CN209215210U - 一种尾气检测光路*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种尾气检测光路***，属于光电检测技术领域。它包括光纤光源、光源传输光纤、光纤光源分束器、分束器尾纤、光纤耦合器和光信号接收装置，所述光源传输光纤一端与所述光纤光源连接，所述光源传输光纤另一端与所述多路光纤光源分束器连接，所述光纤光源分束器通过所述分束器尾纤与光纤耦合器一端相连接，所述光信号接收装置与所述光纤耦合器相隔同轴设置，且位于同一直线上。本实用新型的尾气检测光路***采用光纤光源分束器分光技术，使得分光后各条光纤光能均匀分布，一致性好，且各条光纤光能相互独立，互不产生干扰，简化了检测仪光路***安装及调试过程，提高了检测仪器的稳定可靠性。

Description

一种尾气检测光路***

技术领域

本实用新型属于光电检测技术领域，具体地说，涉及一种尾气检测光路***。

背景技术

随着交通运输事业飞速发展，特别是大量燃油燃气机动车上路，给城乡空气环境造成了严重污染，对机动车尾气排出的有害气体排放浓度、含量等进行实时有效的监控检测，是有效控制污染源的有效方法之一，现有的几种机动车尾气光学检测仪，多采用多通道光路的设计方式，采用平面镜分光方式检测仪器，光路对平面分光镜膜层的设计、镀膜加工要求较高，各条光线光能均匀一致性较差，由于光源是通过一组反射镜反射分光，仪器设备的光学***装调复杂，度难大，特别光源反射镜是一个连通结构，光源、反射镜的微小变化，都会对整体光路产生影响，影响了检测仪器的稳定可靠性。

实用新型内容

1、要解决的问题

针对现有尾气光学检测仪仪器设备的光学***装调复杂，难度大的问题，本实用新型提供一种尾气检测光路***。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种尾气检测光路***，包括光纤光源、光源传输光纤、光纤光源分束器、分束器尾纤、光纤耦合器和光信号接收装置，所述光源传输光纤一端与所述光纤光源连接，所述光源传输光纤另一端与所述多路光纤光源分束器连接，所述光纤光源分束器通过所述分束器尾纤与光纤耦合器一端相连接，所述光信号接收装置与所述光纤耦合器相隔同轴设置，且位于同一直线上。

优选地，所述光纤输出耦合器另一端设置有光纤光源扩束准直器。

优选地，所述光信号接收装置包括光源接收会聚透镜和光信号接收传感器，所述光源接收会聚透镜和光信号接收传感器相连接，且所述光源接收会聚透镜、所述光纤光源扩束准直器与光纤输出耦合器位于同一直线上。

优选地，所述光源接收会聚透镜与所述光纤光源扩束准直器相隔设置，且位于同一水平直线上。

优选地，所述光源传输光纤为多模光纤。

优选地，所述尾气检测光路***还包括上位机，所述光信号接收传感器与上位机相连，所述光纤光源与上位机相连。

3、有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的尾气检测光路***采用光纤光源分束器分光技术，使得分光后各条光纤光能均匀分布，一致性好，与平面反射镜分光技术相比，显著降低了光学元器件设计及加工难度，且分束后的光纤光源各自独立，互不干涉，即使某一路光源或元器件出现故障问题，也不影响其余光路正常工作，确保了检测仪器在特殊条件下也能正常工作，简化了检测仪光路***安装及调试过程；同时，基于当今光纤光源及其光纤技术的高稳定高可靠性，从而大幅提高了检测仪器的稳定可靠性，本实用新型适用于固定式或移动式机动车尾气检测仪的光学设计应用，可安全、便捷地对机动车有害气体排放浓度、含量等进行实时有效的监控检测；

(2)本实用新型在光纤耦合器的另一端设置光纤光源扩束准直器，能够精确的校准光纤中的光束；

(3)本实用新型采用光源接收会聚透镜和光信号接收传感器作为光信号接收装置，将光束经光源接收会聚透镜会聚后传递给光信号接收传感器，设计合理，易于制造安装；

(4)本实用新型的光源传输光纤为多模光纤，多模光纤可以传输较大功率的激光，为平分多个光路的光源***奠定了基础，选择多模光纤可以减小尾气检测光路***的整体造价。

附图说明

图1为光纤分束式机动车尾气监测***光路图；

图2为平面镜分光式机动车尾气监测***光路图。

图中：1、光纤光源；2、光源传输光纤；3、光纤光源分束器；4、分束器尾纤；5、光纤耦合器；6、光纤光源扩束准直器；7、光源接收会聚透镜；8、光信号接收传感器；9、机动车尾气；

21、光源；22、光源耦合镜；23、光束全反射镜；24、半反半透分光镜。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。其中，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件所必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本文的说明述中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，不是旨在限制本发明实用新型，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意和所有的组合。

实施例1

如图1所示，一种尾气检测光路***，包括光纤光源1、光源传输光纤2、光纤光源分束器3、分束器尾纤4、光纤耦合器5、光信号接收装置和上位机，光源传输光纤2一端与所述光纤光源1连接，光源传输光纤2另一端与光纤光源分束器3连接，光纤光源分束器3将光源进行分束，光纤光源分束器3通过分束器尾纤4与光纤耦合器5一端相连接，光信号接收装置与所述光纤耦合器5相隔设置，且位于同一直线上，即将光纤耦合器5设置在马路一侧，光信号接收装置设置在马路另一侧，使光纤耦合器5和光信号接收装置位于同一条直线上。

为了能够精确的校准光纤中的光束，在光纤耦合器5另一端设置有光纤光源扩束准直器6。

对于上述的光信号接收装置，本实施例选择光源接收会聚透镜7和光信号接收传感器8，将光源接收会聚透镜7和光信号接收传感器8相连接设置在马路的另一侧，机动车尾气9排放于光纤光源扩束准直器6和光源接收会聚透镜7之间，且光源接收会聚透镜7、光纤光源扩束准直器6与光纤耦合器5位于同一水平直线上。

当光纤光源1经光源传输光纤2传输、光纤光源分束器3分束、分束器尾纤4及光纤耦合器5输出后，马路中行驶的机动车尾气9会吸收部分由光纤耦合器5输出的光，剩余的光会经光信号接收传感器8接收，光信号接收传感器8会将数据传送至上位机，上位机通过对比原光源和被部分吸收后的光源，分析过程中被吸收掉多少光以完成对机动车尾气的检测。

下面就一具体的光束进行阐述：

一束0.53um绿光检测光从光纤光源1输出，耦合进入光纤分束器3，被平均分离成8束光，进入光纤分束器的尾纤4中，光传输通过各自的光纤耦合器5，进入光纤光源扩束准直器6输出检测光，检测光穿过被检测路段空气环境，光能被机动车排放在此路段的油烟灰尘、碳氢化合物等部分吸收，剩余的光能到达直径60mm的光源接收会聚透镜7，会聚到光接收传感器8，转换成机动车尾气9检测的光电信号传递给上位机，通过实时检测机动车行驶前后光束光谱功率的变化量，分析处理后即得到机动车尾气9中油烟灰尘、碳氢化合物排放含量是否超标(即不透光度)并显示输出，本实施例中将光源分成8束光，扩大了尾气检测区域，提高了尾气检测的准确性，在应用时可根据需要进行不同波长光源、不同分束数量的分束。

如图2所示，传统的尾气检测光路***采用光源耦合镜22，利用光束全反射镜23、半反半透分光镜24对光源进行分束，采用此种分光方式检测仪器，装调复杂，度难大，检测可靠性低，而本实施例的尾气检测光路***采用光纤光源1，采用光纤分束器3分光技术，使得分光后各条光纤光能均匀分布，一致性好，显著降低了光学元器件设计及加工难度，且分束后的光纤光源各自独立，互不干涉，即使某一路光源或元器件出现故障问题，也不影响其余光路正常工作，确保了检测仪器在特殊条件下也能正常工作，简化了检测仪光路***安装及调试过程；同时，基于当今光纤光源及其光纤技术的高稳定高可靠性，从而大幅提高了检测仪器的稳定可靠性，适用于固定式或移动式机动车尾气检测仪的光学设计应用，可安全、便捷地对机动车有害气体排放浓度、含量等进行实时有效的监控检测。

本实施例的光源传输光纤2为多模光纤，多模光纤可以传输较大功率的激光，为平分多个光路的光源***奠定了基础，选择多模光纤可以减小尾气检测光路***的整体造价。

实施例2

在上述实施例的基础之上，本实施例不同于上述实施例的是，本实施例中的光信号接收装置与所述光纤耦合器5相隔设置，且位于同一竖直直线上，在马路两侧空间不足的情况下，可以将尾气检测光路***竖直设置，只需要将光纤光源1、光源传输光纤2、光纤光源分束器3、分束器尾纤4、光纤耦合器5、光纤光源扩束准直器6等设置在龙门架高处，并且可以直接借助马路上安装摄像头的现有的龙门架，在正对光纤光源扩束准直器6的地面上设置反射装置将光源反射回光信号接收装置即可。

光信号接收装置与所述光纤耦合器5相隔设置，且位于同一竖直直线上，也可以由其它多种方式实现，例如可以将光纤光源1、光源传输光纤2、光纤光源分束器3、分束器尾纤4、光纤耦合器5、光纤光源扩束准直器6等设置在龙门架高处，并且可以直接借助马路上安装摄像头的现有的龙门架，在正对光纤光源扩束准直器6下方地面下设置光信号接收装置，并且在设置光信号接收装置的地面处，加固地面，以防止车辆通过埋有光信号接收装置时，地面强度不够。

以上示意性地对本实用新型创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型创造的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。

Claims (6)

1.一种尾气检测光路***，其特征在于：包括光纤光源(1)、光源传输光纤(2)、光纤光源分束器(3)、分束器尾纤(4)、光纤耦合器(5)和光信号接收装置，所述光源传输光纤(2)一端与所述光纤光源(1)连接，所述光源传输光纤(2)另一端与所述多路光纤光源分束器(3)连接，所述光纤光源分束器(3)通过所述分束器尾纤(4)与光纤耦合器(5)一端相连接，所述光信号接收装置与所述光纤耦合器(5)相隔同轴设置，且位于同一直线上。

2.根据权利要求1所述的尾气检测光路***，其特征在于：所述光纤耦合器(5)另一端设置有光纤光源扩束准直器(6)。

3.根据权利要求2所述的尾气检测光路***，其特征在于：所述光信号接收装置包括光源接收会聚透镜(7)和光信号接收传感器(8)，所述光源接收会聚透镜(7)和光信号接收传感器(8)相连接，且所述光源接收会聚透镜(7)、所述光纤光源扩束准直器(6)与光纤耦合器(5)位于同一直线上。

4.根据权利要求3所述的尾气检测光路***，其特征在于：所述光源接收会聚透镜(7)与所述光纤光源扩束准直器(6)相隔设置，且位于同一水平直线上。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的尾气检测光路***，其特征在于：所述光源传输光纤(2)为多模光纤。

6.根据权利要求5所述的尾气检测光路***，其特征在于：所述尾气检测光路***还包括上位机，所述光信号接收传感器(8)与上位机相连，所述光纤光源(1)与上位机相连。