Спектрометр размеров частиц в выхлопных газах двигателей TSI 3090

Компания ОЛИЛ является официальным дистрибьютором TSI – американского производителя оборудования для мониторинга и автоматизации чистых помещений

Гарантированные поставки от зарубежных производителей

Имеем офисы в Латвии, Казахстане и ОАЭ, поэтому имеем возможность закупать и завозить в Россию контрольно-измерительные приборы от зарубежных производителей.

Выгодные цены для предприятий и торгующих организаций

Гарантирована сохранность средств клиентов независимо от изменения курса валют. Предоставляем скидки для производств и торговых организаций.

Доставка импортных приборов за 90 дней из Европы, США и Азии

Гарантируем выполнение заказа в согласованный срок. Сроки поставки КИПиА фиксируются в договоре. Доставка по России и СНГ оплачивается покупателем.

Профессиональный консалтинг и подбор аналогов

Подберем лучший вариант из доступного контрольно-измерительного оборудования по соотношению цены, качества и срокам.

Описание спектрометра TSI 3090

Спектрометр TSI Engine Exhaust Particle Sizer (EEPS™) 3090 использует матрицу чувствительных электрометров в сочетании с тремя запатентованными матрицами инверсии данных для получения в реальном времени данных о размере частиц в 32 каналах размера (16 каналов на декаду). Матрицы инверсии данных позволяют исследователю оптимизировать точность распределения размеров для конкретных типов частиц (сажа, дефолт и компактные), причем матрицы могут применяться во время измерения или в среде постобработки. В спектрометре EEPS не предусмотрено встроенное разбавление образца, что дает пользователю максимальную гибкость и независимость в отношении подготовки образца. Однако для измерения твердых частиц из двигателей TSI теперь предлагает термодилататор с пористой трубкой (PTT) 3098 — полностью интегрированное решение для подготовки образца для спектрометра EEPS; вместе они составляют систему измерения частиц выхлопных газов двигателей (EEPMS) 3095.

Спектрометр EEPS работает при атмосферном давлении для предотвращения испарения летучих и полулетучих частиц; расходные материалы или внешний вакуумный насос не требуются. Обеспечивая распределение размеров и концентрацию частиц (вплоть до 1000 частиц/см3) десять раз в секунду, спектрометр EEPS зарекомендовал себя как ценный инструмент для инженеров по автомобильным выбросам и исследователей аэрозолей.

Особенности и преимущества

• Измерение частиц от 5,6 до 560 нм
• Сбор данных с частотой 10 Гц фиксирует переходные события в режиме реального времени
• Комплексное программное обеспечение для сбора и анализа данных
• Выбор матриц в зависимости от применения для более
• точного измерения (см. приложение EEPS-005)
• Размещение в одном корпусе весом всего 32 кг
• Четыре конфигурируемых аналоговых выхода
• Дополнительный последовательный командный протокол AK для испытаний на выбросы
• системная интеграция с главным контроллером

Области применения
Измерения в реальном времени и исключительная точность делают спектрометр EEPS™ 3090 эффективным инструментом для измерения выбросов частиц во время переходных циклов работы двигателя и для определения характеристик устройств доочистки выхлопных газов. Хотя спектрометры TSI® Scanning Mobility Particle Sizer™ (SMPS™) обеспечивают значительно более высокое разрешение по размеру, они лучше всего подходят для измерения стабильных условий работы двигателя. Спектрометр EEPS позволяет пользователям визуализировать выбросы частиц во время переходных циклов испытаний двигателя с временным разрешением 10 Гц.

Это делает EEPS хорошо подходящим для:

• наблюдения за загрузкой DPF и проскальзыванием частиц
• калибровки двигателей для снижения выбросов частиц
• определения эффективности DPF
• тормозной пыли и износа шин

Технические характеристики спектрометра TSI 3090

Спектрометр EEPS™ был разработан для непрерывного измерения целых циклов испытаний. Например, пользователи могут использовать этот прибор для наблюдения за загрузкой фильтра или для снижения выбросов ниже определенных пределов во время калибровки двигателя. Благодаря возможности сбора и отображения данных в режиме реального времени сбора данных и возможности отображения, пользователи могут визуализировать и изучать динамическое поведение выбросов частиц, которые происходят во время переходных циклов испытаний. Сюда входят частицы, образующиеся в результате в результате изменения скорости вращения двигателя, крутящего момента или нагрузки, или частицы которые образуются в течение первых нескольких секунд после холодного запуска двигателя или во время регенерации сажевого фильтра (DPF).

Каждое устройство поставляется с программным обеспечением, не имеющим аналогов в промышленности. Программное обеспечение объединяет сбор и анализ данных в единой программе для простоты использования, поэтому нет необходимости во внешней обработки данных электронных таблиц.

Спектрометр EEPS™ обладает характеристиками, которые важны для исследователей, занимающихся разработкой двигателей, и инженеров/техников, проводящих испытания на выбросы частиц:

Измерения в реальном времени.
Скорость передачи данных 10 Гц позволяет пользователям определять и соотносить быстро меняющиеся выбросы частиц с конкретными событиями в двигателе во время цикла испытаний.

Широкий диапазон размеров и высокое разрешение.
Прибор измеряет выбросы частиц от 5,6 до 560 нанометров, сообщая в общей сложности о 32 каналах (16 каналов размера на декаду). Кроме того, прибор работает при атмосферном давлении для устранения любых летучих частиц.

Широкий динамический диапазон концентрации.
Разработанный специально для использования с EEPS™ 3090, PTT является ценным инструментом при измерении выбросов твердых частиц с размером менее 23 нм, выбросов GDI при холодном запуске, а также при выполнении характеристики DPF или GPF. PTT обеспечивает измерение в реальном времени и контроль коэффициента разбавления, который может изменяться от 10:1 до 500:1. Летучие вещества удаляются каталитическим нейтрализатором, а пористая конструкция трубки минимизирует потери частиц размером менее 23 нм. PTT имеет линию подачи образцов, которая может нагреваться до 200°C, время отклика < 1,8 секунды и возможность интеграции в систему испытательного стенда через AK-протокол.

Надежная конструкция и эксплуатация.
Все компоненты EEPS размещены в одном корпусе, который весит всего 32 кг, включая насос для образцов, что позволяет легко перемещать прибор между испытательными стендами и занимать меньше места в испытательной камере. Для работы достаточно включить питание и дать прибору прогреться (приблизительно 10 минут). Микропроцессор измеряет температуру и барометрическое давление и автоматически преобразует эти значения в объемный расход. Это позволяет поддерживать калибровку и обеспечивает точные и воспроизводимые измерения. Эксплуатация действительно очень проста — EEPS не требует специалиста для правильного использования.

Обслуживание стало простым.
Когда возникает необходимость в чистке прибора, то чистящий инструмент (входит в комплект поставки) позволяет пользователям быстро вытереть сажу или другие частицы, которые могли скопиться на электрометров. Процесс занимает менее 15 минут — экономя при этом время и деньги

Дисплей на передней панели.
С помощью дисплея и ручки управления пользователи могут просматривать результаты измерений в режиме реального времени и быстро проверять настройки рабочих параметров и состояние. Данные можно просматривать в различных диапазонах и форматах, включая автодиапазон, линейную или логарифмическую шкалу. Единицы измерения концентрации нормализованы (dN/dlogDp) для удобства сравнения с другими приборами. Уникальный индикатор концентрации «в диапазоне» показывает максимальный и минимальный диапазоны концентрации для проверки того, что измерения находятся в пределах заданного рабочего диапазона.

Гибкое управление данными.
Программное обеспечение EEPS объединяет сбор и анализ данных для удобства. Оно предлагает множество расширенных функций, включая:
▪ просмотр всего цикла испытаний двигателя с возможностью увеличения масштаба отдельных событий
▪ просмотр 3D-видео распределения размеров и концентрации частиц в зависимости от времени
▪ обработка эффективных плотностей для расчета и вывод PM
▪ выбор матриц в зависимости от применения для более точного измерения

Высокая скорость потока образцов.
Спектрометр EEPS™ работает со скоростью 10 л/мин, что значительно снижает потери при отборе образцов частиц из-за диффузии.

Пользовательские входы.
Внешний входной триггер «пуск» позволяет работать дистанционно. Два аналоговых входа позволяют регистрировать и соотносить с другими параметрами двигателя. Дополнительная возможность протокола AK позволяет большую системную интеграцию.

Проверенная технология измерения.
Компания TSI® разрабатывает и производит приборы для измерения частиц с помощью классификации электрической подвижности уже более 50 лет.

Принцип работы
Прибор обеспечивает непрерывную подачу пробы из выхлопного потока на вход . С помощью коронного разряда частицы получают заданный уровень положительного заряда. Затем заряженные частицы поступают в зону измерения рядом с центром выполненного в виде стержня высоковольтного электрода, и транспортируются вниз вдоль колонны, обдуваемой инструментальным воздухом, очищенным с помощью НЕРА-фильтра. К электроду приложено положительное напряжение, создающее электрическое поле, отталкивающее положительно заряженные частицы наружу в соответствии с их электрической подвижностью. Заряженные частицы достигают соответствующих электрометров и передают свой заряд. Частицы с более высокой электрической подвижностью достигают электрометр, находящийся в верхней части, в то время как частицы с более низкой подвижностью ударяются о соответствующий электрометр, расположенный ниже. Такое многодетекторное измерение с использованием высокочувствительных электрометров позволяет одновременно измерять концентрацию частиц различных размеров по их фракциям.

В спектрометре 3090 используется инверсия данных в реальном времени для их развернутого представления. Инверсия возникает за счет частиц с различным зарядом, распределения заряда, использования различных разностей потенциалов на центральном стержне и времени детектирования, что позволяет представить распределение по размерам, соответствующее специфическому времени.

Стандартный метод для определения размера субмикронных частиц связан с применением спектрометра SMPS, который используют даже конкуренты TSI для калибровки своих собственных приборов. При измерении параметров двигателя в установившихся рабочих условиях данные, получаемые с помощью спектрометра 3090, хорошо соответствуют результатам, получаемым с помощью систем типа SMPS.  SMPS оптимален для контроля двигателя в рабочих условиях установившегося процесса, но ему требуется от 30 до 60 секунд минимум для получения распределения по размерам. Поэтому SMPS неудобен для измерения выбросов частиц при испытаниях в условиях переходных циклов. В то же время спектрометр EEPS позволяет измерять выбросы частиц в реальном времени.

Программное обеспечение EEPS — это интерфейс для сбора и анализа данных. Данные о выбросах частиц могут отображаться в различных форматах во время сбора данных и для анализа после сбора. Можно отобразить пять предопределенных основных видов:

• текущий вид;
• табличный вид;
• гистограмма;
• общая концентрация;
• 3-D график.

Текущий вид представляет собой цветной 2-D контурный график, позволяющий пользователю осуществить быстрый анализ цикла испытаний двигателя, масштабировать его и проанализировать интересующие события детально, используя другие представления данных. Табличный вид включает счетную концентрацию для каждого канала, а после ввода эффективной плотности позволяет определять также площадь поверхности, объем и массу (PM). Помимо этого, также генерируются статистические отчеты о средних, среднем диаметре, средней геометрии, режиме, геометрическом стандартном отклонении и суммарной концентрации для каждого измерения.

Каждое из измерений может быть представлено в виде гистограммы с линейной или логарифмической шкалой. Границы представления могут быть установлены на предельные значения, выше которых статистика будет вычислена в таблице. Индикаторы концентрации «в пределах диапазона» выводятся на дисплей при сборе и анализе данных.

3-D зависимость распределения по размерам от времени делает легкой идентификацию и расчет выбросов частиц во время специфических событий испытательного цикла. Измерения могут быть представлены в уникальном динамическом режиме для всего цикла работы двигателя, или можно представить их в увеличенном виде за нужный период. Измерения можно запустить вручную, с помощью внешнего триггера, или запрограммировать их старт на определенное время. Программное обеспечение позволяет выбрать циклы испытаний продолжительностью до 90 минут.

Программное обеспечение EEPS также предоставляет пользователю функцию экспорта данных для дальнейшей самостоятельной обработки. Данные могут быть экспортированы в текстовый файл или электронную таблицу автоматически и непрерывно по мере их сбора, или вручную, после завершения сбора данных. Программное обеспечение предлагает широкий выбор типов графиков и цветов, типов шрифта и стилей.

Все индикаторы состояния прибора и управления доступны через дисплей фронтальной панели и управляются через программу. Сюда входят такие рабочие параметры, как расходы газов, напряжения на колонне, ток зарядного устройства частиц, температура воздуха для обдува, входное давление. Работа потоков, зарядного устройства, напряжения на колонне также могут быть включены и выключены с использованием программного обеспечения. В дополнение показания электрометра, распределение по размерам, общая концентрация могут быть измерены перед началом сбора данных

Измерение выбросов частиц промышленного 3D-принтера

Для измерения выбросов частиц использовался промышленный 3D-принтер (Dimension sst 1200es). 3D-принтер использовал ABS (акрилонитрил-бутадиен-стирол) в качестве сырья. ABS является одним из наиболее распространенных материалов для 3D-печати. В принтере также используется водорастворимый вспомогательный материал, который действует как строительный каркас. Нависающие элементы 3D-печатного объекта (например, полка) поддерживаются во время печати быстро отвердевающим материалом. После завершения печати деталь замачивается в теплой воде, чтобы чтобы растворить каркас. В принтере, использованном в данной работе, применялся вспомогательный материал из акрилового сополимера.

Измерения в воздушном пространстве оператора принтера, стоящего рядом с принтером, показали повышенную концентрацию частиц. На графике показан временной след концентрации количества частиц, измеренной с помощью 3776 CPC и 3090 EEPS (с использованием 5-секундного усреднения и матрицы Soot).1 Эти две концентрации общего количества очень хорошо перекрывают друг друга и указывают на значительное увеличение концентрации частиц в зоне дыхания почти одновременно с началом печати вспомогательного материала.