一種測(cè)量大氣顆粒物的平均粒徑和濃度的測(cè)量裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種大氣環(huán)保光學(xué)檢測(cè)儀器，特別是公開(kāi)了一種大氣可吸入顆粒平均粒徑測(cè)量和顆粒濃度檢測(cè)，多波長(zhǎng)輸出激光器在DSP控制模塊的驅(qū)動(dòng)下，發(fā)出某一波長(zhǎng)的激光，該光束經(jīng)過(guò)單模光纖后利用光纖耦合器耦合從入射孔進(jìn)入多光程樣品池，與待測(cè)氣體相互作用，主要是散射和吸收作用，同時(shí)在樣品池中多次反射后經(jīng)過(guò)入射孔射出樣品池，被散射和吸收后的氣體，再經(jīng)過(guò)入射孔射出樣品池的激光信號(hào)進(jìn)入光電探測(cè)器中，并轉(zhuǎn)換為微弱電信號(hào)，該電信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路調(diào)理后輸入至高速DSP控制器的A/D轉(zhuǎn)換模塊中，在計(jì)算程序的控制下，進(jìn)行平均粒徑和濃度計(jì)算，最后顯示在LCD液晶顯示模塊上，同時(shí)該信息也可通過(guò)無(wú)線通信模塊傳輸給遠(yuǎn)程的監(jiān)控設(shè)備。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種測(cè)量大氣顆粒物的平均粒徑和濃度的測(cè)量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種大氣環(huán)保光學(xué)檢測(cè)儀器，特別是涉及一種大氣可吸入顆粒平均粒徑測(cè)量和顆粒濃度檢測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展、汽車(chē)車(chē)輛的增加、人口的快速增長(zhǎng)、房地產(chǎn)的密集開(kāi)發(fā)，導(dǎo)致城市空氣質(zhì)量急劇下降，而其中最為顯著的一個(gè)指標(biāo)就是空氣中可吸入顆粒物的增力口?？晌腩w粒物主要指大氣中直徑小于10 μ m的粒子，一般稱(chēng)作PM10。它們能夠在呼吸過(guò)程中直接進(jìn)入人體的呼吸道并積聚在肺部，人體長(zhǎng)期的吸入會(huì)引發(fā)肺炎、氣喘、肺功能下降等各種呼吸道疾病。而且在空氣中持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)人體健康影響很大，可吸入顆粒物含量已被定為空氣質(zhì)量檢測(cè)的重要指標(biāo)之一。
[0003]此裝置基于Mie氏散射原理，根據(jù)可吸入粒子對(duì)激光的散射和顆粒對(duì)不同波長(zhǎng)激光的依賴(lài)特性測(cè)量大氣中可吸入顆粒的平均粒徑以及顆粒濃度。采用Herriott多光程池作為樣品池，可以大大提高激光與粒子作用距離，從而提高檢測(cè)精度和靈敏度。此儀器應(yīng)用于大氣環(huán)境中顆粒監(jiān)測(cè)，以及工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中氣體顆粒標(biāo)定和工業(yè)生產(chǎn)和其他場(chǎng)所顆粒測(cè)量。
[0004]目前顆粒物檢測(cè)的主要方法有:篩分法、顯微鏡法、沉降法、電感應(yīng)法和光散射法等。其中篩選法是眾多測(cè)定方法中最通行的方法，優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)備簡(jiǎn)單、操作容易、易于實(shí)現(xiàn)，但測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)，方法粗糙，另外在篩分過(guò)程中有顆粒破損或者斷裂，導(dǎo)致測(cè)量誤差增大，此方法不適用于分析小顆粒。顯微鏡法也是一種最基本最實(shí)用的測(cè)量方法，經(jīng)常用來(lái)作為對(duì)其他方法的校準(zhǔn)和標(biāo)定，其最大缺點(diǎn)是測(cè)量速度慢，成本高。而電感應(yīng)法對(duì)電導(dǎo)率有一定要求，被檢測(cè)溶液是非電解質(zhì)時(shí)必須加入電解質(zhì)溶液，因而操作不方便，而且容易帶來(lái)二次污染。而沉降法是通過(guò)顆粒物在液體中的沉降速度來(lái)測(cè)定顆粒粒度分布的，基本不用于氣體顆粒的檢測(cè)。光散射法以其適用性廣、測(cè)量范圍大、測(cè)量準(zhǔn)確、精度高、重復(fù)性好、測(cè)量速度快、所需知被測(cè)顆粒物物理參數(shù)少，非接觸性不破壞被測(cè)顆粒結(jié)構(gòu)和特性等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在顆粒物測(cè)量領(lǐng)域占據(jù)了主導(dǎo)地位。可吸入顆粒物的直徑相對(duì)來(lái)說(shuō)較小，尤其是PM2.5的直徑和近紅外光比擬，所以散射效應(yīng)會(huì)非常強(qiáng)。因此可以通過(guò)研究光與顆粒物的相互作用，利用光散射法來(lái)測(cè)得可吸入顆粒物的濃度。
[0005]通常采用散射消光法測(cè)量粒子濃度的方法是根據(jù)單波長(zhǎng)激光通過(guò)含有顆粒物的樣品，根據(jù)光強(qiáng)的衰減量獲知樣品中顆粒物的濃度。如申請(qǐng)?zhí)?201220522529 —種新型的PM2.5質(zhì)量濃度實(shí)施檢測(cè)裝置。傳統(tǒng)光散射法測(cè)量顆粒物平均粒徑是通過(guò)CCD測(cè)量散射角度進(jìn)行反演。如申請(qǐng)?zhí)?01110148346.2基于光纖耦合的顆粒裝置和檢測(cè)方法中采用的上述方法測(cè)量顆粒平均粒徑。常見(jiàn)的散射消光法測(cè)量顆粒物平均粒徑、三波長(zhǎng)消光法測(cè)定微粒的粒徑及其分布，文獻(xiàn)(《儀器儀表學(xué)報(bào)》，21 (2) 208-210,2000)中根據(jù)激光單次通過(guò)樣品池與粒子相互作用所產(chǎn)生的消光效應(yīng)反推出粒子的粒徑和濃度分布，這種方法具有非介入、無(wú)二次污染和不中毒的有點(diǎn)，但是一般樣品池較短，在測(cè)量低濃度粒子時(shí)靈敏度較低。為此我們提出了基于三波長(zhǎng)-多光程-遠(yuǎn)程智能化的顆粒粒徑和濃度檢測(cè)儀大大增加了激光與粒子之間作用距離從而提高了檢測(cè)靈敏度和精度。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種具有高精度、高靈敏度、操作簡(jiǎn)單，可以測(cè)量多種大氣顆粒平均粒徑和濃度的測(cè)量裝置及方法。
[0007]本實(shí)用新型的測(cè)量大氣顆粒物的平均粒徑和濃度的測(cè)量裝置，包括多波長(zhǎng)單模激光器、多光程樣品池和電路控制單元；
[0008]所述多波長(zhǎng)單模激光器是一種能發(fā)出三種不同中心波長(zhǎng)的激光器，所述多波長(zhǎng)單模激光器連接有單模光纖，在所述單模光纖上設(shè)置有所述光纖耦合器，所述光纖耦合器將激光耦合后從多光程樣品池的入射孔進(jìn)入多光程樣品池內(nèi)；
[0009]所述多光程樣品池包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)兩端的反射鏡，所述多光程樣品池是一種使激光可以從一側(cè)光入射孔處射入并在氣室中多次反射，最后從入射孔處傳輸出去的一種特殊樣品池，在殼體的下端壁上設(shè)氣體進(jìn)入口和氣體出口，所述氣體進(jìn)入口通過(guò)管路連接有干燥器，干燥器的進(jìn)入口與進(jìn)氣管連通，所述進(jìn)氣管上設(shè)有可控流量計(jì)，所述氣體出口通過(guò)管路連接有氣泵，在氣體出口和氣泵之間的管路上設(shè)有氣壓計(jì)；
[0010]所述電路控制單元包括光電探測(cè)器、高速DSP控制器、IXD液晶顯示模塊和遠(yuǎn)程無(wú)線通信模塊；
[0011]所述光電探測(cè)器位于所述多光程樣品池的入射口處用于接收從多光程樣品池反射出來(lái)的激光信號(hào)，并且將該激光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路調(diào)理后輸入至高速DSP控制器的A/D轉(zhuǎn)換模塊上；
[0012]所述高速DSP控制器在計(jì)算程序的控制下驅(qū)動(dòng)多波長(zhǎng)單模激光器依次發(fā)出三種不同波長(zhǎng)的激光信號(hào)，高速DSP控制器將A/D轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波，然后根據(jù)三個(gè)消光系數(shù)比值計(jì)算平均粒徑D，接著計(jì)算平均消光系數(shù)，在根據(jù)消光系數(shù)比確定濁度，然后根據(jù)濁度計(jì)算其濃度；
[0013]所述IXD液晶顯示模塊用于實(shí)時(shí)顯示氣體中顆粒物的平均粒徑和濃度；
[0014]所述遠(yuǎn)程無(wú)線通信模塊用于將大氣中的顆粒物的平均粒徑和濃度傳輸給遠(yuǎn)程的監(jiān)控設(shè)備。
[0015]所述多光程樣品池的殼體上設(shè)置有氣簾，所述氣簾位于所述多光程樣品池內(nèi)的反射鏡的兩側(cè)。
[0016]所述干燥器的內(nèi)設(shè)置有過(guò)濾網(wǎng)。
[0017]所述多光程樣品池是一種Herriott型多次反射的多光程樣品池，其反射次數(shù)在20次以上，有效光程在5米以上。
[0018]一種利用測(cè)量大氣顆粒物的平均粒徑和濃度的測(cè)量裝置的測(cè)量方法，平均粒徑和濃度是按照以下步驟確定:
[0019]一、高速DSP控制器在計(jì)算程序的控制下驅(qū)動(dòng)多波長(zhǎng)單模激光器發(fā)出依次發(fā)出三種不同波長(zhǎng)的激光信號(hào)；
[0020]二、激光信號(hào)通過(guò)單模光纖后利用光纖耦合器耦合從入射孔進(jìn)入多光程樣品池，與待測(cè)氣體發(fā)生散射和吸收作用，同時(shí)在多光程樣品池中多次反射后經(jīng)過(guò)入射孔射出多光程樣品池；
[0021]三、被散射和吸收后的氣體，再經(jīng)過(guò)入射孔射出多光程樣品池的激光信號(hào)進(jìn)入光電探測(cè)器中，并轉(zhuǎn)換為微弱電信號(hào)，該電信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路調(diào)理后輸入至高速DSP控制器的A/D轉(zhuǎn)換模塊上；
[0022]四、進(jìn)行數(shù)字濾波，然后根據(jù)三個(gè)消光系數(shù)比值計(jì)算平均粒徑D，接著計(jì)算平均消光系數(shù)，在根據(jù)消光系數(shù)比確定濁度，然后根據(jù)濁度計(jì)算其濃度后，實(shí)時(shí)存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器中，最后將平均粒徑值和濃度值顯示在LCD液晶顯示模塊上。
[0023]本實(shí)用新型中待測(cè)氣體的循環(huán)如下:
[0024]通過(guò)可控流量計(jì)進(jìn)入干燥器中，在干燥器中設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)，其作用是根據(jù)系統(tǒng)的需求設(shè)置不同的大小的濾網(wǎng)，使得測(cè)量裝置可以測(cè)量不同直徑的顆粒物；經(jīng)過(guò)過(guò)濾后的待測(cè)氣體由氣泵進(jìn)入多光程樣品池中，與激光信號(hào)相互作用及散射和吸收后，通過(guò)氣壓計(jì)流出樣品池,并構(gòu)成一次氣流的循環(huán)過(guò)程。
[0025]激光信號(hào)的傳輸過(guò)程如下:
[0026]多波長(zhǎng)輸出激光器在高速DSP控制器的驅(qū)動(dòng)下,發(fā)出某一波長(zhǎng)的激光,該光束經(jīng)過(guò)單模光纖后利用光纖耦合器耦合從入射孔進(jìn)入多光程樣品池，與待測(cè)氣體相互作用，主要是散射和吸收作用，同時(shí)在樣品池中多次反射后經(jīng)過(guò)入射孔射出多光程樣品池，被散射和吸收后的氣體，再經(jīng)過(guò)入射孔射出多光程樣品池的激光信號(hào)進(jìn)入光電探測(cè)器中。
[0027]本實(shí)用新型工作原理為:
[0028]多波長(zhǎng)輸出激光器在DSP控制模塊的驅(qū)動(dòng)下,發(fā)出某一波長(zhǎng)的激光，該光束經(jīng)過(guò)單模光纖后利用光纖耦合器耦合從入射孔進(jìn)入多光程樣品池，與待測(cè)氣體相互作用，主要是散射和吸收作用，同時(shí)在多光程樣品池中多次反射后經(jīng)過(guò)入射孔射出多光程樣品池，被散射和吸收后的氣體，再經(jīng)過(guò)入射孔射出樣品池的激光信號(hào)進(jìn)入光電探測(cè)器中，并轉(zhuǎn)換為微弱電信號(hào)，該電信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路調(diào)理后輸入至高速DSP控制器的A/D轉(zhuǎn)換模塊中，在計(jì)算程序的控制下，進(jìn)行平均粒徑和濃度計(jì)算，最后顯示在液晶顯示器上，同時(shí)該信息也可通過(guò)無(wú)線通信模塊傳輸給遠(yuǎn)程的監(jiān)控設(shè)備。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型的有益效果為:
[0030]一、可以測(cè)量顆粒物的粒徑分布和濃度的測(cè)量裝置:本實(shí)用新型裝置通過(guò)控制激光輸出三種不同的波長(zhǎng)，根據(jù)粒子散射與波長(zhǎng)的關(guān)系可以得到粒子的粒徑分布，再對(duì)粒徑分布進(jìn)行積分處理可以得到顆粒濃度值，使得裝置具有粒度和濃度測(cè)量功能。
[0031]二、DSP控制系統(tǒng):由于在平均粒徑和消光系數(shù)的計(jì)算過(guò)程中需要浮點(diǎn)的復(fù)雜運(yùn)算，本專(zhuān)利采用高速浮點(diǎn)DSP控制器，大大減小了系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間；
[0032]三、測(cè)量裝置和方法的精度和準(zhǔn)確度更高:本實(shí)用新型的樣品池采用Herriott池，使得光與粒子的作用光程大大提高，從了提高了實(shí)驗(yàn)靈敏度和精度。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1是測(cè)量大氣顆粒物的平均粒徑和濃度的測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖2是對(duì)PM2.5采樣氣體測(cè)得的平均粒徑。
[0035]圖3是對(duì)PMlO采樣氣體測(cè)得的平均粒徑?！揪唧w實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。
[0037]參見(jiàn)圖1，一種測(cè)量大氣顆粒物的平均粒徑和濃度的測(cè)量裝置，包括多波長(zhǎng)單模激光器1、多光程樣品池4和電路控制單元；
[0038]多波長(zhǎng)單模激光器I是一種能發(fā)出三種不同中心波長(zhǎng)的激光器，多波長(zhǎng)單模激光器I連接有單模光纖2，在單模光纖2上設(shè)置有光纖耦合器3，光纖耦合器3將激光耦合后從多光程樣品池4的入射孔進(jìn)入多光程樣品池4內(nèi)。
[0039]多光程樣品池4包括殼體41和設(shè)置在殼體41內(nèi)兩端的反射鏡42，多光程樣品池4是一種Herriott型多次反射的多光程樣品池4，其反射次數(shù)在20次以上，有效光程在5米以上，多光程樣品池4是一種使激光可以從一側(cè)光入射孔處射入并在氣室中多次反射，最后從入射孔處傳輸出去的一種特殊樣品池，多光程樣品池4的殼體41上設(shè)置有氣簾6，氣簾6位于多光程樣品池4內(nèi)的反射鏡42的兩側(cè)；氣簾6用于保持反射鏡42表面的潔凈度，使待測(cè)氣體盡可能沿著氣流進(jìn)出多光程樣品池4，而不吸附在兩側(cè)的發(fā)射鏡42的鏡面上。
[0040]在殼體41的下端壁上設(shè)氣體進(jìn)入口 43和氣體出口 44，氣體進(jìn)入口 43通過(guò)管路連接有干燥器7，干燥器7的內(nèi)設(shè)置有過(guò)濾網(wǎng)71，其作用是根據(jù)系統(tǒng)的需求設(shè)置不同的大小的過(guò)濾網(wǎng)71，使得測(cè)量裝置可以測(cè)量不同直徑的顆粒物，干燥器7的進(jìn)入口與進(jìn)氣管連通，進(jìn)氣管上設(shè)有可控流量計(jì)8，氣體出口 44通過(guò)管路連接有氣泵9，在氣體出口 44和氣泵9之間的管路上設(shè)有氣壓計(jì)10。
[0041]電路控制單元包括光電探測(cè)器5、高速DSP控制器1111、IXD液晶顯示模塊12和遠(yuǎn)程無(wú)線通信模塊13。
[0042]光電探測(cè)器5位于多光程樣品池4的入射口處用于接收從多光程樣品池4反射出來(lái)的激光信號(hào)，并且將該激光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路調(diào)理后輸入至高速DSP控制器11的A/D轉(zhuǎn)換模塊上。
[0043]高速DSP控制器11在計(jì)算程序的控制下驅(qū)動(dòng)多波長(zhǎng)單模激光器I依次發(fā)出三種不同波長(zhǎng)的激光信號(hào)，高速DSP控制器11將A/D轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波，然后根據(jù)三個(gè)消光系數(shù)比值計(jì)算平均粒徑D，接著計(jì)算平均消光系數(shù)，在根據(jù)消光系數(shù)比確定濁度，然后根據(jù)濁度計(jì)算其濃度。
[0044]IXD液晶顯示模塊12用于實(shí)時(shí)顯示氣體中顆粒物的平均粒徑和濃度。
[0045]遠(yuǎn)程無(wú)線通信模塊13用于將大氣中的顆粒物的平均粒徑和濃度傳輸給遠(yuǎn)程的監(jiān)控設(shè)備。
[0046]—種測(cè)量大氣顆粒物的平均粒徑和濃度的測(cè)量裝置的測(cè)量方法，平均粒徑和濃度是按照以下步驟確定:
[0047]一、高速DSP控制器11在計(jì)算程序的控制下驅(qū)動(dòng)多波長(zhǎng)單模激光器I發(fā)出依次發(fā)出三種不同波長(zhǎng)的激光信號(hào)；
[0048]二、激光信號(hào)通過(guò)單模光纖2后利用光纖耦合器3耦合從入射孔進(jìn)入多光程樣品池4，與待測(cè)氣體發(fā)生散射和吸收作用，同時(shí)在多光程樣品池4中多次反射后經(jīng)過(guò)入射孔射出多光程樣品池4;
[0049]三、被散射和吸收后的氣體，再經(jīng)過(guò)入射孔射出多光程樣品池4的激光信號(hào)進(jìn)入光電探測(cè)器5中，并轉(zhuǎn)換為微弱電信號(hào)，該電信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路調(diào)理后輸入至高速DSP控制器11的A/D轉(zhuǎn)換模塊上；
[0050]四、進(jìn)行數(shù)字濾波，然后根據(jù)三個(gè)消光系數(shù)比值計(jì)算平均粒徑D，接著計(jì)算平均消光系數(shù)，在根據(jù)消光系數(shù)比確定濁度，然后根據(jù)濁度計(jì)算其濃度后，實(shí)時(shí)存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器中，最后將平均粒徑值和濃度值顯示在LCD液晶顯示模塊12上。
[0051]顆粒物的粒徑分布和濃度計(jì)算過(guò)程如下:
[0052]當(dāng)一束平行入射光通過(guò)一定體積的含有懸浮顆粒的介質(zhì)時(shí)，由于顆粒物的散射效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致出射光強(qiáng)產(chǎn)生一定程度衰減，其衰減程度以濁度或消光表示，與顆粒的大小和數(shù)量(濃度)有關(guān)，出射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)之間的關(guān)系可表示為:
[0053]
[0054]式(I)稱(chēng)為L(zhǎng)ambert-Beer定律，其中Itl是入射光強(qiáng)度、I是出射光強(qiáng)度、τ是濁度(單位體積內(nèi)顆粒的總消光截面)，L樣品池長(zhǎng)度。對(duì)簡(jiǎn)單情況而言，設(shè)大氣中可吸入顆粒物是N個(gè)直徑為D的球形顆粒(特指單位體積中)，那么由于顆粒物的散射和吸收效應(yīng)，總濁度τ為
[0055]T= NKma= (π? 4) D2 KextN(2)
[0056]其中N是顆粒數(shù)目，K消光系數(shù)(K是入射光波長(zhǎng).?，顆粒折射率m以及顆粒直徑D的函數(shù))，σ為顆粒迎面光面積。代入式(2)取對(duì)數(shù)后得到:
[0057]In(6/ / J0) = -{π? A)LD 2NiKm(A,m, D )(3)
[0058]由式(3)可知，當(dāng)入射光與光程(多光程樣品池4)不變時(shí)，出射光強(qiáng)度是根據(jù)顆粒物濃度而變化的，所以通過(guò)檢測(cè)出射光強(qiáng)度即可反演出顆粒物的濃度。
[0059]根據(jù)Mie散射理論，對(duì)于單個(gè)球形顆粒來(lái)說(shuō)，其消光因子Qext可表述為:
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)量大氣顆粒物的平均粒徑和濃度的測(cè)量裝置，其特征在于:包括多波長(zhǎng)單模激光器、多光程樣品池和電路控制單元； 所述多波長(zhǎng)單模激光器是一種能發(fā)出三種不同中心波長(zhǎng)的激光器，所述多波長(zhǎng)單模激光器連接有單模光纖，在所述單模光纖上設(shè)置有所述光纖耦合器，所述光纖耦合器將激光耦合后從多光程樣品池的入射孔進(jìn)入多光程樣品池內(nèi)； 所述多光程樣品池包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)兩端的反射鏡，所述多光程樣品池是一種使激光可以從一側(cè)光入射孔處射入并在氣室中多次反射，最后從入射孔處傳輸出去的一種特殊樣品池，在殼體的下端壁上設(shè)氣體進(jìn)入口和氣體出口，所述氣體進(jìn)入口通過(guò)管路連接有干燥器，干燥器的進(jìn)入口與進(jìn)氣管連通，所述進(jìn)氣管上設(shè)有可控流量計(jì)，所述氣體出口通過(guò)管路連接有氣泵，在氣體出口和氣泵之間的管路上設(shè)有氣壓計(jì)； 所述電路控制單元包括光電探測(cè)器、高速DSP控制器、LCD液晶顯示模塊和遠(yuǎn)程無(wú)線通信模塊； 所述光電探測(cè)器位于所述多光程樣品池的入射口處用于接收從多光程樣品池反射出來(lái)的激光信號(hào)，并且將該激光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路調(diào)理后輸入至高速DSP控制器的A/D轉(zhuǎn)換模塊上； 所述高速DSP控制器在計(jì)算程序的控制下驅(qū)動(dòng)多波長(zhǎng)單模激光器依次發(fā)出三種不同波長(zhǎng)的激光信號(hào)，高速DSP控制器將A/D轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波，然后根據(jù)三個(gè)消光系數(shù)比值計(jì)算平均粒徑D，接著計(jì)算平均消光系數(shù)，在根據(jù)消光系數(shù)比確定濁度，然后根據(jù)濁度計(jì)算其濃度； 所述LCD液晶顯示模塊用于實(shí)時(shí)顯示氣體中顆粒物的平均粒徑和濃度； 所述遠(yuǎn)程無(wú)線通信模塊用于將大氣中的顆粒物的平均粒徑和濃度傳輸給遠(yuǎn)程的監(jiān)控設(shè)備。
2.如權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量大氣顆粒物的平均粒徑和濃度的測(cè)量裝置，其特征在于:所述多光程樣品池的殼體上設(shè)置有氣簾，所述氣簾位于所述多光程樣品池內(nèi)的反射鏡的兩側(cè)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量大氣顆粒物的平均粒徑和濃度的測(cè)量裝置，其特征在于:所述干燥器的內(nèi)設(shè)置有過(guò)濾網(wǎng)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量大氣顆粒物的平均粒徑和濃度的測(cè)量裝置，其特征在于:所述多光程樣品池是一種Herriott型多次反射的多光程樣品池，其反射次數(shù)在20次以上，有效光程在5米以上。
【文檔編號(hào)】G01N15/06GK203616232SQ201320805214
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】魏計(jì)林, 李傳亮, 邱選兵, 劉路路, 吳應(yīng)發(fā), 張棚 申請(qǐng)人:太原科技大學(xué)