一种车辆碳排放检测设备的制作方法

本实用新型属于环境监测领域，尤其是涉及一种车辆碳排放检测设备。

背景技术：

城市是温室气体排放的主要贡献者，地球上超过50％的人口居住在城市，城市居民对人为温室气体排放的贡献高达67％-80％。随着全球城市化进程持续加快，城市温室气体排放比重还会继续上升。因此，从城市层面控制温室气体的排放，逐渐受到人们的关注。随着企业生产过程节能减排的要求日益提高，各个生产企业逐步采用了节能减排的装置，这些装置提供企业日常能耗数据的采集和处理。

而城市中车辆的碳排放日益成为社会关注的焦点，能否在碳排放检测方面取得一定的突破，显得十分重要。传统的监测方法为接触式检测，对机动车排气管采样，然后用常规仪器进行分析，费时费力、成本高、操作难度大，4名工作人员一天只能检测100余辆车。由于工作效率低下，只能对其中极少部分车辆进行检测，虽然能起到部分威慑作用，但远远达不到筛选高污染车的目的。

双怠速排放法弊端较多，其在无负荷的状态下进行，检测结果不能全面、准确反映机动车真实的排放状况。检测指标单一，只能测量一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）的排放浓度，而无法测量出氮氧化物（NOx）的排放浓度；简易工况法，需要被检车辆进场检测，检测效率低，远远满足不了实时检测的要求。

目前市场上出现遥感监测系统，当遥测设备的光源发生器发出红外光（或激光）和紫外光光束时，其道路对面的红外线（或激光）和紫外光反光镜又将其反射回设备的光源检测器，道路上行驶的车辆通过这些光束时，排出的尾气会对红外光（或激光）和紫外光同时产生吸收。该方法对道路行驶中车辆进行尾气监测，可快速发现行驶中的高排放车辆，不仅经济有效，而且不会影响司机的正常行驶，降低了监测人员的劳动强度。

但是汽车尾气排出后，立即在空气中扩散和稀释，稀释浓度的变化将受空气扰动和风向风速等因素的影响，直接测量排气烟羽中的各污染物浓度不能有效地反映车辆的实际排放状况，因此，机动车尾气遥测技术使用了CO₂作为参比气体进行各种排气污染物的测量。该CO₂测试方法为单点测量，而车辆尾气排放时同一截面上不同位置可能存在浓度差异，导致单点测量数据不够精确。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足,本实用新型提供一种可以高效、准确地检测而车辆排放尾气中的二氧化碳含量。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种车辆碳排放检测设备，包括设于车辆尾气排放口的背板，该背板延伸排放口的径向设置，背板上设有至少四个具有红外发射器的区域，所述背板的正对位置设有检测装置，该检测装置包括与背板适配的感光件、用于供二氧化碳所在特征波段通过的滤光片、设于滤光片后方的光栅、探测器及用于将探测器所接收到的热量数据转化成图像的处理模块。长度大于等于车辆尾气排放口的直径的背板上设置多个区域，每个区域至少设置有一个红外发射器，每个红外发射器都可以作为一个红外线发射源，从而背板上具有多个红外线发射源，检测装置的感光件用于接收红外线发射源所发射的红外线信号，设置滤光片将二氧化碳所在特征波段通过滤光片、光栅，被探测器感应到热量后通过处理模块将该热量变化分布转化成图像；当排放口没有排放尾气时的图像作为基准图像，再通过拍摄排放口持续排放尾气时的图像，进行比较，通过比尔定律计算出二氧化碳浓度，得到浓度分布图，整个测量结果更加精准。

进一步的，所述背板呈弧形结构，该弧形背板与车辆尾气排放口适配。背板呈弧形避免尾气沿径向飘散影响测量结果的精度。

进一步的，所述感光件上设有多个与背板上的红外发射器所在区域配合的感光区域；所述感光区域上布设有多个激光发射器和用于接收激光发射器经背板反射的激光的测距仪。感光区域与背板上的区域一一对应设置，通过激光发射器向背板上的区域发射激光，当激光经过背板被反射回测距仪时，测距仪可根据激光的传播速度、往返所耗费的时间计算出每个感光区域与背板上对应区域之间的准确距离，进而提高了二氧化碳的浓度测量数据的准确性。

进一步的，还包括将背板和检测装置包覆在内部的挡风罩，该挡风罩呈中空柱形，其底部设有与车辆尾气排放口卡接的连接部。挡风罩可以排除风力等环境影响因素，提高测量结果的精度。

进一步的，所述连接部沿轴向延伸形成与车辆尾气排放口配合的延伸段。延伸段增大了排放口与挡风罩之间的接触面积，增强两者之间连接的稳固性。

进一步的，所述延伸段顶端设有环形限位凸缘。限位凸缘的设置避免挡风罩过渡插入排放口，起到了定位的作用，给使用者一个两者已经插接完成的手感提示。

进一步的，所述延伸段内壁上设有具有弹性的隔热垫,该隔热垫内壁形成多个平行设置的波浪形接触面。隔热垫避免尾气排放口的高温尾气将热量传递给挡风罩和检测装置；波浪形接触面的设置使得排放口和连接部之间的插接更加省力，在减少两者的接触面积的同时，保证两者连接配合的稳固性，当有局部的连接部脱离排放口时，即部分波浪形隔热垫脱离排放口时不会带动其他波浪形隔热垫滑离排放口，保证连接部不会轻易脱离排放口。

进一步的，所述检测装置还包括与处理模块和测距仪相连的分析模块，所述分析模块用于测量感光区域与背板之间的距离和计算二氧化碳的浓度。在分析模块中输入比尔定律,在测距仪上获取每个感光区域与背板上相对应区域的距离，结合吸光度即可得出排放的尾气中二氧化碳的浓度和含量，计算方便快捷而且精度高。

进一步的，所述检测装置还包括与分析模块相连的警报模块，该警报模块于车辆尾气排放口排放尾气超出警报阈值时触发警报器。当分析模块计算结果得出排放的尾气中二氧化碳超过界限值，警报器会发出警笛，第一时间内提示。

进一步的，所述检测装置还包括存储模块，该存储模块用于记录分析模块得出的二氧化碳浓度数据并进行存储。存储模块将实时检测的数据进行存储，便于测量车辆不同状态下的尾气排放情况，便于使用者调用数据，对车辆进行全面的检测，对车辆近期的状况进行预测，尽早发现潜在问题。

本实用新型的有益效果是：结构简单，简化了车辆排放检测手段，降低了成本，测量便捷、快速，检测所受到的环境影响因素较小，测量的数据更加精准，减轻车辆环境污染，缓解能源瓶颈制约，实现的节约发展、清洁发展和可持续发展具有十分重要的战略意义和现实意义。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为挡风罩的剖面结构示意图。

图3为检测装置的示意框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

参照图1-3，一种车辆碳排放检测设备，包括通过夹子固连在车辆尾气排放口1的背板2，背板2呈平板状结构，其沿排放口1的切线方向固定连接在排放口1一侧，且背板2的长度大于等于排放口1的直径。当然背板2也可以是弧形结构，该弧形结构的弧度与排放口的弧度适配，其至少延伸排放口1的2/5周设置。于本实施例中，背板2沿田字形被均分为四个区域，即背板2包括第一区域21、第二区域22、第三区域23及第四区域24，每个区域的中心位置都设置有红外发射器。与背板2正对的位置通过夹子固连有检测装置，该检测装置包括一次排列的感光件31、供二氧化碳所在特征波段通过的滤光片32、光栅33、探测器34及处理模块35，于本实施例中，检测装置可以是热成像仪。感光件31设置成四个区域，即第一感光区域311、第二感光区域312、第三感光区域313及第四感光区域314，其分别与背板2上的第一区域21、第二区域22、第三区域23及第四区域24相对应设置。从而先在车辆尾气排放口1不进行排气时，背板2上的第一区域21内的红外发射器向感光件31上的第一感光区域311发射红外线，背板2上的第二区域22内的红外发射器向感光件31上的第二感光区域312发射红外线，背板2上的第三区域23内的红外发射器向感光件31上的第三感光区域313发射红外线，背板2上的第四区域24内的红外发射器向感光件31上的第四感光区域314发射红外线，探测器34分别感应到四个区域接收到的红外线热量，在处理模块35内分别形成图像并将图像传送至分析模块；再在车辆尾气排放口1持续排气时进行上述操作，并将形成的图像传送至分析模块。上述传送功能为现有技术可以实现，不再赘述。

感光件的第一感光区域311、第二感光区域312、第三感光区域313及第四感光区域314，每个区域靠近中心位置还设有激光发射器和测距仪，第一感光区域311内的激光发射器向背板2的第一区域21发射激光，在背板2的反射作用下，激光返回至测距仪，测距仪根据光速和时间计算出往返的行程，除以二得出第一感光区域311和第一区域21之间的精确距离，同样的测量得出第二感光区域312和第二区域22之间的精确距离，第三感光区域313和第三区域23之间的精确距离，第四感光区域314和第四区域24之间的精确距离，并将数据传输至分析模块。

分析模块结合比尔定律、处理模块35中得到的空白数据图像和工作状态数据图像、每个红外发射器所在区域与感光件之间的距离，计算得出各个对应区域之间排放出的二氧化碳浓度，存储单元将四个区域内一个时间段的二氧化碳浓度测量数据存储，据此可以得到浓度分布，计算碳排放更加精确。当二氧化碳的排放量超过预先设定的警报阈值时，与分析模块相连的警报模块可以立即发出警报提醒。

为了排除风力等环境因素的影响，在车辆尾气排放口1套设一个挡风罩4，如图2所示，挡风罩4呈顶部开口的中空柱形结构，其外径大于车辆尾气排放口1的外径，将背板2和检测装置都包覆在中空腔体内，挡风罩4的底端设有连接部，通过该连接部与车辆尾气排放口1卡接，连接部沿轴向延伸形成延伸段5，延伸段5的内径与车辆尾气排放口1的外径适配，延伸段5的顶端向内弯折延伸形成环形限位凸缘51，该限位凸缘51在将挡风罩4套设入排放口1时形成定位作用，防止过度插入。延伸段5的内壁上设有隔热垫52，该隔热垫52具有弹性，便于挡风罩4和车辆尾气排放口1的稳固、紧密连接。隔热垫52的内壁上形成沿径向上下平行的多个波浪形接触面521，即波峰部分与车辆尾气排放口1的外壁接触连接，波谷部分与车辆尾气排放口1的外壁之间形成间隙，不仅减少接触面积增强了隔热效果，而且将连接部插入车辆尾气排放口1时摩擦力较小，插接省力，连接部的顶端部分脱离车辆尾气排放口1时，其余部分不会被带动脱离，连接结构更加稳固、可靠。

上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。