CN108801933B - 分子旋光滤光的机动车尾气成像遥感监测装置及方法 - Google Patents
分子旋光滤光的机动车尾气成像遥感监测装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108801933B CN108801933B CN201811081856.0A CN201811081856A CN108801933B CN 108801933 B CN108801933 B CN 108801933B CN 201811081856 A CN201811081856 A CN 201811081856A CN 108801933 B CN108801933 B CN 108801933B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- motor vehicle
- gas
- imaging
- remote sensing
- molecular
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 72
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 34
- 238000001914 filtration Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 67
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 116
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 5
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 30
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 5
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 5
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 5
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000411 transmission spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001658 differential optical absorption spectrophotometry Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000000255 optical extinction spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 2
- 238000004847 absorption spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/21—Polarisation-affecting properties
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3504—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/85—Investigating moving fluids or granular solids
- G01N21/8507—Probe photometers, i.e. with optical measuring part dipped into fluid sample
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/85—Investigating moving fluids or granular solids
- G01N2021/8578—Gaseous flow
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明公开了分子旋光滤光的机动车尾气成像遥感监测装置，包括机动车信息获取单元，还包括成像遥感监测单元和信号处理单元，成像遥感监测单元包括成像镜头，透过成像镜头的光依次经过第一偏振棱镜、分子泡、第二偏振棱镜、滤光片后由成像探测器成像，分子泡的外侧设置有磁体，成像探测器和机动车信息获取单元分别与信号处理单元连接，第一偏振棱镜和第二偏振棱镜的偏振方向正交，分子泡内填充有填充气体。还公开了分子旋光滤光的机动车尾气成像遥感监测方法。本发明具有准确度高、数据离散度小、抗干扰抑制能力强、环境适应能力强、监测灵敏度高和结果可视性好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及机动车尾气监测，具体涉及分子旋光滤光的机动车尾气成像遥感监测装置，还涉及分子旋光滤光的机动车尾气成像遥感监测方法。
背景技术
随着交通运输技术与需求的发展，机动车尾气排放对大气污染的比重日益增加，但是机动车分布广、流动性强，且所排放的尾气污染物无形影、变化快，为机动车尾气的实时、工况检测带来很大的难度，是监管制度建设的技术瓶颈。
国内外进行了大量的技术探索，目前各地车辆尾气排放检测普遍采用的是简易工况取样检测的方式，即在指定的检测场所和检测条件下，对机动车尾气排放进行取样，对超细颗粒物进行称量、计数或烟度测量，对挥发性有机物(VOCs)进行质谱分析等。该方法虽然精度高、超标认定准确，但是耗时、费力、效率低，且绝大多数无辜的非超标车辆也被迫检测，消耗了大量无谓的人力物力。
自上世纪90年代以来，发展出一种可调谐激光吸收(TDLAS)以及差分吸收(DOAS)的激光遥感监测方法，(文献1：Roadside Monitoring of Automobile Exhaust GasEmission Using Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy，AASCIT Journal ofEnvironment，2015，1(2)：16-20；文献2：Remote sensing of on-road motor vehicleemissions by DOAS and TDLAS techniques，SPIE Proceedings Vol.5832，2005)，因其可在机动车行驶中进行监测，既不增加人力物力，也不影响正常交通，目前被广泛应用。但由于机动车在行驶中，烟囱数量和空间位置具有不确定性，而且排放出来的烟羽形状也变化多端、极不均匀，用以监测的激光光束直径和接收监测望远镜口径在工程中不能无限制的扩大，造成所监测的只是激光束所穿过烟羽的空间体积中的尾气，甚至激光束没有准确的穿过烟羽，这样监测的结果便是：如果激光束穿过烟羽较浓的部位，则监测到尾气排放量很大；如果激光束穿过烟羽较稀薄的部位，则监测到尾气排放量很小；如果激光束没有准确穿过烟羽，则监测不到尾气排放。如此一来，即便是对同一辆机动车、相同的行驶条件和环境条件下，监测结果也有很大差异，造成监测数据的离散度非常大,难以对行驶中的机动车根据一次性监测结果得出准确的尾气污染排放量值。
2009年提出一种采用量子级联激光器和NO旋光效应检测NO痕量气体浓度的新方法，有效提高了NO的检测灵敏度(文献3：Ultrasensitive detection of nitric oxide at5.33μm by using external cavity quantum cascade laser-based Faradayspectroscopy,PNAS,2009vol.106no.31pp12587–12592；文献4：Continuous monitoringof nitric oxife at 5.33μm with an EC-QCL based Faraday rotation apectrometer:laboratory and field system performance,Proc.of SPIE Vol.7222,72220M-1～8，2009)，该方法是对NO气体是取样检测，不适应于遥感监测。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供分子旋光滤光的机动车尾气成像遥感监测装置，还提供分子旋光滤光的机动车尾气成像遥感监测方法，本发明采用分子法拉第旋光效应，对机动车排放的气体污染成分进行选择性滤光，抑制环境背景干扰光的影响，获得尾气中特定气体成分的空间分布图像，根据图像计算出污染气体的排放量。具有准确度高、数据离散度小、抗干扰抑制能力强、环境适应能力强、监测灵敏度高和结果可视性好等优点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
分子旋光滤光的机动车尾气成像遥感监测装置，包括机动车信息获取单元，还包括成像遥感监测单元和信号处理单元，
成像遥感监测单元包括成像镜头，透过成像镜头的光依次经过第一偏振棱镜、分子泡、第二偏振棱镜、滤光片后由成像探测器成像，分子泡的外侧设置有磁体，成像探测器和机动车信息获取单元分别与信号处理单元连接，第一偏振棱镜和第二偏振棱镜的偏振方向正交，分子泡内填充有填充气体。
如上所述的分子泡包括中空的筒体，以及密封筒体两端的中红外玻璃窗，筒体的内部空间长度40-60mm。
如上所述的磁体为缠绕在筒体外部的圆筒形螺线管。
如上所述的填充气体为NO气体，填充气体的气压为2000～5000pa；滤光片的中心波长为5.33μm，带宽为400nm，所述的磁体在分子泡内产生磁场强度为2000Gs的轴向磁场；
或者所述的填充气体为NO2气体，填充气体的气压为1000～3000pa；滤光片的中心波长为6.25μm，带宽为500nm，所述的磁体在分子泡内产生磁场强度为800Gs的轴向磁场。
分子旋光滤光的机动车尾气成像遥感监测方法，包括以下步骤：
步骤1、机动车信息获取单元监测到机动车的身份和行驶速度V，当机动车的尾部到达成像遥感监测单元的监测视场，并即将脱离成像遥感监测单元的监测视场时，机动车尾部排放出的污染气体形成的烟羽由成像探测器成像拍照，获得灰度图像X，并将灰度图像X传送给信号处理单元，
步骤2、信号处理单元通过以下公式获得灰度图像X中所含的机动车尾部排放出的污染气体中与填充气体成分相同的气体的总质量m，
其中，Iij为灰度图像X上第i列第j行像元的信号强度值；
N为灰度图像X的总列数；
M为灰度图像X的总行数；
α为灰度图像X的像元的信号强度值与机动车尾部排放出的污染气体中与填充气体成分相同的气体的质量之间的转换系数。
还包括以下步骤：
信号处理单元通过以下公式获得机动车在单位时间内排放的污染气体中与填充气体成分相同的气体的排放速率m1s
其中，m为机动车尾部排放出的污染气体中与填充气体成分相同的气体的总质量；
L为成像遥感监测单元的监测视场在行驶方向上覆盖的地面长度；
V为机动车的行驶速度。
还包括以下步骤：
信号处理单元通过以下公式获得机动车行驶单位公里内的排放的与填充气体成分相同的污染气体的总质量m1km：
其中，m为机动车尾部排放出的污染气体中与填充气体成分相同的气体的总质量；
L为成像遥感监测单元的监测视场在行驶方向上覆盖的地面长度。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
1)监测数据离散度小，有效提高监测准确度：所获得的尾气气体成分空间分布图像，覆盖了机动车烟羽的一段较大的空间体积，不论烟羽浓度在空间上分布多么不均匀，均被成像监测得到，机动车的瞬时排放总量可以根据图像数据积分得到总量。这就避免了因监测空间位置的不同而带来的数据离散问题，使监测数据的离散度大幅降低，提高了监测准确度。
2)背景干扰抑制能力强，有效降低环境干扰影响：采用分子法拉第旋光效应，对机动车排放的气体污染成分进行选择性滤光，抑制环境背景干扰光的影响，获得只有特定尾气气体成分的空间分布图像，有效降低了环境干扰的影响。
3)环境适应能力强，寿命长，功耗低：本发明采用被动成像遥感监测，核心监测部件对环境温度变化不敏感，对监测精度和准确度影响小，被动接收监测无需主动发射，功耗低，寿命长。
4)监测灵敏度高：选用中红外分子特征光谱，是污染气体分子光谱的基频辐射光谱，基频辐射较近红外的泛频辐射信号提高3-6个数量级，可大幅提高信号的监测灵敏度。
5)监测结果的可视性好：人们虽然能通过仔细观察可以看到机动车尾气的一些形态，但对其中的成分含量是无法通过肉眼观察到的，而机动车尾气监测面对的是广大机动车车主，当车主面对一个抽象的尾气检测数值结果时，没有一种直观的概念，当依此对机动车进行管制或处罚时，车主的内心更是觉得疑惑和茫然。本发明除了提供尾气成分含量的数值，还可以提供尾气中成分的空间浓度分布图像，使被监测机动车的车主对监测结果更容易接受。
附图说明
图1为分子旋光滤光的机动车尾气成像遥感监测装置的安装布局示意图。
图2为分子旋光滤光的机动车尾气成像遥感监测装置组成结构示意图。
图3为NO分子特征光谱、背景干扰光光谱、旋光透射光谱和滤光片透射光谱示意图图。
图4为NO旋光透射光谱。
图5为机动车排放的污染气体形成的尾气烟羽在监测图像中的分布示意图。
图6为机动车排放的污染气体形成的尾气烟羽中NO的空间分布图像。
其中，1-成像遥感监测单元，2-信号处理单元，3-机动车信息获取单元，101-成像镜头，102-第一偏振棱镜，103-分子泡，104-磁体，105-第二偏振棱镜，106-滤光片，107-成像探测器，201-NO分子特征光谱，202-背景干扰光谱，203-NO旋光透射光谱，204-滤光片透射光谱。
具体实施方式：
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图2所示，分子旋光滤光的机动车尾气成像遥感监测装置，包括成像遥感监测单元1、信号处理单元2和机动车信息获取单元3。
成像遥感监测单元1包括成像镜头101，透过成像镜头101的光依次经过第一偏振棱镜102、分子泡103、第二偏振棱镜105、滤光片106后由成像探测器107成像，分子泡103的外侧设置有磁体104；成像探测器107和机动车信息获取单元3分别与信号处理单元2连接，第一偏振棱镜102和第二偏振棱镜105的偏振方向正交，分子泡103内填充有填充气体。
分子泡103包括中空的筒体，以及密封筒体两端的中红外玻璃窗，筒体的内部空间长度40～60mm。
磁体104为缠绕在筒体外部的圆筒形螺线管。
填充气体为NO气体，填充气体的气压为2000～5000pa；滤光片106的中心波长为5.33μm，带宽为400nm，所述的磁体104在分子泡103内产生磁场强度为2000Gs的轴向磁场；
或者所述的填充气体为NO2气体，填充气体的气压为1000～3000pa；滤光片106的中心波长为6.25μm，带宽为500nm，所述的磁体104在分子泡103内产生磁场强度为800Gs的轴向磁场。
在成像遥感监测单元1中，成像镜头101、第一偏振棱镜102、分子泡103、第二偏振棱镜105、滤光片106和成像探测器107依次同轴安装；成像镜头101的接收视场为40～60度；成像探测器107位于成像镜头101的成像焦平面上。
机动车信息获取单元3一方面对机动车牌照进行拍照和识别，获得机动车的牌照编号，即获得机动车的身份；另一方面测得机动车的行驶速度V。机动车信息获取单元3为现有技术，不再赘述。
机动车信息获取单元3、成像探测器107的输出分别连接到信号处理单元2。
如图1所示，机动车信息获取单元3、成像遥感监测单元1和信号处理单元2均安装在一条机动车道中线的正上方4～6m高度处的支架或龙门上，成像镜头101竖直朝下，成像探测器107上的图像能覆盖单条车道的宽度，机动车信息获取单元3的镜头朝下并偏向机动车驶来的方向40～50度，便于识别机动车牌照和车速测量。
如图1所示，分子旋光滤光的机动车尾气成像遥感监测方法，包括以下步骤：
步骤1、当机动车行驶到接近本监测装置时，首先进入机动车信息获取单元3的监测视场内，被机动车信息获取单元3监测到机动车的身份和行驶速度V。机动车继续行驶，当机动车的尾部到达成像遥感监测单元1的监测视场内，并即将脱离成像遥感监测单元1的监测视场时，机动车尾部排放出的污染气体形成的烟羽由成像探测器107成像拍照，获得灰度图像X，并将灰度图像X传送给信号处理单元2。
以下以监测机动车尾气中排放的NO为例，即填充气体为NO气体，来说明图像X中的信息，以及NO排放量的计算法：
如图3所示，机动车尾气烟羽中污染气体中的NO分子特征光谱201呈梳状离散特性，地面、机动车车身、大气中各成分、烟羽中除NO以外辐射的所有背景干扰光光谱202随环境不同而变化，其中，背景干扰光光谱202的B段光谱与NO分子特征光谱201在频谱位置上重叠在一起，即为带内干扰；A段光谱、C段光谱处于NO分子特征光谱201以外，即为带外干扰；滤光片106的滤光透射光谱204透射带正好覆盖NO分子特征光谱201。
机动车排放的污染气体形成的尾气烟羽中NO气体分子和其它成分辐射的红外光被成像镜头101所接收，同时被成像镜头101所接收的还有：地面、机动车车身以及大气中各成分辐射的红外光，所有这些进入成像镜头101的光，经过第一偏振棱镜102后变成线偏振光，线偏振光在经过分子泡103时，其中与NO分子特征光谱201的谱线重合的光谱频率成分因法拉第效应而发生偏振面的旋转，旋转后的偏振光从第二偏振棱镜105透射；而所有不与NO分子特征光谱201的谱线重合的光谱频率成分都不能在分子泡103内发生偏振面旋转，因此不能透过第二偏振棱镜105。综上所述，透过第二偏振棱镜105的光谱呈梳状透射特性，且透射谱线与NO分子特征光谱201的谱线在频谱上一一对应重合。实验测得的NO旋光透射光谱如图4所示。
这样一来，背景干扰光光谱202的A、C段被有效抑制掉，B段光谱中不与NO分子特征光谱201谱线重叠的那些谱线与谱线之间的干扰光也被有效抑制掉，只有机动车尾气中NO分子辐射的特征谱信号透过，当然与NO分子特征光谱201的谱线重叠在一起的背景干扰光还有少量残余，但其残余量占比已经少到可以忽略。
透过第二偏振棱镜105的光信号再经过滤光片106，滤光片106的透射光谱204为带通滤波，进一步抑制带外干扰，以提高带外抑制比，提高监测机动车尾气NO的信噪比。
步骤2、信号处理单元2将灰度图像X中各像元的信号强度值相加，并乘以转换系数，即可得到灰度图像X中所含的机动车尾部排放出的污染气体中与填充气体成分相同的气体的总质量m，即：
其中，Iij为灰度图像X上第i列第j行像元的信号强度值；
N为灰度图像X的总列数；
M为灰度图像X的总行数；
α为灰度图像X的像元的信号强度值与机动车尾部排放出的污染气体中与填充气体成分相同的气体的质量之间的转换系数。
步骤3、信号处理单元2通过以下公式获得机动车在单位时间(1s)内排放的污染气体中与填充气体成分相同的气体的排放速率m1s：
其中，m机动车尾部排放出的污染气体中与填充气体成分相同的气体的总质量；
L为成像遥感监测单元1的监测视场在行驶方向上覆盖的地面长度；
V为机动车的行驶速度。
步骤4、信号处理单元2通过以下公式获得机动车行驶单位公里(1km)内的排放的与填充气体成分相同的污染气体的总质量m1km，
其中，m机动车尾部排放出的污染气体中与填充气体成分相同的气体的总质量；
L为成像遥感监测单元1的监测视场在行驶方向上覆盖的地面长度。
通过替换填充气体为CO2气体或NO2气体或SO2气体。重复步骤1～4，可以获得对应的机动车尾部排放出的污染气体形成的尾气烟羽中与填充气体成分相同的气体的总质量、机动车尾部在单位时间(1s)排放出的烟羽中与填充气体成分相同的气体的排放速率m1s、机动车尾部在单位公里(1km)排放出的烟羽中与填充气体成分相同的气体总质量m1km。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改、补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (2)
1.分子旋光滤光的机动车尾气成像遥感监测装置，包括机动车信息获取单元(3)，其特征在于，还包括成像遥感监测单元(1)和信号处理单元(2)，
成像遥感监测单元(1)包括成像镜头(101)，透过成像镜头(101)的光依次经过第一偏振棱镜(102)、分子泡(103)、第二偏振棱镜(105)、滤光片(106)后由成像探测器(107)成像，分子泡(103)的外侧设置有磁体(104)，成像探测器(107)和机动车信息获取单元(3)分别与信号处理单元(2)连接，第一偏振棱镜(102)和第二偏振棱镜(105)的偏振方向正交，分子泡(103)内填充有填充气体，
所述的分子泡(103)包括中空的筒体，以及密封筒体两端的中红外玻璃窗，筒体的内部空间长度40～60mm，
所述的磁体(104)为缠绕在筒体外部的圆筒形螺线管，
所述的填充气体为NO气体，填充气体的气压为2000～5000pa；滤光片(106)的中心波长为5.33μm，带宽为400nm，所述的磁体(104)在分子泡(103)内产生磁场强度为2000Gs的轴向磁场；
或者所述的填充气体为NO2气体，填充气体的气压为1000～3000pa；滤光片(106)的中心波长为6.25μm，带宽为500nm，所述的磁体(104)在分子泡(103)内产生磁场强度为800Gs的轴向磁场。
2.利用权利要求1的分子旋光滤光的机动车尾气成像遥感监测装置进行分子旋光滤光的机动车尾气成像遥感监测方法，包括以下步骤：
步骤1、机动车信息获取单元(3)监测到机动车的身份和行驶速度V，当机动车的尾部到达成像遥感监测单元(1)的监测视场，并即将脱离成像遥感监测单元(1)的监测视场时，机动车尾部排放出的污染气体形成的烟羽由成像探测器(107)成像拍照，获得灰度图像X，并将灰度图像X传送给信号处理单元(2)，
步骤2、信号处理单元(2)通过以下公式获得灰度图像X中所含的机动车尾部排放出的污染气体中与填充气体成分相同的气体的总质量m，
其中，Iij为灰度图像X上第i列第j行像元的信号强度值；
N为灰度图像X的总列数；
M为灰度图像X的总行数；
α为灰度图像X的像元的信号强度值与机动车尾部排放出的污染气体中与填充气体成分相同的气体的质量之间的转换系数，
步骤3、信号处理单元(2)通过以下公式获得机动车在单位时间内排放的污染气体中与填充气体成分相同的气体的排放速率m1s
其中，m为机动车尾部排放出的污染气体中与填充气体成分相同的气体的总质量；
L为成像遥感监测单元(1)的监测视场在行驶方向上覆盖的地面长度；
V为机动车的行驶速度，
步骤4、信号处理单元(2)通过以下公式获得机动车行驶单位公里内的排放的与填充气体成分相同的污染气体的总质量m1km：
其中，m为机动车尾部排放出的污染气体中与填充气体成分相同的气体的总质量；
L为成像遥感监测单元(1)的监测视场在行驶方向上覆盖的地面长度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811081856.0A CN108801933B (zh) | 2018-09-17 | 2018-09-17 | 分子旋光滤光的机动车尾气成像遥感监测装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811081856.0A CN108801933B (zh) | 2018-09-17 | 2018-09-17 | 分子旋光滤光的机动车尾气成像遥感监测装置及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108801933A CN108801933A (zh) | 2018-11-13 |
| CN108801933B true CN108801933B (zh) | 2020-07-28 |
Family
ID=64082067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811081856.0A Active CN108801933B (zh) | 2018-09-17 | 2018-09-17 | 分子旋光滤光的机动车尾气成像遥感监测装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108801933B (zh) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL124971C (zh) * | 1961-03-14 | |||
| CN103414470B (zh) * | 2013-07-29 | 2016-01-20 | 北京大学 | 增益介质与量子参考介质分离的主动光钟产生方法和装置 |
| CN103712929B (zh) * | 2013-12-23 | 2017-01-11 | 南京新远见智能科技有限公司 | 一种机动车尾气监测系统 |
| CN105004674A (zh) * | 2015-08-04 | 2015-10-28 | 宁波海尔欣光电科技有限公司 | 在线检测人体呼气标识性顺磁气体分子浓度的装置 |
| CN105466491B (zh) * | 2015-12-28 | 2018-09-25 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 基于双通道分子滤光的成像式燃烧温度浓度测量装置 |
| CN106168577A (zh) * | 2016-08-03 | 2016-11-30 | 桐城市宇洁机动车尾气检测有限公司 | 车辆尾气多污染组份实时遥测方法和装置 |
-
2018
- 2018-09-17 CN CN201811081856.0A patent/CN108801933B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108801933A (zh) | 2018-11-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN207396336U (zh) | 光程检测机动车尾气装置 | |
| Zhang et al. | Enhancement of remote sensing for mobile source nitric oxide | |
| CN109444062B (zh) | 一种无人机载高排典型污染物差分吸收光谱检测方法 | |
| EP0909941B1 (de) | Infrarot Kraftfahrzeug Abgasanalyse mit Nullpunkteinstellung oder Temperaturdriftkorrektur | |
| CN103543112B (zh) | 基于大视场成像光谱仪的点污染源排放通量测量方法 | |
| EP3183722B1 (en) | Station for the integrated monitoring of environment and traffic | |
| CN107101962B (zh) | 多组分污染源污染气体柱浓度的紫外成像遥测装置与方法 | |
| CN108414469A (zh) | 基于tdlas扫描收发一体式机动车尾气遥感测量装置及方法 | |
| CN104535517B (zh) | 汽车尾气排放监控装置 | |
| CN106840260A (zh) | 机动车污染源在线监测系统 | |
| CN109187359A (zh) | 船舶排放污染气体差量吸收滤光成像遥感监测装置及方法 | |
| CN106769939A (zh) | 一种多轴差分吸收光谱仪的实时校准系统及测量校准方法 | |
| CN106124453A (zh) | 一种no2浓度分布探测的装置和方法 | |
| CN201285372Y (zh) | 测机动车尾气的无线传感器系统 | |
| CN1865927A (zh) | 面污染源排放通量的被动差分吸收光谱测量方法与装置 | |
| CN108152207A (zh) | 机动车尾气遥测系统 | |
| CN109238987A (zh) | 一种多光谱汽车尾气监测装置 | |
| CN108801933B (zh) | 分子旋光滤光的机动车尾气成像遥感监测装置及方法 | |
| CN202869972U (zh) | 一种机动车尾气监控系统 | |
| DE102004007405A1 (de) | Mobiles Terawatt-Femtosekunden-Laser-System (MTFLS) zur langreichweitigen Abtastung und zum spektroskopischen Nachweis von Bioaerosolen und chemischen Stoffen in der Atmosphäre | |
| CN103575675A (zh) | 机载多角度区域污染分布扫描探测装置 | |
| CN101995394A (zh) | 雾区能见度检测方法及其设备 | |
| CN108828050A (zh) | 一种毒气智能监测系统及监测方法 | |
| CN109239001B (zh) | 机动车尾气差量吸收滤光成像遥感监测装置及方法 | |
| CN205067360U (zh) | 一种二氧化硫气体成像遥测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |