[发明专利]一种机动车尾气遥感检测系统

说明书

本发明公开一种机动车尾气遥感检测系统。本系统采用被动红外原理，即自身不带红外光源，而利用机动车尾气对背景辐射的吸收来进行检测。本系统包括一个红外信号接收器；该红外接收器可以接收一组红外光谱带信号；该组红外光谱带信号至少包括一个能被尾气吸收的波长，以及至少一个不被尾气吸收或基本不吸收的波长。本系统还包括一个数据处理器；该数据处理器可以对接收器的数据进行存储和处理。与传统的尾气检测设备相比较，由于本系统自身不带红外光源，所以成本相对较低，系统更加简化，安装也更容易。本系统可固定安装，也可集成为车载或手持等便携系统。

技术领域

本发明涉及环境监测技术领域，尤其涉及一种利用被动红外对机动车辆尾气进行检测的系统。

背景技术

随着经济的快速发展，到2016年，我国已经连续8年成为全球机动车产销第一大国，全国的机动车保有量达2.95亿辆，未来5年还将新增机动车1亿多辆。在方便出行，提高人们生活水平之余，机动车尾气也带来了相当大的环境污染问题。环根据保部《中国机动车环境管理年报(2017)》显示，2016年全国机动车排放污染物初步核算为4472.5万吨，其中，一氧化碳3419.3万吨，碳氢化合物422.0万吨，氮氧化物577.8万吨，颗粒物53.4万吨，机动车尾气污染已成为我国空气污染的重要来源，是造成细颗粒物、光化学烟雾污染的重要原因，污染防治的紧迫性凸显。为此国家制定了严格的尾气排放标准，建立了机动车环境管理新体系，实施了新生产机动车环保信息公开、环保达标监管、加速不达标老旧车淘汰等一系列环境管理制度。这其中，对机动车尾气的检查监测是保证这些措施得以实施的重要一环。

目前对机动车尾气的检测，主要通过“年检”的方式，即车辆根据不同的车龄，定期到指定地点进行尾气检测和其它安全技术的检验。这种方法的缺点在于，在检测周期内，不达标的车辆可能在路上已经行驶相当长度一段时间。所以对在路面上行驶的车辆进行实时检测，是机动车辆尾气检测-治理这个监管闭环中重要的一个环节。对路面行驶的车辆进行尾气检测，可以通过临时抽查或遥感检测两种方法。相比较于后者，临时抽查需要的设备较高，效率低，覆盖面小，所以越来越多的使用遥感检测的方法。

传统的机动车尾气遥感检测系统，如美国专利US5650624，日本专利JPH11153544，我国专利CN102128802，需要系统自己的光源，通过光源发射红外光线，被气体吸收后，由接收器接收进行检测分析。红外光源对设备的要求较高，是系统成本的主要部分之一。光源发射后，需要经过反射器的反射才能返回到接收器，或者需要把接收器安装在光源的对面，对系统的安装位置有所限制。加上通常光源尺寸较大，发射光源需要提供较高的能源，所以很难把整个系统简化，做成更方便的例如手持的检测系统。这些因素都限制了尾气检测系统在更广泛的范围内的应用。

发明内容

为了解决传统机动车尾气遥感检测系统的这个缺陷，我们发明了一种利用被动红外的检测系统，系统不用提供红外光源也能对机动车尾气进行遥感检测。

根据“黑体辐射”理论，任何高于绝对零度的物体都会向外发射光子，作为一个理想的黑体，其辐射强度只与光子波长和黑体的温度有关，如公式一所示。

B(λ，T)＝2hc²/(λ⁵(exp(hc/λRT)-1) (公式一)

其中，

B(λ，T)-黑体的光谱辐射亮度(瓦/米³)

λ-辐射波长(微米)

T-黑体绝对温度(开)

C-光速(2.998×10⁸米/秒)

h-普朗克常数，6.626×10^-34焦·秒

K-波尔兹曼常数，1.380×10^-23焦/开