[發明專利]一種遠程無線PM2.5濃度檢測方法

有效

• 申請號: 201410594946.5
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN104359808A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 寧凱
• 申請（專利權）人: 哈爾濱幻石科技發展有限公司
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 張偉

技術領域

一種遠程無線PM2.5濃度檢測方法屬于環境自動化監測領域，具體涉及一種PM2.5濃度檢測方法。?

背景技術

霧霾與PM2.5顆粒物直接相關，通過檢測PM2.5的濃度，可以對霧霾天氣進行定量評價。

傳統PM2.5檢測方法是在多個不同地點分布霧霾監測器，這種方式精度較高，但由于霧霾監測器設備復雜，技術含量高，使得檢測成本也相應提高。

經研究表明，PM2.5的濃度與空氣能見度成線性關系，因此可以通過空氣能見度評價函數來得到PM2.5的濃度。申請號為201410200873的發明專利《基于無參考圖像清晰度評價的PM2.5濃度檢測儀》，提出了一種利用圖像信息判斷PM2.5濃度的檢測裝置與方法，該發明采用了無參考圖像的技術方案，通過測量多個目標得到圖像的模糊累計概率，再與能見度清晰處圖像的模糊累計概率比較，確定最終目標物，激光測距單元測量最終目標物的距離，PM2.5濃度顯示單元通過能見度與PM2.5濃度關系計算PM2.5濃度。

這種方法可以給予本領域利用圖像來監測PM2.5的技術啟示，然而，其缺點在于：由于采用無參考圖像的方式，因此測量結果依靠的是統計結果，準確程度較低，此外，該方法所對應的裝置需要多個目標以及激光測距儀，增加了檢測裝置的成本。?

發明內容

為了解決上述問題，本發明公開了一種遠程無線PM2.5濃度檢測方法，本發明不僅可以提高測量結果精度，而且可以降低檢測裝置成本。

本發明的目的是這樣實現的：

一種遠程無線PM2.5濃度檢測方法，

所對應的裝置包括沿光線傳播方向的激光器，針孔、準直物鏡、矩形光柵和分光棱鏡；還包括設置在分光棱鏡反射光路上的第一成像物鏡，第一圖像傳感器和信號發射裝置，設置在分光棱鏡透射光路上的第二成像物鏡，第二圖像傳感器，信號接收裝置和信號處理器；

所述的針孔位于準直物鏡的焦點位置；矩形光柵與第一圖像傳感器分別位于第一成像物鏡的物面和像面，矩形光柵與第二圖像傳感器分別位于第二成像物鏡的物面和像面；所述的分光棱鏡與第二圖像傳感器之前的距離為1000m~1500m；

激光器發出的激光束經過針孔后形成點光源，再由準直物鏡準直后形成平行光，照射到矩形光柵上，從矩形光柵出射的光經分光棱鏡分成兩路，一路經第一成像物鏡成像到第一圖像傳感器表面，另一路經第二成像物鏡成像到第二圖像傳感器表面；

第一圖像傳感器接收到的圖像信號經過信號發射裝置發送給信號接收裝置，第二圖像傳感器接收到的圖像信號和信號接收裝置接收到的圖像信號一起傳遞給信號處理器進行運算；

所述方法包括以下步驟：

步驟a、第一圖像傳感器對矩形光柵成像，得到第一圖像序列，并記錄第一圖像序列中每一幅圖像所對應的時間；

步驟b、第一圖像序列及所對應的時間經過信號發射裝置發送給信號接收裝置，再傳遞給信號處理器；

步驟c、第二圖像傳感器對矩形光柵成像，得到第二圖像序列，并記錄第二圖像序列中每一幅圖像所對應的時間；

步驟d、第二圖像序列及所對應的時間傳遞給信號處理器；

步驟e、在信號處理器中，將第一圖像序列中每一幅圖像所對應的時間和第二圖像序列中每一幅圖像所對應的時間進行對比，將相同時間在第一圖像序列中的圖像和在第二圖像序列中的圖像組合成圖像對；

步驟f、分別計算每個圖像對中兩幅圖像的對比度，并在每個圖像對中，利用屬于第二圖像序列的圖像的對比度，除以屬于第一圖像序列的圖像的對比度，得到對應圖像對的調制傳遞函數；

步驟g、取步驟f中調制傳遞函數的中位數或計算調制傳遞函數的平均值，得到最終調制傳遞函數；

步驟h、根據最終調制傳遞函數與PM2.5濃度的對應關系，得到PM2.5的濃度。

上述遠程無線PM2.5濃度檢測方法，步驟h所述的步驟g的結果與PM2.5濃度的對應關系，通過標定方法獲得。

所述的標定方法，通過現有PM2.5濃度檢測方法得到PM2.5的濃度值，通過權利要求1步驟a到步驟g的方法，得到最終調制傳遞函數，再與PM2.5的濃度值組成最終調制傳遞函數-PM2.5濃度數組。

上述標定方法，還包括將多個最終調制傳遞函數-PM2.5濃度數組擬合成曲線的步驟。

有益效果：

第一、由于在采集圖像的時候，同時記錄了成像時間，可以保證用于計算調制傳遞函數的兩幅圖像嚴格同步，有利于提高測量結果精度。