本實用新型屬于汽車尾氣檢測裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種汽車尾氣成分含量在線檢測儀。

背景技術(shù)：

汽車尾氣監(jiān)測目的就是得到各個汽車尾氣成分所占份額。研究學者將汽車尾氣檢測方法分為兩種，一種為在線監(jiān)測，一種為非在線監(jiān)測。目前，普遍手段有以下幾種：一、基于傳感器測量成分為主，但是這樣給汽車尾氣中多種成分測量帶來很大不便，因為這意味著要么增加傳感器檢測通道，要么增加傳感器的數(shù)量；二、通過光譜原理，進行光學及圖像處理的方法進行檢測，需要動用高精度的計算或者仿真設(shè)備，提高了檢測設(shè)備費用；三、不完全檢測，即只檢測汽車尾氣中需要檢測的物質(zhì)，利用被檢測物質(zhì)的屬性，進行化學、物理處理，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，提供檢測數(shù)據(jù)，此方法不完善，起不到檢測所有汽車尾氣成分的目的；四、將汽車尾氣樣本進行回收，利用物理、化學處理的方法，得到準確的檢測結(jié)果，此方法數(shù)值精確，但是達不到實時檢測的目的。

因此現(xiàn)有技術(shù)當中亟需要一種新型的技術(shù)方案來解決這一問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供一種汽車尾氣成分含量在線檢測儀用來解決現(xiàn)有的汽車尾氣成分檢測手段中傳感器測量需要增加傳感器檢測通道或者增加傳感器的數(shù)量；利用光譜原理檢測需要動用高精度的計算或者仿真設(shè)備；只檢測汽車尾氣中需要檢測的物質(zhì)檢測數(shù)據(jù)不完善；回收汽車尾氣樣本進行檢測達不到實時檢測的目的等技術(shù)問題。

一種汽車尾氣成分含量在線檢測儀，包括框架、處理器、光學檢測裝置、引流架、導流架、引風機和電源，所述框架的一端為進風口，框架的另一端為出風口，框架的內(nèi)部設(shè)置有窄流道，窄流道的一端與進風口連接，窄流道的另一端與導流架相鄰并且窄流道與導流架之間設(shè)置有汽車尾氣通過的間隙；所述導流架通過引流架與框架固定連接；所述引風機固定安裝在框架的出風口一側(cè)；

所述光學檢測裝置包括線形光源、限光線腰槽、透鏡環(huán)、棱鏡環(huán)、密封腔和光敏板；所述線形光源固定安裝在引流架的內(nèi)部，線形光源發(fā)射出的光線通過限光線腰槽照射在透鏡環(huán)上；所述的外表面鍍有增透膜，透鏡環(huán)的光線出射面與棱鏡環(huán)的光線入射面對應(yīng)布置，透鏡環(huán)的光線出射面與棱鏡環(huán)的光線入射面之間設(shè)置有汽車尾氣通過的間隙；所述棱鏡環(huán)的光線出射面與光敏板對應(yīng)布置；所述光敏板與窄流道的外部固定連接；所述密封腔分別與棱鏡環(huán)的光線出射面以及光敏板固定連接，形成光線傳輸?shù)拿芊馇唬?/p>

所述電源分別與處理器、線形光源以及引風機連接；所述處理器與光敏板連接。

所述透鏡環(huán)的橫截面為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，透鏡環(huán)的縱截面為長方形結(jié)構(gòu)。

所述棱鏡環(huán)的橫截面為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，棱鏡環(huán)的縱截面為三角形結(jié)構(gòu)。

通過上述設(shè)計方案，本實用新型可以帶來如下有益效果：

本實用新型中線形光源經(jīng)過限光線腰槽，到達透鏡環(huán)，穿過待檢測流體，進入棱鏡環(huán)中，經(jīng)過棱鏡放大處理之后入射到光敏板中。因為汽車尾氣成分較多，每種成分的光線折射率不同，每種氣體成分在光敏板上會呈現(xiàn)出線區(qū)域，在光敏板上可以事先標定好每種汽車尾氣氣體在光敏板中的位置，經(jīng)過光強度計算，即可獲得每種成分在汽車尾氣中氣體成分及含量。

本實用新型原理簡單，實現(xiàn)容易，靈敏度高，可操縱性強，可以實時檢測，能夠兼容所有種類氣體成分檢測。

附圖說明

以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步的說明：

圖1為本實用新型一種汽車尾氣成分含量在線檢測儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型一種汽車尾氣成分含量在線檢測儀的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型一種汽車尾氣成分含量在線檢測儀中氣體流動過程示意圖。

圖4為本實用新型一種汽車尾氣成分含量在線檢測儀中光學檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實用新型一種汽車尾氣成分含量在線檢測儀中光學檢測裝置的光學檢測原理圖。

圖6為本實用新型一種汽車尾氣成分含量在線檢測儀中光學檢測裝置的光敏板標定示意圖。

圖中1-框架、2-處理器、3-光學檢測裝置、4-引流架、5-導流架、6-引風機、7-電源、進風口-101、102-窄流道、103-出風口、104-流道口、105-截面口Ⅰ、106-緩腔、107-截面口Ⅱ、108-截面口Ⅲ、109-截面口Ⅳ、401-線形光源、402-限光線腰槽、403-透鏡環(huán)、404-棱鏡環(huán)、405-密封腔、406-光敏板。

具體實施方式

如圖所示，一種汽車尾氣成分含量在線檢測儀，包括框架1、處理器2、光學檢測裝置3、引流架4、導流架5、引風機6和電源7，所述框架1的一端為進風口101，框架1的另一端為出風口103，框架1的內(nèi)部設(shè)置有窄流道102，窄流道102的一端與進風口101連接，窄流道102的另一端與導流架5相鄰并且窄流道102與導流架5之間設(shè)置有汽車尾氣通過的間隙；所述導流架5通過引流架4與框架1固定連接；所述引風機6固定安裝在框架1的出風口103一側(cè)；

所述光學檢測裝置3包括線形光源401、限光線腰槽402、透鏡環(huán)403、棱鏡環(huán)404、密封腔405和光敏板406；所述線形光源401固定安裝在引流架4的內(nèi)部，線形光源401發(fā)射出的光線通過限光線腰槽402照射在透鏡環(huán)403上；所述透鏡環(huán)403的外表面鍍有增透膜，透鏡環(huán)403的光線出射面與棱鏡環(huán)404 的光線入射面對應(yīng)布置，透鏡環(huán)403的光線出射面與棱鏡環(huán)404的光線入射面之間設(shè)置有汽車尾氣通過的間隙，該間隙為2mm；所述棱鏡環(huán)404的光線出射面與光敏板406對應(yīng)布置；所述光敏板406與窄流道102的外部固定連接；所述密封腔405分別與棱鏡環(huán)404的光線出射面以及光敏板406固定連接，形成光線傳輸?shù)拿芊馇?05；

所述電源7分別與處理器2、線形光源401以及引風機6連接；所述處理器2與光敏板406連接。

所述透鏡環(huán)403的橫截面為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，透鏡環(huán)403的縱截面為長方形結(jié)構(gòu)。

所述棱鏡環(huán)404的橫截面為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，棱鏡環(huán)404的縱截面為三角形結(jié)構(gòu)，主要起到光線角度放大作用，棱鏡的縱截面的單邊尺寸大于2mm。

一、檢測儀系統(tǒng)說明：

該檢測儀能夠在線檢測汽車尾氣中的成分，及其確定該成分在總氣體排量中的份額。系統(tǒng)包含框架1、處理器2、光學檢測裝置3、引流架4、導流架5、引風機6和電源7等，如圖1和圖2所示。

二、汽車尾氣流動過程描述：

如圖3所示，汽車尾氣進入所述的一種汽車尾氣成分含量在線檢測儀中，由進風口101進入，經(jīng)過窄流道102進入流道口104，之后由導流架5進行變向，并提速，進而改善流體中不同成分的分布，由截面口Ⅰ105進入緩腔106中，隨后流體經(jīng)過截面口Ⅱ107進行加速，經(jīng)過光學檢測裝置，流經(jīng)截面口Ⅲ108，最后經(jīng)過引風機6提速，由截面口Ⅳ109排出檢測儀。

三、速度描述：

氣體流量Q恒定，由于氣體流量Q＝氣體流過截面面積A*截面處流體速度V，所以A_aV_a＝A_bV_b＝A_cV_c＝A_dV_d＝A_eV_e，其中Aa為進風口101處的氣體流過截面面積，Ab為流道口104處的氣體流過截面面積，Ac為截面口Ⅰ105處的氣體流過截面面積，Ad為截面口Ⅱ107處的氣體流過截面面積，Ae為截面口Ⅳ109處的氣體流過截面面積，Va為進風口101處的截面處流體速度，Vb為流道口104處的截面處流體速度，Vc為截面口Ⅰ105處的截面處流體速度，Vd為截面口Ⅱ107處的截面處流體速度，Ve為截面口Ⅳ109處的截面處流體速度。而且 A_a＞A_b＞A_e＞A_c＞A_d，所以可以得到不同截面口位置的速度關(guān)系為 V_a＜V_b＜V_e＜V_c＜V_d，引風機6將截面口Ⅳ109位置的速度提高到最大。本發(fā)明中每個截面的面積與流體速度成反比，為了不使蒸汽冷凝，故在蒸汽被檢測之前需要提速，也就是減少截面面積，當檢測完成之后有必要降速，故又一次增大截面面積，為了防止汽車尾氣堆積，最后進行了一次重新提速，為縮短做功距離，故采用了引風機6，增強對流的方式，提高流體速度。

四、檢測過程描述：

檢測過程在光學檢測裝置3內(nèi)完成，如圖4及圖5所示，線形光源401經(jīng)過限光線腰槽402，到達透鏡環(huán)403，穿過待檢測流體，進入棱鏡環(huán)404中，之后入射到光敏板406中因為汽車尾氣成分較多，每種成分的光線折射率不同，本實用新型通過給出折射角入射光線，進入透鏡環(huán)403，如遇不同流體氣體，必然光線發(fā)生折射，進入棱鏡環(huán)404中，經(jīng)過棱鏡放大處理，進入光敏板406中，由于光敏板406事先標定好每種汽車尾氣氣體在光敏板406中位置，故經(jīng)過處理器2進行光強度計算，即可獲得每種成分在汽車尾氣中氣體成分及含量。

五、光敏板標定：

在光學檢測裝置3內(nèi)，分別提供不同流體成分的單相流體，包括二氧化碳，水蒸氣，碳，一氧化碳，一氧化氮，二氧化氮，二氧化硫等，這時由于光線為線形光源401，故每種氣體成分在光敏板406上會呈現(xiàn)出線區(qū)域，如圖6所示，這時可以在處理器2中做出標定，圖6中In表征每種氣體成分在光敏板406中的位置。

六、汽車尾氣氣體成分計算：

設(shè)定每種氣體成分在光敏板406中收集到的光強分別為，In1，In2，...， Ini，...，InN，則第i個氣體成分的含量為Ini/(In1+In2+...+InN)，同理可獲得每種氣體成分的含量。