[實用新型]一種柴油機動車排放煙度實時檢測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721173522.7
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN207280908U
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尚明輝;何致遠;王子輝
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江科技學(xué)院
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司33109
• 代理人: 王江成,占宇

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及機動車尾氣檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種柴油機動車排放煙度實時檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

柴油發(fā)動機工作時，由于碳、氫、硫化物的燃燒裂解，會產(chǎn)生一種直徑較大的可見碳微粒(particulate matter，PM)，該物質(zhì)對于人體健康和環(huán)境會造成極大的危害，因而控制排放已經(jīng)成為城市和諧發(fā)展的必然要求。實際應(yīng)用中，一般利用排放煙度值來描述碳顆粒(PM)的濃度。排放煙度不僅是評價柴油機大氣污染程度的性能指標，也是評價柴油機的強化程度和燃燒過程是否完善的重要技術(shù)指標。通過測量排放煙度值，可以判斷柴油機內(nèi)部與排放控制相關(guān)部件的工作狀態(tài)。

目前，柴油車排放煙度的測試通常采用濾紙式煙度法與不透光式煙度計法。其中，濾紙式煙度法由于其使用特性與自由加速煙度排放不能很好匹配，無法獲取煙度實時值，只能測出描述柴油機自由加速煙度排放特性曲線關(guān)于時間的積分值，其測量精度不高。因而，在柴油機動車年檢中，一般采用不透光煙度計法測量其排放煙度值，利用接觸式煙霧采集裝置對煙道內(nèi)的透過率、濁度、消光度實施測量，以建立消光度和顆粒濃度(煙度)間的數(shù)量關(guān)系，實現(xiàn)對煙度的測量。

不透光煙度計的反應(yīng)較為靈敏，可對柴油機動車進行模擬工況條件下的穩(wěn)態(tài)排放煙度與瞬態(tài)排放煙度測量。不透光式煙度計法的檢測弊端在于檢測過程需要采用導(dǎo)管將柴油機動車排放氣體導(dǎo)吸入測量導(dǎo)管，這種接觸式的辦法較為被動，無法對在道路上行駛的柴油機動車輛進行實時工況的尾氣煙度檢測。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是克服目前無法對在道路上行駛的柴油車進行實時的尾氣煙度檢測的技術(shù)問題，提供了一種柴油機動車排放煙度實時檢測系統(tǒng)，其能夠?qū)Φ缆飞闲旭偟牟裼蛙囘M行實時的尾氣煙度檢測。

為了解決上述問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

本實用新型的一種柴油機動車排放煙度實時檢測系統(tǒng)，包括激光發(fā)射裝置和激光接收裝置，所述激光發(fā)射裝置用于發(fā)射出若干束相互平行的激光束到激光接收裝置，所述激光接收裝置包括聚焦系統(tǒng)、光電轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)處理裝置，所述數(shù)據(jù)處理裝置包括微處理器、電源模塊和通信模塊，聚焦系統(tǒng)用于接收激光發(fā)射裝置發(fā)射出的所有激光束并將它們匯聚投射至光電轉(zhuǎn)換模塊，所述光電轉(zhuǎn)換模塊用于將投射至其上的激光束轉(zhuǎn)換為對應(yīng)電壓值，所述微處理器分別與電源模塊、光電轉(zhuǎn)換模塊和通信模塊電連接。

在本技術(shù)方案中，激光發(fā)射裝置和激光接收裝置相對設(shè)置道路兩側(cè)。當(dāng)柴油車經(jīng)過檢測系統(tǒng)所在位置時，柴油機動車排放的尾氣位于激光發(fā)射裝置和激光接收裝置之間，激光發(fā)射裝置發(fā)射出的若干束相互平行的激光束穿過尾氣到達激光接收裝置，激光接收裝置內(nèi)的聚焦系統(tǒng)接收激光發(fā)射裝置發(fā)射出的所有激光束并將它們匯聚投射至光電轉(zhuǎn)換模塊，光電轉(zhuǎn)換模塊將投射至其上的激光束轉(zhuǎn)換為對應(yīng)電壓值，并將其發(fā)送至微處理器，微處理器根據(jù)電壓值計算出尾氣的不透光度N，計算出的不透光度N即為柴油車排放的尾氣的煙度值。

激光發(fā)射裝置所發(fā)射出的激光經(jīng)過尾氣后產(chǎn)生與不透光度N相關(guān)聯(lián)的光強信號，聚焦系統(tǒng)包括球面透鏡，通過球面透鏡將激光發(fā)射裝置發(fā)射出的所有激光束匯聚投射至光電轉(zhuǎn)換模塊，光電轉(zhuǎn)換模塊采用硅光電二極管(S7686)，實現(xiàn)激光信號至硅光二極管反向電壓信號的轉(zhuǎn)換，微處理器的內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換模塊實現(xiàn)電壓信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換，并根據(jù)電壓值計算出柴油車排放的尾氣的煙度值，并通過通信模塊發(fā)送到上位機或其他接收裝置。

作為優(yōu)選，所述激光發(fā)射裝置包括激光發(fā)射單元和分光系統(tǒng)，所述激光發(fā)射單元用于發(fā)射出激光束到分光系統(tǒng)，所述分光系統(tǒng)用于將射入的激光束分成若干束相互平行的激光束發(fā)射到激光接收裝置。激光發(fā)射單元采用綠光激光發(fā)射器，額定輸出功率0-200mW可調(diào)，激光光譜波長響應(yīng)范圍480nm-660nm，光譜波段最大吸收幅值中心波長為532nm，峰值波長是550nm。分光系統(tǒng)包括若干個分光鏡片，通過分光鏡片的反射及折射作用，形成若干路平行激光束。

作為優(yōu)選，所述激光發(fā)射裝置還包括準直系統(tǒng)，所述準直系統(tǒng)用于將分光系統(tǒng)發(fā)射出的若干束相互平行的激光束進行準直調(diào)整后射出。

作為優(yōu)選，所述數(shù)據(jù)處理裝置還包括語音模塊，所述語音模塊與微處理器電連接。語音模塊采用ANALOG DEVICES的SSM2211芯片，1.5W音頻功放，實現(xiàn)實時的煙度值語音播報，在被測柴油車排放煙度超標時給出語音提示。

作為優(yōu)選，所述數(shù)據(jù)處理裝置還包括看門狗模塊，所述看門狗模塊與微處理器電連接。看門狗模塊采用TI的TPS3823芯片，為微處理器提供電路初始化和定時監(jiān)控。