[發明專利]一種低成本高精度霧霾測量儀

有效

• 申請號: 201410200334.3
• 申請日: 2014-05-13
• 公開（公告）號: CN103994954A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 劉文;許立新;王智浩;姚培軍
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學先進技術研究院
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 張祥騫;奚華保

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技術領域

本發明涉及霧霾測量領域，具體來說是一種低成本高精度霧霾測量儀。

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背景技術

按照國際標準化組織（ISO）的定義，“大氣污染通常是指由于人類活動或自然過程引起某些物質進入大氣中，呈現出足夠的濃度，達到足夠的時間，并因此危害了人體的舒適、健康和福利或環境污染的現象”?，F今國內隨著工業化的發展，造成了環境的惡化，使得大氣污染現象日益加重，已嚴重的影響了國人的身體健康。而現今的污染檢測一般在固定的監測站進行，不能隨時隨地的在各不同位置進行污染監測，使得國人不能即時了解附近大氣污染狀況，實施合適的應對措施。而針對便攜式的大氣污染檢測設備，目前具有代表性的污染監測儀器是利用激光的吸收衰減或者是光的散射進行檢測的。

1、光吸收衰減的具體實施原理是一束光透過氣體到達光檢測器。由于污染氣體中含有污染顆粒，它會吸收或散射光導致光強度的滖減，因此光檢測器所測得光強度與氣體中的污染及其它對光有吸收作用的成分有關。在光檢測器上，光信號被轉化成電信號，然后電信號被處理成對應污染濃度的電壓信號和數字信號，通過解調得到對應污染濃度值。用這種方式測定煙塵顆粒物濃度有一定的限制，當煙塵顆粒物的濃度太高或太低時，測量的靈敏度不高，會存在測量誤差，并且設備成本高。

2、利用光散射進行檢測的實施原理為將一束光射入待測氣體樣本中，光束與污染顆粒物相互作用產生散射，散射光的強弱與總散射截面成正比，當污染顆粒物濃度升高時，污染顆粒物的總散射截面增大，散射光強度增加，通過測量散射光的強弱即可得到污染顆粒物的濃度。但使用散射進行測量時結果會受到大氣中的非污染成份（水霧等）的影響，造成測試結果的誤差，并且同樣設備成本高。

如何開發出一種低成本、高準確度的大氣污染檢測設備已經成為急需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中設備成本高、測量精度差的缺陷，提供一種低成本高精度霧霾測量儀來解決上述問題。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種低成本高精度霧霾測量儀，包括半導體激光器和與半導體激光器相連的光纖耦合器，光纖耦合器分別接出光纖A和光纖B，還包括過濾氣體腔和待測氣體腔，過濾氣體腔上部設有與其相通的散射光探測窗口A，過濾氣體腔下部設有與其相通的進氣管A和排氣管A，過濾氣體腔的前部和后部分別由透光片A和透光片B封口，透光片B上設有與其相通的透射光探測窗口A；?

待測氣體腔上部設有與其相通的散射光探測窗口B，待測氣體腔下部設有與其相通的進氣管B和排氣管B，待測氣體腔的前部和后部分別由透光片C和透光片D封口，透光片D上設有與其相通的透射光探測窗口B；

光纖A的輸出端朝向透光片A中部，光纖B輸出端朝向透光片C中部，散射光探測窗口A上接有過濾腔散射光探測器，透射光探測窗口A上接有過濾腔透射光探測器，散射光探測窗口B上接有待測腔散射光探測器，透射光探測窗口B上接有待測腔透射光探測器。

所述的過濾氣體腔內的透光片A上鍍有增反膜A，過濾氣體腔內的透光片B上鍍有增反膜B，待測氣體腔內的透光片C上鍍有增反膜C，待測氣體腔內的透光片D上鍍有增反膜D。

所述的透光片A、透光片B、透光片C和透光片D均為玻璃。

所述的進氣管A入口處設有微型風扇A，進氣管B入口處設有微型風扇B。

所述的進氣管A上設有插槽A，插槽A上插有過濾插片A。

所述的過濾腔散射光探測器、過濾腔透射光探測器、待測腔散射光探測器和待測腔透射光探測器均接入運算器，運算器與顯示單元相連。

所述的過濾腔散射光探測器、過濾腔透射光探測器、待測腔散射光探測器和待測腔透射光探測器均接入通用串行總線控制端口。

所述的進氣管B上設有插槽B，插槽B上插有過濾插片B，所述的過濾插片B為PM10濾紙。

所述的進氣管B上設有插槽B，插槽B上插有過濾插片B，所述的過濾插片B為PM2.5濾紙或PM0.5濾紙。

光纖A的輸出端斜射入透光片A，光纖B的輸出端斜射入透光片C，所述的過濾氣體腔內壁上鍍有增反膜A，所述的待測氣體腔內壁上鍍有增反膜B，透射光探測窗口A與透光片B之間的夾角與光纖A的輸出端斜射入透光片A的夾角相同，透射光探測窗口B與透光片D的夾角與光纖B的輸出端斜射入透光片C的夾角相同。

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有益效果