[实用新型]基于TDLAS扫描收发一体式机动车尾气遥感测量装置

权利要求书

1.一种基于TDLAS扫描收发一体式机动车尾气遥感测量装置，其特征在于该装置包括：多波长耦合激光发射装置、中心开有孔的凹面镜（105）、旋转正多面体反射镜（106）、条状反光贴（108）、探测器（110）、探测器控制单元（111）、采集与处理单元（112）、工控机（114）；所述凹面镜（105）位于多波长耦合激光发射装置的出射光路上且多波长耦合激光发射装置的出射光穿过凹面镜（105）的中心孔入射至旋转正多面体反射镜（106）；所述条状反光贴（108）位于旋转正多面体反射镜（106）的下方的路面（109）上；凹面镜（105）的反射面朝向正多面体反射镜（106）且探测器（110）位于凹面镜（105）的焦点上；探测器控制单元（111）的信号输出端与探测器（110）的控制端相连接，探测器（110）的信号输出端与采集与处理单元（112）的信号输入端相连接；采集与处理单元（112）的信号输出端与工控机（114）的信号输入端相连接；凹面镜（105）与旋转正多面体反射镜（106）的位置关系可使经凹面镜（105）中心孔穿过的激光照射至旋转正多面体反射镜（106），旋转正多面体反射镜（106）将该入射激光反射至条状反光贴（108），经条状反光贴（108）漫反射的激光在被旋转正多面体反射镜（106）反射后由凹面镜（105）会聚至探测器（110）。

2.如权利要求1所述的基于TDLAS扫描收发一体式机动车尾气遥感测量装置，其特征在于，还包括与工控机（114）信号输入端相连接的辅助测量单元（113）；所述辅助测量单元（113）包括速度和加速度测量、气象参数测量、车牌识别测量模块，分别用于测量所测机动车通过测量装置时的速度和加速度、环境气象参数、和通过车辆的抓拍和识别，均由所述工控机（114）进行控制与数据上传和保存。

3.如权利要求2所述的基于TDLAS扫描收发一体式机动车尾气遥感测量装置，其特征在于，所述多波长耦合激光发射装置包括激光器控制单元（101）、多个激光器单元（102）、多波长光束耦合单元（103）以及波长锁定单元（104）；所述激光器控制单元（101）控制各个激光器单元（102）；各激光器单元（102）出射的激光进入多波长光束耦合单元（103）耦合输出至波长锁定单元（104），经过波长锁定单元（104）锁定波长后输出；波长锁定单元（104）的信号输出端与工控机（114）的信号输入端相连接，激光器控制单元（101）的信号输入端与工控机（114）的信号输出端相连接。

4.如权利要求3所述的基于TDLAS扫描收发一体式机动车尾气遥感测量装置，其特征在于，所述的激光器单元（102）包括近红外和中红外DFB激光器，可根据HITRAN数据库中待测气体吸收模拟情况来选择合适波长的激光器。

5.如权利要求1~4任一项所述的基于TDLAS扫描收发一体式机动车尾气遥感测量装置，其特征在于，凹面镜（105）采用离轴抛物面镜，旋转正多面体反射镜（106）采用六面体反射镜；所述的离轴抛物面镜和所述旋转六面体反射镜结构组成扫描收发一体式结构，完成光束收发一体化及光束的扫描化。

6.如权利要求3所述的基于TDLAS扫描收发一体式机动车尾气遥感测量装置，其特征在于，所述的激光器控制单元（101）包括激光器的温度控制和电流控制，一方面保证所述激光器单元（102）中各激光器能够在不同的环境条件下正常输出目标波长范围，另一方面所述激光器控制单元（101）还能给所述激光器单元（102）中各激光器加载调制信号，调制频率可以为kHz量级，有利于实现尾气的快速测量。

7.如权利要求1~4任一项所述的基于TDLAS扫描收发一体式机动车尾气遥感测量装置，其特征在于，所述的探测器（110）是热电制冷工作方式，可以是单个宽带响应的红外碲镉汞探测器，也可以是窄带宽碲镉汞探测器和近红外铟镓砷探测器组合的形式；所述探测器（110）由所述探测器控制单元（111）进行温度和电流控制保证所述探测器的正常工作。

8.如权利要求3或4或6所述的基于TDLAS扫描收发一体式机动车尾气遥感测量装置，其特征在于，所述多波长光束耦合单元（103）由多种光学元件组成，可采用反射镜和光栅组合的形式；所述波长锁定单元（104）包括分光镜、吸收池和探测器元器件，对各激光器进行实时波长锁定，所述条状反光贴（108）是一种涂有反光材料的反射结构，用于穿过尾气烟羽光束的漫反射，横铺在所测车道内并置于所述旋转正多面体反射镜（106）的正下方。