CN109297936A - 基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统 - Google Patents

基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统 Download PDF

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Abstract

一种基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统，包括多维矩阵式尾气遥测仪、蜂窝遮阳防风矩阵、地面清扫系统、速度和加速度测量系统、车辆抓拍识别系统、环境气象检测系统、前端主控以及服务器平台。本发明的基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统在检测系统中设置多组检测机构，能有效保证车辆的检测率及数据有效性；系统设计了蜂窝遮阳防风矩阵，可以减少车辆尾气检测时环境风的影响。

Description

基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统
技术领域
本发明属于车辆污染物监测技术领域，具体涉及一种基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统。
背景技术
据公安部交管局统计，截至2017年6月底，全国机动车保有量达3.04亿辆，其中汽车2.05亿辆，全国有49个城市的汽车保有量超过100万辆，23个城市超200万辆，6个城市超300万辆。汽车保有量的快速增加，对我国能源、环境带来巨大压力。
《中国机动车环境管理年报(2018)》显示，北京地区移动排放源对颗粒物浓度贡献上升到45％。在机动车污染中，柴油车和非道路移动源排放问题最突出，占汽车保有量7.8％的柴油货车，排放了77.8％的颗粒物(PM)，由此可见，搞好汽车尾气排放污染防治，柴油车的排放管控至关重要；而柴油车的尾气排放防治，中型、重型货车和大型客车的尾气排放管控是重中之重。
柴油车多为货车，车辆长度区间大，载货与空载对污染物排放的影响大；其排气管位置多样，其中很大一部分并不露出车体，隐藏在车底中部或中前部；其排气方向分为侧向排气，和水平向下排气。这些因素给柴油车的遥感测量带来了非常大的麻烦。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统，以便解决上述问题的至少之一。
本发明是通过如下技术方案实现的：
本发明提供一种基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统，包括，多维矩阵式尾气遥测仪，用于多维度扫描机动车的排气烟羽，包括：若干组尾气遥测仪，其水平架设于道路两边或垂直架设于龙门架与地面之间，内部装有：核心模块，用于数据处理；地面清扫系统，架设于地面上，关联到所述核心模块，根据地面情况开启清扫装置；速度和加速度测量系统，水平架设于道路两边，关联到所述核心模块，用于测量车辆的速度和加速度；车辆抓拍识别系统，架设于龙门架上，用于抓拍经过的辆车；环境气象检测系统，架设于龙门架上，用于采集环境气象信息；蜂窝遮阳防风矩阵，安装于尾气遥感检测区，用于降低外界阳光对检测的影响；前端主控，其安装于地面上的恒温机柜中，网络连接至所述核心模块、所述车辆抓拍识别系统以及所述环境气象检测系统，用于存储并显示柴油车尾气排放信息、环境气象信息以及车辆抓拍信息；以及服务器平台，网络连接至所述前端主控，通过前端主控显示和存储的车辆信息实现远程监控。
优选地，所述尾气遥测仪的核心模块设备采用绿色激光作为光源，光电二极管作为接收器，由光源发出绿光照射到接收器端；当光束被烟团遮挡后，污染物引起光度的变化，接收器上产生一组电信号，通过处理电信号，求出机动车尾气的烟度。
优选地，所述多维矩阵式尾气遥测仪布置方式为若干水平布置或若干垂直布置。
优选地，所述若干组尾气遥测仪之间通过RS422方式连接。
优选地，所述若干组尾气遥测仪内部还包括校准模块，其连接到所述核心模块，用于设备的定期校准。
优选地，所述若干组尾气遥测仪内部还包括柴油车尾气遥测主机和辅机，其分别设置于所述尾气遥测仪的两侧。
优选地，所述地面清扫系统、所述速度和加速度测量系统以及所述校准模块通过RS485方式接到所述核心模块。
优选地，所述地面清扫系统，当检测到光路异常时，将水箱内的玻璃水喷出至玻璃表面上；带动吹扫机构往返运动实施清扫作用；清扫过程完成后，喷出空气保证玻璃表面的干燥整洁。
优选地，所述环境气象信息包括风速、风向、温度、湿度以及压力；当风速＞5m/s时，测量的尾气数据无效。
优选地，所述蜂窝遮阳防风矩阵整体为金属框架，外附板材的结构；
所述蜂窝遮阳防风矩阵安装有通风装置，尾气检测完毕后启动排风，避免矩阵内的尾气残留影响下一辆车的尾气检测结果。
从上述技术方案可以看出，本发明的基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统具有以下有益效果：
(1)检测系统中设置多组检测机构，覆盖绝大多数车辆的排气位置，能有效的保证车辆的检测率及数据有效性，解决柴油车尾气排口不统一的问题；
(2)系统采用多维矩阵式检测，通过对不同维度的检测数据进行动态分析，设置环境因子补偿及背景采集功能，从而保证测量的有效性和准确性；
(3)系统设计了蜂窝遮阳防风矩阵可以减少车辆尾气检测时环境风的影响，同时矩阵安装有通风装置，尾气检测完毕后可启动排风，避免矩阵内的尾气残留影响下一辆车的尾气检测结果；
(4)系统设计了地面清扫系统，减少地面灰尘的影响，根据光能量值判断是否需要喷洒玻璃水。
附图说明
图1为本发明实施例中基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统的示意图；
图2为本发明实施例中基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统的各部分布局图。
【附图标记说明】
1-第一尾气遥测仪； 2-车辆抓拍识别系统；
3-环境气象检测系统； 4-龙门架；
5-速度和加速度测量系统； 6-第二尾气遥测仪；
7-校准模块； 8-核心模块；
9-地面清扫系统； 10-蜂窝遮阳防风矩阵；
11-恒温机柜； 12-前端主控。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
一种基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统，包括多维矩阵式尾气遥测仪、蜂窝遮阳防风矩阵、地面清扫系统、速度和加速度测量系统、车辆抓拍识别系统、环境气象检测系统、前端主控以及服务器平台。本发明的基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统在检测系统中设置多组检测机构，能有效保证车辆的检测率及数据有效性；系统设计了蜂窝遮阳防风矩阵，可以减少车辆尾气检测时环境风的影响。
具体地，本发明提供一种基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统。图1为基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统的示意图。如图1所示，基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统的示意图包括，多维矩阵式尾气遥测仪，用于多维度扫描机动车的排气烟羽，包括：若干组尾气遥测仪，其水平架设于道路两边或垂直架设于龙门架与地面之间，内部装有：核心模块，用于数据处理；地面清扫系统，架设于地面上，关联到所述核心模块，根据地面情况开启清扫装置；速度和加速度测量系统，水平架设于道路两边，关联到所述核心模块，用于测量车辆的速度和加速度；车辆抓拍识别系统，架设于龙门架上，用于抓拍经过的辆车；环境气象检测系统，架设于龙门架上，用于采集环境气象信息；蜂窝遮阳防风矩阵，安装于尾气遥感检测区，用于降低外界阳光对检测的影响；前端主控，其安装于地面上的恒温机柜中，网络连接至所述核心模块、所述车辆抓拍识别系统以及所述环境气象检测系统，用于存储并显示柴油车尾气排放信息、环境气象信息以及车辆抓拍信息；以及服务器平台，网络连接至所述前端主控，通过前端主控显示和存储的车辆信息实现远程监控。
所述尾气遥测仪的核心模块设备采用绿色激光作为光源，光电二极管作为接收器，由光源发出绿光照射到接收器端；当光束被烟团遮挡后，污染物引起光度的变化，接收器上产生一组电信号，通过处理电信号，求出机动车尾气的烟度。
所述多维矩阵式尾气遥测仪布置方式为若干水平布置或若干垂直布置。
所述若干组尾气遥测仪之间通过RS422方式连接。
所述若干组尾气遥测仪内部还包括校准模块，其连接到所述核心模块，用于设备的定期校准。
所述若干组尾气遥测仪内部还包括柴油车尾气遥测主机和辅机，其分别设置于所述尾气遥测仪的两侧。
所述地面清扫系统、所述速度和加速度测量系统以及所述校准模块通过RS485方式接到所述核心模块。
所述地面清扫系统，当检测到光路异常时，将水箱内的玻璃水喷出至玻璃表面上；带动吹扫机构往返运动实施清扫作用；清扫过程完成后，喷出空气保证玻璃表面的干燥整洁。
所述环境气象信息包括风速、风向、温度、湿度以及压力；当风速＞5m/s时，测量的尾气数据无效。
所述蜂窝遮阳防风矩阵整体为金属框架，外附板材的结构；
所述蜂窝遮阳防风矩阵安装有通风装置，尾气检测完毕后启动排风，避免矩阵内的尾气残留影响下一辆车的尾气检测结果。
以下结合具体实施例和附图，对本发明的基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统作进一步的阐述说明。
图2为基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统的各部分的布局图。如图2所示，包括第一尾气遥测仪1、第二尾气遥测仪6、蜂窝遮阳防风矩阵10、地面清扫系统9、速度和加速度测量系统5、车辆抓拍识别系统2、环境气象检测系统3、前端主控12以及服务器平台。
第一尾气遥测仪1和第二尾气遥测仪6通过RS422方式连接并连接到第二尾气遥测仪6的核心模块8上，地面清扫系统9、速度和加速度测量5、校准模块等都通过RS485方式连接到核心模块8上，核心模块8通过网络将采集的信息发送到前端主控12上。同时，车辆抓拍识别系统2、环境气象检测系统3也通过网络信号连接到恒温机柜11中的前端主控12中，由前端主控12将柴油车尾气排放信息、环境气象信息、车辆抓拍信息关联上并显示和存储，前端主控12也可以将相关信息再发送到服务器平台上实现远程监测。
第一尾气遥测仪1架设于龙门架4和地面，第二尾气遥测仪6架设于道路两边，分别用于多维度扫描机动车的排气烟羽，通过分析烟羽通过光路后能量的衰减值计算出柴油车尾气排放的不透光值。不透光值得测量范围在(0～100％)，测量精度可以达到国家计量院的标准±2％。多维矩阵式尾气遥测仪可以根据现场情况架设，多组水平布置也可以多组垂直布置，包括柴油车尾气遥测主辅机、核心模块、校准装置。
第一尾气遥测仪1和第二尾气遥测仪6内部装有校准模块7和核心模块8，分别用于设备的定期校准以及数据处理。
地面清扫系统9，关联到核心模块8，当检测到光路异常时，开启清扫装置。利用微型高压泵将水箱内的玻璃水加压通过高压水管输送至扇形喷嘴，由扇形喷嘴将玻璃水喷出至钢化玻璃表面上；通过单轴步进模组带动吹扫机构往返运动，利用硅胶条实清扫作用；清扫过程完成后，关闭微型高压泵，启动电磁流阀将空气压缩后经高压水管输送并由扇形喷嘴喷出用于保证压板玻璃表面的干燥整洁，使得积水积尘问题的吹扫得到有效解决。
车辆抓拍识别系统2和环境气象监测系统3，架设于龙门架4之上，车辆抓拍识别系统用于抓拍经过的每一辆车并识别出车牌号并通过网络协议将车辆信息传到前端主控上。环境气象监测系统通过网络或通讯接口将采集到的环境气象信息(风速、风向、温度、湿度、压力)，作为系统判定的辅助，当风速＞5m/s时，测量的尾气数据无效。
柴油车经过站多为室外恶劣环境，该系统为了防止阳光、刮风对检测结果的影响，设计了蜂窝遮阳防风矩阵，此矩阵安装于尾气遥感检测区，可以降低外界阳光对检测的影响，防风效果比较好，可以适应10m/s的风速，高于《HJ 845-2017在用柴油车排气污染物测量方法》中的5.0m/s的风速要求。
综上所述，本发明的基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统检测系统中设置多组检测机构，覆盖绝大多数车辆的排气位置，能有效的保证车辆的检测率及数据有效性，解决柴油车尾气排口不统一的问题；系统设计了蜂窝遮阳防风矩阵可以减少车辆尾气检测时环境风的影响。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统，其特征在于，包括：
多维矩阵式尾气遥测仪，用于多维度扫描机动车的排气烟羽，包括：
若干组尾气遥测仪，其水平架设于道路两边或垂直架设于龙门架与地面之间，内部装有：
核心模块，用于数据处理；
地面清扫系统，架设于地面上，关联到所述核心模块，根据地面情况开启清扫装置；
速度和加速度测量系统，水平架设于道路两边，关联到所述核心模块，用于测量车辆的速度和加速度；
车辆抓拍识别系统，架设于龙门架上，用于抓拍经过的辆车；
环境气象检测系统，架设于龙门架上，用于采集环境气象信息；
蜂窝遮阳防风矩阵，安装于尾气遥感检测区，用于降低外界阳光对检测的影响；
前端主控，其安装于地面上的恒温机柜中，网络连接至所述核心模块、所述车辆抓拍识别系统以及所述环境气象检测系统，用于存储并显示柴油车尾气排放信息、环境气象信息以及车辆抓拍信息；以及
服务器平台，网络连接至所述前端主控，通过前端主控显示和存储的车辆信息实现远程监控。
2.根据权利要求1所述的基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统，其特征在于，
所述尾气遥测仪的核心模块设备采用绿色激光作为光源，光电二极管作为接收器，由光源发出绿光照射到接收器端；
当光束被烟团遮挡后，污染物引起光度的变化，接收器上产生一组电信号，通过处理电信号，求出机动车尾气的烟度。
3.根据权利要求1所述的基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统，其特征在于，所述多维矩阵式尾气遥测仪布置方式为若干水平布置或若干垂直布置。
4.根据权利要求1所述的基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统，其特征在于，所述若干组尾气遥测仪之间通过RS422方式连接。
5.根据权利要求1所述的基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统，其特征在于，所述若干组尾气遥测仪内部还包括校准模块，其连接到所述核心模块，用于设备的定期校准。
6.根据权利要求1所述的基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统，其特征在于，所述若干组尾气遥测仪内部还包括柴油车尾气遥测主机和辅机，其分别设置于所述尾气遥测仪的两侧。
7.根据权利要求1所述的基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统，其特征在于，所述地面清扫系统、所述速度和加速度测量系统以及所述校准模块通过RS485方式接到所述核心模块。
8.根据权利要求1所述的基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统，其特征在于，所述地面清扫系统，当检测到光路异常时，将水箱内的玻璃水喷出至玻璃表面上；带动吹扫机构往返运动实施清扫作业；清扫过程完成后，喷出空气保证玻璃表面的干燥整洁。
9.根据权利要求1所述的基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统，其特征在于，
所述环境气象信息包括风速、风向、温度、湿度以及压力；
当风速>5m/s时，测量的尾气数据无效。
10.根据权利要求1所述的基于矩阵式柴油车排气污染物的遥测系统，其特征在于，
所述蜂窝遮阳防风矩阵整体为金属框架，外附板材的结构；
所述蜂窝遮阳防风矩阵安装有通风装置，尾气检测完毕后启动排风，避免矩阵内的尾气残留影响下一辆车的尾气检测结果。
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