자동차 배출가스 분석기의 핵심 원리는 특정 물리 또는 화학 신호에 대한 기체별 응답 차이를 바탕으로 정밀 센서와 알고리즘을 통해 다조분 기체의 정성과 정량 분석을 실현한다.

자동차 배기가스 분석기의 기술 경로는 주로 다음과 같은 몇 가지로 나뉜다.

1.적외선 스펙트럼 기술

기체 분자를 이용하여 특정 파장 적외선의 선택적 흡수 특성을 측정한다.일산화탄소(CO)는 4.6μm 파장에서 강한 흡수봉이 있고, 이산화탄소(CO)는 4.2μm 파장에서, 탄화수소(HC)는 3.4μm 파장에서 흡수된다.시스템은 적외선이 흡수된 후의 강도 감쇠를 측정하여 빌-랑버의 법칙과 결합하여 기체의 농도를 반추한다.이 기술은 응답속도가 빠르고 (밀리초급), 검측정밀도가 높으며 (오차가 1% 미만), 장기적인 안정성이 강한 특징을 갖고있어 휘발유차의 배기가스분석에 널리 응용되고있다.

2.전기화학감지기술

기체가 전극 사이에서 산화 환원 반응을 일으킬 때 발생하는 전류 변화를 토대로 측정한다.산소(O₂) 센서는 백금/지르코니아 고체 전해질을 사용하며, 산소 이온 이동은 농도와 선형적으로 관련된 전류 신호를 생성한다.질소산화물(NOx) 센서는 다층 촉매막 구조를 통해 NOx를 질소(N₂)로 환원해 전자를 방출하며, 전류 강도는 NOx 농도에 정비례한다.이 기술은 컴팩트하고 비용이 적게 들지만 센서 수명이 짧아 (보통 2~3년) 정기적으로 교체해야 한다.

3. 화학발광법

질소산화물(NOx)에 대한 고감도 검사 기술.그 원리는 배기가스의 일산화질소(NO)와 오존(O♦) 반응으로 자극 상태의 이산화질소(NO₂*)가 생성되고, 자극이 빠지면 광자가 방출되며, 광자 수는 NO 농도와 선형 관계가 된다.광전 배율 증폭관을 통해 빛의 강도를 측정하여 ppb급 검측 민감도를 실현할 수 있다.촉매와 함께 이산화질소(NO₂)를 NO로 환원하면 NOx 총량 측정이 가능하다.이 기술은 교란에 강하여 실험실급 고정밀 분석에 자주 사용된다.

4. 수소화염이온화법(FID)

총탄화수소(THC) 검사에 특화된 기술이다.수소 화염 속에서 탄화수소를 이온화해 이온 전류 강도를 측정하는 원리다.전류값은 탄소원자수와 정비례하며 검측범위는 0-10000ppm, 정밀도는 ±2% 에 달한다.이 기술은 수소 공급원과 고온 환경이 필요하며, 엔진 스탠드 시험이나 디젤차 배기가스 분석에 많이 사용된다.

5. 자외선 차분 흡수 스펙트럼(UV-DOAS)

자외선(200-400nm 대역)이 배기가스를 통과할 때 NOx 분자 특성에 흡수되는 특성을 이용해 분광기를 통해 흡수봉 면적을 해석하고 빌-랑베르 법칙과 결합해 농도를 계산한다.이 기술은 NOx 검사에 민감도(ppb급)가 높고 교차 교란에 강하며 특히 저농도 배출 모니터링에 적합하다.

자동차 배기가스 분석기의 장점:

1.다중 그룹 동기화 감지 능력

현대 분석기는 멀티센서 융합 기술을 통해 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx), 산소(O₂) 등 일반적인 오염물질을 동시에 감지할 수 있고, 일부 장비는 미세먼지(PM), 암모니아(NH) 등의 성분도 확장 검출할 수 있다.이러한 통합형 설계는 테스트 프로세스를 줄이고 데이터 통합성을 향상시킵니다.

2. 고정밀 및 안정성

비분광적외선(NDIR), 전기화학, 화학발광 등 선진적인 감지기술을 채용하고 온도보상, 압력보상 계산법을 결합하여 복잡한 작업상황에서 검측정밀도를 유지할수 있다.적외선센서의 CO에 대한 검측오차는 1% 미만이고 화학발광법의 NOx에 대한 검측민감도는 0.02ppm에 달해 국가의 6배출표준 및 더욱 엄격한 환경보호요구를 만족시킨다.

3.실시간 동적 모니터링 및 휴대성

휴대용 분석기는 크기가 작고 무게가 가벼우며 (일반적으로 5kg 미만) 차량과 함께 검사하거나 현장에서 추출할 수 있습니다.차량탑재식설비는 가열표본추출관로와 지진방지설계를 갖추어 차량운행과정에서 가속, 언덕오르기 등 순간적인 작업상황의 배출수치를 실시간으로 포착할수 있어 전통적인 스탠드시험이 실제도로배출을 반영할수 없는 문제를 해결하였다.

4. 지능형 데이터 처리 및 확장 기능

마이크로프로세서와 액정표시장치가 내장되여 중문인터페이스조작을 지원하며 과량의 공기계수 (람다), 탄소수소비 등 파생매개변수를 자동적으로 계산할수 있다.

5. 환경 적응성 및 유지 관리 용이성

설비는 자동 제로 조정, 자동 세척, 가스 누출 검사 등 기능을 통합하여 인공 간섭을 줄인다.센서 모듈식 설계로 빠른 교체가 가능하며 일부 모델은 핫플러그를 지원합니다.전기 화학 센서 교체는 몇 분 만에 가능하며 비용이 적게 듭니다.적외선 센서의 수명은 5년 이상이며 유지 관리 비용은 절감됩니다.