CN215066458U - 尾气遥感装置的动态采集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种尾气遥感装置的动态采集系统，通过在车体内设置横向驱动装置用于调节其上的气室结构的横向位置，从而方便将气室结构收回至车体内，横向驱动装置上安装有电动伸缩杆用于调节气室结构的高度使其适应不同高度下的机动车尾气的位置调节，其中的自锁式的电机用于调节气室结构的横向和纵向的位置，车体上的进气通道和气室结构上的进气管通过插入式的连接方式进行导通，方便充气同时方便分离，实用新型能真实模拟不同高度的模拟烟团，实现对气室的自动充气的作业，简化了校准实验的操作流程，提供了检测的效率，同时也进一步优化了气室13结构，提高了实验的精度和准度。

Description

尾气遥感装置的动态采集系统

技术领域

本实用新型属于机动车尾气检测技术的技术领域，尤其涉及一种尾气遥感装置的动态采集系统。

背景技术

随着国民生活水平的提高，我国机动车的数量也飞速增长，机动车尾气对环境的污染越来越严重。机动车尾气遥感监测装置得到越来越多的使用，机动车尾气遥感监测装置需要检测以保证仪器的准确性。

现有的检测方法是将标准混合气体充入气室后在光路的传导路线上进行校准，以此来确定系统的修正系数。目前机动车尾气遥感检测技术依据原理不同主要采用非分光红外光谱技术(NDIR，Non-Dispersive InfraRed)、差分吸收光谱技术 ( DOAS，DifferentialOptical Absorption Spectroscopy) 和激光吸收光谱技术 ( LAS，Laser AbsorptionSpectroscopy) 等。三种技术是以吸收光谱原理和Beer-Lambert定律为基础，当光路从待测气体介质中经过，气体分子会发生能量跃迁。不同能级之间的跃迁所需能量不同，因此不同气体分子需要吸收不同波长的红外光跃迁，产生红外吸收光谱。在中红外波段，基频吸收带和吸收幅度较大，可以对汽车尾气中的CO2、CO、NO、HC等气体进行定性定量检测。遥感测试法主要是基于光谱特征吸收原理与视频图像分析技术。是一种非接触式的实时车辆尾气检测方法。车辆尾气排出后会扩散形成烟羽，遥测设备会通过光源控制器发射光（红外光、激光和紫外光），利用光通过烟羽后强度的变化可测得尾气中主要污染物气体成分的相对体积浓度比，再通过燃烧方程反解可初步得到各污染物成分的体积浓度。

目前国内主要采用的是这种静态的测量校准方式，目前国内计量校准检测机构对机动车尾气遥测系统的校准都是采用标准气体在静态条件下通过密闭气室进行校准，无法有效在开放空间下实施动态校准。还存在一些问题：（1）在开放的环境空间实时动态测量的，受环境变化影响，如风向、风速、温度、湿度、雨雪等影响较大，再加上机动车行驶经过仪器时机动车的工况情况不一样，因此校准检测数据误差要大于传统仪器。对测量环境要求高，一般测量要求在无雨雪、大雾、沙尘和风速低于3级的条件。（2）检出率不高，经常会出现一项或几项测量参数无法测出的情况。（3）单车重复性较差，在车辆不同行驶工况下，排放差异大，测量数据规律性不强。（4）相关法律、法规和针对动态尾气检测装置的校准、检定规范等都需要逐步完善。（5）传统静态测试校准仅仅能反应检测器灵敏度问题，无法真正反应整个系统数值的准确性。因为遥测系统是在机动车移动过程中尾气排放过程中检测的，整个系统数据的处理输出是通过燃烧方程二次换算得到的。所以不运动的静态测试也就无法触发二次换算，无法进一步得到真正的尾气排放数据。

总之，目前我国机动车尾气遥测系统相关计量标准整体与实际应用情况并不完全适用，成为制约机动车尾气精确测量、治理的瓶颈。导致监测数据可信度不高、不确定性大，甚至有的在用尾气遥测系统形同虚设，造成极大浪费。所以急需能形成量值传递关系的动态、静态相结合的双模校准测量技术和装置。

基于动态的模拟过程即是在开放的环境下,对行驶状态中的机动车尾气进行监测时,由于尾气烟羽会迅速扩散以及过往机动车排气管高度的不同,导致直接测量得到的各组分浓度绝对值不能真实反映机动车尾气排放状况。然而,对于同一尾气烟羽来说,各组分的相对体积比系数在其不同位置处分别都是相同的,分析得到机动车尾气烟团排放特征，依据烟团横截面积和存在寿命确定测试光路最佳位置和光程长短，植入计算模型，在此基础上，采取分解参数标定方式。即：采用实验室烟团模拟解决烟团特征值标定和计算模型初步核验问题；再采用现场动态测试解决干扰因素问题；在现场全面实现对行驶中机动车尾气烟团进行动态测量校准的实验和计算，采用实验室标定、现场测试和综合分析的方式解决计算模型正确性的问题。

我们在动态模拟的过程中，不仅需要随时根据机动车尾气排放位置的高低调节模拟气室的位置，同时还需要多次对气室内充入浓度不同的多组气体成分，每次都需要用气管将气罐与气室连接，比较麻烦，有时气管的位置还会影响到实验的最终结果，并在如果在一个移动的车体上，在不使用时，其尾部安装一个气室结构就会显得非常突兀，因此，我们亟待一种尾气遥感装置的动态采集系统用于解决上述问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供了尾气遥感装置的动态采集系统，用以解决背景技术中提到的充气不方便，气室位置无法进行适应性调整的问题。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

尾气遥感装置的动态采集系统，包括移动检测车和尾气遥感监测系统，其特征在于，所述的检测车上连接数据采集单元、温湿度传感器、速度传感器、加速度传感器、气体分析监控单元、车辆综合控制单元、环境参数测量单元、信号传输接收发射单元，所述的信号传输接收发射单元经网络与数据接收处理单元相连接；

数据采集单元分别与气体分析监控单元、车辆综合控制单元、温湿度传感器、速度传感器、加速度传传感器相连接，信号传输接收发射单元与数据采集单元相连接，所述的检测车上安装有烟团模拟单元，所述的烟团模拟单元与气体分析监控单元相连接；

所述的烟团模拟单元包括安装在车体上的横向驱动装置，所述的横向驱动装置的上端连接一电动伸缩杆，所述的电动伸缩杆的上端连接一L形板，所述的L形板的上端的另一端安装一自锁式电机，所述的自锁式电机的输出轴安装气室，气室两端安装固定环，固定环中间设置盖体，所述的固定环上连接有阀体结构，车体上安装有多组储气罐，一侧固定环上的阀体结构与多组储气罐之间连接有活动式的气体连通机构，使得气室与储气罐之间实现气体的连通，所述的气室上连接有烟气分析仪，经烟气分析仪与气体分析监控单元相连接，所述的自锁式电机、驱动电机和升降装置均与控制器之间电性连接。

优选的，所述的横向驱动装置包括安装在车体尾部的固定块，所述的固定块上开有T形槽，所述的T形槽内滑动连接有T形块，所述的T形槽内转动连接一与T形块螺纹配合的丝杠，所述的丝杠端部经安装在车体上的驱动电机进行驱动，所述的T形块的上端连接电动伸缩杆，驱动电机与控制器之间电性连接。

优选的，所述的气体连通机构包括安装在车体尾部的圆形板，所述的圆形板上连接有多组与固定环一侧的阀体结构相对应的多组进气通道，还包括与固定环一侧阀体结构相连接的进气管，所述的进气通道的左端连接有一内径小于进气通道内径的限位环，所述的进气管的外径与限位环的内径相匹配，所述的进气通道左端的内壁上连接一十字固定杆，且进气通道内轴向滑动连接一与限位环配合的封堵板，所述的封堵板与进气通道内壁之间经十字形连杆轴向滑动连接，封堵板与十字固定杆之间连接有第一弹簧，进气通道的另一端与相应的气罐进行连接，所述的进气管的端部的侧壁上开有多组进气孔，进气管外侧壁上连接有用于对进气管起到密封作用的密封装置。

优选的，所述的密封装置包括安装在进气管外的固定环，所述的固定环朝着进气孔的一侧置有滑动配合在进气管外侧壁上的橡胶环，所述的橡胶环与固定环之间连接有第二弹簧。

优选的，所述的气室上安装有压力表和安全阀，所述的气室外连接有多组加热带，多组加热带经安装在底板上的恒温控制器控制温度。

优选的，所述的阀体结构为单向导通的电磁阀体结构。。

优选的，所述的横向驱动装置驱动其上的一侧的固定环上的阀体结构的极限位置满足进气孔能完成插入至进气通道内。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过在车体内设置横向驱动装置用于调节其上的气室结构的横向位置，从而方便将气室结构收回至车体内，横向驱动装置上安装有电动伸缩杆用于调节气室结构的高度使其适应不同高度下的机动车尾气的位置调节，其中的自锁式的电机用于调节气室结构的横向和纵向的位置，车体上的进气通道和气室结构上的进气管通过插入式的连接方式进行导通，方便充气同时方便分离，实用新型能真实模拟不同高度的模拟烟团，且能随横向驱动装置改变位置，使其在不使用时收回至车体内，同时通过气室13的转位，气体连通机构在横向驱动装置的带动下，实现对气室13的自动充气的作业，简化了校准实验的操作流程，提供了检测的效率，同时也进一步优化了气室13结构，提高了实验的精度和准度。

附图说明

图1是本实用新型的流程框图。

图2是本实用新型的实体图。

图3是本实用新型的立体结构图视角一。

图4是本实用新型的立体结构图视角二。

图5是本实用新型的车体内部的俯视图。

图6是本实用新型的主视图。

图7是本实用新型中模拟烟团处于检测工位时的部分立体结构图。

图8是本实用新型中模拟烟团处于将要充气工位时的部分立体结构图。

图9是本实用新型中进气管道和进气管配合的剖面视图。

图10是本实用新型中进气管道内的封堵板的立体结构图。

图中，1、检测车；2、数据采集单元；3、温湿度传感器；4、速度传感器；5、加速度传感器；6、气体分析监控单元；7、车辆综合控制单元；8、环境参数测量单元；9、信号传输接收发射单元；10、电动伸缩杆；11、L形杆；12、自锁式电机；13、气室；14、固定环；15、盖体；16、阀体结构；17、储气罐；18、固定块；19、T形槽；20、T形块；21、丝杠；22、驱动电机；23、圆形板；24、进气通道；25、进气管；26、限位环；27、十字固定杆；28、封堵板；29、十字形连杆；30、第一弹簧；31、进气孔；32、固定环；33、橡胶环；34、第二弹簧；35、压力表；36、安全阀；37、加热带。

具体实施方式

以下结合附图1-10对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。

实施例一，尾气遥感装置的动态采集系统，包括移动检测车1和尾气遥感监测系统，移动检测车1上携带有模拟烟团的装置，用来模拟尾气烟团，实现动态检测，其特征在于，所述的检测车1上连接数据采集单元2、温湿度传感器3、速度传感器4、加速度传感器5、气体分析监控单元6、车辆综合控制单元7、环境参数测量单元8、信号传输接收发射单元9，所述的信号传输接收发射单元9经网络与数据接收处理单元相连接；

数据采集单元2分别与气体分析监控单元6、车辆综合控制单元7、温湿度传感器3、速度传感器4、加速度传传感器相连接，信号传输接收发射单元9与数据采集单元2相连接，温湿度传感器3与环境参数测量单元8相连接，同时对环境的温度，湿度进行检测，环境参数测量单元8对环境的湍流场，外界光场，等参数进行实时测量，速度传感器4和加速度传感器5将移动检测车1的实施速度信息和加速度信息传递给数据采集单元2，经信号传输接收发射单元9将信号输送给数据接收处理单元，尾气遥感监测系统会在相应的参数下对烟团的各气体浓度数据进行检测，然后与实际的浓度值进行比对，达到校准的目的，所述的检测车1上安装有烟团模拟单元，所述的烟团模拟单元与气体分析监控单元6相连接，气体分析监控单元6对烟团模拟单元中的各组分的气体浓度进行实时检测，然后将数据输送给数据采集单元2进行收集；

所述的烟团模拟单元包括安装在车体上的横向驱动装置，横向驱动装置可以带动烟团模拟单元在车体尾部的内部进行横向方向上的移动，实现烟团模拟单元横向位置上的改变，所述的横向驱动装置的上端连接一电动伸缩杆10，所述的电动伸缩杆10的上端连接一L形板11，电动伸缩杆10是为了调节模拟烟团的高度，方便其适应不同高度的机动车的尾气浓度检测，L形板11可以将烟团模拟单元上的烟团在使用时推出至车尾外部，方便遥感检测的红外线能顺利穿过模拟烟团，所述的L形板11的上端的另一端安装一自锁式电机12，自锁式电机12用于将气室13进行横向和纵向方向上的转位，所述的自锁式电机12的输出轴安装气室13，气室13两端安装固定环32，固定环32中间设置盖体15，所述的固定环32上连接有阀体结构16，气室13采用筒体结构，气室13内部涂覆有黑色的聚四氟乙烯涂层，防止气室13内部腐蚀的同时防止在校准过程中光路经过气室13时发生漫反射，影响校准，固定环32中部的盖体15为氟化钙玻璃制成，使得遥感监测装置的光束能顺利投进那个过氟化钙玻璃结构，所述的固定环32上连接有多组与气室13相连通的阀体结构16，一侧的阀体为进气阀，另一端连接出气阀，多个进气阀同时进气快速充入气体，多个出气阀快速出气，使气室13内气体快速达到稳定状态，防止气室13内气体形成湍流，此处的进气阀和出气阀可以采用单向的电磁阀体结构16，使得气体只能进行单向传导，同时还可以将阀体进行关闭，此外为了保持恒温调节，气室13外部包覆有加热带37，通过恒温控制器调节使气室13内气体温度达到恒温条件，整个气室13能够模拟真实机动车尾气烟团的成分存在、包括温度压强等关键参数的最大程度贴近，再通过标准气体直接喷射形式比对测试，考察机动车行驶过程中所产生湍流带来的影响，分解测量不确定度来源，一侧固定环32上的阀体结构16与多组储气罐17之间连接有活动式的气体连通机构，使得气室13与储气罐17之间实现气体的连通，所述的气室13上连接有烟气分析仪，经烟气分析仪与气体分析监控单元6相连接，所述的自锁式电机12、驱动电机22和升降装置均与控制器之间电性连接，首先，我们可以通过横向驱动装置调节其上连接电动伸缩杆10、L形板11和气室13结构的位置，使其在不使用的情况下，收回到车体内，不影响车体的正常使用，在使用时则通过横向驱动装置将气室13结构推出至车尾外，模拟机动车烟团排放时的位置，同时也方便遥感监测系统对烟团进行照射分析检测，其次可以通过电动伸缩杆10调节气室13的位置，使其适应不同高度的机动车尾部烟团的排放情况，更加仿真，但是此时需要注意的是，我们同时也需要调节遥感监测装置的高度，使之与其匹配，自锁式电机12是为了对气室13结构实现九十度的转位效果，使其能顺利在随着横向驱动装置移动的过程中，能顺利通过气体连通机构与多组储气罐17之间进行充气作业，充气结束则自动断开，避免了在遥感监测过程中，充气连接管对遥感监测数据的影响，本实用新型能真实模拟不同高度的模拟烟团，且能随横向驱动装置改变位置，使其在不使用时收回至车体内，同时通过气室13的转位，气体连通机构在横向驱动装置的带动下，实现对气室13的自动充气的作业，简化了校准实验的操作流程，提供了检测的效率，同时也进一步优化了气室13结构，提高了实验的精度和准度。

实施例二，在实施例一的基础上，所述的横向驱动装置包括安装在车体尾部的固定块18，所述的固定块18上开有T形槽19，所述的T形槽19内滑动连接有T形块20，所述的T形槽19内转动连接一与T形块20螺纹配合的丝杠21，所述的丝杠21端部经安装在车体上的驱动电机22进行驱动，所述的T形块20的上端连接电动伸缩杆10，驱动电机22与控制器之间电性连接，通过控制器驱动丝杠21的转动，从而实现T形块20的横向移动，驱动电机22带动T形块20的移动时有限制的，T形块20横向两端的分别是气室13处于检测的位置和充气的位置，当T形块20横向移动到固定块18中间的位置处时，则说明此时可以将气室13收回至车体内，暂时不进行使用。

实施例三，在实施例一的基础上，所述的气体连通机构包括安装在车体尾部的圆形板23，所述的圆形板23上连接有多组与固定环32一侧的阀体结构16相对应的多组进气通道24，在气室13随着自锁式电机12进行转位时，通常是将进气口的一端与多组的进气通道24进行对准，此处，我们选取六组均布的进气通道24和进气阀体为例来进行说明，还包括与固定环32一侧阀体结构16相连接的进气管25，所述的进气通道24的左端连接有一内径小于进气通道24内径的限位环26，所述的进气管25的外径与限位环26的内径相匹配，使得进气管25在朝着进气通道24移动的过程中能顺利经过限位环26插入到进气管25内，此处需要注意的是，两者的位置要对准，一般我们采取将电动伸缩杆10驱动气室13移动至最下端的位置处时，才进行进气通道24和进气管25的对准，所述的进气通道24左端的内壁上连接一十字固定杆27，且进气通道24内轴向滑动连接一与限位环26配合的封堵板28，所述的封堵板28与进气通道24内壁之间经十字形连杆29轴向滑动连接，封堵板28与十字固定杆27之间连接有第一弹簧30，封堵板28在第一弹簧30的作用下，压在限位环26上，使其内部的气体不能从中流出，封堵板28的四周有十字形连杆29，是为了在封堵板28打开时，气体可以顺利从十字形连杆29的间歇中流出，其中十字固定杆27的设置的目的也是一样的，都是为了在封堵板28打开时，气体可以从进气通道24内流出，进气通道24的另一端与相应的气罐进行连接，气罐上通过电磁阀控制气体流速和流量，所述的进气管25的端部的侧壁上开有多组进气孔31，进气孔31用于通过气体，气体从进气通道24内经进气孔31输送至进气管25中，进气管25外侧壁上连接有用于对进气管25起到密封作用的密封装置；

所述的密封装置包括安装在进气管25外的固定环32，所述的固定环32朝着进气孔31的一侧置有滑动配合在进气管25外侧壁上的橡胶环33，所述的橡胶环33与固定环32之间连接有第二弹簧34，在进气管25插入到进去通道内以后，进气管25道会通过橡胶环33压缩第二弹簧34，使得橡胶环33抵在进气管25道上，从而实现对交接处的密封作用。

本实用新型在进行使用时，我们可以通过横向驱动装置调节其上连接气室13结构的位置，使其在不使用的情况下，收回到车体内，不影响车体的正常使用，在使用时则通过横向驱动装置将气室13结构推出至车尾外，模拟机动车烟团排放时的位置，同时也方便遥感监测系统对烟团进行照射分析检测，其次可以通过电动伸缩杆10调节气室13的位置，使其适应不同高度的机动车尾部烟团的排放情况，更加仿真，但是此时需要注意的是，我们同时也需要调节遥感监测装置的高度，使之与其匹配，自锁式电机12是为了对气室13结构实现九十度的转位效果，使其能顺利在随着横向驱动装置移动的过程中，将进气管25和进气通道24对准，进气管25将限位环26上的封堵板28打开，随着横向驱动装置的移动，进气通道24压缩第二弹簧34，使得橡胶环33对连接处进行密封，气体从十字固定杆27的位置处经进气孔31通入到气室13内，充气结束，只需要通过横向驱动装置将气室13上的进气管25从进气通道24内抽出即可，整个充气过程充随着位置的改变自动开启和自动断开，避免了在遥感监测过程中，充气连接管对遥感监测数据的影响，本实用新型能真实模拟不同高度的模拟烟团，且能随横向驱动装置改变位置，使其在不使用时收回至车体内，同时通过气室13的转位，气体连通机构在横向驱动装置的带动下，实现对气室13的自动充气的作业，简化了校准实验的操作流程，提供了检测的效率，同时也进一步优化了气室13结构，提高了实验的精度和准度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.尾气遥感装置的动态采集系统，包括移动检测车（1）和尾气遥感监测系统，其特征在于，所述的检测车（1）上连接数据采集单元（2）、温湿度传感器（3）、速度传感器（4）、加速度传感器（5）、气体分析监控单元（6）、车辆综合控制单元（7）、环境参数测量单元（8）、信号传输接收发射单元（9），所述的信号传输接收发射单元（9）经网络与数据接收处理单元相连接；

数据采集单元（2）分别与气体分析监控单元（6）、车辆综合控制单元（7）、温湿度传感器（3）、速度传感器（4）、加速度传传感器相连接，信号传输接收发射单元（9）与数据采集单元（2）相连接，所述的检测车（1）上安装有烟团模拟单元，所述的烟团模拟单元与气体分析监控单元（6）相连接；

所述的烟团模拟单元包括安装在车体上的横向驱动装置，所述的横向驱动装置的上端连接一电动伸缩杆（10），所述的电动伸缩杆（10）的上端连接一L形板（11），所述的L形板（11）的上端的另一端安装一自锁式电机（12），所述的自锁式电机（12）的输出轴安装气室（13），气室（13）两端安装固定环（32），固定环（32）中间设置盖体（15），所述的固定环（32）上连接有阀体结构（16），车体上安装有多组储气罐（17），一侧固定环（32）上的阀体结构（16）与多组储气罐（17）之间连接有活动式的气体连通机构，使得气室（13）与储气罐（17）之间实现气体的连通，所述的气室（13）上连接有烟气分析仪，经烟气分析仪与气体分析监控单元（6）相连接，所述的自锁式电机（12）、驱动电机（22）和升降装置均与控制器之间电性连接。

2.根据权利要求1所述的尾气遥感装置的动态采集系统，其特征在于，所述的横向驱动装置包括安装在车体尾部的固定块（18），所述的固定块（18）上开有T形槽（19），所述的T形槽（19）内滑动连接有T形块（20），所述的T形槽（19）内转动连接一与T形块（20）螺纹配合的丝杠（21），所述的丝杠（21）端部经安装在车体上的驱动电机（22）进行驱动，所述的T形块（20）的上端连接电动伸缩杆（10），驱动电机（22）与控制器之间电性连接。

3.根据权利要求1所述的尾气遥感装置的动态采集系统，其特征在于，所述的气体连通机构包括安装在车体尾部的圆形板（23），所述的圆形板（23）上连接有多组与固定环（32）一侧的阀体结构（16）相对应的多组进气通道（24），还包括与固定环（32）一侧阀体结构（16）相连接的进气管（25），所述的进气通道（24）的左端连接有一内径小于进气通道（24）内径的限位环（26），所述的进气管（25）的外径与限位环（26）的内径相匹配，所述的进气通道（24）左端的内壁上连接一十字固定杆（27），且进气通道（24）内轴向滑动连接一与限位环（26）配合的封堵板（28），所述的封堵板（28）与进气通道（24）内壁之间经十字形连杆（29）轴向滑动连接，封堵板（28）与十字固定杆（27）之间连接有第一弹簧（30），进气通道（24）的另一端与相应的气罐进行连接，所述的进气管（25）的端部的侧壁上开有多组进气孔（31），进气管（25）外侧壁上连接有用于对进气管（25）起到密封作用的密封装置。

4.根据权利要求3所述的尾气遥感装置的动态采集系统，其特征在于，所述的密封装置包括安装在进气管（25）外的固定环（32），所述的固定环（32）朝着进气孔（31）的一侧置有滑动配合在进气管（25）外侧壁上的橡胶环（33），所述的橡胶环（33）与固定环（32）之间连接有第二弹簧（34）。

5.根据权利要求1所述的尾气遥感装置的动态采集系统，其特征在于，所述的气室（13）上安装有压力表（35）和安全阀（36），所述的气室（13）外连接有多组加热带（37），多组加热带（37）经安装在底板上的恒温控制器控制温度。

6.根据权利要求1所述的尾气遥感装置的动态采集系统，其特征在于，所述的阀体结构（16）为单向导通的电磁阀体结构（16）。

7.根据权利要求3所述的尾气遥感装置的动态采集系统，其特征在于，所述的横向驱动装置驱动其上的一侧的固定环（32）上的阀体结构（16）的极限位置满足进气孔（31）能完成插入至进气通道（24）内。

Images