用於遠距離分析小型發動機車輛尾氣的系統和方法
2023-07-07 23:35:51 1
專利名稱：用於遠距離分析小型發動機車輛尾氣的系統和方法
技術領域：
本發明涉及用於對帶有小型發動機的車輛排出的尾氣進行遠距離分析的系統和方法，這種車輛例如摩託車。
為了控制車輛尾氣，許多國家已經設立了檢查和維修(IM)計劃。某些IM計劃包括由國家測試機構執行的定期檢查。這些檢查包括在一個底架測功機上操縱車輛經過一系列加速、減速、停車以及起動，並將該車輛的尾氣收集在一個分析儀中。這些檢查十分耗時，且給車主造成了不便。
為此，遠距離測量系統已有了多年的發展歷史。例如，美國專利No.5,210,702公開了一種用於遠距離檢測車輛尾氣中的一氧化碳和二氧化碳水平的系統。該系統使用了一種紅外線(IR)輻射源，以發射出一個穿過一個駛過車輛的尾氣煙羽的IR射線的準直射束。光學設備被用於分離射束的不同波長並引導它們射向特定的光檢測器。每個光檢測器產生一個電信號，該信號基於具有特定波長的光的存在或缺乏。該電數據被輸入一臺計算機，該計算機被用於計算和比較一氧化碳和二氧化碳尾氣組分的比例。通過這些比例，可以識別出排放較高的車輛。這些比例還可被輸入一系列基於尾氣組分之間的化學計算關係的方程，這些方程被用於計算將被一個排氣管探測器探測到的濃度(對水和任何過量空氣進行了校正)。
此外人們還嘗試了其它通過使用遠距離光學氣體分析儀來確定排放物濃度的方法。一種公開在美國專利No.4,924,095中的方法使用多條射束路徑對尾氣煙羽進行橫截面「切片」採樣。該切片的體積被確定，並且被用於計算一種或多種組分的絕對濃度。這樣一種系統被證明不精確且實際中無法工作，這是由於尾氣煙羽的不規則擴散以及計算尾氣煙羽的體積時遇到的巨大困難。
遠距離車輛排放測試系統自從最初被公開以來已經歷了許多改進。某些例子包括連接在一起的尾氣待測車輛的監視器和用於實際「讀出」車牌照的牌照讀出器；UV和IR射線輻射源的組合體，它被用於帶有CO、CO2、NOX、水和碳氫化合物(HC)檢測器通道的檢測器；和產生分光作用、射束路徑、濾光作用和分時多路復用的各種光學裝置。
儘管小汽車和卡車是造成汽車尾氣汙染的最大的汙染源，但帶有小型發動機的車輛，例如摩託車、機動腳踏兩用車、和其它小型機動車輛也可能加重城市地區內汙染物的積聚。由於小型機動車輛的發動機通常產生明顯較小且密度較低的尾氣煙羽，所以用於小汽車和卡車的現有遠距離測量系統可能難以將小型機動車輛的排放讀數從背景噪聲中區分出來。例如，一輛50cc的機動腳踏兩用車產生的尾氣煙羽比小汽車產生的煙羽小10至20倍。另外，由於小型發動機尾氣煙羽的尺寸較小且分散迅速，所以小型發動機尾氣煙羽的空間位置可而成為成功遠距離測量的關鍵。由於摩託車排氣出口的高度位置的易變性，摩託車尾氣煙羽可能產生在地面上方6英寸和3英尺之間的任何位置。現有遠距離測量系統可能難以瞄準帶有小型發動機和高度易變的尾氣出口的車輛的尾氣煙羽。
現有遠距離排放測量系統的這些以及其它缺點被本發明的各個優選實施例中的一個或多個所克服。
本發明的該目的以及其它目的可通過一種用於檢測駛動車輛的尾氣組分的系統而被達到。本發明的系統使用了多於兩束經過一個檢測空間的射線，以便產生一個幅值足夠大的信號，從而克服該檢測空間中的環境噪聲。一種或多種尾氣組分的濃度可基於一種比例技術被計算出來，以使一種或多種尾氣組分獨立於檢測器信號的絕對幅值。該系統包括一個用於產生一個射束的輻射源、用於引導該射束穿過檢測空間的光學系統、和一個用於接收該射束並產生至少一個信號的檢測器，所述信號表示了對射束中某些波段的吸收率，這些波段相應於一種或多種車輛尾氣組分。該系統還包括一個用於從產生的一個或多個信號中獲得有關一種或多種車輛尾氣組分的信息。
本發明還涉及一種用於檢測駛動車輛的尾氣組分的方法。該方法包括使兩條以上的射線直接穿過一個檢測空間而輻射至一個檢測器，由此，該射線穿過一個位於檢測空間中的尾氣煙羽。下一步驟是產生至少一個對穿過尾氣煙羽的射線做出響應的信號。來自檢測器的所述至少一個信號可被用於計算尾氣組分量的比例。該比例可被用於提供一個具體車輛的排放物的相關信息。
通過閱讀對本發明的詳細說明，本領域內的普通技術人員將清楚地理解本發明的其它特徵和優點。
圖1是根據本發明的一個實施例的排放物測試系統的原理圖。
圖2是根據本發明的第二個實施例的排放物測試系統的原理圖。
圖3是根據本發明的第三個實施例的車輛測試車道以及排放物測試系統的正視原理圖。
圖4是圖3中的車輛測試車道以及排放物測試系統的側視原理圖。
圖5是用在本發明的一個實施例中的一個光學系統的原理圖。
圖6是一種根據本發明的方法的原理圖。
分析儀101可被設在一個固定式的或移動式的車輛測試車道內。推薦氣體分析儀101的位置滿足使射束150數次通過一輛經過車輛的尾氣煙羽的至少一部分。數次通過在某些情況下是必要的，這是為了提供一個相對環境噪聲而言足夠強的信號，以便確定車輛尾氣中含量較小的組分的相對量，這些組分例如CO、NOX、碳氫化合物以及其它微量尾氣組分。由檢測器120返回的信號可以與車輛尾氣中含量通常相對較大的二氧化碳相比較。在一個實施例中，一種或多種尾氣組分的比例可以與一個預定的閾限值相比較，以確定該車輛的該組分的排放量是否過高。在另一個實施例中，數據處理系統140可以基於來自檢測器的信號計算一種或多種尾氣組分的相對濃度。該相對氣體濃度可以，手工地或自動地，與預定的排放標準相比較，並由此識別出排放超標的車輛。
在一個實施例中，公路、駛出坡道、停車場或其它驅動表面可被用作供分析儀101使用的車輛測試車道。分析儀101的安裝可以滿足使射束大體正交於或垂直於車輛的行駛方向穿過該驅動表面的上部空間的一部分。當一個車輛的尾氣煙羽進入射束150的路徑時，來自檢測器120的信號可被數據處理系統140用於計算一種或多種排放氣體的相對量。
分析儀101可被永久地或臨時地安裝在車輛道路的任何一側上的一個或多個設備殼體內。在一個實施例中，輻射源110、檢測器120、數據處理裝置140和光學系統130的某些部分可被安裝在公路一側上的一個殼體內，而光學系統130的其它部分可被安裝在該公路的相對一側上。在另一個實施例中，各組件可被安裝在數個殼體內。推薦至少輻射源110被容納在一個殼體內，該殼體被用於至少部分地使輻射源110與環境條件相隔離，從而維持大體恆定的溫度。
輻射源110可通過合適的連接器與各個組件相連接，這種連接器例如電線或無線信號傳輸系統。在另一個實施例中，某些組件可被裝載在一個例如大蓬貨車的車輛中，以允許簡便的運輸和重新布置。在一個實施例中，分析儀101可被安裝在一個移動式結構中，例如一個拖車。該移動式結構的一部分可以是一個驅動表面，優選一個傾斜表面。
輻射源110產生射束150。射束150可以是可用於吸收光譜學的任何波長的射線光束。輻射源110可以是用於產生理想波長的任何輻射體。在一個實施例中，射束150可以包括紫外線和紅外線，這些射線具有尾氣組分的吸收波段所對應的特定波長，其中尾氣組分例如CO2、CO、NOX、水、碳氫化合物或其它尾氣組分。輻射源110可包括一個紫外線輻射源和/或一個紅外線輻射源。射束150可被平行校準。輻射源110可以產生一個準直射束，或可以包括用於對輻射源110中產生的非準直射束進行校準的光學系統。輻射源110可以產生具有數個預定波長的單獨射束，並且可以使用光學系統將單獨的射束引導為射束150。輻射源110可以產生範圍很寬的波長，這些波長包括尾氣組分的特定波長。可以使用多個輻射源。
檢測器120可以接收射束150並且產生一個信號，該信號可指示接收到的波長。在一個實施例中，檢測器120包括一個或多個用於識別某一特定波長或波長範圍的傳感器。檢測器120可以包括用於分光、濾光以及將射束150或射束150的一部分引導至所述傳感器的光學系統。這些檢測器光學系統可包括一個用於時分多路引入射束150的光學機構。所述傳感器可以產生一個信號，該信號用於指示具有傳感器接收到的波長的射線的存在和/或強度。傳感器本身可以對特定的波長敏感，或者分光器或濾光器可被用於將特定的波長引導至具有通用敏感度的傳感器。檢測器120可以包括一個置於一塊微晶片上的傳感器陣列。檢測器120可以是一種傳統的分光計。也可以使用多個檢測器。
在一個實施例中，檢測器120被置於輻射源110上方，且二者位於檢測空間160的同一側。檢測器120可以垂直位於驅動表面162的上方並與之間隔開，或者輻射源110可以被置於接近驅動表面162處。檢測器120和輻射源110可以相對於彼此、檢測空間160和驅動表面162被置於其它的位置。具體的定位可根據所使用的輻射源和檢測器的類型、光學系統的配置以及尾氣煙羽的預期位置而定。在任何給定的分析儀101的配置中，輻射源和檢測器的位置都可以互換。
光學系統130可以引導射束150經過多條穿過檢測空間160的通路。在一個實施例中，光學系統130可以包括成對的反射器，以便對射束150進行反射，使之來回穿過檢測空間160。一個第一反射器132可被置於檢測空間160的一側上，而一個第二反射器134可被置於檢測空間160的相對一側上。射束150可以由輻射源110發射向第一反射器132。射束150可以從第一反射器132的一部分上反射向第二反射器134的一部分。然後射束150從第二反射器134的該部分上反射回第一反射器132。射束150可以在被引導至檢測器120之前，從第一反射器132到第二反射器134，穿過檢測空間160來回反射一次或多次。射束150的多條通路增加了其遇到尾氣煙羽較小的車輛或者排氣管處於非標準位置的車輛的排放物的機率。射束150的多條通路可能多次遇到尾氣煙羽，並且可以幫助提高信噪比，以便產生一個有用的檢測器信號。
在一個實施例中，如圖1所示，射束150共有10條穿過檢測空間160的通路。射束150從輻射源110到第一反射器132形成了通路150a。射束150從第一反射器132到第二反射器134形成了通路150b。射束150從第二反射器134返回到第一反射器132形成了通路150c。射束150在兩個反射器132、134之間來回反射時形成了通路150d、150e、150f、150g、150h和150i。射束150在從第一反射器132傳輸至檢測器120時形成了通路150j。在該實施例中，檢測空間160可被大致定義為如下區域第一反射器132和第二反射器134之間，驅動表面162上方，以及通路150j下方且包括該通路。檢測空間的垂直高度和定位可以根據被分析車輛的排氣埠的位置而不同。在一個用於摩託車及類似車輛的更優的實施例中，檢測空間的垂直高度，即從驅動表面162至通路150j的頂部之間的距離，可以大約為5英尺或更小。最優的方案是，該檢測空間始於距離地面6英寸處，並且垂直向上達到距離地面大約3英尺處，以便容納帶有小型發動機的車輛上通常使用的各種類型的排氣系統。在一個實施例中，射束150可以在每1英尺的垂直高度內形成至少約2個通路，或者在一個替代實施例中，在每1英尺的垂直高度內形成約4個通路。
數據處理系統140可以與檢測器120相連接，以接收來自檢測器120的信號，該信號可表示被檢測器120接收到的射線的存在和/或強度。數據處理系統140還可以與一個輻射源110相連接。數據處理系統140可以使用接收自檢測器120的信號計算一種或多種尾氣組分的比例，這是為了補償尾氣煙羽的分散。導致分散的原因可能是周圍空氣與尾氣煙羽相混合、風或其它環境條件、或者是當尾氣離開排氣系統時尾氣煙羽擴散的自然過程。本發明的數據處理系統140使用本文所述的比例技術補償了各種形式的分散。數據處理系統140可以使用接收自檢測器120的信號計算射束150路徑中的一種或多種組分的相對濃度。數據處理系統140可以將輻射源110產生的特定波長的射線密度與檢測器120接收到的特定波長的射線密度相比較。在一個實施例中，數據處理系統140可以使用來自多個通道的數據，每個通道對應一種特定的排氣組分，以便計算各種排放物的相對濃度。在一個實施例中，數據處理系統140可以使用來自一個連續波長範圍的數據並且只在感興趣的波段內抽取必要的數據。數據處理系統140可以基於每種組分相對二氧化碳的檢測比例和/或由燃料燃燒的化學計算法導出的信息，使用信號數據來確定一種或多種尾氣組分的相對濃度。在一個實施例中，數據處理系統140可以確定下列組分中一種或多種的相對濃度CO、CO2、HC、NO、NO2和水。數據處理系統140也可以基於信號數據計算相對發動機溫度和/或尾氣煙羽的不透明度。數據處理系統140無需計算尾氣煙羽的總體體積，並且無需為了提供有關尾氣煙羽的各種組分的精確和有用的信息而確定存在於尾氣煙羽中的二氧化碳的絕對濃度。
在一個實施例中，數據處理系統140可以是一個用於控制分析儀101的工作的計算機系統及外圍裝置的一部分。該計算機系統可以控制標定、採樣次數、採樣時間、採樣頻率、基準採樣、組分分析以及排放物分析的其它方面。該計算機系統可以自動地將計算出的一種或多種組分的相對濃度與預定的排放標準相比較，以識別高排放源。受控的外圍裝置可以包括用於記錄車輛的攝影機，用於明確地識別車輛的牌照讀出器，用於檢測車輛的速度和加速度的裝置，用於傳遞計算數據和其它數據的顯示裝置和通信裝置，用於存儲計算數據和其它數據的存儲裝置，和其它外圍裝置。
圖2表示了一個分析儀201的一種替代布置方式，該分析儀201被用於一個遠距離檢測駛動車輛的尾氣組分的系統。在分析儀201中，組合輻射源/檢測器210可以被置於檢測空間260的頂部，且與驅動表面262間隔一定距離。否則組合輻射源/檢測器210可以按照如上所述的傳感器110和檢測器120的工作方式進行工作。射束250被從輻射源/檢測器210射出並且被光學系統230引導穿過檢測空間260。光學系統230可以包括位於檢測空間260的一側上的第一反射器232和位於檢測空間260的另一側上的第二反射器234。射束250可以在到達反射器部分236之前沿反射器232和234之間的一系列路徑被來回反射。在一個實施例中，射束250隨後可以沿反射器232和234之間的大體同一路徑被反射器部分236反射返回輻射源/檢測器210。在另一個實施例中，射束250可以沿反射器232和234之間的一條大體不同的路徑被反射器部分236反射返回輻射源/檢測器210，例如採用十字交叉的模式。數據處理系統240可以與輻射源/檢測器210相連接，並且可以大體按照上述數據處理系統140的工作方式進行工作。
在一個如圖2所示的優選實施例中，射束250共有20條穿過檢測空間260的通路。射束250從輻射源/檢測器210到第一反射器232形成了通路250a。射束250從第一反射器232到第二反射器234形成了通路250b。射束250從第二反射器234返回到第一反射器232形成了通路250c。射束250在兩個反射器232和234之間來回反射時形成了通路250d、250e、250f、250g、250h和250i。射束250在從第一反射器232傳輸至第二反射器234的部分236時形成了通路250j。部分236沿射束250在反射器232和234之間經過的大體同一路徑對射束250進行反射。射束250沿大體相同的逆向路徑，即沿通路250j、250i、250h、250g、250f、250e、250d、250c和250b，在反射器232和234之間來回反射時，形成了通路250k、250l、250m、250n、250o、250p、250q、250r和250s。射束250從第一反射器232到輻射源/檢測器210形成了通路250t。檢測空間260的垂直高度，即從驅動表面262至通路250a的頂部之間的距離，可以小於5英尺。射束150可以在每1英尺的垂直高度內形成至少4個通路。
圖3和4表示了一個用於檢測駛動車輛的尾氣組分的系統的實施例，該系統將一個分析儀301併入了一個移動式車輛測試車道300中。移動式車輛測試車道300可以包括分析儀301、坡道370、支撐結構380和拖車結構390。在一個實施例中，分析儀301可以是一個大體如上述分析儀101的氣體分析儀。分析儀301可以包括輻射源310、檢測器320、光學系統330和數據處理系統340。坡道370可以包括車輛驅動表面362。分析儀301可以由支撐結構380支撐。分析儀301、坡道370和支撐結構380可以被安裝在拖車組件390上。
輻射源310產生一個射束350。輻射源310可以大體如同上述輻射源110一樣工作。射束350可以從輻射源310射出，並且在光學系統330的引導下按照預定的路徑傳播。
光學系統330可以是一個由反射器331，332，333，334，335，336，337，338和339構成的系統。光學系統330可以引導射束350經過多條穿過檢測空間360的通路。射束350可以從輻射源310，穿過檢測空間360，傳播至反射器331，從反射器331，穿過檢測空間360，傳播至反射器332，並依次在反射器之間傳播。反射器339將射束350引導至檢測器320。檢測空間360的寬度，即相對的反射器之間的水平距離可以為3至20英尺，優選小於6英尺。較窄的檢測空間允許有更多的通路，同時具有較短的路徑長度，並且可以使測試車道300較窄且更易於運輸。另外，對於容納小型發動機車輛而言，較寬的檢測空間是不必要的，這些小型發動機車輛例如摩託車、機動腳踏兩用車及其它小型發動機車輛。
檢測器320可以接收射束350並產生一個基於射束350中具有的射線的波長的信號。檢測器320可以大體如上述檢測器120一樣工作。
數據處理系統340可以解釋來自檢測器320的信號，並計算射束350的路徑中的一種或多種組分的相對濃度。數據處理系統340可以大體如上述數據處理系統140一樣工作。或者，數據處理系統340也可以不被裝載在移動式車輛測試車道300中。在一個實施例中，數據處理系統340在結構上與車輛測試車道300相分離，但可以通過一種信號傳輸裝置與輻射源310和檢測器320相連接。信號傳輸裝置可以包括電線、無線信號傳輸裝置或其它信號傳輸裝置。在一個實施例中，數據處理系統340包括一個用於操縱分析儀300的計算機系統及外圍裝置。
坡道370可以提供一個用於引導車輛通過移動式車輛測試車道300的傾斜表面。一個傾斜的驅動表面362可被用於增加小型發動機車輛的負載，這是為了增大尾氣煙羽的尺寸或密度或者為了測量車輛負載時的排放。在一個實施例中，坡道370可以包括一個延伸穿過分析儀301的檢測空間362的傾斜部分372，一個位於檢測空間362之外的水平部分374，和一個使車輛返回水平地面的傾斜部分。
支撐結構380可提供一個用於支撐分析儀301的各組件的框架。支撐結構380可以提供一個第一垂直支撐件382和一個第二垂直支撐件384。在一個實施例中，垂直支撐382和384可以支撐輻射源310、檢測器320和光學系統330。支撐結構380可被連接在坡道370和/或拖車組件390上。
拖車組件390能使移動式車輛排放測試車道300在測試地點之間被方便地運輸。拖車組件390可以包括車輪和一個連接裝置，該連接裝置被用於將測試車道300連接在一個車輛上，以便運輸。在一個實施例中，測試車道300可以具有一個用於測試車輛排放的工作結構和一個用於輸運測試車道300的運輸結構。該運輸結構可以包括坡道370的摺疊或拆卸部分和/或分析儀301的緊固部分。
圖5表示了一個用在一個分析儀中的光學結構，例如用在分析儀101、201和301中。圖5表示了一個「白」光學系統。分散射束550a中的射線從輻射源/檢測器510中發出。第一球面鏡531將射線重新聚焦成會聚射束550b，並使之射向第二球面鏡532。第二球面鏡532將射線反射成分散射束550c，並使之射向第三球面鏡533。第三球面鏡533將射線重新聚焦成會聚射束550d。會聚射束550d被輻射源/檢測器510接收到。白光學系統可以允許很長的路徑長度，同時使射束完整性的損失最小。白光學系統使用球面鏡在多條穿過檢測空間的通路上對射束進行反射和重聚焦，而沒有試圖沿從輻射源到檢測器的整個路徑長度維持一個平行光射束。在第一次反射後，理論上可能不存在額外的幾何輻射損失，而只是反射損失。由此獲得的光學系統可以具有一個短路徑系統的光通過量，同時具有一個長路徑系統的靈敏度。白光學系統的使用可以允許較長的路徑長度，這又依次允許一個單條射束具有較多數目的穿過檢測空間的通路。在實驗室中，白光學系統已獲得了600米的路徑長度，並可被用於獲得多達100條穿過一個檢測空間的通路。
圖6表示了一種用於檢測駛動車輛的尾氣的方法。該方法可以通過使用大體如上文結合圖3和4所述的移動式車輛排放測試車道而被實施，並且該測試車道可以使用一個如上文結合圖1和2所述的分析儀101或201。
在步驟610中，可以提供一個車輛測試車道。該測試車道可以限定一個檢測空間，例如檢測空間160、260或360。該測試車道可以包括一個用於產生一個射束的輻射源，例如輻射源110或310或輻射源/檢測器210。該測試車道可以包括用於引導射束穿過檢測空間的光學系統，例如光學系統130、230或330且可以使用白光學系統。該測試車道可以包括一個用於接收該射束的檢測器，例如檢測器120或320或輻射源/檢測器210。該檢測器可以產生一個電信號，該信號可表示對某些波段的射線的吸收率，其中這些波段對應於二氧化碳和至少一種其它車輛尾氣組分。該車輛測試車道還可以包括一個經過檢測空間的驅動表面，例如坡道370。
在步驟620中，車輛可被引導通過該車輛測試車道，從而使車輛的尾氣煙羽與射束在一條或多條通路上相交。穿過車輛尾氣煙羽且被接收在檢測器中的射束可以在檢測器中產生一個電信號。
在步驟630中，可以計算出一種或多種排放氣體的比例。一個數據處理系統，例如數據處理系統140、240或340，可使用基於來自檢測器的電信號的比例來計算一種或多種尾氣組分的相對濃度。為了確定該比例或相對濃度，既無需計算尾氣煙羽的體積，也無需計算尾氣煙羽中二氧化碳的絕對含量值。
在步驟640中，可以將該比例或計算出的相對濃度與預定的排放標準相比較，以識別高排放者。這種比較可以手工進行，或可以由數據處理系統自動完成。
在步驟650中，車主或車輛的駕駛員可以被告知該車輛的排放概況以及任何所需的維修或基於排放標準的進一步測試。此外還可以通知負責執行一個檢查或維修計劃的部門，並且可以對該排放概況和比較情況進行儲存和編輯。
在步驟660中，測試車道可以被運送至其它測試地點。該測試車道的全部或局部可以被固定安裝在一個車輛中，可以具有充分的便攜性，以便被裝載在一個車輛上，或者可以被安裝在一個拖車組件上並被拖在一個車輛後面。為了便於運輸，可能需要對該測試車道進行某些改動。運輸允許一個移動式車輛測試車道，尤其是用於測量小型發動機排放的車道，能夠臨時性地工作在整個城市地區的多個地點。當天氣促進了摩託車和機動腳踏兩用車的使用時和/或在這種小型發動機被普遍使用的地區，測試可能會持續數天。
上文已結合優選實施例對本發明進行了說明。這些實施例僅僅是說明性的。本領域內的普通技術人員應清楚地明白，可以對這些優選實施例進行修改，但這都不脫離所附權利要求中所記載的本發明的範圍。
權利要求
1.一種用於檢測駛動車輛的尾氣組分的系統，該系統包括一個用於產生射線的輻射源；一個檢測器，該檢測器用於接收所述射線並產生至少一個對所述射線產生響應的信號，所述信號可表示在第一和第二波段中的第一和第二車輛尾氣組分的射線吸收率；光學系統，所述光學系統用於引導所述射線從所述輻射源至所述檢測器經過兩個以上穿過一個檢測空間的通路，由此，所述射線穿過一個處在所述檢測空間中的駛動車輛的尾氣煙羽，和一個對所述至少一個信號做出響應的處理器，所述處理器計算出第一車輛尾氣組分的射線吸收率與第二車輛尾氣組分的射線吸收率之間的比例，以補償尾氣煙羽的至少某些擴散。
2.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述處理器計算出第二車輛尾氣組分的濃度，以便與預定的閾限值水平相比較。
3.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述光學系統包括一個球面鏡系統，該系統用於對射線進行反覆地反射和重聚焦。
4.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述光學系統的配置滿足使射線至少6次穿過檢測空間。
5.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述光學系統的配置滿足使射線至少10次穿過檢測空間。
6.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述光學系統的配置滿足使射線至少20次穿過檢測空間。
7.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述檢測空間的一個垂直高度被定義為一個水平表面與所述水平表面上方的所述射線的最高路徑所處位置之間的垂直距離，並且所述光學系統的配置滿足使射線在所述垂直高度的每1英尺內至少2次穿過該檢測空間。
8.如權利要求7所述的系統，其特徵在於，所述光學系統的配置滿足使射線在所述垂直高度的每1英尺內至少4次穿過該檢測空間。
9.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述第一車輛尾氣組分是二氧化碳，並且處理器通過比較一種第二車輛尾氣組分的吸收率與二氧化碳的吸收率計算出該第二車輛尾氣組分的濃度。
10.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，還包括一個傾斜驅動表面，該驅動表面的位置能使車輛由於必須爬上該傾斜驅動表面而處於負載狀態，此時該車輛向檢測空間排出一個排氣煙羽。
11.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，還包括一個移動式結構，該系統的幾乎所有其它組件都被安裝在該移動式結構上，以便被運送至測試地點。
12.一種用於檢測駛動車輛的尾氣組分的系統，該系統包括一個用於產生射線的輻射源；一個檢測器，該檢測器用於接收所述射線並產生至少一個對所述射線產生響應的信號，所述信號可表示在第一和第二波段中的第一和第二車輛尾氣組分的射線吸收率；光學系統，所述光學系統用於引導所述射線從所述輻射源至所述檢測器穿過一個檢測空間兩次以上，由此，所述射線穿過一個處在所述檢測空間中的駛動車輛的尾氣煙羽，和一個處理器，所述處理器使用來自所述檢測器的所述至少一個信號獲得有關第二車輛尾氣組分的濃度的信息，而無需計算該尾氣煙羽的體積。
13.一種用於檢測駛動車輛尾氣中的氣體成分的方法，該方法包括以下步驟引導射線經過兩條以上穿過一個檢測空間的通路而到達一個檢測器，由此，該射線穿過一輛位於所述檢測空間中的車輛的尾氣煙羽；產生至少一個對已穿過一個車輛尾氣煙羽的射線產生響應的信號，所述信號可表示在第一和第二波段中的第一和第二車輛尾氣組分的射線吸收率；和使用所述至少一個產生的信號獲得有關所述第二車輛尾氣組分與所述第一車輛尾氣組分的比例的信息，以便對該車輛尾氣煙羽的擴散進行修正。
14.如權利要求13所述的方法，其特徵在於，該射線形成足夠數目的穿過該檢測空間的通路，以確保該射線至少兩次經過該車輛的尾氣煙羽。
15.如權利要求14所述的方法，其特徵在於，該射線至少4次經過檢測空間中的車輛尾氣煙羽。
16.如權利要求14所述的方法，其特徵在於，該射線至少10次經過檢測空間中的車輛尾氣煙羽。
17.如權利要求14所述的方法，其特徵在於，至少一種車輛尾氣組分的濃度在無需計算該尾氣煙羽的體積的情況下被確定。
18.如權利要求14所述的方法，其特徵在於，所述第一車輛尾氣組分是二氧化碳，並且通過採用基於燃料燃燒化學計算法的方程以及採用可表示一種第二尾氣組分濃度的信號與可表示二氧化碳濃度的信號的比例，計算出該第二車輛尾氣組分的濃度。
19.如權利要求13所述的方法，其特徵在於，位於檢測空間中的車輛尾氣煙羽由一輛正在爬上一個傾斜表面的車輛排出。
20.如權利要求13所述的方法，其特徵在於，其中射線在光學系統的引導下穿過該檢測空間，所述光學系統包括一個球面鏡系統，該系統用於對射線進行反覆地反射和重聚焦。
全文摘要
用於對帶有小型發動機的車輛排出的尾氣進行檢測的系統和方法，這種車輛例如摩託車或機動腳踏兩用車。該系統使用一個具有射束(150)的氣體分析儀(101)，其中該射束至少兩次通過一個檢測空間(160)。通過多次通過檢測空間(160)，氣體分析儀(101)可以產生指示尾氣中感興趣的一種或多種成分的濃度，該系統還包括一個用於從產生的信號中獲取有關一種或多種尾氣成分的信息。
文檔編號G01N21/03GK1415071SQ00817996
公開日2003年4月30日 申請日期2000年12月21日 優先權日1999年12月29日
發明者唐納德·斯特德曼, 加裡·畢曉普 申請人:環境系統產品公司