一种汽车有害气体检测系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及一种汽车有害气体检测系统及其方法，系统包括激光发生器、光敏检测器、信号处理电路、系统控制电路，激光发生器一个，光敏检测器至少一个，且激光发生器、光敏检测器均嵌于车厢内并对称分布在车厢轴线两侧，激光发生器与一个光敏检测器间同轴分布，光敏检测器间相互并联，并与信号处理电路、系统控制电路电气连接，信号处理电路和系统控制电路均于车厢内，系统控制电路另与激光发生器、信号处理电路及车辆行车电脑电路电气连接。本发明专利技术可有效满足多种车辆设备配套运行的需要；本发明专利技术检测作业精度高，可随车辆运行同步对车内空气组分及各组分浓度进行精确检测并有效预警，从而极大的提高了车辆运行的安全性和可靠性。极大的提高了车辆运行的安全性和可靠性。极大的提高了车辆运行的安全性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车有害气体检测系统及其方法


[0001]本专利技术涉及一种汽车有害气体检测系统及其方法，属于汽车安全防护设备


技术介绍

[0002]随着我国汽车行业的飞速发展，我国汽车保有量也大大增加，作为人们主要的交通工具，如何安全驾驶汽车也成了最重要的问题。经过调查每年的交通事故有百分之四十三是处于酒驾，醉驾；同时由于车辆自身材料在高温环境下易挥发有毒有害气体、车辆运输承载物料往往会挥发有毒有害气体及车辆运时会途径对人体有害环境的路径，从而导致车辆使用安全也受到了极大的影响，而针对这一问题，当前主要是通过传统的酒精传感器、空气传感器等设备进行检测，虽然可以一定程度满足使用的需要，但一方面设备结构复杂，车辆适用性较差，且在安装适用时需要对车辆结构进行较大的改造，同时也仅能对特定气体进行检测，适用灵活性和便捷性均相对不足；另一方面传统的传感器系统在运行时的检测精度差，且往往仅能对气体成分进行粗略检测，而无法对各组分气体的浓度进行精确检测，因此依然难以有效满足实际适用的需要。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术上的不足，本专利技术提供一种汽车有害气体检测系统及其方法，本专利技术检测作业精度高，可随车辆运行同步对车内空气组分及各组分浓度进行精确检测并有效预警，从而极大的提高了车辆运行的安全性和可靠性。
[0004]一种汽车有害气体检测系统，其包括激光发生器、光敏检测器、信号处理电路、系统控制电路，激光发生器一个，光敏检测器至少一个，且激光发生器、光敏检测器均嵌于车厢内并对称分布在车厢轴线两侧，激光发生器与一个光敏检测器间同轴分布，光敏检测器间相互并联，并与信号处理电路、系统控制电路电气连接，信号处理电路和系统控制电路均于车厢内，系统控制电路另与激光发生器、信号处理电路及车辆行车电脑电路电气连接。
[0005]进一步的，所述的光敏检测器为一个或至少三个以上，其中所述光敏检测器为三个以上时，其中一个光敏检测器与激光发生器同轴分布，剩下的各光敏检测器环绕激光发生器光轴均布，与激光发生器光轴相交并呈10
°
—90
°
夹角，且各光敏检测器相互并联。
[0006]进一步的，所述的激光发生器包括承载壳、亮度传感器、激光器、半导体制冷机构及接线端子，所述承载壳为横断面呈矩形的闭合腔体结构，所述激光器至少两个，嵌于承载壳前端面且其光轴相互平行并与承载壳前端面垂直分布，所述亮度传感器嵌于承载壳上端面，其光轴与激光器光轴呈0
°
—90
°
夹角，所述半导体制冷机构嵌于承载壳内，其制冷端位于各激光器后端面，并通过换热板相抵，前端面对应的承载壳后端面设散热孔，所述接线端子嵌于承载壳后端面并分别与亮度传感器、激光器、半导体制冷机构及系统控制电路电气连接。
[0007]进一步的，所述的光敏检测器包括基座、光电探测器、气体成分传感器、温湿度传
感器、预处理电路、接线端子及串口通讯端子，所述基座为横断面呈“凵”槽状结构，所述光电探测器和预处理电路均嵌于基座内并与基座的槽底连接，且基座与光电探测器间同轴分布，所述气体成分传感器、温湿度传感器均至少一个，环绕基座轴线均并嵌于基座外侧面，所述接线端子及串口通讯端子均至少一个，并嵌于基座下端面内，且所述光电探测器、气体成分传感器、温湿度传感器、接线端子及串口通讯端子均与预处理电路电气连接，且接线端子及串口通讯端子另分别与信号处理电路、系统控制电路电气连接。
[0008]进一步的，所述的预处理电路包括多路稳压电路、串口通讯电路、滤波整流电路、信号放大电路、电子开关电路及基于工业单片机的中央处理电路，其中所述基于工业单片机的中央处理电路分别与多路稳压电路、串口通讯电路、滤波整流电路、信号放大电路、电子开关电路电气连接，其中所述多路稳压电路另与接线端子电气连接，所述电子开关电路另通过接线端子分别与光电探测器、气体成分传感器、温湿度传感器及系统控制电路电气连接，所述串口通讯电路与串口通讯端子、滤波整流电路、信号放大电路电气连接，并通过串口通讯端子与信号处理电路电气连接。
[0009]进一步的，所述的信号处理电路为以锁相放大器为核心的电路系统。
[0010]进一步的，所述的系统控制电路为基于DSP芯片、FPGA芯片中任意一种为基础的电路系统，且所述系统控制电路另设MOS驱动电路、总线电路、基于IGBT为基础的电子开关电路、I/O接口电路、晶振时钟电路、串口通讯电路、多路稳压电源及TDLAS单元，所述系统控制电路分别与MOS驱动电路、总线电路及晶振时钟电路电气连接，所述总线电路分别与基于IGBT为基础的电子开关电路、I/O接口电路、串口通讯电路、多路稳压电源电气连接，所述基于IGBT为基础的电子开关电路另分别与I/O接口电路、串口通讯电路、多路稳压电源电气连接，且所述I/O接口电路、串口通讯电路分别与激光发生器、光敏检测器、信号处理电路电气连接，所述TDLAS单元至少一个，各TDLAS单元相互并联，并通过基于IGBT为基础的电子开关电路与系统控制电路电气连接，且各TDLAS单元另分别与I/O接口电路、串口通讯电路、多路稳压电源电气连接。
[0011]一种汽车有害气体检测系统的使用方法，包括如下步骤：S1，系统预制，首先在车辆驾驶室、车厢内分别安装激光发生器、光敏检测器，然后在车辆的行车电脑电路中嵌入信号处理电路、系统控制电路，并使信号处理电路、系统控制电路分别与车辆的行车电脑电气连接；S2,系统设定，完成S1步骤后，首先向系统控制电路中录入气体成分识别计算程序，然后对信号处理电路进行滤波设定，使对信号处理电路输出信号的波形及信号强度进行调节；S3，检测作业，在车辆发动后，激光发生器、光敏检测器、信号处理电路、系统控制电路同步运行，首先由激光发生器在车内空间中产生激光光束，激光光束的能量在经过车内时，空气环境中的气体组分、固体组分及液体组分对相应波段的部分激光能量进行吸收，并传递到光敏检测器中，在经过信号处理电路对激光信号转化为一次谐波电信号；同时车内空气环境中的气体组分、固体组分、液体组分及车内相应车体结构、物品人员对激光光束进行散射和漫反射，散射和漫反射的激光能量同时由光敏检测器同步接收，并由经过信号处理电路对激光信号转化为二次谐波电信号，最后将一次谐波电信信号和二次谐波电信号传输至系统控制电路中，由系统控制电路和系统控制电路的TDLAS单元系统对接收的一次
谐波电信信号和二次谐波电信号进行运算识别，根据激光能量衰减即可获得车厢内空气成分类别及浓度，并对威胁行车安全的气体成分通过系统控制电路与车辆的行车电脑进行有害气体报警即可。
[0012]本专利技术由激光发生器在车内空间中产生激光光束，激光光束的能量在经过车内时，空气环境中的气体组分、固体组分及液体组分对相应波段的部分激光能量进行吸收，并传递到光敏检测器中，在经过信号处理电路对激光信号转化为一次谐波电信号；同时车内空气环境中的气体组分、固体组分、液体组分及车内相应车体结构、物品人员对激光光束进行散射和漫反射，散射和漫反射的激光能量同时由光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车有害气体检测系统，其特征在于：所述的汽车有害气体检测系统包括激光发生器（1）、光敏检测器（2）、信号处理电路（3）、系统控制电路（4），所述激光发生器（1）一个，光敏检测器（2）至少一个，且激光发生器（1）、光敏检测器（2）均嵌于车厢内并对称分布在车厢轴线两侧，所述激光发生器（1）与一个光敏检测器（2）间同轴分布，所述光敏检测器（2）间相互并联，并与信号处理电路（3）、系统控制电路（4）电气连接，所述信号处理电路（3）和系统控制电路（4）均于车厢内，且所述系统控制电路（4）另与激光发生器（1）、信号处理电路（3）及车辆行车电脑电路电气连接。2.根据权利要求1所述的一种汽车有害气体检测系统，其特征在于：所述的光敏检测器（2）为一个或至少三个以上，其中所述光敏检测器（2）为三个以上时，其中一个光敏检测器（2）与激光发生器（1）同轴分布，剩下的各光敏检测器（2）环绕激光发生器（1）光轴均布，与激光发生器（1）光轴相交并呈10
°
—90
°
夹角，且各光敏检测器（2）相互并联。3.根据权利要求1所述的一种汽车有害气体检测系统，其特征在于：所述的激光发生器（1）包括承载壳（11）、亮度传感器（12）、激光器（13）、半导体制冷机构（14）及接线端子（15），所述承载壳（11）为横断面呈矩形的闭合腔体结构，所述激光器（13）至少两个，嵌于承载壳（11）前端面且其光轴相互平行分布并与承载壳（11）前端面垂直分布，所述亮度传感器（12）嵌于承载壳（11）上端面，其光轴与激光器（13）光轴呈0
°
—90
°
夹角，所述半导体制冷机构（14）嵌于承载壳（11）内，其制冷端位于各激光器（13）后端面，并通过换热板（16）相抵，前端面对应的承载壳（11）后端面设散热孔（17），所述接线端子（15）嵌于承载壳（11）后端面并分别与亮度传感器（12）、激光器（13）、半导体制冷机构（14）及系统控制电路（4）电气连接。4.根据权利要求1所述的一种汽车有害气体检测系统，其特征在于：所述的光敏检测器（2）包括基座（21）、光电探测器（22）、气体成分传感器（23）、温湿度传感器（24）、预处理电路（25）、接线端子（15）及串口通讯端子（26），所述基座（21）为横断面呈“凵”槽状结构，所述光电探测器（22）和预处理电路（25）均嵌于基座（21）内并与基座（21）的槽底连接，且基座（21）与光电探测器（22）间同轴分布，所述气体成分传感器（23）、温湿度传感器（24）均至少一个，环绕基座（21）轴线均并嵌于基座（21）外侧面，所述接线端子（15）及串口通讯端子（26）均至少一个，并嵌于基座（21）下端面内，且所述光电探测器（22）、气体成分传感器（23）、温湿度传感器（24）、接线端子（15）及串口通讯端子（26）均与预处理电路（25）电气连接，且接线端子（15）及串口通讯端子（26）另分别与信号处理电路（3）、系统控制电路（4）电气连接。5.根据权利要求4所述的一种汽车有害气体检测系统，其特征在于：所述的预处理电路（25）包括多路稳压电路、串口通讯电路、滤波整流电路、信号放大电路、电子开关电路及基于工业单片机的中央处理电路，其中所述基于工业单片机的中央处理电路分别与多路稳压电...

【专利技术属性】
技术研发人员：田海霞，
申请(专利权)人：南京泰晟科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：