[實用新型]雙靈敏度機動車尾氣激光遙測裝置

無效

• 申請號: 200720040181.6
• 申請日: 2007-06-25
• 公開（公告）號: CN201063022Y
• 公開（公告）日: 2008-05-21
• 發明（設計）人: 洪順坤;胡峰;崔凱;張士巧;王康俠;王育華
• 申請（專利權）人: 安徽寶龍環保科技有限公司
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39
• 代理公司: 合肥金安專利事務所
• 代理人: 范克明

技術領域

本實用新型涉及置于道路二側，可同時測量過往機動車排放尾氣CO、CO₂濃度和環境中CO氣體濃度的裝置。

背景技術

現有的機動車尾氣遙測裝置有二種：一種是采用3-5微米波長的中紅外白熾燈光源；另一種是采用波長1578nm的中紅外光源。中紅外光源檢測氣體分子的吸收帶光譜，1578nm的激光檢測氣體分子位于1578nm波長附近的吸收線光譜。

應用中紅外光源檢測的方法是在探測器前放置對應監測氣體的濾光片，通過測量通過濾光片的光強和未經濾光片的背景光強進行對比，從而得出被測氣體的濃度，由于二次測量不在同一時刻，同時受雜散光和其他物質影響，測量誤差較大，監測時需要經常校準；激光檢測的方法是通過輸出波長掃描，使之掃過氣體分子吸收線，可同時得到吸收線光強和背景光強，通過對吸收信號的調制放大，最后得出氣體吸收濃度，由于調制后得到得吸收信號與光強沒有直接關系，測量前也需要校準。

由于中紅外是吸收帶光譜測量，1578nm激光測量的吸收較小，二種方法僅能滿足一般的尾氣排放監測，不能實現需要較高靈敏度的環境CO濃度監測，由于需要校準，也不能實現無人值守長期連續運行。

實用新型內容

本實用新型的目的是：采用新型激光器件應用于機動車尾氣遙測，能同時實現監測現場環境中CO氣體的連續監測和對于通常的機動車尾氣遙測，不需要校準，尤其適用于無人值守長期連續監測。

本實用新型的技術解決方案如下：

本實用新型包括：發射接收器1、反射器2、激光器3、探測器4、準直鏡5、聚光鏡6、電源、驅動、和掃描電路7、調制放大電路8、A/D采集電路9、線性放大電路10、A/D采集電路11、計算機12。發射接收器1為雙路結構，包括兩個激光點光源，波長分別為2004nm和2330nm，與光源對應設置兩個準直鏡；同時對應設置兩個聚光鏡6和與之對應的探測器4。電源、驅動和掃描電路7為激光器3提供驅動和掃描信號、同時為本系統其他電路提供工作電源；探測器4輸出和線性放大電路10調制放大器8相連，調制放大器8的輸出和A/D采集電路9相連；線性放大電路10的輸出和A/D采集電路11相連；A/D采集電路9和A/D采集電路11輸出的數字信號輸送給計算機12經數據處理后在其顯示器上分別顯示環境氣體CO濃度和機動車尾氣CO、CO2濃度。

本實用新型所具有的積極效果是：

巧妙地使用了對CO、CO2氣體有較強吸收的新型激光光源，可同時實現對機動車尾氣排放的CO、CO2氣體濃度的監測和對現場環境中較低濃度CO氣體的連續監測，還可同時測量機動車的速度、加速度和長度，同時實現機動車牌照識別。具有無需校準、實時性、監測效率高、可無人值守連續運行的優點。

附圖說明

圖1為本實用新型的系統框圖。

圖2為本實用新型的電路原理圖。

具體實施方案

下面結合附圖本實用新型作進一步地說明。

參見圖1，雙靈敏度機動車尾氣檢測裝置包括發射接收器1、反射器2、激光器3、探測器4、準直鏡5、聚光鏡6、電源驅動和掃描電路7、調制放大電路8、A/D采集電路9、線性放大電路10、A/D采集電路11、計算機12。發射接收器1為雙路結構，包括兩個激光點電源、波長分別為2004nm和2330與光源對應設置兩個準直鏡；同時設置兩個聚光鏡6和與之對應的探測器4。電源、驅動和掃描電路為激光器3提供驅動和掃描信號，同時為本系統其它電路提供工作電源。探測器4的輸出和線性放大器10調制放大器8相連。調制放大器8的輸出和A/D采集電路9相連。線性放大器10的輸出和A/D采集電路11相連。A/D采集電路9和A/D采集電路11輸出的數字信號輸送給計算機12，經數據處理后在其顯示器上分別顯示環境氣體CO濃度和機動車尾氣CO、CO2濃度。

測量時，從發射接收器激光光源發出的激光經過準直鏡準直發射到反射器，經反射器返回的激光由聚光鏡匯聚到探測器上，探測器得到隨光強變化的信號經放大、A/D轉換后輸入計算機進行數據處理。當尾氣遮擋發射接收器和反射器之間的光路時，探測器得到光譜信號，經線性放大器放大的數據采集電路將此信號送給計算機，由軟件計算出監測的氣體濃度、實現對機動車尾氣排放濃度的測量；當沒有機動車通過時，系統檢測環境背景氣體濃度，經調制放大電路放大的數據采集電路將信號送給計算機，實現了雙靈敏度的氣體監測。數據可以無線傳輸方式發送到監測中心。

由附圖2可知來自驅動和掃描電路的適當頻率的波長掃描信號S1驅動激光器，使激光器周期性發出不同波長的光信號，利于氣體的吸收的檢測，同時加入適當頻率的調制信號S2提高系統的抗干擾能力和對氣體吸收的靈敏度。探測器將接收到的光信號轉化成電信號分別通過直流放大和調制放大兩種方法進行處理，直接放大的方式用來檢測較高濃度的氣體吸收，調制放大方式用來檢測較低濃度的氣體吸收。圖2中C為隔直電路，諧振器Y只允許特定頻率的信號進入后繼放大器，具有靈敏度高，抗干擾能力強的優點。