一种基于安全的激光多维扫描的气体检测系统技术方案

本实用新型专利技术属于电子产品领域，主要涉及一种基于安全的激光多维扫描的气体检测系统，包括安全的激光发射单元、反射板、线阵激光传感器单元、数据采集和处理单元，激光发射单元发射出对人体无害的调制中红外激光平面，经过反射板反射，部分光进入线阵激光传感器单元，传感器将光信号转换成电信号并传输给数据采集和处理单元。与现有技术相比，本系统采用的光源是安全红外光源，对人体无害，反射板块在满足反射率的前提下更耐磨损；采用激光平面检测不受车辆类型和排气管位置影响，还可以扫描出该车道不同位置的不同尾气成分随时间变化的浓度从而建立3D扫描图并判断车辆状态；同时可以根据需要在多车道架设多个遥测系统实现对多车道测量。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电子产品领域，主要涉及一种基于安全的激光多维扫描的气体检测系统。
技术介绍
目前国内的机动车尾气检测常用方法是通过发射近红外激光或一小束紫外平行光，以水平对射、水平反射及垂直反射中的其中一种方式测量从光路经过的机动车排放尾气浓度，但是水平对射及水平反射的方式，由于光束集中和不同车型排气管高度的差异，导致光路无法完全涵盖所有尾气，而且水平测量难以分辨出多车道的尾气遥测结果与车辆的对应关系，也无法给出车道上车辆尾气排放随时间的立体变化情况。垂直反射的方式由于光源包含对人体有害的紫外光，存在伤害车内人员的风险，而且地面的反射镜十分容易因为环境的风沙或经过的车辆产生严重磨损，进而削弱光信号强度而影响测量结果。
技术实现思路
本技术的目的在于提供种一种基于安全的激光多维扫描的气体检测系统，解决现有道路气体检测系统，检测无法涵盖路面所有尾气、无法分车道收集检测、以及紫外光束对人体存在风险等问题。为了实现上述的目的，采用如下的技术方案：一种基于安全的激光多维扫描的气体检测系统，所述气体检测系统包括安全的激光发射单元、反射板、线阵激光传感器单元、数据采集和处理单元，激光发射单元包括一个或多个可调制的激光发射器和设置在激光发射器发射口的分光透镜，激光波长设置为2um-10um，激光发射器的功率小于4W，发射出的激光光束透过分光透镜分散折射形成激光平面，反射板设置在激光平面的光路上，线阵激光传感器单元设置在反射板的反射方向上，激光平面经过反射板反射，部分光进入设备的线阵激光传感器单元，线阵激光传感器单元与数据采集和处理单元连接，将光信号转换成电信号并传输给数据采集和处理单元。本技术采用可调制的激光发射器，波长范围2um-10um，功率小于4W，经过分光透镜分散折射，形成激光平面，该范围的激光经过折射分散成平面，不会对人体造成伤害，应用于道路尾气检测，激光平面可以涵盖整个车道，可以测量每一辆经过的机动车的尾气而不受车型或排气管位置的影响。进一步地，所述分光透镜为柱形透镜，激光平面呈扇形光幕与地面垂直。激光光束经过柱形透镜分散折射，会形成扇形光幕。柱形透镜的大小、与扇形光幕的宽度、反射板距离可以根据路面的实际情况作调整。进一步地，所述可调制的激光发射器，调制的激光波长范围为3.3um-5.5um，功率小于2W。该波长范围属于对人体无害的中红外光波，功率小于2W，该范围的激光波长经过折射，不会对人体造成伤害。进一步地，这种基于安全的激光多维扫描的气体检测系统可以采用水平测量或者垂直测量。水平测量时，安全的激光发射单元和反射板设置在路面的两旁，激光发射器发射激光经过分光透镜折射，形成的激光平面从路的一侧投射到另一侧，光幕与路面垂直，反射板长度与激光平面同宽。该设置方式能够涵盖整个路面，不受车型为或排气管位置的影响，用于路面环境检测所得的数据更加准确。垂直测量时，所述安全的激光发射单元设置在路面高架的横杆上，所述反射板设置在路面上。路面的反射板很容易因为环境的风沙或经过的车辆产生严重磨损，所以采用高强度、耐磨的铝合金或者不锈钢金属板，表面经过多种特殊涂层加工，拥有更高的特征光谱反射率而且更耐磨损，其长度与路面单车道宽度相同。与现有技术相比，本系统采用的光源是安全红外光源，对人体无害，光源反射板块在满足反射率的前提下更耐磨损；采用激光平面测试不仅可以对经过的机动车所排放的尾气进行快速测量，还可以扫描出该车道不同位置的不同尾气成分随时间变化的浓度从而建立3D扫描图并判断车辆状态；同时可以根据需要在多车道架设多个遥测系统实现对多车道机动车尾气排放的测量。附图说明图1是本技术实施例1的位置关系示意图；图2是本技术激光反射单元的原理示意图；图3是本技术实施例2的位置关系示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的描述。实施例1一种基于安全的激光多维扫描的气体检测系统，如图1所示，主机1设置在路面高架的横杆4上，主机包括安全的激光发射单元、线阵激光传感器单元、数据采集和处理单元，如图2所示，安全的激发射单元包含可调制的激光发射器11，以及设置在激光发射器11发射口的分光透镜12，可调制的激光发射器的功率小于4W，波长可调范围在3.3-5.5um。激光光束经过柱形的分光透镜12分散折射，形成扇形的激光平面3。如图1所示，激光平面3与路面5垂直，涵盖路面单车道，反射板2设置在路面5上，长度与路面单车道宽度相同。反射板采用高强度、耐磨的铝合金，表面经过多种特殊涂层加工，更加耐磨和反射率更高。激光平面3经过反射板2反射，部分光反射进去主机的线阵激光传感器单元，线阵激光传感器单元与数据采集和处理单元通过线路或者远程连接，将光信号转换成电信号并传输给数据采集和处理单元，由数据采集和处理单元处理分析数据。 采用安全的激光平面垂直测量，不受车辆类型和排气管高度不同的影响，采集的数据更加准确，可以扫描出该车道不同位置的不同尾气成分随时间变化的浓度从而建立3D扫描图并判断车辆状态；同时可以根据需要在多车道架设多个遥测系统实现对多车道机动车尾气排放的测量。实施例2一种基于安全的激光多维扫描的气体检测系统，如图3所示，主机1和反射板2设置在路面5的两旁，主机包括安全的激光发射单元、线阵激光传感器单元、数据采集和处理单元，如图2所示，安全的激发射单元包含可调制的激光发射器11，以及设置在激光发射器11发射口的分光透镜12，可调制的激光发射器的功率小于4W，波长可调范围在2-10um。激光光束经过柱形的分光透镜12分散折射，形成扇形的激光平面3。如图3所示，激光平面3与路面5垂直，横穿路面整条车道，激光平面3经过反射板2反射，部分光反射进去主机的线阵激光传感器单元，线阵激光传感器单元与数据采集和处理单元连接，将光信号转换成电信号并传输给数据采集和处理单元，由数据采集和处理单元处理分析数据。该设置方式能够涵盖整个路面，不受车型为或排气管位置的影响，用于路面环境检测所得的数据更加准确。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于安全的激光多维扫描的气体检测系统，其特征在于，所述气体检测系统包括安全的激光发射单元、反射板、线阵激光传感器单元、数据采集和处理单元，激光发射单元包括一个或多个可调制的激光发射器和设置在激光发射器发射口的分光透镜，激光波长设置为2um‑10um，激光发射器的功率小于4W，发射出的激光光束透过分光透镜分散折射形成激光平面，反射板设置在激光平面的光路上，线阵激光传感器单元设置在反射板的反射方向上，线阵激光传感器单元与数据采集和处理单元连接，将光信号转换成电信号并传输给数据采集和处理单元。

【技术特征摘要】
1.一种基于安全的激光多维扫描的气体检测系统，其特征在于，所述气体检测系统包括安全的激光发射单元、反射板、线阵激光传感器单元、数据采集和处理单元，激光发射单元包括一个或多个可调制的激光发射器和设置在激光发射器发射口的分光透镜，激光波长设置为2um-10um，激光发射器的功率小于4W，发射出的激光光束透过分光透镜分散折射形成激光平面，反射板设置在激光平面的光路上，线阵激光传感器单元设置在反射板的反射方向上，线阵激光传感器单元与数据采集和处理单元连接，将光信号转换成电信号并传输给数据采集和处理单元。2.根据权利要求1所述的气体检测系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑志强，林凯，许俊发，张继荣，陈灿，叶龙平，林福创，
申请(专利权)人：汕头市胜霏尔环境科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44