一種基于安全的激光多維掃描的氣體檢測系統的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于電子產品領域，主要涉及一種基于安全的激光多維掃描的氣體檢測系統，所述氣體檢測系統包括安全的激光發(fā)射單元、反射板、線陣激光傳感器單元、數據采集和處理單元，激光發(fā)射單元發(fā)射出對人體無害的調制中紅外激光平面，經過反射板反射，部分光進入線陣激光傳感器單元，傳感器將光信號轉換成電信號并傳輸給數據采集和處理單元。與現有技術相比，本系統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，還可以掃描出單車道不同位置的不同尾氣成分隨時間變化的濃度3D信息并判斷車輛狀態(tài)；同時可以根據需要在多車道架設多個遙測系統實現對多車道測量。
【專利說明】
一種基于安全的激光多維掃描的氣體檢測系統
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于電子產品領域，主要涉及一種基于安全的激光多維掃描的氣體檢測系統。
【背景技術】
[0002]目前國內的機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過的機動車排放尾氣濃度，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果與車輛的對應關系，也無法給出車道上車輛尾氣排放隨時間的立體變化情況。垂直反射的方式由于光源包含對人體有害的紫外光，存在傷害車內人員的風險，而且地面的反射鏡十分容易因為環(huán)境的風沙或經過的車輛產生嚴重磨損，進而削弱光信號強度而影響測量結果。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明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，解決現有道路氣體檢測系統，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險等問題。
[0004]為了實現上述的目的，采用如下的技術方案:一種基于安全的激光多維掃描的氣體檢測系統，所述氣體檢測系統包括安全的激光發(fā)射單元、反射板、線陣激光傳感器單元、數據采集和處理單元，激光發(fā)射單元包括一個或多個可調制的激光發(fā)射器和設置在激光發(fā)射器發(fā)射口的分光透鏡，激光波長設置為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，反射板設置在激光平面的光路上，線陣激光傳感器單元設置在反射板的反射方向上，激光平面經過反射板反射，部分光進入設備的線陣激光傳感器單元，線陣激光傳感器單元與數據采集和處理單元連接，將光信號轉換成電信號并傳輸給數據采集和處理單元。
[0005]本發(fā)明采用可調制的激光發(fā)射器，波長范圍2um-10um，功率小于4W，經過分光透鏡分散折射，形成激光平面，該范圍的激光經過折射分散成平面，不會對人體造成傷害，應用于道路尾氣檢測，激光平面可以涵蓋整個車道，可以測量每一輛經過的機動車的尾氣而不受車型或排氣管位置的影響。
[0006]進一步地，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路面的實際情況作調整。
[0007]進一步地，所述可調制的激光發(fā)射器，調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過折射，不會對人體造成傷害。
[0008]進一步地，這種基于安全的激光多維掃描的氣體檢測系統可以采用水平測量或者垂直測量。水平測量時，安全的激光發(fā)射單元和反射板設置在路面的兩旁，激光發(fā)射器發(fā)射激光經過分光透鏡折射，形成的激光平面從路的一側投射到另一側，光幕與路面垂直，反射板長度與激光平面同寬。該設置方式能夠涵蓋整個路面，不受車型為或排氣管位置的影響，用于路面環(huán)境檢測所得的數據更加準確。垂直測量時，所述安全的激光發(fā)射單元設置在路面高架的橫桿上，所述反射板設置在路面上。路面的反射板很容易因為環(huán)境的風沙或經過的車輛產生嚴重磨損，所以采用高強度、耐磨的鋁合金或者不銹鋼金屬板，表面經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]與現有技術相比，本系統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過的機動車所排放的尾氣進行快速測量，還可以掃描出該車道不同位置的不同尾氣成分隨時間變化的濃度從而建立3D掃描圖并判斷車輛狀態(tài)；同時可以根據需要在多車道架設多個遙測系統實現對多車道機動車尾氣排放的測量。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明實施例1的位置關系示意圖；
圖2是本發(fā)明激光反射單元的原理示意圖；
圖3是本發(fā)明實施例2的位置關系示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
[0012]實施例1
一種基于安全的激光多維掃描的氣體檢測系統，如圖1所示，主機I設置在路面高架的橫桿4上，主機包括安全的激光發(fā)射單元、線陣激光傳感器單元、數據采集和處理單元，如圖2所示，安全的激發(fā)射單元包含可調制的激光發(fā)射器11，以及設置在激光發(fā)射器11發(fā)射口的分光透鏡12，可調制的激光發(fā)射器的功率小于4W，波長可調范圍在3.3-5.5um。激光光束經過柱形的分光透鏡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。反射板采用高強度、耐磨的鋁合金，表面經過多種特殊涂層加工，更加耐磨和反射率更高。激光平面3經過反射板2反射，部分光反射進去主機的線陣激光傳感器單元，線陣激光傳感器單元與數據采集和處理單元通過線路或者遠程連接，將光信號轉換成電信號并傳輸給數據采集和處理單元，由數據采集和處理單元處理分析數據。
[0013]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，采集的數據更加準確，可以掃描出該車道不同位置的不同尾氣成分隨時間變化的濃度從而建立3D掃描圖并判斷車輛狀態(tài)；同時可以根據需要在多車道架設多個遙測系統實現對多車道機動車尾氣排放的測量。
[0014]實施例2
一種基于安全的激光多維掃描的氣體檢測系統，如圖3所示，主機I和反射板2設置在路面5的兩旁，主機包括安全的激光發(fā)射單元、線陣激光傳感器單元、數據采集和處理單元，如圖2所示，安全的激發(fā)射單元包含可調制的激光發(fā)射器11，以及設置在激光發(fā)射器11發(fā)射口的分光透鏡12，可調制的激光發(fā)射器的功率小于4W，波長可調范圍在2-lOum。激光光束經過柱形的分光透鏡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經過反射板2反射，部分光反射進去主機的線陣激光傳感器單元，線陣激光傳感器單元與數據采集和處理單元連接，將光信號轉換成電信號并傳輸給數據采集和處理單元，由數據采集和處理單元處理分析數據。
[0015]該設置方式能夠涵蓋整個路面，不受車型為或排氣管位置的影響，用于路面環(huán)境檢測所得的數據更加準確。
【主權項】
1.一種基于安全的激光多維掃描的氣體檢測系統，其特征在于，所述氣體檢測系統包括安全的激光發(fā)射單元、反射板、線陣激光傳感器單元、數據采集和處理單元，激光發(fā)射單元包括一個或多個可調制的激光發(fā)射器和設置在激光發(fā)射器發(fā)射口的分光透鏡，激光波長設置為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，反射板設置在激光平面的光路上，線陣激光傳感器單元設置在反射板的反射方向上，線陣激光傳感器單元與數據采集和處理單元連接，將光信號轉換成電信號并傳輸給數據采集和處理單元。2.根據權利要求1所述的氣體檢測系統，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.根據權利要求1所述的氣體檢測系統，其特征在于，所述可調制的激光發(fā)射器，調制的激光波長范圍為3.3um-5.5um，功率小于2W。4.根據權利要求1所述的氣體檢測系統，其特征在于，所述安全的激光發(fā)射單元設置在路面高架的橫桿上，所述反射板設置在路面上。5.根據權利要求4所述的氣體檢測系統，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.根據權利要求1所述的氣體檢測系統，其特征在于，所述安全的激光發(fā)射單元和反射板設置在路面的兩旁，反射板長度與激光平面同寬。
【文檔編號】G01N21/85GK105928896SQ201610420006
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】鄭志強, 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