基于可调谐激光器的机动车尾气遥感检测系统及方法

专利主权项内容

1.一种基于可调谐激光器的机动车尾气遥感检测系统的检测方法，其特征在于，基于可调谐激光器的机动车尾气遥感检测系统，包括激光器模组、激光器控制模块、光路准直阵列单元、光路聚焦及滤光阵列单元、半导体光电探测器组、信号采集及处理装置、光学反射镜单元和计算机；所述激光器控制模块控制所述激光器模组中的各激光器分别发出所需波长范围的检测光；所述激光器模组发出的多束检测光经过所述光路准直阵列单元准直形成平行光束并发射到所述光学反射镜单元；在开放式光路条件下，所述光学反射镜单元将穿过机动车尾气的激光检测光束反射至所述光路聚焦及滤光阵列单元进行聚焦和滤波处理，经所述聚焦及滤光阵列单元出射的检测光束经所述半导体光电探测器组探测接收并经所述信号采集及处理装置发送到所述计算机，所述计算机计算出开放式光路条件下机动车尾气中各组分浓度；该机动车尾气遥感检测系统还包括用于对光路进行自动标定的自动标定装置，所述自动标定装置设置在所述聚焦及滤光阵列单元外侧，所述计算机控制所述自动标定装置每隔一段时间运转至所述光路聚焦及滤光单元前对各个物种通道进行标定，该机动车尾气遥感检测系统还包括机动车速度/加速度测量模块及机动车车牌识别模块，所述计算机控制所述机动车速度/加速度测量模块测量机动车在尾气监测点的速度和加速度数据，同时控制所述机动车车牌识别模块拍摄机动车经过尾气监测点时车头或者车尾的照片并进行车牌识别，检测方法包括以下内容：1)获取理论气体红外二次谐波吸收峰幅值曲线；2)获取理论气体红外二次谐波吸收峰幅值的环境压力校正曲线；3)采用机动车尾气遥感检测系统对机动车尾气进行检测，具体过程为：3.1)利用自动标定装置进行标定，得到各个物种通道的标定参数；3.2)测量机动车经过之前空气背景值中各物种二次谐波吸收峰幅值；3.3)获取机动车经过设定时间内光路中各气体物种二次谐波吸收峰幅值和颗粒物不透光度T：PM式中，H为机动车经过后设定时间内颗粒物通道一次谐波吸收峰值，H为机动车挡光时的颗粒物通道一次谐波吸收峰值，H为没有机动车经过时背景空气的颗粒物通道一次谐波吸收峰值；1, obs1, zero1, bak3.4)获取机动车经过设定时间内尾气中各气体物种烟团值N变化趋势：obs其中，σ为光路中各气态污染物浓度，L为实际测量光程；H为机动车经过之后设定时间内实际测量得到的光路中各通道对应的二次谐波吸收峰值，H为没有机动车经过时背景空气中的各通道二次谐波吸收峰值；σ为理论标定气体物种浓度；f(P)为理论气体红外二次谐波吸收峰幅值的环境压力校正曲线；H为各气体物种理论二次谐波吸收峰幅值；obsobs2, obs2, bakcal2, cal3.5)根据各气态烟团值变化趋势利用最小二乘法拟合得到各气态物种之间浓度比值，再根据燃烧方程在计算机中反算得到机动车尾气中各气态物种浓度和颗粒物排放因子；3.6)计算机控制机动车速度/加速度测量模块、机动车车牌识别模块分别获取机动车经过时的机动车车牌号码和速度/加速度信息；4)计算机输出机动车尾气遥感检测数据，其中，机动车尾气遥感检测数据为机动车尾气中各气态物种浓度和颗粒物排放因子、机动车车牌号码和速度/加速度信息。