Un analizador de gases de escape o analizador de monóxido de carbono (CO) de escape es un instrumento para la medición de monóxido de carbono entre otros gases en el escape, causado por una combustión incorrecta, la medición del coeficiente Lambda es la más común.
Los principios utilizados para los sensores de CO (y otros tipos de gas) son los sensores de gas infrarrojos y los sensores de gas químico. Los sensores de monóxido de carbono se utilizan para evaluar la cantidad de CO durante una prueba del Ministerio de Transporte . [1] Para que se pueda utilizar en dicha prueba, debe estar aprobado como apto para su uso en el esquema. En el Reino Unido, se encuentra disponible una lista de analizadores de gases de escape aceptables para su uso en la prueba MOT a través del sitio web de la Agencia de Normas para Conductores y Vehículos . [2]
Medición del coeficiente lambda
La presencia de oxígeno en los gases de escape indica que la combustión de la mezcla no fue perfecta, resultando en gases contaminantes. Por lo tanto, midiendo la proporción de oxígeno en los gases de escape de estos motores se pueden monitorear y medir estas emisiones. Esta medición se realiza en la prueba MOT a través de la medición del coeficiente Lambda.
El coeficiente Lambda (λ) se obtiene de la relación entre el aire y la gasolina involucrados en la combustión de la mezcla. Es una medida de la eficiencia del motor de gasolina midiendo el porcentaje de oxígeno en el escape.
Cuando los motores de gasolina funcionan con una mezcla estequiométrica de 14,7: 1, el valor de lambda (λ) es "1".
Relación de mezcla = peso de combustible / peso de aire
- - Expresado como relación de masa: 14,7 kg de aire por 1 kg. de combustible.
- - Expresado como relación de volumen: 10,000 litros de aire por 1 litro de combustible.
Con esta relación teóricamente se logra una combustión completa de la gasolina y las emisiones de gases de efecto invernadero serían mínimas. El coeficiente se define como coeficiente Lambda
Si Lambda> 1 = mezcla pobre, exceso de aire. Si Lambda <1 = mezcla rica, exceso de gasolina.
- Una mezcla magra contiene un exceso de oxígeno. El oxígeno excedente reaccionará con el nitrógeno ( óxidos de nitrógeno ), si la temperatura es lo suficientemente alta (alrededor de 1600 ° C) durante el tiempo suficiente para permitirlo.
- Una mezcla rica contiene un déficit de oxígeno. Esto hace que sea imposible que todo el combustible se queme completamente en dióxido de carbono y vapor de agua. Por lo tanto, algo de combustible permanecerá como hidrocarburo o reaccionará solo al monóxido de carbono (CO). La concentración de monóxido de carbono en los gases de escape está estrechamente relacionada y es casi proporcional a la relación aire-combustible en las regiones ricas. Por lo tanto, es de gran valor cuando se ajusta un motor.
- El dióxido de carbono emitido es teóricamente directamente proporcional al combustible consumido en una relación aire-combustible dada y constante. Se emitirá menos dióxido de carbono por litro de combustible si λ <1, ya que parte del combustible no podrá quemarse por completo.
Tipos de sensores
Sensores químicos de CO
- Los sensores químicos de gas CO con capas sensibles a base de polímero o heteropolisiloxano tienen la principal ventaja de un consumo de energía muy bajo y pueden reducirse de tamaño para adaptarse a sistemas basados en microelectrónicos. En el lado negativo, los efectos de deriva a corto y largo plazo, así como una vida útil general bastante baja, son obstáculos importantes en comparación con el principio de medición del sensor de infrarrojos no dispersivo . [3]
- Otro método ( Ley de Henry ) también se puede utilizar para medir la cantidad de CO disuelto en un líquido, si la cantidad de gases extraños es insignificante.
Sensores de CO infrarrojos no dispersivos
Los sensores infrarrojos no dispersivos son sensores espectroscópicos para detectar CO en un ambiente gaseoso por su característica absorción. Los componentes clave son una fuente de infrarrojos , un tubo de luz , un filtro de interferencia (longitud de onda) y un detector de infrarrojos. El gas se bombea o se difunde en el tubo de luz y la electrónica mide la absorción de la longitud de onda característica de la luz. Los sensores se utilizan con mayor frecuencia para medir el monóxido de carbono. [4] Los mejores de estos tienen sensibilidades de 20 a 50 PPM . [4]
La mayoría de los sensores de CO están completamente calibrados antes de su envío desde la fábrica. Con el tiempo, el punto cero del sensor debe calibrarse para mantener la estabilidad a largo plazo del sensor. [5] Los nuevos desarrollos incluyen el uso de sistemas microelectromecánicos para reducir los costos de este sensor y crear dispositivos más pequeños. Los sensores típicos cuestan en el rango de (US) $ 100 a $ 1000.
Indicador de Cambridge
Utilizado por aviones más antiguos, el Cambridge Mixture Indicator mostraba la relación aire-combustible midiendo la conductividad térmica de los gases de escape. Fue fabricado por Cambridge Instrument Company . [6] Este dispositivo se instaló en aviones en la década de 1930, incluido el Lockheed Model 10 Electra volado por Amelia Earhart en su último vuelo.
Ver también
- Sensor de AFR
- Sensor de oxigeno
- Mecánico
- Taller de reparación de automóviles
- Rampa para automóviles , un medio para acceder a la parte inferior de un vehículo.
- Puesta a punto del motor
- Afinación italiana
- Ingeniería Mecánica
- Servicio (vehículo de motor)
Referencias
- ^ http://www.cryptontechnology.com/files/290_295%20gas%20analysers%20manual.pdf [ enlace muerto permanente ]
- ^ "Equipo de prueba aprobado por el centro MOT" . Agencia de Normas para Conductores y Vehículos del Reino Unido . Consultado el 9 de mayo de 2019 .
- ^ Sensores de CO confiables basados en polímeros a base de silicio en transductores de microbalanza de cuarzo, R. Zhou, S. Vaihinger, KE Geckeler y W. Göpel, Conf.Proc.Eurosensors VII, Budapest (H) (1993); Sensores y actuadores B, 18-19, 1994, 415-420.
- ^ a b Sensores de CO a base de carbonato de alto rendimiento, Th. Lang, H.-D. Wiemhöfer y W. Göpel, Conf.Proc.Eurosensors IX, Estocolmo (S) (1995); Sensores y actuadores B, 34, 1996, 383–387.
- ^ "Copia archivada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 19 de agosto de 2014 . Consultado el 19 de agosto de 2014 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace ) Co Guía de calibración automática]
- ^ "Operación económica del motor" . Flightglobal . 1937 . Consultado el 11 de diciembre de 2017 .