专利名称：用于远距离分析小型发动机车辆尾气的系统和方法
技术领域：
本发明涉及用于对带有小型发动机的车辆排出的尾气进行远距离分析的系统和方法，这种车辆例如摩托车。
为了控制车辆尾气，许多国家已经设立了检查和维修(IM)计划。某些IM计划包括由国家测试机构执行的定期检查。这些检查包括在一个底架测功机上操纵车辆经过一系列加速、减速、停车以及起动，并将该车辆的尾气收集在一个分析仪中。这些检查十分耗时，且给车主造成了不便。
为此，远距离测量系统已有了多年的发展历史。例如，美国专利No.5,210,702公开了一种用于远距离检测车辆尾气中的一氧化碳和二氧化碳水平的系统。该系统使用了一种红外线(IR)辐射源，以发射出一个穿过一个驶过车辆的尾气烟羽的IR射线的准直射束。光学设备被用于分离射束的不同波长并引导它们射向特定的光检测器。每个光检测器产生一个电信号，该信号基于具有特定波长的光的存在或缺乏。该电数据被输入一台计算机，该计算机被用于计算和比较一氧化碳和二氧化碳尾气组分的比例。通过这些比例，可以识别出排放较高的车辆。这些比例还可被输入一系列基于尾气组分之间的化学计算关系的方程，这些方程被用于计算将被一个排气管探测器探测到的浓度(对水和任何过量空气进行了校正)。
此外人们还尝试了其它通过使用远距离光学气体分析仪来确定排放物浓度的方法。一种公开在美国专利No.4,924,095中的方法使用多条射束路径对尾气烟羽进行横截面“切片”采样。该切片的体积被确定，并且被用于计算一种或多种组分的绝对浓度。这样一种系统被证明不精确且实际中无法工作，这是由于尾气烟羽的不规则扩散以及计算尾气烟羽的体积时遇到的巨大困难。
远距离车辆排放测试系统自从最初被公开以来已经历了许多改进。某些例子包括连接在一起的尾气待测车辆的监视器和用于实际“读出”车牌照的牌照读出器；UV和IR射线辐射源的组合体，它被用于带有CO、CO2、NOX、水和碳氢化合物(HC)检测器通道的检测器；和产生分光作用、射束路径、滤光作用和分时多路复用的各种光学装置。
尽管小汽车和卡车是造成汽车尾气污染的最大的污染源，但带有小型发动机的车辆，例如摩托车、机动脚踏两用车、和其它小型机动车辆也可能加重城市地区内污染物的积聚。由于小型机动车辆的发动机通常产生明显较小且密度较低的尾气烟羽，所以用于小汽车和卡车的现有远距离测量系统可能难以将小型机动车辆的排放读数从背景噪声中区分出来。例如，一辆50cc的机动脚踏两用车产生的尾气烟羽比小汽车产生的烟羽小10至20倍。另外，由于小型发动机尾气烟羽的尺寸较小且分散迅速，所以小型发动机尾气烟羽的空间位置可而成为成功远距离测量的关键。由于摩托车排气出口的高度位置的易变性，摩托车尾气烟羽可能产生在地面上方6英寸和3英尺之间的任何位置。现有远距离测量系统可能难以瞄准带有小型发动机和高度易变的尾气出口的车辆的尾气烟羽。
现有远距离排放测量系统的这些以及其它缺点被本发明的各个优选实施例中的一个或多个所克服。
本发明的该目的以及其它目的可通过一种用于检测驶动车辆的尾气组分的系统而被达到。本发明的系统使用了多于两束经过一个检测空间的射线，以便产生一个幅值足够大的信号，从而克服该检测空间中的环境噪声。一种或多种尾气组分的浓度可基于一种比例技术被计算出来，以使一种或多种尾气组分独立于检测器信号的绝对幅值。该系统包括一个用于产生一个射束的辐射源、用于引导该射束穿过检测空间的光学系统、和一个用于接收该射束并产生至少一个信号的检测器，所述信号表示了对射束中某些波段的吸收率，这些波段相应于一种或多种车辆尾气组分。该系统还包括一个用于从产生的一个或多个信号中获得有关一种或多种车辆尾气组分的信息。
本发明还涉及一种用于检测驶动车辆的尾气组分的方法。该方法包括使两条以上的射线直接穿过一个检测空间而辐射至一个检测器，由此，该射线穿过一个位于检测空间中的尾气烟羽。下一步骤是产生至少一个对穿过尾气烟羽的射线做出响应的信号。来自检测器的所述至少一个信号可被用于计算尾气组分量的比例。该比例可被用于提供一个具体车辆的排放物的相关信息。
通过阅读对本发明的详细说明，本领域内的普通技术人员将清楚地理解本发明的其它特征和优点。
图1是根据本发明的一个实施例的排放物测试系统的原理图。
图2是根据本发明的第二个实施例的排放物测试系统的原理图。
图3是根据本发明的第三个实施例的车辆测试车道以及排放物测试系统的正视原理图。
图4是图3中的车辆测试车道以及排放物测试系统的侧视原理图。
图5是用在本发明的一个实施例中的一个光学系统的原理图。
图6是一种根据本发明的方法的原理图。
分析仪101可被设在一个固定式的或移动式的车辆测试车道内。推荐气体分析仪101的位置满足使射束150数次通过一辆经过车辆的尾气烟羽的至少一部分。数次通过在某些情况下是必要的，这是为了提供一个相对环境噪声而言足够强的信号，以便确定车辆尾气中含量较小的组分的相对量，这些组分例如CO、NOX、碳氢化合物以及其它微量尾气组分。由检测器120返回的信号可以与车辆尾气中含量通常相对较大的二氧化碳相比较。在一个实施例中，一种或多种尾气组分的比例可以与一个预定的阈限值相比较，以确定该车辆的该组分的排放量是否过高。在另一个实施例中，数据处理系统140可以基于来自检测器的信号计算一种或多种尾气组分的相对浓度。该相对气体浓度可以，手工地或自动地，与预定的排放标准相比较，并由此识别出排放超标的车辆。
在一个实施例中，公路、驶出坡道、停车场或其它驱动表面可被用作供分析仪101使用的车辆测试车道。分析仪101的安装可以满足使射束大体正交于或垂直于车辆的行驶方向穿过该驱动表面的上部空间的一部分。当一个车辆的尾气烟羽进入射束150的路径时，来自检测器120的信号可被数据处理系统140用于计算一种或多种排放气体的相对量。
分析仪101可被永久地或临时地安装在车辆道路的任何一侧上的一个或多个设备壳体内。在一个实施例中，辐射源110、检测器120、数据处理装置140和光学系统130的某些部分可被安装在公路一侧上的一个壳体内，而光学系统130的其它部分可被安装在该公路的相对一侧上。在另一个实施例中，各组件可被安装在数个壳体内。推荐至少辐射源110被容纳在一个壳体内，该壳体被用于至少部分地使辐射源110与环境条件相隔离，从而维持大体恒定的温度。
辐射源110可通过合适的连接器与各个组件相连接，这种连接器例如电线或无线信号传输系统。在另一个实施例中，某些组件可被装载在一个例如大蓬货车的车辆中，以允许简便的运输和重新布置。在一个实施例中，分析仪101可被安装在一个移动式结构中，例如一个拖车。该移动式结构的一部分可以是一个驱动表面，优选一个倾斜表面。
辐射源110产生射束150。射束150可以是可用于吸收光谱学的任何波长的射线光束。辐射源110可以是用于产生理想波长的任何辐射体。在一个实施例中，射束150可以包括紫外线和红外线，这些射线具有尾气组分的吸收波段所对应的特定波长，其中尾气组分例如CO2、CO、NOX、水、碳氢化合物或其它尾气组分。辐射源110可包括一个紫外线辐射源和/或一个红外线辐射源。射束150可被平行校准。辐射源110可以产生一个准直射束，或可以包括用于对辐射源110中产生的非准直射束进行校准的光学系统。辐射源110可以产生具有数个预定波长的单独射束，并且可以使用光学系统将单独的射束引导为射束150。辐射源110可以产生范围很宽的波长，这些波长包括尾气组分的特定波长。可以使用多个辐射源。
检测器120可以接收射束150并且产生一个信号，该信号可指示接收到的波长。在一个实施例中，检测器120包括一个或多个用于识别某一特定波长或波长范围的传感器。检测器120可以包括用于分光、滤光以及将射束150或射束150的一部分引导至所述传感器的光学系统。这些检测器光学系统可包括一个用于时分多路引入射束150的光学机构。所述传感器可以产生一个信号，该信号用于指示具有传感器接收到的波长的射线的存在和/或强度。传感器本身可以对特定的波长敏感，或者分光器或滤光器可被用于将特定的波长引导至具有通用敏感度的传感器。检测器120可以包括一个置于一块微芯片上的传感器阵列。检测器120可以是一种传统的分光计。也可以使用多个检测器。
在一个实施例中，检测器120被置于辐射源110上方，且二者位于检测空间160的同一侧。检测器120可以垂直位于驱动表面162的上方并与之间隔开，或者辐射源110可以被置于接近驱动表面162处。检测器120和辐射源110可以相对于彼此、检测空间160和驱动表面162被置于其它的位置。具体的定位可根据所使用的辐射源和检测器的类型、光学系统的配置以及尾气烟羽的预期位置而定。在任何给定的分析仪101的配置中，辐射源和检测器的位置都可以互换。
光学系统130可以引导射束150经过多条穿过检测空间160的通路。在一个实施例中，光学系统130可以包括成对的反射器，以便对射束150进行反射，使之来回穿过检测空间160。一个第一反射器132可被置于检测空间160的一侧上，而一个第二反射器134可被置于检测空间160的相对一侧上。射束150可以由辐射源110发射向第一反射器132。射束150可以从第一反射器132的一部分上反射向第二反射器134的一部分。然后射束150从第二反射器134的该部分上反射回第一反射器132。射束150可以在被引导至检测器120之前，从第一反射器132到第二反射器134，穿过检测空间160来回反射一次或多次。射束150的多条通路增加了其遇到尾气烟羽较小的车辆或者排气管处于非标准位置的车辆的排放物的几率。射束150的多条通路可能多次遇到尾气烟羽，并且可以帮助提高信噪比，以便产生一个有用的检测器信号。
在一个实施例中，如图1所示，射束150共有10条穿过检测空间160的通路。射束150从辐射源110到第一反射器132形成了通路150a。射束150从第一反射器132到第二反射器134形成了通路150b。射束150从第二反射器134返回到第一反射器132形成了通路150c。射束150在两个反射器132、134之间来回反射时形成了通路150d、150e、150f、150g、150h和150i。射束150在从第一反射器132传输至检测器120时形成了通路150j。在该实施例中，检测空间160可被大致定义为如下区域第一反射器132和第二反射器134之间，驱动表面162上方，以及通路150j下方且包括该通路。检测空间的垂直高度和定位可以根据被分析车辆的排气端口的位置而不同。在一个用于摩托车及类似车辆的更优的实施例中，检测空间的垂直高度，即从驱动表面162至通路150j的顶部之间的距离，可以大约为5英尺或更小。最优的方案是，该检测空间始于距离地面6英寸处，并且垂直向上达到距离地面大约3英尺处，以便容纳带有小型发动机的车辆上通常使用的各种类型的排气系统。在一个实施例中，射束150可以在每1英尺的垂直高度内形成至少约2个通路，或者在一个替代实施例中，在每1英尺的垂直高度内形成约4个通路。
数据处理系统140可以与检测器120相连接，以接收来自检测器120的信号，该信号可表示被检测器120接收到的射线的存在和/或强度。数据处理系统140还可以与一个辐射源110相连接。数据处理系统140可以使用接收自检测器120的信号计算一种或多种尾气组分的比例，这是为了补偿尾气烟羽的分散。导致分散的原因可能是周围空气与尾气烟羽相混合、风或其它环境条件、或者是当尾气离开排气系统时尾气烟羽扩散的自然过程。本发明的数据处理系统140使用本文所述的比例技术补偿了各种形式的分散。数据处理系统140可以使用接收自检测器120的信号计算射束150路径中的一种或多种组分的相对浓度。数据处理系统140可以将辐射源110产生的特定波长的射线密度与检测器120接收到的特定波长的射线密度相比较。在一个实施例中，数据处理系统140可以使用来自多个通道的数据，每个通道对应一种特定的排气组分，以便计算各种排放物的相对浓度。在一个实施例中，数据处理系统140可以使用来自一个连续波长范围的数据并且只在感兴趣的波段内抽取必要的数据。数据处理系统140可以基于每种组分相对二氧化碳的检测比例和/或由燃料燃烧的化学计算法导出的信息，使用信号数据来确定一种或多种尾气组分的相对浓度。在一个实施例中，数据处理系统140可以确定下列组分中一种或多种的相对浓度CO、CO2、HC、NO、NO2和水。数据处理系统140也可以基于信号数据计算相对发动机温度和/或尾气烟羽的不透明度。数据处理系统140无需计算尾气烟羽的总体体积，并且无需为了提供有关尾气烟羽的各种组分的精确和有用的信息而确定存在于尾气烟羽中的二氧化碳的绝对浓度。
在一个实施例中，数据处理系统140可以是一个用于控制分析仪101的工作的计算机系统及外围装置的一部分。该计算机系统可以控制标定、采样次数、采样时间、采样频率、基准采样、组分分析以及排放物分析的其它方面。该计算机系统可以自动地将计算出的一种或多种组分的相对浓度与预定的排放标准相比较，以识别高排放源。受控的外围装置可以包括用于记录车辆的摄影机，用于明确地识别车辆的牌照读出器，用于检测车辆的速度和加速度的装置，用于传递计算数据和其它数据的显示装置和通信装置，用于存储计算数据和其它数据的存储装置，和其它外围装置。
图2表示了一个分析仪201的一种替代布置方式，该分析仪201被用于一个远距离检测驶动车辆的尾气组分的系统。在分析仪201中，组合辐射源/检测器210可以被置于检测空间260的顶部，且与驱动表面262间隔一定距离。否则组合辐射源/检测器210可以按照如上所述的传感器110和检测器120的工作方式进行工作。射束250被从辐射源/检测器210射出并且被光学系统230引导穿过检测空间260。光学系统230可以包括位于检测空间260的一侧上的第一反射器232和位于检测空间260的另一侧上的第二反射器234。射束250可以在到达反射器部分236之前沿反射器232和234之间的一系列路径被来回反射。在一个实施例中，射束250随后可以沿反射器232和234之间的大体同一路径被反射器部分236反射返回辐射源/检测器210。在另一个实施例中，射束250可以沿反射器232和234之间的一条大体不同的路径被反射器部分236反射返回辐射源/检测器210，例如采用十字交叉的模式。数据处理系统240可以与辐射源/检测器210相连接，并且可以大体按照上述数据处理系统140的工作方式进行工作。
在一个如图2所示的优选实施例中，射束250共有20条穿过检测空间260的通路。射束250从辐射源/检测器210到第一反射器232形成了通路250a。射束250从第一反射器232到第二反射器234形成了通路250b。射束250从第二反射器234返回到第一反射器232形成了通路250c。射束250在两个反射器232和234之间来回反射时形成了通路250d、250e、250f、250g、250h和250i。射束250在从第一反射器232传输至第二反射器234的部分236时形成了通路250j。部分236沿射束250在反射器232和234之间经过的大体同一路径对射束250进行反射。射束250沿大体相同的逆向路径，即沿通路250j、250i、250h、250g、250f、250e、250d、250c和250b，在反射器232和234之间来回反射时，形成了通路250k、250l、250m、250n、250o、250p、250q、250r和250s。射束250从第一反射器232到辐射源/检测器210形成了通路250t。检测空间260的垂直高度，即从驱动表面262至通路250a的顶部之间的距离，可以小于5英尺。射束150可以在每1英尺的垂直高度内形成至少4个通路。
图3和4表示了一个用于检测驶动车辆的尾气组分的系统的实施例，该系统将一个分析仪301并入了一个移动式车辆测试车道300中。移动式车辆测试车道300可以包括分析仪301、坡道370、支撑结构380和拖车结构390。在一个实施例中，分析仪301可以是一个大体如上述分析仪101的气体分析仪。分析仪301可以包括辐射源310、检测器320、光学系统330和数据处理系统340。坡道370可以包括车辆驱动表面362。分析仪301可以由支撑结构380支撑。分析仪301、坡道370和支撑结构380可以被安装在拖车组件390上。
辐射源310产生一个射束350。辐射源310可以大体如同上述辐射源110一样工作。射束350可以从辐射源310射出，并且在光学系统330的引导下按照预定的路径传播。
光学系统330可以是一个由反射器331，332，333，334，335，336，337，338和339构成的系统。光学系统330可以引导射束350经过多条穿过检测空间360的通路。射束350可以从辐射源310，穿过检测空间360，传播至反射器331，从反射器331，穿过检测空间360，传播至反射器332，并依次在反射器之间传播。反射器339将射束350引导至检测器320。检测空间360的宽度，即相对的反射器之间的水平距离可以为3至20英尺，优选小于6英尺。较窄的检测空间允许有更多的通路，同时具有较短的路径长度，并且可以使测试车道300较窄且更易于运输。另外，对于容纳小型发动机车辆而言，较宽的检测空间是不必要的，这些小型发动机车辆例如摩托车、机动脚踏两用车及其它小型发动机车辆。
检测器320可以接收射束350并产生一个基于射束350中具有的射线的波长的信号。检测器320可以大体如上述检测器120一样工作。
数据处理系统340可以解释来自检测器320的信号，并计算射束350的路径中的一种或多种组分的相对浓度。数据处理系统340可以大体如上述数据处理系统140一样工作。或者，数据处理系统340也可以不被装载在移动式车辆测试车道300中。在一个实施例中，数据处理系统340在结构上与车辆测试车道300相分离，但可以通过一种信号传输装置与辐射源310和检测器320相连接。信号传输装置可以包括电线、无线信号传输装置或其它信号传输装置。在一个实施例中，数据处理系统340包括一个用于操纵分析仪300的计算机系统及外围装置。
坡道370可以提供一个用于引导车辆通过移动式车辆测试车道300的倾斜表面。一个倾斜的驱动表面362可被用于增加小型发动机车辆的负载，这是为了增大尾气烟羽的尺寸或密度或者为了测量车辆负载时的排放。在一个实施例中，坡道370可以包括一个延伸穿过分析仪301的检测空间362的倾斜部分372，一个位于检测空间362之外的水平部分374，和一个使车辆返回水平地面的倾斜部分。
支撑结构380可提供一个用于支撑分析仪301的各组件的框架。支撑结构380可以提供一个第一垂直支撑件382和一个第二垂直支撑件384。在一个实施例中，垂直支撑382和384可以支撑辐射源310、检测器320和光学系统330。支撑结构380可被连接在坡道370和/或拖车组件390上。
拖车组件390能使移动式车辆排放测试车道300在测试地点之间被方便地运输。拖车组件390可以包括车轮和一个连接装置，该连接装置被用于将测试车道300连接在一个车辆上，以便运输。在一个实施例中，测试车道300可以具有一个用于测试车辆排放的工作结构和一个用于输运测试车道300的运输结构。该运输结构可以包括坡道370的折叠或拆卸部分和/或分析仪301的紧固部分。
图5表示了一个用在一个分析仪中的光学结构，例如用在分析仪101、201和301中。图5表示了一个“白”光学系统。分散射束550a中的射线从辐射源/检测器510中发出。第一球面镜531将射线重新聚焦成会聚射束550b，并使之射向第二球面镜532。第二球面镜532将射线反射成分散射束550c，并使之射向第三球面镜533。第三球面镜533将射线重新聚焦成会聚射束550d。会聚射束550d被辐射源/检测器510接收到。白光学系统可以允许很长的路径长度，同时使射束完整性的损失最小。白光学系统使用球面镜在多条穿过检测空间的通路上对射束进行反射和重聚焦，而没有试图沿从辐射源到检测器的整个路径长度维持一个平行光射束。在第一次反射后，理论上可能不存在额外的几何辐射损失，而只是反射损失。由此获得的光学系统可以具有一个短路径系统的光通过量，同时具有一个长路径系统的灵敏度。白光学系统的使用可以允许较长的路径长度，这又依次允许一个单条射束具有较多数目的穿过检测空间的通路。在实验室中，白光学系统已获得了600米的路径长度，并可被用于获得多达100条穿过一个检测空间的通路。
图6表示了一种用于检测驶动车辆的尾气的方法。该方法可以通过使用大体如上文结合图3和4所述的移动式车辆排放测试车道而被实施，并且该测试车道可以使用一个如上文结合图1和2所述的分析仪101或201。
在步骤610中，可以提供一个车辆测试车道。该测试车道可以限定一个检测空间，例如检测空间160、260或360。该测试车道可以包括一个用于产生一个射束的辐射源，例如辐射源110或310或辐射源/检测器210。该测试车道可以包括用于引导射束穿过检测空间的光学系统，例如光学系统130、230或330且可以使用白光学系统。该测试车道可以包括一个用于接收该射束的检测器，例如检测器120或320或辐射源/检测器210。该检测器可以产生一个电信号，该信号可表示对某些波段的射线的吸收率，其中这些波段对应于二氧化碳和至少一种其它车辆尾气组分。该车辆测试车道还可以包括一个经过检测空间的驱动表面，例如坡道370。
在步骤620中，车辆可被引导通过该车辆测试车道，从而使车辆的尾气烟羽与射束在一条或多条通路上相交。穿过车辆尾气烟羽且被接收在检测器中的射束可以在检测器中产生一个电信号。
在步骤630中，可以计算出一种或多种排放气体的比例。一个数据处理系统，例如数据处理系统140、240或340，可使用基于来自检测器的电信号的比例来计算一种或多种尾气组分的相对浓度。为了确定该比例或相对浓度，既无需计算尾气烟羽的体积，也无需计算尾气烟羽中二氧化碳的绝对含量值。
在步骤640中，可以将该比例或计算出的相对浓度与预定的排放标准相比较，以识别高排放者。这种比较可以手工进行，或可以由数据处理系统自动完成。
在步骤650中，车主或车辆的驾驶员可以被告知该车辆的排放概况以及任何所需的维修或基于排放标准的进一步测试。此外还可以通知负责执行一个检查或维修计划的部门，并且可以对该排放概况和比较情况进行储存和编辑。
在步骤660中，测试车道可以被运送至其它测试地点。该测试车道的全部或局部可以被固定安装在一个车辆中，可以具有充分的便携性，以便被装载在一个车辆上，或者可以被安装在一个拖车组件上并被拖在一个车辆后面。为了便于运输，可能需要对该测试车道进行某些改动。运输允许一个移动式车辆测试车道，尤其是用于测量小型发动机排放的车道，能够临时性地工作在整个城市地区的多个地点。当天气促进了摩托车和机动脚踏两用车的使用时和/或在这种小型发动机被普遍使用的地区，测试可能会持续数天。
上文已结合优选实施例对本发明进行了说明。这些实施例仅仅是说明性的。本领域内的普通技术人员应清楚地明白，可以对这些优选实施例进行修改，但这都不脱离所附权利要求中所记载的本发明的范围。
权利要求
1.一种用于检测驶动车辆的尾气组分的系统，该系统包括一个用于产生射线的辐射源；一个检测器，该检测器用于接收所述射线并产生至少一个对所述射线产生响应的信号，所述信号可表示在第一和第二波段中的第一和第二车辆尾气组分的射线吸收率；光学系统，所述光学系统用于引导所述射线从所述辐射源至所述检测器经过两个以上穿过一个检测空间的通路，由此，所述射线穿过一个处在所述检测空间中的驶动车辆的尾气烟羽，和一个对所述至少一个信号做出响应的处理器，所述处理器计算出第一车辆尾气组分的射线吸收率与第二车辆尾气组分的射线吸收率之间的比例，以补偿尾气烟羽的至少某些扩散。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器计算出第二车辆尾气组分的浓度，以便与预定的阈限值水平相比较。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光学系统包括一个球面镜系统，该系统用于对射线进行反复地反射和重聚焦。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光学系统的配置满足使射线至少6次穿过检测空间。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光学系统的配置满足使射线至少10次穿过检测空间。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光学系统的配置满足使射线至少20次穿过检测空间。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述检测空间的一个垂直高度被定义为一个水平表面与所述水平表面上方的所述射线的最高路径所处位置之间的垂直距离，并且所述光学系统的配置满足使射线在所述垂直高度的每1英尺内至少2次穿过该检测空间。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述光学系统的配置满足使射线在所述垂直高度的每1英尺内至少4次穿过该检测空间。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一车辆尾气组分是二氧化碳，并且处理器通过比较一种第二车辆尾气组分的吸收率与二氧化碳的吸收率计算出该第二车辆尾气组分的浓度。
10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括一个倾斜驱动表面，该驱动表面的位置能使车辆由于必须爬上该倾斜驱动表面而处于负载状态，此时该车辆向检测空间排出一个排气烟羽。
11.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括一个移动式结构，该系统的几乎所有其它组件都被安装在该移动式结构上，以便被运送至测试地点。
12.一种用于检测驶动车辆的尾气组分的系统，该系统包括一个用于产生射线的辐射源；一个检测器，该检测器用于接收所述射线并产生至少一个对所述射线产生响应的信号，所述信号可表示在第一和第二波段中的第一和第二车辆尾气组分的射线吸收率；光学系统，所述光学系统用于引导所述射线从所述辐射源至所述检测器穿过一个检测空间两次以上，由此，所述射线穿过一个处在所述检测空间中的驶动车辆的尾气烟羽，和一个处理器，所述处理器使用来自所述检测器的所述至少一个信号获得有关第二车辆尾气组分的浓度的信息，而无需计算该尾气烟羽的体积。
13.一种用于检测驶动车辆尾气中的气体成分的方法，该方法包括以下步骤引导射线经过两条以上穿过一个检测空间的通路而到达一个检测器，由此，该射线穿过一辆位于所述检测空间中的车辆的尾气烟羽；产生至少一个对已穿过一个车辆尾气烟羽的射线产生响应的信号，所述信号可表示在第一和第二波段中的第一和第二车辆尾气组分的射线吸收率；和使用所述至少一个产生的信号获得有关所述第二车辆尾气组分与所述第一车辆尾气组分的比例的信息，以便对该车辆尾气烟羽的扩散进行修正。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，该射线形成足够数目的穿过该检测空间的通路，以确保该射线至少两次经过该车辆的尾气烟羽。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，该射线至少4次经过检测空间中的车辆尾气烟羽。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，该射线至少10次经过检测空间中的车辆尾气烟羽。
17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，至少一种车辆尾气组分的浓度在无需计算该尾气烟羽的体积的情况下被确定。
18.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一车辆尾气组分是二氧化碳，并且通过采用基于燃料燃烧化学计算法的方程以及采用可表示一种第二尾气组分浓度的信号与可表示二氧化碳浓度的信号的比例，计算出该第二车辆尾气组分的浓度。
19.如权利要求13所述的方法，其特征在于，位于检测空间中的车辆尾气烟羽由一辆正在爬上一个倾斜表面的车辆排出。
20.如权利要求13所述的方法，其特征在于，其中射线在光学系统的引导下穿过该检测空间，所述光学系统包括一个球面镜系统，该系统用于对射线进行反复地反射和重聚焦。
全文摘要
用于对带有小型发动机的车辆排出的尾气进行检测的系统和方法，这种车辆例如摩托车或机动脚踏两用车。该系统使用一个具有射束(150)的气体分析仪(101)，其中该射束至少两次通过一个检测空间(160)。通过多次通过检测空间(160)，气体分析仪(101)可以产生指示尾气中感兴趣的一种或多种成分的浓度，该系统还包括一个用于从产生的信号中获取有关一种或多种尾气成分的信息。
文档编号G01N21/03GK1415071SQ00817996
公开日2003年4月30日 申请日期2000年12月21日 优先权日1999年12月29日
发明者唐纳德·斯特德曼, 加里·毕晓普 申请人:环境系统产品公司