專利名稱：一種酒駕遙感快速激光自動(dòng)預(yù)檢裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種乙醇?xì)怏w濃度檢測裝置，具體涉及一種酒駕遙感快速激光自動(dòng)預(yù)檢裝置。
背景技術(shù)：
近年來，我國酒后駕車所導(dǎo)致的慘烈車禍在屢屢曝光之后而又頻頻發(fā)生。傳統(tǒng)排查方式和檢驗(yàn)設(shè)備一“呼吸式酒精檢測儀”無針對性、效率低，還影響路面車輛正常行使， 同時(shí)也造成了大量一次性檢驗(yàn)設(shè)備和警力資源的浪費(fèi)。專利公開號為CN101936896A的專利文件公開了一種乙醇?xì)怏w濃度激光遙測裝置，由激光器控制和發(fā)射系統(tǒng)與信號接收、分析及顯示系統(tǒng)組成。其實(shí)質(zhì)是一種應(yīng)用可調(diào)諧半導(dǎo)體二級管激光吸收光譜技術(shù)(TDLAS)對酒精濃度進(jìn)行檢測的裝置。這種檢測技術(shù)對于檢測過程中所產(chǎn)生的超噪聲和調(diào)制中所產(chǎn)生的能量漂移的抑制效果很差，這將影響激光能量的測量精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種酒駕遙感快速激光自動(dòng)預(yù)檢裝置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種酒駕遙感快速激光自動(dòng)預(yù)檢裝置，包括激勵(lì)激光器、探測激光器、調(diào)制信號發(fā)生單元、激光器驅(qū)動(dòng)控制單元、會聚透鏡、激勵(lì)激光準(zhǔn)直器、探測激光準(zhǔn)直器、光電探測器、探測器預(yù)處理電路、鎖相放大檢測單元、數(shù)據(jù)采集與處理單元以及光纖I和光纖II ；所述激勵(lì)激光準(zhǔn)直器和探測激光準(zhǔn)直器安裝在會聚透鏡中心位置；所述調(diào)制信號發(fā)生單元通過信號傳輸線與激光器驅(qū)動(dòng)控制單元連接；激光器驅(qū)動(dòng)控制單元通過信號傳輸線分別與激勵(lì)激光器和探測激光器連接；所述激勵(lì)激光器通過光纖I與激勵(lì)激光準(zhǔn)直器連接；所述探測激光器通過光纖II與探測激光器準(zhǔn)直器連接；所述光電探測器設(shè)置在會聚透鏡的焦點(diǎn)位置；所述光電參測器通過信號傳輸線依次與探測器預(yù)處理電路、鎖相放大檢測單元、數(shù)據(jù)采集與處理單元相連接；所述調(diào)制信號發(fā)生單元還通過信號傳輸線與鎖相放大檢測單元相連接。本發(fā)明工作原理本發(fā)明所述的激光器驅(qū)動(dòng)控制單元根據(jù)調(diào)制信號發(fā)聲單元發(fā)出的調(diào)制信號對激勵(lì)激光器進(jìn)行斬波調(diào)制，激勵(lì)激光器發(fā)出光強(qiáng)隨調(diào)制信號周期變化的激勵(lì)激光，該激勵(lì)激光的波長處在乙醇的吸收峰，激勵(lì)激光經(jīng)過光纖I傳輸通過激勵(lì)激光準(zhǔn)直器對外發(fā)射；這束強(qiáng)度周期性變化的激光照射到乙醇?xì)怏w分子上，由于乙醇?xì)怏w分子吸收激勵(lì)激光后通過無輻射馳豫將產(chǎn)生周期變化的熱場分布。同時(shí)，激光器驅(qū)動(dòng)控制單元驅(qū)動(dòng)探測激光器發(fā)出的探測激光，該探測激光的波長不處在乙醇的吸收峰，探測激光通過光纖 II后經(jīng)探測激光準(zhǔn)直器對外發(fā)射，通過熱場區(qū)域后將會形成同頻率周期變化的光熱反射信號。此光熱反射信號是交變溫度場和乙醇?xì)怏w濃度的加權(quán)和，通過對激勵(lì)激光和光熱反射信號的鎖相放大檢測，即可以得到由光熱反射信號所表征的被測乙醇?xì)怏w的濃度信息。光熱反射信號通過會聚透鏡會聚在光電探測器上，光電探測器將光信號轉(zhuǎn)變成電信號，再依次經(jīng)過探測器預(yù)處理電路、鎖相放大檢測單元、數(shù)據(jù)采集與處理單元后輸出最終被測乙醇?xì)怏w的濃度數(shù)據(jù)。本發(fā)明的檢測手段采用激光誘導(dǎo)光熱反射光譜檢測技術(shù)(Laser ReflexPhoto-Thermal Spectrometry)簡稱為LRPTS技術(shù)。是一種基于物質(zhì)吸收特征波長激光后，通過無輻射弛豫所產(chǎn)生的熱效應(yīng)來進(jìn)行檢測的一類光譜分析方法，現(xiàn)已成為氣態(tài)和凝聚態(tài)物質(zhì)的高靈敏檢測技術(shù)，多應(yīng)用于材料、環(huán)境和生物等領(lǐng)域。光熱反射光譜技術(shù)是一種探測“光激勵(lì)熱效應(yīng)”的方法，可探測與溫度有關(guān)的各種物理參數(shù)，如壓力波、折射系數(shù)及吸收系數(shù)的變化等，還可監(jiān)測同時(shí)發(fā)生的動(dòng)態(tài)變化，是一種非接觸性和非破壞性測量的檢測方法，其所產(chǎn)生的各種效應(yīng)如圖2所示光熱反射法檢測氣體濃度的原理是，將一束波長處于被測氣體吸收峰處的激光進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制，以獲得一束光強(qiáng)度隨調(diào)制信號發(fā)生周期性變化的激光，稱此光束為“誘導(dǎo)激光”，或“激勵(lì)激光”。將這束強(qiáng)度周期變化的“激勵(lì)激光”入射到被測氣體上，由于此激光光束的波長處于被測氣體的吸收峰處，所以將會被氣體強(qiáng)烈吸收，由此將光能轉(zhuǎn)化為熱能，最終被測氣體將通過無輻射弛豫產(chǎn)生一個(gè)周期變化的熱場分布。此時(shí)再由另一束波長不處于被測氣體吸收峰處的“探測激光”入射到這一區(qū)域，在其經(jīng)過這一區(qū)域時(shí)將會形成同頻率周期變化的光熱反射信號。通過對光熱反射信號和入射光信號進(jìn)行鎖相放大檢測，就可以得到被測氣體的濃度信息。乙醇?xì)怏w吸收峰的確定在本發(fā)明中至關(guān)重要，一個(gè)合適的特征吸收峰位與其它干擾物質(zhì)分子(主要是水，玻璃等)的吸收峰不重疊。這個(gè)峰位的選取在宏觀上來講有三個(gè)波段可供選擇，分別是紫外、可見、紅外這三個(gè)波段。紫外波段的激光對人體傷害太大，不可取。太陽光會對可見光波段的激光產(chǎn)生嚴(yán)重的不可避免的檢測影響，因此亦不可取。作為紅外波段的光線，小功率的紅外光對人體是沒有危害的，并且在我們進(jìn)行酒駕檢測的環(huán)境中，所存在的紅外干擾光線很少，所以相比之下選擇紅外波段作為檢測波段是不二之選。在實(shí)驗(yàn)中，對乙醇做紅外850-1000nm波段吸收光譜掃描發(fā)現(xiàn)，乙醇存在3個(gè)明顯的峰位，其分別位于905nm、935nm和960nm處，如圖3所示。乙醇在905nm處出現(xiàn)甲基的C-H伸縮振動(dòng) 3倍頻吸收帶，在935nm處的肩峰是亞甲基的C-H伸縮振動(dòng)3倍頻吸收帶，在960nm左右出現(xiàn)乙醇中O-H的3倍頻吸收帶。對于935nm處的肩峰來講，其代表了被測乙醇中的雜質(zhì)吸收，不適合用作對乙醇的特征檢測；對于960nm處的O-H吸收帶來講，水的吸收峰也位于此處，其將會對被測乙醇形成嚴(yán)重的干擾，因此也不適合于選擇此處對乙醇進(jìn)行特征檢測；最后對于905nm處的C-H吸收帶來講，其所代表的是甲基的C-H伸縮振動(dòng)3倍頻吸收帶，在此位置處其吸收譜線比較單一，少有其它物質(zhì)吸收譜線的干擾，因此本發(fā)明中激光器核心激勵(lì)光源的波長為905nm。通過對乙醇吸收譜線的分析，可以看到其在1064nm處不存在特征吸收峰，因此本發(fā)明將1064nm確定為激光誘導(dǎo)光熱反射光譜檢測技術(shù)中乙醇?xì)怏w的探測光源波長。進(jìn)一步地，因?yàn)楸景l(fā)明的目標(biāo)是對汽車內(nèi)氣體進(jìn)行遠(yuǎn)程遙感探測，進(jìn)而檢測其內(nèi)部是否含有酒精成分，從而實(shí)現(xiàn)激光酒駕預(yù)檢。為了進(jìn)行激光的遠(yuǎn)距離探測，所以需要激光器的發(fā)射功率要相對大一些(在對人體不產(chǎn)生任何傷害的最低限度下)、發(fā)散角相對要小一些；作為整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)而言，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要相對簡明一些，體積要相對小一些，以便于移動(dòng)和安裝調(diào)試，方便于實(shí)際應(yīng)用。因此通過對比氣體激光器、全固態(tài)激光器和半導(dǎo)體激光器這幾類常見的激光器，半導(dǎo)體激光器在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和體積上獨(dú)占優(yōu)勢，而作為半導(dǎo)體激光器家族成員的“垂直腔面發(fā)射激光器”更是在發(fā)射功率和發(fā)散角方面具備無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，因此本發(fā)明優(yōu)選“垂直腔面發(fā)射激光器”。垂直腔面發(fā)射激光器是一種垂直表面出光的新型激光器，其光束是圓形對稱的，不需要復(fù)雜的光束整形系統(tǒng)，光纖耦合效率遠(yuǎn)高于普通邊發(fā)射激光器。同時(shí)由于是表面出光，很容易制成二維列陣，散熱結(jié)構(gòu)簡單，易于獲得高功率的輸出O本發(fā)明所采用的激光誘導(dǎo)光熱反射光譜檢測技術(shù)(LRPTS)因其工作機(jī)理方面的特性，決定了其在去除噪聲和提高測量精度方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢。超噪聲是在光電探測器上產(chǎn)生的隨機(jī)電流波動(dòng)。本發(fā)明通過對激勵(lì)激光和探測激光所產(chǎn)生的探測信號進(jìn)行差分處理，在差分過程中去除了被測信號的直流部分和超噪聲部分，準(zhǔn)確地再現(xiàn)了被測信號的周期變化信息。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明給出了具體的適合檢驗(yàn)酒駕的激勵(lì)激光器和探測激光器，并確定了核心光源，同時(shí)給出了其他部件的具體構(gòu)造。通過本發(fā)明裝置可有效的對路面過往車輛內(nèi)的乙醇濃度進(jìn)行預(yù)檢，交警可通過預(yù)檢結(jié)果進(jìn)行有針對性的排查，提高執(zhí)法效率，節(jié)省警力資源。


圖1為本發(fā)明示意圖；圖2為光熱反射光譜技術(shù)產(chǎn)生的各種效應(yīng)示意圖；圖3為乙醇的紅外吸收光譜；圖4為探測器預(yù)處理電路；圖5為鎖相放大電路；圖6為鎖相倍頻電路。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。參見圖1所示，本發(fā)明包括激勵(lì)激光器101、探測激光器102、調(diào)制信號發(fā)生單元2、 激光器驅(qū)動(dòng)控制單元3、會聚透鏡4、激勵(lì)激光準(zhǔn)直器501、探測激光準(zhǔn)直器502、光電探測器 6、探測器預(yù)處理電路7、鎖相放大檢測單元8、數(shù)據(jù)采集與處理單元9以及光纖I 1001和光纖II 1002 ；所述激勵(lì)激光準(zhǔn)直器501和探測激光準(zhǔn)直器502安裝在會聚透鏡4中心位置； 所述調(diào)制信號發(fā)生單元2通過信號傳輸線與激光器驅(qū)動(dòng)控制單元3連接；激光器驅(qū)動(dòng)控制單元3通過信號傳輸線分別與激勵(lì)激光器101和探測激光器102連接；所述激勵(lì)激光器101 通過光纖I 1001與激勵(lì)激光準(zhǔn)直器501連接；所述探測激光器102通過光纖II1002與探測激光器準(zhǔn)直器502連接；所述光電探測器6設(shè)置在會聚透鏡4的焦點(diǎn)位置；所述光電參測器6通過信號傳輸線依次與探測器預(yù)處理電路7、鎖相放大檢測單元8、數(shù)據(jù)采集與處理單元9相連接；所述調(diào)制信號發(fā)生單元2還通過信號傳輸線與鎖相放大檢測單元8相連接。本實(shí)施例中的激勵(lì)激光器101和探測激光器102分別是核心光源為905nm和 1064nm的垂直腔面發(fā)射激光器。激光器驅(qū)動(dòng)控制單元3負(fù)責(zé)對兩臺激光器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，它將由調(diào)制信號發(fā)生單元2所產(chǎn)生的正弦波調(diào)制信號加載到激勵(lì)激光器101上，使激勵(lì)激光器101發(fā)射的905nm激勵(lì)激光的強(qiáng)度隨正弦調(diào)制信號發(fā)生周期性變化，同時(shí)驅(qū)動(dòng)探測激光器 102發(fā)射連續(xù)的1064nm檢測激光。激勵(lì)激光和探測激光分別通過光纖I 1001和光纖II 1002后經(jīng)由激勵(lì)激光準(zhǔn)直器501和探測激光準(zhǔn)直器502對外發(fā)射。激勵(lì)激光照射到乙醇?xì)怏w分子上后，由于乙醇?xì)怏w分子吸收激勵(lì)激光后通過無輻射馳豫將產(chǎn)生周期變化的熱場分布，探測激光通過熱場區(qū)域后將會形成同頻率周期變化的光熱反射信號。此光熱反射信號是交變溫度場和乙醇?xì)怏w濃度的加權(quán)和。本實(shí)施例最前端的會聚透鏡1將光熱反射信號會聚到光電探測器6上，由光電探測器6將光信號轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的電信號，之后依次通過探測器預(yù)處理電路7和鎖相放大檢測單元8 ；鎖相放大檢測單元8將此檢測信號與調(diào)制信號發(fā)生單元2送來的同頻率參比信號進(jìn)行鎖相放大，最后經(jīng)數(shù)據(jù)采集與處理單元9處理并最終輸出被測乙醇?xì)怏w的濃度數(shù)據(jù)。本實(shí)施例中，調(diào)制信號通過直接數(shù)字頻率合成實(shí)現(xiàn)，由數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬電流信號輸出。采用這種方式的最大優(yōu)點(diǎn)在于，使用數(shù)字鎖相放大器進(jìn)行檢測時(shí)，可以直接生成參考信號，不需要對調(diào)制信號進(jìn)行采集，避免了 AD的量化誤差及采樣時(shí)間波動(dòng)對鎖定檢測的影響。

本實(shí)施例中探測器預(yù)處理電路7、鎖相放大電路、鎖相倍頻電路，如圖4、圖5、圖6 所示，其中探測器預(yù)處理電路7中Rl = R2 = 1K，R3 = 2K，Cl = C2 = 0. IuF ；鎖相放大電路中 R4 = 51K，R6 R9 = 5. 1K，R5 = IOK ；鎖相倍頻電路中 RlO = R12 = 100K，R11 = 1M, C4 = 56pF, C5 = IuF。本實(shí)施方式所述的探測器預(yù)處理電路7，主要為信號放大電路。一般系統(tǒng)中需要探測的光電流信號比較微弱，因此需要對光電探測器出來的光電流信號進(jìn)行放大，并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓信號以便進(jìn)行測量。其結(jié)構(gòu)如圖4所示，包括運(yùn)算放大器LTC6244、電阻R1、 R2、R3、電容Cl、C2、C3，運(yùn)算放大器LTC6244的正極輸入信號IN為光電探測器轉(zhuǎn)化的微弱電流信號，輸出信號OUT為放大后的電壓信號，其正負(fù)電源VCC+和VCC-分別通過電容Cl、 C2接地，其正負(fù)極分別串接電阻R1、R2后接地，輸出信號OUT串接電阻R3后反饋到運(yùn)算放大器LTC6244負(fù)極，電阻R3并聯(lián)一個(gè)電容C3。其中，LTC6244是一個(gè)雙路運(yùn)算放大器，可對大型或小型光電二極管、精準(zhǔn)積分器和濾波器等進(jìn)行信號放大，并具有50MHz的增益帶寬， 它的最大失調(diào)電壓僅為300 μ V。采用了獨(dú)特架構(gòu)的LTC6244，具有低噪聲和僅為2. IpF的輸入電容，極低的輸入電容使其在高頻率下具有高輸入阻抗和低噪聲的超群性能。同時(shí)還具有卓越的DC精度。在25°C條件下，它具有IpA的偏置電流和低于100 μ V的輸入失調(diào)電壓。偏壓漂移低于2. 5 μ V/V,高達(dá)120dB的電壓增益可使系統(tǒng)誤差趨于最小化。LTC6244 的工作電源電壓低可至2. 8V，高可達(dá)12V，并且具有軌至軌輸出擺幅本實(shí)施方式所述的鎖相放大檢測單元包括鎖相放大電路和鎖相倍頻電路。鎖相放大電路，如圖5所示，主要采用的是AD630作為鎖相放大器，Vin是光電轉(zhuǎn)換后的帶有氣體濃度信息的高頻信號；SIN_200K是高頻正弦的二倍頻信號，是鎖相放大器的參考信號；Vout 是鎖相后的輸出信號。鎖相倍頻電路如圖6所示，鎖相倍頻電路的作用是產(chǎn)生與光源驅(qū)動(dòng)信號嚴(yán)格同步的二倍頻信號，為鎖相放大器AD630提供同步參考信號。我們采用CD4046 鎖相環(huán)做鎖相倍頻電路，其內(nèi)部集成相位比較器、壓控振蕩器、線性放大器、源跟隨器、整形電路等。鎖相倍頻電路用D觸發(fā)器74HC74構(gòu)成二分頻電路，信號輸出和CLK輸入分別接 ⑶4046的3腳和4腳。輸入信號Ui從14腳輸入后，經(jīng)內(nèi)部放大器進(jìn)行放大、整形后加到內(nèi)部相位比較器的輸入端，相位比較器將從3腳輸入的比較信號Uo與輸入信號Ui作相位比較，并輸出可以反映出兩者相位差的誤差電壓Um，其經(jīng)R11、R12及C5濾波后得到一控制電壓Ud,并加至壓控振蕩器的輸入端9腳，調(diào)整壓控振蕩器的振蕩頻率f2，使f2迅速逼近輸入信號頻率fl。壓控振蕩器的輸出又經(jīng)除法器再進(jìn)入相位比較器，繼續(xù)與Ui進(jìn)行相位比較，最后使得f2 = Π，即兩者的相位差為一定值，從而實(shí)現(xiàn)了相位鎖定倍頻的功能。

本實(shí)施方式中光電探測器6優(yōu)選紅外鍺探測器。美國Judson公司的J16紅外鍺探測器是高質(zhì)量的鍺材料光電二極管探測器，波長探測范圍在SOOnm到1800nm，可以完全覆蓋905nm和1064nm及其附近波段；并且其可在室溫(25°C )下長期穩(wěn)定工作；而且其響應(yīng)度在IOki以上，具有很高的靈敏度。本實(shí)施方式中采用ST公司生產(chǎn)的STM32系列ARM微控制器，和TI公司生產(chǎn)的 TMS320系列DSP微處理器來協(xié)同工作。STM32系列ARM微控制器具有突破性的Cortex-M3內(nèi)核，該內(nèi)核是專門設(shè)計(jì)于滿足集高性能，低功耗于一體的嵌入式領(lǐng)域的要求。其所具備的Thumb-2指令集帶來了更高的指令效率和更強(qiáng)的性能；通過緊耦合的嵌套矢量中斷控制器，對中斷事件的響應(yīng)比以往更迅速，所有這些又都融入了業(yè)界領(lǐng)先的功耗水準(zhǔn)。TMS320系列DSP微處理器是一種高性能32位的數(shù)字信號處理器，其具有哈佛結(jié)構(gòu)，流水線操作，專用的硬件乘法器，特殊的DSP指令，快速的指令周期。這些特點(diǎn)使得 TMS320系列DSP可以實(shí)現(xiàn)快速的DSP運(yùn)算，并使大部分運(yùn)算能夠在一個(gè)指令周期完成。為了使本發(fā)明的各組成部分能夠有機(jī)高效地工作，本發(fā)明將ARM和DSP兩種處理器相結(jié)合，發(fā)揮其各自的優(yōu)點(diǎn)來完成整個(gè)裝置的電子及光信號的處理工作。利用ARM優(yōu)異的控制特性，來完成本系統(tǒng)中激勵(lì)激光器和探測激光器的驅(qū)動(dòng)信號調(diào)制加載任務(wù)；利用 DSP的快速運(yùn)算性能，來完成本系統(tǒng)中被測光信號的二次諧波檢測任務(wù)。顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。
權(quán)利要求
1.一種酒駕遙感快速激光自動(dòng)預(yù)檢裝置，其特征是包括激勵(lì)激光器(101)、探測激光器(102)、調(diào)制信號發(fā)生單元(2)、激光器驅(qū)動(dòng)控制單元(3)、會聚透鏡(4)、激勵(lì)激光準(zhǔn)直器(501)、探測激光準(zhǔn)直器(502)、光電探測器(6)、探測器預(yù)處理電路(7)、鎖相放大檢測單元(8)、數(shù)據(jù)采集與處理單元(9)以及光纖1(1001)和光纖11(1002)；所述激勵(lì)激光準(zhǔn)直器(501)和探測激光準(zhǔn)直器(502)安裝在會聚透鏡(4)中心位置；所述調(diào)制信號發(fā)生單元 (2)通過信號傳輸線與激光器驅(qū)動(dòng)控制單元(3)連接；激光器驅(qū)動(dòng)控制單元(3)通過信號傳輸線分別與激勵(lì)激光器(101)和探測激光器(102)連接；所述激勵(lì)激光器(101)通過光纖I (1001)與激勵(lì)激光準(zhǔn)直器(501)連接；所述探測激光器(102)通過光纖II (1002)與探測激光器準(zhǔn)直器(502)連接；所述光電探測器(6)設(shè)置在會聚透鏡(4)的焦點(diǎn)位置；所述光電參測器(6)、探測器預(yù)處理電路(7)、鎖相放大檢測單元(8)、數(shù)據(jù)采集與處理單元(9)通過信號傳輸線依次連接；所述調(diào)制信號發(fā)生單元(2)還通過信號傳輸線與鎖相放大檢測單元⑶相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種酒駕遙感快速激光自動(dòng)預(yù)檢裝置，其特征在于所述激勵(lì)激光器(101)的核心光源處在乙醇?xì)怏w吸收峰上，優(yōu)選905nm可調(diào)諧垂直腔面發(fā)射激光器；所述探測激光器(102)核心光源不處在乙醇?xì)怏w吸收峰上，優(yōu)選1064nm可調(diào)諧垂直腔面發(fā)射激光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種酒駕遙感快速激光自動(dòng)預(yù)檢裝置，其特征在于 所述激光器驅(qū)動(dòng)控制單元(3)根據(jù)調(diào)制信號發(fā)生單元(2)發(fā)出的調(diào)制信號對激勵(lì)激光器 (101)進(jìn)行斬波調(diào)制；所述激勵(lì)激光器(101)發(fā)出光強(qiáng)隨調(diào)制信號周期變化的激勵(lì)激光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種酒駕遙感快速激光自動(dòng)預(yù)檢裝置，其特征在于所述激光器驅(qū)動(dòng)控制單元(3)包括ARM微控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種酒駕遙感快速激光自動(dòng)預(yù)檢裝置，其特征在于所述光電探測器(6)為紅外鍺探測器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種酒駕遙感快速激光自動(dòng)預(yù)檢裝置，其特征在于所述探測器預(yù)處理電路(7)包括運(yùn)算放大器LTC6244、電阻R1、R2、R3、電容C1、C2、C3，所述運(yùn)算放大器LTC6244正極輸入信號IN為光電探測器(6)轉(zhuǎn)化的微弱電流信號，輸出信號OUT為放大后所轉(zhuǎn)換得到的電壓信號，其正負(fù)電源VCC+和VCC-分別通過電容Cl、C2接地，其正負(fù)極分別串接電阻R1、R2后接地，所述輸出信號OUT串接電阻R3后反饋到運(yùn)算放大器LTC6244 負(fù)極，所述電阻R3并聯(lián)電容C3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種酒駕遙感快速激光自動(dòng)預(yù)檢裝置，其特征在于所述鎖相放大檢測單元(8)包括鎖相放大電路和鎖相倍頻電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種酒駕遙感快速激光自動(dòng)預(yù)檢裝置，其特征在于所述鎖相放大電路包括鎖相放大器AD630、電阻R4 R9，所述鎖相放大器AD630的16腳和17腳的接入信號Vin是光電轉(zhuǎn)換后的帶有氣體濃度信息的高頻信號，12、13、14腳的輸出Vout是鎖相后的輸出信號，9腳的接入信號SIN_200K為高頻正弦二倍頻信號，15、17、19腳短接在一起，1腳接地，VS+接15V+，VS-接15V-，15V+經(jīng)R4、R5串聯(lián)分壓后接入10腳，3腳 6腳分別串接R6 R9后接15V+。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種酒駕遙感快速激光自動(dòng)預(yù)檢裝置，其特征在于所述鎖相倍頻電路包括鎖相環(huán)CD4046、D觸發(fā)器74HC74、電阻RlO R12、電容C4、C5，所述D觸發(fā)器74HC74構(gòu)成二分頻電路，其5腳輸出Q接鎖相環(huán)⑶4046的3腳，時(shí)鐘信號CLK接鎖相環(huán) ⑶4046的4腳產(chǎn)生的正弦二倍頻信號SIN_200K，2腳與6腳短接，1腳、4腳、14腳接5V+，7 腳接地，所述鎖相環(huán)⑶4046的14腳接入調(diào)制信號發(fā)生單元產(chǎn)生的正弦波，其6腳串接電容 C4后接入7腳，11腳串接RlO后接地，5腳、8腳接地，16腳接5V+，13腳的輸出經(jīng)RlU R12 及C5濾波后輸入到9腳。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種酒駕遙感快速激光自動(dòng)預(yù)檢裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集與處理單元(9)為DSP微處理器。
全文摘要
一種酒駕遙感快速激光自動(dòng)預(yù)檢裝置，涉及一種乙醇?xì)怏w濃度檢測裝置，它解決了現(xiàn)有預(yù)檢裝置在檢測過程中產(chǎn)生的超噪聲和調(diào)制中產(chǎn)生的能量漂移的抑制效果很差，從而影響激光能量的測量精度的問題，該裝置包括激勵(lì)激光器、探測激光器、調(diào)制信號發(fā)生單元、激光器驅(qū)動(dòng)控制單元、會聚透鏡、激勵(lì)激光準(zhǔn)直器、探測激光準(zhǔn)直器、光電探測器、探測器預(yù)處理電路、鎖相放大檢測單元、數(shù)據(jù)采集與處理單元以及光纖；通過本發(fā)明裝置可有效的對路面過往車輛內(nèi)的乙醇濃度進(jìn)行預(yù)檢，交警可通過預(yù)檢結(jié)果進(jìn)行有針對性的排查，提高執(zhí)法效率，節(jié)省警力資源。
文檔編號G01N21/00GK102252964SQ20111018201
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者劉云, 寧永強(qiáng), 曹軍勝, 王彪, 王立軍, 秦莉 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所