简易滤纸式烟度计设计
AVL41教材5系列滤纸式烟度计培训
AVL 415 滤纸式烟度计内部综合培训周渊/ AVL 中国27.10.2012颗粒（及烟度）组成和测量设备碳氢（机油）碳“ C “碳氢(燃油）金属和其他硫水稀释颗粒由SPC472 或者CEC 全流稀释通道测量黑碳“ C “通过415s 滤纸烟度计测量439 不透光烟度计用于测量的烟度包括：-黑烟=碳”c”-蓝烟=可见的“碳氢蒸汽”-白烟=可见的“水蒸气”（取决于温度和浓度）Composition of Diesel Particulates在发动机试验台架上柴油排放测量系统的应用范围测量仪器滤纸式烟度计415/415S部分流系统SPC 472不透光度计439检测的成分全部柴油颗粒（滤纸称重-稀释后）烟密度应用ECE R 49, ESC, ETCEEC 91542, ISO 161838法规的认证试验, 研发ECE R 24 HD EURO III, ELR 法规的认证试验研发,生产累积测量累积测量实时在线测量方法研发,生产,特殊法规试验"C",黑烟全流系统AVL CEC Series CFV CVS气体排放全部柴油颗粒（滤纸称重-稀释后）研发,ECE R 49, ESC, ETCEEC 91542, ISO 16183,ECE R 86, EEC 70720,CFR 40, part 86法规的认证试验实时在线累积测量碳烟测量的基本概念和基本原理1.碳烟颗粒（Soot Particle)是在碳氢化合物高温下裂解或燃烧产生的(直径>1nm)。
2.碳烟颗粒测量是通过光学方法确定与被采集烟度大小成比例的滤纸黑度滤纸黑度PB(Paper Blackening) PB= 10*(1-Rb / Rw)Rb为采过烟度的滤纸反射值，Rw为干净滤纸反射值3. 碳烟可用三种结果表征：•滤纸烟度数FSN（Filter Smoke Number),无量纲，0-10,由ISO 10054定义FSN = PB 在405mm有效烟柱采样长度，100kpa, 25度条件下（BOSCH烟度数SZ = PB, ）•碳烟浓度（mg/M3)•污染级（%）仅日本用光学方法确定与被采集烟度大小成比例的滤纸黑度Influence to Results Due to Flow Resistance on the Loaded Filter PaperAVL Smoke Meter 415 / 415S Vs AVL409 ( or local)Comparison FSN / Bosch NumberBosch Number:Sampling Volume:330 cm3Filter Area:8,14 cm2 (d=32 mm) Effective Length:40,5 cmFSN:Effective Length:40,5 cm Temp. at Filter Area:25 °C Press. at Filter Area: 1 barAVL415:Diesel Smoke Measurement withNew Sampling Technology•Internal temperature, pressureand flow sensors secure highreliability and comparibility of themeasurement results•High accuracy and bestreproducibility also for lowestsmoke values•Variable sampling volume•Continues sampling (constantsampling velocity)•Flexible power supply for differenttest applications•automatic calibration, convenientoperationFilter Method –Effective LengthDead volumeS a m p l e v o l u m eFilter areaE f f e c t i v e l e n g t hSample volume –Dead volume –Leak volumeFilter areaEffective length =(ISO DP10054规定)Filter Method Effective LengthFilter Smoke Numbers vs. Carbon ParticulateFilter Paper Loading vs. Paper Blackening Plotted for Different PB RangesCorrelation between FSN and soot ConcentrationIf “c” part is more than 15%, can quick calculate as following:Relation Between Opacity and FSNRelation at low smoke FSNExample of Sensitivity and Zero StabilityOpacimeter values at low soot emission0.100.050.00k(m )-10102030Time –minutes0.120.130.200.37FSN =Note: This is why so many 415S were used in R&DAVL 415S Smoke Meter•High sensitivity by variable samplevolume ( resolution 0.01 FSN,repeatability better 0.05 FSN )•Big filter paper roll with 1200measurements per roll•Integrated paper spool deviceas standard•Optional heating ( instrumentand sampling hose )•Conform to newest CE leveland Protectionclass IP 34Smoke Meter 415 Functional DiagrammNEW DESIGNELECTRICAL ENCLOSUREMECHANICAL ENCLOSUREGAS PATHAUTOMATIC WORKING SEQUENCESHOP AIR PURGINGOPTION HIGH PRESSURE UP TO 3000mbarPARTICLE TOWEROPTION STRATEGYSMOKE METER 415S G002Heating1CH or 2 CH SpecialSampling 110VACAdvancedShop AirFilter Paper remainRSI –TCP IP +PC SOFTWAREIn ScreenReal 3000mbarSpecial Sampling6 x D 6 x D 5 x D 3 x D3542176D1AVL 排放柜_催化转换器前5AVL 415 S 滤纸式烟度计2AVL 排放柜_催化转换器后6发动机3AVL 472 颗粒取样器7催化转换器4AVL 439透光式烟度计部分流排放直采系统_采样点布局图1.从排气管到稀释通道须上斜方式安装（以避免冷凝水留在设备中）。
F2011-020技术工作任务书(滤纸式烟度计方法确认.)
附：№2011-020《方法确认记录表》
注：方法确认的有关资料电子文档可在\\192.168.5.22\共享\方法确认\热化中下载，任务完成后。经修改并批准的作业指导书等资料电子文档可保存在同一目录下向技术质量部提交归档
报酬
按锡计量发（2007）第24号文《计量检测技术质量工作考核办法》的规定
任务
标准方法确认和相关的技术工作
执行部门
温度与化学计量检测部
负责人
xxx
完成期限
2011.12.26之前
技术(质量)工作的具体要求
1.确认的文件名称及代号：
JJG847-2011《滤纸式烟度计检定规程》。注：该文件代替JJG847-1993《滤纸式烟度计检定规程》
2.方法的应用范围：
法定机构授权检定/校准项目：滤纸式烟度计检定装置[1998]量标锡证字第055号之“滤纸式烟度计”检定/校准项目；
国家实验室认可校准项目：/“滤纸式烟度计”
3.方法确认要求：
1)计量检测部门负责人应根据确认任务，及时安排部门技术质量负责人和有关检定员对新规程进行符合性确认和相关的技术工作，并按时按要求完成任务。
2)确认时应结合新老规程的变更内容与我单位现有的检定/校准能力进行对照分析，并将确认意见和确认结果填写“方法确认记录(2011-020)”，经技术负责人审批后交技术质量部归档。
3)对设备、设施、人员能力等资源有欠缺的方面，应提出配置意见，供所领导决策，并对原有相关作业指导书提出修改意见。
4.相关的技术工作：
1)如有必要，应根据JJG847-2011《滤纸式烟度计检定规程》的规定，对QTC31-52-2006《滤纸式烟度计检定装置操作规范》、QTC34- 32-2002《滤纸式烟度计示值误差测量结果不确定度分析报告》等相关作业指导书进行修订，使之符合检定规程规定的要求。
滤纸式烟度计示值误差测量不确定度评定
1概述1.1测量依据：JJG847-2011《滤纸式烟度计》检定规程1.2环境条件：环境温度：0℃~40℃相对湿度：≤85%电源电压：（220±10）V 1.3计量标准：主要计量标准设备为标准烟度卡。
表1实验室的计量标准器和配套设备设备名称技术性能标准烟度卡测量范围：（1.0~9.0）BSUU=0.2BSU1.4被测对象：表2被测滤纸式烟度计的分类滤纸式烟度计分度值（BSU ）测量范围（BSU ）0.1（0.0~9.9）1.5测量方法：首先插入R b 约为5.0BSU 的标准烟度卡对烟度计进行校准，把仪器调整到烟度卡的标准值处，然后依次插入R b 约为3.0BSU 、7.0BSU 的标准烟度卡，分别读取烟度计示值，重复3次，取平均值，其平均值与标准烟度卡的值之差即为最大允许误差。
2建立数学模型,列出不确定度传播率2.1数学模型式中：δi ———第i 测量点的示值误差（BSU ）；X i ———第i 测量点滤纸式烟度计的示值（BSU ）；A i ———第i 测量点标准烟度卡标称值（BSU ）。
2.2不确定度传播率2.3计算灵敏系数上式中，灵敏系数，。
3标准不确定度的评定3.1由标准烟度卡定值的引入的标准不确定度u （A i ）标准烟度卡定值的引入的标准不确定度采用B 类标准不确定度方法评定，由中国计量科学研究院标准物质证书可知，标准物质编号为GBW13306-GBW13311其不确定度U=0.2BSU （k=2），在区间内可认为服从均匀分布，置信因子取k=3√，则标准烟度卡定值的引入的标准不确定度为：3.2被校滤纸式烟度计示值重复性引入的标准不确定度u 1（Xi）用A 类标准不确定度评定方法极差法评定不确定度，按正态分布。
以校准7BSU 的“现有最佳仪器”为例，重复测量3次，得单次实验标准差。
所以，在符合规定的检定条件下，对“常规被校准仪器”的测量重复性经计算得出u 1（X i ）=0.07BSU 。
《滤纸式烟度计检定规程》新旧规程的对比
《 滤 纸 式烟 度计 检 定规 程》 新 旧规 程 的对 比
牛 国辉
（ 新疆维吾尔 自治 区计量测试研究 院 ， 新疆 乌鲁木齐 ８ ３ ０ ０ １ ３ ）
摘 要： 滤纸式烟度计是用于测量 柴油发动机汽车排烟浓度值的计量器具。新 Ｊ Ｉ Ｇ ８ ４ ７ —２ Ｏ ｌ １ 《 滤纸式烟度计检定规程》 自２ ０ １ １年 ７月 ２ ８日发布 ， ２ ０ １ ２年 １
Ｒ ＾ 的对 照表 。 ３ ． ２ 抽 气 量
度定义滤纸烟度。其由下式表示
Ｓ ， ＝１ ０ （ １ 一Ｒ ６ ／ Ｒ 。 ）
式中： 吃， 尺 。 一分别为污染滤纸和洁 白滤纸 的反射 因数 ， Ｒ ｂ ／ 。 的值 由０ ％到 １ ０ ０ ％， 分别对应于零反射和洁
白滤纸 的反射 ； １ 烟度计 的满 量程 。 新 规程 （ Ｊ Ｊ Ｇ ８ ４ ７ —２ ０ １ １ ）概 述修改 为 ： 烟度计 是用于测 量柴 油发 动机汽 车排 烟浓 度 的计 量
抽气量指烟度计中抽气泵一次抽人气体的体积。抽 气量会影响到滤纸式烟度计 的测量结果 。因为抽气量的 多 少直 接影 响滤 纸 受 污染 的染黑 程 度 ， 也 就 是直 接 影 响 其反射因数。所以， 必须加以定义和定量。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３—１ ｌ 一２ ０
牛固辉 ： 《 滤纸式烟痰计捡定规程》 新Ｉ Ｂ 规 程的对 比
月２ ８日 开始实施 ， 用 以代替 旧 Ｊ Ｉ Ｇ ８ ４ ７ －１ ９ ９ ３ （ （ 滤纸式烟度计检定规程》 。本文简要地将新 旧两版规程进行对 比， 以期找出规程修订前后内容的主要不同点。
关键词 ： 滤 纸式烟 度计 ； 检定规程 ； ｘ － ， ｉ － 比； 不同点
滤纸式和烟度之间的关系(中)
一、烟度测量----滤纸式(FSN) 和不透光度的关系燃烧发动机排气的滤纸式(FSN)和不透光度在很大程度上与颗粒物排放有关。
燃烧颗粒物是由碳元素("C", "黑烟")、冷凝碳氢化合物(HC)、硫酸盐颗粒(SO 4; 主要为硫磺酸及 其水)和灰分(金属氧化物等)组成的混合体，如下图所示:图. 1 颗粒物排放及与不同测量原理的关系图中表明，用烟度计如AVL 进行测量，一旦排放的颗粒物含量大于≈15％”C ”时，滤纸式(FSN)测量与”C ”排放密切相关，用等式表示如下(见[1])："C" (mg/m³) =)38.0exp(95.4405.01FSN FSN ∙∙∙∙....从物理学原理上看，很明显通过光束来稀释浓度的不透光度N[%]也主要受”C ”的影响，因此假设滤纸式和不透光度之间存在某种关系的说法是合理的。
在这方面已做了许多实验，实验结果是可喜的:几个实验室得出的结论均认为两者之间存在着一定的相互关系，如图2所示：图.2 在5个不同实验室中滤纸式(FSN)和不透光度的关系针对以下几个问题的答复:1) 图2中两者之间关系的背景是什么？图2中所示关系的背景是：滤纸式(FSN)实际上只受黑碳、”C”的影响，而不透光度主要受”C”的影响。
特定的光稀释, 即每一单位质量的稀释, 是特定的稀释如”HC”的几倍大。
2) 这种相互关系性是否适用于任何状况?不可能保证在任何状况下都存在这种相互关系性。
它是在对若干发动机进行实验的基础上得出的结论，也就是说相互关系性并没有被限制在某个特定的颗粒物。
但有些燃烧过程可能产生一些无法体现两者关系的颗粒物。
有关影响关系性的燃烧结果的物理背景详见附录A所述。
3) 若是，这种相互关系性的统计特点是什么？统计评估相互关系性没有多大意义，因为滤纸式和不透光度之间不存在着严格的物理-数学关系。
两种方法的测量值有些会有如1）所述的常见物理共性，但也有如2）所述的不同之处。
滤纸式烟度计标准物质烟度值的测定
滤纸式烟度计标准物质烟度值的测定程康邱黛君孑L炜黄清波仵欣许爱华（山东省计量科学研究院，济南250014）摘要：建立了一种利用积分球式分光光度计对滤纸式烟度计标准物质烟度值的测定方法％分别测定了GBW133O7.GBW133O9和GBW1331O3种型号标准烟度卡的烟度值，并对其结果进行了不确定度分析，证明了该方法定值准确度高、稳定性好、操作简单快捷，完全满足烟度卡标准中对烟度值测定条件及不确定度的要求％关键词：烟度计标准物质烟度卡DOI：1O.3969/j.issn.1001—232x.2020.05.023Determination of reference material smoke value for filter-type smokemeter.Cheng Kang,Qiu Daijun, Kong Wei,Huang Qingbo,Du Xin,Xu Aihua(Shandong Institute of Metrology,Jinan250014, China)Abstract:By spectrophotometer with integrating sphere,the smoke values of GBW13307,GBW13309 and GBW13310standard smoke cards were measured respect*vely.The uncerta*nty of the results was also analyzed"wh*chshowedthatthemethodhadgoodaccuracy"h*ghstablty"s*mpleandfastoperat*on"and mettherequ*rementsofsmokemeasurementcond*t*onsanduncerta*nty*nsmokecardstandard.Key words:Smokemeter；Reference material；Smoke card烟度的定义为定容量排气所透过滤纸的染黑程度。
滤纸式烟度计示值误差的不确定度
滤纸式烟度计示值误差的不确定度
权小菁
【期刊名称】《上海计量测试》
【年(卷),期】2002(029)0z1
【摘要】@@ 1测量方法rn滤纸式烟度计是用于测量柴油车排烟浓度的计量器具,该仪器由取样系统和测量系统两大部份组成,取样系统包括取样探头,抽气装置;测量系统包括测量探头、指示器及试样台.依据JJG847-1993<滤纸式烟度计>进行检定,其示值误差是通过与标准烟度卡的比较而测定.将烟度计预热和调零后,用烟度值约为5.0 FSN的烟度卡进行校正,然后依次换上其它标准烟度卡对滤纸式烟度计进行检定,重复测量三次,其平均值与标准烟度卡的差值即为示值误差.
【总页数】2页(P15-16)
【作者】权小菁
【作者单位】广东省计量科学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TH7
【相关文献】
1.滤纸式烟度计示值误差测量结果的不确定度评定 [J], 王猛;姜旭
2.滤纸式烟度计示值误差测量结果的不确定度评定 [J], 周苏燕
3.滤纸式烟度计示值误差测量不确定度评定 [J], 刘广
4.滤纸式烟度计示值误差测量不确定度评定 [J], 刘广;
5.滤纸式烟度计示值误差测量结果的不确定度评定 [J], 周苏燕
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滤纸式烟度计检定规程
滤纸式烟度计检定规程滤纸式烟度计检定规程1. 器材准备滤纸式烟度计、加热炉、标准石英灰釜、搅拌器、准确的热计、计时器、电子天平、洁净的容器。
2. 检定环境要求检定环境要求空气清新无异味，室温在20℃左右稳定，光线和湿度均匀。
3. 检测流程（1）准备工作将烟度计表面和光对筒内外表面用洁净精细纱布擦拭，并用吹气球吹除表面积尘，检测环境准备好。
（2）检定前处理将标准石英灰釜清洗干净并烘干，称取2g左右的标准油（建议使用N-hexadecane）注入釜中，加热到油温达到75±5℃的理想值，降低温度到70±5℃时，搅拌器开动，沿着容器侧的内壁滴加1mL的硝酸，搅拌30s后，加热石英灰釜至温度达到260±5℃，并保持15min。
（3）检定烟度计预热15min至工作温度，调节零度位于刻度之中。
将过滤纸（建议使用30mm×100mm的玻璃纤维滤纸）在天平上精确称重，然后装入烟度计，等待100s，按下读数键记录读数。
重复此步骤两次记录结果，保留两位小数。
将检定后的滤纸取下，放入石英灰釜中燃烧15min，然后取出冷却后重量测量，并记录。
重复此步骤两次记录结果，保留两位小数。
4. 结果分析（1）仪器误差分析将检定结果与标准值比较，其中标准值应为所选标准油在标定浓度下的烟度值。
（2）操作误差分析同一检验员在同一环境下进行两次以上检定，比较结果，计算误差比值或标准差。
（3）综合误差分析综合仪器误差和操作误差进行计算，得到准确读数。
5. 结论判定当检定结果同时满足以下条件时，则通过检定：（1）与标准值之间误差不超过±5.0%；（2）同一检验员测量结果的误差比值或标准差不超过±5.0%。
6. 记录与报告记录检定数据，填写检定报告，报告应包括以下内容：检定日期、检测机器名称、检定编号、检定人员、烟度计读数和误差、滤纸重量、误差比值或标准差、检定结论等。
滤纸烟度检测的基本原理
滤纸烟度检测的基本原理
滤纸烟度检测是一种测量烟气中固态颗粒物浓度的方法。
其基本原理是通过将烟气通过滤纸，固态颗粒物被滤纸截留，而气态颗粒物则穿过滤纸，最终通过重量差异来计算固态颗粒物浓度。
具体操作步骤如下：
1. 取一个标准重量的滤纸，称为A。
2. 将待测烟气通过滤纸A，在一定时间内，固态颗粒物被滤纸截留。
3. 将滤纸A取出，用一定的方法去除上面的气态颗粒物，如用超声波清洗等。
4. 将滤纸A干燥至恒重，称为B。
5. 计算固态颗粒物的质量浓度，公式为：C = (B - A) / Vt，其中C为固态颗粒物质量浓度，B为滤纸干燥后的重量，A为滤纸初始重量，V为烟气通过滤纸的体积，t为烟气通过滤纸的时间。
需要注意的是，滤纸烟度检测只能检测固态颗粒物的浓度，对于气态颗粒物无法测量。
同时，在实际操作中还需要考虑到滤纸的选用、烟气通过滤纸的速度等因
素对测量结果的影响。
滤纸式烟度计操作规程
滤纸式烟度计操作规程
《滤纸式烟度计操作规程》
一、概述
滤纸式烟度计是用于检测柴油车或其他机动车辆排放颗粒物浓度的仪器，是保证车辆达到环保标准的重要设备。
正确操作滤纸式烟度计，可以有效监测车辆的排放情况，保护环境，促进交通运输行业的可持续发展。
二、操作要求
1. 检查设备的完好性，确保滤纸式烟度计各个部件没有缺损，且仪器处于正常状态。
2. 如使用滤纸方式检测烟度，应将滤纸纸片正确装入仪器内，确保安装牢固。
3. 车辆停稳后，关闭发动机并将车辆安放在适当的位置，以确保操作安全。
4. 正确连接滤纸式烟度计和车辆的排气管，确保排气管与仪器连接紧密。
5. 启动仪器并按照操作说明书的要求进行操作，记录排放数据并进行分析。
6. 检测结束后，关闭滤纸式烟度计并将相关数据进行整理和保存。
三、注意事项
1. 操作人员应接受相关培训并持有相应的操作证书，方可进行滤纸式烟度计的操作。
2. 在操作过程中，应严格按照操作手册的要求进行，不得随意
更改操作步骤或参数。
3. 注意检查滤纸式烟度计的滤纸是否干净，如有需要，应及时更换或清洁。
4. 操作结束后，应对设备进行清洁和保养，并进行定期的维护保养工作。
5. 注意操作安全，避免因不当操作而导致的意外事故。
通过严格按照操作规程进行滤纸式烟度计的操作，不仅可以保障检测数据的准确性，也可以确保设备的正常使用和延长设备的使用寿命。
同时，这也是对环境保护的一种负责任的态度，是交通运输行业进行可持续发展的重要保障。
经济型烟度计
经济型烟度计
一、产品简介：
仪器主要用来测定各种类型的柴烟车排气烟度，也可做其它烟色测定。
仪器属于滤纸式烟度计，它的主要技术指标及使用方法和西德波许（Bo Sch）烟度计基本相同。
仪器采用光电检测原理对碳烟采样进行定量测定。
其机构简单、操作灵活、使用方便、性能稳定、运行可靠、准确、重复性好、采样可以保存，便于复校等特点。
柴油车的排气烟度是台架试验中的一个重要项目，是评定柴油机性能的一项重要指标，它是评定柴油机强化性能及燃烧过程是否良好的一个参数，因此对正确测定柴油车排气烟度，具有重要意义
二、技术参数：
抽气泵
抽气泵抽气量为330±15毫升。
抽气泵的采样时间0.25～1秒。
抽气泵的气密性：在一分钟内外界空气的渗入量不超过15毫米。
采样滤纸：采用GB1915-80快速定性化学分析滤纸，其外径为φ45毫米。
滤纸通过有效直径φ30毫米。
指示器
指示器表头选用数字面板。
指示表头按吸光率刻度，用0～10RB波许烟度单位来表示“0”是白色滤纸烟度，“10”是全黑色滤纸烟度。
烟度的最小分辨率为0.1RB
光电元件采用环形硒光电池
光源灯泡：采用3.5V: 0.28A白炽灯泡
指示值调差不大于最大读数值的±2﹪
仪器的正常使用条件
环境温度：0～40℃
相对湿度：≤85﹪
电源：内置7.5V可充电电池，充电电源AC220V 50HC。
天津圣威最新SV-2LZ全自动滤纸式烟度计说明书(新)
尊敬的客户：感谢您对我公司的信任！我公司始终信守“一切为用户着想”的宗旨，服务于国内外用户。
欢迎您使用SV-2LZ型全自动滤纸式烟度计。
为使您工作顺利，请您在使用仪器之前，仔细阅读使用说明书，熟悉各个操作环节，以保证测量数据的准确性。
一、概述：SV-2LZ型滤纸式烟度计（以下简称仪器），是根据国家标准GB/T11798.5-2001和GB3847-83设计制造的。
它适用于柴油机车和装有柴油发动机车排烟浓度的测量，也可用于各种柴油机的燃烧分析和研究。
本仪器利用电动式抽气泵从柴油机排气管中抽取一定量的排气，使之通过一定面积的滤纸，于是废气中的黑色颗粒就存留在滤纸上使滤纸染黑。
单位用波许（Rb）表示，就是代表柴油机的排气烟度。
本仪器采用大屏幕液晶显示，菜单提示操作，使用方便，可显示第一次、第二次、第三次测量及其三次测量结果平均值。
注：本仪器最大优点是：工作时可不需用压缩空气。
在清洗管路时，需要0.3MPa～0.4MPa压缩空气。
二、主要技术性能：1、测量范围：0～10 Rb2、示值误差：不大于满量程的±3％3、重复性：不大于满量程的±2％4、稳定性：不大于满量程的±2％/h5、分辨率： 0.1 Rb6、环境条件：温度：0℃~40℃相对湿度：20％～80％大气压力：70~105kPa电源：AC 220V±10%；50Hz7、预热时间：5min8、取样系统：抽气量：330ml±15ml抽气动作时间：1.4S±0.2S抽气泵气密性：1min外界空气渗入量不大于15ml滤纸规格：宽度40mm,厚度0.18mm，当量孔径45um，透气度3000ml/cm2.min,白度85％取样软管：内径5mm，长度5m三、部件名称及作用：1、仪器的前面板的布局及各个部分的名称如图1所示：图1前面板各部分的功能：（1）液晶屏：显示中文菜单和测量数据。
（2）“OK”：执行所选择的项目。
滤纸式烟度计
返回滤纸式烟度计Verification Regulation of Filter-Type Smokemeters中华人民共和国国家计量检定规程JJG847-93本规程适用于新制造、使用中和修理后的滤纸式烟度计的检定。
一概述滤纸式烟度计（简称烟度计）是用于测量柴油机排烟浓度的一种工作计量器具。
烟度计度标采用滤纸烟度（简称烟度），符号为SF。
烟度是无量纲的量，其单位为1，单位符号定为FSN。
烟度计由取样系统和测量系统两大部分组成。
取样系统包括取样探头、抽气装置（含抽气泵、清洗机构和滤纸插放部）及取样连接用管；测量系统包括测量探头、指示器及试样台。
烟度计由取样系统从柴油机排气管内抽取规定容积的排气，并通过规定面积的规格化洁白滤纸所污染的程度定义滤纸烟度。
其由式（1）表示S F =10（1―Rb/R）（1）式中：Rb ，R--分别为污染滤纸和洁白滤纸的反射因数，Rb/R的值由0%到100%，分别对应于零反射和洁白滤纸的反射；10--烟度计的满量程。
二技术要求1 烟度计外观，1.1 烟度计各部分应清洁，显示部分应清晰。
指针式仪表应无指针弯曲及卡滞现象；数字显示应无缺划及乱显现象。
1.2 烟度计在其明显部位应具有如下标志：仪器名称、仪器型号、生产许可证标志、出厂编号、生产厂名、出厂日期。
2 测量系统2.1 稳定性烟度计连续工作30min，其漂移量应不超过满量程的±2%。
2.2 重复性在相同条件下烟度计连续测量不少于5次，其重复性应不大于满量程的2%。
2.3 示值误差烟度计对于烟度约3，5，7FSN的三种标准烟度卡，其示值误差均应不超过满量程的±3%。
3 取样系统3.1 抽气量取样系统应保证每次抽气量在仪器所提供的实际抽气量的±5%范围以内。
3.2 抽气时间取样系统的每次抽气时间为：1.4±0.2s。
3.3 密封性取样系统密封性要求在1min内，外界空气渗入量应不超过抽气量的±10%。
滤纸式烟度计CMC评估
滤纸式烟度计 Ｃ ＭＣ评估
何 健
广州广 电计量检测股份有 限公 司 广东 广州 ５ １ ０ ６ ５ ６
摘要 ：滤纸 式烟度 计是用于测量柴油机排烟浓度值 的一种计 量工具。本 文通过对滤纸式烟度计测量结果 的不确定度分量分析 ，从 而评估其测量结 果的扩展不确定度 。通过对不 同精度 的滤纸 式烟度 计进行 不确定评定 ，从而找 出其最优 的测 量结果 不确定度 。 关键 词 ：滤纸 式烟度计 不确定度 Ｃ Ｍ Ｃ
不确定度来源 ａ －
Ｂ Ｓ Ｕ
０ ． ２
０ ． ０ １ ５
１ 、概述
ｉ ． Ｉ ． 测量依据 ： Ｊ Ｊ Ｇ８ ４ ７ — ２ ０ １ １《 滤纸式烟 度度检 定规程》 １ ． ２计量标准：主要标准为标准烟度卡 ，
测 量范围为（ １ ． Ｏ ～９ ． ０ ） ＢＳ Ｕ。
ｕ（ Ｒ ｂ ｏ ） ： ＝—— ＝ 一Ｕ ． １ Ｂ Ｓ Ｕ ２
３ ． ２ ． 被 校烟度 计示值 重复性 引入 的标准
不确 定度 ｕ （ Ｒ ｂ １ ） 。
（ ） 【 ｉ ）
ｋ
ｉ
Ｕ（ Ｘ ｉ ）
标准烟度卡 Ｕ
（ ＲｂＯ）
２
１
０ ． １
Ｏ ． Ｏｌ ５ Ｏ ． ０ １ ５ ０ ． ０１ ５
Ｕ ｃ （ ＢＳ Ｕ）
Ｕ （ ＢＳ Ｕ）（ ｋ － ＝ ２ ）
３ ． Ｏ ５ ． ０ ７ ． ０
Ｏ． １ ０ ． １ Ｏ ． １
０． １ Ｏ ２ ０ ． １ ０ ２ Ｏ． １ ０ ２
Ｏ－ ２１ Ｏ． ２１ Ｏ＿ ２１
５ ． 对使用滤纸式 烟度计检定装置 校 准滤纸 式烟度计 的测 量不确 定评估
滤纸式烟度计
滤纸式烟度计简介烟度是衡量柴油机、汽油机等内燃机污染排放的指标之一。
通过烟度计可以测量废气中含有的颗粒物和气体的量。
在一些国家，规定了内燃机在运行时不能超过规定的烟度值，否则将受到罚款或处罚。
因此，烟度检测成为了车辆的必要环保测试之一。
滤纸式烟度计是一种比较传统的烟度计，其原理基于颗粒物在滤纸上沉积的体积变化与废气中颗粒物的浓度成正比。
它具有操作简单、价格便宜等优点，并且能够直接测量颗粒物的质量浓度。
工作原理滤纸式烟度计的测量原理是利用滤纸上颗粒物沉积的量来表示废气中颗粒物质量浓度的大小。
滤纸式烟度计主要由燃油箱、烟度计河边、鸟嘴、过滤器、热电偶、电气输出器等组成。
首先，待测废气进入滤纸烟度计中。
在进入烟度计前，待测气体先通过鸟嘴减缓气速，避免颗粒物因气流速度过快而通过过滤器，最终进入过滤器。
过滤器是由特殊材料的纸和不锈钢制成的，具有很高的过滤精度。
废气中的颗粒物在经过滤纸时被截留下来，而气体则被释放到烟度计河边。
当颗粒物沉积在过滤器上时，蒸发液通过被截留下来的颗粒物，所带的水分也被一起带进了过滤器中。
随着颗粒物量的增加，沉降在过滤器上的水分也会增加，导致过滤器中的液位不断上升。
烟度计河边旁边的电子设备通过热电偶监测过滤器的液位的高低，并将其转换成电信号输出到电气输出器中，再通过显示仪表上的刻度值来显示废气中颗粒物的质量。
测量过程使用滤纸式烟度计时，需要先设置好滤纸烟度计并确定好测量的位置。
一般来说，需要在放样口附近放置烟度计并连接引管。
在测量之前，需要先对过滤器进行烘烤，以去除过滤器中原有的水分。
在测量时，需要将烟度计插入待测车辆的排气管或者喷口处。
同时，操作员要注意控制测量时间，通常需要在怠速和1500转/分钟时进行测量。
测量过程中，需要观察仪表读数并记录下来，以便后续分析和对比。
优缺点分析滤纸式烟度计的优点在于操作简单、价格便宜、精度可靠，并且能够直接测量颗粒物的质量浓度。
适用于对于粗级污染的测试。
滤纸式烟度计新型检测头温度补偿方法
图1 新型检测头结构图 图2 新型检测头电路原理图4956ELECTRONIC ENGINEERING & PRODUCT WORLD2018.5中心，周边放3个LED，他们之间的距离为2 mm；光电二极管、LED和热敏电阻全部放置在滤纸式烟度计探头内。
电阻。
最简单的补偿方法是将图1中的R3用一个具有与检测头相同温度系数的NTC热敏电阻替代，则可以解决滤纸式烟度计温度漂移的问题。
NTC热敏电阻温度系数算（2）β=3940的NTC热敏电阻温度系数（25℃时）按上所以只采用一个NTC热敏电阻无法得到较好的温度补偿效果。
当没有合适的热敏电阻时，可采用热敏电阻的组两个相同温度系数的热敏电阻并联或串热敏电阻与一般电阻的串联；（3）热敏电阻本文采用后两种方法组合，如图42.2.2 滤纸式烟度计温度补偿方法热敏电阻代替图2中的R3后，因为LED光NTC热敏电阻温度系数相反，所以图3 温度与检测头输出电压的关系图4 热敏电阻组合方法Lx/mW ，再串联一个一般的NTC 电阻，如图4所示。
2.2.3 软件补偿的方法由于检测头在高烟度值（8.5~10 Rb ）和低烟（即：；是一个有量纲的数；调校仪器必须记录当时的环境温度2.3 温度补偿的结果仪器用的MF11-1 k 220 Ω电阻，图5 烟度卡值与检测头输出电压的关系[1]牛国辉.《滤纸式烟度计检定规程》新旧规程的对比[J].计量与测试技术,2014,41(1):72-73.[5]施隆照,杨小玲,伍水顺.NTC-热敏电阻串、并联温度补偿电路设计[J].福州大学学报,2003,04.由于电池本身和电池管理系统之间存在着技[1]魏学哲,孙泽昌,邹广楠．模块化的HEV锂离子电池管理系统［J］．汽车工程，2004，26(6): 629-[2]卢兰光,李建秋,华剑锋,等.电动汽车锂离子电池管理系统的关键技术[J].科技导报,2016,34{6}.[3]J CABＲEＲA,A VEGA.TOBAJAS F Design of a reconfigurable LiIon Battery Management System(BMS)［C］∥Proceedings of 2014 XI Technologies Applied to Electronics Teaching.charging power levels， and infrastructure for plugin electric and hybrid vehicles ［J］ IEEE Transactions on Power。
一种滤纸烟度计[实用新型专利]
![一种滤纸烟度计[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/73c582f05f0e7cd1852536b9.png)
专利名称：一种滤纸烟度计
专利类型：实用新型专利
发明人：蔡汕,徐鸿成
申请号：CN200420049069.5申请日：20040414
公开号：CN2727726Y
公开日：
20050921
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种用于检测机动车辆尾气的滤纸烟度计。
由采气缸、活塞、活塞驱动系统、烟度检测器相连接构成。
使用印制电机作为采气缸活塞驱动电机。
利用印制电机具有低转速、大扭矩、重量轻等特点，不经过减速器直接使用丝杠作为活塞驱动机构，避免了现有交流同步电动机存在的体积大、重量大等缺点。
同时，采用凸轮机构，利用活塞杆上的凸轮和从动杆驱动滤纸密封盖，简化了传动机构，减小了设备体积和重量。
降低了能耗，可使用低压直流电源，因而便于流动使用。
申请人：佛山市瑞谱分析仪器有限公司
地址：528000 广东省佛山市轻工3路16号
国籍：CN
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目录一、传感器课程设计任务计划书 (1)1.1、实习性质及目的 (1)1.2、课程设计内容 (1)二、总体设计思路 (2)2.1、光电转换模块 (2)2.2、电压处理模块 (2)2.3、A/D转换模块 (2)2.4单片机处理和数码管显示模块 (3)三、主要器件及其介绍 (3)3.1、ADC0809 (3)3.1.1、主要特性 (3)3.1.2、外部引脚 (4)3.2、四位八段共阴极数码管 (5)3.3、运放LM358 (6)3.3.1、主要特性 (6)3.3.2、运用场合 (7)3.3.2、外部引脚 (7)3.4、光电池 (7)3.4.1、工作原理 (7)四、实验电路仿真 (9)五、心得体会 (10)参考文献 (10)附录 (11)程序 (11)一、传感器课程设计任务计划书1.1、实习性质及目的通过在实验室中的实际操作，培养学生的动手能力，积累一定的实践经验。
在实践中发现理论的不足，加深对理论知识的理解，激发学生动手动脑勇于创新的积极性，培养学生严谨，认真的学习态度和工作作风，为后续课程的学习打下坚实的基础1.2、课程设计内容滤纸式烟度计设计①用光电检测方法设计尾气检测装置；②侧重于光学系统、光电检测模块等；③进行特性参数的分析计算，实验室调试。
二、总体设计思路通过查阅相关资料，大致了解烟度计的功能，从而确定了相应的设计目标，即将滤纸表面的洁净程度用数值表示，而滤纸的洁净程度可以通过滤纸的光反射率表示，所以可以确定相关模块。
2.1、光电转换模块光电转换模块采用红外发射管和硅光电池组合而成，红外发射管发出光经过滤纸的反射后被光电池吸收形成电压以检测反射光光强，通过调节红外发射管电压大小以及和光电池的位置关系，可以使光电池的输出电压反应滤纸的反射程度。
2.2、电压处理模块光电池的输出电压由于光电池内阻与ADC0809不匹配的缘故不能直接与ADC0809相连，所以需要经过运放。
由于本次课程设计的烟度值只是一个并不精确的计量单位，所以电压放大的功能直接运用程序实现，在硬件上并没有接入放大模块而只是用电压跟随器处理光电池输出电压。
2.3、A/D转换模块电压跟随器的电压输出与ADC0809的IN3相连，转化成数字信号。
2.4单片机处理和数码管显示模块此模块的主要是将数字信号与数码管相匹配，由程序实现。
三、主要器件及其介绍本课程设计主要元件为STC51单片机、ADC0809、四位八段共阴极数码管、运放LM358、光电池。
其中，ADC0809、光电池和数码管的使用是本次课程设计的核心。
3.1、ADC0809ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D模数转换器。
其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。
目前仅在单片机初学应用设计中较为常见。
图1 ADC0809结构示意图3.1.1、主要特性①路输入通道，8位A/D转换器，即分辨率为8位。
②具有转换起停控制端。
③转换时间为100μs(时钟为640KHz 时)，130μs （时钟为500KHz 时）。
④单个+5V 电源供电。
⑤模拟输入电压范围0～+5V ，不需零点和满刻度校准。
⑥工作温度范围为-40～+85摄氏度。
⑦低功耗，约15mW 。
3.1.2、外部引脚 1）IN0～IN7 8路模拟量输入端。
2）2-1～2-88位数字量输出端。
3）ADDA 、ADDB 、ADDC3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。
4）ALE地址锁存允许信号，输入端，高电平有效。
5）STARTA/D 转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns 宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D 转换）。
6）EOCA/D 转换结束信号，输出端，当A/D 转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。
7）OE数据输出允许信号，输入端，高电平有效。
当A/D 转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。
8）CLK 时钟脉冲输入端。
要求时钟频率不高于640KHz 。
9）REF （+）、REF （-）基准电压。
10）Vcc 、GND图 2 ADC0809实物图电源，单一+5V。
地。
3.2、四位八段共阴极数码管图3 数码管结构示意图四位八段共阴极数码管的实际引脚应先使数码管正对自己，以左下角的引脚为一号引脚，逆时针方向引脚序号依次增加，再通过与上图中引脚的序号对应相应的功能，合理分配位控和段控I/O口，实现数码管的动态显示。
当自己无法识别数码管的管脚是否为公共脚或是无法识别共阴极还是共阳极，应该用万用表上的二极管端来进行通电测量。
此外，共阴极数码管在显示时需要外接排阻来提高驱动能力以及防止数码管电流过大被烧坏，通常不直接使用单片机的I/O口进行直接驱动。
数码管在动态显示时，通常每个字符显示1ms，需要对单片机的机器周期进行计算来确定参数。
图 4 数码管引脚图3.3、运放LM358LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。
它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
3.3.1、主要特性 ①内部频率补偿②直流电压增益高(约100dB) ③单位增益频带宽(约1MHz) ④电源电压范围宽：单电源(3—30V) ⑤双电源(±1.5 一±15V)⑥低功耗电流，适合于电池供电 ⑦低输入偏流⑧低输入失调电压和失调电流 ⑨共模输入电压范围宽，包括接地⑩差模输入电压范围宽，等于电源电压范围图 5 LM358实物图3.3.2、运用场合由于其输入失调电压和失调电流较低，常用作红外探测报警器中的信号放大电路，滤波器电路，尤其在光电转换电路中运用较多。
3.3.2、外部引脚图6 LM358内部结构图3.4、光电池光电池，是一种在光的照射下产生电动势的半导体元件。
3.4.1、工作原理光电池原理的一个重要理论依据是光伏效应原理。
光生伏特效应是指半导体在受到光照射时产生电动势的现象。
具体地说，如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发，以致产生电子－空穴对。
界面层附近的电子和空穴在复合之前，将通过空间电荷的电场作用被相互分离。
电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。
通过界面层的电荷分离，将在P区和N区之间产生一个向外的可测试的电压。
此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。
对晶体硅太阳能电池来说，开路电压的典型数值为0.5～0.6V。
通过光照在界面层产生的电子－空穴对越多，电流越大。
界面层吸收的光能越多，界面层即电池面积越大，在太阳能电池中形成的电流也越大。
光电池的工作原理正是基于“光生伏特效应”。
图7 光电池结构示意图四、实验电路仿真图8 单片机模块电路仿真图如图所示，该仿真为定量测量滑动变阻器电阻的电路，其中P1为ADC0908的控制口，P0口味数码管的段控口，P2口为数码管的位控口，P3口为数字信号的输入口。
当ADC0809的IN3有输入信号时，数码管会有相应的数值输出。
其中要注意的是ADC0809有最大时钟周期，且远低于一般单片机的晶振频率，所以在编程时要考虑单片机的机器周期。
由于传感器课程设计中，许多传感器的信号转换无法用proteus仿真实现，所以在本次课程设计中，主要是实际搭建电路和调试电路，仿真只是能定性模拟电路，许多实际情况无法用仿真分析。
图9 放大电路仿真图五、心得体会由于有过一次微电子实习的经历，所以这次课程设计上手很容易，知道设计的大概步骤怎么做。
但这次用到的单片机编程是我从来没有接触到的，开始时都不知道KEIL C该怎么写，后来还是通过看网上别人的例子逐渐明白自己的程序该怎么去写。
感觉这次课程设计中最难的就是编写程序和调试感受器部分电路。
实验室开始买的光电池不知为什么在有光照射的情况下没有光生电流和光生电压，我换了几个电池都是一样的情况，加之由于实验室统一购买元器件，我不知道所使用的光电池型号，所以无法得到相关信息。
后来自己去长运电子市场买器件，老板换了一种光电池，问题终于解决。
编程的时候，开始数码管显示很好，但后来的AD转换数字信号的显示却出现了问题，数码管一直乱跳，无法显示有效数据。
由于是第一次使用ADC0809，我在再三检查程序思路发现不了问题，以为是ADC0809的接线错误，反复重新接了几次还是无法解决。
后来发现是程序里的一个I/O口名称写错，这种错误无法用C程序的语法规则报错，只能通过人工一步一步检查。
当我检查完错误，真心感觉细节是最容易被忽视但却是最应该被重视的方面。
总的来说，感觉这次课程设计比微电子实习要轻松一些，方向比微电子实习要明确，但收获同样很大。
参考文献【1】秦曾煌。
电工学.下册，电子技术。
北京：高等教育出版社，2004.7 【2】测控论坛：/bbs.php【3】百度文库：/view/03e617fa910ef12d2af9e76c.html【4】张国雄。
测控电路，第三版。
机械工业出版社，2008.1【5】韩保军。
传感器原理及应用技术，第二版。
西安电子科技大学出版社，2009.4附录程序#include <reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charfloat Mth,Xs;uchar Zs,XsZs;uchar i;sbit Dot=P3^7;sbit ST=P2^0;sbit EOC=P2^1;sbit OE=P2^2;sbit CLK=P2^3;uchar data LED[4];uchar code LEDData[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f };void SzDepa(){//P0=0x80;Mth=P0*0.0196*30;Zs=Mth;Xs=Mth-Zs;XsZs=100*Xs;LED[3]=2*Mth;LED[2]=Zs;LED[1]=XsZs/10;LED[0]=XsZs%10;}void Delay(uint s){uchar t;while(s--){for(t=0;t<120;t++);}}void Display(void){SzDepa();i=LED[0];P3=LEDData[i];P1=0x7f;Delay(1);i=LED[1];P3=LEDData[i];P1=0xbf;Delay(1);i=LED[2];P3=LEDData[i];Dot=1;P1=0xdf;Delay(1);i=LED[3];P3=LEDData[i];P1=0Xef;Delay(1);}void main(){TMOD=0x02;TL0=216;TH0=216;//IE=0xBC;EA=1;ET0=1;TR0=1;P2=0x3F;while(1){ ST=0;ST=1;ST=0;while(EOC == 0);OE = 1;Display();OE = 0;}}void Timer0_INT() interrupt 1 {CLK = !CLK;}。