一种多验证机动车尾气遥测装置及验证方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多验证机动车尾气遥测装置及验证方法，包括交叉型光学收发器，构成至少两路交叉的激光闭合收发回路；同步收发控制处理系统，产生至少两路独立测量激光束，并完成光信号的独立采集处理。本发明专利技术的尾气遥测装置可在同一时刻对行驶中的机动车排放的同一团尾气烟羽实现至少两次独立检测，输出至少两组独立检测数据，通过对至少两组光谱波形的变化情况进行比对，能够验证尾气烟羽捕获位置的有效性；通过对两组数据的一致性偏差进行比对分析，能够验证检测数据的准确性。本发明专利技术能够有效提高机动车尾气遥测数据的置信度，最大限度满足环保等执法部门的实际应用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种多验证机动车尾气遥测装置及验证方法
本专利技术涉及环境光学气体检测领域，具体涉及一种多验证机动车尾气遥测装置及验证方法。
技术介绍
随着机动车保有量的持续增长，机动车排放的有害气体也大量增加，对城市大气环境造成了极大的破坏，严重损害城市居民的身体健康。为了高效的控制机动车尾气对大气的污染，需要快速准确的检测出机动车排放尾气中主要污染物的含量，从而有针对性的控制高排放机动车上路行驶，最大限度的降低城市机动车尾气的排放总量。目前现有的机动车尾气检测方法主要有两种，一种是离线检测即停车抽气检测或检测厂模拟工况检测，检测准确度高但检测效率低；另外一种是在线检测即光学遥感检测，可在车辆正常行驶中完成尾气检测，其检测效率高。目前多数机动车尾气遥感系统采用的是红外方法和紫外方法，这两种方法采用的是宽光谱光源加滤光片或光谱仪，以绝对光强的差分信号值作为评价因子，通过比尔朗伯定律反推至目标气体浓度。但在多年的应用过程中发现，受路面震动、天气条件等因素的影响，现有的机动车尾气遥测设备检测结果随机性较大，检测准确度低，数据置信度低，无法满足环保等执法部门的实际应用需求，严重影响了机动车尾气排放控制的效果。为了提高遥测数据的置信度，机动车尾气遥测设备厂家和用户也尝试了多台设备串联检测、单台设备多次检测再对多个数据进行统计分析等方法，由于受限于车辆行驶中尾气排放的随机性，多台设备串联检测和单台设备多次检测的既非同一时刻也非同一团尾气烟羽，所以实际效果并不好，而且增加了大量资金投入和时间成本，实用性较差。比如公开号为CN106845371B中国专利技术专利公开了一种城市路网机动车尾气排放遥感监控系统，主要由遥测设备层、选址布点层与数据处理层构成。通过移动式、水平式和垂直式尾气遥测设备，获取行驶中机动车尾气排放的实时数据；采用先进的选址布点方法，对遥测设备进行科学化组网；结合气象、交通、地理信息等外部数据，采用深度学习等大数据处理和分析技术，对机动车尾气排放实时遥测数据进行智能分析和数据挖掘，获取最具辨识力的关键性指标和统计数据，从而为政府部门制定相关决策提供有效支撑。但该系统需投入大量资金和时间，同时对尾气排放随机性的考虑因素较少。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决的一个问题是光学遥感检测方法的机动车尾气遥测检测数据置信度低、准确性低的问题，提供一种多验证机动车尾气遥测装置及验证方法，从而提高机动车尾气遥感检测数据的置信度和准确度，最大限度满足环保或交通执法部门的应用需求。本专利技术采用的技术方案是：一种多验证机动车尾气遥测装置，包括交叉型光学收发器，构成至少两路交叉的激光闭合收发回路；同步收发控制处理系统，产生至少两路独立测量激光束，并完成光信号的独立采集处理。一种机动车尾气遥测的验证方法，包括如下步骤：S1，发射至少两束交叉的激光束；S2，接收处理S1步骤的激光束信号；S3，转换激光束信号并形成激光光谱；S4，对激光光谱波形进行比对分析，判断烟羽捕获位置是否有效；S5，判断有效，则反演出污染物排放数值；S6，对反演出的污染物排放数值进行一致性偏差值计算；S7，偏差值低于预设值则验证通过。作为本专利技术的进一步改进，所述交叉型光学收发器包括主机前面板和辅机背板，所述主机前面板上固接有至少四个准直聚焦透镜，所述辅机背板上固接有至少四个直角反射镜。作为本专利技术的进一步改进，所述同步收发控制处理系统包括处理器，所述处理器信号连接多路激光器扫描及调制模块，所述多路激光器扫描及调制模块分别信号连接至少两个可调谐半导体激光器、多路信号解调及处理模块和AD采集卡；所述多路信号解调及处理模块处理光电探测器接收到的激光束信号，所述多路信号解调及处理模块信号连接AD采集卡。作为本专利技术的更进一步改进，所述可调谐半导体激光器连接激光器恒温控制及保护模块，所述光电探测器连接探测器制冷模块。作为本专利技术的进一步改进，一致性偏差值计算公式如下：…………………………（1）…………………………（2）式中：Ai——第i路激光光谱反演出的污染物排放数值Aj——第j路激光光谱反演出的污染物排放数值δi——相对于第i路激光光谱反演出的污染物排放数值的一致性偏差δj——相对于第j路激光光谱反演出的污染物排放数值的一致性偏差作为本专利技术的进一步改进，所述污染物至少包括二氧化碳和/或一氧化碳。作为本专利技术的更进一步改进，步骤S4中，将每路的激光光谱的背景波形按比例缩放，使得多路激光光谱的背景波形的高度同等；将每路的激光光谱的测量波形按相同比例缩放，对缩放后的测量波形高度进行比对，若高度一致性较好，则判断有效。本专利技术采用的有益效果是：本专利技术的尾气遥测装置可在同一时刻对行驶中的机动车排放的同一团尾气烟羽实现至少两次独立检测，输出至少两组独立检测数据，通过对至少两组光谱波形的变化情况进行比对，能够验证尾气烟羽捕获位置的有效性；通过对两组数据的一致性偏差进行比对分析，能够验证检测数据的准确性。本专利技术能够有效提高机动车尾气遥测数据的置信度，最大限度满足环保等执法部门的实际应用需求。附图说明图1为本专利技术的交叉型光学收发器示意图。图2为本专利技术的同步收发控制处理系统原理框图。图3为本专利技术的烟羽捕获位置有效性验证示意图。图中所示：1可调谐半导体激光器A，2可调谐半导体激光器B，3光电探测器B，4光电探测器A，5主机前面板，6准直聚焦透镜A1，7准直聚焦透镜B1，8准直聚焦透镜B2，9准直聚焦透镜A2，10辅机背板，11直角反射镜A1，12直角反射镜B1，13直角反射镜B2，14直角反射镜A2，15双路激光器扫描及调制模块，16处理器，17AD采集卡，18双路信号解调及处理模块，19双路激光器恒温控制及保护模块，20双路探测器制冷模块。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术做进一步的说明。实施例1，采用两路交叉的激光闭合收发回路。如图1所示，交叉型光学收发器包括四个准直聚焦透镜、主机前面板5、四个直角反射镜和辅机背板10，四个准直聚焦透镜安装在主机前面板5上，四个直角反射镜安装在辅机背板10上，主机与辅机之间为道路测量区域。其中准直聚焦透镜A1、直角反射镜A1、直角反射镜A2和准直聚焦透镜A2为一组，构成一路激光的闭合收发回路；准直聚焦透镜B1、直角反射镜B1、直角反射镜B2和准直聚焦透镜B2为一组，构成另一路激光的闭合收发回路。通过对光路的设计，实现双路激光同时相互独立的穿过同一片区域，以达到同一时刻检测同一团尾气烟羽的目的。可调谐半导体激光器(A)1发出的测量激光束经过准直聚焦透镜(A1)6扩束准直后穿过道路测量区域入射到直角反射镜(A1)11的全反面，然后被直角反射镜(A1)11的全反面反射到直角反射镜(A2)14的全反面后再次被反射回道路测量区域，然后经过准直聚焦透镜(A2)9聚焦到光电探测器(A)4上，构成了一路测量激光的闭合收发回路；同时可调谐半导体激光器(B)2发出的测量激光束经过准直聚焦透镜(B1)7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多验证机动车尾气遥测装置，其特征是包括：/n交叉型光学收发器，构成至少两路交叉的激光闭合收发回路；/n同步收发控制处理系统，产生至少两路独立测量激光束，并完成光信号的独立采集处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种多验证机动车尾气遥测装置，其特征是包括：
交叉型光学收发器，构成至少两路交叉的激光闭合收发回路；
同步收发控制处理系统，产生至少两路独立测量激光束，并完成光信号的独立采集处理。


2.根据权利要求1所述的一种多验证机动车尾气遥测装置，其特征是所述交叉型光学收发器包括主机前面板（5）和辅机背板（10），所述主机前面板（5）上固接有至少四个准直聚焦透镜，所述辅机背板（10）上固接有至少四个直角反射镜。


3.根据权利要求1或2所述的一种多验证机动车尾气遥测装置，其特征是所述同步收发控制处理系统包括处理器，所述处理器信号连接多路激光器扫描及调制模块，所述多路激光器扫描及调制模块分别信号连接至少两个可调谐半导体激光器、多路信号解调及处理模块和AD采集卡；所述多路信号解调及处理模块处理光电探测器接收到的激光束信号，所述多路信号解调及处理模块信号连接AD采集卡。


4.根据权利要求3所述的一种多验证机动车尾气遥测装置，其特征是所述可调谐半导体激光器连接激光器恒温控制及保护模块，所述光电探测器连接探测器制冷模块。


5.一种机动车尾气遥测的验证方法，包括如下步骤：
S1，发射至少两束交叉的激光束；
S2，接收处理S1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李正奎，何中强，邱金峰，魏安东，周广辉，张仲，秦晓军，
申请(专利权)人：合肥铜冠信息科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34