本發(fā)明涉及機(jī)動(dòng)車(chē)排放遙測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)動(dòng)車(chē)排放垂直俯視遙測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)：

隨著機(jī)動(dòng)車(chē)保有量的快速增長(zhǎng)，機(jī)動(dòng)車(chē)污染防治的緊迫性日益凸顯。2016年頒布的《關(guān)于進(jìn)一步規(guī)范排放檢驗(yàn)加強(qiáng)機(jī)動(dòng)車(chē)環(huán)境監(jiān)督管理工作的通知》規(guī)定，公安交管部門(mén)在不影響正常通行的情況下，要支持配合環(huán)保部門(mén)采用遙感監(jiān)測(cè)等技術(shù)手段對(duì)在道路上行駛的機(jī)動(dòng)車(chē)進(jìn)行監(jiān)督抽測(cè)。

參看圖5，目前，機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣遙測(cè)設(shè)備大多是水平式，即主要由水平相向的主機(jī)11和輔機(jī)12組成的設(shè)備架設(shè)在馬路13兩側(cè)，機(jī)動(dòng)車(chē)從中間駛過(guò)，根據(jù)光譜吸收原理快速檢測(cè)出污染物種類(lèi)和含量。這種測(cè)量方法的缺點(diǎn)是當(dāng)有兩輛及以上車(chē)輛同時(shí)通過(guò)兩車(chē)道或兩車(chē)道以上的馬路時(shí)，檢測(cè)設(shè)備就無(wú)法分辨出是哪一機(jī)動(dòng)車(chē)輛所產(chǎn)生的；

由此，機(jī)動(dòng)車(chē)排放的垂直俯視遙測(cè)技術(shù)正得到環(huán)保部門(mén)和各個(gè)經(jīng)銷(xiāo)商的青睞。垂直俯視遙測(cè)技術(shù)是將遙測(cè)設(shè)備架設(shè)在道路上方，每個(gè)車(chē)道對(duì)應(yīng)一臺(tái)主機(jī)。這樣，當(dāng)有兩輛及以上車(chē)輛同時(shí)平行通過(guò)時(shí)，可以互不影響，提高檢測(cè)效率。

但是，目前垂直俯視遙測(cè)技術(shù)主要集中在對(duì)汽油車(chē)排放的co、co2、c3h8的研究上，其主要采用波長(zhǎng)范圍覆蓋3-5微米(μm)的中紅外棒狀光源；利用3-5微米(μm)的中紅外線(xiàn)陣ccd作為接收信號(hào)的探測(cè)器。而環(huán)保部門(mén)更為關(guān)心的柴油車(chē)排放的no、no2和黑煙顆粒由于受水汽影響和ccd技術(shù)限制，則不能利用分散技術(shù)進(jìn)行測(cè)量。這是現(xiàn)有技術(shù)的不足之處。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題之一是提供一種機(jī)動(dòng)車(chē)排放遙測(cè)裝置及方法，它們既能測(cè)量汽油車(chē)排放的co、co2、c3h8，又能測(cè)量柴油車(chē)排放的no。

本發(fā)明的機(jī)動(dòng)車(chē)排放遙測(cè)裝置，包括安裝在道路上方的龍門(mén)架上的箱體內(nèi)的用于測(cè)量汽油車(chē)排放的co、co2、c3h8的第一裝置；車(chē)輛號(hào)牌識(shí)別裝置；用于測(cè)量機(jī)動(dòng)車(chē)車(chē)速的測(cè)速裝置；用于控制協(xié)調(diào)各個(gè)模塊工作的總控裝置；其特征是還包括：

設(shè)于所述箱體內(nèi)的用于測(cè)量柴油車(chē)排放的no的第二裝置，其包括

用作中紅外激光光源的激光器；

對(duì)激光進(jìn)行空間掃描的旋轉(zhuǎn)多棱鏡；以及

組成接收光路的用于增加信號(hào)光的強(qiáng)度的凹面鏡和凸透鏡。

本發(fā)明的機(jī)動(dòng)車(chē)排放遙測(cè)方法，包括由總控裝置控制協(xié)調(diào)執(zhí)行的下述各步驟：

車(chē)輛號(hào)牌識(shí)別裝置進(jìn)行車(chē)輛號(hào)牌識(shí)別；

測(cè)速裝置測(cè)量機(jī)動(dòng)車(chē)的車(chē)速；

安裝在道路上方的龍門(mén)架上的箱體內(nèi)的第一裝置測(cè)量汽油車(chē)排放的co、co2、c3h8；

其特征是還包括：

設(shè)于所述箱體內(nèi)的第二裝置測(cè)量柴油車(chē)排放的no的步驟；所述第二裝置包括用作中紅外激光光源的激光器；

對(duì)激光進(jìn)行空間掃描的旋轉(zhuǎn)多棱鏡；以及

組成接收光路的用于增加信號(hào)光的強(qiáng)度的凹面鏡和凸透鏡。

本發(fā)明除了可用現(xiàn)有技術(shù)的第一裝置測(cè)量汽油車(chē)排放的co、co2、c3h8外，由于第二裝置的光源用的中紅外激光，其吸收截面較非分散紅外法有量級(jí)的提升，受水汽影響也小，可用于測(cè)量柴油車(chē)排放的no。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題之二是提供一種機(jī)動(dòng)車(chē)排放遙測(cè)裝置及方法，它們既能測(cè)量汽油車(chē)排放的co、co2、c3h8，又能測(cè)量柴油車(chē)排放的no2和黑煙顆粒。

本發(fā)明的機(jī)動(dòng)車(chē)排放遙測(cè)裝置，包括安裝在道路上方的龍門(mén)架上的箱體內(nèi)的用于測(cè)量汽油車(chē)排放的co、co2、c3h8的第一裝置；車(chē)輛號(hào)牌識(shí)別裝置；用于測(cè)量機(jī)動(dòng)車(chē)車(chē)速的測(cè)速裝置；用于控制協(xié)調(diào)各個(gè)模塊工作的總控裝置；其特征是還包括：

設(shè)于所述箱體內(nèi)的第三裝置；其包括410納米(nm)的棒狀光源；用于測(cè)量柴油車(chē)排放的no2的410納米(nm)透鏡和探測(cè)器；以及用于測(cè)量柴油車(chē)排放的黑煙顆粒的高清相機(jī)和凸透鏡。

本發(fā)明的機(jī)動(dòng)車(chē)排放遙測(cè)方法，包括由總控裝置控制協(xié)調(diào)執(zhí)行的下述各步驟：

車(chē)輛號(hào)牌識(shí)別裝置進(jìn)行車(chē)輛號(hào)牌識(shí)別；

測(cè)速裝置測(cè)量機(jī)動(dòng)車(chē)的車(chē)速；

安裝在道路上方的龍門(mén)架上的箱體內(nèi)的第一裝置測(cè)量汽油車(chē)排放的co、co2、c3h8；

其特征是還包括：

設(shè)于所述箱體內(nèi)的第三裝置測(cè)量柴油車(chē)排放的no2和黑煙顆粒的步驟，所述第三裝置包括410納米(nm)的棒狀光源；用于測(cè)量柴油車(chē)排放的no2的410納米(nm)透鏡和探測(cè)器；以及用于測(cè)量柴油車(chē)排放的黑煙顆粒高清相機(jī)和凸透鏡。

本發(fā)明除了可用現(xiàn)有技術(shù)的第一裝置測(cè)量汽油車(chē)排放的co、co2、c3h8外，由于第三裝置的光源的特定波長(zhǎng)，可用于測(cè)量柴油車(chē)排放的no2；高速高清相機(jī)通過(guò)測(cè)量檢測(cè)區(qū)域在車(chē)輛通過(guò)前后的圖片的不同，計(jì)算黑煙顆粒的濃度，可用于測(cè)量柴油車(chē)排放的黑煙顆粒。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的機(jī)動(dòng)車(chē)排放遙測(cè)裝置的示意圖。

圖2是測(cè)量汽油車(chē)排放的co、co2、c3h8裝置光路。

圖3是測(cè)量柴油車(chē)排放的no裝置光路。

圖4是測(cè)量柴油車(chē)排放的no2和黑煙顆粒裝置光路。

圖5是現(xiàn)有的機(jī)動(dòng)車(chē)排放遙測(cè)裝置的示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

參看圖1，本發(fā)明的機(jī)動(dòng)車(chē)排放遙測(cè)裝置主要由以下幾部分組成：測(cè)量汽油車(chē)排放的co、co2、c3h8的第一裝置1；測(cè)量柴油車(chē)排放的no的第二裝置2；測(cè)量柴油車(chē)排放的no2和黑煙顆粒裝置的第三裝置3；測(cè)量機(jī)動(dòng)車(chē)車(chē)速的測(cè)速裝置4；車(chē)輛號(hào)牌識(shí)別裝置5；環(huán)境氣象測(cè)量裝置6；車(chē)輛號(hào)牌及信息顯示裝置7；總控裝置8；信息傳輸裝置9；所述第一裝置、第二裝置和第三裝置安裝在道路上方的龍門(mén)架上的同一個(gè)箱體內(nèi)，位于道路中間位置，檢測(cè)光源成瀑布型從上往下照射檢測(cè)區(qū)域10，以保證通過(guò)的每一輛機(jī)動(dòng)車(chē)都能檢測(cè)到；并且所述第一裝置、第二裝置和第三裝置均設(shè)計(jì)成模塊化，可以單獨(dú)使用，也可組合使用，而總控裝置用于控制、協(xié)調(diào)各個(gè)模塊的工作。

第一裝置采用中紅外棒狀光源，波長(zhǎng)范圍覆蓋3-5微米(μm)。參看圖2，通過(guò)非球面罩將光線(xiàn)在x方向準(zhǔn)直成條形光斑31，照射到檢測(cè)區(qū)域35，然后由檢測(cè)區(qū)域反射到接收光路上并最終到達(dá)探測(cè)器34。接收光路采用凹面鏡32和凸透鏡33組合的方式接收信號(hào)光線(xiàn)，凹面鏡的作用是增大接收光的面積，從而提高信號(hào)光強(qiáng)度。凹面鏡既可以是球面鏡，也可以是非球面鏡，如離軸拋物鏡、橢球鏡等。

如圖3所示，第二裝置采用來(lái)自激光器44的中紅外激光光源，由于激光具有非常好的指向性，光束具有光束細(xì)的、光斑小的特點(diǎn)，所以需要將激光光束擴(kuò)展到整個(gè)檢測(cè)區(qū)域10。本發(fā)明采用旋轉(zhuǎn)多棱鏡41對(duì)激光進(jìn)行空間掃描，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)檢測(cè)區(qū)域的覆蓋。接收光路同樣采用凹面鏡43和凸透鏡45組合的方式接收信號(hào)光線(xiàn)，使其到達(dá)探測(cè)器46。需說(shuō)明的是，在本實(shí)施例中，光線(xiàn)從激光器44出發(fā)，由反射鏡43反射到多棱鏡41。其測(cè)量原理是基于光譜吸收原理，特定的分子對(duì)特定波長(zhǎng)的光有吸收作用。

參看圖4，第三裝置的光源與第一裝置相似，同為棒狀光源51，只是波長(zhǎng)不一樣，其為410納米(nm)的可見(jiàn)光源，接受部件也同第一裝置，包括探測(cè)器54和凸透鏡55、52。用于黑煙顆粒測(cè)量的部件主要是一個(gè)高清相機(jī)57，當(dāng)車(chē)輛通過(guò)之前，高速高清相機(jī)不斷的測(cè)量檢測(cè)區(qū)域作為背景，車(chē)輛通過(guò)之后，檢測(cè)區(qū)域由于黑煙顆粒的影響，與原先背景肯定有所不同。通過(guò)計(jì)算機(jī)比較兩幅圖片中檢測(cè)區(qū)域的不同，從而計(jì)算黑煙顆粒的濃度。由于檢測(cè)區(qū)域可能會(huì)受到太陽(yáng)光的影響，所以需要額外增加一個(gè)輔助光源，這個(gè)光源與no2為同一個(gè)光源。

考慮到太陽(yáng)光的影響，可在探測(cè)器54和高清相機(jī)57前加入窄帶濾波片53、56。

以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。