2019年CAIA獎二等獎獲獎項目成果簡介:基于ETDLAS及UV-DOAS光譜聯用的機動車尾氣遙感監測系統研制與應用
完成單位:杭州春來科技有限公司、杭州因諾維新科技有限公司
完成人:于志偉,邱夢春,劉立富,盛潤坤,王超,張涵,屈穎,郭杰,溫作樂,陳建龍,汪魯見,吳壘,許歡
成果簡介:
近年來,機動車保有量劇增,機動車尾氣已成為城市大氣環境的主要污染源,機動車尾氣在線監測技術及設備市場機遇無限。項目采用互為收發系統的ETDLAS和UV-DOAS雙光譜檢測單元,結合激光多點度量和綠光透射測量技術,通過高度集成化設計,構建一個零污染、全方位、多層次、全覆蓋的智能機動車尾氣監測系統,實現機動車尾氣排放多參數的監測,解決多項機動車尾氣監測難題。系統廣泛應用于環保部門交通的路檢、抽檢、年檢、機動車制造商和維修4S店等,可在城區各典型地段合理布設,形成在線監控網絡,結合網絡傳輸技術與環境檢測中心和車管中心實行數據共享,為決策研究者及地區機動車尾氣污染控制措施提供科學依據,從而達到對整個城市機動車污染物進行在線監控目的。項目申請國家專利7件(發明3件),已獲授權專利4件(發明1件);獲軟件著作權2件;通過了華南國家計量測試中心檢測認證;通過科學技術成果鑒定,處國內同類產品領先水平。
創新點及科學價值:
基于ETDLAS及UV-DOAS光譜聯用的機動車尾氣遙感監測系統研制與應用項目采用互為收發系統的ETDLAS和UV-DOAS雙光譜檢測單元,結合激光多點度量和綠光透射測量技術,通過高度集成化設計,構建一個零污染、全方位、多層次的智能機動車尾氣監測系統平臺,實現機動車尾氣排放多參數的監測,解決多項機動車尾氣監測難題。項目具有一定的技術創新:
(1) 采用互為收發系統的ETDLAS和UV-DOAS雙光譜一體化檢測單元,實現了同一折返光路對多種排放參數的監測,降低了現場安裝對光及調試維護的難度。
(2) 基于ETDLAS技術和奇偶諧波比率算法,解決了傳統激光調制技術響應慢和環境背景光噪聲干擾的問題。
(3) 采用多重減震技術和寬光學容差技術,解決了大型貨車通過安裝道路時劇烈振動導致設備光路偏離而無法正常測量的問題,提高了設備的穩定性。
項目不僅為決策研究者及地區機動車尾氣污染控制措施提供科學依據,對推動環境科學技術進步、保護生態環境、保障國家和社會安全等方面均發揮了重要作用,亦對推動環境及相關學科群的發展具有重要科學意義。
社會經濟效益:
2017年3月,李克強總理在第十二屆全國人大第五次會議上作政府報告,明確提出:“要打好藍天保衛戰,強化機動車尾氣治理。基本淘汰黃標車,加快淘汰老舊機動車,對高排放機動車進行專項整治,鼓勵使用清潔能源汽車”。為此,環保部發布《機動車污染防治技術政策》強調“加強機動車檢測與維護(I/M),重點加強高排放車輛、高使用強度車輛監管,確保上路車輛排放穩定達標”。而目前國內機動車尾氣的監管方式主要是年檢和路檢,由于機動車數量劇增,年檢檢測設備、技術不足,路檢可操作性較差、效率低、影響交通等問題,迫切需要發展機動車尾氣監測新技術、新方法、新設備。
本項目開發的機動車尾氣遙感監測系統平臺,可對機動車尾氣排放中的CO、CO2、NOx、HC以及尾氣不透光煙度進行在線自動監測,各部件設計精巧,安裝靈活方便,適合安裝在城市各路段、收費關口。通過在城區各典型地段合理布設,形成在線監控網絡,結合網絡傳輸技術與環境檢測中心和車輛管理中心實行數據共享,為決策研究者及地區機動車尾氣污染控制措施提供科學依據,從而達到對整個城市機動車污染物進行在線監控目的。本項目成果于2018年10月投產并開展試銷,已累計實現銷售收入約5000余萬元,廣泛用于環保部門交通的路檢和抽檢、機動車年檢、機動車制造行業和維修4S店以及能源、交通、汽車等行業,經濟社會效益顯著。
綜上所述,本項目成果創新了多項國內關鍵技術,對推動環境科學技術進步、保護生態環境、保障國家和社會安全等方面均發揮了重要作用,產生了一定的社會和環境經濟效益。
應用前景:
本項目實現了機動車尾氣排放識別多參數的監測,解決了現場調光難、響應速度慢等問題,項目的開發可以提升我國機動車尾氣排放治理和監測的技術水平,符合國家產業政策。項目成果經河南省賽斯電子科技有限公司、廣州市云景信息科技有限公司、宜陽縣環保局、邯鄲市生態環保局叢臺區分局、淮陽縣環保局等單位使用,得到了一致好評,這也將提升我國環保監測儀器的制造水平和產品檔次。