专利名称：一种汽车尾气检测方法
技术领域：
本发明属于光谱测试技术范围，特别涉及一种汽车尾气检测方法。
背景技术：
随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，汽车已经成为人们日常出行的代步工具。20世纪70年代以来，由于人们对环境要求的提高，汽车尾气污染越来越受到大家的关注。现代汽车的主要污染物包括C02、C0、HC、N0x、S02、固体颗粒、醛类等，它们不仅会对人类的身体健康造成危害，而且会对环境造成危害。因此，对于汽车尾气成分的检测及控制已成为社会关注的焦点问题。我国通常使用的汽车尾气检测方法，测试速度慢、效率低，不仅影响生产，还容易漏检。光谱汽车尾气检测可改善上述缺点，它具有监测范围广、速度快、成本低，且便于进行长期的动态监测等优势。本专利利用光谱测试技术检测汽车尾气成分，具有快速、效率高的优点。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车尾气检测方法，其特征在于，采用基于红外辐射的选择性吸收产生的红外吸收光谱来进行气体的定性分析，即采用光谱仪测量技术来进行汽车尾气成分的测量；包括步骤如下1)首先建立光谱仪测量系统；该测量系统由近红外光源1、密闭气室2、透镜3、内置CXD探测器的光谱仪4和计算机5串联构成；2)在检测中，由近红外光源1发出的近红外光线通过密闭气室2，同时，密闭气室 2上方输入需检测的气体样品，经过气室中的近红外光线，样品进入密闭气室2下方的废气收集室，图像采集装置在这个过程中获得透过密闭气室2后的近红外光光谱信息，完成气体检测的透射过程；接着，通过Y型分叉光纤，选用光谱仪上不同的光程范围进行检测，或将上述不同的光程范围结合，同时检测气体；然后经过光谱存储单元，进行对检测到的光谱信息的处理，再通过数据线传入电脑中，由电脑中与光谱仪相应的软件进行进一步的处理； 最后，经过计算机5分析，获得气体的浓度信息；3)所述获得气体的浓度信息为反映出气体成分的光谱图；根据吸收峰的大小，利
用公式C +++. ； L In ； rt计算出相应气体的浓度，其中I是输出光光强，I0是输入光光
强，α是与波长有关的吸收系数，L是光与气体作用的长度即光在气体中传输的距离，C是气体浓度。所述透镜3和内置CXD探测器的光谱仪4组成图像采集装置。所密闭气室2由不吸收近红外光的材料构成，既防止外部光干扰，又防止检测结果受气室内材料影响。所述内置CCD探测器的光谱仪4，其覆盖波长为200-100nm或1000-1800nm。本发明的有益效果是采用光谱技术进行汽车尾气成分的测量，具有速度快，效率高的优点。同时，废气收集室也方便了实验废气的回收。
图1为测量系统方案图。图2为分析处理流程图。图3气体成分的光谱图。
具体实施例方式本发明提供一种采用光谱技术进行汽车尾气成分的汽车尾气检测方法。下面结合附图予以说明。图1所示为测量系统方案图。该测量系统是基于红外辐射的选择性吸收产生的红外吸收光谱来进行气体的定性分析进行设计，其测量系统结构为由近红外光源1、密闭气室 2、透镜3、内置CXD探测器的光谱仪4和计算机5串联构成；其中透镜3和内置CXD探测器的光谱仪4组成图像采集装置；密闭气室2由不吸收近红外光的材料构成，既防止外部光干扰，又防止检测结果受气室内材料影响。图像采集装置获得透过密闭气室2后的光谱信息， 经过计算机5成像并分析就获得气体的浓度信息。图2为分析处理流程图。即图1的具体结构示意图。首先，由光源卤钨灯提供近红外光，通过普通光纤，传入已设计的透射气室(即图1中所述的密闭气室幻中，经过一对自聚焦透镜，将近红外光线输出，同时，透射气室上方输入需检测的气体样本，经过气室中的近红外光线，进入透射气室下方的废气收集室，完成气体检测的透射过程，同时，废气收集室也方便了实验废气的回收；接着，通过Y型分叉光纤，可以选用光谱仪上不同的光程范围进行检测，也可将两个光程范围结合，同时检测气体；然后经过光谱存储单元(相当于图 1中图像采集装置)，进行对检测到的光谱信息的处理，再通过数据线传入电脑中，由电脑中与光谱仪相应的软件进行进一步的加工及处理；最后，得到可以反映出气体成分的光谱
图(如图3)。图3中，可根据吸收峰的大小，利用公式C J. Jni1/:，其中ι是输出
光光强，Itl是输入光光强，α是吸收系数(与波长有关)，L是光与气体作用的长度(即光在气体中传输的距离)，C是气体浓度，计算出相应气体的浓度。
权利要求
1.一种汽车尾气检测方法，其特征在于，采用基于红外辐射的选择性吸收产生的红外吸收光谱来进行气体的定性分析，即采用光谱仪测量技术来进行汽车尾气成分的测量；包括步骤如下1)首先建立光谱仪测量系统；该测量系统由近红外光源(1)、密闭气室O)、透镜(3)、 内置CCD探测器的光谱仪(4)和计算机(5)串联构成；2)在检测中，由近红外光源(1)发出的近红外光线通过密闭气室O)，同时，密闭气室 (2)上方输入需检测的气体样品，经过气室中的近红外光线，样品进入密闭气室( 下方的废气收集室，图像采集装置在这个过程中获得透过密闭气室( 后的近红外光光谱信息， 完成气体检测的透射过程；接着，通过Y型分叉光纤，选用光谱仪上不同的光程范围进行检测，或将上述不同的光程范围结合，同时检测气体；然后经过光谱存储单元，进行对检测到的光谱信息的处理，再通过数据线传入电脑中，由电脑中与光谱仪相应的软件进行进一步的处理；最后，经过计算机( 分析，获得气体的浓度信息；3)所述获得气体的浓度信息为反映出气体成分的光谱图；根据吸收峰的大小，利用公式C +++. ； ； L In ； rt计算出相应气体的浓度，其中I是输出光光强，I0是输入光光强，α是与波长有关的吸收系数，L是光与气体作用的长度即光在气体中传输的距离，C是气体浓度。
2.根据权利要求1所述一种汽车尾气检测方法，其特征在于，所述透镜C3)和内置CXD 探测器的光谱仪(4)组成图像采集装置。
3.根据权利要求1所述一种汽车尾气检测方法，其特征在于，所密闭气室( 由不吸收近红外光的材料构成，既防止外部光干扰，又防止检测结果受气室内材料影响。
4.根据权利要求1所述一种汽车尾气检测方法，其特征在于，所述内置CCD探测器的光谱仪G)，其覆盖波长为200-100nm或1000-1800nm。
全文摘要
本发明属于光谱测试技术范围的一种汽车尾气检测方法。该方法采用光谱技术进行汽车尾气成分的测量，首先设计基于红外辐射的选择性吸收产生的红外吸收光谱来进行气体的定性分析，从而进行测量系统设计，其系统由近红外光源、密闭气室、透镜、内置CCD探测器的光谱仪和计算机串联构成；其次，由近红外光源发出的近红外光线通过密闭气室，同时，密闭气室上方输入需检测的气体样品，图像采集装置获得透过密闭气室后的近红外光谱信息，再通过数据线传入电脑中，由电脑中与光谱仪相应的软件进行进一步的处理；得到可以反映出气体成分的光谱图，本发明具有速度快，效率高的优点。同时，废气收集室也方便了实验废气的回收。
文档编号G01N21/33GK102519905SQ20111041652
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者刘京静, 张倩, 彭彦昆, 江发潮, 王国业, 王墨林 申请人:中国农业大学