一種基于安全的激光多維掃描的氣體檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于電子產(chǎn)品領(lǐng)域，主要涉及一種基于安全的激光多維掃描的氣體檢測系統(tǒng)，包括安全的激光發(fā)射單元、反射板、線陣激光傳感器單元、數(shù)據(jù)采集和處理單元，激光發(fā)射單元發(fā)射出對人體無害的調(diào)制中紅外激光平面，經(jīng)過反射板反射，部分光進(jìn)入線陣激光傳感器單元，傳感器將光信號轉(zhuǎn)換成電信號并傳輸給數(shù)據(jù)采集和處理單元。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本系統(tǒng)采用的光源是安全紅外光源，對人體無害，反射板塊在滿足反射率的前提下更耐磨損；采用激光平面檢測不受車輛類型和排氣管位置影響，還可以掃描出該車道不同位置的不同尾氣成分隨時(shí)間變化的濃度從而建立3D掃描圖并判斷車輛狀態(tài)；同時(shí)可以根據(jù)需要在多車道架設(shè)多個(gè)遙測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對多車道測量。
【專利說明】
一種基于安全的激光多維掃描的氣體檢測系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于電子產(chǎn)品領(lǐng)域，主要涉及一種基于安全的激光多維掃描的氣體檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)的機(jī)動車尾氣檢測常用方法是通過發(fā)射近紅外激光或一小束紫外平行光，以水平對射、水平反射及垂直反射中的其中一種方式測量從光路經(jīng)過的機(jī)動車排放尾氣濃度，但是水平對射及水平反射的方式，由于光束集中和不同車型排氣管高度的差異，導(dǎo)致光路無法完全涵蓋所有尾氣，而且水平測量難以分辨出多車道的尾氣遙測結(jié)果與車輛的對應(yīng)關(guān)系，也無法給出車道上車輛尾氣排放隨時(shí)間的立體變化情況。垂直反射的方式由于光源包含對人體有害的紫外光，存在傷害車內(nèi)人員的風(fēng)險(xiǎn)，而且地面的反射鏡十分容易因?yàn)榄h(huán)境的風(fēng)沙或經(jīng)過的車輛產(chǎn)生嚴(yán)重磨損，進(jìn)而削弱光信號強(qiáng)度而影響測量結(jié)果。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供種一種基于安全的激光多維掃描的氣體檢測系統(tǒng)，解決現(xiàn)有道路氣體檢測系統(tǒng)，檢測無法涵蓋路面所有尾氣、無法分車道收集檢測、以及紫外光束對人體存在風(fēng)險(xiǎn)等問題。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，采用如下的技術(shù)方案:一種基于安全的激光多維掃描的氣體檢測系統(tǒng)，所述氣體檢測系統(tǒng)包括安全的激光發(fā)射單元、反射板、線陣激光傳感器單元、數(shù)據(jù)采集和處理單元，激光發(fā)射單元包括一個(gè)或多個(gè)可調(diào)制的激光發(fā)射器和設(shè)置在激光發(fā)射器發(fā)射口的分光透鏡，激光波長設(shè)置為2um-10um，激光發(fā)射器的功率小于4W，發(fā)射出的激光光束透過分光透鏡分散折射形成激光平面，反射板設(shè)置在激光平面的光路上，線陣激光傳感器單元設(shè)置在反射板的反射方向上，激光平面經(jīng)過反射板反射，部分光進(jìn)入設(shè)備的線陣激光傳感器單元，線陣激光傳感器單元與數(shù)據(jù)采集和處理單元連接，將光信號轉(zhuǎn)換成電信號并傳輸給數(shù)據(jù)采集和處理單元。
[0005]本實(shí)用新型采用可調(diào)制的激光發(fā)射器，波長范圍2um-10um，功率小于4W，經(jīng)過分光透鏡分散折射，形成激光平面，該范圍的激光經(jīng)過折射分散成平面，不會對人體造成傷害，應(yīng)用于道路尾氣檢測，激光平面可以涵蓋整個(gè)車道，可以測量每一輛經(jīng)過的機(jī)動車的尾氣而不受車型或排氣管位置的影響。
[0006]進(jìn)一步地，所述分光透鏡為柱形透鏡，激光平面呈扇形光幕與地面垂直。激光光束經(jīng)過柱形透鏡分散折射，會形成扇形光幕。柱形透鏡的大小、與扇形光幕的寬度、反射板距離可以根據(jù)路面的實(shí)際情況作調(diào)整。
[0007]進(jìn)一步地，所述可調(diào)制的激光發(fā)射器，調(diào)制的激光波長范圍為3.3um-5.5um，功率小于2W。該波長范圍屬于對人體無害的中紅外光波，功率小于2W，該范圍的激光波長經(jīng)過折射，不會對人體造成傷害。
[0008]進(jìn)一步地，這種基于安全的激光多維掃描的氣體檢測系統(tǒng)可以采用水平測量或者垂直測量。水平測量時(shí)，安全的激光發(fā)射單元和反射板設(shè)置在路面的兩旁，激光發(fā)射器發(fā)射激光經(jīng)過分光透鏡折射，形成的激光平面從路的一側(cè)投射到另一側(cè)，光幕與路面垂直，反射板長度與激光平面同寬。該設(shè)置方式能夠涵蓋整個(gè)路面，不受車型為或排氣管位置的影響，用于路面環(huán)境檢測所得的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。垂直測量時(shí)，所述安全的激光發(fā)射單元設(shè)置在路面高架的橫桿上，所述反射板設(shè)置在路面上。路面的反射板很容易因?yàn)榄h(huán)境的風(fēng)沙或經(jīng)過的車輛產(chǎn)生嚴(yán)重磨損，所以采用高強(qiáng)度、耐磨的鋁合金或者不銹鋼金屬板，表面經(jīng)過多種特殊涂層加工，擁有更高的特征光譜反射率而且更耐磨損，其長度與路面單車道寬度相同。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本系統(tǒng)采用的光源是安全紅外光源，對人體無害，光源反射板塊在滿足反射率的前提下更耐磨損;采用激光平面測試不僅可以對經(jīng)過的機(jī)動車所排放的尾氣進(jìn)行快速測量，還可以掃描出該車道不同位置的不同尾氣成分隨時(shí)間變化的濃度從而建立3D掃描圖并判斷車輛狀態(tài)；同時(shí)可以根據(jù)需要在多車道架設(shè)多個(gè)遙測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對多車道機(jī)動車尾氣排放的測量。
【附圖說明】

[00?0]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的位置關(guān)系不意圖；
[0011 ]圖2是本實(shí)用新型激光反射單元的原理示意圖；
[0012]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例2的位置關(guān)系不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0014]實(shí)施例1
[0015]—種基于安全的激光多維掃描的氣體檢測系統(tǒng)，如圖1所示，主機(jī)I設(shè)置在路面高架的橫桿4上，主機(jī)包括安全的激光發(fā)射單元、線陣激光傳感器單元、數(shù)據(jù)采集和處理單元，如圖2所示，安全的激發(fā)射單元包含可調(diào)制的激光發(fā)射器11，以及設(shè)置在激光發(fā)射器11發(fā)射口的分光透鏡12，可調(diào)制的激光發(fā)射器的功率小于4W，波長可調(diào)范圍在3.3-5.5um。激光光束經(jīng)過柱形的分光透鏡12分散折射，形成扇形的激光平面3。如圖1所示，激光平面3與路面5垂直，涵蓋路面單車道，反射板2設(shè)置在路面5上，長度與路面單車道寬度相同。反射板采用高強(qiáng)度、耐磨的鋁合金，表面經(jīng)過多種特殊涂層加工，更加耐磨和反射率更高。激光平面3經(jīng)過反射板2反射，部分光反射進(jìn)去主機(jī)的線陣激光傳感器單元，線陣激光傳感器單元與數(shù)據(jù)采集和處理單元通過線路或者遠(yuǎn)程連接，將光信號轉(zhuǎn)換成電信號并傳輸給數(shù)據(jù)采集和處理單元，由數(shù)據(jù)采集和處理單元處理分析數(shù)據(jù)。
[0016]采用安全的激光平面垂直測量，不受車輛類型和排氣管高度不同的影響，采集的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，可以掃描出該車道不同位置的不同尾氣成分隨時(shí)間變化的濃度從而建立3D掃描圖并判斷車輛狀態(tài)；同時(shí)可以根據(jù)需要在多車道架設(shè)多個(gè)遙測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對多車道機(jī)動車尾氣排放的測量。
[0017]實(shí)施例2
[0018]—種基于安全的激光多維掃描的氣體檢測系統(tǒng)，如圖3所示，主機(jī)I和反射板2設(shè)置在路面5的兩旁，主機(jī)包括安全的激光發(fā)射單元、線陣激光傳感器單元、數(shù)據(jù)采集和處理單元，如圖2所示，安全的激發(fā)射單元包含可調(diào)制的激光發(fā)射器11，以及設(shè)置在激光發(fā)射器11發(fā)射口的分光透鏡12，可調(diào)制的激光發(fā)射器的功率小于4W，波長可調(diào)范圍在2-lOum。激光光束經(jīng)過柱形的分光透鏡12分散折射，形成扇形的激光平面3。如圖3所示，激光平面3與路面5垂直，橫穿路面整條車道，激光平面3經(jīng)過反射板2反射，部分光反射進(jìn)去主機(jī)的線陣激光傳感器單元，線陣激光傳感器單元與數(shù)據(jù)采集和處理單元連接，將光信號轉(zhuǎn)換成電信號并傳輸給數(shù)據(jù)采集和處理單元，由數(shù)據(jù)采集和處理單元處理分析數(shù)據(jù)。
[0019]該設(shè)置方式能夠涵蓋整個(gè)路面，不受車型為或排氣管位置的影響，用于路面環(huán)境檢測所得的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于安全的激光多維掃描的氣體檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體檢測系統(tǒng)包括安全的激光發(fā)射單元、反射板、線陣激光傳感器單元、數(shù)據(jù)采集和處理單元，激光發(fā)射單元包括一個(gè)或多個(gè)可調(diào)制的激光發(fā)射器和設(shè)置在激光發(fā)射器發(fā)射口的分光透鏡，激光波長設(shè)置為2um-l Oum，激光發(fā)射器的功率小于4W，發(fā)射出的激光光束透過分光透鏡分散折射形成激光平面，反射板設(shè)置在激光平面的光路上，線陣激光傳感器單元設(shè)置在反射板的反射方向上，線陣激光傳感器單元與數(shù)據(jù)采集和處理單元連接，將光信號轉(zhuǎn)換成電信號并傳輸給數(shù)據(jù)采集和處理單元。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述分光透鏡為柱形透鏡，激光平面呈扇形光幕與地面垂直。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述可調(diào)制的激光發(fā)射器，調(diào)制的激光波長范圍為3.3um-5.5um，功率小于2W。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述安全的激光發(fā)射單元設(shè)置在路面高架的橫桿上，所述反射板設(shè)置在路面上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣體檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述反射板為鋁合金或者不銹鋼金屬板，其長度與路面單車道寬度相同。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述安全的激光發(fā)射單元和反射板設(shè)置在路面的兩旁，反射板長度與激光平面同寬。
【文檔編號】G01N21/3504GK205719957SQ201620596514
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】鄭志強(qiáng), 林凱, 許俊發(fā), 張繼榮, 陳燦, 葉龍平, 林福創(chuàng)
【申請人】汕頭市勝霏爾環(huán)境科技有限公司