本发明涉及汽车尾气监测技术领域,特别涉及一种智能光路调节系统。
背景技术:
现有技术中,对于路面行驶的机动机尾气排放,一般采用红外线技术的监测设备,在道路两边安装主机和副机,其中一个作为发射端发出红外线,一个作为接收端接收并进行分析,通过尾气中不同成分对红外线的吸收不同,来测量尾气成分与含量。
专利申请号为201910595909.9的申请公开了一种机动车尾气遥感监测系统及监测方法,其中所述机动车尾气遥感监测系统包括一号机体、二号机体、光源和光学反光镜,所述一号机体一侧固定设置有二号机体,所述一号机体一侧表面镶嵌有光源,所述二号机体一侧表面镶嵌有光学反光镜。
尾气监测设备内设置的光路的精准度会影响测量的精度,也对接收的接收端所接收到的红外光束的能量有较大影响,而接收到的红外光束的能量大小直接影响光谱分析的有效性。若加大发射端发出的红外光束能量来提高接收端的光束能量,一是增加了能耗,浪费能源;二是对提高测量精度的帮助不大。
技术实现要素:
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种智能光路调节系统,包括红外光路子系统和控制子系统,所述红外光路子系统包括红外光源发射器、第一反射镜、第二反射镜、滤镜、第一滑动座、第一调节座、第二调节座和四个通道;
所述红外光源发射器固定在第一滑动座上,所述第一反射镜固定在第一调节座上,所述第二反射镜固定在第二调节座上;每一个所述通道安装一个所述光强传感器;
所述红外光源发射器发出的红外光束,依次经过第一反射镜、第二反射镜和滤镜后,分为四个分支光束分别进入四个通道;
所述控制子系统包括主控模块、执行模块、数据采集模块、放大电位器和四个光强传感器;
所述放大电位器与红外光源发射器电性连接;所述主控模块分别与执行模块和数据采集模块连接,所述数据采集模块与光强传感器电性连接,所述执行模块分别与放大电位器、第一滑动座、第一调节座和第二调节座连接;
所述主控模块把调节指令发送给执行模块,所述执行模块控制放大电位器、第一滑动座、第一调节座和第二调节座,使得至少一个通道的分支光束达到设定光强值。
可选的,所述执行模块的控制过程如下:
开启红外光源发射器发出红外光束,通过第一调节座调节第一反射镜的角度,通过第二调节座调节第二反射镜的角度,使得红外光束汇聚到滤镜中心;
调节放大电位器,使得至少一个通道的分支光束达到第一光强值;
再次调节第二调节座,并通过第一滑动座调节红外光源发射器的位置,至第一光强值不再提高;
第二次调节放大电位器,使得至少一个通道的光强值达到设定光强值。
可选的,所述第一光强值为90000坎德拉,所述设定光强值为115000坎德拉。
可选的,还包括紫外光路子系统,所述紫外光路子系统包括紫外光发生器、第一透反镜、第二透反镜、光谱仪、第三调节座、第四调节座和第二滑动座;
所述第一透反镜固定在第三调节座上;所述第二透反镜固定在第四调节座上;所述光谱仪固定在第二滑动座上;
使用紫外光检测时,开启紫外光发生器发出紫外光束,所述紫外光束依次经第一透反镜和第二透反镜到达光谱仪的光束输入口;
所述执行模块通过第三调节座调整第一透反镜的角度,通过第四调节座调整第二透反镜的角度,通过第二滑动座调整光谱仪的位置,使得光谱仪接收到的紫外光束强度不再增大为止。
可选的,所述第一调节座、所述第二调节座、第三调节座和第四调节座包括旋转底盘、定轴、第一电机、支撑架、转轴、定齿轮、第一动齿轮、双面吸盘、第一锥齿轮和第二锥齿轮;
所述旋转底盘设有中心孔,所述定轴穿过中心孔并通过轴承与旋转底盘连接,所述支撑架和第一电机固定在旋转底盘的上端面,所述转轴与旋转底盘平行,且转轴的两端通过轴承与支撑架连接;
所述第一电机的输出轴分别通过轴承与第一动齿轮和第一锥齿轮连接,所述双面吸盘位于第一动齿轮和第一锥齿轮之间,且双面吸盘通过轴键与第一电机的输出轴滑动连接,所述第二锥齿轮与转轴固定连接,所述定齿轮与第一动齿轮啮合,所述第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合;
所述第一电机和双面吸盘与执行模块电性连接;
第一反射镜固定安装在第一调节座的转轴上,第二反射镜固定安装在第二调节座的转轴上,所述第一透反镜固定安装在第三调节座的转轴上,所述第二透反镜固定安装在第四调节座的转轴上。
可选的,所述第一滑动座和第二滑动座包括滑轨、滑板、固定块、转杆、第二动齿轮、第三动齿轮和第二电机;
所述滑轨截面为上部比下部宽的梯形;
所述滑板设有内螺纹孔和与滑轨配合的导槽,所述内螺纹孔的轴心线与导槽表面平行;
所述第二电机固定在滑轨端头的上表面,所述第二电机的轴朝向滑板且轴上固定有第二动齿轮;
所述固定块设置在第二电机与滑板之间且固定在滑轨的上表面,所述固定块设有通孔;
所述转杆穿过通孔且以轴承与固定块连接,所述转杆靠近第二电机的一端固定有第三动齿轮,所述转杆的另一端设有外螺纹;
所述转杆的外螺纹与滑板的内螺纹孔配合连接,所述第二动齿轮与第三动齿轮啮合;
所述红外光源发射器固定在第一滑动座的滑板上;所述光谱仪固定在第二滑动座的滑板上。
可选的,所述第一调节座的定轴中心线与所述第一反射镜反射镜面的光斑中心位于同一直线上;第二调节座的定轴中心线与所述第二反射镜反射镜面的光斑中心位于同一直线上;第三调节座的定轴中心线与所述第一透反镜反射镜面的光斑中心位于同一直线上;第四调节座的定轴中心线与所述第二透反镜反射镜面的光斑中心位于同一直线上。
可选的,所述主控模块采用以下公式计算所述第一调节座、第二调节座、第三调节座或者第四调节座的所述旋转底盘需要的旋转角度:
上式中,α表示第一调节座、第二调节座、第三调节座或者第四调节座的所述旋转底盘需要的旋转角度;cos-1表示反余弦函数;r表示第一反射镜、第二反射镜、第一透反镜或者第二透反镜反射光束至下一器件的光程;d表示第一反射镜、第二反射镜、第一透反镜或者第二透反镜反射光束在下一器件上反映的偏离距离;
再采用以下公式计算所述第一调节座、第二调节座、第三调节座或者第四调节座采用的第一电机调节的旋转圈数:
上式中,n表示第一调节座、第二调节座、第三调节座或者第四调节座采用的第一电机调节的旋转圈数;α表示第一调节座、所述第二调节座、第三调节座或者第四调节座的所述旋转底盘需要的旋转角度;τ表示第一动齿轮与定齿轮的传动比;
然后,所述主控模块根据旋转圈数生成调节指令,所述执行模块根据调节指令对第一电机进行调节。
可选的,所述数据采集模块连接可见度传感器,所述可见度传感器用于检测周边环境的可见度;
所述主控模块采用以下公式计算红外光源发射器发出红外光束受可见度影响的衰减系数:
上式中,γ表示红外光源发射器发出红外光束受可见度影响的衰减系数;λ表示红外光束的波长;w表示周边环境的可见度;
所述主控模块根据衰减系数生成修正指令,所述执行模块根据修正指令对放大电位器进行调节,衰减系数越大,需要的红外光源发射器发出红外光束的能量越大。
可选的,所述控制子系统还包括报警模块,所述报警模块与所述主控模块连接;所述主控模块采用以下公式计算红外光束的衰减阈值:
上式中,γ0表示红外光束的衰减阈值;i0表示尾气检测需要的红外光束能量值;imax表示红外光源发射器能够发出的最强红外光束能量值;
若γ>γ0,所述主控模块控制所述报警模块发出报警信号。
本发明的智能光路调节系统,在红外光路子系统的各光学器件设置可以进行调节的安装座,采用控制子系统对各光学器件的安装座进行自动的控制和调节,以保证光路在进行尾气测量时的传递精准度,降低红外光束在传递中的损耗,保障接收到的光束能量,提高光谱分析的有效性和测量的精度。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为本发明实施例中一种智能光路调节系统示意图;
图2为本发明智能光路调节系统实施例采用的紫外光路子系统示意图;
图3为本发明智能光路调节系统实施例采用的调节座结构示意图;
图4为本发明智能光路调节系统实施例采用的滑动座结构示意图。
图中:红外光源发射器1,第一反射镜2,第二反射镜3,滤镜4,第一滑动座5,第一调节座6,第二调节座7,通道8,红外光束9,分支光束10,主控模块11,执行模块12,数据采集模块13,放大电位器14,光强传感器15,紫外光发生器16,第一透反镜17,第二透反镜18,光谱仪19,第三调节座20,第四调节座21,第二滑动座22,旋转底盘23,定轴24,第一电机25,支撑架26,转轴27,定齿轮28,第一动齿轮29,双面吸盘30,第一锥齿轮31,第二锥齿轮32,滑轨33,滑板34,固定块35,转杆36,第二动齿轮37,第三动齿轮38,第二电机39,内螺纹孔40,导槽41。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,本发明实施例提供了一种智能光路调节系统,包括红外光路子系统和控制子系统,所述红外光路子系统包括红外光源发射器1、第一反射镜2、第二反射镜3、滤镜4、第一滑动座5、第一调节座6、第二调节座7和四个通道8;
所述红外光源发射器1固定在第一滑动座5上,所述第一反射镜2固定在第一调节座6上,所述第二反射镜3固定在第二调节座7上;每一个所述通道8安装一个所述光强传感器15;
所述红外光源发射器1发出的红外光束9,依次经过第一反射镜2、第二反射镜3和滤镜4后,分为四个分支光束10分别进入四个通道8;
所述控制子系统包括主控模块11、执行模块12、数据采集模块13、放大电位器14和四个光强传感器15;
所述放大电位器14与红外光源发射器1电性连接;所述主控模块11分别与执行模块12和数据采集模块13连接,所述数据采集模块13与光强传感器15电性连接,所述执行模块12分别与放大电位器14、第一滑动座5、第一调节座6和第二调节座7连接;
所述主控模块11把调节指令发送给执行模块12,所述执行模块12控制放大电位器14、第一滑动座5、第一调节座6和第二调节座7,使得至少一个通道8的分支光束10达到设定光强值。
上述技术方案的工作原理为:本发明的智能光路调节系统用于道路机动车辆的尾气进行检测,检测设备包括主机和副机,其中主机设有第二反射镜、第二调节座、滤镜、四个通道和四个光强传感器,滤镜安装在毂盘上;副机设有红外光源发射器、第一反射镜、第一调节座和放大电位器;主控模块和执行模块可以安装在主机中也可以安装在副机中;设备安装时,主机与副机分别安装在道路两侧,使得主机入光窗口和反射镜与副机出光窗口和反射镜在同一轴线上,主机与副机之间距离等于现场路面宽度,将主副机反射镜顶丝拧紧,拧紧顶丝时注意观察光强值变化,避免拧紧顶丝造成光强减小,调整副机对光,使红外激光束正对主机对光十字靶心,拧紧副机对光红外激光笔座顶丝;安装调整时任何物体不要接触反射镜,透反镜镜面,以防污染或划伤镜面,安装调整应按顺序操作避免造成重复劳动,调整完成后用脱脂棉蘸取酒精擦拭主副机窗口玻璃污渍。
上述技术方案的有益效果为:本发明在红外光路子系统的各光学器件设置可以进行调节的安装座,采用控制子系统对各光学器件的安装座进行自动的控制和调节,以保证光路在进行尾气测量时的传递精准度,降低红外光束在传递中的损耗,保障接收到的光束能量,提高光谱分析的有效性和测量的精度。
在一个实施例中,所述执行模块的控制过程如下:
开启红外光源发射器发出红外光束,通过第一调节座调节第一反射镜的角度,通过第二调节座调节第二反射镜的角度,使得红外光束汇聚到滤镜中心;
调节放大电位器,使得至少一个通道的分支光束达到第一光强值,例如90000坎德拉;
再次调节第二调节座,并通过第一滑动座调节红外光源发射器的位置,至第一光强值不再提高;
第二次调节放大电位器,使得至少一个通道的光强值达到设定光强值;所述设定光强值为115000坎德拉。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:调节分为两个阶段进行,第一阶段先调节第一反射镜和第二反射镜的角度,再调节放大电位器,使得其中至少有一个通道接收到的分支光束达到第一光强值;第二阶段再次调节第二反射镜和放大电位器,使得至少一个通道的光强值达到设定光强值;第一滑动座调节红外光源发射器的位置,可以改变第一反射镜与红外光源发射器的距离,通过该调节和光强值校验,保障了调节的良好效果。
在一个实施例中,如图2所示,还包括紫外光路子系统,所述紫外光路子系统包括紫外光发生器16、第一透反镜17、第二透反镜18、光谱仪19、第三调节座20、第四调节座21和第二滑动座22;
所述第一透反镜17固定在第三调节座20上;所述第二透反镜18固定在第四调节座21上;所述光谱仪19固定在第二滑动座22上;
使用紫外光检测时,开启紫外光发生器16发出紫外光束,所述紫外光束依次经第一透反镜17和第二透反镜18到达光谱仪19的光束输入口;
所述执行模块12通过第三调节座20调整第一透反镜17的角度,通过第四调节座调21整第二透反镜18的角度,通过第二滑动座22调整光谱仪19的位置,使得光谱仪19接收到的紫外光束强度不再增大为止。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:本方案的尾气检测还采用了紫外光路子系统,紫外光发生器和第一透反镜安装在副机中,第二透反镜和光谱仪安装在主机中;调整副机透反镜使紫外光束正对主机入射窗口,然后调整主机透反镜角度和光谱仪位置至紫外光强到最大为止;对紫外光路子系统中的光学器件也设置可以进行调节的安装座,通过控制子系统对各光学器件的安装座进行自动的控制和调节,以保证光路在进行尾气测量时的紫外光传递精准度,降低紫外光束在传递中的损耗,保障接收到的光束能量,提高光谱分析的有效性和测量的精度。
在一个实施例中,如图3所示,所述第一调节座6、所述第二调节座7、第三调节座20和第四调节座21都包括旋转底盘23、定轴24、第一电机25、支撑架26、转轴27、定齿轮28、第一动齿轮29、双面吸盘30、第一锥齿轮31和第二锥齿轮32;
所述旋转底盘23设有中心孔,所述定轴24穿过中心孔并通过轴承与旋转底盘23连接,所述支撑架26和第一电机25固定在旋转底盘23的上端面,所述转轴27与旋转底盘23平行,且转轴27的两端通过轴承与支撑架26连接;
所述第一电机25的输出轴分别通过轴承与第一动齿轮29和第一锥齿轮31连接,所述双面吸盘30位于第一动齿轮29和第一锥齿轮31之间,且双面吸盘30通过轴键与第一电机25的输出轴滑动连接,所述第二锥齿轮32与转轴27固定连接,所述定齿轮28与第一动齿轮29啮合,所述第一锥齿轮31和第二锥齿轮32啮合;
所述第一电机25和双面吸盘30与执行模块12电性连接;
第一反射镜2固定安装在第一调节座6的转轴上,第二反射镜3固定安装在第二调节座7的转轴上,所述第一透反镜17固定安装在第三调节座20的转轴上,所述第二透反镜18固定安装在第四调节座21的转轴上。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:本方案中第一调节座、所述第二调节座、第三调节座和第四调节座采用相同的结构形式,采用的第一电机能够正转,也能够反转;第一动齿轮和第一锥齿轮与第一电机的输出轴分别通过轴承连接,在第一电机启动后,第一动齿轮和第一锥齿轮并不必然被输出轴带动旋转,而是通过输出轴带动双面吸盘旋转,通过控制双面吸盘选择与第一动齿轮和第一锥齿轮两者之一吸合,即双面吸盘沿输出轴朝两者之一滑动靠近至吸合,以双面吸盘带至第一动齿轮或者第一锥齿轮旋转;其中第一动齿轮与定齿轮啮合,定齿轮不动,第一动齿轮旋转时会绕定齿轮旋转,因此带动旋转底盘的旋转实现水平角度调节;第一锥齿轮带动第二锥齿轮,第二锥齿轮带动转轴旋转实现竖直方向角度调节;通过该结构形式可实现光学器件的全方位角度调节。另外,通过该传动机构,两个方向的角度调节共用第一电机,减少了电机数量和能耗,降低了设备制造和使用成本,通过双面吸盘使得两个方面的角度调节可以分别进行,每次调节只是一个方向的传动运行,可以减少传动负载,降低能耗。
在一个实施例中,如图4所示,所述第一滑动座5和第二滑动座22都包括滑轨33、滑板34、固定块35、转杆36、第二动齿轮37、第三动齿轮38和第二电机39;
所述滑轨33截面为上部比下部宽的梯形;
所述滑板34设有内螺纹孔40和与滑轨33配合的导槽41,所述内螺纹孔40的轴心线与导槽41表面平行;
所述第二电机39固定在滑轨33端头的上表面,所述第二电机39的轴朝向滑板34且轴上固定有第二动齿轮37;
所述固定块35设置在第二电机39与滑板34之间且固定在滑轨33的上表面,所述固定块35设有通孔;
所述转杆36穿过通孔且以轴承与固定块35连接,所述转杆36靠近第二电机39的一端固定有第三动齿轮38,所述转杆36的另一端设有外螺纹;
所述转杆36的外螺纹与滑板34的内螺纹孔40配合连接,所述第二动齿轮37与第三动齿轮38啮合;
所述红外光源发射器1固定在第一滑动座5的滑板上;所述光谱仪19固定在第二滑动座22的滑板上。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:本方案的第一滑动座和第二滑动座采用相同的结构形式,第二电机能够正转,也能够反转;通过第二电机带动第二动齿轮,第二动齿轮带动第三动齿轮,第三动齿轮带动转杆旋转,转杆通过其外螺纹与滑板的内螺纹孔配合将旋转运动变为线性运行,使得滑板沿导轨移动,调节滑板的位置以改变安装在滑板上的光学器件与其相邻光学器件的距离,该调节机构简单实用。
在一个实施例中,所述第一调节座的定轴中心线与所述第一反射镜反射镜面的光斑中心位于同一直线上;第二调节座的定轴中心线与所述第二反射镜反射镜面的光斑中心位于同一直线上;第三调节座的定轴中心线与所述第一透反镜反射镜面的光斑中心位于同一直线上;第四调节座的定轴中心线与所述第二透反镜反射镜面的光斑中心位于同一直线上;
所述主控模块采用以下公式计算所述第一调节座、第二调节座、第三调节座或者第四调节座的所述旋转底盘需要的旋转角度:
上式中,α表示第一调节座、第二调节座、第三调节座或者第四调节座的所述旋转底盘需要的旋转角度;cos-1表示反余弦函数;r表示第一反射镜、第二反射镜、第一透反镜或者第二透反镜反射光束至下一器件的光程,光程反映了相邻器件的位置关系,即相邻器件的距离;d表示第一反射镜、第二反射镜、第一透反镜或者第二透反镜反射光束在下一器件上反映的偏离距离,偏离距离可通过设置传感器测量得到;
再采用以下公式计算所述第一调节座、第二调节座、第三调节座或者第四调节座采用的第一电机调节的旋转圈数:
上式中,n表示第一调节座、第二调节座、第三调节座或者第四调节座采用的第一电机调节的旋转圈数;α表示第一调节座、所述第二调节座、第三调节座或者第四调节座的所述旋转底盘需要的旋转角度;τ表示第一动齿轮与定齿轮的传动比;
然后,所述主控模块根据旋转圈数生成调节指令,所述执行模块根据调节指令对第一电机进行调节。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:本方案通过上述公式预先计算调节需要的第一电机旋转圈数,根据该圈数控制第一电机的运行,可以一次调节到位,提高调节的精准度,避免调节过量导致反复不断地进行调节,可节省调节时间,调节能耗。该方案把调节前与调节后的相邻器件间光程视为相等(即相邻光学器件间的距离),角度调节量可视为以该光程r旋转一个圆心角度使得其弦长等于偏离距离d,通过三角函数关系的反函数可得到需要旋转的角度值,再考虑传动机构的传动比即可计算第一电机的旋转圈数。
在一个实施例中,所述数据采集模块连接可见度传感器,所述可见度传感器用于检测周边环境的可见度;
所述主控模块采用以下公式计算红外光源发射器发出红外光束受可见度影响的衰减系数:
上式中,γ表示红外光源发射器发出红外光束受可见度影响的衰减系数;λ表示红外光束的波长;w表示周边环境的可见度;
所述主控模块根据衰减系数生成修正指令,所述执行模块根据修正指令对放大电位器进行调节,衰减系数越大,需要的红外光源发射器发出红外光束的能量越大。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:本方案考虑了气候环境对检测的影响,周边环境的可见度反映了空气质量,例如是否存在雾霾、沙尘等情况;可见度不同会导致对红外线的散射和折射的差异,从而对红外线传递中的削弱程度不一样,本方案通过检测可见度,以上述公式计算受可见度影响的衰减系数,通过控制修正红外光束的发射能量,以保障检测能够有效进行。
在一个实施例中,所述控制子系统还包括报警模块,所述报警模块与所述主控模块连接;所述主控模块采用以下公式计算红外光束的衰减阈值:
上式中,γ0表示红外光束的衰减阈值;i0表示尾气检测需要的红外光束能量值;imax表示红外光源发射器能够发出的最强红外光束能量值;
若γ>γ0,所述主控模块控制所述报警模块发出报警信号。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:本方案考虑红外光源发射器所能发出的最强红外光束能量值,结合检测光谱分析需要的光强值,设定一个衰减阈值;通过计算红外光束的衰减系数并与衰减阈值进行对比,以判断检测设备在是否可以进行正常的尾气检测,若不能则发出报警信号进行提示,以便可以采用相应措施进行补救。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
1.一种智能光路调节系统,其特征在于,包括红外光路子系统和控制子系统,所述红外光路子系统包括红外光源发射器、第一反射镜、第二反射镜、滤镜、第一滑动座、第一调节座、第二调节座和四个通道;
所述红外光源发射器固定在第一滑动座上,所述第一反射镜固定在第一调节座上,所述第二反射镜固定在第二调节座上;每一个所述通道安装一个所述光强传感器;
所述红外光源发射器发出的红外光束,依次经过第一反射镜、第二反射镜和滤镜后,分为四个分支光束分别进入四个通道;
所述控制子系统包括主控模块、执行模块、数据采集模块、放大电位器和四个光强传感器;
所述放大电位器与红外光源发射器电性连接;所述主控模块分别与执行模块和数据采集模块连接,所述数据采集模块与光强传感器电性连接,所述执行模块分别与放大电位器、第一滑动座、第一调节座和第二调节座连接;
所述主控模块把调节指令发送给执行模块,所述执行模块控制放大电位器、第一滑动座、第一调节座和第二调节座,使得至少一个通道的分支光束达到设定光强值。
2.根据权利要求1所述的智能光路调节系统,其特征在于,所述执行模块的控制过程如下:
开启红外光源发射器发出红外光束,通过第一调节座调节第一反射镜的角度,通过第二调节座调节第二反射镜的角度,使得红外光束汇聚到滤镜中心;
调节放大电位器,使得至少一个通道的分支光束达到第一光强值;
再次调节第二调节座,并通过第一滑动座调节红外光源发射器的位置,至第一光强值不再提高;
第二次调节放大电位器,使得至少一个通道的光强值达到设定光强值。
3.根据权利要求2所述的智能光路调节系统,其特征在于,所述第一光强值为90000坎德拉,所述设定光强值为115000坎德拉。
4.根据权利要求1所述的智能光路调节系统,其特征在于,还包括紫外光路子系统,所述紫外光路子系统包括紫外光发生器、第一透反镜、第二透反镜、光谱仪、第三调节座、第四调节座和第二滑动座;
所述第一透反镜固定在第三调节座上;所述第二透反镜固定在第四调节座上;所述光谱仪固定在第二滑动座上;
使用紫外光检测时,开启紫外光发生器发出紫外光束,所述紫外光束依次经第一透反镜和第二透反镜到达光谱仪的光束输入口;
所述执行模块通过第三调节座调整第一透反镜的角度,通过第四调节座调整第二透反镜的角度,通过第二滑动座调整光谱仪的位置,使得光谱仪接收到的紫外光束强度不再增大为止。
5.根据权利要求1所述的智能光路调节系统,其特征在于,所述第一调节座、所述第二调节座、第三调节座和第四调节座包括旋转底盘、定轴、第一电机、支撑架、转轴、定齿轮、第一动齿轮、双面吸盘、第一锥齿轮和第二锥齿轮;
所述旋转底盘设有中心孔,所述定轴穿过中心孔并通过轴承与旋转底盘连接,所述支撑架和第一电机固定在旋转底盘的上端面,所述转轴与旋转底盘平行,且转轴的两端通过轴承与支撑架连接;
所述第一电机的输出轴分别通过轴承与第一动齿轮和第一锥齿轮连接,所述双面吸盘位于第一动齿轮和第一锥齿轮之间,且双面吸盘通过轴键与第一电机的输出轴滑动连接,所述第二锥齿轮与转轴固定连接,所述定齿轮与第一动齿轮啮合,所述第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合;
所述第一电机和双面吸盘与执行模块电性连接;
第一反射镜固定安装在第一调节座的转轴上,第二反射镜固定安装在第二调节座的转轴上,所述第一透反镜固定安装在第三调节座的转轴上,所述第二透反镜固定安装在第四调节座的转轴上。
6.根据权利要求1所述的智能光路调节系统,其特征在于,所述第一滑动座和第二滑动座包括滑轨、滑板、固定块、转杆、第二动齿轮、第三动齿轮和第二电机;
所述滑轨截面为上部比下部宽的梯形;
所述滑板设有内螺纹孔和与滑轨配合的导槽,所述内螺纹孔的轴心线与导槽表面平行;
所述第二电机固定在滑轨端头的上表面,所述第二电机的轴朝向滑板且轴上固定有第二动齿轮;
所述固定块设置在第二电机与滑板之间且固定在滑轨的上表面,所述固定块设有通孔;
所述转杆穿过通孔且以轴承与固定块连接,所述转杆靠近第二电机的一端固定有第三动齿轮,所述转杆的另一端设有外螺纹;
所述转杆的外螺纹与滑板的内螺纹孔配合连接,所述第二动齿轮与第三动齿轮啮合;
所述红外光源发射器固定在第一滑动座的滑板上;所述光谱仪固定在第二滑动座的滑板上。
7.根据权利要求5所述的智能光路调节系统,其特征在于,所述第一调节座的定轴中心线与所述第一反射镜反射镜面的光斑中心位于同一直线上;第二调节座的定轴中心线与所述第二反射镜反射镜面的光斑中心位于同一直线上;第三调节座的定轴中心线与所述第一透反镜反射镜面的光斑中心位于同一直线上;第四调节座的定轴中心线与所述第二透反镜反射镜面的光斑中心位于同一直线上。
8.根据权利要求7所述的智能光路调节系统,其特征在于,所述主控模块采用以下公式计算所述第一调节座、第二调节座、第三调节座或者第四调节座的所述旋转底盘需要的旋转角度:
上式中,α表示第一调节座、第二调节座、第三调节座或者第四调节座的所述旋转底盘需要的旋转角度;cos-1表示反余弦函数;r表示第一反射镜、第二反射镜、第一透反镜或者第二透反镜反射光束至下一器件的光程;d表示第一反射镜、第二反射镜、第一透反镜或者第二透反镜反射光束在下一器件上反映的偏离距离;
再采用以下公式计算所述第一调节座、第二调节座、第三调节座或者第四调节座采用的第一电机调节的旋转圈数:
上式中,n表示第一调节座、第二调节座、第三调节座或者第四调节座采用的第一电机调节的旋转圈数;α表示第一调节座、所述第二调节座、第三调节座或者第四调节座的所述旋转底盘需要的旋转角度;τ表示第一动齿轮与定齿轮的传动比;
然后,所述主控模块根据旋转圈数生成调节指令,所述执行模块根据调节指令对第一电机进行调节。
9.根据权利要求1所述的智能光路调节系统,其特征在于,所述数据采集模块连接可见度传感器,所述可见度传感器用于检测周边环境的可见度;
所述主控模块采用以下公式计算红外光源发射器发出红外光束受可见度影响的衰减系数:
上式中,γ表示红外光源发射器发出红外光束受可见度影响的衰减系数;λ表示红外光束的波长;w表示周边环境的可见度;
所述主控模块根据衰减系数生成修正指令,所述执行模块根据修正指令对放大电位器进行调节,衰减系数越大,需要的红外光源发射器发出红外光束的能量越大。
10.根据权利要求9所述的智能光路调节系统,其特征在于,所述控制子系统还包括报警模块,所述报警模块与所述主控模块连接;所述主控模块采用以下公式计算红外光束的衰减阈值:
上式中,γ0表示红外光束的衰减阈值;i0表示尾气检测需要的红外光束能量值;imax表示红外光源发射器能够发出的最强红外光束能量值;
若γ>γ0,所述主控模块控制所述报警模块发出报警信号。
技术总结