[实用新型]双灵敏度机动车尾气激光遥测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及置于道路二侧，可同时测量过往机动车排放尾气CO、CO₂浓度和环境中CO气体浓度的装置。

背景技术

现有的机动车尾气遥测装置有二种：一种是采用3-5微米波长的中红外白炽灯光源；另一种是采用波长1578nm的中红外光源。中红外光源检测气体分子的吸收带光谱，1578nm的激光检测气体分子位于1578nm波长附近的吸收线光谱。

应用中红外光源检测的方法是在探测器前放置对应监测气体的滤光片，通过测量通过滤光片的光强和未经滤光片的背景光强进行对比，从而得出被测气体的浓度，由于二次测量不在同一时刻，同时受杂散光和其他物质影响，测量误差较大，监测时需要经常校准；激光检测的方法是通过输出波长扫描，使之扫过气体分子吸收线，可同时得到吸收线光强和背景光强，通过对吸收信号的调制放大，最后得出气体吸收浓度，由于调制后得到得吸收信号与光强没有直接关系，测量前也需要校准。

由于中红外是吸收带光谱测量，1578nm激光测量的吸收较小，二种方法仅能满足一般的尾气排放监测，不能实现需要较高灵敏度的环境CO浓度监测，由于需要校准，也不能实现无人值守长期连续运行。

实用新型内容

本实用新型的目的是：采用新型激光器件应用于机动车尾气遥测，能同时实现监测现场环境中CO气体的连续监测和对于通常的机动车尾气遥测，不需要校准，尤其适用于无人值守长期连续监测。

本实用新型的技术解决方案如下：

本实用新型包括：发射接收器1、反射器2、激光器3、探测器4、准直镜5、聚光镜6、电源、驱动、和扫描电路7、调制放大电路8、A/D采集电路9、线性放大电路10、A/D采集电路11、计算机12。发射接收器1为双路结构，包括两个激光点光源，波长分别为2004nm和2330nm，与光源对应设置两个准直镜；同时对应设置两个聚光镜6和与之对应的探测器4。电源、驱动和扫描电路7为激光器3提供驱动和扫描信号、同时为本系统其他电路提供工作电源；探测器4输出和线性放大电路10调制放大器8相连，调制放大器8的输出和A/D采集电路9相连；线性放大电路10的输出和A/D采集电路11相连；A/D采集电路9和A/D采集电路11输出的数字信号输送给计算机12经数据处理后在其显示器上分别显示环境气体CO浓度和机动车尾气CO、CO2浓度。

本实用新型所具有的积极效果是：

巧妙地使用了对CO、CO2气体有较强吸收的新型激光光源，可同时实现对机动车尾气排放的CO、CO2气体浓度的监测和对现场环境中较低浓度CO气体的连续监测，还可同时测量机动车的速度、加速度和长度，同时实现机动车牌照识别。具有无需校准、实时性、监测效率高、可无人值守连续运行的优点。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图。

图2为本实用新型的电路原理图。

具体实施方案

下面结合附图本实用新型作进一步地说明。

参见图1，双灵敏度机动车尾气检测装置包括发射接收器1、反射器2、激光器3、探测器4、准直镜5、聚光镜6、电源驱动和扫描电路7、调制放大电路8、A/D采集电路9、线性放大电路10、A/D采集电路11、计算机12。发射接收器1为双路结构，包括两个激光点电源、波长分别为2004nm和2330与光源对应设置两个准直镜；同时设置两个聚光镜6和与之对应的探测器4。电源、驱动和扫描电路为激光器3提供驱动和扫描信号，同时为本系统其它电路提供工作电源。探测器4的输出和线性放大器10调制放大器8相连。调制放大器8的输出和A/D采集电路9相连。线性放大器10的输出和A/D采集电路11相连。A/D采集电路9和A/D采集电路11输出的数字信号输送给计算机12，经数据处理后在其显示器上分别显示环境气体CO浓度和机动车尾气CO、CO2浓度。

测量时，从发射接收器激光光源发出的激光经过准直镜准直发射到反射器，经反射器返回的激光由聚光镜汇聚到探测器上，探测器得到随光强变化的信号经放大、A/D转换后输入计算机进行数据处理。当尾气遮挡发射接收器和反射器之间的光路时，探测器得到光谱信号，经线性放大器放大的数据采集电路将此信号送给计算机，由软件计算出监测的气体浓度、实现对机动车尾气排放浓度的测量；当没有机动车通过时，系统检测环境背景气体浓度，经调制放大电路放大的数据采集电路将信号送给计算机，实现了双灵敏度的气体监测。数据可以无线传输方式发送到监测中心。

由附图2可知来自驱动和扫描电路的适当频率的波长扫描信号S1驱动激光器，使激光器周期性发出不同波长的光信号，利于气体的吸收的检测，同时加入适当频率的调制信号S2提高系统的抗干扰能力和对气体吸收的灵敏度。探测器将接收到的光信号转化成电信号分别通过直流放大和调制放大两种方法进行处理，直接放大的方式用来检测较高浓度的气体吸收，调制放大方式用来检测较低浓度的气体吸收。图2中C为隔直电路，谐振器Y只允许特定频率的信号进入后继放大器，具有灵敏度高，抗干扰能力强的优点。