CN108760665A - 一种垂直式机动车尾气遥感检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种垂直式机动车尾气遥感检测系统，包括：“U”型光路垂直式遥感检测装置、L杆、LED显示屏、电气柜、数据监控平台；“U”型光路垂直式遥感检测装置包括：龙门架、光源发射装置、光源接收装置、检测光束、蓝宝石镜片、反射回归镜箱和反射镜片；L杆包括：气象仪、监控相机、补光灯、测速雷达、车牌抓拍单元；电气柜包括：交换机、工控机、设备电源。本发明解决了传统机动车检测装置在同时通过两台车以上时无法分辨每辆机动车尾气含量的问题，也解决了由于车辆行驶位置和排气管位置不在道路中间而产生无效数据的问题。
Description
技术领域
本发明属于机动车尾气遥感检测领域，具体涉及一种垂直式机动车尾气遥感检测系统。
背景技术
随着我国机动车数量的逐年猛增，机动车尾气排放造成的污染已经成为城市大气环境的主要污染源之一。车辆排气污染已经成为影响城市空气质量的重要因素，已经严重影响人民生活质量和投资环境。因此，加强机动车尾气污染防治工作，尤其是强化机动车尾气排放监管工作，是防治大中城市以PM2.5和臭氧为特征的复合型污染的重要手段。
公开号为CN106383097A、CN101400986、CN102798609A、CN108039047A、CN107884345A、CN107478590A、CN107356564A、CN106770059A的专利申请，都提出了针对机动车尾气遥感检测的设备和方法。目前，国内固定式遥测设备多采用水平式遥感检测系统，对机动车尾气进行检测，这种检测方法将设备主机和副机分别安装在道路两边，对经过此路段机动车尾气进行测量，但是，当有两辆及以上的机动车同时经过时，系统就无法分辨每辆机动车的尾气含量，进而产生无效数据。近两年，也有采用“V”型光路的垂直式遥感检测系统，此方法可以检测到排气管处于道路中间的机动车尾气，检测面积小，对车辆行驶位置要求非常高，无效数据量太大。
发明内容
本发明的目的在于研制一种垂直式机动车尾气检测系统，旨在解决传统水平式检测系统和“V”型垂直式机动车遥感监测系统的现有不足，同时兼顾两者的优点，可适用多种排气管位置和多种车型，同时保留了固定水平式检测系统可检测多种气体的特点。
本发明提出的一种垂直式机动车尾气遥感检测系统，包括：“U”型光路垂直式遥感检测装置、L杆、LED显示屏、电气柜、数据监控平台；
所述“U”型光路垂直式遥感检测装置安装于某一车道的正上方和地面下方，包括：龙门架、光源发射装置、光源接收装置、检测光束、蓝宝石镜片、反射回归镜箱和反射镜片；
所述L杆安装在“U”型光路垂直式遥感检测装置的前方20米处，L杆上安装有：气象仪、监控相机、补光灯、测速雷达、车牌抓拍单元；
所述LED显示屏设置在距离龙门架50米处，在司机行车方向的正前端，方便司机查看检测结果；
所述电气柜安装在龙门架旁边的绿化带中，包括：交换机、工控机、设备电源；
所述数据监控平台为一台服务器。
进一步地，所述电气柜分别与“U”型光路垂直式遥感检测装置和LED显示屏通过网线相连接；
进一步地，所述电气柜与LED显示屏通过光纤与数据监控平台相连接；
进一步地，所述设备电源通过电源线为电气柜、龙门架和L杆以及LED显示屏上的设备供电；
进一步地，所述L杆上的气象仪、监控相机、补光灯、测速雷达、车牌抓拍单元都连接在电气柜的网线上，其中补光灯、测速雷达、车牌抓拍单元通过电路相互并联；
进一步地，所述龙门架为一“门”字形框架，由一个横梁和两个竖梁组成，龙门架的高度为6米；
进一步地，所述光源发射装置中有红外光源和紫外光源，两种光源经过合束片汇聚成一束检测光束；
进一步地，所述蓝宝石镜片的上表面与地面平齐；
进一步地，所述反射回归镜箱中左右对称设置有两个反射镜片；
进一步地，光源接收装置内设置有分束片；
进一步地，所述光源发射装置和光源接收装置分别安装在龙门架的横梁上，反射回归镜箱安装在光源发射装置和光源接收装置正下方的地面下；
其中，在L杆上，车牌抓拍单元可以识别机动车牌照；测速雷达可以检测通过的机动车速度和加速度；气象仪可以检测温度、湿度、大气压、风速、风向等气象信息，补光灯可以为车牌抓拍单元补光，保证夜晚或光线不好的时候机动车牌照的识别，增加车牌识别率；监控相机可以实现对现场设备和环境的实时监控。
其中，遥感检测数据、车牌号、速度信息、气象数据、监控视频这些信息通过网线传输到电气柜中的工控机上，工控机用来收集各模块传来的数据信息，协同交换机对信息进行分析处理，检测结果会显示在LED显示屏上，同时，工控机和交换机通过光纤连接的互联网传输到环保局的数据监控平台上，设备电源用来为各模块设备供电。
其中，在“U”型光路垂直式遥感检测装置中，经光路发射系统发出的检测光束穿透蓝宝石镜片后，再经反射回归镜箱进入到光源接收装置中，最后可以通过分束片把红外光和紫外光分离；红外光通过四种带通路光片，分别测量CO、CO2、CH和参比，之后红外探测器对光谱数据进行分析计算；紫外光直接进入光谱仪，测量NO和不透光烟度；光源接收装置把未经机动车尾气吸收的光强作为背景值，当机动车经过设备时光强值下降到0，此时触发遥感检测流程，将机动车离开后0.5s以内的光强值作为被机动车尾气吸收的光谱数据，内部算法通过分析背景数据和被吸收的光谱数据，可以计算出对应的气体浓度。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：针对现有传统机动车尾气检测在实际使用过程中遇到的问题，提出一种“U”型光路垂直式机动车尾气遥感检测装置，其优点在于（1）实现了对每一辆通过检测点的机动车的精确检测，避免了多辆车同时经过时的干扰问题；（2）本系统解决了垂直式设备检测点单一，检测范围小的问题，可以增加测量面积，可以适用于不同排气管的位置。（3）光路采用红外光和紫外光的合束与分束技术，使红外光与紫外光合束成一束光发射出去，经过反射镜箱反射到光源接收装置，在光源接收装置中通过分束技术将红外光与紫外光分离并分别用红外探测器和光谱仪接收光谱。（4）“U”型光路垂直式检测系统可检测每辆车尾气中多种气体指标，可以同时测量汽油车和柴油车污染物的排放情况。（5）开发机动车尾气遥感数据监控平台，可以把现场的数据、图片、视频等信息通过互联网传输到监控平台。综上，解决了传统机动车检测装置在同时通过两台车以上时无法分辨每辆机动车尾气含量的问题，也解决了由于车辆行驶位置和排气管位置不在道路中间而产生无效数据的问题。
附图说明
图1是本发明的结构框图；
图2是本发明的“U”型光路垂直式遥感检测装置示意图；
图中：1. “U”型光路垂直式遥感检测装置；2. 气象仪；3. 监控相机；4. 补光灯；5. 测速雷达；6. 车牌抓拍单元；7. L杆；8. LED显示屏；9. 电气柜；10. 交换机；11. 工控机；12. 设备电源；13. 数据监控平台；
101．龙门架；102. 光源发射装置；103. 光源接收装置；104. 检测光束；105. 蓝宝石镜片；106. 反射回归镜箱；107. 反射镜片；108. 地面。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，但不作为对本发明专利的限定。
如图1~2所示，本发明专利实施例提供了一种垂直式机动车尾气遥感检测装置，包括：“U”型光路垂直式遥感检测装置1、L杆7、LED显示屏8、电气柜9、数据监控平台13；
所述“U”型光路垂直式遥感检测装置1安装于某一车道的正上方和地面108下方，包括：龙门架101、光源发射装置102、光源接收装置103、检测光束104、蓝宝石镜片105、反射回归镜箱106和反射镜片107；
所述L杆7设置在“U”型光路垂直式遥感检测装置1的前方20米处，包括：气象仪2、监控相机3、补光灯4、测速雷达5、车牌抓拍单元6；
所述LED显示屏8设置在距离龙门架101的50米处，在司机行车方向的正前端，方便司机查看检测结果；
所述电气柜9安装在龙门架101旁边的绿化带中，包括：交换机10、工控机11、设备电源12；
所述数据监控平台13为一台服务器。
进一步地，所述电气柜9分别与“U”型光路垂直式遥感检测装置1和LED显示屏8通过网线相连接；
进一步地，所述电气柜9与LED显示屏8通过光纤与数据监控平台13相连接；
进一步地，所述设备电源12通过电路为电气柜9、L杆7和龙门架101上的设备供电；
进一步地，所述L杆7上的气象仪2、监控相机3、补光灯4、测速雷达5、车牌抓拍单元6都连接在电气柜9的网线上，其中补光灯4、测速雷达5、车牌抓拍单元6通过电路相互并联；
进一步地，所述龙门架101为一“门”字形框架，由一个横梁和两个竖梁组成，龙门架101的高度为6米；
进一步地，所述光源发射装置102中有红外光源和紫外光源，两种光源经过合束片汇聚成一束检测光束104；
进一步地，所述蓝宝石镜片105的上表面与地面108平齐；
进一步地，所述反射回归镜箱106中左右对称设置有两个反射镜片107；
进一步地，光源接收装置103内设置有分束片；
进一步地，所述光源发射装置102和光源接收装置103分别安装在龙门架101的横梁上，反射回归镜箱106安装在光源发射装置102和光源接收装置103正下方的地面108下；
其中，在L杆7上，车牌抓拍单元6可以识别机动车牌照；测速雷达5可以检测通过的机动车速度和加速度；气象仪2可以检测温度、湿度、大气压、风速、风向等气象信息，补光灯4可以为车牌抓拍单元6补光，保证夜晚或光线不好的时候机动车牌照的识别，增加车牌识别率；监控相机3可以实现对现场设备和环境的实时监控。
其中，遥感检测数据、车牌号、速度信息、气象数据、监控视频这些信息通过网线传输到电气柜9中的工控机11上，工控机11用来收集各模块传来的数据信息，协同交换机10对信息进行分析处理，检测结果会显示在LED显示屏8上，同时，工控机11和交换机10通过光纤连接的互联网传输到环保局的数据监控平台13上，设备电源12用来为各模块设备供电。
其中，在“U”型光路垂直式遥感检测装置1中，经光路发射系统发出的检测光束104穿透蓝宝石镜片105后，再经反射回归镜箱106进入到光源接收装置103中，最后可以通过分束片把红外光和紫外光分离；红外光通过四种带通路光片，分别测量CO、CO2、CH和参比，之后红外探测器对光谱数据进行分析计算；紫外光直接进入光谱仪，测量NO和不透光烟度；光源接收装置103把未经机动车尾气吸收的光强作为背景值，当机动车经过设备时光强值下降到0，此时触发遥感检测流程，将机动车离开后0.5s以内的光强值作为被机动车尾气吸收的光谱数据，内部算法通过分析背景数据和被吸收的光谱数据，可以计算出对应的气体浓度。
本实施例的检测原理为，设备开始工作，气体探测器连续监测车道环境中的背景气体浓度，当气体探测器接收到的数值小于某一限值时，说明有车驶入，遮挡住了光源发出的光，停止检测，根据已经检测到的光谱信号分析计算当前气体浓度作为背景浓度，当气体探测器接收到的数值大于某一限值时，恢复检测机动车通过后由于尾气引起变化的气体的浓度，以机动车通过以后检测到的气体浓度减去机动车进入检测前的背景浓度就是当前机动车排放的浓度。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定本发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本发明涵盖的范畴。
Claims (5)
1.一种垂直式机动车尾气遥感检测系统，包括：“U”型光路垂直式遥感检测装置、L杆、LED显示屏、电气柜、数据监控平台，其特征在于，
所述“U”型光路垂直式遥感检测装置安装于某一车道的正上方和地面下方，包括：龙门架、光源发射装置、光源接收装置、检测光束、蓝宝石镜片、反射回归镜箱和反射镜片；
所述L杆设置在“U”型光路垂直式遥感检测装置的前方20米处，包括：气象仪、监控相机、补光灯、测速雷达、车牌抓拍单元；
所述LED显示屏设置在距离龙门架50米处；
所述电气柜安装在龙门架旁边的绿化带中，包括：交换机、工控机、设备电源；
所述数据监控平台为一台服务器；
所述电气柜分别与“U”型光路垂直式遥感检测装置和LED显示屏通过网线相连接；
所述电气柜通过光纤与数据监控平台相连接；
所述设备电源通过电源线为电气柜、龙门架和L杆以及LED显示屏上的设备供电；
所述L杆上的气象仪、监控相机、补光灯、测速雷达、车牌抓拍单元都连接在电气柜的网线上，所述补光灯、测速雷达、车牌抓拍单元通过电路相互并联。
2.根据权利要求1所述的垂直式机动车尾气遥感检测系统，其特征在于，所述龙门架为一“门”字形框架，由一个横梁和两个竖梁组成，龙门架的高度为6米，所述光源发射装置和光源接收装置分别安装在龙门架的横梁上。
3.根据权利要求2所述的垂直式机动车尾气遥感检测系统，其特征在于，所述光源发射装置中有红外光源和紫外光源，两种光源经过合束片汇聚成一束检测光束，所述反射回归镜箱中左右对称设置有两个反射镜片，光源接收装置内设置有分束片。
4.根据权利要求3所述的垂直式机动车尾气遥感检测系统，其特征在于，所述蓝宝石镜片的上表面与地面平齐。
5.根据权利要求6所述的垂直式机动车尾气遥感检测系统，其特征在于，反射回归镜箱安装在光源发射装置和光源接收装置正下方的地面下。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181106 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |