机动车排放遥测装置和方法与流程

本发明涉及机动车排放遥测领域，尤其涉及一种机动车排放垂直俯视遥测装置和方法。

背景技术：

随着机动车保有量的快速增长，机动车污染防治的紧迫性日益凸显。2016年颁布的《关于进一步规范排放检验加强机动车环境监督管理工作的通知》规定，公安交管部门在不影响正常通行的情况下，要支持配合环保部门采用遥感监测等技术手段对在道路上行驶的机动车进行监督抽测。

参看图5，目前，机动车尾气遥测设备大多是水平式，即将主要由水平相向的主机11和辅机12组成的设备架设在马路13两侧，机动车从中间驶过，根据光谱吸收原理快速检测出污染物种类和含量。这种测量方法的缺点是当有两辆及以上车辆同时通过两车道或两车道以上的马路时，检测设备就无法分辨出是哪一机动车辆所产生的；

由此，机动车排放的垂直俯视遥测技术正得到环保部门和各个经销商的青睐。垂直俯视遥测技术是将遥测设备架设在道路上方，每个车道对应一台主机。这样，当有两辆及以上车辆同时平行通过时，可以互不影响，提高检测效率。

但是，目前垂直俯视遥测技术主要集中在对汽油车排放的co、co2、c3h8的研究上，其主要采用波长范围覆盖3-5微米(μm)的中红外棒状光源；利用3-5微米(μm)的中红外线阵ccd作为接收信号的探测器。而环保部门更为关心的柴油车排放的no、no2和黑烟颗粒由于受水汽影响和ccd技术限制，则不能利用分散技术进行测量。这是现有技术的不足之处。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题之一是提供一种机动车排放遥测装置及方法，它们既能测量汽油车排放的co、co2、c3h8，又能测量柴油车排放的no。

本发明的机动车排放遥测装置，包括安装在道路上方的龙门架上的箱体内的用于测量汽油车排放的co、co2、c3h8的第一装置；车辆号牌识别装置；用于测量机动车车速的测速装置；用于控制协调各个模块工作的总控装置；其特征是还包括：

设于所述箱体内的用于测量柴油车排放的no的第二装置，其包括用作中红外激光光源的激光器；

对激光进行空间扫描的旋转多棱镜；以及

组成接收光路的用于增加信号光的强度的凹面镜和凸透镜。

本发明的机动车排放遥测方法，包括由总控装置控制协调执行的下述各步骤：

车辆号牌识别装置进行车辆号牌识别；

测速装置测量机动车的车速；

安装在道路上方的龙门架上的箱体内的第一装置测量汽油车排放的co、co2、c3h8；

其特征是还包括：

设于所述箱体内的第二装置测量柴油车排放的no的步骤；所述第二装置包括用作中红外激光光源的激光器；

对激光进行空间扫描的旋转多棱镜；以及

组成接收光路的用于增加信号光的强度的凹面镜和凸透镜。

本发明除了可用现有技术的第一装置测量汽油车排放的co、co2、c3h8外，由于第二装置的光源用的中红外激光，其吸收截面较非分散红外法有量级的提升，受水汽影响也小，可用于测量柴油车排放的no。

本发明要解决的技术问题之二是提供一种机动车排放遥测装置及方法，它们既能测量汽油车排放的co、co2、c3h8，又能测量柴油车排放的no2和黑烟颗粒。

本发明的机动车排放遥测装置，包括安装在道路上方的龙门架上的箱体内的用于测量汽油车排放的co、co2、c3h8的第一装置；车辆号牌识别装置；用于测量机动车车速的测速装置；用于控制协调各个模块工作的总控装置；其特征是还包括：

设于所述箱体内的第三装置；其包括410纳米(nm)的棒状光源；用于测量柴油车排放的no2的410纳米(nm)透镜和探测器；以及用于测量柴油车排放的黑烟颗粒的高清相机和凸透镜。

本发明的机动车排放遥测方法，包括由总控装置控制调条执行的下述各步骤：

车辆号牌识别装置进行车辆号牌识别；

测速装置测量机动车的车速；

安装在道路上方的龙门架上的箱体内的第一装置测量汽油车排放的co、co2、c3h8；

其特征是还包括：

设于所述箱体内的第三装置测量柴油车排放的no2和黑烟颗粒的步骤，所述第三装置包括410纳米(nm)的棒状光源；用于测量柴油车排放的no2的410纳米(nm)透镜和探测器；以及用于测量柴油车排放的黑烟颗粒高清相机和凸透镜。

本发明除了可用现有技术的第一装置测量汽油车排放的co、co2、c3h8外，由于第三装置的光源的特定波长，可用于测量柴油车排放的no2；高速高清相机通过测量检测区域在车辆通过前后的图片的不同，计算黑烟颗粒的浓度，可用于测量柴油车排放的黑烟颗粒。

附图说明

图1是本发明的机动车排放遥测装置的示意图。

图2是测量汽油车排放的co、co2、c3h8装置光路。

图3是测量柴油车排放的no装置光路。

图4是测量柴油车排放的no2和黑烟颗粒装置光路。

图5是现有的机动车排放遥测装置的示意图。

具体实施方式

现结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

参看图1，本发明的机动车排放遥测装置主要由以下几部分组成：测量汽油车排放的co、co2、c3h8的第一装置1；测量柴油车排放的no的第二装置2；测量柴油车排放的no2和黑烟颗粒装置的第三装置3；测量机动车车速的测速装置4；车辆号牌识别装置5；环境气象测量装置6；车辆号牌及信息显示装置7；总控装置8；信息传输装置9；所述第一装置、第二装置和第三装置安装在道路上方的龙门架上的同一个箱体内，位于道路中间位置，检测光源成瀑布型从上往下照射检测区域10，以保证通过的每一辆机动车都能检测到；并且所述第一装置、第二装置和第三装置均设计成模块化，可以单独使用，也可组合使用，而总控装置用于控制、协调各个模块的工作。

第一装置采用中红外棒状光源，波长范围覆盖3-5微米(μm)。参看图2，通过非球面罩将光线在x方向准直成条形光斑31，照射到检测区域35，然后由检测区域反射到接收光路上并最终到达探测器34。接收光路采用凹面镜32和凸透镜33组合的方式接收信号光线，凹面镜的作用是增大接收光的面积，从而提高信号光强度。凹面镜既可以是球面镜，也可以是非球面镜，如离轴抛物镜、椭球镜等。

如图3所示，第二装置采用来自激光器44的中红外激光光源，由于激光具有非常好的指向性，光束具有光束细的、光斑小的特点，所以需要将激光光束扩展到整个检测区域10。本发明采用旋转多棱镜41对激光进行空间扫描，从而实现整个检测区域的覆盖。接收光路同样采用凹面镜43和凸透镜45组合的方式接收信号光线，使其到达探测器46。需说明的是，在本实施例中，光线从激光器44出发，由反射镜43反射到多棱镜41。其测量原理是基于光谱吸收原理，特定的分子对特定波长的光有吸收作用。

参看图4，第三装置的光源与第一装置相似，同为棒状光源51，只是波长不一样，其为410nm的可见光源，接受部件也同第一装置，包括探测器54和凸透镜55、52。用于黑烟颗粒测量的部件主要是一个高清相机57，当车辆通过之前，高速高清相机不断的测量检测区域作为背景，车辆通过之后，检测区域由于黑烟颗粒的影响，与原先背景肯定有所不同。通过计算机比较两幅图片中检测区域的不同，从而计算黑烟颗粒的浓度。由于检测区域可能会受到太阳光的影响，所以需要额外增加一个辅助光源，这个光源与no2为同一个光源。

考虑到太阳光的影响，可在探测器54和高清相机57前加入窄带滤波片53、56。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。