本發(fā)明涉及物理領(lǐng)域，尤其涉及汽車(chē)排放氣體的監(jiān)測(cè)技術(shù)，特別是一種變波長(zhǎng)激光遙測(cè)汽車(chē)排放情況的監(jiān)測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)前汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)排放監(jiān)測(cè)都采用電化學(xué)原理儀器設(shè)備，采用稀有金屬，成本高，工藝復(fù)雜，不耐高溫。并且，都要被測(cè)汽車(chē)停駛后在室內(nèi)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，影響汽車(chē)正常使用。更為關(guān)鍵的是，由于在室內(nèi)監(jiān)測(cè)，無(wú)法準(zhǔn)確模擬被測(cè)汽車(chē)行駛在道路上的實(shí)際排放情況，導(dǎo)致測(cè)得的結(jié)果與實(shí)際有所偏差，不夠客觀。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中利用電化學(xué)原理儀器監(jiān)測(cè)被測(cè)汽車(chē)的排放物的問(wèn)題，提供一種新型的變波長(zhǎng)激光遙測(cè)汽車(chē)排放情況的監(jiān)測(cè)裝置。

為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種變波長(zhǎng)激光遙測(cè)汽車(chē)排放情況的監(jiān)測(cè)裝置，用以監(jiān)測(cè)被測(cè)汽車(chē)的排放物，包含有，

被測(cè)汽車(chē)行駛通道，其具有相對(duì)設(shè)置的第一側(cè)及第二側(cè)；以及，

激光監(jiān)測(cè)裝置，其至少具有下列之一激光監(jiān)測(cè)單元：用以感測(cè)所述排放物中一氧化碳CO氣體的排放情況的第一紫外線激光監(jiān)測(cè)單元、用以感測(cè)所述排放物中二氧化碳CO₂氣體的排放情況的第二紫外線激光監(jiān)測(cè)單元、用以感測(cè)所述排放物中碳?xì)銱C氣體的排放情況的第一紅外線激光監(jiān)測(cè)單元、用以感測(cè)所述排放物中氧化氮NO_X氣體的排放情況的第二紅外線激光監(jiān)測(cè)單元、用以感測(cè)所述排放物中PN顆粒的排放情況的第一綠光激光監(jiān)測(cè)單元、用以感測(cè)所述排放物中PM顆粒的排放情況的第二綠光激光監(jiān)測(cè)單元；

其中，

所述第一紫外線激光監(jiān)測(cè)單元具有處于所述被測(cè)汽車(chē)行駛通道第一側(cè)的第一紫外線激光發(fā)射接收器及處于所述被測(cè)汽車(chē)行駛通道第二側(cè)且與所述第一紫外線激光發(fā)射接收器相對(duì)設(shè)置的第一紫外線激光反射鏡；

所述第二紫外線激光監(jiān)測(cè)單元具有處于所述被測(cè)汽車(chē)行駛通道第一側(cè)的第二紫外線激光發(fā)射接收器及處于所述被測(cè)汽車(chē)行駛通道第二側(cè)且與所述第二紫外線激光發(fā)射接收器相對(duì)設(shè)置的第二紫外線激光反射鏡；

所述第一紅外線激光監(jiān)測(cè)單元具有處于所述被測(cè)汽車(chē)行駛通道第一側(cè)的第一紅外線激光發(fā)射接收器及處于所述被測(cè)汽車(chē)行駛通道第二側(cè)且與所述第一紅外線激光發(fā)射接收器相對(duì)設(shè)置的第一紅外線激光反射鏡；

所述第二紅外線激光監(jiān)測(cè)單元具有處于所述被測(cè)汽車(chē)行駛通道第一側(cè)的第二紅外線激光發(fā)射接收器及處于所述被測(cè)汽車(chē)行駛通道第二側(cè)且與所述第二紅外線激光發(fā)射接收器相對(duì)設(shè)置的第二紅外線激光反射鏡；

所述第一綠光激光監(jiān)測(cè)單元具有處于所述被測(cè)汽車(chē)行駛通道第一側(cè)的第一綠光激光發(fā)射接收器及處于所述被測(cè)汽車(chē)行駛通道第二側(cè)且與所述第一綠光激光發(fā)射接收器相對(duì)設(shè)置的第一綠光激光反射鏡；

所述第二綠光激光監(jiān)測(cè)單元具有處于所述被測(cè)汽車(chē)行駛通道第一側(cè)的第二綠光激光發(fā)射接收器及處于所述被測(cè)汽車(chē)行駛通道第二側(cè)且與所述第二綠光激光發(fā)射接收器相對(duì)設(shè)置的第二綠光激光反射鏡。

作為一種變波長(zhǎng)激光遙測(cè)汽車(chē)排放情況的監(jiān)測(cè)裝置的優(yōu)選方案，由所述第一紫外線激光發(fā)射接收器出射的第一紫外線激光的波長(zhǎng)控制在300-350mm內(nèi)；由所述第二紫外線激光發(fā)射接收器出射的第二紫外線激光的波長(zhǎng)控制在320-370mm內(nèi)；由所述第一紅外線激光發(fā)射接收器出射的第一紅外線激光的波長(zhǎng)控制在1170-1760mm內(nèi)；由所述第二紅外線激光發(fā)射接收器出射的第二紅外線激光的波長(zhǎng)控制在1750-1850mm內(nèi)；由所述第一綠光激光發(fā)射接收器出射的第一綠光激光的波長(zhǎng)控制在500-600mm內(nèi)；由所述第二綠光激光發(fā)射接收器出射的第二綠光激光的波長(zhǎng)控制在450-550mm內(nèi)。

作為一種變波長(zhǎng)激光遙測(cè)汽車(chē)排放情況的監(jiān)測(cè)裝置的優(yōu)選方案，還包含有，

環(huán)境傳感器，其用以感測(cè)所述被測(cè)汽車(chē)行駛通道所處的環(huán)境信息。

所述環(huán)境傳感器具有風(fēng)速傳感器，其處于所述被測(cè)汽車(chē)行駛通道第一側(cè)或第二側(cè)，所述風(fēng)速傳感器用以感測(cè)所述被測(cè)汽車(chē)行駛通道所處的環(huán)境風(fēng)速。

所述環(huán)境傳感器具有溫度傳感器，其處于所述被測(cè)汽車(chē)行駛通道第一側(cè)或第二側(cè)，所述溫度傳感器用以感測(cè)所述被測(cè)汽車(chē)行駛通道所處的環(huán)境溫度。

所述環(huán)境傳感器具有濕度傳感器，其處于所述被測(cè)汽車(chē)行駛通道第一側(cè)或第二側(cè)，所述濕度傳感器用以感測(cè)所述被測(cè)汽車(chē)行駛通道所處的環(huán)境濕度。

作為一種變波長(zhǎng)激光遙測(cè)汽車(chē)排放情況的監(jiān)測(cè)裝置的優(yōu)選方案，進(jìn)一步地包含有，

車(chē)速傳感器，其處于所述被測(cè)汽車(chē)行駛通道第一側(cè)或第二側(cè)，所述車(chē)速傳感器用以感測(cè)所述被測(cè)汽車(chē)的車(chē)速情況。

作為一種變波長(zhǎng)激光遙測(cè)汽車(chē)排放情況的監(jiān)測(cè)裝置的優(yōu)選方案，進(jìn)一步地包含有，

攝像機(jī)，其處于所述被測(cè)汽車(chē)行駛通道第一側(cè)或第二側(cè)，所述攝像機(jī)用以獲取所述被測(cè)汽車(chē)的車(chē)輛身份信息。

本發(fā)明還提供了一種變波長(zhǎng)激光遙測(cè)汽車(chē)排放情況的監(jiān)測(cè)裝置的應(yīng)用方法，包含以下步驟，

步驟S1，提供權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的監(jiān)測(cè)裝置；

步驟S2，確定當(dāng)前待測(cè)車(chē)輛的車(chē)輛信息，所述車(chē)輛信息至少具有下列之一：車(chē)輛身份信息、車(chē)輛車(chē)速信息；

步驟S3，確定當(dāng)前被測(cè)汽車(chē)行駛通道的環(huán)境信息，所述環(huán)境信息至少具有下列之一：環(huán)境風(fēng)速信息、環(huán)境濕度信息、環(huán)境溫度信息；

步驟S4，根據(jù)車(chē)輛信息和/或環(huán)境信息，確定激光監(jiān)測(cè)單元中激光發(fā)射接收器的出射激光波長(zhǎng)；

步驟S5，激光監(jiān)測(cè)單元中激光發(fā)射接收器以出射激光波長(zhǎng)向激光反射鏡出射激光，該激光經(jīng)激光反射鏡又折返至激光發(fā)射接收器，進(jìn)而確定激光返回波長(zhǎng)，其中，該激光需兩次經(jīng)過(guò)被測(cè)汽車(chē)的排放物；以及，

步驟S6，比較激光出射波長(zhǎng)與激光返回波長(zhǎng)，根據(jù)兩者的變化以確定被測(cè)汽車(chē)的排放物的排放情況。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)至少在于：1.監(jiān)測(cè)精度高，比傳統(tǒng)電化學(xué)監(jiān)測(cè)的精度提高50%以上。2.不影響被測(cè)汽車(chē)的正常行駛，提高汽車(chē)的使用效率。3.降低監(jiān)測(cè)成本，相對(duì)于電化學(xué)監(jiān)測(cè)所要用到的稀有金屬，利用激光技術(shù)所采用二極管的價(jià)格要低的多。4.監(jiān)測(cè)信息實(shí)時(shí)傳感到網(wǎng)上，提供給環(huán)保門(mén)，術(shù)監(jiān)門(mén)、監(jiān)測(cè)和交通管理進(jìn)行監(jiān)控和操作。5.對(duì)汽車(chē)排放污染物進(jìn)行有效控制的綠色環(huán)保，實(shí)現(xiàn)保智能化大數(shù)據(jù)會(huì)計(jì)算值得全面推廣。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的控制原理圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體的實(shí)施方式結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

請(qǐng)參見(jiàn)圖1和2，圖中所示的是一種變波長(zhǎng)激光遙測(cè)汽車(chē)排放情況的監(jiān)測(cè)裝置，用以監(jiān)測(cè)被測(cè)汽車(chē)9的排放物。該監(jiān)測(cè)裝置主要由環(huán)境傳感器、車(chē)速傳感器2、攝像機(jī)3、激光監(jiān)測(cè)裝置等組成。

所述被測(cè)汽行駛通道1具有相對(duì)設(shè)置的第一側(cè)及第二側(cè)。監(jiān)測(cè)時(shí)，所述被測(cè)汽車(chē)9僅需從所述被測(cè)汽行駛通道1一端行駛至另一端，期間可以不停車(chē)。本實(shí)施例中，所述被測(cè)汽行駛通道1系直線形的道路。

所述環(huán)境傳感器用以感測(cè)所述被測(cè)汽行駛通道1所處的環(huán)境信息。本實(shí)施例中，所述環(huán)境傳感器具有風(fēng)速傳感器5、溫度傳感器6及濕度傳感器7。

所述風(fēng)速傳感器5處于所述被測(cè)汽行駛通道1第二側(cè)。所述風(fēng)速傳感器5用以感測(cè)所述被測(cè)汽行駛通道1所處的環(huán)境風(fēng)速。

所述溫度傳感器6處于所述被測(cè)汽行駛通道1第二側(cè)。所述溫度傳感器6用以感測(cè)所述被測(cè)汽行駛通道1所處的環(huán)境溫度。

所述濕度傳感器7處于所述被測(cè)汽行駛通道1第二側(cè)。所述濕度傳感器7用以感測(cè)所述被測(cè)汽行駛通道1所處的環(huán)境濕度。

所述車(chē)速傳感器2處于所述被測(cè)汽行駛通道1第二側(cè)。所述車(chē)速傳感器2用以感測(cè)所述被測(cè)汽車(chē)9的車(chē)速情況。

所述攝像機(jī)3處于所述被測(cè)汽行駛通道1第一側(cè)。所述攝像機(jī)3用以獲取所述被測(cè)汽車(chē)9的車(chē)形、車(chē)牌等身份信息。

所述激光監(jiān)測(cè)裝置主要由第一紫外線激光監(jiān)測(cè)單元、第二紫外線激光監(jiān)測(cè)單元、第一紅外線激光監(jiān)測(cè)單元、第二紅外線激光監(jiān)測(cè)單元，第一綠光激光監(jiān)測(cè)單元及第二綠光激光監(jiān)測(cè)單元等組成。

所述第一紫外線激光監(jiān)測(cè)單元用以感測(cè)所述排放物中一氧化碳CO氣體的排放情況。所述第一紫外線激光監(jiān)測(cè)單元具有處于所述被測(cè)汽行駛通道1第一側(cè)的第一紫外線激光發(fā)射接收器811及處于所述被測(cè)汽行駛通道1第二側(cè)且與所述第一紫外線激光發(fā)射接收器811相對(duì)設(shè)置的第一紫外線激光反射鏡812。工作時(shí)，所述第一紫外線激光發(fā)射接收器811向所述第二側(cè)方向射出第一紫外線激光（所述第一紫外線激光的波長(zhǎng)為CO氣體可吸收的特定變化波長(zhǎng)，即，300-350mm），經(jīng)過(guò)所述排放物（此時(shí)，所述排放物中CO氣體第一次吸收所述第一紫外線激光），射至所述第一紫外線激光反射鏡812。再由所述第一紫外線激光反射鏡812向所述第一側(cè)方向折返，再次經(jīng)過(guò)所述排放物（此時(shí)，所述排放物中CO氣體第二次吸收所述第一紫外線激光），最后射至所述第一紫外線激光發(fā)射接收器811。通過(guò)所述第一紫外線激光發(fā)射接收器811，能夠采集經(jīng)二次被吸收后的所述第一紫外線激光激光。

所述第二紫外線激光監(jiān)測(cè)單元用以感測(cè)所述排放物中二氧化碳CO₂氣體的排放情況。所述第二紫外線激光監(jiān)測(cè)單元具有處于所述被測(cè)汽行駛通道1第一側(cè)的第二紫外線激光發(fā)射接收器821及處于所述被測(cè)汽行駛通道1第二側(cè)且與所述第二紫外線激光發(fā)射接收器821相對(duì)設(shè)置的第二紫外線激光反射鏡822。工作時(shí)，所述第二紫外線激光發(fā)射接收器821向所述第二側(cè)方向射出第二紫外線激光（所述第二紫外線激光的波長(zhǎng)為CO₂氣體可吸收的特定變化波長(zhǎng)，即，320-370mm），經(jīng)過(guò)所述排放物（此時(shí)，所述排放物中CO₂氣體第一次吸收所述第二紫外線激光），射至所述第二紫外線激光反射鏡822。再由所述第二紫外線激光反射鏡822向所述第一側(cè)方向折返，再次經(jīng)過(guò)所述排放物（此時(shí)，所述排放物中CO₂氣體第二次吸收所述第二紫外線激光），最后射至所述第二紫外線激光發(fā)射接收器821。通過(guò)所述第二紫外線激光發(fā)射接收器821，能夠采集經(jīng)二次被吸收后的所述第二紫外線激光激光。

所述第一紅外線激光監(jiān)測(cè)單元用以感測(cè)所述排放物中碳?xì)銱C氣體的排放情況。所述第一紅外線激光監(jiān)測(cè)單元具有處于所述被測(cè)汽行駛通道1第一側(cè)的第一紅外線激光發(fā)射接收器831及處于所述被測(cè)汽行駛通道1第二側(cè)且與所述第一紅外線激光發(fā)射接收器831相對(duì)設(shè)置的第一紅外線激光反射鏡832。工作時(shí)，所述第一紅外線激光發(fā)射接收器831向所述第二側(cè)方向射出第一紅外線激光（所述第一紅外線激光的波長(zhǎng)為HC氣體可吸收的特定變化波長(zhǎng)，即，1170-1760mm），經(jīng)過(guò)所述排放物（此時(shí)，所述排放物中碳?xì)銱C氣體第一次吸收所述第一紅外線激光），射至所述第一紅外線激光反射鏡832。再由所述第一紅外線激光反射鏡832向所述第一側(cè)方向折返，再次經(jīng)過(guò)所述排放物（此時(shí)，所述排放物中碳?xì)銱C氣體第二次吸收所述第一紅外線激光），最后射至所述第一紅外線激光發(fā)射接收器831。通過(guò)所述第一紅外線激光發(fā)射接收器831，能夠采集經(jīng)二次被吸收后的所述第一紅外線激光。

所述第二紅外線激光監(jiān)測(cè)單元用以感測(cè)所述排放物中氧化氮NO_X氣體的排放情況。所述第二紅外線激光監(jiān)測(cè)單元具有處于所述被測(cè)汽行駛通道1第一側(cè)的第二紅外線激光發(fā)射接收器841及處于所述被測(cè)汽行駛通道1第二側(cè)且與所述第二紅外線激光發(fā)射接收器841相對(duì)設(shè)置的第二紅外線激光反射鏡842。工作時(shí)，所述第二紅外線激光發(fā)射接收器841向所述第二側(cè)方向射出第二紅外線激光（所述第二紅外線激光的波長(zhǎng)為NO_X氣體可吸收的特定變化波長(zhǎng)，即，1750-1850mm），經(jīng)過(guò)所述排放物（此時(shí)，所述排放物中氧化氮NOX氣體第一次吸收所述第二紅外線激光），射至所述第二紅外線激光反射鏡842。再由所述第二紅外線激光反射鏡842向所述第一側(cè)方向折返，再次經(jīng)過(guò)所述排放物（此時(shí)，所述排放物中氧化氮NOX氣體第二次吸收所述第二紅外線激光），最后射至所述第二紅外線激光發(fā)射接收器841。通過(guò)所述第二紅外線激光發(fā)射接收器841，能夠采集經(jīng)二次被吸收后的所述第二紅外線激光。

所述第一綠光激光監(jiān)測(cè)單元用以感測(cè)所述排放物中PN顆粒的排放情況。所述第一綠光激光監(jiān)測(cè)單元具有處于所述被測(cè)汽行駛通道1第一側(cè)的第一綠光激光發(fā)射接收器851及處于所述被測(cè)汽行駛通道1第二側(cè)且與所述第一綠光激光發(fā)射接收器851相對(duì)設(shè)置的第一綠光激光反射鏡852。工作時(shí)，所述第一綠光激光發(fā)射接收器851向所述第二側(cè)方向射出第一綠光激光（所述第一綠光激光的波長(zhǎng)為PN顆?？晌盏奶囟ㄗ兓ㄩL(zhǎng)，即，500-600mm），經(jīng)過(guò)所述排放物（此時(shí)，所述排放物中PN顆粒第一次吸收所述第一綠光激光），射至所述第一綠光激光反射鏡852。再由所述第一綠光激光反射鏡852向所述第一側(cè)方向折返，再次經(jīng)過(guò)所述排放物（此時(shí)，所述排放物中PN顆粒第二次吸收所述第一綠光激光），最后射至所述第一綠光激光發(fā)射接收器851。通過(guò)所述第一綠光激光發(fā)射接收器851，能夠采集經(jīng)二次被吸收后的所述第一綠光激光。

所述第二綠光激光監(jiān)測(cè)單元用以感測(cè)所述排放物中PM顆粒的排放情況。所述第二綠光激光監(jiān)測(cè)單元具有處于所述被測(cè)汽行駛通道車(chē)1第一側(cè)的第二綠光激光發(fā)射接收器861及處于所述被測(cè)汽行駛通道車(chē)1第二側(cè)且與所述第二綠光激光發(fā)射接收器861相對(duì)設(shè)置的第二綠光激光反射鏡862。工作時(shí)，所述第二綠光激光發(fā)射接收器861向所述第二側(cè)方向射出第二綠光激光（所述第二綠光激光的波長(zhǎng)為PM顆?？晌盏奶囟ㄗ兓ㄩL(zhǎng)，即，450-550mm），經(jīng)過(guò)所述排放物（此時(shí)，所述排放物中PM顆粒第一次吸收所述第二綠光激光），射至所述第二綠光激光反射鏡862。再由所述第二綠光激光反射鏡862向所述第一側(cè)方向折返，再次經(jīng)過(guò)所述排放物（此時(shí)，所述排放物中PM顆粒第二次吸收所述第二綠光激光），最后射至所述第二綠光激光發(fā)射接收器861。通過(guò)所述第二綠光激光發(fā)射接收器861，能夠采集經(jīng)二次被吸收后的所述第二綠光激光。

所述攝像機(jī)3、所述風(fēng)速傳感器5、所述溫度傳感器6、所述濕度傳感器7、所述車(chē)速傳感器2、所述第一紫外線激光發(fā)射接收器811、所述第二紫外線激光發(fā)射接收器821、所述第一紅外線激光發(fā)射接收器831、所述第二紅外線激光發(fā)射接收器841、所述第一綠光激光發(fā)射接收器851及所述第二綠光激光發(fā)射接收器861均與計(jì)算機(jī)4相連，所述計(jì)算機(jī)4還通過(guò)無(wú)線模塊41與互聯(lián)網(wǎng)43及數(shù)據(jù)顯示屏42相連。藉此，上述器件所采集的數(shù)據(jù)信息會(huì)在數(shù)據(jù)顯示屏上實(shí)時(shí)顯示，并還能通過(guò)用無(wú)線通訊將數(shù)據(jù)輸送到互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，供用戶、環(huán)保、技監(jiān)、質(zhì)監(jiān)、變通管理部門(mén)共同數(shù)據(jù)分析進(jìn)行監(jiān)控管理，根本上解決汽車(chē)排放的預(yù)防、防治結(jié)合的環(huán)保綜合難題。

該監(jiān)測(cè)裝置的使用方法如下：依次包含以下步驟，

步驟S1，按照上述要求配置上述監(jiān)測(cè)裝置。

步驟S2，利用所述攝像機(jī)3及所述車(chē)速傳感器2等確定當(dāng)前待測(cè)車(chē)輛的車(chē)輛信息，所述車(chē)輛信息至少具有車(chē)輛身份信息、車(chē)輛車(chē)速信息。

步驟S3，利用所述風(fēng)速傳感器5、所述溫度傳感器6及所述濕度傳感器7等確定當(dāng)前被測(cè)汽行駛通道車(chē)1的環(huán)境信息，所述環(huán)境信息至少具有環(huán)境風(fēng)速信息、環(huán)境濕度信息、環(huán)境溫度信息。

步驟S4，根據(jù)車(chē)輛信息和/或環(huán)境信息，確定激光監(jiān)測(cè)單元中激光發(fā)射接收器的出射激光波長(zhǎng)。

步驟S5，激光監(jiān)測(cè)單元中激光發(fā)射接收器以出射激光波長(zhǎng)向激光反射鏡出射激光，該激光經(jīng)激光反射鏡又折返至激光發(fā)射接收器，進(jìn)而確定激光返回波長(zhǎng)，其中，該激光需兩次經(jīng)過(guò)被測(cè)汽車(chē)9的排放物。

步驟S6，比較激光出射波長(zhǎng)與激光返回波長(zhǎng)，根據(jù)兩者的變化以確定被測(cè)汽車(chē)9的排放物的排放情況。

以上僅表達(dá)了本發(fā)明的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。