CN201285372Y - 测机动车尾气的无线传感器系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种测机动车尾气的无线传感器系统，包括红外光源、带有进气口和排气口的检测气室、热电堆传感器、信号处理电路、GPRS无线发射模块。红外光源设于检测气室的一端且邻近进气口，检测气室的另一端设有滤光片，且滤光片邻近排气口，热电堆传感器设于滤光片的外侧。信号处理电路包括依次相连的放大单元、滤波单元、A/D转换单元、微处理器单元，热电堆传感器的输出与放大单元的输入相连，微处理器单元的输出与GPRS无线发射模块相连。本实用新型将非分光红外法测得的气体浓度信号通过GPRS无线传输模块发送至交通管理部门的监控中心，使交通管理部门可随时远程监控或抽查汽车所排放尾气，提高对汽车尾气的监控力度。

Description

测机动车尾气的无线传感器系统

技术领域

本实用新型属于气体监测领域，尤其涉及一种测机动车尾气的无线传感器系统，主要实现对CO₂、CO和HC化物浓度的实时监测。主要用于交通管理部门对汽车排放的尾气中CO和HC化物浓度进行实进监测或随机抽查。

背景技术

随着现代工业的发展，CO₂、CO和HC化物的排放越来越多，造成的温室效应等负面影响也日益严重，已经严重威胁到人类的生存。其中机动车辆排放的废气占了相当大的比例。因此，我们制定的汽车尾气的排放标准也日益严格。然而随着机动车辆数目的急剧增长，加大了交通管理部门的管理难度，很多尾气排放不合格的车辆仍在行驶。所以，就需要一套系统来对每辆汽车的排放尾气进行实时监控，以便交通管理部门随时监控或抽查。

而随着我国经济改革的不断深入和市场经济体制的逐步建立，公路建设、道路运输等各项交通事业正在跨越式地向前发展，为了实现进一步管理好运输市场，保证运输安全等一系列目标，各级交通部门正在积极推行“智能交通”：即通过运用先进的信息、通信、控制等高新技术对传统运输系统进行改造而形成的一种信息化、智能化、社会化的新型交通运输。目前车载GPS系统已被相关管理部门和企业所认识并正在积极推广应用中，GPS车载系统在汽车中的普及程度越来越高。

发明内容

本实用新型主要解决交通管理部门对汽车排放的尾气进行监控存在难度的技术问题；提供一种可随时远程监控或抽查汽车所排放尾气，提高交通管理部门对汽车尾气的监控力度的测机动车尾气的无线传感器系统。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括传感器及与传感器相连的信号处理电路，还包括红外光源、设有进气口和排气口的检测气室，所述的红外光源设于检测气室的一端且邻近进气口，检测气室的另一端设有滤光片，且滤光片邻近排气口，所述的传感器设于滤光片的外侧，所述的传感器为热电堆传感器；所述的信号处理电路的输出端与GPRS无线发射模块相连。被测汽车尾气从进气口流入检测气室，从排气口流出检测气室。红外光源发出特定波长范围的平行红外线，这些红外线通过流经检测气室的汽车尾气时其相应波段将被被测气体吸收，再通过滤光片时将滤掉其他干扰波段，热电堆传感器将此时的光强热效应转换成电信号输出。这里的热电堆传感器输出的电压信号与光强的关系可以近似认为是正比关系。这样热电堆传感器输出的电压信号便是与被测气体浓度相对应的电信号。由信号处理电路再对该信号进行分析便可得出被测气体的浓度，气体浓度结果通过GPRS无线传输模块以无线的方式发送至交通管理部门的监控中心。使交通管理部门可随时远程监控或抽查汽车所排放尾气，提高对汽车尾气的监控力度。

对于多种混合气体为了分析特定的组分可在对应的传感器前安装相应的吸收波长的窄带滤光片，使得传感器的信号只反映被测气体浓度的变化。

作为优选，所述的信号处理电路包括依次相连的放大单元、滤波单元、A/D转换单元、微处理器单元，所述的热电堆传感器的输出与放大单元的输入相连，所述的微处理器单元的输出与GPRS无线发射模块相连。传感器获得的浓度模拟电信号一般都比较微弱，通过放大单元准确地放大，使之成为可进行采样分析的模拟电信号，然后由滤波单元滤去高频的干扰信号，使之能比较准确反映被测气体的浓度信号，由A/D转换单元将该模拟电信号转换为便于进行运算分析的数字信号，再将该数字信号输送给微处理器单元进行分析处理。处理后的结果通过GPRS无线传输模块以无线的方式发送至交通管理部门的监控中心。

作为优选，所述的红外光源与红外源调制电路相连。通过红外源调制电路可调制红外光源的电压频率，获得所需要的红外光源。

作为优选，所述的检测气室的一端安装在右支座上，检测气室的另一端安装在左支座上，所述的红外光源穿过右支座伸入检测气室内，所述的热电堆传感器安装在靠近左支座的检测气室内，所述的信号处理电路及GPRS无线发射模块安装在左支座的外侧。左、右支座便于整个监测系统固定，结构更加合理。

本实用新型的有益效果是：通过非分光红外法测量气体浓度，并将气体浓度信号通过GPRS无线传输模块以无线的方式发送至交通管理部门的监控中心，使交通管理部门可随时远程监控或抽查汽车所排放尾气，提高对汽车尾气的监控力度，杜绝尾气排放不合格的车辆仍在行驶的现象发生。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是本实用新型中信号处理电路的一种电路连接原理框图。

图中1.红外光源，2.进气口，3.排气口，4.检测气室，5.滤光片，6.热电堆传感器，7.GPRS无线发射模块，8.放大单元，9.滤波单元，10.A/D转换单元，11.微处理器单元，12.红外源调制电路，13.右支座，14.左支座。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：本实施例的一种测机动车尾气的无线传感器系统，如图1所示，包括红外光源1、带有进气口2和排气口3的检测气室4、热电堆传感器6、信号处理电路、GPRS无线发射模块7。检测气室4的一端安装在右支座13上，检测气室4的另一端安装在左支座14上。红外光源1穿过右支座13伸入检测气室4内且邻近进气口2，红外光源1与安装于右支座13外侧的线路板上的红外源调制电路12相连。热电堆传感器6安装在靠近左支座14的检测气室4的端头内，热电堆传感器6的里侧安装有滤光片5，且滤光片5邻近排气口3，信号处理电路及GPRS无线发射模块7安装在左支座14的外侧面上。如图2所示，信号处理电路包括依次相连的放大单元8、滤波单元9、A/D转换单元10、微处理器单元11，热电堆传感器6的输出与放大单元8的输入相连，微处理器单元11的输出与GPRS无线发射模块7相连。

工作过程：通过红外源调制电路调制的红外光源发出所需要波段宽度(一般为2～10um)的红外光，流经检测气室的被测气体吸收相应波段的能量使红外辐射能量发生变化，再通过滤光片滤掉其他干扰波段，然后被热电堆传感器感知，将其转化为电信号输送给信号处理电路，经放大单元放大，再由滤波单元滤去高频的干扰信号，获得能比较准确反映被测气体浓度的信号，接着经过A/D转换单元把模拟信号转换为便于分析处理的数字信号，最后由微处理器单元进行分析处理，处理后的结果通过GPRS无线传输模块以无线的方式发送至交通管理部门的监控中心。微处理器单元完成数据运算和红外调制电压频率信号输出及与PC机串口通讯。

本实用新型便于交通管理部门随时远程监控或抽查汽车所排放尾气，提高对汽车尾气的监控力度，可杜绝尾气排放不合格的车辆仍在行驶的现象发生。

Claims (4)

1.一种测机动车尾气的无线传感器系统，包括传感器及与传感器相连的信号处理电路，其特征在于还包括红外光源(1)、设有进气口(2)和排气口(3)的检测气室(4)，所述的红外光源(1)设于检测气室(4)的一端且邻近进气口(2)，检测气室(4)的另一端设有滤光片(5)，且滤光片(5)邻近排气口(3)，所述的传感器设于滤光片(5)的外侧，所述的传感器为热电堆传感器(6)；所述的信号处理电路的输出端与GPRS无线发射模块(7)相连。

2.根据权利要求1所述的测机动车尾气的无线传感器系统，其特征在于所述的信号处理电路包括依次相连的放大单元(8)、滤波单元(9)、A/D转换单元(10)、微处理器单元(11)，所述的热电堆传感器(6)的输出与放大单元(8)的输入相连，所述的微处理器单元(11)的输出与GPRS无线发射模块(7)相连。

3.根据权利要求1所述的测机动车尾气的无线传感器系统，其特征在于所述的红外光源(1)与红外源调制电路(12)相连。

4.根据权利要求1或2或3所述的测机动车尾气的无线传感器系统，其特征在于所述的检测气室(4)的一端安装在右支座(13)上，检测气室(4)的另一端安装在左支座(14)上，所述的红外光源(1)穿过右支座(13)伸入检测气室(4)内，所述的热电堆传感器(6)安装在靠近左支座(14)的检测气室(4)内，所述的信号处理电路及GPRS无线发射模块(7)安装在左支座(14)的外侧。

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