本发明涉及一种道路检测装置及方法，尤其是涉及一种新型便携式柴油车尾气颗粒物道路检测装置及方法。
背景技术：
柴油机相比汽油机，具有较低的燃油消耗率和较大的功率，因而以优良的动力性、经济性、耐久性在汽车中得到广泛应用，我国柴油车保有量在近几十年持续快速增加，但其颗粒物的排放是汽油机的30～50倍，使得仅占机动车总量3.66％的重型柴油车pm占总机动车排放量的90％，这些排放出来的微粒造成了当前中国严重的雾霾问题，同时也会使人引起慢性肺病，甚至尾气微粒表面90％以上的组分为致癌物质，因此，控制柴油机微粒排放十分重要。
当前主要通过一些后处理方法对颗粒物进行捕集再生，比如dpf微粒捕集器，可以捕集90％的尾气颗粒物，但存在着不装尾气处理装置dpf、尾气处理装置超过捕集颗粒物阈值后不更换以及柴油车年检时造假等问题，使得众多柴油车尾气颗粒物在没有经过处理的条件下就直接进行排放，严重阻碍了国家柴油车排放标准的推出与实行，并造成了严重的雾霾问题和环境污染，因此为了应对以上问题，交管部门对重型柴油车进行道路检测势在必行。年检中用到的不透光黑度检测仪由于结构复杂，精度低，检测环境要求较高，携带不便以及价格高昂等问题，不适用于交管部门对重型柴油车的道路检测。
技术实现要素：
为了克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种新型便携式柴油车尾气颗粒物道路检测装置及方法。
一种新型便携式柴油车尾气颗粒物道路检测装置，所述装置包括柴油颗粒过滤器、射频发生器、射频接收器、综合控制系统装置和显示器，所述射频发生器、射频接收器设置在柴油颗粒过滤器内，所述柴油颗粒过滤器内设有过滤体，所述过滤体与柴油颗粒过滤器之间采用可拆卸连接；所述射频发生器、射频接收器分别与综合控制系统装置相连，所述综合控制系统装置与显示器相连。
所述的射频发生器用于发射射频信号，射频接收器用于获取射频信号，综合控制系统装置用于根据射频谐振频率的变化实时测量柴油颗粒过滤器(dpf)中碳载量。具体为综合控制系统装置对射频接收器接收到的信号进行傅里叶变换，转换到能量谱，对所述能量谱曲线进行一定的平滑处理，得到峰值所对应的频率，即为谐振频率，将所得到的谐振频率与预先标定的射频谐振频率和含碳量之间的函数关系进行查找，得到dpf中碳载量的值。
作为优选，所述射频发生器设置在过滤体一侧，射频接收器设置在过滤体另一侧。
作为优选，所述过滤体设置在柴油颗粒过滤器的中心位置。
作为优选，所述柴油颗粒过滤器通过联通管道与柴油车排气管相连通。
一种新型便携式柴油车尾气颗粒物道路检测方法，采用上述装置，包括下述步骤：
(1)进行标定实验得到谐振频率-碳颗粒质量曲线；
(2)尾气从柴油车排气管中排出，经过联通管道进入柴油颗粒过滤器，并不断在过滤体上累积；
(3)射频发生器发射出一定频率波段的等幅度射频波段进入柴油颗粒过滤器腔体，经过累积有碳颗粒的过滤体；
(4)射频接收器将一定时间内采集到的改变后的射频信号传输到综合控制系统装置，并对采集到的信号进行处理，得到碳载量的值；
(5)当积累碳颗粒物的时间达到一定程度后，综合控制系统装置将测得的碳载量的值通过显示器显示出来，并且与标准值进行对比，判断道路检测的重型柴油车是否超过标准。
作为优选，步骤(1)的具体步骤为：
(a)对过滤体的样件进行称重，获得未加载过滤体样件的质量；
(b)过将柴油颗粒过滤器接到柴油车尾气排放口进行柴油颗粒过滤器中碳载量的加载；
(c)通过对加载后过滤体进行质量称量，所得值与未加载质量进行比较后得到质量差，将质量差值记录下来；
(d)射频发生器分别发射各个频率波段的等幅度射频波段进入第一次加载碳颗粒的柴油颗粒过滤器腔体；
(e)通过腔体内的射频接收器将信号传输至综合控制系统装置，对射频信号进行处理，通过傅里叶变换，转换到能量谱，对所述能量谱曲线进行一定的平滑处理，得到峰值所对应的频率，即为谐振频率，将该谐振频率记录下来，与上述质量差进行对应；
(f)再次将柴油颗粒过滤器接到柴油车尾气排放口进行柴油颗粒过滤器中碳颗粒浓度的第二次加载；
(g)重复上述d～e步骤获得谐振频率与碳颗粒质量的对应关系。
作为优选，步骤(3)中，所述等幅度射频波段范围为0.4～2.4ghz。
作为优选，步骤(4)具体为：先将信号进行傅里叶变换，转换到能量谱，并计算处理能量谱中能量衰减最小部分，即波峰处的频率，根据所得波峰的频率，对照事先进行标定实验得到的谐振频率-碳颗粒质量曲线，确定柴油颗粒过滤器中捕集到的碳载量的值。
作为优选，步骤(a)的具体操作为：使用正负误差为0.01g的电子天平对未加载的过滤体样件称重，称重前先对天平进行凋零、清理；然后将过滤体样件轻放在电子天平上，待示数稳定后记录数据，重复称量三次，将三次称量平均值作为过滤体样件质量。
作为优选，步骤(d)中，频率波段为0.4～2.4ghz。
本发明具有高精确性、易于携带、价格便宜、可以广泛使用等优点，适合交管部门的道路检测；本发明基于射频谐振频率和碳载量的对应关系实时进行dpf过滤体中碳载量的测量，可以准确测量柴油车尾气中碳烟颗粒的量，方便应用于交管部门在道路检测重型柴油车尾气中颗粒物含量是否超标，配合国标六的出台，进一步规范柴油车颗粒物排放标准。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明所要保护的范围并不限于此。
实施例1
参照图1，一种新型便携式柴油车尾气颗粒物道路检测装置，所述装置包括柴油颗粒过滤器1、射频发生器2、射频接收器3、综合控制系统装置4和显示器5，所述射频发生器2、射频接收器3设置在柴油颗粒过滤器1内，所述柴油颗粒过滤器1内设有过滤体6，所述过滤体6与柴油颗粒过滤器1之间采用可拆卸连接，便于过滤体6称量时的拆装；所述射频发生器2设置在过滤体6一侧，射频接收器3设置在过滤体6另一侧，所述过滤体6设置在柴油颗粒过滤器1的中心位置。所述射频发生器2、射频接收器3分别与综合控制系统装置4相连，所述综合控制系统装置4与显示器5相连；所述柴油颗粒过滤器通过联通管道7与柴油车排气管相连通。
所述的射频发生器2用于发射射频信号，射频接收器3用于获取射频信号，综合控制系统装置4用于根据射频谐振频率的变化实时测量柴油颗粒过滤器(dpf)中碳载量。具体为：综合控制系统装置4对射频接收器3接收到的信号进行傅里叶变换，转换到能量谱，对所述能量谱曲线进行一定的平滑处理，得到峰值所对应的频率，即为谐振频率，将所得到的谐振频率与预先标定的射频谐振频率和含碳量之间的函数关系进行查找，得到dpf中碳载量的值。综合控制系统装置4将测得的碳载量的值通过显示器5显示出来，并且与标准值进行对比，判断道路检测的重型柴油车是否超过标准。
本发明基于dpf谐振腔中过滤体碳载量不同时，在腔体中产生谐振的射频信号(射频：radiofrequency)的频率也会有相应的偏移，通过验证实验发现，本发明谐振频率的偏移与碳载量之间存在着良好的线性关系。因此可以通过测量谐振频率的偏移量来对dpf碳载量进行实时检测，反映柴油车尾气颗粒物是否达到国家标准的要求。
实施例2
一种新型便携式柴油车尾气颗粒物道路检测方法，采用实施例1所述装置，包括下述步骤：
(1)进行标定实验得到谐振频率-碳颗粒质量曲线；
具体步骤为：
(a)对过滤体6的样件进行称重，获得未加载过滤体样件的质量；
具体操作为：使用正负误差为0.01g的电子天平对未加载的过滤体样件称重，称重前先对天平进行凋零、清理；然后将过滤体样件轻放在电子天平上，待示数稳定后记录数据，重复称量三次，将三次称量平均值作为过滤体样件质量；
(b)过将柴油颗粒过滤器1接到柴油车尾气排放口进行柴油颗粒过滤器中碳载量的加载；
(c)通过对加载后过滤体6进行质量称量，所得值与未加载质量进行比较后得到质量差，将质量差值记录下来；
(d)射频发生器2分别发射范围在0.4～2.4ghz各个频率波段的等幅度射频波段进入第一次加载碳颗粒的柴油颗粒过滤器腔体；
(e)通过腔体内的射频接收器3将信号传输至综合控制系统装置4，对射频信号进行处理，通过傅里叶变换，转换到能量谱，对所述能量谱曲线进行一定的平滑处理，得到峰值所对应的频率，即为谐振频率，将该谐振频率记录下来，与上述质量差进行对应；
(f)再次将柴油颗粒过滤器1接到柴油车尾气排放口进行柴油颗粒过滤器中碳颗粒浓度的第二次加载；
(g)重复上述d～e步骤获得谐振频率与碳颗粒质量的对应关系；
(2)尾气从柴油车排气管中排出，经过联通管道7进入柴油颗粒过滤器1，并不断在过滤体6上累积；
(3)射频发生器2分别发射出范围为0.4～2.4ghz各个频率波段的等幅度射频波段进入柴油颗粒过滤器1腔体，经过累积有碳颗粒的过滤体6；
(4)射频接收器3将一定时间内采集到的改变后的射频信号传输到综合控制系统装置4，并对采集到的信号进行处理，得到碳载量的值；
具体为：先将信号进行傅里叶变换，转换到能量谱，并计算处理能量谱中能量衰减最小部分，即波峰处的频率，根据所得波峰的频率，对照事先进行标定实验得到的谐振频率-碳颗粒质量曲线，确定柴油颗粒过滤器中捕集到的碳载量的值；
(5)当积累碳颗粒物的时间达到5分钟后，综合控制系统装置4将测得的碳载量的值通过显示器5显示出来，并且与标准值进行对比，判断道路检测的重型柴油车是否超过标准。