车内有害气体环境模拟及检测试验

车内有害气体环境模拟及检测试验
一、方案说明：
1、车内有毒有害气体主要包括：氨、甲醛、有机挥发物（苯、甲苯等）。

2、甲醛气体测量仪为电化学气体分析仪测量，有机挥发物（TVOC）气体测量仪为半导体/光电子传感变送器。

测量范围：0～10PPM（甲醛），0～500PPM（TVOC）。

3、采用现场测量的方法，即传感器放置在舱内，实时监测舱内的气体浓度。

4、分析仪安装在主控室里，由分配器分配环境舱气源，然后送至分析仪。

成套设备由一PLC 控制，可以与环境舱单向通讯；系统包含气体分析、气体采样、气体预处理、标定、反吹、控制6个部分。

5、设计采用气体分析器来测量有害气体的浓度。

6、气体成分分析系统包括采样系统、预处理系统、分析系统、反吹系统、标定系统、控制系统，气体浓度分析部分包括传感器、防尘罩、数据采集系统，主要负责实时监测舱内浓度。

工作原理如图11-1所示，图中黑线为气体管道，天蓝色虚线为控制信号线，棕色和蓝色虚线为R485通信线。

图11-1 工作原理图
7、系统上电后，环境舱的单元控制器（PLC1～PLC5）通过现场安装的传感器采集得到各舱内的气体浓度信号，经处理后显示输出气体浓度值。

8、气体分析系统启动后，气体分析部分自动对环境舱的气体浓度进行监测。

通过气路选择
部分，选择监测的环境舱，例如监测Chamber1时，Chamber1的气体在抽吸泵的抽吸作用下，经预处理（除尘、脱水、脱气后）依次流经气体分析仪，最后排到大气中；巡回监测控制器通过气体分析仪将采集到chamber1的气体浓度值，并将浓度测量结果通R485通信线传输到chamber1单元控制器（PLC1）。

9、主控系统通过R485通信线从各单元控制器中读取各气体组分的浓度。

10、分析部分采用现场直接布置传感器的方式。

标定：所选传感器为带手动标定功能的传感器，并配备了相应的标定装置，可定期对传感器进行标定，保证仪器测量精确度。

11、图11-2为其他环控舱对CH4、CO2、O2气体分析构成简图示例，（汽车内有害气体分析与此类同）图中右侧设备均将安装在一个立柜中。

①、监测：控制小舱样气依次进入气体分析仪进行气体组分浓度测量。

②、空气预处理：在气体管路中设置了预处理系统，可对管道中的气体进行多级除尘、干燥，确保进入分析仪气体为洁净、干燥的气体，并脱除干扰气体。

③、反吹系统：清扫气体管道，确保管道通畅。

④、分析系统：对气体组分浓度进行监测，可适当增加或减少分析气体的种类。

⑤、标定：对气体分析仪定期进行标定，保证仪器测量精确度。

⑥、控制系统：可自动进行采样、分析、输出等各项功能。

图11-2 CH4、CO2、O2气体分析构成简图
二、补气系统设计
1、根据技术要求，舱需要氨、甲醛、苯、甲苯的补气系统。

2、对于甲醛气体，每种气体的补气系统结构如下图11-3所示。

图11-3 补气系统结构
1、共4套补气系统：氨、甲醛、苯和甲苯各一套。

2、补气系统能够对舱同时进行补气；
3、气源采用高纯度的标准气体。

4、为确保补气管道的洁净，防止电磁阀堵塞引起浓度失控，在主管和支管上均布置了过滤器。

5、为保证补气精度，防止超调，选用优质的限流器，限制加气量。

6、每个支管上均按有一个手阀，便于系统检修，提高系统可靠性，例如单支管出现问题时，不会影响整个补气系统的功能。

三、新风系统设计
本方案采用引入新风的方法稀释舱内的有害气体，在一般工况控制时，确保舱内空气的品质；在配气工况控制时，确保气体浓度不会太高，能够稳定在目标值附近。

新风风量可根据实际需求变频调节。

四、有害气体浓度控制设计
1、气体控制方法
由PLC程序根据气体浓度当前采集量，通过往舱内适当补充各种标准气体或者开新风换气，以达到预期的气体浓度要求。

2、一般使用工况气体成分控制
一般使用工况气体成分控制包括新风系统和监控系统。

控制系统根据实测气体浓度值和设定的目标气体浓度值，通过预先设定的控制算法，控制新风的加载量，确保舱内有害气体的浓度低于设定值。

3、配气使用工况气体成分控制
配气使用工况气体成分控制包括新风系统、补气系统、监控制系统。

控制系统根据实测气体浓度值和设定的目标气体浓度值，通过预先设定的控制算法，控制新风的加载量和补气量，确保舱内有害气体的浓度稳定在设定值附近。