[发明专利]分子旋光滤光的机动车尾气成像遥感监测装置及方法

说明书

本发明公开了分子旋光滤光的机动车尾气成像遥感监测装置，包括机动车信息获取单元，还包括成像遥感监测单元和信号处理单元，成像遥感监测单元包括成像镜头，透过成像镜头的光依次经过第一偏振棱镜、分子泡、第二偏振棱镜、滤光片后由成像探测器成像，分子泡的外侧设置有磁体，成像探测器和机动车信息获取单元分别与信号处理单元连接，第一偏振棱镜和第二偏振棱镜的偏振方向正交，分子泡内填充有填充气体。还公开了分子旋光滤光的机动车尾气成像遥感监测方法。本发明具有准确度高、数据离散度小、抗干扰抑制能力强、环境适应能力强、监测灵敏度高和结果可视性好等优点。

技术领域

本发明涉及机动车尾气监测，具体涉及分子旋光滤光的机动车尾气成像遥感监测装置，还涉及分子旋光滤光的机动车尾气成像遥感监测方法。

背景技术

随着交通运输技术与需求的发展，机动车尾气排放对大气污染的比重日益增加，但是机动车分布广、流动性强，且所排放的尾气污染物无形影、变化快，为机动车尾气的实时、工况检测带来很大的难度，是监管制度建设的技术瓶颈。

国内外进行了大量的技术探索，目前各地车辆尾气排放检测普遍采用的是简易工况取样检测的方式，即在指定的检测场所和检测条件下，对机动车尾气排放进行取样，对超细颗粒物进行称量、计数或烟度测量，对挥发性有机物(VOCs)进行质谱分析等。该方法虽然精度高、超标认定准确，但是耗时、费力、效率低，且绝大多数无辜的非超标车辆也被迫检测，消耗了大量无谓的人力物力。

自上世纪90年代以来，发展出一种可调谐激光吸收(TDLAS)以及差分吸收(DOAS)的激光遥感监测方法，(文献1：Roadside Monitoring of Automobile Exhaust GasEmission Using Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy，AASCIT Journal ofEnvironment，2015，1(2)：16-20；文献2：Remote sensing of on-road motor vehicleemissions by DOAS and TDLAS techniques，SPIE Proceedings Vol.5832，2005)，因其可在机动车行驶中进行监测，既不增加人力物力，也不影响正常交通，目前被广泛应用。但由于机动车在行驶中，烟囱数量和空间位置具有不确定性，而且排放出来的烟羽形状也变化多端、极不均匀，用以监测的激光光束直径和接收监测望远镜口径在工程中不能无限制的扩大，造成所监测的只是激光束所穿过烟羽的空间体积中的尾气，甚至激光束没有准确的穿过烟羽，这样监测的结果便是：如果激光束穿过烟羽较浓的部位，则监测到尾气排放量很大；如果激光束穿过烟羽较稀薄的部位，则监测到尾气排放量很小；如果激光束没有准确穿过烟羽，则监测不到尾气排放。如此一来，即便是对同一辆机动车、相同的行驶条件和环境条件下，监测结果也有很大差异，造成监测数据的离散度非常大,难以对行驶中的机动车根据一次性监测结果得出准确的尾气污染排放量值。

2009年提出一种采用量子级联激光器和NO旋光效应检测NO痕量气体浓度的新方法，有效提高了NO的检测灵敏度(文献3：Ultrasensitive detection of nitric oxide at5.33μm by using external cavity quantum cascade laser-based Faradayspectroscopy,PNAS,2009vol.106no.31pp12587–12592；文献4：Continuous monitoringof nitric oxife at 5.33μm with an EC-QCL based Faraday rotation apectrometer:laboratory and field system performance,Proc.of SPIE Vol.7222,72220M-1～8，2009)，该方法是对NO气体是取样检测，不适应于遥感监测。

发明内容