[实用新型]一种柴油机动车排放烟度实时检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及机动车尾气检测技术领域，尤其涉及一种柴油机动车排放烟度实时检测系统。

背景技术

柴油发动机工作时，由于碳、氢、硫化物的燃烧裂解，会产生一种直径较大的可见碳微粒(particulate matter，PM)，该物质对于人体健康和环境会造成极大的危害，因而控制排放已经成为城市和谐发展的必然要求。实际应用中，一般利用排放烟度值来描述碳颗粒(PM)的浓度。排放烟度不仅是评价柴油机大气污染程度的性能指标，也是评价柴油机的强化程度和燃烧过程是否完善的重要技术指标。通过测量排放烟度值，可以判断柴油机内部与排放控制相关部件的工作状态。

目前，柴油车排放烟度的测试通常采用滤纸式烟度法与不透光式烟度计法。其中，滤纸式烟度法由于其使用特性与自由加速烟度排放不能很好匹配，无法获取烟度实时值，只能测出描述柴油机自由加速烟度排放特性曲线关于时间的积分值，其测量精度不高。因而，在柴油机动车年检中，一般采用不透光烟度计法测量其排放烟度值，利用接触式烟雾采集装置对烟道内的透过率、浊度、消光度实施测量，以建立消光度和颗粒浓度(烟度)间的数量关系，实现对烟度的测量。

不透光烟度计的反应较为灵敏，可对柴油机动车进行模拟工况条件下的稳态排放烟度与瞬态排放烟度测量。不透光式烟度计法的检测弊端在于检测过程需要采用导管将柴油机动车排放气体导吸入测量导管，这种接触式的办法较为被动，无法对在道路上行驶的柴油机动车辆进行实时工况的尾气烟度检测。

发明内容

本实用新型的目的是克服目前无法对在道路上行驶的柴油车进行实时的尾气烟度检测的技术问题，提供了一种柴油机动车排放烟度实时检测系统，其能够对道路上行驶的柴油车进行实时的尾气烟度检测。

为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

本实用新型的一种柴油机动车排放烟度实时检测系统，包括激光发射装置和激光接收装置，所述激光发射装置用于发射出若干束相互平行的激光束到激光接收装置，所述激光接收装置包括聚焦系统、光电转换模块和数据处理装置，所述数据处理装置包括微处理器、电源模块和通信模块，聚焦系统用于接收激光发射装置发射出的所有激光束并将它们汇聚投射至光电转换模块，所述光电转换模块用于将投射至其上的激光束转换为对应电压值，所述微处理器分别与电源模块、光电转换模块和通信模块电连接。

在本技术方案中，激光发射装置和激光接收装置相对设置道路两侧。当柴油车经过检测系统所在位置时，柴油机动车排放的尾气位于激光发射装置和激光接收装置之间，激光发射装置发射出的若干束相互平行的激光束穿过尾气到达激光接收装置，激光接收装置内的聚焦系统接收激光发射装置发射出的所有激光束并将它们汇聚投射至光电转换模块，光电转换模块将投射至其上的激光束转换为对应电压值，并将其发送至微处理器，微处理器根据电压值计算出尾气的不透光度N，计算出的不透光度N即为柴油车排放的尾气的烟度值。

激光发射装置所发射出的激光经过尾气后产生与不透光度N相关联的光强信号，聚焦系统包括球面透镜，通过球面透镜将激光发射装置发射出的所有激光束汇聚投射至光电转换模块，光电转换模块采用硅光电二极管(S7686)，实现激光信号至硅光二极管反向电压信号的转换，微处理器的内置A/D转换模块实现电压信号的模数转换，并根据电压值计算出柴油车排放的尾气的烟度值，并通过通信模块发送到上位机或其他接收装置。

作为优选，所述激光发射装置包括激光发射单元和分光系统，所述激光发射单元用于发射出激光束到分光系统，所述分光系统用于将射入的激光束分成若干束相互平行的激光束发射到激光接收装置。激光发射单元采用绿光激光发射器，额定输出功率0-200mW可调，激光光谱波长响应范围480nm-660nm，光谱波段最大吸收幅值中心波长为532nm，峰值波长是550nm。分光系统包括若干个分光镜片，通过分光镜片的反射及折射作用，形成若干路平行激光束。

作为优选，所述激光发射装置还包括准直系统，所述准直系统用于将分光系统发射出的若干束相互平行的激光束进行准直调整后射出。

作为优选，所述数据处理装置还包括语音模块，所述语音模块与微处理器电连接。语音模块采用ANALOG DEVICES的SSM2211芯片，1.5W音频功放，实现实时的烟度值语音播报，在被测柴油车排放烟度超标时给出语音提示。

作为优选，所述数据处理装置还包括看门狗模块，所述看门狗模块与微处理器电连接。看门狗模块采用TI的TPS3823芯片，为微处理器提供电路初始化和定时监控。