基于NDIR的汽车尾气检测系统设计

吴晓燕，焦玉成

（1.南京化工职业技术学院，江苏 南京 210048；2.三江学院，江苏 南京 210012）

0 引言

伴随着汽车工业的发展，汽车已经成为人类不可缺少的交通运输工具，然而由于汽车尾气排放所造成的环境破坏已发展成为严重的社会问题［1］。汽车尾气危害人体健康，腐蚀城市建筑，破坏城市景观，对人类生存环境造成了严重影响。因此，在环境意识倍增的今天，加强对汽车尾气的检测及治理显得尤为重要。长久以来，国内使用的很多尾气分析仪由于精度低、检测时间长、体积大和不便于携带等缺点，无法满足现代社会发展的需求。因此，介绍了一种基于非分光红外吸收技术的尾气检测系统，能同时测量汽车尾气中有害成分的浓度，并从系统的原理和结构等多方面考虑，来提高整个尾气分析系统的稳定性和精确性。

1 系统原理

汽车尾气是在发动机利用空气中的氧气与燃油燃烧，把热能转化为车辆动力机械能的过程中生成的产物。其中对人体有害和影响自然环境的成分有CO2，CO，HC化合物，SO2，NOX以及微粒物质等。

系统采用非分光红外NDIR（non-dispersive infrared ray）技术对汽车尾气进行分析。NDIR的工作原理是：当红外光通过充有气体的气室时，气体会吸收特定波长的红外光的能量，导致接收器接收到的光线强度变弱，其吸收关系服从朗伯-比尔定律，即

E0为入射红外线能量；E为出射红外线能量；ΔE为红外线能量的减少量；L为气室长度；C为气体浓度；K为吸收系数。

式（1）表明，光强在气室中随浓度C及长度L按指数规律衰减。……