CN114252306B - 一种用于遥感检测的机动车尾气收集装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于遥感检测的机动车尾气收集装置及其检测方法，属于汽车尾气检测技术领域。本发明包括在车道路面和车道地基之间预埋的连通器构件，所述连通器构件包括进气管、出气管和底部的透明气池，透明气池两端面通过透明封盖密封，在透明气池的两侧面分别向上连通进气管和出气管，进气管和出气管的端口均直通车道路面，沿车道的行进方向上，呈进气管在先，出气管在后分布；贴近两个透明封盖处分别预埋遥感主机和遥感辅机，遥感主机和遥感辅机的镜头正对着透明封盖，使得开放道路上经过的机动车尾气可以迅速进入一个相对半封闭的透明气池的空间中，方便遥感主机的检测。
Description
技术领域
本发明涉及汽车尾气检测技术领域，更具体地说是一种用于遥感检测的机动车尾气收集装置及其检测方法。
背景技术
随着机动车数量的快速增长，我国大气污染呈现由煤烟向煤烟和机动车尾气混合型污染转变的趋势。机动车尾气排放造成的污染在空气污染中所占的比重呈现逐年上升趋势。机动车尾气主要的污染物包括括CO、CO2、NO、N02、HC、PM等等，每一种污染物排放量也随之逐年增加。车辆长期排放不达标，既日益加重空气污染、恶化大气环境，又影响人体健康，威胁到了人类的生存，而且损坏车辆、增加油耗。因此，进行机动车尾气检测是为了减少机动车排放的污染物，更好的改善我们的居住环境，促进经济社会可持续发展，保护人类的身心健康。所以，对于多组分的机动车尾气检测至关重要。
机动车尾气污染防治的紧迫性日益凸显，因此需要取样检测然后根据检测结果制定相应的防治措施，而目前的检测方法在城市中车辆检测区域集中取样后去试验室检测，但是这种离线检测方法通过模拟车辆行驶状态来检测尾气，无法准确地反映出尾气排放状况。
经检索，中国专利公布号，CN 106779213 A，公开，2017.05.31的专利申请，公开了一种城市机动车尾气实时遥感监测基址选取方法，由准备工作层、选址算法层和方案决策层组成。在确定了监测区域并收集了相关信息以后，根据道路的特征进行建模，然后基于此模型寻找城市路网内在的相似性并将其分类，从每类中选取代表道路，根据道路环境选择相应类型的设备，每套方案独立运行。接着对每个分类结果进行评估，得出一个最优方案，该方案需要建模处理，计算时，建模参数会影响实时取样的检测精度，因此实时取样的检测精度很难保证。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
针对现有机动车尾气不能实时取样检测和检测精度不高的问题，本发明设计了一种用于遥感检测的机动车尾气收集装置及其检测方法，通过车道路面和车道地基之间预埋连通器构件，利用连通器原理对汽车尾气实时取样，再通过遥感设备实时检测，使得被检测的尾气保持在一个相对稳定的环境中，大大增加了检测的精准度。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种用于遥感检测的机动车尾气收集装置，包括在车道路面和车道地基之间预埋的连通器构件，所述连通器构件包括进气管、出气管和底部的透明气池，透明气池两端面通过透明封盖密封，在透明气池的两侧面分别向上连通进气管和出气管，进气管和出气管的端口均直通车道路面，沿车道的行进方向上，呈进气管在先，出气管在后分布；贴近两个透明封盖处分别预埋遥感主机和遥感辅机，遥感主机和遥感辅机的镜头正对着透明封盖，使得开放道路上经过的机动车尾气可以迅速进入一个相对半封闭的透明气池的空间中，方便遥感主机的检测。
进一步的技术方案，进气管和出气管的端口均固定有防护网，避免颗粒物落入影响收集气体。
进一步的技术方案，进气管和出气管的中部均设置有S形的存水弯管，将进入进气管和出气管的积水暂存，避免积水影响尾气的收集和检测。
进一步的技术方案，存水弯管的底部外开有排水管，将积水直接渗入地下，当然，也可以通过连接外排水管外排。
进一步的技术方案，进气管与透明气池的相应侧面连通处高于出气管与透明气池的相应侧面连通处，利用尾气较重，即尾气密度大于空气的原理，上端进气，下端出气，尽量保证能够已检测的尾气在透明气池内排空。
进一步的技术方案，透明气池为边长为15～20cm的正方体结构，体积过大则干扰气体过多，且不易排空，过小则取样样太少，缺乏代表性。
进一步的技术方案，进气管和出气管之间的距离略小于汽车长度，一般为1m左右，如果过长，则干扰气体过多，取样失真，过短则车头形成的高压区和车尾形成的低压区很快融合而导致取样失败。
进一步的技术方案，透明气池的柱身为金属材质，承重力强；透明封盖为玻璃材质，避免遮挡遥感检测的光路。
一种用于遥感检测的机动车尾气收集装置的检测方法，步骤为：
S1、排气：在车道路面上行驶的车辆，车头部形成的高压区先路过进气管时，进气管两边的气压平衡打破，将车前部的空气压入进气管内，即时挤出之前透明气池内残留的被测尾气；
S2、集气：当车辆刚离开连通器构件范围时，靠近车尾一端的出气管上方的气压会低于远离车尾一段的进气管上方的气压；此时，形成的气压差就会将周围有尾气的空气通过进气管压入透明气池内，完成集气；
S3、检测：遥感主机和遥感辅机即时工作，遥感主机发射红外和/或紫外光，形成红外光路和/或紫外光路，并对遥感辅机反射回的光进行采样分析。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明的用于遥感检测的机动车尾气收集装置，通过预埋连通器构件，使得在开放的机动车道路上经过的汽车尾气可以迅速进入一个相对半封闭的透明气池空间中，形成尾气的即时取样，方便遥感设备的即时检测；
(2)本发明的用于遥感检测的机动车尾气收集装置，充分利用了联通器原理，利用汽车行驶过程中产生的压力差将汽车排出的尾气吸入气池中，使得被检测的气体保持在一个相对稳定的环境中，并且，由于该结构将光路转移到地下，光路暴露在外部环境中受到的影响就会相应的变小，大大增加了检测的精准度和即时性。
附图说明
图1为本发明的用于遥感检测的机动车尾气收集装置结构示意图；
图2为本发明的用于遥感检测的机动车尾气收集装置侧视结构示意图；
图3本发明中的用于遥感检测的机动车尾气收集装置俯视结构示意图。
图中：1-连通器构件；2-遥感主机；3-遥感辅机；5-透明封盖；10、车道路面；11-进气管；12-出气管；13-存水弯管；14-透明气池；15-排水管；18-防护网；20-车道地基；31-红外光路；32-紫外光路。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。
实施例1
本实施例的用于遥感检测的机动车尾气收集装置，如图1所示，在车道路面10和车道地基20之间预埋连通器构件1，所述连通器构件1包括进气管11、出气管12和底部的透明气池14，透明气池14两端面通过透明封盖5密封，在透明气池14的两侧面分别向上连通进气管11和出气管12，进气管11和出气管12的端口均直通车道路面10，沿车道的行进方向上，如图1所示的上方箭头指向，呈进气管11在先，出气管12在后分布；贴近两个透明封盖5处分别预埋遥感主机2和遥感辅机3，遥感主机2和遥感辅机3的镜头正对着透明封盖5，使得开放道路上经过的机动车尾气可以迅速进入一个相对半封闭的透明气池14的空间中，方便遥感主机2的检测。
本实施例的用于遥感检测的机动车尾气收集装置的检测方法，步骤为：
S1、排气：在车道路面10上行驶的车辆，车头部形成的高压区先路过进气管11时，进气管11两边的气压平衡打破，将车前部的空气压入进气管11内，即时挤出之前透明气池14内残留的被测尾气；
S2、集气：当车辆刚离开连通器构件1范围时，靠近车尾一端的出气管12上方的气压会低于远离车尾一段的进气管11上方的气压；此时，形成的气压差就会将周围有尾气的空气通过进气管11压入透明气池14内，完成集气；
S3、检测：遥感主机2和遥感辅机3即时工作，如图2、3所示，遥感主机2发射红外和/或紫外光，即可以单独发射红外光或紫外光，也可以同时发射红外光或紫外光，相应的单独形成红外光路31或紫外光路32，也可以同时形成红外光路31和紫外光路32的双路光路，并对遥感辅机3反射回的光进行采样分析。选择红外光路31和紫外光路32是利用尾气中不同物质组分对于不同波段的光有吸收的特性，根据特定波段的光强减弱程度来推断气体中物质组分。
本实施例的用于遥感检测的机动车尾气收集装置及其检测方法，充分利用了联通器原理，利用汽车行驶过程中产生的压力差将汽车排出的尾气吸入透明气池14中，使得开放道路上经过的汽车尾气可以迅速进入一个相对半封闭的空间中，使得被检测的气体保持在一个相对稳定的环境中，方便遥感设备的检测，并且，由于该结构将光路转移到地下，光路暴露在外部环境中受到的影响就会相应的变小，大大增加了检测的精准度。
实施例2
本实施例的一种用于遥感检测的机动车尾气收集装置，基本结构同实施例1，不同和改进之处在于：如图3所示，进气管11和出气管12的端口均固定有防护网18，避免颗粒物落入影响收集气体。如图1所示，进气管11和出气管12的中部均设置有S形的存水弯管13，将进入进气管11和出气管12的积水暂存，避免积水影响尾气的收集和检测。存水弯管13的底部外开有排水管15，将积水直接渗入地下，当然，也可以通过连接外排水管外排。进气管11与透明气池14的相应侧面连通处高于出气管12与透明气池14的相应侧面连通处，利用尾气较重，即尾气密度大于空气的原理，上端进气，下端出气，尽量保证能够已检测的尾气在透明气池14内排空。透明气池14为边长为15～20cm的正方体结构，体积过大则干扰气体过多，且不易排空，过小则取样样太少，缺乏代表性，透明气池14的体积大小还涉及一个重要的问题，就是光路在经过被测样品时的等效光程，光程太短吸收后衰减太少，传感器精度不够无法检出变化。光程太长，光强衰减过度，导致检出的结果无法与被测样品浓度在一定范围内呈现出相关性，而20cm左右的光程适合遥感检测Ⅰ型的遥感主机2和遥感辅机3。进气管11和出气管12之间的距离略小于汽车长度，一般为1m左右，如果过长，则干扰气体过多，取样失真，过短则车头形成的高压区和车尾形成的低压区很快融合而导致取样失败。透明气池14的柱身为金属材质，承重力强；透明封盖5为玻璃材质，避免遮挡遥感检测的光路。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种用于遥感检测的机动车尾气收集装置的检测方法，其特征在于：包括在车道路面（10）和车道地基（20）之间预埋的连通器构件（1），所述连通器构件（1）包括进气管（11）、出气管（12）和底部的透明气池（14），透明气池（14）两端面通过透明封盖（5）密封，在透明气池（14）的两侧面分别向上连通进气管（11）和出气管（12），进气管（11）和出气管（12）的端口均直通车道路面（10），沿车道的行进方向上，呈进气管（11）在先，出气管（12）在后分布；贴近两个透明封盖（5）处分别预埋遥感主机（2）和遥感辅机（3），遥感主机（2）和遥感辅机（3）的镜头正对着透明封盖（5）；
步骤为：
S1、排气：在车道路面（10）上行驶的车辆，车头部形成的高压区先路过进气管（11）时，进气管（11）两边的气压平衡打破，将车前部的空气压入进气管（11）内，即时挤出之前透明气池（14）内残留的被测尾气；
S2、集气：当车辆刚离开连通器构件（1）范围时，靠近车尾一端的出气管（12）上方的气压会低于远离车尾一段的进气管（11）上方的气压；此时，形成的气压差就会将周围有尾气的空气通过进气管（11）压入透明气池（14）内，完成集气；
S3、检测：遥感主机（2）和遥感辅机（3）即时工作，遥感主机（2）发射红外和/或紫外光，形成红外光路（31）和/或紫外光路（32），并对遥感辅机（3）反射回的光进行采样分析。
2.根据权利要求1所述的用于遥感检测的机动车尾气收集装置的检测方法，其特征在于：所述进气管（11）和出气管（12）的端口均固定有防护网（18）。
3.根据权利要求2所述的用于遥感检测的机动车尾气收集装置的检测方法，其特征在于：所述进气管（11）和出气管（12）的中部均设置有S形的存水弯管（13）。
4.根据权利要求3所述的用于遥感检测的机动车尾气收集装置的检测方法，其特征在于：所述存水弯管（13）的底部外开有排水管（15）。
5.根据权利要求4所述的用于遥感检测的机动车尾气收集装置的检测方法，其特征在于：所述进气管（11）与透明气池（14）的相应侧面连通处高于出气管（12）与透明气池（14）的相应侧面连通处。
6.根据权利要求5所述的用于遥感检测的机动车尾气收集装置的检测方法，其特征在于：所述透明气池（14）为边长为15~20cm的正方体结构。
7.根据权利要求1至6任一所述的用于遥感检测的机动车尾气收集装置的检测方法，其特征在于：所述进气管（11）和出气管（12）之间的距离小于汽车长度。
8.根据权利要求7所述的用于遥感检测的机动车尾气收集装置的检测方法，其特征在于：所述透明气池（14）的柱身为金属材质；透明封盖（5）为玻璃材质。
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