CN106226366A - 采用阵列传感器的汽车尾气远程监测*** - Google Patents
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Abstract
一种采用阵列传感器的汽车尾气远程监测***，包括用于检测汽车尾气的传感器阵列，用于采集和处理传感器阵列检测信号的信号处理模块，用于将处理后的信号上传的无线传输模块，以及供给上述各装置的电源装置。本发明的有益效果是：采用稀土原料制作的多功能阵列轻小型汽车尾气传感器，可以实现汽车尾气的稳定在线监测。不需要取样，不需要维护，不需要人工干预。低功耗，寿命长；采用风光互补发电***为传感器***工作提供可持续不间断电源；采用移动GPRS网络远程传输传感器测量数据信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车尾气远程监测稀土阵列传感器检测***，属于电子信息技术领域。
背景技术
当前汽车尾气污染不断加重和汽车尾气检测标准越来越高，汽车尾气中含有CO、有机高分子烟气、NOx、硫化气体等，这些尾气对人体有害并且影响自然环境，这已发展成为严重的社会问题。
如何监测汽车尾气的排放，并有效地减少尾气中有毒有害气体对大气环境的污染，是世界性的环保课题。而治理的前提是有效监测汽车尾气的排放。
目前，我国对汽车尾气的检测非常重视，设置了机动车尾气排放标准和机动车尾气环境标志。有专门尾气检测站对送审汽车检验，作为年审合格与否的必检指标项。但是除了在专门的尾气检测站检测，在道路上，在汽车使用的大部分时间、地点，都再也没有监测手段，了解道路上的汽车尾气排放情况，也就不知道那个地段汽车尾气污染严重，同时也可能是拥堵严重。也就是说，目前我们对汽车尾气，只有在指定地点年检时的检测手段，没有在线、实时的监测手段。
在交通运行量比较大的主要道路，主要城区，在线、实时监测汽车的尾气，一是可以了解当前道路或区域的尾气排放量，及时发现该道路或地区的废气排放的异常情况，还可以通过一定时间的排放总量统计，折射出该地区的交通情况和大气污染情况。同时，由于尾气的突然超标排放和汽车拥堵存在一定的关联，通过监测该地区道路的尾气排放状态，可以了解到该地区道路的交通压力和拥堵状态。这就说明，在线、实时监测主要道路，主要城区的尾气排放量是个一举多得的好项目。
目前用于汽车尾气分析的方法主要有三种，即：用不分光红外分析(NDIR)测量CO、HC和NO；用氢气火焰离子分析仪(FDI)测量HC；用电化学原理测量NOx和O2。但是，目前的尾气综合检测装置因为需要检测的废气成分比较多，还需要预处理装置和取样装置，需要复杂的人工操作，比较笨重庞大，耗能比较高，造价昂贵，不能用在公路上的在线监测，影响他在公路路网和主要城区的推广使用，也无法做到自动化监测。导致路网和主要城区的尾气环境监测在全国是个空白领域。
我国大气雾霾，工业排放气体污染是主要原因，但是对于工业气体污染，已经有很多成熟的监测设备和监测手段正在使用。机动车尾气被认为也是一项重要污染源，目前尾气监测大多数是在汽车监测中心通过大型设备监测，是离散而又笨重昂贵的。截止目前，没有一个适合大规模安装、推广，自动化实时监测的尾气传感器。随着PM2.5事件的频频爆发和我国汽柴油标准升级的日期的到来,机动车尾气监测迫切需要采取更为先进的技术。
还有一个现实的问题，即使有这样的尾气传感器，安装在公路路网上，传感器的测量数据需要传输到监控控制中心，在新疆地区，有可能是千里之外，为传输数据布线代价太高，是不可能的。所以公路监测用的尾气传感器测量数据一定要能通过无线方式远程传输到监控中心。同时，传感器工作用电要控制在低能耗标准，而且也必须做到能够在野外自给自足。所以，一个安装简单，免布线，造价低，体积小，能耗低，自供电，能够实现远程数传的多功能的尾气传感器及其监测***是市场所需要的新产品。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型汽车尾气远程监测稀土阵列传感器，解决了现有技术不能同时检测汽车尾气中氮氧化物、含硫气体和碳氢气体的问题。
本发明所采用的技术方案是：一种采用阵列传感器的汽车尾气远程监测***，其特征在于，包括用于检测汽车尾气的传感器阵列，用于采集和处理传感器阵列检测信号的信号处理模块，用于将处理后的信号上传的无线传输模块，以及供给上述各装置的电源装置。
所述的传感器阵列包括用于检测氮氧化物含量的稀土铋电化学传感器，用于检测含硫气体含量的二氧化锡/氧化钽复合材料电化学传感器，以及用于检测碳氢气体含量的氧化锌/氧化锑复合材料传感器。
所述的电源装置由风光互补发电存电模块和电源管理控制模块组成，风光互补发电存电模块的输出端通过电源管理控制模块供给所述的传感器阵列、信号处理模块和无线传输模块的工作电源。
本发明的有益效果是：采用稀土原料制作的多功能阵列轻小型汽车尾气传感器，可以实现汽车尾气的稳定在线监测。不需要取样，不需要维护，不需要人工干预。安装简单，免布线，造价低，体积小，能耗低，自供电，寿命长；采用风光互补发电***为传感器***工作提供可持续不间断电源；采用移动GPRS网络远程传输传感器测量数据信息，能够实现远程数传的多功能的汽车尾气传感器，方便在路网快速且底成本的布置尾气监测网络。本申请的核心利用了稀有金属的相介电传特性，传感器核心制作材料采用常温超导稀土金属"铋"元素，通过超高频常温超导谐振所激励，配合铂铑合金催化剂，测出汽车尾气中的氮氧化合物。通过半导体二氧化锡与氧化钽组合测量汽车尾气的硫化气体（二氧化硫、硫化氢含量），通过氧化锌与氧化锑组合，测量一氧化碳和碳氢化合物含量。上述三大类传感器（现有技术）通过阵列技术融合，并发测量。
本发明可以实现野外无人值守自动工作。是真正实现汽车尾气排放道路实时监测的基础和前提。
附图说明
图1是本发明的总体构成示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明一种采用阵列传感器的汽车尾气远程监测***，其特征在于，包括用于检测汽车尾气的传感器阵列1，用于采集和处理传感器阵列1检测信号的信号处理模块2，用于将处理后的信号上传的无线传输模块3，以及供给上述各装置的电源装置。无线传输模块3通过无线通信网络（如GPS、GPRS等现有各种通信网络）将传感器阵列1检测的各种汽车尾气的有关信息传输到政府的环境监管部门或交通管理部门。
所述的传感器阵列1包括用于检测氮氧化物含量的稀土铋电化学传感器11，用于检测含硫气体含量的二氧化锡/氧化钽复合材料电化学传感器12，以及用于检测碳氢气体含量的氧化锌/氧化锑复合材料传感器13。也可选购其他类型的具有相同功能的传感器。
所述的电源装置由风光互补发电存电模块4和电源管理控制模块5组成，风光互补发电存电模块4的输出端通过电源管理控制模块5供给所述的传感器阵列1、信号处理模块2和无线传输模块3的工作电源。
Claims (3)
1.一种采用阵列传感器的汽车尾气远程监测***，其特征在于，包括用于检测汽车尾气的传感器阵列，用于采集和处理传感器阵列检测信号的信号处理模块，用于将处理后的信号上传的无线传输模块，以及供给上述各装置的电源装置。
2.根据权利要求1所述的采用阵列传感器的汽车尾气远程监测***，其特征在于，所述的传感器阵列包括用于检测氮氧化物含量的稀土铋电化学传感器，用于检测含硫气体含量的二氧化锡/氧化钽复合材料电化学传感器，以及用于检测碳氢气体含量的氧化锌/氧化锑复合材料传感器。
3.根据权利要求1所述的采用阵列传感器的汽车尾气远程监测***，其特征在于，所述的电源装置由风光互补发电存电模块和电源管理控制模块组成，风光互补发电存电模块的输出端通过电源管理控制模块供给所述的传感器阵列、信号处理模块和无线传输模块的工作电源。
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