电子技术在红外汽车尾气检测仪中的应用.pdf

第 5 卷 第 8 期 新一代信息技术 Vol.5 No.8 2022 年 4 月 NEW GENERATION OF INFORMATION TECHNOLOGY Apr.2022 通讯作者:吴方(1984)，男，讲师，研究方向：电气技术教育。DOI:10.3969/j.issn.2096-6091.2022.08.027 电子技术在红外汽车尾气检测仪中的应用 吴 方(德州职业技术学院,山东 德州 253034)摘 要：本文简单介绍了红外汽车尾气检测仪的相关内容，阐述了电子技术在红外汽车尾气检测仪中应用的必要性，通过对现阶段电子技术在红外汽车尾气检测仪中的应用现状进行分析，探讨电子技术在红外汽车尾气检测仪中的有效应用，以充分发挥电子技术的作用，引用先进的红外汽车尾气检测仪，监控汽车尾气污染问题，减少汽车尾气污染，在满足人们交通出行需求的同时，提高汽车行业的生态效益。关键词：电子技术；红外；汽车尾气；检测仪；有效应用 本文著录格式：吴方.电子技术在红外汽车尾气检测仪中的应用J.新一代信息技术，2022，5(8):90-92 中图分类号：TN702 文献标识码：A Application Analysis of Electronic Technology in Infrared Vehicle Exhaust Detectors WU Fang(Dezhou Vocational and Technical College,Shandong Dezhou,China)Abstract:This paper briefly introduces the relevant content of infrared automobile exhaust detector,expounds the necessity of the application of electronic technology in infrared automobile exhaust detector,analyzes the application status of electronic technology in infrared automobile exhaust detector at this stage,discusses the effective application of electronic technology in infrared automobile exhaust detector,in order to give full play to the role of electronic technology,cites advanced infrared auto-mobile exhaust detector,monitors automobile exhaust pollution problem,reduces automobile exhaust pollution,and meets peo-ples traffic travel needs at the same time to improve the ecological efficiency of the automotive industry.Key words:electronic technology;infrared;automobile exhaust;detector;effective application Citation:WU Fang.Application Analysis of Electronic Technology in Infrared Vehicle Exhaust DetectorsJ.New Generation of Information Technology,2022,5(8):90-92 0 引言 现代经济水平不断提升，对交通出行的需求量更大，要求更高，给汽车行业的发展带来了一定的机遇，汽车销售量迅速提升，但与此同时也存在一定的环境污染问题，加大了环境保护工作难度，必须高度重视汽车尾气排放问题，尽量减少汽车尾气排放污染。基于此，应当充分发挥电子技术作用，利用红外汽车尾气检测仪监控汽车尾气，计算汽车尾气的排放物，明确汽车尾气控制工作的重要性，全面严格加强对汽车尾气的管理，降低其对环境的污染，从而实现行业的良好持续稳定发展。1 红外汽车尾气检测仪的相关内容 汽车尾气检测系统包含了多项内容，如检测器、红外光源发射器、紫外光源发射器、反光镜等。使用此项系统能够检测采集汽车尾气的排放数据，红外汽车尾气检测仪主要用于检测汽车尾气中的一氧 化碳、二氧化碳和碳氢化合物。红外辐射主要分为三个区域：第一个是近红外光区，主要用于研究稀土或是分析一些高分子化合物；第二个是中红外光区，这部分的红外光谱仪技术最为成熟，在操作上较为简单，能够采集到大量的相关数据；第三个是远红外光区，主要用于研究异构体。汽车尾气检测选择的是中红外吸收谱线，能够有效检测出汽车尾气中的一氧化碳和二氧化碳1。2 电子技术在红外汽车尾气检测仪中应用的必要性 在红外汽车尾气检测仪中充分利用电子技术十分有必要，能够强化汽车尾气排放检测工作，加强对汽车尾气污染的管理和控制。随着汽车行业的快速发展，汽车尾气问题日益严重，为减少汽车尾气对环境和人们生命健康产生的危害，需要致力于解决汽车尾气排放污染严重的问题。除了当前新能源电动汽车的研发外，还需要对大部分使用汽油的汽8 期 吴 方:电子技术在红外汽车尾气检测仪中的应用 91 车进行有效的尾气排放监控工作。大部分汽车主要靠柴油、汽油来发动，这两种燃料的组成较为复杂。汽油作为使用最多的燃料，其成分包含了烯烃、戊烷、芳烃等物质，汽车尾气排放的主要污染物有一氧化碳、二氧化碳、颗粒物、氮氧化合物、硫化物等，这些物质对人们的生命健康有一定的危害，如不加以把控，会造成严重后果。例如人们一氧化碳吸收过量后，容易中毒，甚至死亡；二氧化碳虽然不会直接对人体造成伤害，但是大量的二氧化碳排放至大气中会引发全球变暖，造成一系列的自然灾害，影响生态环境质量。为此，必须加强红外汽车尾气检测工作，做好提前防控，全面降低汽车尾气的排放，实现低排放稳步发展2。3 现阶段电子技术在红外汽车尾气检测仪中的应用现状 现阶段，电子技术在红外汽车尾气检测仪中的应用10，已经取得了良好的效果，还需进一步创新。在检测汽车尾气的时候，可以利用电子技术来创建完善的尾气检测系统，主要由 LED 屏、接口卡、红外对射光电开关、尾气分析仪、工控计算机等部分组成。在汽车上线后对其进行检测，车辆进线的消息会从工控计算机中发出，以便于提示被检测车辆进入到检测工位中。如果工控计算机检测发现接受光电管断开，表明被检测车辆已经成功到达检测工位，系统开始对汽车尾气进行检测3。在实际检测过程中，应当在被检车辆的排气管内插入取样探头，将发动机相关部门和转速测量钳相连接，在接受到工控计算机命令之后，尾气分析仪要开始作业，采集汽车尾气排放中的污染物，利用 LED 显示屏来进行信息操控，让汽车按照相关程序来配合尾气检测工作。4 电子技术在红外汽车尾气检测仪中的有效应用 4.1 优化信号调理电路 电子技术在红外汽车尾气检测仪中的应用，需要优化信号调理电路。信号调理装置需要科学设计电子线路，以处理模拟信号，信号调理装置包含了多项功能，买入放大功能、整形功能、信号转换功能、滤波和检波功能等。其目的在于处理传感器输出的电信号，使之满足于后续环节的需求，确保 A/D转换工作的顺利开展，使输出信号能够有效适应。有效利用信号调理装置，可优化信号质量，需充分发挥补偿传感器的非线性作用，提升信噪比，避免信号遭受环境的较大干扰。信号调理装置中的放大部分，需要使用各类放大器，主要包括了以下几种：第一种是仪用放大器，其优势在于放大倍数较为精确，而且十分稳定，有着较好的低输出和高输入阻抗，被广泛应用于智能仪器小信号放大中4；第二种是通用集成运算放大器。其具有较大的开环增益，是一种集成芯片，在形成闭环之后，外界元器件、结构直接决定着集成运算放大器的输出特性，也影响着其闭环增益；第三种是隔离放大器，分为两种方式，一种是变压器隔离，另一种是光电隔离，可隔离输入、输出和电源。在信号调理电路中，滤波器的作用在于让一定频率的信号通过，以便于阻止其他频率信号。从实际情况来看，在物理上滤波器的理想特性难以实现，只能通过传递函数来进行分析，使之更加贴近于理想特性曲线，影响滤波器性能的参数较多，如通带增益纹波、中心频率、品质因数等。由于红外传感器会产生一氧化碳、二氧化碳等信号，提供基准信号，可以一氧化碳的调理电路为例来进行科学分析。在一氧化碳调理电路中，一氧化碳的信号将会先经过正相放大，根据相应的公式可以直接计算出其放大倍数，通过示波器可展现出输出波形。基于输出波形，可得到相应的频率值，并计算出电位差5。在低通滤波器进一步处理信号之后，电路会变得更加平滑。低通滤波电路图如图 1 所示。图 1 低通滤波电路图 Fig.1 low pass filter circuit diagram 由于原波形频率为 2 Hz，可将滤波器的截止频率设计为 3 Hz，然后进行计算，绘制出经由滤波器放大后的输出波形，并将其和原波形进行对比，判断其是否能够满足汽车尾气检测需求，可否排除信号源内阻的影响，增设一个电压跟随器，提升信号源的负载能力。基于此，电压虽未放大，但输入电阻较大，输出电阻较小，能够进行有效的阻抗变换。4.2 提高硬件电路抗干扰性 汽车尾气检测并不是一项简单的工作，其涉及到多方面内容，受诸多因素的影响，较为复杂，工作环境艰苦恶劣，需使用科学的检测仪器进行有效的监控。在应用汽车尾气检测仪的时候，应当保障检测仪的精准性，提高检测仪的应用效果，确保汽车尾气检测仪系统的正常运行，使之更加稳定，以免出现严重误差，导致检测仪系统失灵，影响最终检测效果。基于此，在红外汽车尾气检测仪9中应用电子技术，应当提高硬件电路的抗干扰性，可采用以下技术措施：一是应用滤波技术。滤波器能够减少噪声和干扰，尤其是一些频率特征明显，从传92 新一代信息技术 2022 年 导耦合到电路中的干扰信号。可将集成元件的电源部分与电容并联，以防止电源中窜入干扰，可选择有源滤波器6；二是光电隔离。光电隔离主要是通过光电耦合器件达成，在红外汽车尾气检测中，可使用单片机，来控制排汽泵、换向阀，通过光电隔离电路，降低继电器中形成的强电流干扰，以免影响电路信号；三是电源监控电路。指的是可利用电源监视器进行电路监视工作，防止单片机测控系统突然断电而导致数据丢失，影响系统程序的正常进行，所采用的电源监视器需具备较好的上电自动产生复位信号功能，能够及时诊断出电源瞬间短路的状况，自动降压，减少尖峰脉冲的干扰，复位信号，以保证系统在电源出现中断后还能运行，提高系统运行的稳定性。4.3 红外探测器7 在红外汽车尾气检测仪中，红外探测器是整个检测系统中的核心部件，其有多种类型：一是热电阻探测器8。如金属热电阻、半导体热电阻，其特点在于具有较为稳定的物理性能和化学性能，有着高温度系数，在同样条件下反应速度可加快，灵敏度提升，而且成本相对较低；二是热释电探测器。这是一种新型探测器，工作频率较高，可达到几百千赫以上，探测率比较高，制作方面较为简单；三是热电偶探测器。其以热电效应为基础，可将被检测的温度大小转化为热电势大小。5 结论 应当重视汽车尾气检测工作，充分发挥红外汽车尾气检测仪的作用，引入先进的电子技术，以提 高汽车尾气检测技术水平。参考文献 1 蔡应春,曹再喜,江莉娜.对汽车尾气检测技术的几点探讨J.科技与创新,2016(19):128-129.2 杜建华,张认成,靳宇,等.非分光红外CO浓度探测系统J.仪表技术与传感器,2012(09):39-42.3 徐驰,刘娟,居力,等.非分散红外法应用于在用柴油车NOx排放检测的研究J.中国环境监测,2019,35(03):28-33.4 朱恒军,郭嬴.基于温湿度补偿算法的汽车尾气检测仪设计J.仪表技术与传感器,2017(02):47-50.5 罗学科,刘鹏,李文,等.基于CLD机动车尾气NOx排放快速在线检测研究J.环境科学与技术,2020,43(09):119-124.6 熊杰,魏勇,严丹.基于嵌入式系统的汽车尾气检测装置的设计J.仪表技术与传感器,2019(05):46-49.7 贾海瀛.传感器技术与应用M.北京:清华大学出版社,2011.8 张玉莲.传感器与自动检测技术M.北京:机械工业出版社,2020.9 陆三兰,李本宴,黄光明.新型便携式汽车尾气检测仪J.仪表技术与传感器,2007(08):14-15+80.10 耿永生.汽车尾气污染及其控制技术J.环境科学导刊,2010,29(06):62-69.吴方(1984)，男，讲师，研究方向：电气技术教育。（上接第 89 页）5 结论 当前，数字音频及嵌入技术能够充分满足广播电视工程的数字化发展需要，在实际应用中发挥了重要的作用，有效提升了广播电视节目的制作水平，对广播电视行业发展有着重要的推动作用。加强数字音频及嵌入技术的应用研究工作，充分掌握这一技术的应用要点，才能有效促进广播电视工程的可持续发展。参考文献 1 寇宗来,赵文天.分工视角下的数字化转型J.北京交通大学学报(社会科学版),2021,20(03):50-59.2 刘双庆,徐敬宏.数字环境下广播编辑理念与运营机制创新研究J.编辑之友,2020(07):79-84.3 孙梦青.基于时频域信息提取的数字音频乐音识别仿真J.计算机仿真,2021,38(07):415-418+428.4 彭飞,刘亮,高勇.变换域内利用SVD的音频数字盲水印算法J.无线电工程,2021,51(06):446-452.5 丁凯星,梁瑞宇,朱霜霜.数字助听器中的音频动态范围控制算法研究J.电子器件,2020,43(03):652-656.6 牛盼盼 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