專利名稱：一種汽車尾氣排放檢測裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車尾氣排放檢測裝置和方法。
背景技術(shù)：
目前城市污染越來越嚴(yán)重，空氣中含有大量的CO、 HC (碳?xì)浠衔?、 NO、 N02等有害氣體，這些有害氣體在很大成分上源自汽車尾氣排放，因 此，治理尾氣排放不合格的汽車是很重要的工作。需要采用專門的設(shè)備對汽 車排放的尾氣進(jìn)行檢測，得出汽車尾氣中有害氣體的濃度，再根據(jù)國家頒布 的相關(guān)汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，判斷被檢測的汽車是否合格。
如圖1所示，現(xiàn)有的汽車尾氣排放檢測裝置通常包括依次相連的氣體傳 感器IO、數(shù)據(jù)采集裝置20和數(shù)據(jù)處理裝置30，所述傳感器用于檢測汽車尾
氣中有害氣體的濃度，并將代表檢測結(jié)果的模擬電壓信號輸入到數(shù)據(jù)采集裝 置20;數(shù)據(jù)采集裝置20，用于將從所述氣體傳感器10接收的模擬電壓信號 轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓，并將數(shù)字電壓輸出到數(shù)據(jù)處理裝置30;數(shù)據(jù)處理裝置30 中預(yù)先存儲有電壓-濃度斜率，該數(shù)據(jù)處理裝置30根據(jù)所述數(shù)字電壓和電壓 -濃度斜率計(jì)算與所述數(shù)字電壓相對應(yīng)的濃度。
然而，在現(xiàn)有技術(shù)中的汽車尾氣排放檢測裝置中，在根據(jù)電壓計(jì)算濃度 時(shí)僅使用了一種電壓-濃度斜率，即粗略地認(rèn)為電壓與濃度之間的關(guān)系完全 遵循所述電壓-濃度斜率所定義的線性關(guān)系。但實(shí)際上，濃度與電壓的關(guān)系 并非是線性的。因此，針對所有的電壓，均采用固定的電壓-濃度斜率計(jì)算 濃度是不精確的
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的汽車尾氣排放檢測裝置濃度檢測結(jié)果不夠精確 的缺陷，本發(fā)明提供了一種能夠精確檢測有害氣體濃度的汽車尾氣排放檢測 裝置。
本發(fā)明提供的汽車尾氣排放檢測裝置包括 一個(gè)或多個(gè)氣體傳感器，用 于感測汽車尾氣中的一種或多種待測氣體組分的濃度，獲取代表感測結(jié)果的 模擬電壓信號，并將該模擬電壓信號發(fā)送到數(shù)據(jù)采集裝置；數(shù)據(jù)采集裝置， 用于將所述模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓，并將數(shù)字電壓輸出到數(shù)據(jù)處理裝 置；以及數(shù)據(jù)處理裝置，存儲有針對待測氣體組分的電壓-濃度斜率，用于 對于每種待測氣體組分根據(jù)該種待測氣體組分的電壓-濃度斜率和所述數(shù)字 電壓計(jì)算與該數(shù)字電壓相對應(yīng)的該種待測氣體組分的濃度，其中，所述電壓 -濃度斜率為一組或多組電壓-濃度斜率，每組電壓-濃度斜率中具有多個(gè)電壓 -濃度斜率，分別對應(yīng)于一種待測氣體組分的多個(gè)濃度區(qū)段所對應(yīng)的多個(gè)電 壓區(qū)段；所述數(shù)據(jù)處理裝置對于每種待測氣體組分確定數(shù)據(jù)采集裝置輸出的 數(shù)字電壓所屬的電壓區(qū)段，并根據(jù)與所屬的電壓區(qū)段相對應(yīng)的電壓-濃度斜 率計(jì)算出與所述數(shù)字電壓相對應(yīng)的該種待測氣體組分的濃度。
相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種汽車尾氣排放檢測方法，該方法包括以下步 驟A、感測汽車尾氣中一種或者多種待測氣體組分的濃度，得到代表檢測 結(jié)果的模擬電壓信號；C、將步驟A得到的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓； 以及D、對于每種待測氣體組分根據(jù)該種待測氣體組分的電壓-濃度斜率和 所述數(shù)字電壓，計(jì)算與該數(shù)字電壓相對應(yīng)的該種待測氣體組分的濃度；其中， 所述步驟D中的電壓-濃度斜率為一組或多組電壓-濃度斜率，每組電壓-濃度 斜率中具有多個(gè)電壓-濃度斜率，分別對應(yīng)于一種待測氣體組分的多個(gè)濃度 區(qū)段所對應(yīng)的多個(gè)電壓區(qū)段；所述步驟D包括對于每種待測氣體組分確定 步驟C得到的所述數(shù)字電壓所屬的電壓區(qū)段，并根據(jù)與所屬的電壓區(qū)段相對 應(yīng)的電壓-濃度斜率計(jì)算出與所述數(shù)字電壓相對應(yīng)的該種待測氣體組分的濃度。
在本發(fā)明提供的多種汽車尾氣排放檢測裝置和方法中，由于使用了與不 同數(shù)字電壓區(qū)段相對應(yīng)的多個(gè)電壓-濃度斜率計(jì)算濃度，相對于現(xiàn)有技術(shù)中 使用單一的電壓-濃度斜率來計(jì)算濃度來說，提高了有害氣體濃度的檢測精度。


圖1是現(xiàn)有的汽車尾氣排放檢測裝置的結(jié)構(gòu)圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的汽車尾氣排放檢測裝置的結(jié)構(gòu)圖； 圖3是本發(fā)明提供的信號調(diào)理電路的結(jié)構(gòu)圖4是本發(fā)明提供的與不同數(shù)字電壓區(qū)段相對應(yīng)的多個(gè)電壓-濃度斜率 的示意圖5是本發(fā)明提供的汽車尾氣排放檢測方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。
如圖1所示，本發(fā)明提供了一種汽車尾氣排放檢測裝置，該裝置包括 一個(gè)或多個(gè)氣體傳感器10，用于感測汽車尾氣中的一種或多種待測氣體組分 的濃度，獲取代表感測結(jié)果的模擬電壓信號，并將該模擬電壓信號發(fā)送到數(shù) 據(jù)采集裝置20;數(shù)據(jù)采集裝置20，用于將所述模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電 壓，并將數(shù)字電壓輸出到數(shù)據(jù)處理裝置30;以及數(shù)據(jù)處理裝置30，存儲有
針對待測氣體組分的電壓-濃度斜率，用于對于每種待測氣體組分根據(jù)該種 待測氣體組分的電壓-濃度斜率和所述數(shù)字電壓計(jì)算與該數(shù)字電壓相對應(yīng)的 該種待測氣體組分的濃度，其中，所述電壓-濃度斜率為一組或多組電壓-濃 度斜率，每組電壓-濃度斜率中具有多個(gè)電壓-濃度斜率，分別對應(yīng)于一種待測氣體組分的多個(gè)濃度區(qū)段所對應(yīng)的多個(gè)電壓區(qū)段；所述數(shù)據(jù)處理裝置30 對于每種待測氣體組分確定數(shù)據(jù)采集裝置20輸出的數(shù)字電壓所屬的電壓區(qū) 段，并根據(jù)與所屬的電壓區(qū)段相對應(yīng)的電壓-濃度斜率計(jì)算出與所述數(shù)字電 壓相對應(yīng)的該種待測氣體組分的濃度。
其中，所述氣體傳感器10可以為NO傳感器、N02傳感器、HC傳感器 和CO傳感器中的至少一種，例如，用于檢測NO的傳感器CF-100、用于檢 測N02的傳感器S-20等等。當(dāng)然所述氣體傳感器10并不限于上述NO傳感 器、N02傳感器、HC傳感器和CO傳感器，而可以是能夠檢測各種待測氣 體組分的濃度的各種傳感器。
其中，每種待測氣體組分的濃度區(qū)段密度為10%濃度范圍內(nèi)濃度區(qū)段的 個(gè)數(shù)為1-5個(gè)，所述濃度區(qū)段密度是指10%濃度范圍所被劃分成的濃度區(qū)段 的個(gè)數(shù)。所述多個(gè)濃度區(qū)段為通過將濃度為零到該種待測氣體組分最大可能 濃度的范圍均勻劃分而形成的多個(gè)濃度區(qū)段，這種濃度區(qū)段的劃分方式適用 于那些待測氣體組分的濃度在零到該種待測氣體組分最大可能濃度的范圍 內(nèi)均勻出現(xiàn)的情況，這樣可以保證零到該種待測氣體組分最大可能濃度的范 圍內(nèi)的所用電壓-濃度斜率均可以得到優(yōu)化，使得在該濃度范圍內(nèi)出現(xiàn)的所 有濃度均可被準(zhǔn)確地檢測。
當(dāng)然所述濃度區(qū)段的劃分方式還是可以是這樣所述多個(gè)濃度區(qū)段為通 過將濃度為零到該種待測氣體組分最大可能濃度的范圍劃分而形成的多個(gè) 濃度區(qū)段；在所述濃度為零到該種待測氣體組分最大可能濃度的范圍內(nèi)，對 于待測氣體組分濃度越有可能出現(xiàn)的濃度范圍，該濃度范圍的濃度區(qū)段密度 越大。此種劃分方式在氣體組分濃度出現(xiàn)較為頻繁的濃度范圍進(jìn)行了更細(xì)地 劃分，從而可以在使用少量氣體進(jìn)行標(biāo)定的情況，有針對性地進(jìn)行標(biāo)定，使 得該濃度范圍的電壓-濃度斜率更加能夠準(zhǔn)確地反映出電壓與濃度之間的關(guān) 系，使得氣體組分濃度檢測的結(jié)果更為精確。在實(shí)際測量過程中，無用的噪聲和干擾信號總是伴隨著氣體傳感器10
所輸出的模擬電壓信號而出現(xiàn)。在現(xiàn)有的某些汽車尾氣排放檢測裝置中，在
數(shù)據(jù)采集裝置20對氣體傳感器IO輸出的模擬電壓信號進(jìn)行采集之前，通常 會對模擬電壓信號進(jìn)行放大處理。然而僅進(jìn)行放大處理并不能有效地改善數(shù) 據(jù)采集裝置20所采集的模擬電壓信號的精度，因?yàn)樵诜糯蟮倪^程中，模擬 電壓信號中的噪聲和千擾信號也得到了放大，該噪聲和干擾信號會影響到模 擬電壓信號的采集。因此，優(yōu)選情況下，如圖2所示，本發(fā)明的汽車尾氣排 放檢測裝置還包括信號調(diào)理模塊40，該信號調(diào)理模塊40連接在所述氣體傳 感器10和數(shù)據(jù)采集裝置20之間，用于減小從氣體傳感器10發(fā)送到數(shù)據(jù)采 集裝置20的模擬電壓信號中的噪聲和干擾。
其中，由于隨著汽車尾氣的排放，汽車尾氣中所述待測氣體組分的濃度 一直處于變化的狀態(tài)，所述氣體傳感器10輸出的模擬電壓信號是交流電壓 信號，如圖3所示，所述信號調(diào)理模塊40可以包括依次相連的交流放大器 410、開關(guān)式乘法器420、低通濾波器430和直流放大器440，所述交流放大 器410的輸入端與氣體傳感器10的輸出端相連，所述直流放大器410的輸 出端與數(shù)據(jù)采集裝置20的輸入端相連。所述交流放大器410用于對所述交 流電壓信號進(jìn)行交流放大，將其放大到能夠驅(qū)動開關(guān)式乘法器工作的水平， 并將放大后的交流電壓信號輸出到開關(guān)式乘法器420;所述開關(guān)式乘法器420 利用具有有效頻率和相位的參考信號，將所述被放大的交流電壓信號中具有 所述有效頻率和相位的交流電壓信號調(diào)制為直流電壓信號分量，而與參考信 號頻率不相同的交流電壓信號被調(diào)整成交流電壓信號分量，并將調(diào)制后的信 號輸出到低通濾波器430;所述低通濾波器430用于濾除所述交流電壓信號 分量，并將所述直流電壓信號分量輸出到所述直流放大器440;所述直流放 大器440用于對所述直流電壓信號分量進(jìn)行直流放大，將其放大到數(shù)據(jù)處理 裝置可識別的水平，并將放大后的直流電壓信號分量輸出到數(shù)據(jù)采集裝置20。在已知有效模擬電壓信號的頻率和相位(在此稱為有效頻率和相位)的 情況下，通過使用具有上述電路結(jié)構(gòu)的信號調(diào)理模塊40可以很大程度上減 少模擬電壓信號中的噪聲和干擾信號。其中，上述參考信號是占空比50%的 方波參考信號，且具有有效模擬電壓信號的頻率和相位，該方波可以通過觸 發(fā)電路、相移電路、方波形成電路和驅(qū)動級等來獲得。
優(yōu)選情況下，所述數(shù)據(jù)采集裝置20在固定周期內(nèi)對模擬電壓信號進(jìn)行 多次采樣，然后計(jì)算該固定周期內(nèi)的多個(gè)釆樣電壓值的平均值，以求得數(shù)字 電壓。傳統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換方法是將在一系列選定的瞬間對輸入的模擬信號采 樣，然后再將這些采樣值轉(zhuǎn)換成輸出的數(shù)字量；而本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集裝置20 則是在多個(gè)選定的固定周期內(nèi)進(jìn)行多次采樣，并將這些采樣值的平均值轉(zhuǎn)換 成輸出的數(shù)字量。通過本發(fā)明的此種方式來將模擬電壓信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字電 壓，可以進(jìn)一步地減小噪聲對數(shù)字電壓的影響，復(fù)現(xiàn)被噪聲淹沒的模擬電壓 信號的波形。所述數(shù)據(jù)采集裝置可以為具有16位精度AD芯片的數(shù)據(jù)采集 卡，這樣可以轉(zhuǎn)換出具有更高精度的數(shù)字電壓。其中所述固定周期可以根據(jù) 實(shí)際需要來進(jìn)行設(shè)定，例如可以為5-10ms，而在該固定周期內(nèi)的采樣次數(shù)可 以為10-16次。
其中，所述一組電壓-濃度斜率通過利用具有不同濃度的所述待測氣體 組分的氣體進(jìn)行標(biāo)定而得到，對于兩個(gè)端點(diǎn)為Al、 A2的濃度區(qū)段的電壓-濃度斜率的標(biāo)定過程如下I 、將含有所述待測氣體組分的濃度分別為A, 的氣體作用于氣體傳感器10，記錄此時(shí)數(shù)據(jù)采集裝置20輸出的數(shù)字電壓Ui; II 、將含有所述待測氣體組分的濃度分別為A2的氣體作用于氣體傳感器10， 記錄此時(shí)數(shù)據(jù)采集裝置20輸出的數(shù)字電壓U2; III、由此針對濃度區(qū)間ArA2
的電壓-濃度斜率為(￡/2 —⑨。
不同數(shù)字電壓區(qū)段與其相對應(yīng)的顯示濃度的曲線的實(shí)例如圖4所示，其 中虛線部分為理想直線(即斜率是固定的)，實(shí)線部分為具有與不同數(shù)字電壓區(qū)段相對應(yīng)的多個(gè)電壓-濃度斜率的實(shí)際曲線。而實(shí)際上，在使用本本發(fā)
明提供的汽車尾氣排放檢測裝置之前，需要使用某一待測氣體組分濃度為o
的氣體對該汽車尾氣排放檢測裝置進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定，即確定在施加待測氣體組
分濃度為o的氣體時(shí)，汽車尾氣排放檢測裝置所檢測出的濃度?；诖嗽颍瑘D5中理想直線與實(shí)際曲線的起始點(diǎn)的位置不同。
其中，數(shù)據(jù)處理裝置30還可以包括顯示裝置，該顯示裝置用于顯示輸出結(jié)果。
相應(yīng)地，如圖5所示，本發(fā)明還提供了一種汽車尾氣排放檢測方法，該方法包括以下步驟A、感測汽車尾氣中一種或者多種待測氣體組分的濃度，得到代表檢測結(jié)果的模擬電壓信號；C、將步驟A得到的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓；以及D、對于每種待測氣體組分根據(jù)該種待測氣體組分的電壓-濃度斜率和所述數(shù)字電壓，計(jì)算與該數(shù)字電壓相對應(yīng)的該種待測氣體組分的濃度；其中，所述步驟D中的電壓-濃度斜率為一組或多組電壓-濃度斜率，每組電壓-濃度斜率中具有多個(gè)電壓-濃度斜率，分別對應(yīng)于一種待測氣體組分的多個(gè)濃度區(qū)段所對應(yīng)的多個(gè)電壓區(qū)段；所述步驟D包括對于每種待測氣體組分確定步驟C得到的所述數(shù)字電壓所屬的電壓區(qū)段，并根據(jù)與所屬的電壓區(qū)段相對應(yīng)的電壓-濃度斜率計(jì)算出與所述數(shù)字電壓相對應(yīng)的該種待測氣體組分的濃度。
其中，所述待測氣體組分可以為NO、 N02、 HC和CO中的至少一種。其中，每種待測氣體組分的濃度區(qū)段密度為10%濃度范圍內(nèi)濃度區(qū)段的
個(gè)數(shù)為1-5個(gè)，所述濃度區(qū)段密度是指10%濃度范圍所被劃分成的濃度區(qū)段
的個(gè)數(shù)。
其中，所述多個(gè)濃度區(qū)段為通過將濃度為零到該種待測氣體組分最大可能濃度的范圍均勻劃分而形成的多個(gè)濃度區(qū)段。
其中，所述多個(gè)濃度區(qū)段為通過將濃度為零到該種待測氣體組分最大可能濃度的范圍劃分而形成的多個(gè)濃度區(qū)段；在所述濃度為零到該種待測氣體組分最大可能濃度的范圍內(nèi)，對于待測氣體組分濃度越有可能出現(xiàn)的濃度范圍，該濃度范圍的濃度區(qū)段密度越大。
其中，所述模擬電壓信號是交流電壓信號，所述步驟A和C之間還包括B、減小所述模擬電壓信號中的噪聲和干擾。所述步驟B包括Bl、對所述交流電壓信號進(jìn)行交流放大;B2、利用具有有效頻率和相位的參考信號，將所述被放大的交流電壓信號中具有所述有效頻率和相位的交流電壓信號調(diào)制為直流電壓信號分量，而與參考信號頻率不相同的交流電壓信號被調(diào)整成交流電壓信號分量；B3、濾除所述交流電壓信號分量；B4、對所述直流電壓信號分量進(jìn)行直流放大，并將放大后的直流電壓信號分量應(yīng)用于步驟C。
其中，所述步驟C包括在固定周期內(nèi)對模擬電壓信號進(jìn)行多次采樣，然后將該固定周期內(nèi)的多個(gè)采樣電壓值相加求平均，以求得數(shù)字電壓。其中所述固定周期可以根據(jù)實(shí)際需要來進(jìn)行設(shè)定，例如可以為5-10ms，而在該固定周期內(nèi)的采樣次數(shù)可以為10-16次。
其中，所述與不同數(shù)字電壓區(qū)段相對應(yīng)的多個(gè)電壓-濃度斜率通過利用具有不同濃度的所述待測氣體組分的氣體標(biāo)定而制成，具體方法參考上述的方法。
通過使用本發(fā)明提供的種汽車尾氣排放檢測裝置和方法，由于與不同數(shù)字電壓區(qū)段相對應(yīng)的多個(gè)電壓-濃度斜率、信號調(diào)理模塊40的有效濾除噪聲、以及數(shù)據(jù)采集裝置20的以多點(diǎn)平均的方式將模擬電壓信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字電壓，從而提高了對有害氣體濃度的檢測精度。
1權(quán)利要求
1、一種汽車尾氣排放檢測裝置，該裝置包括一個(gè)或多個(gè)氣體傳感器(10)，用于感測汽車尾氣中的一種或多種待測氣體組分的濃度，獲取代表感測結(jié)果的模擬電壓信號，并將該模擬電壓信號發(fā)送到數(shù)據(jù)采集裝置(20)；數(shù)據(jù)采集裝置(20)，用于將所述模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓，并將數(shù)字電壓輸出到數(shù)據(jù)處理裝置(30)；以及數(shù)據(jù)處理裝置(30)，存儲有針對待測氣體組分的電壓-濃度斜率，用于對于每種待測氣體組分根據(jù)該種待測氣體組分的電壓-濃度斜率和所述數(shù)字電壓計(jì)算與該數(shù)字電壓相對應(yīng)的該種待測氣體組分的濃度，其特征在于，所述電壓-濃度斜率為一組或多組電壓-濃度斜率，每組電壓-濃度斜率中具有多個(gè)電壓-濃度斜率，分別對應(yīng)于一種待測氣體組分的多個(gè)濃度區(qū)段所對應(yīng)的多個(gè)電壓區(qū)段；所述數(shù)據(jù)處理裝置(30)對于每種待測氣體組分確定數(shù)據(jù)采集裝置(20)輸出的數(shù)字電壓所屬的電壓區(qū)段，并根據(jù)與所屬的電壓區(qū)段相對應(yīng)的電壓-濃度斜率計(jì)算出與所述數(shù)字電壓相對應(yīng)的該種待測氣體組分的濃度。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車尾氣排放檢測裝置，其中，每種待測氣體組分的濃度區(qū)段密度為10%濃度范圍內(nèi)濃度區(qū)段的個(gè)數(shù)為1-5個(gè)，所述濃度區(qū)段密度是指10%濃度范圍所被劃分成的濃度區(qū)段的個(gè)數(shù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車尾氣排放檢測裝置，其中，所述多個(gè)濃度區(qū)段為通過將濃度為零到該種待測氣體組分最大可能濃度的范圍進(jìn)行劃分而形成的多個(gè)濃度區(qū)段，劃分方式為將濃度為零到該種待測氣體組分最大可能濃度的范圍均勻劃分；或者，在所述濃度為零到該種待測氣體組分最大可能濃度的范圍內(nèi)，對于待測氣體組分濃度越有可能出現(xiàn)的濃度范圍，對該濃度范圍進(jìn)行劃分以使得該濃度范圍的濃度區(qū)段密度越大。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車尾氣排放檢測裝置，其中，所述汽車尾氣排放檢測裝置還包括信號調(diào)理模塊(40)，該信號調(diào)理模塊(40)連接在所述氣體傳感器(10)和數(shù)據(jù)采集裝置(20)之間，用于減小從氣體傳感器(10)發(fā)送到數(shù)據(jù)采集裝置(20)的模擬電壓信號中的噪聲和干擾。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽車尾氣排放檢測裝置，其中，所述模擬電壓信號是交流電壓信號，所述信號調(diào)理模塊(40)包括依次相連的交流放大器(410)、開關(guān)式乘法器(420)、低通濾波器(430)和直流放大器(440)，所述交流放大器(410)的輸入端與氣體傳感器(10)的輸出端相連，直流放大器(440)的輸出端與數(shù)據(jù)采集裝置(20)相連；所述交流放大器(410)用于對所述交流電壓信號進(jìn)行交流放大，并將放大后的交流電壓信號輸出到開關(guān)式乘法器(420);所述開關(guān)式乘法器(420)利用具有有效頻率和相位的參考信號，將所述被放大的交流電壓信號中具有所述有效頻率和相位的交流電壓信號調(diào)制為直流電壓信號分量，而與參考信號頻率不相同的交流電壓信號被調(diào)整成交流電壓信號分量，并將調(diào)制后的信號輸出到低通濾波器(430);所述低通濾波器(430)用于濾除所述交流電壓信號分量，并將所述直流電壓信號分量輸出到所述直流放大器(440);所述直流放大器(440)用于對所述直流電壓信號分量進(jìn)行直流放大，并將放大后的直流電壓信號分量輸出到數(shù)據(jù)采集裝置(20)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車尾氣排放檢測裝置，其中，所述數(shù)據(jù)采 裝置(20)在5-10ms的周期內(nèi)對模擬電壓信號進(jìn)行10-16次采樣，然后計(jì)算該周期內(nèi)的多個(gè)采樣電壓值的平均值，求得與該平均值相對應(yīng)的數(shù)字電壓。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4、 5或6所述的汽車尾氣排放檢測裝置，其中，所述一組電壓-濃度斜率通過利用具有不同濃度的所述待測氣體組分的氣體進(jìn)行標(biāo)定而得到，對于兩個(gè)端點(diǎn)為Al、 A2的濃度區(qū)段的電壓-濃度斜率的標(biāo)定過程如下I、 將含有所述待測氣體組分的濃度分別為A,的氣體作用于氣體傳感器(10)，記錄此時(shí)數(shù)據(jù)采集裝置(20)輸出的數(shù)字電壓111;II、 將含有所述待測氣體組分的濃度分別為A2的氣體作用于氣體傳感器(10)，記錄此時(shí)數(shù)據(jù)采集裝置(20)輸出的數(shù)字電壓U2;III、 由此針對濃度區(qū)間A,-A2的電壓-濃度斜率為("2 —"1)。
8、 一種汽車尾氣排放檢測方法，該方法包括以下步驟A、感測汽車尾氣中一種或者多種待測氣體組分的濃度，得到代表檢測結(jié)果的模擬電壓信號；C、 將步驟A得到的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓；以及D、 對于每種待測氣體組分根據(jù)該種待測氣體組分的電壓-濃度斜率和所述數(shù)字電壓，計(jì)算與該數(shù)字電壓相對應(yīng)的該種待測氣體組分的濃度；其特征在于，所述步驟D中的電壓-濃度斜率為一組或多組電壓-濃度斜率，每組電壓-濃度斜率中具有多個(gè)電壓-濃度斜率，分別對應(yīng)于一種待測氣體組分的多個(gè)濃度區(qū)段所對應(yīng)的多個(gè)電壓區(qū)段；所述步驟D包括對于每種待測氣體組分確定步驟C得到的所述數(shù)字電壓所屬的電壓區(qū)段，并根據(jù)與所屬的電壓區(qū)段相對應(yīng)的電壓-濃度斜率計(jì)算出與所述數(shù)字電壓相對應(yīng)的該種待測氣體組分的濃度。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的汽車尾氣排放檢測方法，其中，每種待測氣體組分的濃度區(qū)段密度為10%濃度范圍內(nèi)濃度區(qū)段的個(gè)數(shù)為1-5個(gè)，所述濃度區(qū)段密度是指10%濃度范圍所被劃分成的濃度區(qū)段的個(gè)數(shù)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的汽車尾氣排放檢測方法，其中，所述多個(gè)濃度區(qū)段為通過對濃度為零到該種待測氣體組分最大可能濃度的范圍進(jìn)行劃分而形成的多個(gè)濃度區(qū)段，劃分方式為將濃度為零到該種待測氣體組分最大可能濃度的范圍均勻劃分；或者，在所述濃度為零到該種待測氣體組分最大可能濃度的范圍內(nèi)，對于待測氣體組分濃度越有可能出現(xiàn)的濃度范圍，對該濃度范圍進(jìn)行劃分以使得該濃度范圍的濃度區(qū)段密度越大。
11、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的汽車尾氣排放檢測方法，其中，所述模擬電壓信號是交流電壓信號，所述步驟A和C之間還包括B、減小所述模擬電壓信號中的噪聲和干擾，該步驟B包括Bl、對所述交流電壓信號進(jìn)行交流放大；B2、利用具有有效頻率和相位的參考信號，將所述被放大的交流電壓信號中具有所述有效頻率和相位的交流電壓信號調(diào)制為直流電壓信號分量，而與參考信號頻率不相同的交流電壓信號被調(diào)整成交流電壓信號分量；B3、濾除所述交流電壓信號分量；B4、對所述直流電壓信號分量進(jìn)行直流放大，并將放大后的直流電壓信號分量應(yīng)用于步驟C。
12、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的汽車尾氣排放檢測方法，其中，所述步驟C包括在5-10ms的周期內(nèi)對模擬電壓信號進(jìn)行10-16次采樣，然后計(jì)算該周期內(nèi)的多個(gè)采樣電壓值的平均值，求得與該平均值相對應(yīng)的數(shù)字電壓。
13、根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的汽車尾氣排放檢測方法，其中，所述一組電壓-濃度斜率通過利用具有不同濃度的所述待測氣體組分的氣體進(jìn)行標(biāo)定而得到，對于兩個(gè)端點(diǎn)為Al、 A2的濃度區(qū)段的電壓-濃度斜率的標(biāo)定過程如下I 、利用含有所述待測氣體組分的濃度分別為A,的氣體進(jìn)行標(biāo)定，記錄與濃度A,相對應(yīng)的數(shù)字電壓U1;II、 利用含有所述待測氣體組分的濃度分別為A2的氣體進(jìn)行標(biāo)定，記錄與濃度A2相對應(yīng)的數(shù)字電壓U2;III、 由此針對濃度區(qū)間ArA2的電壓-濃度斜率為(，,。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種汽車尾氣排放檢測裝置和方法，該裝置包括一個(gè)或多個(gè)氣體傳感器、數(shù)據(jù)采集裝置、以及數(shù)據(jù)處理裝置，該數(shù)據(jù)處理裝置存儲有針對待測氣體組分的電壓-濃度斜率，其中，所述電壓-濃度斜率為一組或多組電壓-濃度斜率，每組電壓-濃度斜率中具有多個(gè)電壓-濃度斜率，分別對應(yīng)于一種待測氣體組分的多個(gè)濃度區(qū)段所對應(yīng)的多個(gè)電壓區(qū)段；所述數(shù)據(jù)處理裝置對于每種待測氣體組分確定數(shù)據(jù)采集裝置輸出的數(shù)字電壓所屬的電壓區(qū)段，并根據(jù)與所屬的電壓區(qū)段相對應(yīng)的電壓-濃度斜率計(jì)算出與所述數(shù)字電壓相對應(yīng)的該種待測氣體組分的濃度。由于使用了與不同數(shù)字電壓區(qū)段相對應(yīng)的多個(gè)電壓-濃度斜率計(jì)算濃度，從而提高了有害氣體濃度的檢測精度。
文檔編號G01N27/00GK101661010SQ200810146429
公開日2010年3月3日 申請日期2008年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月28日
發(fā)明者李云峰, 王世友 申請人:比亞迪股份有限公司