專利名稱：一種汽車尾氣檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光譜測(cè)試技術(shù)范圍，特別涉及一種汽車尾氣檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，汽車已經(jīng)成為人們?nèi)粘３鲂械拇焦ぞ摺?0世紀(jì)70年代以來，由于人們對(duì)環(huán)境要求的提高，汽車尾氣污染越來越受到大家的關(guān)注。現(xiàn)代汽車的主要污染物包括C02、C0、HC、N0x、S02、固體顆粒、醛類等，它們不僅會(huì)對(duì)人類的身體健康造成危害，而且會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。因此，對(duì)于汽車尾氣成分的檢測(cè)及控制已成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)問題。我國(guó)通常使用的汽車尾氣檢測(cè)方法，測(cè)試速度慢、效率低，不僅影響生產(chǎn)，還容易漏檢。光譜汽車尾氣檢測(cè)可改善上述缺點(diǎn)，它具有監(jiān)測(cè)范圍廣、速度快、成本低，且便于進(jìn)行長(zhǎng)期的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等優(yōu)勢(shì)。本專利利用光譜測(cè)試技術(shù)檢測(cè)汽車尾氣成分，具有快速、效率高的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種汽車尾氣檢測(cè)方法，其特征在于，采用基于紅外輻射的選擇性吸收產(chǎn)生的紅外吸收光譜來進(jìn)行氣體的定性分析，即采用光譜儀測(cè)量技術(shù)來進(jìn)行汽車尾氣成分的測(cè)量；包括步驟如下1)首先建立光譜儀測(cè)量系統(tǒng)；該測(cè)量系統(tǒng)由近紅外光源1、密閉氣室2、透鏡3、內(nèi)置CXD探測(cè)器的光譜儀4和計(jì)算機(jī)5串聯(lián)構(gòu)成；2)在檢測(cè)中，由近紅外光源1發(fā)出的近紅外光線通過密閉氣室2，同時(shí)，密閉氣室 2上方輸入需檢測(cè)的氣體樣品，經(jīng)過氣室中的近紅外光線，樣品進(jìn)入密閉氣室2下方的廢氣收集室，圖像采集裝置在這個(gè)過程中獲得透過密閉氣室2后的近紅外光光譜信息，完成氣體檢測(cè)的透射過程；接著，通過Y型分叉光纖，選用光譜儀上不同的光程范圍進(jìn)行檢測(cè)，或?qū)⑸鲜霾煌墓獬谭秶Y(jié)合，同時(shí)檢測(cè)氣體；然后經(jīng)過光譜存儲(chǔ)單元，進(jìn)行對(duì)檢測(cè)到的光譜信息的處理，再通過數(shù)據(jù)線傳入電腦中，由電腦中與光譜儀相應(yīng)的軟件進(jìn)行進(jìn)一步的處理； 最后，經(jīng)過計(jì)算機(jī)5分析，獲得氣體的濃度信息；3)所述獲得氣體的濃度信息為反映出氣體成分的光譜圖；根據(jù)吸收峰的大小，利
用公式C +++. ； L In ； rt計(jì)算出相應(yīng)氣體的濃度，其中I是輸出光光強(qiáng)，I0是輸入光光
強(qiáng)，α是與波長(zhǎng)有關(guān)的吸收系數(shù)，L是光與氣體作用的長(zhǎng)度即光在氣體中傳輸?shù)木嚯x，C是氣體濃度。所述透鏡3和內(nèi)置CXD探測(cè)器的光譜儀4組成圖像采集裝置。所密閉氣室2由不吸收近紅外光的材料構(gòu)成，既防止外部光干擾，又防止檢測(cè)結(jié)果受氣室內(nèi)材料影響。所述內(nèi)置CCD探測(cè)器的光譜儀4，其覆蓋波長(zhǎng)為200-100nm或1000-1800nm。本發(fā)明的有益效果是采用光譜技術(shù)進(jìn)行汽車尾氣成分的測(cè)量，具有速度快，效率高的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，廢氣收集室也方便了實(shí)驗(yàn)廢氣的回收。


圖1為測(cè)量系統(tǒng)方案圖。圖2為分析處理流程圖。圖3氣體成分的光譜圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種采用光譜技術(shù)進(jìn)行汽車尾氣成分的汽車尾氣檢測(cè)方法。下面結(jié)合附圖予以說明。圖1所示為測(cè)量系統(tǒng)方案圖。該測(cè)量系統(tǒng)是基于紅外輻射的選擇性吸收產(chǎn)生的紅外吸收光譜來進(jìn)行氣體的定性分析進(jìn)行設(shè)計(jì)，其測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為由近紅外光源1、密閉氣室 2、透鏡3、內(nèi)置CXD探測(cè)器的光譜儀4和計(jì)算機(jī)5串聯(lián)構(gòu)成；其中透鏡3和內(nèi)置CXD探測(cè)器的光譜儀4組成圖像采集裝置；密閉氣室2由不吸收近紅外光的材料構(gòu)成，既防止外部光干擾，又防止檢測(cè)結(jié)果受氣室內(nèi)材料影響。圖像采集裝置獲得透過密閉氣室2后的光譜信息， 經(jīng)過計(jì)算機(jī)5成像并分析就獲得氣體的濃度信息。圖2為分析處理流程圖。即圖1的具體結(jié)構(gòu)示意圖。首先，由光源鹵鎢燈提供近紅外光，通過普通光纖，傳入已設(shè)計(jì)的透射氣室(即圖1中所述的密閉氣室幻中，經(jīng)過一對(duì)自聚焦透鏡，將近紅外光線輸出，同時(shí)，透射氣室上方輸入需檢測(cè)的氣體樣本，經(jīng)過氣室中的近紅外光線，進(jìn)入透射氣室下方的廢氣收集室，完成氣體檢測(cè)的透射過程，同時(shí)，廢氣收集室也方便了實(shí)驗(yàn)廢氣的回收；接著，通過Y型分叉光纖，可以選用光譜儀上不同的光程范圍進(jìn)行檢測(cè)，也可將兩個(gè)光程范圍結(jié)合，同時(shí)檢測(cè)氣體；然后經(jīng)過光譜存儲(chǔ)單元(相當(dāng)于圖 1中圖像采集裝置)，進(jìn)行對(duì)檢測(cè)到的光譜信息的處理，再通過數(shù)據(jù)線傳入電腦中，由電腦中與光譜儀相應(yīng)的軟件進(jìn)行進(jìn)一步的加工及處理；最后，得到可以反映出氣體成分的光譜
圖(如圖3)。圖3中，可根據(jù)吸收峰的大小，利用公式C J. Jni1/:，其中ι是輸出
光光強(qiáng)，Itl是輸入光光強(qiáng)，α是吸收系數(shù)(與波長(zhǎng)有關(guān))，L是光與氣體作用的長(zhǎng)度(即光在氣體中傳輸?shù)木嚯x)，C是氣體濃度，計(jì)算出相應(yīng)氣體的濃度。
權(quán)利要求
1.一種汽車尾氣檢測(cè)方法，其特征在于，采用基于紅外輻射的選擇性吸收產(chǎn)生的紅外吸收光譜來進(jìn)行氣體的定性分析，即采用光譜儀測(cè)量技術(shù)來進(jìn)行汽車尾氣成分的測(cè)量；包括步驟如下1)首先建立光譜儀測(cè)量系統(tǒng)；該測(cè)量系統(tǒng)由近紅外光源(1)、密閉氣室O)、透鏡(3)、 內(nèi)置CCD探測(cè)器的光譜儀(4)和計(jì)算機(jī)(5)串聯(lián)構(gòu)成；2)在檢測(cè)中，由近紅外光源(1)發(fā)出的近紅外光線通過密閉氣室O)，同時(shí)，密閉氣室 (2)上方輸入需檢測(cè)的氣體樣品，經(jīng)過氣室中的近紅外光線，樣品進(jìn)入密閉氣室( 下方的廢氣收集室，圖像采集裝置在這個(gè)過程中獲得透過密閉氣室( 后的近紅外光光譜信息， 完成氣體檢測(cè)的透射過程；接著，通過Y型分叉光纖，選用光譜儀上不同的光程范圍進(jìn)行檢測(cè)，或?qū)⑸鲜霾煌墓獬谭秶Y(jié)合，同時(shí)檢測(cè)氣體；然后經(jīng)過光譜存儲(chǔ)單元，進(jìn)行對(duì)檢測(cè)到的光譜信息的處理，再通過數(shù)據(jù)線傳入電腦中，由電腦中與光譜儀相應(yīng)的軟件進(jìn)行進(jìn)一步的處理；最后，經(jīng)過計(jì)算機(jī)( 分析，獲得氣體的濃度信息；3)所述獲得氣體的濃度信息為反映出氣體成分的光譜圖；根據(jù)吸收峰的大小，利用公式C +++. ； ； L In ； rt計(jì)算出相應(yīng)氣體的濃度，其中I是輸出光光強(qiáng)，I0是輸入光光強(qiáng)，α是與波長(zhǎng)有關(guān)的吸收系數(shù)，L是光與氣體作用的長(zhǎng)度即光在氣體中傳輸?shù)木嚯x，C是氣體濃度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種汽車尾氣檢測(cè)方法，其特征在于，所述透鏡C3)和內(nèi)置CXD 探測(cè)器的光譜儀(4)組成圖像采集裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種汽車尾氣檢測(cè)方法，其特征在于，所密閉氣室( 由不吸收近紅外光的材料構(gòu)成，既防止外部光干擾，又防止檢測(cè)結(jié)果受氣室內(nèi)材料影響。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種汽車尾氣檢測(cè)方法，其特征在于，所述內(nèi)置CCD探測(cè)器的光譜儀G)，其覆蓋波長(zhǎng)為200-100nm或1000-1800nm。
全文摘要
本發(fā)明屬于光譜測(cè)試技術(shù)范圍的一種汽車尾氣檢測(cè)方法。該方法采用光譜技術(shù)進(jìn)行汽車尾氣成分的測(cè)量，首先設(shè)計(jì)基于紅外輻射的選擇性吸收產(chǎn)生的紅外吸收光譜來進(jìn)行氣體的定性分析，從而進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其系統(tǒng)由近紅外光源、密閉氣室、透鏡、內(nèi)置CCD探測(cè)器的光譜儀和計(jì)算機(jī)串聯(lián)構(gòu)成；其次，由近紅外光源發(fā)出的近紅外光線通過密閉氣室，同時(shí)，密閉氣室上方輸入需檢測(cè)的氣體樣品，圖像采集裝置獲得透過密閉氣室后的近紅外光譜信息，再通過數(shù)據(jù)線傳入電腦中，由電腦中與光譜儀相應(yīng)的軟件進(jìn)行進(jìn)一步的處理；得到可以反映出氣體成分的光譜圖，本發(fā)明具有速度快，效率高的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，廢氣收集室也方便了實(shí)驗(yàn)廢氣的回收。
文檔編號(hào)G01N21/33GK102519905SQ20111041652
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者劉京靜, 張倩, 彭彥昆, 江發(fā)潮, 王國(guó)業(yè), 王墨林 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)