CN106990070A - 机动车排放的垂直式遥测装置及方法 - Google Patents

机动车排放的垂直式遥测装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种机动车排放的垂直式遥测装置及方法，它们能使得检测结果不受机动车排气管左右、高低位置的影响，从而提高检测效率。该装置包括用于发出检测光线的激光器；还包括安装于马路上方龙门架上的可旋转多棱台镜；用于反射来自所述激光器的检测光线，使之到达所述多棱台镜的反射镜；位于所述反射镜正后方的汇聚透镜；位于所述汇聚透镜的焦点的用于检测气团浓度的第一探测器。还包括与该激光器驱动电路相连的波长锁定机构，其包括：位于所述激光器和反射镜之间的分光镜；封装有被检测污染气体种类的标准气体的样品池；和用于锁定波长的第二探测器。

Description

机动车排放的垂直式遥测装置及方法
技术领域
本发明涉及机动车排放遥测技术，尤其涉及一种机动车排放尾气的垂直式遥测装置及方法。
背景技术
随着机动车保有量的增长，机动车排放所产生的污染也越来越受到重视，快速地筛选出高排放车辆，对治理机动车排放污染有着很大的意义。因此，机动车尾气遥测技术应运而生。
机动车尾气遥测技术主要是根据光谱分析原理快速检测出车辆排放的气团所含的污染物种类和含量。由于水平式遥测设备在应用于多车道测量时，受车辆交叉、重叠通过影响，检测效率低下，因此垂直式遥测技术正得到政府部门和各个遥测厂商的重视。垂直遥测技术是将遥测设备架设在道路上方，每个车道对应一台主机，这样，当有两辆及以上车辆同时平行通过时，可以互不影响，提高检测效率。
参看图2，其为一种机动车尾气的垂直式遥测装置，包括龙门架21上架设的检测设备22、23和马路上的反射镜27，检测光线26从上而下到达路面，但局限于反射镜27附近。不难看出该装置的弊端是：仅当汽车24的排气管排放的气团25刚好处于检测光线26上时，才有可能被正确地测量出；当汽车排气管偏离检测光线26时，很有可能检测不到结果，导致检测效率低下。这是现有技术的不足之处。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种机动车排放的垂直式遥测装置及方法，它们能使得检测结果不受机动车排气管左右、上下位置的影响，从而提高检测效率。
本发明的机动车排放的垂直式遥测装置，包括用于发出检测光线的激光器；其特征是还包括：
安装于马路上方龙门架上的可旋转多棱台镜；
用于反射所述激光器的检测光线，使之到达所述多棱台镜的反射镜；
位于所述反射镜正后方的汇聚透镜；
位于所述汇聚透镜的焦点的用于检测气团的第一探测器。
本发明的机动车排放的垂直式遥测装置，还包括与该激光器驱动电路相连的波长锁定机构，其包括：
位于所述激光器和反射镜之间的分光镜；
封装有被检测污染气体种类的标准气体的样品池；和
用于锁定波长的第二探测器。
本发明的机动车排放的垂直式遥测方法，其特征是包括如下步骤：
启动激光器，使发出检测光线，经反射镜到达多棱台镜；
旋转该多棱台镜，使形成瀑布状光路；
来自路面的反射光线经汇聚透镜到达第一探测器；
当有污染气体穿过检测区域某个位置时，对应谱线上相应位置光强会有所变化，通过谱线变化量的大小来确定污染气体浓度的高低。
还包括用波长锁定机构锁定检测光线的波长的步骤，该波长锁定机构包括：
位于所述激光器和反射镜之间的分光镜；
封装有被检测污染气体种类的标准气体的样品池；和
用于锁定波长的第二探测器。
本发明的有益效果是，由于旋转多棱台镜的转动，来自激光器的检测光线形成瀑布型光路照到马路上，因而检测区域可横穿整个马路，不论机动车排气管的位置如何，都逃不出检测区域，故都能被检测出排放的污染物的浓度，从而提高检测效率。
本发明的波长锁定机构可以确保激光器的发光波长刚好稳定在样品池的气体的光谱吸收位置，而不会因为温度、电流等其他因素变化时导致激光器发光波长偏离，从而保证测量的精度。
附图说明
图1是本发明的机动车尾气的垂直遥测装置的示意图。
图2是现有的机动车尾气的垂直遥测装置的示意图。
具体实施方式
现结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
参看图1，本发明的垂直遥测装置，能提供一种扫描整个检测区域309的检测光线310，检测光线310从上而下构成瀑布型光路，到达横穿整个路面的检测区域309，从而不论车辆排气管位置如何，只要车辆311经过检测区域，被测车辆的尾气气团312的浓度将被记录并存储。
为了提供瀑布型光路，本发明的垂直遥测装置，包括多棱台镜301、激光器302、分光镜303、样品池304、第二探测器305、反射镜306、汇聚透镜307和第一探测器308。所述多棱台镜为上内切圆小，下内切圆大的锥形体；且每个面与下表面呈45°夹角，而与上表面成135°夹角，多棱台镜的每个反射面上镀有利于测量波长的反射膜。
反射镜306将来自激光器302的光线反射到多棱台镜301。正常工作时，多棱台镜301按图示方向逆时针旋转，照到路面的检测光线310由图示虚线自右至左移动。多棱台镜的面数越多，所扫描的路面宽度越窄；多棱台镜301的转速越高，检测光线由图示虚线自右至左移动的速度就越快，从而形成一个瀑布型光路的效果。检测光线照射到检测区域309上，会以一个很小的发散角度反射回多棱台镜的反射面上，根据光路的可逆性，将汇聚透镜307置于反射镜306的正后方，用于接收反射光线，用于检测污染物的浓度的第一探测器308安装在汇聚透镜的焦点上，可得到对应汽车排放的尾气气团312的吸收谱线，进而得到污染物的种类和浓度。当更换不同波长的激光器时，即可实现对不同的污染物进行测量。
如果激光器由于温度等因素变化，会导致发光波长有所偏差，这会影响污染物浓度测量的精度，波长锁定是用来确保激光器的发光波长刚好在对应污染物的吸收位置，从而保证测量的精度。因而优选地，激光器302发出的光线是波长锁定的激光，波长锁定机构包括分光镜303、封装有一定浓度的被检测污染气体的标准气体的样品池304和用于锁定波长的第二探测器305。
检测光线到达反射镜之前，由分光镜303产生穿过样品池304的一束光线，并到达第二探测器305上。当特定波长的光线穿过样品池的时候，就会产生吸收谱线，第二探测器305检测到对应特定波长的吸收谱线的吸收峰有所变化时，立即通知激光器电路调整激光器的驱动电流和温度，从而达到锁定波长的作用。波长锁定机构是根据吸收峰的位置，来调整激光器工作的电流和温度，从而锁定激光器的发光波长的。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种机动车排放的垂直式遥测装置，包括用于发出检测光线的激光器；其特征是还包括：
安装于马路上方龙门架上的可旋转多棱台镜；
用于反射所述激光器的检测光线，使之到达所述多棱台镜的反射镜；
位于所述反射镜正后方的汇聚透镜；
位于所述汇聚透镜的焦点的用于检测污染物浓度的第一探测器。
2.如权利要求1所述的机动车排放的垂直式遥测装置，其特征是还包括与所述激光器驱动电路相连的波长锁定机构，其包括：
位于所述激光器和反射镜之间的分光镜；
封装有被检测污染气体种类的标准气体的样品池；和
用于锁定所述激光器发光波长的第二探测器。
3.如权利要求1所述的机动车排放的垂直式遥测装置，其特征是：所述多棱台镜的每个侧面上镀有反射膜。
4.如权利要求1所述的机动车排放的垂直式遥测装置，其特征是：所述多棱台镜的每个侧面与底面呈45°夹角。
5.一种机动车排放的垂直式遥测方法，其特征是包括如下步骤：
启动激光器，使发出检测光线，经反射镜到达多棱台镜；
旋转该多棱台镜，使形成瀑布状光路，照射到横穿马路路面的检测区域；
来自路面的反射光线经汇聚透镜到达用于检测污染物浓度的第一探测器，当有污染气体穿过检测区域某个位置时，对应谱线上相应位置光强会有所变化，通过谱线变化量的大小来确定污染气体浓度的高低。
6.如权利要求5所述的机动车排放的垂直式遥测方法，其特征是还包括用波长锁定机构锁定激光器发光波长的步骤，该波长锁定机构包括：
位于所述激光器和反射镜之间的分光镜；
封装有被检测污染气体种类的标准气体的样品池；和
用于锁定波长的第二探测器。
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