CN209247619U - 一种多光束激光多车道机动车尾气遥感检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多光束激光多车道机动车尾气遥感检测系统，包括检测光发射单元和反射单元及合束单元、分束单元，检测光发射单元包括多束激光光源，检测光发射单元和反射单元在应用时分别设置在道路的两侧，多光束激光多车道机动车尾气遥感检测系统还包括准直单元、多束激光光源信号处理单元；多束激光光源产生的多束光信号经过合束单元后形成合束光，分束单元用于接收由反射单元反射回来的合束光，且将合束光分束后传输至多束激光光源信号处理单元。本实用新型通过激光替代现有技术中的点光源，传输距离及准直性更强。

Description

一种多光束激光多车道机动车尾气遥感检测系统

技术领域

本实用新型涉及机动车尾气检测技术领域，具体涉及一种多光束激光多车道机动车尾气遥感检测系统。

背景技术

随着机动车保有量的显著增长，机动车尾气对大气环境的负面影响日趋严重。对机动车尾气进行污染物检测很有必要。

如授权公告号CN205049475U的实用新型专利公开的一种机动车或船双光程多车道尾气遥感检测系统。该系统包括控制装置、红外光产生装置、紫外光产生装置、合束装置、反射镜、分束装置、红外光谱仪和紫外光谱仪。合束装置不间断的向反射镜发射红外和紫外的合束光，道路对面的发射镜将其反射给分束装置，道路上行驶的机动车穿过这些合束光时，排出的尾气会对合束光中的红外光和紫外光进行相应地吸收，分束装置将经吸收后的反射光分束给红外光谱仪和紫外光谱仪，红外光谱仪和紫外光谱仪能检测此时接收光光谱的变换情况，控制装置根据传输来的光谱变化，计算出尾气中的CO、CO₂、碳氢化合物、氮氧化合物和颗粒物污染的浓度。该系统中需要使用红外光发生装置和紫外光发生装置以及分别对应的红外光谱仪和紫外光谱仪，导致结构复杂，而且红外光、紫外光的准直性不是很好。

实用新型内容

本实用新型的目的是多光束激光多车道机动车尾气遥感检测系统，由激光光源代替红外光和紫外光。

为实现上述目的，本实用新型多光束激光多车道机动车尾气遥感检测系统采用如下技术方案：多光束激光多车道机动车尾气遥感检测系统，包括检测光发射单元和反射单元及合束单元、分束单元，检测光发射单元包括多束激光光源，检测光发射单元和反射单元在应用时分别设置在道路的两侧，多光束激光多车道机动车尾气遥感检测系统还包括准直单元、多束激光光源信号处理单元；多束激光光源产生的多束光信号经过合束单元后形成合束光，准直单元设置在合束光的光路上、且位于合束单元的出光口处；分束单元用于接收由反射单元反射回来的合束光，且将合束光分束后传输至多束激光光源信号处理单元。

进一步地，合束装置与准直单元之间通过光纤传输合束光。

进一步地，所述反射单元与分束单元之间的反射光路上设有过滤单元，过滤单元设置在分束单元的入光口处，过滤单元用于过滤杂光。

进一步地，多光束激光多车道机动车尾气遥感检测系统还包括控制单元、黑烟视频捕捉单元、车牌视频捕捉单元、气象单元、测速单元，黑烟视频捕捉单元、车牌视频捕捉单元、气象单元、测速单元及多束激光光源信号处理单元均与所述控制单元连接；黑烟视频捕捉单元用于记录机动车排出尾气的黑烟情况；车牌视频捕捉单元用于拍摄机动车车牌；气象单元用于检测大气环境参数；测速单元用于对机动车进行测速。

进一步地，气象单元包括风向传感器、风速传感器、微处理器、温度传感器、湿度传感器。

进一步地，黑烟视频捕捉单元和视频捕捉单元分别包括一网络摄像头或红外摄像头。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过激光光源替代现有技术中的点光源，传输距离及准直性更强；同时多束激光经过合束单元可以实现光源整合，便于光路对准；分束单元单元实现激光分离，用同一传感器接收信号，可以减少传感器之间的个体差异，提高检测精度。

附图说明

图1是本实用新型多光束激光多车道机动车尾气遥感检测系统的原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型多光束激光多车道机动车尾气遥感检测系统的实施例：如图1所示，包括控制单元、检测光发射单元和反射单元及合束单元、分束单元，以及准直单元、多束激光光源信号处理单元、过滤单元。检测光发射单元和反射单元在应用时分别设置在道路的两侧，对过往的机动车排放尾气进行检测。

检测光发射单元包括多束激光光源，能够发射多束不同波长的光，分别对应机动车尾气中的CO，CO₂、碳氢化合物、氮氧化合物、不透明度等特征吸收波段。

多束激光光源产生的多束光信号经过合束单元后形成合束光，合束单元采用现有技术中的合束片或者合束器，原理为，不同波长的光，经过角锥棱镜及镀上相关膜系的发射镜的反射及透射能够使多束激光光源合为一束光。通过合束单元，可以减少通过的光路数，降低设备大小，使得设备更便携，同时保证测量数据的同步性。

准直单元设置在合束光的光路上、且位于合束单元的出光口处。合束装置与准直单元之间通过光纤传输合束光。通过设置准直单元，减少合束光在传播时的发散，起到准直作用，实现更长距离传输，适用于多车道，对不同车道上的机动车尾气进行检测。通过光纤传输，进一步地降低光信号的发散。准直单元可以采用现有技术中的准直光学系统，或者倒置的望远镜光学系统。

分束单元用于接收由反射单元反射回来的合束光，且将合束光分束后传输至多束激光光源信号处理单元。发射单元可以采用反射镜，合束单元不间断地的向发射镜发射合束光，道路对面的反射镜将合束光发射至分束单元。道路上的机动车穿过合束光时，机动车排出的尾气对合束光中的不同波长的光进行相应地吸收。分束单元将经吸收后的反射光分两束，红外光为一束，紫外光为一束，传输给多束激光光源信号处理单元进行处理，多束激光光源信号处理单元可以采用现有技术的光谱仪。分束单元是合束单元的逆方向。根据多束激光光源前后光强吸收的吸收系数，得出机动车尾气排放中的CO、CO2、HC、NO浓度及不透光度紫等参数。尾气中各气体浓度的计算的算法，属于常规技术。

反射单元与分束单元之间的反射光路上设有过滤单元，过滤单元设置在分束单元的入光口处，过滤单元用于过滤杂光。通过设置过滤单元，防止杂光对检测结果造成影响。过滤单元可以由若干个滤光片组成，对杂光进行过滤，降低信噪比。

多光束激光多车道机动车尾气遥感检测系统还包括控制单元、黑烟视频捕捉单元、车牌视频捕捉单元、气象单元、测速单元，黑烟视频捕捉单元、车牌视频捕捉单元、气象单元、测速单元及多束激光光源信号处理单元均与所述控制单元连接。

黑烟视频捕捉单元用于记录机动车排出尾气的黑烟情况；车牌视频捕捉单元用于拍摄机动车车牌。黑烟视频捕捉单元和视频捕捉单元分别包括一网络摄像头或红外摄像头。在机动车经过合光束时，控制单元控制启动黑烟视频捕捉单元，记录黑烟情况，当黑烟超标时，启动车牌视频捕捉单元，将对应机动车的车牌号拍摄下来，传给控制单元。

气象单元用于检测大气环境参数，气象单元包括风向传感器、风速传感器、微处理器、温度传感器、湿度传感器。气象单元属于现有技术。

测速单元用于对机动车进行测速，测量机动车速度、加速度，可采用速度检测仪。计算出车辆的VSP，对车辆行驶状态进行判断。测速单元这部分内容属于现有技术。

控制单元可以是单片机或工控机等，控制单元接收机动车尾气污染物浓度、车牌信息、机动车速度、加速度以及气象信息，并将上述信息进行组合和存储，最终生成遥感检测结果。

Claims (6)

1.多光束激光多车道机动车尾气遥感检测系统，包括检测光发射单元和反射单元及合束单元、分束单元，其特征在于：检测光发射单元包括多束激光光源，检测光发射单元和反射单元在应用时分别设置在道路的两侧，多光束激光多车道机动车尾气遥感检测系统还包括准直单元、多束激光光源信号处理单元；多束激光光源产生的多束光信号经过合束单元后形成合束光，准直单元设置在合束光的光路上、且位于合束单元的出光口处；分束单元用于接收由反射单元反射回来的合束光，且将合束光分束后传输至多束激光光源信号处理单元。

2.根据权利要求1所述的多光束激光多车道机动车尾气遥感检测系统，其特征在于：合束装置与准直单元之间通过光纤传输合束光。

3.根据权利要求1所述的多光束激光多车道机动车尾气遥感检测系统，其特征在于：所述反射单元与分束单元之间的反射光路上设有过滤单元，过滤单元设置在分束单元的入光口处，过滤单元用于过滤杂光。

4.根据权利要求1至3任一项所述的多光束激光多车道机动车尾气遥感检测系统，其特征在于：多光束激光多车道机动车尾气遥感检测系统还包括控制单元、黑烟视频捕捉单元、车牌视频捕捉单元、气象单元、测速单元，黑烟视频捕捉单元、车牌视频捕捉单元、气象单元、测速单元及多束激光光源信号处理单元均与所述控制单元连接；黑烟视频捕捉单元用于记录机动车排出尾气的黑烟情况；车牌视频捕捉单元用于拍摄机动车车牌；气象单元用于检测大气环境参数；测速单元用于对机动车进行测速。

5.根据权利要求4所述的多光束激光多车道机动车尾气遥感检测系统，其特征在于：气象单元包括风向传感器、风速传感器、微处理器、温度传感器、湿度传感器。

6.根据权利要求4所述的多光束激光多车道机动车尾气遥感检测系统，其特征在于：黑烟视频捕捉单元和视频捕捉单元分别包括一网络摄像头或红外摄像头。