本发明属于乙醇检测,特别涉及一种激光实时在线检测酒驾装置和方法。
背景技术:
1、tunable diode laser absorption spectroscopy,其缩写为tdlas(可调谐半导体激光光谱),该技术已广泛应用于特定种类气体检测,包括对汽车尾气氮氧化物在线监测、人体呼气甲烷浓度检测、气体遥感系统分析等。在检测过程中都是根据待测气体种类,有针对性地匹配多种特种吸收波长激光器,通过调频方式控制激光器输出波长,扫描穿过待测区域激光束在不同频点功率变化的光波,根据各光波数据结合特定的物质方程组,解算出待测区域中各种待测气体浓度实时变化情况。然而,这种计算方式比较复杂,而且采用的高频调制技术激光器,以达到抑制噪声并获得极高灵敏度的效果,同时也会导致tdlas系统成本较高。
技术实现思路
1、针对上述问题,本发明提出一种激光实时在线检测酒驾装置,包括:
2、控制单元;
3、激光单元,与所述控制单元连接以使所述控制单元控制所述激光单元开启和关闭;
4、第一光路单元,当所述第一光路单元与所述控制单元连接时,以使所述控制单元控制在光路中的进光量,所述激光单元与所述第一光路单元连接以提供第一光源;
5、第一光路单元,当所述第一光路单元与所述控制单元连接,以使所述控制单元控制在光路中的进光量,所述激光单元与所述第一光路单元连接以提供第一光源,所述第一光路单元与所述第一光路单元之间并排设置;
6、光路合并单元,所述第一光路单元和所述第一光路单元的出射光束交替从所述光路合并单元射出至待测区域;
7、接收单元,与所述光路合并单元间隔设置,所述待测区域位于所述光路合并单元和所述接收单元之间,以使所述接收单元接收所述检测光束的功率变化依次计算出两光路乙醇含量;
8、或当所述控制单元不与所述第一光路单元和所述第一光路单元连接时,以使所述接收单元同时接收所述检测光束的功率变化同时计算出两光路乙醇含量,所述接收单元与所述控制单元连接以将计算出乙醇含量传送至所述控制单元处提供执法依据。
9、可选的,当所述控制单元分别与所述第一光路单元和所述第一光路单元连接时,所述第一光路单元包括依次间隔设置的第一准直镜、第一二维调整件、第一快门和第一半波片,所述控制单元与所述第一快门连接以控制进光量使两光路出射的光束能够通过所述光路合并单元交替入射至所述接收单元上,所述激光单元与所述第一准直镜连接,所述第一半波片的光出射至所述光路合并单元上。
10、可选的,所述第一光路单元和所述第一光路单元结构相同。
11、可选的,当所述控制单元分别与所述第一光路单元和所述第一光路单元连接时,所述接收单元包括相连接的第一光电探头和第一记录仪,所述光路合并单元与所述第一光电探头连接,所述第一记录仪与所述控制单元连接。
12、可选的,所述光路合并单元包括间隔设置的第一合束棱镜和第一反射镜,所述第一合束棱镜间隔设置于所述第一光路单元之后以将所述第一光源从所述第一合束棱镜出射至所述待测区域,所述第一反射镜间隔设置于所述第一光路单元之后,所述第一光源通过所述第一反射镜入设至所述第一合束棱镜以经所述第一合束棱镜出射至所述待测区域。
13、可选的,所述控制单元包括相连接的工控机和快门控制器,所述工控机分别与所述接收单元和所述激光单元连接,所述快门控制器分别与所述第一光路单元和所述第一光路单元连接。
14、可选的,所述激光单元包括第一激光器、第一尾纤和第二尾纤,所述第一尾纤的一端和所述第一光路单元连接,所述第二尾纤的一端和所述第一光路单元连接,所述第一激光器分别与所述第一尾纤和所述第二尾纤的另一端连接以产生两种光波。
15、可选的,当所述控制单元不与所述第一光路单元和所述第一光路单元连接时,所述第一光路单元包括依次间隔设置的第一准直镜、第一二维调整件和第一半波片,所述激光单元与所述第一准直镜连接,所述第一半波片位于所述光路合并单元之后,所述第一半波片的光出射至所述光路合并单元上,以从所述第一半波片和所述第一光路单元出射的光束能够通过所述光路合并单元同时入射至所述接收单元上。
16、可选的,所述第一光路单元和所述第一光路单元之间结构相同。
17、可选的,当所述控制单元不与所述第一光路单元和所述第一光路单元连接时,所述接收单元包括第二分束棱镜、第二反射镜、第一光电探头、第二光电探头和第一记录仪,所述第二分束棱镜与所述光路合并单元对应间隔设置使所述待测区域位于所述第二分束棱镜与所述光路合并单元之间,所述第二分束棱镜和所述第二反射镜间隔设置,使不同的光波通过所述第二分束棱镜分离入射至所述第二反射镜上,所述第二分束棱镜和所述第一光电探头对应间隔设置,所述第二反射镜和所述第二光电探头对应间隔设置,所述第一光电探头和所述第二光电探头分别与所述第一记录仪连接以同时接到不同光波下计算出的乙醇含量,所述第一记录仪与所述控制单元连接。
18、本发明还提供了一种激光实时在线检测酒驾方法,所述方法包括:
19、交替控制发射出的两束激光的出光量,所述两束激光交替穿过在待检测区中的驾车人,或同时控制发射两束激光,所述两束激光同时穿过在待检测区中的驾车人;
20、交替或同时接收到所述两束激光的功率变化并根据该功率变化计算出两光束中的乙醇含量;
21、记录算出的乙醇含量并上传至控制端以为执法提供依据。
22、本发明的激光实时在线检测酒驾装置,通过切换两个光路交替记录光强度变化或同时记录在待检测区域中司机呼出乙醇的光强度变化,并根据光强度变化在接收单元中计算出乙醇含量,此过程不需要激光器各种复杂高阶扫频功能要求,简化了本装置的结构,进而降低了成本。由于仅仅通过一个接收单元传输乙醇数据结果,从而降低了数据传输带宽资源需求。
23、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说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
1.一种激光实时在线检测酒驾装置,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的激光实时在线检测酒驾装置,其特征在于,当所述控制单元分别与所述第一光路单元和所述第一光路单元连接时,所述第一光路单元包括依次间隔设置的第一准直镜(5)、第一二维调整件(7)、第一快门(9)和第一半波片(11),所述控制单元与所述第一快门(9)连接以控制进光量使两光路出射的光束能够通过所述光路合并单元交替入射至所述接收单元上,所述激光单元与所述第一准直镜(5)连接,所述第一半波片(11)的光出射至所述光路合并单元上。
3.根据权利要求1或2所述的激光实时在线检测酒驾装置,其特征在于,所述第一光路单元和所述第一光路单元结构相同。
4.根据权利要求1所述的激光实时在线检测酒驾装置,其特征在于,当所述控制单元分别与所述第一光路单元和所述第一光路单元连接时,所述接收单元包括相连接的第一光电探头(15)和第一记录仪(16),所述光路合并单元与所述第一光电探头(15)连接,所述第一记录仪(16)与所述控制单元连接。
5.根据权利要求1所述的激光实时在线检测酒驾装置,其特征在于,所述光路合并单元包括间隔设置的第一合束棱镜(13)和第一反射镜(14),所述第一合束棱镜(13)间隔设置于所述第一光路单元之后以将所述第一光源从所述第一合束棱镜(13)出射至所述待测区域,所述第一反射镜(14)间隔设置于所述第一光路单元之后,所述第一光源通过所述第一反射镜(14)入设至所述第一合束棱镜(13)以经所述第一合束棱镜(13)出射至所述待测区域。
6.根据权利要求1所述的激光实时在线检测酒驾装置,其特征在于,所述控制单元包括相连接的工控机(17)和快门控制器(2),所述工控机(17)分别与所述接收单元和所述激光单元连接,所述快门控制器(2)分别与所述第一光路单元和所述第一光路单元连接。
7.根据权利要求1所述的激光实时在线检测酒驾装置,其特征在于,所述激光单元包括第一激光器(1)、第一尾纤(3)和第二尾纤(4),所述第一尾纤(3)的一端和所述第一光路单元连接,所述第二尾纤(4)的一端和所述第一光路单元连接,所述第一激光器(1)分别与所述第一尾纤(3)和所述第二尾纤(4)的另一端连接以产生两种光波。
8.根据权利要求1所述的激光实时在线检测酒驾装置,其特征在于,当所述控制单元不与所述第一光路单元和所述第一光路单元连接时,所述第一光路单元包括依次间隔设置的第一准直镜(5)、第一二维调整件(7)和第一半波片(11),所述激光单元与所述第一准直镜(5)连接,所述第一半波片(11)位于所述光路合并单元之后,所述第一半波片(11)的光出射至所述光路合并单元上,以从所述第一半波片(11)和所述第一光路单元出射的光束能够通过所述光路合并单元同时入射至所述接收单元上。
9.根据权利要求8所述的激光实时在线检测酒驾装置,其特征在于,所述第一光路单元和所述第一光路单元之间结构相同。
10.根据权利要求8所述的激光实时在线检测酒驾装置,其特征在于,当所述控制单元不与所述第一光路单元和所述第一光路单元连接时,所述接收单元包括第二分束棱镜(18)、第二反射镜(19)、第一光电探头(15)、第二光电探头(20)和第一记录仪(16),所述第二分束棱镜(18)与所述光路合并单元对应间隔设置使所述待测区域位于所述第二分束棱镜(18)与所述光路合并单元之间,所述第二分束棱镜(18)和所述第二反射镜(19)间隔设置,使不同的光波通过所述第二分束棱镜(18)分离入射至所述第二反射镜(19)上,所述第二分束棱镜(18)和所述第一光电探头(15)对应间隔设置,所述第二反射镜(19)和所述第二光电探头(20)对应间隔设置,所述第一光电探头(15)和所述第二光电探头(20)分别与所述第一记录仪(16)连接以同时接到不同光波下计算出的乙醇含量,所述第一记录仪(16)与所述控制单元连接。
11.一种激光实时在线检测酒驾方法,其特征在于,所述方法包括:
