[科普中國(guó)]-林格曼黑度

林格曼黑度及林格曼黑度圖

煙氣林格曼黑度為控制鍋(窯) 爐煙氣污染物排放的指標(biāo)之一。

林格曼黑度就是用視覺(jué)方法對(duì)煙氣黑度進(jìn)行評(píng)價(jià)的一種方法。共分為六級(jí)，分別是：0、1、2、3、4、5級(jí)，5級(jí)為污染最嚴(yán)重。

19世紀(jì)末法國(guó)科學(xué)家林格曼將煙氣 黑度劃分為六級(jí)，用于固定污染源排放的灰色或黑色煙氣在排放口處黑度的監(jiān)測(cè) 。標(biāo)準(zhǔn)的林格曼煙氣黑度圖由14cm×21cm不同黑度的圖片組成 ，除全白與全黑分別代表林格曼黑度0級(jí)和5級(jí)外，其余4個(gè)級(jí)別是根據(jù)黑色條格占整塊面積的百分?jǐn)?shù)來(lái)確定的，黑色條格的面積占20%為1級(jí);占40%為2級(jí);占60%為3級(jí);占80%為4級(jí)。觀測(cè)時(shí)，可將煙氣與鏡片內(nèi)的黑度圖比較測(cè)定簡(jiǎn)稱“林格曼圖”。將煙氣濃度分為六級(jí) 。以全白、微灰、灰、深灰、灰 黑、全黑六種顏色分別代表含煙塵量為0、0.25、0.7、1.2、2.3、4～5克/米1。

測(cè)試方法簡(jiǎn)述原理把林格曼煙氣黑度圖放在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，將煙氣的黑度與圖上的黑度相比較，由具有資質(zhì)的觀察者用目視觀察來(lái)測(cè)定固定污染源排放煙氣的黑度。

儀器設(shè)備林格曼煙氣黑度圖、計(jì)時(shí)器（秒表或手表，精度1秒）、煙氣黑度圖支架、風(fēng)向、風(fēng)速測(cè)定儀

觀測(cè)位置和條件a.應(yīng)在白天進(jìn)行觀測(cè)，觀察者與煙囪的距離應(yīng)足以保證對(duì)煙氣排放情況清晰地觀察。林格曼煙氣黑度圖安置在固定支架上，圖片面向觀察者，盡可能使圖位于觀察者至煙囪頂部的連線上，并使圖與煙氣有相似的天空背景。圖距觀察者應(yīng)有足夠的距離，以使圖上的線條看起來(lái)融合在一起，從而使每個(gè)方塊有均勻的黑度,對(duì)于絕大多數(shù)觀察者這一距離約為15m。

b.觀察者的視線應(yīng)盡量與煙羽飄動(dòng)的方向垂直。觀察煙氣的仰視角不應(yīng)太大，一般情況下不宜大于45度角，盡量避免在過(guò)于陡峭的角度下觀察。

c.觀察煙氣黑度力求在比較均勻的天空光照下進(jìn)行。如果在太陽(yáng)光照射下觀察，應(yīng)盡量使照射光線與視線成直角，光線不應(yīng)來(lái)自觀察者的前方或后方。雨雪天、霧天及風(fēng)速大于4.5m/s時(shí)不應(yīng)進(jìn)行觀察2。

觀測(cè)方法a.觀察煙氣的部位應(yīng)選擇在煙氣黑度最大的地方，該部位應(yīng)沒(méi)有冷凝水蒸汽存在。觀察時(shí)，將煙囪排出煙氣的黑度與林格曼煙氣黑度圖進(jìn)行比較，記下煙氣的林格曼級(jí)數(shù)。如煙氣黑度處于兩個(gè)林格曼級(jí)之間，可估計(jì)一個(gè)0.5或0.25林格曼級(jí)數(shù)。每分鐘觀測(cè)4次，觀察者不宜一直盯著煙氣觀測(cè)，而應(yīng)看幾秒鐘然后停幾秒鐘，每次觀測(cè)（包括觀看和間歇時(shí)間）約15秒，連續(xù)觀測(cè)煙氣黑度的時(shí)間不少于30分鐘。

b.觀察混有冷凝水汽的煙氣，當(dāng)煙囪出口處的煙氣中有可見(jiàn)的冷凝水汽存在時(shí)，應(yīng)選擇在離開(kāi)煙囪口一段距離，看不到水汽的部位觀察。

c.觀察含有水蒸氣的煙氣，當(dāng)煙氣中的水蒸氣在離開(kāi)煙囪出口的一段距離后，冷凝并且變?yōu)榭梢?jiàn)，這時(shí)應(yīng)選擇在煙囪口附近水蒸氣尚未形成可見(jiàn)的冷凝水汽的部位觀察。

d.觀察煙氣宜在比較均勻的天空照明下進(jìn)行。如在陰天的情況下觀察，由于天空背景較暗，在讀數(shù)時(shí)應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取稍偏低的級(jí)數(shù)（減去0.25級(jí)或0.5級(jí)）2。

存在問(wèn)題方法因素國(guó)家尚未對(duì)林格曼級(jí)數(shù)的確定方法，觀測(cè)周期、讀數(shù)方法及讀數(shù)頻次有較大的隨意性1。

人為因素用林格曼圖鑒定煙氣的黑度取決于觀察者的判斷力。由于觀察者在經(jīng)驗(yàn)和主觀判斷上存在著一定的差異，這對(duì)觀測(cè)精度有一定的影響1。

氣象因素憑視覺(jué)所鑒定的煙氣的黑度是反射光的作用。所觀察到的煙氣黑度的讀數(shù)，與天空的均勻性和亮度、風(fēng)速風(fēng)向及觀察時(shí)照射光線的角度都有一定的關(guān)系。觀測(cè)煙氣黑度應(yīng)在白天進(jìn)行觀察，并力求在比較均勻的天空照明下進(jìn)行。為更好地觀測(cè)煙氣的黑度，觀測(cè)時(shí)應(yīng)注意風(fēng)向，觀測(cè)者的視線與煙氣的流向要垂直。風(fēng)速過(guò)大時(shí)，煙氣擴(kuò)散速度太快，不宜進(jìn)行煙氣觀測(cè)1。

其他因素觀測(cè)時(shí)鍋爐的運(yùn)行工況對(duì)觀測(cè)結(jié)果有很大影響。在鍋爐煙塵測(cè)試方法中規(guī)定煙塵測(cè)試應(yīng)在熱工況穩(wěn)定后進(jìn)行，鍋爐的運(yùn)行必須大于一定的負(fù)荷。煙氣林格曼黑度觀測(cè)最好在煙塵測(cè)試期間進(jìn)行或者參照煙塵測(cè)試的方法來(lái)調(diào)整鍋爐運(yùn)行工況和負(fù)荷。近年來(lái)國(guó)外根據(jù)光的散射理論和大量觀測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，建立了一些塵粒的性質(zhì)和濃度、煙囪幾何結(jié)構(gòu)、天空背景的光學(xué)性質(zhì)及煙氣的林格曼級(jí)數(shù)的關(guān)系式，以便更好地用該方法來(lái)控制煙氣中污染物的排放1。