Nowe urządzenie da kierowcom możliwość monitorowania spalin
Dzięki nowemu badaniu przeprowadzonemu na Uniwersytecie w Manchesterze być może wkrótce będziemy w stanie monitorować spaliny samochodowe podczas jazdy. Naukowcy z uniwersyteckiego Wydziału Inżynierii Chemicznej i Metod Analizy stworzyli urządzenie, które wykorzystuje lasery do mierzenia poziomów dwutlenku węgla (CO2), tlenku węgla (CO) i metanu (CH4) bezpośrednio w układzie wydechowym. Praca, którą opublikowano w czasopiśmie "Applied Optics", była finansowana częściowo ze środków projektu ASSYST (Advanced Laser Sensor Systems for Leading Edge Manufacturing - zaawansowane systemy czujników laserowych dla sektora wytwórczego najnowocześniejszych technologii) piątego programu ramowego (5PR). Obecnie pomiary spalin wykonywane są na próbkach wprowadzanych do analizatora, gdzie są badane przez kilka czujników. Naukowcy zauważają, że ten system ma wiele wad. Na przykład reaguje powoli, a cząstki spalin często osadzają się w przewodzie prowadzącym do analizatora. System jest także podatny na zakłócenia. Natomiast zaletą lasera diodowego emitującego w bliskiej podczerwieni jest szybsze generowanie wyników i mniejsze zakłócenia. Co więcej, lasery i fotodetektory, które wchodzą w skład urządzenia, są łatwo dostępne i działają w temperaturze pokojowej. Naukowcy umieścili swoje urządzenie na silniku samochodowym zamontowanym na stanowisku do prób w celu zbadania zmian spalin w zależności od warunków. Dzięki temu mogli zobaczyć na przykład, jak zmieniają się stężenia badanych gazów w trakcie uruchamiania silnika - poziom CO2 gwałtownie wzrasta, a po kilku sekundach stabilizuje się, natomiast poziom CO jest najwyższy w momencie uruchomienia silnika i potem spada. Także zawartość metanu, jak się okazało, osiąga wartość szczytową w momencie rozruchu silnika, a następnie gwałtownie spada. Naukowcy uzyskali podobne dane modyfikując pewne warunki, na przykład w przypadku zwiększania i zmniejszania przepustnicy (ilości powietrza i paliwa doprowadzanej do silnika). - Jest to pierwszy przypadek zastosowania do pomiarów spalin tego typu lasera diodowego emitującego w bliskiej podczerwieni bezpośrednio w układzie wydechowym silnika wewnętrznego spalania - skomentował dr Philip Martin, jeden z autorów opracowania. Naukowcy przetestowali urządzenie nie tylko na stanowisku próbnym, lecz również w świecie rzeczywistym, gdzie zastosowali je do pomiarów spalin w przejeżdżających pojazdach. - Komponenty charakteryzujące się wysoką czułością i solidnością potrzebne do zastosowania tej metody w świecie rzeczywistym dopiero teraz stają się dostępne - wyjaśnił dr Martin. - Skonstruowaliśmy już zasilane akumulatorem urządzenie wykorzystujące tę samą technologię, które można ustawić na poboczu; zastosowano w nim solidne i odporne komponenty telekomunikacyjne. Sukces tych badań sprawia, że naukowcy analizują możliwość opracowania systemu pokładowego. "Takie postępy umożliwiają opracowanie w celach kontrolnych elastycznego pokładowego systemu diagnostycznego dla silników pojazdów", piszą. "Znajomość zależności emisji od warunków eksploatacji pojazdu jest także przydatna w analizie zdalnych pomiarów spalin pojazdów". Urządzenie jest obecnie wyposażone w dwa lasery pracujące w różnych zakresach częstotliwości; jeden wykrywa poziom dwutlenku i tlenku węgla, a drugi metanu. Naukowcy chcą dodać większą liczbę laserów, aby można było mierzyć inne ważne substancje zanieczyszczające, takie jak tlenek i dwutlenek azotu oraz konkretne węglowodory.
Kraje
Zjednoczone Królestwo