CN101936888A

CN101936888A - 机动车尾气在线监测仪

Info

Publication number: CN101936888A
Application number: CN 201010257393
Authority: CN
Inventors: 李虹杰; 井传发; 陈力; 潘启俊; 李建新; 李立; 朱战军; 胡婷婷
Original assignee: Wuhan Tianhong Instruments Co Ltd
Current assignee: Wuhan Tianhong Instruments Co Ltd
Priority date: 2010-08-19
Filing date: 2010-08-19
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2030-08-19
Also published as: CN101936888B

Abstract

本发明涉及环境监测仪器技术领域，具体提供了一种机动车尾气在线监测仪，包括主机、采样系统、机动车上下坡判定装置、发动机转速测量系统、油温传感器、尾气温度传感器、控制终端、报警装置和无线数据传输系统；主机包括尾气测量系统和接口控制部分，主机安装在机动车内相对洁净的位置，机动车尾气通过采样系统进入尾气测量系统；机动车上下坡判别装置、发动机转速测量系统、油温传感器，尾气温度传感器，报警装置、无线数据传输系统和控制终端各自与主机相连；无线数据传输系统用于将测试数据直接传输到环境监测总站。本发明能实时在线监测柴油发动机烟度状况或汽车发动机尾气排放状况，可广泛应用于机动车尾气排放的实时监测。

Description

机动车尾气在线监测仪

技术领域

本发明涉及环境监测仪器技术领域，尤其涉及机动车尾气的监测设备。

背景技术

汽车作为现代社会最重要的交通工具之一，给人们的生活和工作带来了极大的便利，但是汽车所排放出来的尾气也已成为除煤烟型大气污染之外的又一大气污染源。与此相对应，汽车污染物排放总量在迅速上升。全国各大城市受汽车尾气污染严重。通过对汽车尾气污染进行检测来保护人类生存环境就具有重要意义。

随着机动车辆的增加和人们环境意识提高，我国就废气排放、烟度和噪声分别制定了GB 18285-2005、GB3847-2005、GB3842-83、GB7258-87、GB1495-79等系列化国家标准。因此，各类的汽车尾气分析仪，烟度检测仪和声级计已经进入各省、市、县级检测站，而且作为一、二类汽车维修厂的必备仪器也已是势在必行。

目前，汽车尾气的监测，只解决了规定条件下的汽车尾气的排放水平，实时监测汽车在行驶过程中的排放情况就无能为力了。而行驶在路上，汽车的尾气排放情况就完全不一样；它受到各种因素的影响：如驾驶员的操作水平，燃油的质量，路面情况等。因此，实时监测汽车行驶过程中的排放情况，显得非常重要。要达到尾气排放的实时监测，必须考虑到监测到的汽车行驶状态和尾气排放的情况的数据无线传输等问题。

发明内容

为了解决机动车在行驶过程中尾气烟度排放的实时监测问题，本发明提供了一种机动车尾气在线监测仪。该监测仪能实时在线监测柴油发动机烟度状况或汽车发动机尾气排放状况，广泛应用于机动车尾气排放的实时监测，也可用于其他烟度排放环境的监测或其他有机物气体排放环境的监测。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：。

一种机动车尾气在线监测仪，包括主机、采样系统、机动车上下坡判定装置、发动机转速测量系统、油温传感器、尾气温度传感器、控制终端、报警装置和无线数据传输系统，通过无线数据传输系统将测试数据直接传输到环境监测总站；主机里包括尾气测量系统和接口控制部分；

主机安装在机动车内相对洁净的位置，机动车尾气通过采样系统进入尾气测量系统；机动车上下坡判别装置、发动机转速测量系统、油温传感器，尾气温度传感器，报警装置、无线数据传输系统和控制终端各自与主机相连。

优选的，如上所述的机动车尾气在线监测仪，其尾气测量系统包括不透光度烟度计测量系统或尾气浓度测量系统。

优选的，如上所述的机动车尾气在线监测仪，其汽车上下坡判定装置是一个倾角测量装置。

优选的，如上所述的机动车尾气在线监测仪，其发动机转速测量系统的转速测量范围为：100RPM-10000RPM。

优选的，如上所述的机动车尾气在线监测仪，其报警装置是三色灯或声光报警装置。

优选的，如上所述的机动车尾气在线监测仪，其无线数据传输系统是GPRS无线数据传输系统、GPS无线数据传输系统或无线播放系统。

优选的，如上所述的机动车尾气在线监测仪，其仪器采用防震橡胶底座。

优选的，如上所述的机动车尾气在线监测仪，其烟度测量尾气时采用自动校零：通入洁净空气进行零点校准；自动校标：光源关闭，进行自动校标。

在光学系统优化设计和机械设计合理的基础上，本发明结合国家有关标准，开发和设计了功能完善的计算机软件系统。以实施对系统要求测量参数原始数据的进行采集、计算、显示、发送。如：转速，温度，烟度值，CO、CO2、HC、NOX、O2等的浓度，时间，上下坡的角度等。本发明所述的软件可以对被监测的机动车进行身份的识别，同时实施对测量单元、采样系统的控制。以保证仪器的正常运转和监测数据的准确传输。

通过光、机、电、算的全面优化设计，本发明形成一套完整的、智能化的，测量准确，重复性好，安全可靠的机动车尾气排放监测的实时仪器。可以根据使用不同的燃油的发动机，更换不同的测量系统；

本发明具体优点如下：

1、根据柴油车烟度测试原理，采用国家规定的柴油机烟度不透光度测试方法。在光学系统的设计上，采用的结构能保证本发明仪器适应在线状态的特殊环境要求。

2、根据汽油车尾气组分测试原理，采用国家规定的测试方法。在光学系统的设计上，采用的结构能保证本发明仪器适应在线状态的特殊环境要求。

3、发动机转速的实时测量，对应排放烟度值，以确认汽车的运转状态。

4、安装特制方向角度传感器，以判断机动车的上下坡情况，从而监测机动车上下坡时的排放情况。

5、无线数据传输系统：实现测试结果的无线传输。并且对机动车进行定位。机动车排放超标，本发明仪器将自动识别机动车牌号，所处的位置等信息，并无线传输到环保监测总站。

6、采样系统：可以实时的抽取机动车行驶过程中的尾气。

7、报警装置：实现实时报警。

8、仪器的防振动设计，保证本发明仪器在特殊环境条件下的正常运行。

9、烟度测量尾气时采用自动校零：通入洁净空气进行零点校准；自动校标：光源关闭，进行自动校标。

10、控制终端：通过显示终端和电脑向系统输入汽车的识别信息。这些信息包括：车牌，发动机编号，发动机缸数，购买年限，驾驶员的联系方式等。

附图说明

图1为本发明机动车尾气在线监测仪一实施例的结构示意图。

标记的说明：1汽车，2主机，3采样系统，4机动车上下坡判别装置，5发动机转速测量系统，6报警装置，7无线数据传输系统，8控制终端，9尾气温度传感器，10油温传感器，11无线打印机，12USB接口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

图1为本发明机动车尾气在线监测仪一实施例的结构示意图。主机2安装在汽车1内的相对洁净的位置，如机动车的后排座位下，行李箱等，采样头安放在机动车的排气桶内，通过尾气采样系统3，同监测仪主机2的进气系统相连。机动车上下坡判别器4通过通讯电缆同主机2相连；发动机转速测量系统5的信号通过电缆同主机2相连；无线数据传输系统7通过RS-232同主机2相连；报警装置6通过电缆接口同主机2相连。油温传感器10和尾气温度传感器9也与主机相连。主机2通过RS-485接口同控制终端8相连，完成汽车身份的编辑和确认。

所述的报警装置6，是同主机2相连的三色灯，当测试结果超过设定的标准时，CPU控制三色灯的不同颜色，实施监督报警。报警装置6也可以是声光报警装置。

图1中的无线数据传输系统7是GPRS无线数据传输系统，利用移动通讯资源GPRS或CDMA，将监测的各项参数自动传输到环境监测站。无线数据传输系统7也可以是GPS无线数据传输系统，利用全球定位系统，实现机动车实际工况的烟度监测。无线数据传输系统7也可以是无线播放系统。

对柴油车，主机2里包括不透光度烟度计测量系统和接口控制部分；机动车尾气通过采样系统3进入不透光度烟度计中的测量光通道。不透光度烟度计中有尾气进出口。烟度测量尾气时采用自动校零：即通入洁净空气进行零点校准；自动校标：即光源关闭，进行自动校标。柴油车烟度测量采用国家规定的柴油机烟度不透光度测试方法。它是根据朗伯-比尔定律，利用尾气对光吸收的原理来测量尾气的烟度值，包括：光吸收系数K值和光吸收比N。

对汽油车，主机2里包括非分光红外光学测量系统和接口控制部分；机动车尾气通过采样系统3进入光学测量系统的测量光通道。汽油车尾气组分CO，CO2和HC测量采用国家规定的非分光红外气体测试方法。它是根据朗伯-比尔定律，利用尾气对光吸收的原理来测量尾气的浓度值。

本发明机动车尾气在线监测仪的实施例还采用防震橡胶底座等防震动设计，保证本发明仪器的正常运行。

发动机转速测量系统5实时监测机动车发动机转速情况，用以判断机动车行驶过程中的加速减速工况。并监测出在各种速度工况下，机动车的排污状况。其转速测量范围为：100RPM-10000RPM.

图1中的机动车上下坡判别装置采用倾角传感器13的水平放置，角度大小即是路面斜坡的角度，倾角的正负表明机动车的上下坡状态。机动车在行驶过程中，上坡的角度不一样，尾气的排放标准就会有差别，标准的设限就不一样。

在控制终端8中，包括485接口、TFT的彩色显示屏、无线打印接口和键盘等。由测量单元测量的各种参数，一方面存储在主机2内，另一方面通过RS-485接口传输到显示终端，进行参数输入，控制，显示和打印；无线打印接口可以是蓝牙无线打印接口或是红外打印接口，分别接蓝牙无线打印机或红外打印机。

本发明机动车尾气在线监测仪的实施例采用MSP430单片机的硬件环境，采用C语言编制软件。具有中英文两种界面：简体中文友好界面，便于操作；英文界面作为辅助界面。具有如下功能：

1、机动车信息档案的录入：包括：车牌，行车证号，使用年限，环保局备案编号。

2、自校准功能：仪器开机，预热完成后，仪器自动校零，校标。

3、仪器自启动功能。

4、实时监测柴油机尾气烟度值，实时超标三色报警。实时监测汽车尾气五组分的浓度值，实时超标三色报警。

5、自动判断机动车上下坡的状况。

6、GPRS数据无线传输功能。达到实时监测的目的。

7、大屏幕的TFT彩色显示控制终端，便于参数的设置。

8、无线蓝牙打印机，可以方便打印测量数据。

采用本发明生产的产品符合国家行业标准，其合格率达到100％以上，本发明产品可以批量生产，在行业中可以推广使用。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims

1.一种机动车尾气在线监测仪，其特征在于，包括主机、采样系统、机动车上下坡判定装置、发动机转速测量系统、油温传感器、尾气温度传感器、控制终端、报警装置和无线数据传输系统；

主机包括尾气测量系统和接口控制部分，主机安装在机动车内相对洁净的位置，机动车尾气通过采样系统进入尾气测量系统；

机动车上下坡判别装置、发动机转速测量系统、油温传感器，尾气温度传感器，报警装置、无线数据传输系统和控制终端各自与主机相连；

无线数据传输系统用于将测试数据直接传输到环境监测总站。

2.根据权利要求1所述的机动车尾气在线监测仪，其特征在于，所述尾气测量系统包括不透光度烟度计测量系统或尾气浓度测量系统。

3.根据权利要求1所述的机动车尾气在线监测仪，其特征在于，所述的机动车上下坡判定装置是一个倾角测量装置。

4.根据权利要求1所述的机动车尾气在线监测仪，其特征在于，所述的发动机转速测量系统的转速测量范围为：100RPM到10000RPM。

5.根据权利要求1所述的机动车尾气在线监测仪，其特征在于，所述的报警装置是三色灯或声光报警装置。

6.根据权利要求1所述的机动车尾气在线监测仪，其特征在于，所述的无线数据传输系统是GPRS无线数据传输系统、GPS无线数据传输系统或无线播放系统。

7.根据权利要求1所述的机动车尾气在线监测仪，其特征在于，还包括防震橡胶底座。

8.根据权利要求2所述的机动车尾气在线监测仪，其特征在于，所述不透光度烟度计测量系统采用自动校零，通入洁净空气进行零点校准；自动校标，光源关闭，进行自动校标。