技术领域
[0001] 本
发明涉及发动机尾气检测技术领域，具体涉及一种检测
柴油发动机排放物的林格曼黑度的方法及装置。
背景技术
[0002] 以柴油发动机为动
力的机械或车辆排放的尾气含有大量的污染物，严重影响人们的生活环境和身体健康。随着国家对环保的重视程度不断加大，以柴油发动机为动力的机械和车辆的排放标准也越来越严格。在排放检测中，一般采用林格曼黑度来判断柴油发动机尾气是否存在超标排放情况。目前，国内的柴油发动机的林格曼黑度检测装置大部分是主观模拟检测仪器，其测试准确性和可靠性难以保证。
[0003] 现有的柴油发动机烟气黑度检测主要有对照法、测烟望远镜观测、光电测烟法三种，它们都存在一定的局限性。其中，对照法要求烟气图至观察者眼睛距离不大于2米，一般在1.5米左右，凭观测者主观判读判断确度黑度值。而测烟望远镜将林格曼黑度图安装于镜筒内，与目镜距离很小，在很大程度上影响了观测者对黑度的准确判断。光电测烟法要求以晴朗的天空为背景，在阴霾和多
云或云层厚薄不匀的天气条件下，干扰大，测试效果差。由此可见，
现有技术还有待改进和提高。
发明内容
[0004] 鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的方法及装置，操作简易可行，检测结果准确性高，解决了导烟管内拍摄影像时光线不足、因测量环境光照强度不同而造成的误差等问题。
[0005] 为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
[0006] 本发明提供一种检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的装置，其中，所述装置包括导烟管、
图像采集装置、可发白光的平行
光源、处理器、
存储器；
[0007] 所述平行光源与所述图像采集装置设于所述导烟管内；
[0008] 所述图像采集装置垂直于所述导烟管的长度方向设置并与平行光源呈相对设置；
[0009] 所述处理器与所述图像采集装置、所述存储器连接；
[0010] 所述导烟管用于采集柴油发动机排放物；
[0011] 所述图像采集装置用于拍摄所述导烟管内无排放物时的标准黑度图影像与导烟管内流通排放物时的测量影像；
[0012] 所述存储器用于存放所述标准黑度图影像数据及各级黑度对应的基准灰度值；
[0013] 所述处理器用于接收所述标准黑度图影像、所述测量影像并对应计算其灰度值，将所述测量影像的灰度值与所述标准黑度图影像的灰度值作比较、确定排放物的林格曼黑度。
[0014] 所述的检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的装置中，还包括显示器；所述显示器与所述处理器连接，用于显示所述处理器确定的排放物的林格曼黑度及所述装置的工作状态。
[0015] 所述的检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的装置中，所述显示器为
液晶显示屏。
[0016] 所述的检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的装置中，所述图像采集装置为摄像机。
[0017] 所述的检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的装置中，所述平行光源为光照强度稳定的面光源。
[0018] 所述的检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的装置中，还包括
控制器；所述控制器与所述处理器连接，用于控制所述处理器的工作状态。
[0019] 所述的检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的装置中，所述控制器与所述图像采集装置连接，用于控制所述图像采集装置的工作状态。
[0020] 所述的检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的装置中，还包括镜头
保护罩；所述镜头保护罩固定设于所述导烟管，所述图像采集装置位于所述镜头保护罩的外侧。
[0021] 另外，本发明还提供一种检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的方法，应用于如上所述的检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的装置，其中，所述方法包括如下步骤：
[0022] S100：测量前进行标定工作；所述处理器接收所述图像采集装置所拍摄的在所述平行光源的工作状态下无排放物通过时的标准黑度图影像数据；所述处理器根据相应级别的标准黑度图影像数据计算相应级别黑度的灰度值，并以此作为判断排放物黑度的基准灰度值存于存储器；
[0023] S200：进行排放物检测工作；所述处理器接收所述图像采集装置所拍摄的在所述平行光源的工作状态下有排放物通过时的测量影像数据并计算所述测量影像的灰度值；
[0024] S300：判断出排放物的林格曼黑度；将所述测量影像的灰度值与所述存储器中相应级别黑度的灰度值进行比较，确定所述排放物的林格曼黑度。
[0025] 所述的检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的方法中，还包括步骤S400：每次测量完毕，对所述图像采集装置的镜头、所述平行光源的照射表面进行清洁。
[0026] 有益效果：
[0027] 本发明提供了一种检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的方法及装置，解决了导烟管内拍摄影像时光线不足、因测量环境光照强度不同而造成的误差等问题，无需设置补光装置及光强度
传感器，简化结构及检测流程，使检测操作更简易可行，检测结果更加真实准确。
[0028] 可发白光的平行光源在导烟管内正对图像采集装置设置，不仅为图像采集装置采集排放物的影像数据时提供充足的光照，而且还作为拍摄排放物的灰度参考对象，并通过处理器的比较处理而得出准确性高的排放物的林格曼黑度。
附图说明
[0029] 图1为本发明提供的检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的装置的结构示意图。
[0030] 图2为本发明提供的一种检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的装置的结构
框图。
[0031] 图3为本发明提供的另一种检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的装置的结构框图。
[0032] 图4为本发明提供的另一种检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的装置的结构框图。
[0033] 图5为本发明提供的一种检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的方法的逻辑框图。
具体实施方式
[0034] 本发明提供一种检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的方法及装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举
实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0035] 请参阅图1、图2，本发明提供一种检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的装置，该装置包括导烟管1、图像采集装置3、可发白光的平行光源2、处理器5、存储器7；所述平行光源2与所述图像采集装置3设于所述导烟管1内；所述图像采集装置3垂直于所述导烟管1的长度方向设置并与平行光源2呈相对设置。
[0036] 所述导烟管1用于采集柴油发动机排放物。所述导烟管1为管状零件，作为采集柴油发动机排放物以便进行检测的区域，而且导烟管1有足够的长度，可防止图像采集装置3在导烟管1内拍摄影像时因外界光照强度的影响而造成误差，外界的光线无法进入到图像采集装置3的拍摄范围。其中，沿导烟管的长度方向看，图像采集装置3和平行光源2设置在导烟管1的中部。图像采集装置3的拍摄范围完全置于平行光源2的发光范围内。
[0037] 所述处理器5与所述图像采集装置3、所述存储器7通过数据传输线实现电连接，以便于图像采集装置3能够将所采集的影像数据传输至处理器5。所述图像采集装置3用于拍摄所述导烟管1内无柴油发动机排放物通过时的标准黑度图影像(0－5级)以及导烟管1内流通柴油发动机排放物时的测量影像。所述处理器5用于接收图像采集装置3采集的所述标准黑度图影像、所述测量影像等影像数据并对应计算出所述标准黑度图影像中各级黑度的灰度值、所述测量影像的灰度值，然后将所述测量影像的灰度值与标准黑度图影像的灰度值作比较，确定柴油发动机排放物的林格曼黑度。其中，所述处理器可以但不限于是通用处理器如
中央处理器、网络处理器等，数字
信号处理器，集成有Intel或ARM系列CPU的
主板。
[0038] 所述存储器7用于存放所述标准黑度图影像中各级黑度(0至5级)的灰度值，以便所述处理器5将排放物的测量影像的灰度值与所述标准黑度图中各级黑度的灰度值相比较，判断出排放物的林格曼黑度。
[0039] 所述图像采集装置3可以是
照相机、摄像机等可采集影像的设备。在本实施例中，所述图像采集装置为摄像机。所述摄像机可以但不限于是CMOS摄像机，CMOS摄像机是一种
半导体成像器件，具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长等特点。
[0040] 当所述导烟管1与柴油发动机的排烟管连接后，便将排放物导入所述导烟管内，让排放物沿着导烟管长度方向流动。在排放物流动的过程中，启用平行光源2，平行光源2垂直于排放物的流动方向发出白光，然后启动图像采集装置3，图像采集装置3拍摄排放物在平行光源2的照射下的测量影像(包括待测的排放物和作为灰度参考对象的平行光源)，而与图像采集装置3呈相对设置的平行光源2不仅为图像采集装置提供光线较佳的影像采集环境，解决了导烟管内拍摄影像时光线不足的问题，而且还作为灰度参考对象，为排放物提供比较基准黑度的白色背景。
[0041] 测量前，同时运行平行光源2和图像采集装置3，让图像采集装置3预先拍摄在平行光源2工作情况下(也即以平行光源为背景)0-5级的标准黑度图的影像(共6张)，并计算各级标准黑度图影像对应的灰度值，然后存于存储器中作为排放物影像的比较基准。
[0042] 进一步地，如图3所示，所述的检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的装置还包括显示器6；所述显示器6与所述处理器5通过数据传输线实现电连接，用于显示所述处理器5确定的排放物的林格曼黑度，使得测量工作人员可以直观清楚地获知所测的排放物的林格曼黑度以及判定是否存在超标排放情况；以及显示所述检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的装置(简称：所述装置)的工作状态，便于工作人员了解所述装置是否正常运行和所述装置的运行状态。
[0043] 其中，所述显示器6可以但不限于为
有机发光二极管显示屏、液晶显示屏等。在本实施例中，所述显示器6为液晶显示屏，可以是可触摸控制类型的液晶显示屏，也可以是普通液晶显示屏。
[0044] 进一步地，如图4所示，所述的检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的装置还包括控制器8；所述控制器8与所述处理器5通过数据传输线实现电性连接，用于控制所述处理器5工作。所述控制器8输出
控制信号给所述处理器5，处理器5接收图像采集装置3所拍摄的排放物影像数据(也即测量影像)，测量出排放物影像数据的灰度值，并由控制器8调取存储器
7内所存放的基准灰度值，然后进行数据比较分析，以得出林格曼黑度。
[0045] 具体地，所述平行光源2为光照强度稳定的面光源，能够提供稳定的白光光照。
[0046] 另外，所述控制器8还与所述图像采集装置3通过数据传输线实现电连接，用于控制所述图像采集装置3的工作状态，控制所述图像采集装置3的开机、关机以及拍摄等工作状态。在本实施例中，所述控制器8为
开关控制器，控制图像采集装置3和处理器5的工作与停止工作。
[0047] 每次测量后，需要清洁图像采集装置3的镜头及平行光源2的照射表面，减少因前次测量时附着于镜头及光源表面的排放物影响下次测量的检测结果。
[0048] 进一步地，如图1所示，所述的检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的装置还包括镜头保护罩4；所述镜头保护罩4固定设于所述导烟管1，所述图像采集装置3固定于导烟管1上且位于所述镜头保护罩4的外侧，以防止排放物弄脏了所述图像采集装置3的镜头，镜头保护罩4可以但不限于是高透光的玻璃。每次测量完毕，需要对镜头保护罩进行清洁，清除附着于镜头保护罩内表面上的排放物，保证镜头保护罩维持高的透光能力。
[0049] 除此之外，本发明还提供了一种检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的方法，如图5所示，所述方法包括如下步骤：
[0050] S100：测量前进行标定工作；所述处理器接收所述图像采集装置所拍摄的在所述平行光源的工作状态下无排放物通过时的标准黑度图影像数据(也即是0－5级标准黑度图的影像数据)，所述处理器根据相应级别的标准黑度图影像数据计算出相应级别黑度的灰度值，并以此作为判断排放物黑度的基准灰度值存于存储器。各级黑度对应的灰度值存于存储器中，提供比较基准。
[0051] S200：进行排放物检测工作；所述处理器接收所述图像采集装置所拍摄的在所述平行光源的工作状态下有排放物通过时的测量影像数据并计算所述测量影像的灰度值。测量时，将导烟管通过套接方式连接至柴油发动机的排烟管，让排放物在导烟管内流动，并从导烟管的出口排出；随后启用平行光源，使用图像采集装置采集排放物的测量影像，将获取的测量影像数据传输至处理器；所述处理器根据所述测量影像数据确定所述排放物的灰度值。
[0052] S300：判断出排放物的林格曼黑度；将所述测量影像的灰度值与所述存储器中相应级别黑度对应的灰度值进行比较，然后根据比较结果确定所述排放物的林格曼黑度。在排放物(也即所述测量影像)灰度值计算出来后，处理器调取存储器内的各级黑度对应的灰度值，根据排放物的灰度值的大小判定排放物的林格曼黑度达到林格曼5个级别中的哪个，从而判断出是否存在超标排放。
[0053] 进一步地，如图5所示，所述的检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的方法中，还包括步骤S400：每次测量完毕，对所述图像采集装置的镜头、所述平行光源的照射表面进行清洁。为了避免因前一次测量时附着于图像采集装置的镜头及平行光源的光源表面的排放物的影响而造成检测结果存在较大的误差，以致于检测不准确，需要在每次测量时，对镜头和光源表面进行清洁工作，以排除附着于镜头和光源表面的排放物的影响，提高准确性。
[0054] 综上所述，本发明提供了一种检测柴油发动机排放物的林格曼黑度的方法及装置，装置结构简单，测量准确，解决了导烟管内拍摄影像时光线不足、因测量环境光照强度不同而造成的误差等问题，无需设置补光装置及光强度传感器，简化结构及检测流程，使检测操作更简易可行，检测结果更加真实准确。
[0055] 可发白光的平行光源在导烟管内正对图像采集装置设置，不仅为图像采集装置采集排放物的影像数据时提供充足的光照，而且还作为拍摄影像的灰度参考对象，并通过处理器的比较处理而得出准确性高的排放物的林格曼黑度。
[0056] 可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的
权利要求的保护范围。
