氮氧化物检测仪NO2-NO转化机理及效率测量控制

邵建文，赵存彬,骆 蕾，张 昕

(浙江省计量科学研究院，浙江 杭州 310018)

0 引言

我国现行柴油车排放标准GB 3847—2018《柴油车污染物排放限值及测量方法(自由加速法及加载减速法)》中，明确要求对国Ⅳ排放标准的柴油车氮氧化物(NOx)排放进行检测[1]。目前，主流的检测设备为柴油车氮氧化物检测仪。柴油车氮氧化物检测仪是一种新型柴油车尾气排放物检测的专用计量设备。目前，国家暂无相应的校准规范对其计量性能进行有效溯源和控制，其检定/校准各地以参照JJG 688—2017《汽车排放气体测试仪检定规程》中的方法为主[2]。该方法主要针对汽油车尾气排放检测，具有明显的局限性，特别是对GB 3847中明确提出的针对NO2-NO转化机理及效率、二氧化氮(NO2)示值误差、传感器响应时间等关键参数的计量可靠性，仍有待研究。

以国家标准中提出的新增检测参量为切入点，对NO2-NO转化机理进行了研究，探讨了NO2-NO转化率的测量影响因素和控制手段，可为相关领域的计量及检测提供参考。

1 NO2-NO的转化机理分析

柴油车氮氧化物检测仪的转化装置通常被设计成一个恒容的高温转化炉[3]。NO2气体在高温状态(300 ℃以上)配合金属钼催化剂被还原为一氧化氮。由于二氮和一氮的化学性质较为活泼，可以相互转化，上述反应的实质是一个可逆反应，最终达到化学平衡。其原理如下[4]。

由上述反应方程和转化率计算公式得出，转化率的测量结果主要由转化后氮氧化物的测量值决定。

首先，对于高温转化炉，炉内容积和钼催化剂的含量都是恒定的，不同体积浓度的NO2气体吸附在金属钼上参与还原反应的概率也不尽相同。……