尾气黑烟测量系统技术方案

本发明专利技术涉及一种尾气黑烟测量系统，包括发射装置、接收装置、处理装置；发射装置包括用于发射预定中心波长激光的激光器、用于将激光器发出的光信号分束成不同强度的第一光源、第二光源发射出的分束器、以及与第一光源电性连接的准直器，第一光源的强度大于第二光源的强度，准直器将第一光源变成平行光发出横向穿过发动机排气管排出的尾气；接收装置包括第一光电探测器、聚光结构、第二光电探测器，准直器射出的平行光反射回时，被聚光结构聚集到第一光电探测器上，第二光源发出到第二光电探测器；第一光电探测器、第二光电探测器分别将探测的光信号传递给处理装置，以对比获得排气管中尾气的烟度，结果更准确、直接，避免外界对结果造成影响。

【技术实现步骤摘要】
尾气黑烟测量系统
本专利技术涉及尾气监测领域，更具体地说，涉及一种尾气黑烟测量系统。
技术介绍
相关技术中的对汽车的尾气测量通常是在尾气排出后进行监测测量，但尾气出了排气管后，会受到外界的因素影响，造成测量结果不准确，影响了数据的真实性，不能反映尾气对环境的真实影响。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种尾气黑烟测量系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种尾气黑烟测量系统，包括发射装置、接收装置、处理装置；所述发射装置包括用于发射预定中心波长激光的激光器、用于将所述激光器发出的光信号分束成不同强度的第一光源、第二光源发射出的分束器、以及与所述第一光源电性连接的准直器，所述第一光源的强度大于所述第二光源的强度，所述准直器将所述第一光源变成平行光发出横向穿过发动机排气管排出的尾气；所述接收装置包括第一光电探测器、聚光结构、第二光电探测器，所述准直器射出的平行光反射回时，被所述聚光结构聚集到所述第一光电探测器上，所述第二光源发出到所述第二光电探测器；所述第一光电探测器、第二光电探测器分别将探测的光信号传递给所述处理装置，以对比获得所述排气管中尾气的烟度。优选地，所述排气管上设有横向贯穿的气孔，供所述准直器发出的平行光穿过，并反射回来。优选地，所述发射装置还包括对所述准直器发出的平行光反射以原路返回的反光件。优选地，所述聚光结构包括中心开孔的平凸聚光透镜，所述准直器与所述平凸聚光透镜同轴设置，所述准直器设置在所述平凸聚光透镜的开孔内。优选地，所述发射装置还包括在所述平行光通过所述排气管的尾气前的光路中设置的滤光片，所述第二光源发射到所述第二光电探测器的光路上设有标准透光片。优选地，所述发射装置还包括调制器和激光驱动板，所述调制器、激光驱动板、激光器依次电性连接，所述调制器采用调制频率为1KHz，电平4.4V的方波信号来调制所述激光器发出的激光；所述调制器为时基集成电路，与电阻和电容组成无稳态多谐振荡器电路来产生各种预定频率和波形的脉冲信号，并可通过二进制串行计数器进行分频。优选地，所述处理装置包括信号处理单元、A/D转换器，所述信号处理单元包括用于将交变电流转化为交变电压的电流电压转换器、用于对所述交变电压进行滤波的带通滤波和用于将交变电压转化为直流电压的积分电路。优选地，所述发射装置还包括气路结构，所述气路结构包括气泵和两个气室，两个所述气室分别设置在所述排气管的两侧，所述准直器发出的平行光依次穿过一侧的所述气室、排气管、以及另一侧的所述气室后，被反射原路返回，所述气泵向两个所述气室送气，保证两个所述气室形成正压。优选地，所述气路结构还包括用于对进入所述气室的气体加热的加热装置。优选地，两所述气室与所述排气管相邻的一侧分别设有百叶片，各所述百叶片向所述排气管内气体流出的方向倾斜。实施本专利技术的尾气黑烟测量系统，具有以下有益效果：尾气黑烟测量系统采用光学检测的方式，直接对发动机的排气管位置进行尾气测量，测量结果更准确、直接，避免外界的环境因素对检测结果造成影响。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术实施例中的尾气黑烟测量系统的结构原理示意图；图2是主控电路与Web服务器、上位PC机的连接原理示意图；图3是通过预设的8001端口发送更新数据的流程图；图4是激光通过烟雾时显示的吸光度曲线。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。如图1所示，本专利技术一个优选实施例中的尾气黑烟测量系统包括发射装置、接收装置、处理装置。发射装置包括用于发射预定中心波长激光的激光器、用于将激光器发出的光信号分束成不同强度的第一光源、第二光源发射出的分束器、以及与第一光源电性连接的准直器。本实施例中，激光器产生的交变光信号经10％：90％的分束器后，第一光源的强度大于第二光源的强度，准直器将第一光源变成平行光发出横向穿过发动机排气管7排出的尾气，这一路称为测量光路，用于测量经过发动机排气管7所排放的尾气黑烟的林格曼黑度。接收装置包括第一光电探测器、聚光结构10、第二光电探测器，准直器射出的平行光反射回时，被聚光结构10聚集到第一光电探测器上，第二光源发出到第二光电探测器。第一光电探测器、第二光电探测器分别将探测的光信号传递给处理装置，以对比获得排气管7中尾气的烟度。尾气黑烟测量系统采用光学检测的方式，直接对发动机的排气管7位置进行尾气测量，测量结果更准确、直接，避免外界的环境因素对检测结果造成影响。排气管7上设有横向贯穿的气孔，供准直器发出的平行光穿过，并反射回来。发射装置还包括对准直器发出的平行光反射以原路返回的反光件，在其他实施例中，也可依靠车身上的结构将光反射返回。发射装置还包括气路结构，气路结构包括气泵3和两个气室8，两个气室8分别设置在排气管7的两侧，准直器发出的平行光依次穿过一侧的气室8、排气管7、以及另一侧的气室8后，被反射原路返回，气泵3向两个气室8送气，保证两个气室8形成正压，以阻止尾气中的微粒进入气室8和接触准直器和反光件。气路结构还包括用于对进入气室8的气体加热的加热装置6，以阻止尾气中的微粒进入气室8后在准直器和反光件上凝结。两气室8与排气管7相邻的一侧分别设有百叶片9，各百叶片9向排气管7内气体流出的方向倾斜。气室8形成正压情况下，气室8中的气体可以分别从两侧的百叶片9的间隙中排入排气管7，并沿排气管7排出，不影响尾气。气路结构还包括空气滤清器1、单向阀2、电磁阀4、分流器5，空气滤清器1、单向阀2、气泵3、电磁阀4、分流器5依次连接，加热装置6包括分别连接在分流器5和两个气室8之间的电加热器，其作用是对进入气室8气流进行加热。电加热器和气室8之间均设有单向阀2。电磁阀4平时处于关闭状态，测量时，电磁阀4打开，气泵3工作，空气经过空气滤清器1、单向阀2进入气路，并经分流器5分别进入两个气室8。光电探测器是一种在光的照射下产生电动势半导体元件，其种类有很多，常用的有硒光电池、硅光电池和硫化铊、硫化银光电池等。本系统优选使用硅光电池，其具有高效率，宽光谱响应、高稳定性等一系列优点。聚光结构10包括中心开孔的平凸聚光透镜，准直器与平凸聚光透镜同轴设置，准直器设置在平凸聚光透镜的开孔内。当采用光电池用作光探测器时，要求输出特性具有线性关系，因此，在本系统中，要考虑到激光通过烟雾之后的光强的强弱，如果太强则为了保证光强和光电流的线性关系，可在激光通过烟雾之前的光路中加入适当的滤光片。优选地，发射装置还包括在平行光通过排气管7的尾气前的光路中设置的滤光片，第二光源发射到第二光电探测器的光路上设有标准透光片。发射装置还包括调制器和激光驱动板，调制器、激光驱动板、激光器依次电性连接，调制器采用调制频率为1KHz本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种尾气黑烟测量系统，其特征在于，包括发射装置、接收装置、处理装置；/n所述发射装置包括用于发射预定中心波长激光的激光器、用于将所述激光器发出的光信号分束成不同强度的第一光源、第二光源发射出的分束器、以及与所述第一光源电性连接的准直器，所述第一光源的强度大于所述第二光源的强度，所述准直器将所述第一光源变成平行光发出横向穿过发动机排气管(7)排出的尾气；/n所述接收装置包括第一光电探测器、聚光结构(10)、第二光电探测器，所述准直器射出的平行光反射回时，被所述聚光结构(10)聚集到所述第一光电探测器上，所述第二光源发出到所述第二光电探测器；/n所述第一光电探测器、第二光电探测器分别将探测的光信号传递给所述处理装置，以对比获得所述排气管(7)中尾气的烟度。/n

【技术特征摘要】
1.一种尾气黑烟测量系统，其特征在于，包括发射装置、接收装置、处理装置；
所述发射装置包括用于发射预定中心波长激光的激光器、用于将所述激光器发出的光信号分束成不同强度的第一光源、第二光源发射出的分束器、以及与所述第一光源电性连接的准直器，所述第一光源的强度大于所述第二光源的强度，所述准直器将所述第一光源变成平行光发出横向穿过发动机排气管(7)排出的尾气；
所述接收装置包括第一光电探测器、聚光结构(10)、第二光电探测器，所述准直器射出的平行光反射回时，被所述聚光结构(10)聚集到所述第一光电探测器上，所述第二光源发出到所述第二光电探测器；
所述第一光电探测器、第二光电探测器分别将探测的光信号传递给所述处理装置，以对比获得所述排气管(7)中尾气的烟度。


2.根据权利要求1所述的尾气黑烟测量系统，其特征在于，所述排气管(7)上设有横向贯穿的气孔，供所述准直器发出的平行光穿过，并反射回来。


3.根据权利要求1所述的尾气黑烟测量系统，其特征在于，所述发射装置还包括对所述准直器发出的平行光反射以原路返回的反光件。


4.根据权利要求1所述的尾气黑烟测量系统，其特征在于，所述聚光结构(10)包括中心开孔的平凸聚光透镜，所述准直器与所述平凸聚光透镜同轴设置，所述准直器设置在所述平凸聚光透镜的开孔内。


5.根据权利要求1所述的尾气黑烟测量系统，其特征在于，所述发射装置还包括在所述平行光通过所述排气管(7)的尾气前的光路中设置的滤光片，所述第二光源发射到所述第二光电探测器的光路上设有标准透光片...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈莉，杨春江，李道柱，
申请(专利权)人：深圳大雷汽车检测股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44