一種新型汽車尾氣實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置

王詩(shī)雨　朱穎　張永樂　卞文祥

摘 要：由于汽車是流動(dòng)的，因此在固定場(chǎng)所對(duì)其尾氣參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)已經(jīng)滿足不了現(xiàn)代社會(huì)的需求，因此亟需研究便攜式的、成本低、檢測(cè)效率高的尾氣實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置，本裝置提高了除水效率，進(jìn)一步提升尾氣檢測(cè)精度，同時(shí)給尾氣檢測(cè)段安裝采用現(xiàn)代化眾多領(lǐng)域應(yīng)用的智能化信息技術(shù)的信息芯片，以及控制檢測(cè)器開關(guān)的智能主板。可以保證相關(guān)檢測(cè)機(jī)構(gòu)采用遠(yuǎn)程控制實(shí)時(shí)、隨機(jī)的對(duì)某一車輛的尾氣進(jìn)行檢測(cè)，篩選出超標(biāo)車輛，政府部門督促超標(biāo)車主對(duì)車輛進(jìn)行維修治理，使車輛尾氣排放達(dá)標(biāo)，從而降低環(huán)境污染程度，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧相處即科學(xué)發(fā)展觀。

關(guān)鍵詞：實(shí)時(shí);高檢測(cè)精度;遠(yuǎn)程控制

一、汽車尾氣實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置的研究背景

隨著時(shí)代的發(fā)展與進(jìn)步， 汽車已經(jīng)在現(xiàn)代生活中占據(jù)了很重要的地位。我國(guó)汽車保有量急劇增加，導(dǎo)致汽車尾氣排放總量快速上升，尾氣污染問題日益突顯。而實(shí)時(shí)檢測(cè)汽車尾氣排放，有效直觀地掌握排放污染物的成分及含量可使我國(guó)相關(guān)部門可以更具針對(duì)性地解決尾氣污染問題，緩解污染惡化程度。

二、汽車尾氣實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置的研究高檢測(cè)精度內(nèi)容

針對(duì)上述問題我們提出的解決方案是設(shè)計(jì)一種汽車尾氣實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置，該裝置在檢測(cè)汽車尾氣時(shí)能夠過濾掉水汽，提高檢測(cè)精度，并加入智能芯片和主板進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)檢測(cè)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本設(shè)計(jì)提供出以下技術(shù)方案：

如圖1所示，本汽車尾氣實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置，包括尾氣收集筒12，尾氣收集筒12的一端與排氣管8連接，另一端安裝有新型檢測(cè)傳感器1，尾氣收集筒12包括與排氣管8連接的固定段9、用于凝結(jié)水汽的冷卻段10以及用于安裝實(shí)時(shí)檢測(cè)傳感器1的檢測(cè)段11，冷卻段10的直徑大于固定段9以及檢測(cè)段11的直徑，固定段9以及檢測(cè)段11的直徑相同，檢測(cè)段11與冷卻段10的連接處設(shè)有過濾網(wǎng)2。冷卻段10的內(nèi)部設(shè)有冷凝板3，冷凝板3呈圓筒狀，冷凝板3與冷卻段10的內(nèi)壁之間構(gòu)成一個(gè)盛裝冷卻水的蓄水腔6，蓄水腔6通過進(jìn)水管4以及出水管5與冷卻水供水系統(tǒng)連接，實(shí)時(shí)檢測(cè)傳感器1插接在檢測(cè)段11上，便于實(shí)時(shí)檢測(cè)傳感器1的拆裝。本裝置冷凝板3的兩端分別固定安裝有導(dǎo)向板7，用于引導(dǎo)在冷凝板3表面凝結(jié)的水滴流向冷卻段10的下部。導(dǎo)向板7傾斜并對(duì)稱的安裝在冷凝板3的兩端，導(dǎo)向板7、冷凝板3以及冷卻段10的內(nèi)壁共同構(gòu)成蓄水腔6。

本裝置通過向冷卻段10的蓄水腔6內(nèi)通入冷卻水，降低冷卻段10內(nèi)的溫度，使得尾氣中的水汽在冷卻段10內(nèi)凝結(jié)成水滴，排除尾氣中的水汽，提高了檢測(cè)精度。由于冷卻段10的直徑大于固定段9以及檢測(cè)段11的直徑，因而尾氣進(jìn)入冷卻段10后流速減緩，使得尾氣與冷凝板3的接觸時(shí)間延長(zhǎng)，提高除水效率，進(jìn)一步提升尾氣的檢測(cè)精度。

如圖1所示，本設(shè)計(jì)的尾氣監(jiān)測(cè)裝置的尾氣收集筒與排氣管緊密插接，尾氣收集筒包括與排氣管連接的固定區(qū)段，用于凝結(jié)水汽的冷卻段及安裝檢測(cè)傳感器的檢測(cè)區(qū)段。主要?jiǎng)?chuàng)新部分為凝結(jié)水汽的冷卻區(qū)段。三段水管設(shè)計(jì)的直徑大小從進(jìn)氣方向由小變大再變小，放大冷卻區(qū)段的直徑給水汽凝結(jié)的過程準(zhǔn)備了足夠的流通空間和時(shí)間并使冷卻區(qū)段內(nèi)尾氣流速減緩，提高冷凝效率。避免氣體流通中因冷卻段體積過小流通時(shí)間不足，而導(dǎo)致尾氣還未充分凝結(jié)水汽便被擠入尾氣檢測(cè)段，使檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。

本設(shè)計(jì)的尾氣監(jiān)測(cè)裝置冷卻區(qū)段內(nèi)用于凝結(jié)水汽的設(shè)計(jì)為圓筒狀的冷凝板，在冷凝板與冷卻區(qū)段內(nèi)壁之間構(gòu)成的空間為盛裝冷凝液的蓄水槽，蓄水槽內(nèi)冷凝液為主要的冷卻功能物質(zhì)。機(jī)動(dòng)車輛剛排出的尾氣溫度過高，流動(dòng)過程中會(huì)使檢測(cè)裝置的溫度升高，冷卻段需保持低溫環(huán)境，因此蓄水槽內(nèi)的冷凝液需通過進(jìn)水管頻繁地進(jìn)行更換，可在冷卻段蓄水槽的上部安裝進(jìn)水管以及下部安裝出水管，分別上下與冷凝液提供系統(tǒng)連接，使冷凝液能夠達(dá)到及時(shí)更換的效果，使冷卻段持續(xù)保持預(yù)設(shè)的低溫環(huán)境，提高裝置冷卻效率，排除多余水分，確保尾氣含量純潔性。

圖1中的箭頭代表尾氣的流動(dòng)方向。

以上所述的僅是本裝置的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本裝置型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于裝置的保護(hù)范圍。

三、汽車尾氣實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置的研究智能芯片內(nèi)容

本設(shè)計(jì)的尾氣實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置創(chuàng)新性的采用現(xiàn)代眾多領(lǐng)域應(yīng)用的智能化信息技術(shù)，給尾氣檢測(cè)段安裝信息芯片以及控制檢測(cè)器開關(guān)的智能主板。政府相關(guān)部門通過傳送信號(hào)控制檢測(cè)器開關(guān)，可隨時(shí)對(duì)裝有本新型裝置的車輛進(jìn)行尾氣實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，檢測(cè)器上安裝的信號(hào)傳遞芯片可及時(shí)將裝置監(jiān)測(cè)到的尾氣排放含量信息傳遞到相關(guān)部門，從而使相關(guān)部門可及時(shí)得到廣泛地域內(nèi)的車輛尾氣排放信息，以達(dá)到實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程傳輸信息與監(jiān)控的功能。要使本功能達(dá)到預(yù)期效果，需要政府必要的使用推廣，才能達(dá)到遠(yuǎn)程及時(shí)獲取多方位廣地域的實(shí)時(shí)汽車尾氣排放情況的預(yù)期效果。

芯片的散熱、成本及體積問題得到了很好的解決。

本系統(tǒng)采用利用反向計(jì)算的方法設(shè)計(jì)的微處理器芯片，可大大降低耗電量，是解決微處理器散熱問題的最佳方案。該微處理器可用于掌上型計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話和便攜式計(jì)算機(jī)等電流驅(qū)動(dòng)裝置中，并且可以大大延長(zhǎng)裝置的運(yùn)行時(shí)間。在反向計(jì)算中，每個(gè)運(yùn)算周期后存儲(chǔ)在微處理器中的信息并未完全被擦掉，而是保留了某些信息，供下一個(gè)運(yùn)算周期使用。

同時(shí)采用模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片68176，將該芯片插在裝置主板上，并且將 900MHz 射頻接收器連接到所在地市環(huán)境保護(hù)局的漫游芯片上。ADC把由RF接收器檢測(cè)到的4級(jí)聲頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為2位數(shù)字信號(hào)，以供系統(tǒng)其余部分使用。此芯片具有更寬的工作電壓范圍、較低的電源電壓和比其它ADC芯片更低的成本。

芯片擁有較小的體積，包含運(yùn)用單片算法IC的高集成度DSP芯片，用于低功耗的小型器件進(jìn)行高水準(zhǔn)的調(diào)制和解調(diào)算法作業(yè)，采用0.25μmCMOS工藝，集成度將得到進(jìn)一步的提高，且進(jìn)一步降低電壓和功耗，從而能夠?qū)⒂糜趨f(xié)議處理的CPU內(nèi)核電路也全部集中制作在一枚小小的芯片上。執(zhí)行速度高達(dá)2900MIPS，這款芯片集成了7Mbits內(nèi)存，是目前在單機(jī)芯DSP里集成的最大內(nèi)存，采用18m2的BGA封裝，能夠節(jié)省插件板/系統(tǒng)空間，適用于3G無(wú)線基站、電信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)備。

四、結(jié)束語(yǔ)：

汽車尾氣實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置在現(xiàn)在以及未來市場(chǎng)上發(fā)展前景廣闊，其能夠在任何時(shí)刻，對(duì)任意車輛進(jìn)行非常精確的檢測(cè)。本裝置的發(fā)明其預(yù)期效果不僅達(dá)成隨時(shí)隨地遠(yuǎn)程檢測(cè)并監(jiān)督預(yù)防的目的，更解決了車輛繁多難以統(tǒng)計(jì)管理以及尾氣檢測(cè)造假的現(xiàn)實(shí)問題，具有廣泛的推廣價(jià)值，對(duì)于大氣環(huán)境的改善具有深遠(yuǎn)的影響。