồm các thông điệp truyền tin, những lời cảnh báo, thông báo lỗi, vân vân… Mỗi sự kiện sẽ ghi lại thời gian và ngày, thông điệp của sự kiện, và chỉ danh của thiết bị. H ình 2.22: Cửa sổ xếp chuỗi sự kiện Ngày Hiển thị ngày xảy ra sự kiện Thời gian Hiển thị thời gian diễn ra sự kiện Nguồn Cung cấp thông tin về nguồn gốc phát sinh sự kiện( như PCL, phân tích, vân vân) Thông điệp Cho thấy thông điệp hoặc nguyên nhân xảy ra sự kiện Thanh trạng thái. Thanh trạng thái hiển thị tình trạng hiện tại của hệ thống., chế độ và giờ hệ thống … Hình2.23: Thanh trạng thái. CHƯƠNG IV VẬN HÀNH SỬ DỤNG THIẾT BỊ. Hiệu chuẩn các bộ phân tích. Mục đích hiệu chuẩn các bộ phân tích: Khi bắt đầu thử nghiệm khí xả, yêu cầu luôn được đặt ra là đo được những giá trị chính xác nhất trong khả năng có thể. Chính vì thế phải tìm mọi cách để loại bỏ đi những sai số trong khi thử nghiệm. Đối với những thiết bị thí nghiệm truớc khi đo nguời ta sẽ loại bỏ đi những sai số dụng cụ bằng cách chọn thiết bị có dải đo thích hợp, bởi vì như vậy có thể có kết quả chính xác nhất mà dụng cụ có thể cung cấp. Hiệu chuẩn giá trị dải đo của bộ phân tích sẽ giúp ta có một dải đo thích hợp nhất, sai số đo là nhỏ nhất. Ngoài ra khi chuẩn bị thử nghiệm phải chỉnh giá trị không của bộ đo. Ví dụ với các thiết bị đo có đồng hồ, ta thường chỉnh kim đồng hồ, thì ở đây ta sử dụng các khí để hiệu chuẩn. Với các thiết bị thí nghiệm, còn có quy trình kiểm tra dụng cụ, bởi vì sau một thời gian sử dụng các dụng cụ sẽ có độ sai lệch nhất định, mỗi dụng cụ có độ sai lệch khác nhau, do đó cần kiểm tra và hiệu chỉnh lại các dụng cụ. Ở đây, với hệ thống đo khí xả ta kiểm tra bằng cách đo lại một lần nữa hàm lượng các chất có trong khí vào hiệu chỉnh. Nếu bộ phân tích nhận khí vào hiệu chỉnh mà đưa ra kết quả khác với bộ phân tích đo ngoài thì ta sẽ kiểm tra lại toàn bộ hệ thống phân tích. Các khí dùng để hiệu chuẩn. Để các bộ phân tích hoạt động đúng cần thiết phải có các loại khí nén khác nhau sử dụng vào việc phân tích và hiệu chỉnh. Các khí này thường được nén vào các bình và được đảm bảo về hàm lượng các chất. Các khí này được đặt tại phòng chứa khí nén. Phía dưới là một bảng liệt kê danh sách các khí được sử dụng tại phòng thí nghiệm. Việc sử dụng như thế nào các chất khí trên tuỳ thuộc vào cấu hình thực tế của tủ phân tích và phụ thuộc vào khả năng, mục đích của các phép đo. Bảng danh sách các loại khí. No Gas Calibration 1st Conc.(ppm) 1 NO 4850 NOx 4930 2 NO 836 NOX 838 3 NO 98 NOX 101 4 NO 30,90 NOX 32,10 5 O2 19,0700% 6 N2 99,999% 10 C3H8 2999 11 C3H8 99,60 12 C3H8 30,10 13 C3H8 502 14 CO(high) 1,513 CO2 15,946 15 C3H8 1,964 16 CO(low) 2530,3 17 CO2 289 18 CO(low) 52,6 19 Systhetic air (N2,O2) 21%N2 79%O2 20 CO(high) 9,692 21 CO2 3,081 22 H2,He 40,38% 59,62% Chức năng các loại khí. Khí NO và khí NOx được dùng để hiệu chuẩn giá trị dải đo của bộ phân tích NO và NOx. Nó có bốn giá trị hiệu chuẩn: dải đo NO là 4850 ppm và NOx là 4930ppm, dải đo NO là 836ppm và NOx là 838ppm, dải đo NO là 98ppm và NOx là 101ppm, dải đo NO là 30,9ppm và NOx là 32,1ppm. Tuy nhiên các thông số thực tế đều không hoàn toàn là chính xác so với lý thuyết, nó có sự sai lệch nhất định trong phạm vi sai lệch cho phép. Để hiệu chỉnh dải đo thấp ta sử dụng khí NO và khí NOx có hàm lượng thấp còn để hiệu chỉnh dải đo lớn thì ngược lại ta sử dụng khí NO và khí NOx có hàm lượng cao. Khí dùng để hiệu chỉnh giá trị dải đo có áp suất khi sử dụng thường là 4 bar. Lưu lượng tiêu thụ là 1500ml/phút. Khí O2 có hàm lượng 19,07%, khí O2 dùng để hiệu chỉnh giá trị dải đo trong bộ phân tích O2. Áp suất được quy định khi sử dụng khí O2 là 4 bar. Khí N2 có hàm lượng phần trăm là 99,999%, dùng để hiệu chỉnh giá trị không (zezo) của các bộ phân tích như: bộ phân tích CO, CO2,O2 bộ phân tích NOx. Áp suất cần thiết để hiệu chỉnh phải đạt là 4bar. Mức tiêu thụ trung bình của khí N2 cho một bộ phân tích NO và NOx là 1500 ml/phút. Còn với bộ phân tích CO và CO2 thì mức tiêu thụ là 1000ml/phút cho một bộ phân tích. Khí prôpan C3H8 có bốn giá trị hàm lượng khác nhau: 2999ppm, 502ppm, 99.6ppm, 30.1ppm và 1.964ppm. Khí C3H8 được dùng để hiệu chuẩn giá trị cuối trong bộ phân tích HC. Khí prôpan được dùng sao cho phù hợp với giá trị giải đo cần hiệu chỉnh và thông thường đạt áp suất khi sử dụng là 4 bar. Mức tiêu thụ trung bình của khí C3H8 là 1500ml/phút. Khí CO được dùng để hiệu chuẩn giá trị cuối dải đo của bộ phân tích CO. Khí CO có hai giá trị hàm lượng khác nhau là 2530,3ppm (CO low),52,6ppm (CO low) và 9,692ppm (CO high). Áp suất khi đo là 4 bar. Mức tiêu thụ cho một bộ phân tích là 1000ml/phút Khí CO2 cũng tương tự như khí CO nó được dùng để hiệu chuẩn giá trị dải đo của bộ phân tích CO2. Nó có giá trị hàm lượng 289ppm và 3,081ppm. Áp suất khi đo là 4 bar. Mức tiêu thụ trung bình cho một bộ phân tích là 1000ml/phút. Khí CO và khí CO2 cũng được dùng hiệu chuẩn cho các bộ phân tích CO và CO2. Hàm lượng CO 1,513ppm và hàm lượng CO2 là 15,946ppm. Áp suất khi đo là 4 bar. Mức tiêu thụ cũng là 1000ml/phút cho một bộ phân tích. Khí Systhetic (20%O2, và 80%N2) được dùng làm khí nền cho quá trình cháy của HnCm trong bộ phân tích HC đồng thời nó cũng được sử dụng hiệu chuẩn giá trị không (zezo) của bộ phân tích HC. Áp suất cần thiết phải đạt là 4bar. Mức tiêu thụ của khí Systhetic là 17000 lm/phút khi sử dụng làm khí nền trong một bộ phân tích HC, là 400 ml/phút khi nó sử dụng để hiệu chuẩn giá trị không của 1 bộ phân tích HC. Khí H2/He (40% H2, 60%He) được dùng làm nhiên liệu cháy cho quá trình cháy CnHm của bộ phân tích HC. Áp suất cần thiết của hỗn hợp khí này khi sử dụng là 4bar và mức tiêu thụ là 100 ml/phút cho một bộ phân tích. Ngoài ra còn có không khí nén khô (Compressed Air) được sử dụng để làm sạch các đường ống và dùng để đóng mở các van khí. Khí dùng để làm sạch và đóng mở các van thường có áp suất là 5 bar đến 8 bar. Các chức năng CEB II thực hiện trong quá trình hiệu chuẩn. Hiệu chuẩn tay giá trị không, giá trị dải đo và kiểm tra giá trị không. Các chức năng hiệu chỉnh được dùng để kiểm tra và hiệu chỉnh bù lại giá trị không phân tích hay nói cách khác là cho bộ phân tích nhận giá trị không và tìm được chính xác được giá trị đo. Những điều này giúp kiểm soát được độ lệch của thời gian đo. Sự hiệu chuẩn giá trị không/ sự hiệu chuẩn giá trị giải đo/ sự kiểm tra hiệu chuẩn giá trị không thường được sử dụng để đam bảo sự đúng đắn của giá trị không và sự đọc giá trị giới hạn dải đo. Những chức năng dùng để hiệu chỉnh tự động sử dụng để sửa lại đúng sự sắp đặt của bộ phân tích. Hiệu chuẩn giá trị đo không và giá trị đo giới hạn dải đo có thể thực hiện từng phần với sự điều chỉnh giá trị đo không và sự điều chỉnh giá trị giới hạn giải đo. Các chức năng hiệu chuẩn giá trị điểm không (zezo), giá trị điểm cuối dải đo (span), kiểm tra lại giá trị điểm không là các chương trình được thực hiện tự động. Kiểm tra sự phân tích giá trị điểm không (zezo) và sự phân tích giá trị điểm cuối dải đo xem có nằm ngoài dung sai cho phép hay không. Các chức năng sẽ đưa ra các lệnh, đầu tiên là thổi một dòng khí zezo để bộ phân tích xác nhận giá trị. Sau đó đợi cho bộ phân tích ổn định lại, giá trị không trung bình sẽ được nhận và được đối chiếu kiểm tra lại sự ghép nối. Nếu giá trị đó nằm trong dung sai quy định thì giá trị đó chính thức được xác nhận. Các bước thực hiện việc: Gửi các lệnh PLC để thổi dòng khí hiệu chuẩn giá trị không (zezo). Độ truyền dẫn chỉ có thể: cài đặt phân tích từ chế độ mẫu khí xả. Đợi cho hệ thống ổn định lại. Ghi nhận giá trị hiệu chỉnh trung bình đọc được. Gửi các lệnh PLC để thổi dòng khí hiệu chuẩn giá trị dải đo. Độ truyền dẫn chỉ có thể: cài đặt phân tích từ phương thức mẫu khí xả. Đợi cho hệ thống ổn định lại. Ghi nhận giá trị hiệu chỉnh trung bình đọc được. Gửi các lệnh PLC để thổi dòng khí hiệu chuẩn giá trị không (zezo). Độ dẫn thuyền chỉ có thể: cài đặt phân tích từ chế độ mẫu khí xả. Đợi cho hệ thống ổn định lại. Ghi nhận giá trị hiệu chỉnh trung bình đọc được. Cài đặt phân tích sang chế độ chờ đợi. Điều chỉnh ghi nhận giá trị không với giá trị không được hình thành bởi sự ghép nối. Và kiểm tra xem trong suốt quá trình đo giá trị không định hình có nằm trong phạm vi cho phép không. Điều chỉnh ghi nhận giá trị giới hạn dải đo với giá trị dải đo ghi nhận, được hình thành bởi sự ghép nối. Và kiểm tra xem trong suốt quá trình đo giá trị giới hạn dải đo có nằm trong phạm vi cho phép không. Điều chỉnh giá trị không ghi nhận với những điểm không đọc được và kiểm tra đối chiếu trong suốt quá trình đo để thẩm định dung sai. Nếu có bất kỳ lỗi nào trong quá trình điều chỉnh thì sẽ có một thông báo lỗi kiểm tra của hiệu chỉnh giá trị không, giá trị dải đo và giá trị không kiểm tra (Z/S/Z check failure). Ghi nhận lại kết quả bao gồm: ngày tháng, đạt hay không đạt và sự ổn định. Hiệu chuẩn tự động. Chương trình tự động điều khiển là một chức năng sử dụng để phân tích đúng giá trị không và giá trị giới hạn dải đo. Chương trình GEM sẽ tự động thực hiện lệnh thổi luồng khí điều chỉnh giá trị không, sau đó thổi một luồng khí để xác định giá trị dải đo cho mỗi dải phân tích. Bước cuối cùng là tuỳ thuộc vào kết quả chương trình GEM sẽ xác định đạt hay không đạt. Nếu giá trị thoả mãn, chương trình GEM sẽ thực hiện kiểm tra Zezo bởi một luồng khí Zezo, đợi cho bộ phân tích ổn định và sau đó kiểm tra giá trị không (zezo) trung bình một lần nữa xem có nằm trong dung sai cho phép hay không. Bộ phân tích sẽ chuyển sang chế độ chờ (standby) và kết thúc quá trình này. Các bước thực hiện hiệu chỉnh: Thực hiện xác nhận giá trị không. Chức năng điều chỉnh giá trị không (Zezo adjust – SNKA). Chức năng điều chỉnh giá trị không được sử dụng để hiệu chỉnh đúng lại giá trị không phân tích. Chương trình GEM sẽ tự động thổi một lường khí hiệu chỉnh vào bộ phân tích và đợi cho bộ phân tích ổn định lại. Sau đó nó sẽ gửi các lệnh để điều chỉnh giá trị không và đợi bộ phân tích hoàn thành. Chương trình GEM sẽ tiếp tục thổi một luồng khí trong 10 giây sau đó nó ghi giá trị trung bình vào bộ nhớ. Cuối cùng chương trình điều khiển sẽ tự động đưa bộ phân tích về trạng thái chờ. Các bước thực hiện điều chỉnh giá trị không: Gửi lệnh tới bộ phân tích thực hiện thổi một dòng khí và đợi cho bộ phân tích ổn định. Gửi lệnh tới bộ phân tích để điều chỉnh giá trị không. Đợi cho quá trình điều chỉnh hoàn thành. Ghi nhớ thời gian và ngày tháng tới các tệp. Tiếp tục thổi luồng khí không trong 10 giây nữa, sau đó đưa giá trị trung bình vào bộ nhớ. Chuyển bộ phân tích sang chế độ chờ. Thực hiện xác nhân giá trị dải đo. Chức năng điều chỉnh giá trị giới hạn dải đo. Chức năng điều chỉnh giá trị giới hạn dải đo được sử dụng để hiệu chỉnh đúng lại giá trị giới hạn dải đo phân tích. Tương tự như với điều chỉnh giá trị không, chương trình GEM sẽ tự động thổi một luồng khí tới bộ phân tích và đợi cho bộ phân tích ổn định lại.Sau đó chương trình GEM sẽ gửi lệnh để điều chỉnh lại giá trị giới hạn dải đo. Tương tự như hiệu chỉnh giá trị không, chương trình điều khiển cũng sẽ lại thổi một luồng khí hiệu chuẩn trong 10 giây và ghi lại giá trị trung bình vào bộ nhớ. Cuối cùng cũng là lệnh đưa bộ phân tích về trạng thái chờ. Các bước thực hiện điều chỉnh giá trị giới hạn dải đo: Gửi lệnh tới bộ phân tích thực hiện thổi một dòng khí và đợi cho bộ phân tích ổn định. Gửi lệnh tới bộ phân tích để điều chỉnh giá trị giới hạn dải đo. Đợi cho quá trình điều chỉnh hoàn thành. Ghi nhớ thời gian và ngày tháng tới các tệp. Tiếp tục thổi luồng khí không trong 10 giây nữa, sau đó đưa giá trị trung bình vào bộ nhớ. Chuyển bộ phân tích sang chế độ chờ. Nếu như giá trị đo thoả mãn sau khi thực hiện kiểm tra lại giá trị không. Ghi nhận giá trị đo được. Bộ phân tích chuyển sang chế độ chờ. Sự tuyến tính hoá: Tuyến tính hoá là gì và sự cần thiết phải tuyến tính hoá: Với các bộ phân tích thì giá trị thực tế và giá trị đo được không phải là hoàn toàn đồng nhất mà nó có sự khác biệt. Mặt khác không phải mọi chất khí ta đều biết được giá trị thật, các giá trị có được đều do ta đo trực tiếp từ bộ phân tích. Giá trị đó khác giá trị thực tế vì vậy ta cần phải chuyển đổi từ giá trị đo được thành giá trị thật. Để làm được điều đó ta cần có mối quan hệ giữa giá trị thật và giá trị ta đo được. Mối quan hệ đó thể hiện rõ ràng và đơn giản nhất là qua một đồ thị với một trục là giá trị thật và một trục là giá trị đo được. Sự hình thành đồ thị gọi là sự tuyến tính hoá, qua đồ thị từ giá trị đo ta dễ dàng xác định được giá trị thật. Như vậy sự tuyến tính hoá là sự sử dụng các thông số phát sinh từ những hàm toán học dựa vào những điểm nền tảng chính xác để có đường đặc trưng không phải là đường thẳng (thường là đường bậc bốn). Các điểm chính xác được bộ phân tích đo với các hàm lượng nhất định. Sự phân chia hàm lượng được đảm nhận bởi một thiết bị đó là khối chuẩn đoán. Thông thường có 16 điểm đo để hình thành một đồ thị. Các bước tuyến tính hoá. 4.2.2.1 Tuyến tính hoá tự động. Mở kênh thông tin truyền tới bộ chia sẻ khí xả và lựa chọn sự lấy riêng khí từ bàn khí xả. Nếu không thành công, bộ tuyến tính hoá sẽ có thông báo. Điều này có thể là kết quả của sự định dạng các loại khí xả chia sẻ không phù hợp mà đi vào bộ phân chia. Đặt bộ phân tích tiến hành tuyến tính hoá các đoạn cong đứt quãng. Lọc sạch các khí vào phân chia. Thực hiện tự động hiệu chỉnh cho bộ phân tích, và ghi nhận giá trị trung bình của điểm không (zero) và giá trị điểm cuối. Thổi một luồng khí khí hiệu chuẩn xuyên qua bộ phân chia khí xả và tới bộ phân tích. Đưa ra lệnh để phân chia các khí xả và xác nhận điểm đầu tiên. Đợi cho bộ phân tích ổn định và ghi nhận giá trị trung bình và giá trị nồng độ. Quay trở lại thực hiện bước này với các điểm khác. Tính toán các thông số riêng cho các đoạn cong cơ sở theo từng cặp dữ liệu. Ghép các dữ liệu vào các đoạn cong tuyến tính hoá để tính toán, ghi nhận và kiểm tra. Nếu chúng sai lệch cho phép thì ghi nhận nồng độ các điểm. Nếu có điểm nào không đạt khi tuyến tính hoá không thoả mãn sẽ có một thông báo lỗi hiển thị và sẽ thực hiện bước 11. Ghi nhận giá trị không và giá trị điểm cuối dải đo của quá trình tự động hiệu chỉnh, nếu kiểm tra sai số không đạt thì sẽ thực hiện bước 11. Đặt đường cong phân tích trong bộ nhớ, trong bộ phân tích và ghi vào tệp định dạng của GEM (GEM.ini). Thực hiện đổi tên nếu sự tuyến tính hoá được thực hiện thông qua bộ hiệu chỉnh. Đặt bộ phân tích ở chế độ chờ. Ghi nhớ tất cả các dữ liệu và các tuỳ chọn định dạng như là dải tuyến tính hoá, điểm đầu khí xả và loại cung cong. Kiểm tra tuyến tính hoá Mở kênh thông tin truyền tới bộ phân chia khí xả và lựa chọn sự lấy riêng khí từ bàn khí xả. Nếu không thành công, bộ tuyến tính hoá sẽ có thông báo. Điều này có thể là kết quả của sự định dạng các loại khí xả chia sẻ không phù hợp mà đi vào bộ phân chia. Lọc sạch bộ phân chia khí xả với thời gian lọc được lựa chọn. Thực hiện tự động hiệu chỉnh bộ phân tích, ghi nhớ giá trị trung bình của điểm không (zero) và giá trị của điểm cuối dải đo. Thổi một dòng khí dùng để hiệu chuẩn đi qua bộ phân chia khí xả và tới bộ phân tích khí xả. Đưa lệnh tới bộ phân chia khí xả để xác nhận điểm đầu tiên, đợi cho bộ phân tích khí xả ổn định lại và nhớ giá trị trung bình đọc được. Đối chiếu để giá trị thật không quá 2% so với điểm đo, không quá 1% tỷ lệ và đối chiếu kết quả hiển thị. Làm lại bước này với mỗi điểm tuyến tính hoá. Thổi một luồng khí hiệu chỉnh giá trị không, đợi cho bộ phân tích ổn định lại và ghi nhớ giá trị trung bình đọc được. Thổi một luồng khí hiệu chỉnh giá trị điểm cuối, đợi cho bộ phân tích ổn định lại và ghi nhớ giá trị trung bình đọc đựơc. Hiển thị kết quả của điểm không và điểm cuối dải đo bao gồm cả sai số từ những lần thử nghiệm trước. Hiển thị toàn bộ kết quả. Kể cả những điểm không thoả mãn hoặc điểm không, điểm cuối dải đo không đạt trong quá trình kiểm tra tuyến tính hoá. Ghi nhận tất cả bao gồm các điểm tuyến tính hoá, điểm không, điểm cuối dải đo và ngày giờ thử nghiệm, bài thử nghiệm đạt hay không đạt. 4.2.3 Các thao tác cụ thể để tuyến tính hoá. 4.2.3.1 Tuyến tính hoá tự động. Sự tuyến tính hoá có thể được kích hoạt thông qua bảng chọn Diagnostics. Thiết lập sự tuyến tính hoá: Để cài đặt thuộc tính điều khiển mở, chọn mục “Connection” để gán một máy phân tích và kết nối với Server. Chọn “Linearize Config” để định nghĩa thiết lập tuyến tính hóa: Analyzer Range: chỉ ra phạm vi mà máy phân tích sẽ được tuyến tính hóa. Dilution Gas Type/ Con: chọn loại gas trong hộp danh sách và trong mục tập trung. Carrier Gas Type: N2 hoặc không khí, chọn trong hộp danh sách. Curve Type / Oder : chọn đường cong thứ tự từ 1 đến 4. Path Search String: để việc kiểm tra các đường dẫn quản lý gas được sử dụng, bộ phận điều khiển tìm kiếm loại chuỗi nhập vào và chỉ đưa ra các đường dẫn chứa chuỗi này. Lin Gas Path: chỉ ra đường dẫn gas cho bộ chia gas. Pre – Linearization Auto Calibration/ Post – Linearization Zero/ Span Drift Check: mặc định. Automatically save curve if passed: Mặc định, nếu mục này không được chọn, bộ điều khiển sẽ nhắc người dùng sau mỗi tuyến tính hóa. Available Cutpoints: số điểm cắt lớn nhất là thuộc tính bộ chia gas cụ thể, phụ thuộc vào mẫu. Giá trị này được thiết lập trên các thuộc tính server. Selected Cutpoints: “>” chọn điểm cắt đơn, “>>” chọn tất cả điểm cắt sẵn có; dùng “Del” để xóa một đầu vào đơn từ danh sách, “Clr” sẽ xóa tất cả các điểm cắt từ danh sách. Hình 4.1: Bảng điều khiển tuyến tính tự động-các đặc tính điều khiển. Chạy chức năng: Để khởi động chức năng tuyến tính hóa, kích chuột phải ở bất kỳ vị trí nào trong điều khiển và chọn “Start Linearization”, từ danh mục context dùng phím chức năng được gán. Khi tuyến tính hóa khởi động, danh mục context sẽ biến đổi. Hình 4.2 Trình đơn context. Để dừng chức năng đang chạy chọn “Abort Function”. Nếu việc tuyến tính hóa không thực hiện được, bạn có thể tải các giá trị hợp lệ gần nhất bằng cách chọn “Load Last Linearization”. Màn hình báo cáo: Màn hình báo cáo hiển thị tiến triển thực trong suốt quá trình chạy chức năng. Hình 4.3: Màn hình báo cáo Màn hình dữ liệu: Màn hình dữ liệu hiển thị tất cả dữ liệu được dùng trong tiến trình tuyến tính hóa theo định dạng bảng. Màn hình được mô tả như sau: Step (điểm cắt) - điểm cắt nếu điểm cắt bộ chia gas được dùng cho điểm dữ liệu này. Các con số này được định nghĩa trong thuộc tính đối tượng cho mỗi trang. Conc – sự tập trung thực sự ở máy phân tích. Reading - kết quả của việc đọc một giá trị ổn định từ máy phân tích. StdDev - độ lệch chuẩn cho việc đọc. Curve Fit - việc đọc sau khi điều chỉnh thông qua một đường cong thích hợp đã xác định. %Diff-PT - Sự khác nhau giữa đường cong thích hợp và sự tập trung như phần trăm giá trị của sự tập trung. Giá trị này không được định nghĩa ở sự tập trung mức 0 và được hiển thị là “0”. %Diff-FS - Sự khác nhau giữa đường cong thích hợp và sự tập trung như phần trăm giá trị của phạm vi giới hạn cao hơn. Hình 4.4: Bảng điều khiển tuyến tính hoá tự động-màn hình dữ liệu. Màn hình đồ thị: Màn hình đồ thị hiển thị việc đọc máy phân tích và các giá trị đường cong thích hợp bằng đồ thị. Kích chuột phải vào đồ thị để thay đổi tỷ lệ và màu sắc. Hình 3.3: Tuyến tính hoá bằng tay-màn hình đồ thị. Màn hình tóm tắt: Màn hình tóm tắt hiển thị bản tóm tắt của phần trăm lỗi thông tin cho dữ liệu hiện thời và tuyến tính hóa đường cong thông tin. Hình 4.5: Tuyến tính hóa tự động – Màn hình tóm tắt. Hộp thứ nhất đưa ra giá trị nhỏ nhất, lớn nhất, trung bình và đạt hay không đạt được hiển thị cho tất cả phần trăm điểm và phần trăm của đầy đủ các giá trị tỷ lệ. Ở bên phải có một hộp hiển thị ngày gần nhất tuyến tính hóa thành công. Hộp cuối cùng hiển thị các hệ số (đã chuẩn hóa) được tính toán từ các dữ liệu tuyến tính hóa. 4.2.3.2 Kiểm tra tuyến tính hoá. Việc kiểm tra tuyến tính hóa được thực hiện bởi bộ điều khiển tuyến tính hóa tự động. Để bắt đầu chức năng này chọn “Start Check” từ danh mục context hoặc dùng các phím chức năng đã được gán. Để nạp các giá trị hợp lệ gần nhất chọn “Load last Check”. Màn hình kiểm tra: Hộp thứ nhất trong màn hình này hiển thị tất cả các giá trị được dùng trong tiến trình kiểm tra tuyến tính hóa với định dạng bảng (xem giải thích chi tiết ở chương 5.2.1). Ở bên phải là hộp hiển thị ngày gần nhất tuyến tính hóa thành công. Hộp cuối cùng chỉ ra giá trị nhỏ nhất, lớn nhất, trung bình và đạt hay không đạt được hiển thị cho tất cả phần trăm điểm và phần trăm đầy đủ các giá trị tỷ lệ. Hình 4.6: Tuyến tính hóa tự động - Kiểm tra tuyến tính hóa. 4.2.3.3 Tuyến tính hóa thủ công. Thiết lập tuyến tính hoá: Để thiết lập bộ điều khiển mở các thuộc tính điều khiển, chọn mục “Connection” để gán một máy phân tích và kết nối với Server. Chọn “Linearize Config” để định nghĩa các giá trị thiết lập tuyến tính hóa. Hình 4.7: Thiết lập tuyến tính hoá thủ công. Chạy chức năng: Hình 4.8: Trình đơn chức năng. Để bắt đầu chức năng tuyến tính hóa, kích chuột phải tùy ý trên bộ điều khiển để truy cập danh mục context. Để chạy một tuyến tính hóa thủ công, đường cong đầu tiên phải được khóa bằng “Disable Linearizer”. Hình 4.9: Hộp thoại thêm điểm phân tích. Để thêm một điểm gas luồng qua bộ tách gas (mục “Flow gas” trong danh mục context). Sau một thời gian ổn định hóa thích hợp, chọn “Add Point”. Một hộp thoại hiện ra; gõ độ tập trung gas vào trường tên “Concentration” (ppm) và nhấn OK. Trong hộp thoại này cũng có thể nhập vào các giá trị đang đọc bằng tay. “Accept Curve” sẽ lưu các giá trị tuyến tính hóa. “Enable Linearizer” cung cấp đường cong chính xác cho việc đọc máy phân tích. Nếu việc tuyến tính hóa không đạt bạn có thể nạp các giá trị hợp lệ gần nhất bằng cách chọn “Load Last Linearization”.Có thể đổi thứ tự đường cong với “Change Curve Settings”. Hình 4.10:Hộp thoại thiết lập đường cong. Màn hình dữ liệu: Màn hình dữ liệu hiển thị tất cả các dữ liệu được dùng trong tiến trình tuyến tính hóa với định dạng bảng . Hình 4.11: Điều khiển tuyến tính hóa thủ công – Màn hình dữ liệu. Màn hình đồ thị: Màn hình đồ thị hiển thị việc đọc máy phân tích và các giá trị đường cong thích hợp bằng đồ thị. Hình 4.12 : Điều khiển tuyến tính hóa thủ công – Màn hình đồ thị. Màn hình tóm tắt: Màn hình tóm tắt hiển thị tóm tắt thông tin lỗi phần trăm cho dữ liệu hiện thời và thông tin đường cong tuyến tính hóa. Hình 4.13: Điều khiển tuyến tính hoá bằng tay-màn hình tóm tắt. Hộp đầu tiên chỉ ra giá trị nhỏ nhất, lớn nhất, trung bình và đạt hay không đạt được hiển thị cho tất cả các phần trăm điểm và phần trăm đầy đủ các giá trị tỷ lệ. Bên phải là hộp hiển thị ngày gần nhất tuyến tính hóa thành công. Hộp cuối cùng hiển thị các hệ số (đã chuẩn hóa) được tính toán từ dữ liệu tuyến tính hóa. Màn hình kiểm tra: Màn hình hiển thị quá trình kiểm tra tuyến tính hoá bằng tay giống như màn hình hiển thị kiểm tra tuyến tính hoá tự động. Hình 4.14 Tuyến tính hoá thủ công-Màn hình kiểm tra Các hàm tuyến tính hoá. Sự tính toán được sử dụng trong suốt quá trình tuyến tính hoá. Tất cả các hàm được đặt vào mục “hàm tuyến tính hoá” (Linearization Function) để thấy sự sắp xếp của giá trị. Độ lệch tiêu chuẩn: Chương trình GEM sẽ liên tục tính toán một giá trị đo trung bình và độ lệch tiêu chuẩn cho mỗi bộ phân tích. Các số được đọc sử dụng trong sự tính toán là nền tảng của việc định dạng thời gian trung bình và tỷ lệ khí xả. Ví dụ: nếu tỷ lệ khí xả là 10 Hz và thời gian trung bình là 15 giây, độ lệch tiêu chuẩn phản ánh là 150 giá trị bộ phân tích đọc được sau thời gian ổn định nhỏ nhất. Độ lệch tiêu chuẩn được hiển thị tỷ lệ trong khung hình liên quan tới loại phân tích. (Hiển thị độ lệch tiêu chuẩn = 100*độ lệch tiêu chuẩn/giới hạn loại phân tích). Đoạn cong: CFn=f(xn). Trong đó: n là số điểm của dữ liệu tuyến tính hoá. CFn là đoạn cong. xn là giá trị bộ phân tích đọc được. f(xn) là hàm để tuyến tính hoá. Đa thức bậc bốn được ứng dụng cho các hàm tuyến tính hoá: f(x) = Co + C1(x) + C2(x2) + C3(x3) + C4(x4). Trong đó: f(x) là đoạn cung cong giá trị của x. Cn là các hệ số hiển thị. X là các giá trị phân tích đo được. Phần trăm sai lệch của các điểm: Trong đó: n là số điểm của dữ liệu tuyến tính hoá. Δn là phần trăm sai lệch của các điểm. Cn được hiểu như là giá trị chỉ nồng độ. CFn là đoạn cung cong. Chú ý: Khi nồng độ gần đạt giá trị không, phần trăm sai lệch trở thành quá lớn. Khi nồng độ các chất khí quá thấp so với giới hạn phần trăm đường cong lý thuyết, phần trăm sai lệch giới hạn sẽ được sử dụng. Nếu tỷ lệ đầy đủ là 400ppm và giới hạn phần trăm là 15% thì tất cả giá trị thấp hơn 60ppm sẽ sử dụng sự cân bằng ở trên với mẫu thức Cn là 60. Phần trăm sai lệch của tỷ lệ đầy đủ: Trong đó: n là số điểm của dữ liệu tuyến tính hoá. Δn là phần trăm sai lệch của tỷ lệ đầy đủ. Cn được hiểu là giá trị chỉ nồng độ. CFn là hàm của đoạn cong. Rn là giới hạn cao hơn cho dải tuyến tính hoá. 4.4 Quy trình vận hành. 4.4.1 Kiểm tra thiết bị trước khi vận hành. Để đảm bảo an toàn và đảm bảo chính xác trước mỗi thử nghiệm bao giờ cũng phải kiểm tra thiết bị xem còn vận hành tốt hay không. Đối với thí nghiệm xác định thành phần các chất độc hại trong khí xả ta cũng phải kiểm tra thiết bị trước khi vận hành. Kiểm tra ôtô. Đầu tiên ta phải làm là kiểm tra ôtô có còn hoạt động hay không. Kiểm tra nhiên liệu cung cấp cho ôtô. Kiểm tra các đường dẫn khí xả xem đã chắc chắn, có bị dò gỉ không. Kiểm tra vị trí ôtô, gá đặt cẩn thận, cầu bị động phải được kẹp chặt bằng cơ cấu gá kẹp an toàn, cầu chủ động phải tiếp xúc chính xác với dyno, dyno phải có hoạt động tốt. Đầu ôtô phải được cố định bằng hai dây chéo để tránh xe bị xoay khi thử nghiệm, hai dây này phải được kéo căng. Các khung lưới bảo vệ dyno phải được xiết chặt. Có hai thiết bị cảm ứng được đặt trước và sau bánh xe của cầu chủ động, hai thiết bị này có nhiệm vụ ngắt toàn bộ hệ thống Chassis dynamometer48” khi bánh chủ động của ôtô chạm vào. Kiểm tra các đường dẫn khí. Kiểm tra đường nối ống xả với thiết bị lấy mẫu (CVS), kiểm tra các van trong hệ thống (các van phải được mở phù hợp với loại động cơ, nếu là động cơ xăng thì các van trên đường ống làm loãng của động cơ diezen phải được đóng và ngược lại). Kiểm tra các bình khí mẫu, có 22 bình khí được đặt trong một phòng chứa khí riêng. Các bình này được nối với bộ phân tích qua 22 đường ống, tại mỗi đầu của đường ống đều có một van và một đồng hồ chỉ áp suất. Các van này được sử dụng khi thay các bình khí hoặc khi loại bỏ khí trời lọt vào đường ống. Kiểm tra độ kín của đường ống cung cấp, mở van khí ra và đóng vào nếu áp suất giảm châm thì đuờng ống còn kín và ngược lại nếu áp suất tụi nhanh thì đường ống dẫn khí không còn tốt nữa. Kiểm tra đồng hồ đo áp suất tại mỗi van và kiểm tra đồng hồ đo áp suất khí tại tủ phân tích CEBII để xác định áp suất khí của bình chứa, áp suất trong đường ống và áp suất trước khi vào bộ phân tích. Kiểm tra các bình khí có đủ áp suất không (áp suất tối thiểu là 4 bar) và còn trong thời gian sử dụng hay không. Trong các bình chứa khí, có hai bình khí rất độc được đặt vào trong một tủ riêng, hai bình này chỉ nên mở khi thử nghiệm động cơ. Kiểm tra tủ phân tích CEBII. Kiểm tra các đường ống nối vào tủ CEBII. Kiểm tra các bộ phân tích xem có hoạt động tốt không. Đặc biệt là bộ phân tích NOx vì bộ phân tích NOx chỉ hoạt động tốt tại nhiệt độ 190°C vì vậy ta cần có thời gian cho bộ phân tích này hâm nóng, thời gian có thể lên tới vài giờ. Kiểm tra nguồn điện cung cấp cho tủ phân tích. Nếu sử dụng hệ thống phân tích khí xả cho động cơ diezen thì phải kiểm tra điện cung cấp cho bộ phận Particulate Unit, kiểm tra điện cho hệ thống Pre-filter dùng để làm nóng khí xả. Kiểm tra máy tính tích hợp trong tủ còn hoạt động tốt hay không. Kiểm tra chương trình điều khiển GEM. Kiểm tra các kết nối mạng của tủ phân tích với các bộ phận khác. (Với màn hình hiển thị quy trình thử nghiệm, với hệ thống làm mát hay hệ thống bơm khí nén). Kiểm tra các hệ thống khác. Kiểm tra hệ thống bơm khí nén. Khí nén được bơm với áp suất 6 bar và đựoc đưa vào tủ CEBII. Nếu áp suất không đủ thì quá trình điều khiển các van khí, quá trình làm sạch và cung cấp khí cho các bộ phân tích không đảm bảo chính xác. Kiểm tra hệ thống làm mát. Nếu hệ thống làm mát không làm việc sẽ làm cho tủ CEBII cũng không làm việc. Kiểm tra hệ thống thông gió. Hệ thống này ảnh hưởng trực tiếp tới kết quả đo và ảnh hưởng gián tiếp tới người vận hành điều khiển. Ngoài ra nếu hệ thống thông gió không làm việc có thể làm cho tủ phân tích cũng không làm việc. Nếu đo thử nghiệm với động cơ nhiều xylanh thì hệ thống cung cấp nhiên liệu để đo suất tiêu hao nhiên liệu cũng cần được kiểm tra và điều chỉnh. Cũng với động cơ nhiều xylanh, hệ thống đo momen của động cơ phải được kiểm tra xem đã đồng trục chưa, đã chắc chắn chưa, các then an toàn đã để đúng vị trí chưa… Kiểm tra hệ thống cảm biến đo các số liệu liên quan tới động cơ như cảm biến nhiệt độ, cảm biến tốc độ, cảm biến độ mở bướm ga… Vận hành. 4.4.2.1 Các thao tác trước khi vân hành. Thao tác đầu tiên là để ôtô trong phòng thử khoảng 2 ngày trước khi thử nghiệm. Để bắt đầu một bài thử nghiệm, cần phải mở các van khí trong tại bìmh chứa khí nén. Sau đó mở các van khí tại phòng thử nghiệm. Bật công tắc điện cho các hệ thống hỗ trợ khác như công tắc quạt thông gió, hệ thống bơm khí nén… Hệ thống thông gió hoạt động phải đảm bảo thông thoáng trong phòng thử, giữ nhiệt độ phòng thử luôn không đổi đồng thời giúp cho thành phần khí nền được ổn định. Hệ thống thông gió được lắp trên trần phòng thử và có bộ phận lọc bụi. Bật hệ thống điều khiển dyno, phải ấn Reset rồi ấn On trên bàn điều khiển dyno để hệ thống quạt hút ngầm và quạt làm mát được đặt trước ôtô. Quạt ngầm làm mát dyno còn quạt động cơ có mối liên hệ với dyno, khi xe chạy dyno quay và quạt làm mát có tốc độ phù hợp với tốc độ của động cơ. Có như thế mới đảm bảo giống điều kiện xe chạy ở môi trường bên ngoài. Bật công tắt điện cho hệ thống điều khiển: Bật công tắc điện cho máy tính chủ khởi động. Bật công tắc nguồn cho hệ thống MPS2. Bật công tắc điện cho máy tính điều khiển hệ thống CVS. Bật công tắc điện cho máy tính điều khiển hệ thống Chassis Dynamometer 48”. Bật công tắc điện cho tủ phân tích CEBII. Bật công tắc điện khởi động máy tính trong tủ phân tích. Các máy tính có thể khởi động cùng một lúc. Nhưng khi khởi động phần mềm điều khiển thì phần mềm LNSdde trong máy tính điều khiển CVS được khởi động trước tiên sau đó là phần mềm MMI điều khiển băng thử Chassis Dynamometer 48” cùng với phần mềm Server trên máy chủ CESAR đựơc khởi động. Khi hệ thống máy tính trong tủ phân tích hoạt động xong, kích hoạt phần mềm để nối với máy chủ CESAR. Ở chế độ tự động thì máy chủ sẽ điều khiển toàn bộ hệ thống thử, còn ở chế độ điều khiển bằng tay thì các máy tính sẽ điều khiển hệ thống riêng mà nó đảm nhận. Chờ cho toàn bộ hệ thống làm việc ổn định. (Làm ấm các thiết bị tránh tình trạng đọng nước và đưa thiết bị về trạng thái làm việc ổn định). Các thao tác khi vận hành hệ thống đo. Tiến hành chọn các thông số cho quá trình thử phù hợp với mục đích thử. Quá trình chọn thông số được thực hiện trên máy tính CESAR theo các bước sau: Kích hoạt ASC trên thanh công cụ. Nhấp thông tin về chu trình thử nghiệm bao gồm tham số thiết lập tất cả các bộ phân tích và đầu nối thiết bị. Tải cấu hình “configuration” bằng cách chọn một cấu hình thích hợp trong trình đơn “Globar command” của ASC. Kiểm tra cấu hình trong ASC: Chọn thư mục “Work Spake” trong “Globar command” của ASC. Cửa sổ “Work Space” sẽ hiện ra tất cả các cấu hình đã lựa chọn và hiển thị tất cả hệ thống đã chuẩn bị. Mầu của các biểu tượng cho biết trạng thái làm việc của hệ thống. Mầu xanh thể hiện thiết bị không có lỗi và đã sẵn sàng thử nghiệm. Mầu vàng thể hiện thiết bị đang bận với các thủ tục kiểm tra. Mầu tím thể hiện giá trị nhận được từ bộ phân tích là không đáng tin cậy. Mầu đỏ cho biết thiết bị có khi kiểm tra, lỗi và số lỗi được hiển trị trong Message manager. Khi lỗi mất đi, hộp thoại chuyển sang màu xanh hoặc vàng. Mầu xám thể hiện thiết bị làm việc không làm việc. Sau khi lựa chọn chu trình thử, nhấn nút “OK” rồi nhấn “YES” ở cửa sổ đối thoại. Khi đó hệ thống đang lập cấu hình và sẽ chạy theo cấu hình đó. Để huỷ bỏ một quá trinh thử, nhấn nút “Cancel” trên hộp dữ liệu thử (test data box). Sau khi nhấn “Cancel” sẽ có một hộp thoại hiển thị ra và nếu nhấn tiếp “No” thì quá trình thử sẽ dừng lại, hệ thống quay về trạng thái ban đầu. Khi đo, giá trị đo được hiển thị theo biểu đồ dây và các số liệu thể hiện quá trình thử đang thực hiện và các giá trị được đo liên tục. Các thao tác khi vận hành tủ CEBII. Khi sử dụng tủ phân tích CEBII phải bật công tắc điện của tủ sau đó mới bật công tắc điện của máy tính tích hợp trong tủ. Quan sát các đồng hồ chỉ áp suất các chất khí, các khí tham gia vào quá trình đo thì áp suất phải đạt 4 bar còn các khí dùng để làm sạch và để điều khiển các van thì cần áp suất 6 bar. Nhấn vào biểu tượng kết nối trên màn hình tích hợp trong tủ (GEM), khi kết nối được thực hiện sẽ có biểu tượng xuất hiện ở thanh toolbar. Hình 4.15 B ểu tượng ở thanh toolbar Sau khi máy tính tích hợp kết nối xong, màn hình sẽ hiện ra màn hình đo chính. Trên màn hình có các nút chức năng. Hình 4.16: Màn hình đo chính. Trong màn hình chính có các đối tượng con đồng thời cũng là bảng điều khiển và hiển thị về một bộ phân tích. Chọn các bộ phân tích mà ta cần đo để hiệu chỉnh bằng cách tích vào góc của đối tượng con hoặc chọn tất cả các bộ phân tích bằng cách nhấn phím Ctrl và dấu công (+) trên bảng điều khiển. Chọn dải phân tích cho từng bộ phân tích bằng cách nhấn chuột trên màn hình vào vị trí đánh số dải đo. H ình 4.17: Một đối tượng đo. Để hiệu chỉnh bộ phân tích bằng tay chọn nút chức năng Flow zero để thổi một luồng khí hiệu chỉnh vào, làm như thế để lọc sạch khí không đảm bảo hàm lượng chứa trong đường ống dẫn và làm cho kết quả đo chính xác hơn. Quan sát chỉ số đo trên cửa sổ hiển thị, thấy kết quả đo gần tới giá trị không thì có thể dừng chức năng này lại, chờ cho bộ phân tích ổn định lại và ghi nhận kết quả đo được. Chọn chức năng Flow Span để thổi luồng khí hiệu chỉnh giá trị điểm cuối dải đo. Hình 4.18: Đồ thị dữ liệu đo. Quan sát giá trị hiển thị trên cửa sổ hiển thị của bộ phân tích, nếu thấy giá trị đó không thay đổi và gần tới giá trị hàm lượng do nhà sản xuất cung cấp thì có thể dùng chức năng này lại. Để quan sát một các trực quan rõ ràng hơn bằng đồ thị ta có thể bật màn hình hiển thị thông tin của bộ phân tích. Khi nào thấy đồ thị gần như là một đường thẳng nằm ngang và giá trị đo gần giá trị hàm lượng nhà sản xuất cung cấp thì có thể dừng quá trình hiệu chuẩn. Để bộ phân tích ổn định lại, chọn dải đo khác và làm tương tự như trên. Sau khi hiệu chỉnh xong có thể kiểm tra lại bằng cách chọn chức năng “Zero check” hoặc “Span check” để kiểm tra lại quá trình hiệu chỉnh. Quan sát chỉ số dao động của đồ thị hàm lượng nằm ở phía dưới màn hình hiển thị giá tri đo. Nếu quá trình kiểm tra phát hiện ra lỗi sẽ đưa ra một thông báo về lỗi và số lỗi. Nếu có lỗi trong quá trình kiểm tra của bộ phân tích nào, ta phải chọn lại bộ phân tích đó và làm lại quá trình hiệu chuẩn. Muốn hiệu chuẩn một cách tự động, chọn chữ “A” trên màn hình (cạnh vị trí đánh số dải đo). Nhấn chuột vào vị trí “Auto Cal” hoặc nhấn phím F9 trên bảng điều khiển hay có thể chuột phải vào cửa sổ biểu tượng của luồng khí đi vào (Gas Flow Status) sẽ có một danh sách các chức năng hiện ra. Hình 4.20: Chức năng hiệu chuẩn Chọn “Calibration” sau đo chọn “Auto Calibrate”. Khi đó Tủ phân tích sẽ tự đông hiệu chỉnh và kiểm tra. Trong quá trình hiệu chỉnh và kiểm tra, nếu có bộ phân tích nào không đạt thì sẽ có một thông báo về bộ phân tích, về lỗi hiệu chỉnh kiểm tra, về dải đo bị lỗi. Nếu như có lỗi trong quá trình hiệu chỉnh và kiểm tra thì ta phải hiệu chỉnh lại bằng tay cho tới khi không còn lỗi. Các thao tác khi lái xe theo chu trình thử. Khi hệ thống chuẩn bị xong và sẵn sàng cho quá trình thử, tiến hành lái ôtô theo đường thử được thể hiện trong màn hình hỗ trợ người lái (drives’s aid). Các hệ thống chỉ thực sự bắt đầu đo khí xả khi ta ấn nút “Start” trên drives’s aid và để lấy mẫu chính xác thì ôtô phải được khởi đông từ trước đấy rồi. Sau đấy người lái xe phải lái theo đúng đường thử. Nếu như có quá nhiều lỗi trong quá trình lái thì bài thử nghiệm sẽ không được chấp nhận. Phân tích kết quả, sao lưu, in ấn và đánh giá. Khi người lái xe hoàn thành quãng đường thử, hệ thống sẽ tự động lấy khí mẫu và tự động phân tích các thành phần khí. Kết quả phân tích sẽ được hiển thị trên màn hình khi kết quả phân tích được tính toán xong. Với hệ thống phân tích cho động cơ diezen ngoài phân tích các thành phần khí còn phải tiến hành cân các lọc để xác định khối lượng thành phần dạng hạt có trong khí xả. Kết quả đo sẽ tự động được lưu lại. Các kết quả phân tích sẽ được so sánh với các tiêu chuẩn môi trường mà ôtô đang hướng tới. Kết quả phân tích sẽ được in thành một bản tài liệu đi kèm với xe cho biết xe có đạt tiêu chuẩn về môi trường không. Thao tác kết thúc quá trình thử và tắt các hệ thống Sau khi tiến hành xong một chu trình thử có thể tiếp tục tiến hành quá trình thử khác. Nếu không tiếp tục thử thì phải tắt các hệ thống. Khi tắt các thiết bị thì ngược lại so với khi bật hệ thống. Đối với tủ phân tích: Đầu tiên tắt chu trình thử. Ngắt kết nối của máy tính (chọn “Shutdown”) Hình 4.21: Ngắt kết nối. Vào “Start” ở thanh “toolbars” sau đó chọn “Shutdown”. Chờ cho máy tính tích hợp trong tủ phân tích tắt hẳn rồi ta mới tắt điện của máy tính. Cuối cùng là tắt điện vào tủ phân tích. Đóng tất cả các van khí. Các lưu ý khi vận hành thiết bị. Khi thực hiện một chu trình thử phải chú ý các thao tác vận hành thiết bị đúng trình tự. Phải chú ý tới các tín hiệu cảnh báo như mầu sắc, âm thanh. (Quan sát các đèn báo, nghe các tín hiệu cảnh báo hoặc nghe tiếng hoạt động của các thiết bị. Đối với các phép đo không quan trọng và hệ thống mới thử nghiệm xong ta có thể không cần hiệu chuẩn các bộ phân tích mà chỉ cần kiểm tra, nếu hàm lượng quá sai lệch lúc đo ta mới cần hiệu chỉnh. Còn với các phép đo quan trọng (đăng kiểm kiểu mẫu) thì trước mỗi phép đo phải hiệu chuẩn kể cả là phép đo liên tục gần nhau. Khi vận hành thiết bị phải chú ý thời gian và cường độ làm việc của hệ thống để có chế độ bảo hành hợp lý. Khi hiệu chuẩn các bộ phân tích bằng tay ta phải hiệu chuẩn từ dải thấp đến dải cao (dải có hàm lượng các chất nhỏ đến dải có hàm lượng các chất lớn). Còn khi tuyến tính hoá thì ngược lại. Sau khi thử nghiệm xong, phải chú ý kiểm tra các hệ thống, kiểm tra lại các van khí, kiểm tra lại các công điện. Mục lục Lời mở đầu. Chương I: Những vấn đề về ô nhiễm do động cơ sinh ra. 1 1.1 Vấn đề ô nhiễm môi trường. 1 1.2 Sự hình thành các chất độc hại trong khí thải động cơ. 2 1.2.1 Sản phẩm cháy của động cơ. 2 1.2.2 Điều kiện hình thành các chất độc hại. 3 1.2.2.1 Đối với động cơ xăng. 3 1.2.2.2 Đối với động cơ diesel. 4 Chương II: Giới thiệu chung về hệ thống khí thử nghiệm khí thải. 7 2.1 Sơ đồ và nguyên lý của hệ thống. 7 2.1.1 Giới thiệu chung về hệ thống thử nghiệm khí thải động cơ ôtô 7 2.1.2 Vai trò của toàn bộ hệ thống. 9 2.1.2.1 Nguyên lý làm việc của hệ thống. 9 2.1.2.2 Nguyên lý làm việc của các cụm chi tiết 10 2.2 Chức năng các thiết bị trong hệ thống. 12 2.2.1 Thiết bị lọc không khí. 12 2.2.2 Vị trí hoà trộn. 13 2.2.3 Ống làm loãng. 14 2.2.4 Tủ lọc lấy mẫu dạng hạt trong khí xả. 15 2.2.5 Đầu lấy mẫu tổng hợp CnHm. 16 2.2.6 Bộ phận lấy mẫu một ống Venturi. 17 2.2.7 Tủ khí mẫu. 18 2.2.8 Quạt hút. 20 2.2.9 Một số đặc điểm của hệ thống lấy mẫu khí thải. 20 Chương III: Thiết bị phân tích khí thải. 22 3.1 Vai trò CEBII trong hệ thống thử nghiệm khí xả. 22 3.2 Kết cấu tủ CEBII. 22 3.2.1 Mô hình tủ CEBII. 22 3.2.2 Vị trí các mô đun trong tủ phân tích. 24 3.2.3 Mô tả hệ thống điều khiển. 26 3.2.3.1 Bố trí của hệ thống điều khiển. 26 3.2.3.2 Sự điều khiển nhiệt độ. 27 3.2.3.3 Các đặc trưng an toàn. 27 3.2.4 Mô tả các thành phần cấu tạo. 28 3.2.4.1 Đường lấy mẫu. 28 3.2.4.2 Lọc khí mẫu. 28 3.2.4.3 Đường dẫn khí tới bộ phân tích. 29 3.2.4.4 Bộ phân tích lạnh CO, CO2. 29 3.3 Nguyên lý hoạt động của các bộ phân tích. 30 3.3.1 Nguyên lý làm việc của bộ phân tích CO. 30 3.3.2 Nguyên lý làm việc của bộ phân tích NO và NOx. 32 3.3.3 Nguyên lý làm việc của bộ phân tích O2. 33 3.3.4 Nguyên lý làm việc của bộ phân tích CnHm. 34 3.4 Sơ đồ các đường dẫn khí. 37 3.4.1 Sơ đồ đường dẫn khí xả không hoà trộn của động cơ diesel (Raw Gas Engine tesstbed). 37 Sơ đồ đường dẫn khí xả không hoà trộn của động cơ xe ôtô con (Raw Gas DINO). 38 Sơ đồ đường dẫn khí xả liên tục đã qua làm loãng của động cơ xăng (CVS Cont Diluted Gasoline). 38 Sơ đồ dẫn khí xả liên tục đã qua làm loãng của động cơ diezen (Cont diluted diezel tunner). 39 Sơ đồ đường khí để hiệu chuẩn giá trị đo dải đo của NO (Span NO). 39 Sơ đồ đường dẫn khí hiệu chuẩn giá trị dải đo của C3H8 (Span C3H8, 2nd Span C3H8) . 39 Sơ đồ đường dẫn khí hiệu chuẩn giá trị dải đo của CO2 nguyên gốc (Span CO2 tracer). 40 3.4.8 Sơ đồ đường dẫn khí hiệu chỉnh giá trị dải đo của O2: (Span O2). 40 3.4.9 Sơ đồ đường dẫn khí hiệu chỉnh giá trị dải đo của O2: (Span O2). 40 3.4.10 Sơ đồ đường dẫn khí dùng để hiệu chuẩn giá trị dải đo của khí CO (Span CO low và Span CO high). 40 Sơ đồ đường dấn khí nén làm sạch hệ thống (Compressed Air Backflush IN). 40 3.4.12 Sơ đồ đường dẫn khí Synth Air. 41 3.4.13 Sơ đồ đường dẫn khí N2. 42 3.4.14 Sơ đồ khí nén để đóng mở các van (Compressd Air In). 43 3.4.15 Sơ đồ đường khí cháy cung cấp cho bộ phân tích HC (H2/He) 43 3.5 Giới thiệu về phần mền điều khiển phân tích khí xả GEM. 43 3.5.1 Phần mềm GEM 110. 43 3.5.2 Khởi động phần mềm. 43 3.5.3 Các thành phần giao diện với người sử dụng. 45 Chương IV: Vận hành và sử dụng thiết bị. 51 4.1 Hiệu chuẩn các bộ phân tích. 51 4.1.1 Mục đích hiệu chuẩn các bộ phân tích. 51 4.1.2 Các khí dùng để hiệu chuẩn. 51 4.1.2.1 Bảng danh sách các loại khí. 52 4.1.2.2 Chức năng các loại khí. 54 4.1.3 Các chức năng CEB II thực hiện trong quá trình hiệu chuẩn. 55 4.1.3.1 Hiệu chuẩn tay giá trị không, giá trị dải đo và kiểm tra giá trị không. 55 4.1.3.2 Hiệu chuẩn tự động. 56 4.2 Sự tuyến tính hoá. 58 4.2.1 Tuyến tính hoá là gì và sự cần thiết phải tuyến tính hoá. 58 4.2.2 Các bước tuyến tính hoá. 58 4.2.2.1 Tuyến tính hoá tự động. 58 4.2.2.2 Kiểm tra tuyến tính hoá. 59 4.2.3 Các thao tác cụ thể để tuyến tính hoá. 60 4.2.3.1 Tuyến tính hoá tự động. 60 4.2.3.2 Kiểm tra tuyến tính hoá. 64 4.2.3.3 Tuyến tính hóa thủ công. 64 4.3 Các hàm tuyến tính hoá. 68 4.4 Quy trình vận hành. 70 4.4.1 Kiểm tra thiết bị trước khi vận hành. 70 4.4.1.1 Kiểm tra ôtô. 70 4.4.1.2 Kiểm tra các đường dẫn khí. 70 4.4.1.3 Kiểm tra tủ phân tích CEBII. 71 4.4.1.4 Kiểm tra các hệ thống khác. 71 4.4.2 Vận hành. 71 4.4.2.1 Các thao tác trước khi vân hành. 71 4.4.2.2 Các thao tác khi vận hành hệ thống đo. 72 4.4.2.3 Các thao tác khi vận hành tủ CEBII. 73 4.4.3 Các thao tác khi lái xe theo chu trình thử. 76 4.4.4 Phân tích kết quả, sao lưu, in ấn và đánh giá. 76 4.4.5 Thao tác kết thúc quá trình thử và tắt các hệ thống. 77