专利名称：机动车尾气在线监测仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及环境监测仪器技术领域，尤其涉及机动车尾气的监测设备。
背景技术：
汽车作为现代社会最重要的交通工具之一，给人们的生活和工作带来了极大的便 利，但是汽车所排放出来的尾气也已成为除煤烟型大气污染之外的又一大气污染源。与此 相对应，汽车污染物排放总量在迅速上升。全国各大城市受汽车尾气污染严重。通过对汽 车尾气污染进行检测来保护人类生存环境就具有重要意义。随着机动车辆的增加和人们环境意识提高，我国就废气排放、烟度和噪声分别制 定了 GB 18285-2005、GB3847-2005、GB3842-83、GB7258-87、GB1495-79 等系列化国家标准。 因此，各类的汽车尾气分析仪，烟度检测仪和声级计已经进入各省、市、县级检测站，而且作 为一、二类汽车维修厂的必备仪器也已是势在必行。目前，汽车尾气的监测，只解决了规定条件下的汽车尾气的排放水平，实时监测汽 车在行驶过程中的排放情况就无能为力了。而行驶在路上，汽车的尾气排放情况就完全不 一样；它受到各种因素的影响如驾驶员的操作水平，燃油的质量，路面情况等。因此，实时 监测汽车行驶过程中的排放情况，显得非常重要。要达到尾气排放的实时监测，必须考虑到 监测到的汽车行驶状态和尾气排放的情况的数据无线传输等问题。
发明内容
为了解决机动车在行驶过程中尾气烟度排放的实时监测问题，本发明提供了一种 机动车尾气在线监测仪。该监测仪能实时在线监测柴油发动机烟度状况或汽车发动机尾气 排放状况，广泛应用于机动车尾气排放的实时监测，也可用于其他烟度排放环境的监测或 其他有机物气体排放环境的监测。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是。—种机动车尾气在线监测仪，包括主机、采样系统、机动车上下坡判定装置、发动 机转速测量系统、油温传感器、尾气温度传感器、控制终端、报警装置和无线数据传输系统， 通过无线数据传输系统将测试数据直接传输到环境监测总站；主机里包括尾气测量系统和 接口控制部分；主机安装在机动车内相对洁净的位置，机动车尾气通过采样系统进入尾气测量系 统；机动车上下坡判别装置、发动机转速测量系统、油温传感器，尾气温度传感器，报警装 置、无线数据传输系统和控制终端各自与主机相连。优选的，如上所述的机动车尾气在线监测仪，其尾气测量系统包括不透光度烟度 计测量系统或尾气浓度测量系统。优选的，如上所述的机动车尾气在线监测仪，其汽车上下坡判定装置是一个倾角
测量装置。优选的，如上所述的机动车尾气在线监测仪，其发动机转速测量系统的转速测量
3范围为100RPM-10000RPM。优选的，如上所述的机动车尾气在线监测仪，其报警装置是三色灯或声光报警装置。优选的，如上所述的机动车尾气在线监测仪，其无线数据传输系统是GPRS无线数 据传输系统、GPS无线数据传输系统或无线播放系统。优选的，如上所述的机动车尾气在线监测仪，其仪器采用防震橡胶底座。优选的，如上所述的机动车尾气在线监测仪，其烟度测量尾气时采用自动校零通 入洁净空气进行零点校准；自动校标光源关闭，进行自动校标。在光学系统优化设计和机械设计合理的基础上，本发明结合国家有关标准，开发 和设计了功能完善的计算机软件系统。以实施对系统要求测量参数原始数据的进行采集、 计算、显示、发送。如转速，温度，烟度值，C0、C02、HC、N0X、02等的浓度，时间，上下坡的角 度等。本发明所述的软件可以对被监测的机动车进行身份的识别，同时实施对测量单元、采 样系统的控制。以保证仪器的正常运转和监测数据的准确传输。通过光、机、电、算的全面优化设计，本发明形成一套完整的、智能化的，测量准确， 重复性好，安全可靠的机动车尾气排放监测的实时仪器。可以根据使用不同的燃油的发动 机，更换不同的测量系统；本发明具体优点如下1、根据柴油车烟度测试原理，采用国家规定的柴油机烟度不透光度测试方法。在 光学系统的设计上，采用的结构能保证本发明仪器适应在线状态的特殊环境要求。2、根据汽油车尾气组分测试原理，采用国家规定的测试方法。在光学系统的设计 上，采用的结构能保证本发明仪器适应在线状态的特殊环境要求。3、发动机转速的实时测量，对应排放烟度值，以确认汽车的运转状态。4、安装特制方向角度传感器，以判断机动车的上下坡情况，从而监测机动车上下 坡时的排放情况。5、无线数据传输系统实现测试结果的无线传输。并且对机动车进行定位。机动 车排放超标，本发明仪器将自动识别机动车牌号，所处的位置等信息，并无线传输到环保监 测总站。6、采样系统可以实时的抽取机动车行驶过程中的尾气。7、报警装置实现实时报警。8、仪器的防振动设计，保证本发明仪器在特殊环境条件下的正常运行。9、烟度测量尾气时采用自动校零通入洁净空气进行零点校准；自动校标光源 关闭，进行自动校标。10、控制终端通过显示终端和电脑向系统输入汽车的识别信息。这些信息包括 车牌，发动机编号，发动机缸数，购买年限，驾驶员的联系方式等。
图1为本发明机动车尾气在线监测仪一实施例的结构示意图。标记的说明1汽车，2主机，3采样系统，4机动车上下坡判别装置，5发动机转速 测量系统，6报警装置，7无线数据传输系统，8控制终端，9尾气温度传感器，10油温传感器，施方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以 更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。图1为本发明机动车尾气在线监测仪一实施例的结构示意图。主机2安装在汽车 1内的相对洁净的位置，如机动车的后排座位下，行李箱等，采样头安放在机动车的排气桶 内，通过尾气采样系统3，同监测仪主机2的进气系统相连。机动车上下坡判别器4通过通 讯电缆同主机2相连；发动机转速测量系统5的信号通过电缆同主机2相连；无线数据传输 系统7通过RS-232同主机2相连；报警装置6通过电缆接口同主机2相连。油温传感器10 和尾气温度传感器9也与主机相连。主机2通过RS-485接口同控制终端8相连，完成汽车 身份的编辑和确认。所述的报警装置6，是同主机2相连的三色灯，当测试结果超过设定的标准时，CPU 控制三色灯的不同颜色，实施监督报警。报警装置6也可以是声光报警装置。图1中的无线数据传输系统7是GPRS无线数据传输系统，利用移动通讯资源GPRS 或CDMA，将监测的各项参数自动传输到环境监测站。无线数据传输系统7也可以是GPS无 线数据传输系统，利用全球定位系统，实现机动车实际工况的烟度监测。无线数据传输系统 7也可以是无线播放系统。对柴油车，主机2里包括不透光度烟度计测量系统和接口控制部分；机动车尾气 通过采样系统3进入不透光度烟度计中的测量光通道。不透光度烟度计中有尾气进出口。 烟度测量尾气时采用自动校零即通入洁净空气进行零点校准；自动校标即光源关闭，进 行自动校标。柴油车烟度测量采用国家规定的柴油机烟度不透光度测试方法。它是根据朗 伯_比尔定律，利用尾气对光吸收的原理来测量尾气的烟度值，包括光吸收系数K值和光 吸收比N。对汽油车，主机2里包括非分光红外光学测量系统和接口控制部分；机动车尾气 通过采样系统3进入光学测量系统的测量光通道。汽油车尾气组分CO，C02和HC测量采用 国家规定的非分光红外气体测试方法。它是根据朗伯_比尔定律，利用尾气对光吸收的原 理来测量尾气的浓度值。本发明机动车尾气在线监测仪的实施例还采用防震橡胶底座等防震动设计，保证 本发明仪器的正常运行。发动机转速测量系统5实时监测机动车发动机转速情况，用以判断机动车行驶过 程中的加速减速工况。并监测出在各种速度工况下，机动车的排污状况。其转速测量范围 为1OORPM-10000RPM.图1中的机动车上下坡判别装置采用倾角传感器13的水平放置，角度大小即是路 面斜坡的角度，倾角的正负表明机动车的上下坡状态。机动车在行驶过程中，上坡的角度不 一样，尾气的排放标准就会有差别，标准的设限就不一样。在控制终端8中，包括485接口、TFT的彩色显示屏、无线打印接口和键盘等。由 测量单元测量的各种参数，一方面存储在主机2内，另一方面通过RS-485接口传输到显示 终端，进行参数输入，控制，显示和打�。晃尴叽蛴〗涌诳梢允抢堆牢尴叽蛴〗涌诨蚴呛焱�
5打印接口，分别接蓝牙无线打印机或红外打印机。本发明机动车尾气在线监测仪的实施例采用MSP430单片机的硬件环境，采用C 语言编制软件。具有中英文两种界面简体中文友好界面，便于操作；英文界面作为辅助界 面。具有如下功能1、机动车信息档案的录入包括车牌，行车证号，使用年限，环保局备案编号。2、自校准功能仪器开机，预热完成后，仪器自动校零，校标。3、仪器自启动功能。4、实时监测柴油机尾气烟度值，实时超标三色报警。实时监测汽车尾气五组分的 浓度值，实时超标三色报警。5、自动判断机动车上下坡的状况。6、GPRS数据无线传输功能。达到实时监测的目的。7、大屏幕的TFT彩色显示控制终端，便于参数的设置。8、无线蓝牙打印机，可以方便打印测量数据。采用本发明生产的产品符合国家行业标准，其合格率达到100%以上，本发明产品 可以批量生产，在行业中可以推广使用。以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范 围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明 的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
权利要求
一种机动车尾气在线监测仪，其特征在于，包括主机、采样系统、机动车上下坡判定装置、发动机转速测量系统、油温传感器、尾气温度传感器、控制终端、报警装置和无线数据传输系统；主机包括尾气测量系统和接口控制部分，主机安装在机动车内相对洁净的位置，机动车尾气通过采样系统进入尾气测量系统；机动车上下坡判别装置、发动机转速测量系统、油温传感器，尾气温度传感器，报警装置、无线数据传输系统和控制终端各自与主机相连；无线数据传输系统用于将测试数据直接传输到环境监测总站。
2.根据权利要求1所述的机动车尾气在线监测仪，其特征在于，所述尾气测量系统包 括不透光度烟度计测量系统或尾气浓度测量系统。
3.根据权利要求1所述的机动车尾气在线监测仪，其特征在于，所述的机动车上下坡 判定装置是一个倾角测量装置。
4.根据权利要求1所述的机动车尾气在线监测仪，其特征在于，所述的发动机转速测 量系统的转速测量范围为100RPM到10000RPM。
5.根据权利要求1所述的机动车尾气在线监测仪，其特征在于，所述的报警装置是三 色灯或声光报警装置。
6.根据权利要求1所述的机动车尾气在线监测仪，其特征在于，所述的无线数据传输 系统是GPRS无线数据传输系统、GPS无线数据传输系统或无线播放系统。
7.根据权利要求1所述的机动车尾气在线监测仪，其特征在于，还包括防震橡胶底座。
8.根据权利要求2所述的机动车尾气在线监测仪，其特征在于，所述不透光度烟度计 测量系统采用自动校零，通入洁净空气进行零点校准；自动校标，光源关闭，进行自动校标。
全文摘要
本发明涉及环境监测仪器技术领域，具体提供了一种机动车尾气在线监测仪，包括主机、采样系统、机动车上下坡判定装置、发动机转速测量系统、油温传感器、尾气温度传感器、控制终端、报警装置和无线数据传输系统；主机包括尾气测量系统和接口控制部分，主机安装在机动车内相对洁净的位置，机动车尾气通过采样系统进入尾气测量系统；机动车上下坡判别装置、发动机转速测量系统、油温传感器，尾气温度传感器，报警装置、无线数据传输系统和控制终端各自与主机相连；无线数据传输系统用于将测试数据直接传输到环境监测总站。本发明能实时在线监测柴油发动机烟度状况或汽车发动机尾气排放状况，可广泛应用于机动车尾气排放的实时监测。
文档编号G01N21/31GK101936888SQ20101025739
公开日2011年1月5日 申请日期2010年8月19日 优先权日2010年8月19日
发明者井传发, 朱战军, 李建新, 李立, 李虹杰, 潘启俊, 胡婷婷, 陈力 申请人:武汉市天虹仪表有限责任公司
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