[實用新型]一種雙通道光腔衰蕩大氣氣溶膠消光儀

有效

• 申請號: 201320124249.4
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN203148832U
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 李凌;顏鵬;陳建民
• 申請（專利權）人: 中國氣象科學研究院;復旦大學
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17
• 代理公司: 北京五月天專利商標代理有限公司 11294
• 代理人: 涂蕭愷

1.一種雙通道光腔衰蕩大氣氣溶膠消光儀，包括光路系統、電路系統和氣路系統，其特征在于：所述光路系統包括第一光腔（1）、第二光腔（2）和光源，所述光源輸出的光分別導入所述第一光腔（1）和第二光腔（2）；所述氣路系統包括保護氣路和樣氣氣路，所述保護氣路向每個光腔提供保護氣，所述樣氣氣路向所述第一光腔（1）提供含有氣溶膠的大氣氣體，向所述第二光腔（2）提供背景大氣氣體；所述電路系統包括第一光電倍增管（8）、第二光電倍增管（9）和計算處理單元，所述第一光電倍增管（8）用于接收第一光腔（1）輸出的衰蕩光信號并將其轉換為電信號后輸出至計算處理單元，所述第二光電倍增管（9）用于接收第二光腔（2）輸出的衰減光信號并將其轉換為電信號后輸出至計算處理單元，所述計算處理單元經分析處理分別得到兩個光腔的衰蕩曲線和衰蕩時間，并基于此計算出大氣氣溶膠的消光系數。

2.根據權利要求1所述的消光儀，其特征在于，所述光路系統還包括調光單元，設置于所述光源和光腔之間，用于將光源發出的光分束導入平行設置的所述第一光腔（1）和第二光腔（2），并調整光束在其中形成衰減振蕩。

3.根據權利要求2所述的消光儀，其特征在于，所述調光單元包括一個分光鏡（4）、三個反射鏡（5）以及兩組可調節光柵（6），所述光源發出的光通過所述分光鏡（4）的反射和透射后分為兩束光，其中一束光經第一個反射鏡反射和第一組光柵調節后進入第一光腔（1），另一束光經垂直設置的另兩個反射鏡（5）反射和第二組光柵調節后進入第二光腔（2）。

4.根據權利要求1所述的消光儀，其特征在于，所述的光源為中心波長在綠光波段的半導體泵浦高頻脈沖激光器（3），激光由外觸發器觸發，并具有金屬散熱支架。

5.根據權利要求1所述的消光儀，其特征在于，所述的光腔由腔體和高反射鏡組成，高反射鏡平行相對地固定在腔體兩端并保持密閉，且所述高反射鏡裝在可調節的鏡架中，用以調節其鏡面與入射光的角度，所述腔體為圓柱形不銹鋼管腔體。

6.根據權利要求1所述的消光儀，其特征在于，所述計算處理單元包括數字延遲發生器（11）、計算機（10）以及數據采集卡（12），其中所述數字延遲發生器（11）的輸出端同時連接光源和數據采集卡（12），構成光路控制部分，用于觸發光源脈沖與計算機運行程序，所述光電倍增管的輸出端連接于所述數據采集卡（12），所述數據采集卡（12）和計算機（10）相連。

7.根據權利要求6所述的消光儀，其特征在于，所述光電倍增管采用穩壓電源提供的高壓電，并與所述數據采集卡構成數據采集部分；所述數據采集卡為采集數24、采集速率100MHz的雙通道高速數據采集卡；所述數字延遲發生器（11）的精確度達到納秒級。

8.根據權利要求1所述的消光儀，其特征在于，所述保護氣路在每個光腔的臨近其高反射鏡的位置連通于所述光腔，以將保護氣通入到光腔每個高反射鏡的鏡面前端，所述的樣氣氣路包括背景氣體供應氣路和氣溶膠氣體供應氣路，兩個供應氣路共用同一樣氣進氣管路和抽氣泵。

9.根據權利要求8所述的消光儀，其特征在于，所述保護氣路包括四條支路，在第一光腔（1）的靠近兩端高反射鏡的位置處連接兩條支路，在第二光腔（2）的靠近兩端高反射鏡的位置處連接另兩條支路；其中的保護氣采用高純氮氣且不含氣溶膠顆粒物。

10.根據權利要求8或9所述的消光儀，其特征在于，所述樣氣氣路的具體構成為：樣氣進氣管路經一個三通后分為兩個進氣路；第一進氣路又分成兩個支路分別從第一光腔（1）的前后部連通腔體，構成氣溶膠氣體供應氣路；第二進氣路也分成兩個支路分別從第二光腔（2）的前后部連通腔體，構成背景氣體供應氣路，且在所述第二進氣路上加有氣溶膠顆粒過濾器；所述第一光腔（1）上設置的排氣管路與所述第二光腔（2）上設置的排氣管路連接于同一抽氣泵，所述抽氣泵為可調流量的隔膜泵，流量范圍在1-10L/min。