一种新型汽车尾气实时检测装置

王诗雨　朱颖　张永乐　卞文祥

摘 要：由于汽车是流动的，因此在固定场所对其尾气参数进行检测已经满足不了现代社会的需求，因此亟需研究便携式的、成本低、检测效率高的尾气实时检测装置，本装置提高了除水效率，进一步提升尾气检测精度，同时给尾气检测段安装采用现代化众多领域应用的智能化信息技术的信息芯片，以及控制检测器开关的智能主板。可以保证相关检测机构采用远程控制实时、随机的对某一车辆的尾气进行检测，筛选出超标车辆，政府部门督促超标车主对车辆进行维修治理，使车辆尾气排放达标，从而降低环境污染程度，实现人与自然的和谐相处即科学发展观。

关键词：实时;高检测精度;远程控制

一、汽车尾气实时检测装置的研究背景

随着时代的发展与进步， 汽车已经在现代生活中占据了很重要的地位。我国汽车保有量急剧增加，导致汽车尾气排放总量快速上升，尾气污染问题日益突显。而实时检测汽车尾气排放，有效直观地掌握排放污染物的成分及含量可使我国相关部门可以更具针对性地解决尾气污染问题，缓解污染恶化程度。

二、汽车尾气实时检测装置的研究高检测精度内容

针对上述问题我们提出的解决方案是设计一种汽车尾气实时检测装置，该装置在检测汽车尾气时能够过滤掉水汽，提高檢测精度，并加入智能芯片和主板进行远程实时检测。为实现上述目的，本设计提供出以下技术方案：

如图1所示，本汽车尾气实时检测装置，包括尾气收集筒12，尾气收集筒12的一端与排气管8连接，另一端安装有新型检测传感器1，尾气收集筒12包括与排气管8连接的固定段9、用于凝结水汽的冷却段10以及用于安装实时检测传感器1的检测段11，冷却段10的直径大于固定段9以及检测段11的直径，固定段9以及检测段11的直径相同，检测段11与冷却段10的连接处设有过滤网2。冷却段10的内部设有冷凝板3，冷凝板3呈圆筒状，冷凝板3与冷却段10的内壁之间构成一个盛装冷却水的蓄水腔6，蓄水腔6通过进水管4以及出水管5与冷却水供水系统连接，实时检测传感器1插接在检测段11上，便于实时检测传感器1的拆装。本装置冷凝板3的两端分别固定安装有导向板7，用于引导在冷凝板3表面凝结的水滴流向冷却段10的下部。导向板7倾斜并对称的安装在冷凝板3的两端，导向板7、冷凝板3以及冷却段10的内壁共同构成蓄水腔6。

本装置通过向冷却段10的蓄水腔6内通入冷却水，降低冷却段10内的温度，使得尾气中的水汽在冷却段10内凝结成水滴，排除尾气中的水汽，提高了检测精度。由于冷却段10的直径大于固定段9以及检测段11的直径，因而尾气进入冷却段10后流速减缓，使得尾气与冷凝板3的接触时间延长，提高除水效率，进一步提升尾气的检测精度。

如图1所示，本设计的尾气监测装置的尾气收集筒与排气管紧密插接，尾气收集筒包括与排气管连接的固定区段，用于凝结水汽的冷却段及安装检测传感器的检测区段。主要创新部分为凝结水汽的冷却区段。三段水管设计的直径大小从进气方向由小变大再变小，放大冷却区段的直径给水汽凝结的过程准备了足够的流通空间和时间并使冷却区段内尾气流速减缓，提高冷凝效率。避免气体流通中因冷却段体积过小流通时间不足，而导致尾气还未充分凝结水汽便被挤入尾气检测段，使检测结果不准确的问题。

本设计的尾气监测装置冷却区段内用于凝结水汽的设计为圆筒状的冷凝板，在冷凝板与冷却区段内壁之间构成的空间为盛装冷凝液的蓄水槽，蓄水槽内冷凝液为主要的冷却功能物质。机动车辆刚排出的尾气温度过高，流动过程中会使检测装置的温度升高，冷却段需保持低温环境，因此蓄水槽内的冷凝液需通过进水管频繁地进行更换，可在冷却段蓄水槽的上部安装进水管以及下部安装出水管，分别上下与冷凝液提供系统连接，使冷凝液能够达到及时更换的效果，使冷却段持续保持预设的低温环境，提高装置冷却效率，排除多余水分，确保尾气含量纯洁性。

图1中的箭头代表尾气的流动方向。

以上所述的仅是本装置的优选实施方式，应当指出。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本装置型创造构思的前提下，还可做出若干变形和改进，这些都属于装置的保护范围。

三、汽车尾气实时检测装置的研究智能芯片内容

本设计的尾气实时检测装置创新性的采用现代众多领域应用的智能化信息技术，给尾气检测段安装信息芯片以及控制检测器开关的智能主板。政府相关部门通过传送信号控制检测器开关，可随时对装有本新型装置的车辆进行尾气实时监测，检测器上安装的信号传递芯片可及时将装置监测到的尾气排放含量信息传递到相关部门，从而使相关部门可及时得到广泛地域内的车辆尾气排放信息，以达到实时远程传输信息与监控的功能。要使本功能达到预期效果，需要政府必要的使用推广，才能达到远程及时获取多方位广地域的实时汽车尾气排放情况的预期效果。

芯片的散热、成本及体积问题得到了很好的解决。

本系统采用利用反向计算的方法设计的微处理器芯片，可大大降低耗电量，是解决微处理器散热问题的最佳方案。该微处理器可用于掌上型计算机、移动电话和便携式计算机等电流驱动装置中，并且可以大大延长装置的运行时间。在反向计算中，每个运算周期后存储在微处理器中的信息并未完全被擦掉，而是保留了某些信息，供下一个运算周期使用。

同时采用模拟-数字转换芯片68176，将该芯片插在装置主板上，并且将 900MHz 射频接收器连接到所在地市环境保护局的漫游芯片上。ADC把由RF接收器检测到的4级声频信号转换为2位数字信号，以供系统其余部分使用。此芯片具有更宽的工作电压范围、较低的电源电压和比其它ADC芯片更低的成本。

芯片拥有较小的体积，包含运用单片算法IC的高集成度DSP芯片，用于低功耗的小型器件进行高水准的调制和解调算法作业，采用0.25μmCMOS工艺，集成度将得到进一步的提高，且进一步降低电压和功耗，从而能够将用于协议处理的CPU内核电路也全部集中制作在一枚小小的芯片上。执行速度高达2900MIPS，这款芯片集成了7Mbits内存，是目前在单机芯DSP里集成的最大内存，采用18m2的BGA封装，能够节省插件板/系统空间，适用于3G无线基站、电信系统和网络基础设施的设备。

四、结束语：

汽车尾气实时检测装置在现在以及未来市场上发展前景广阔，其能够在任何时刻，对任意车辆进行非常精确的检测。本装置的发明其预期效果不仅达成随时随地远程检测并监督预防的目的，更解决了车辆繁多难以统计管理以及尾气检测造假的现实问题，具有广泛的推广价值，对于大气环境的改善具有深远的影响。