[發明專利]一種遠程無線PM2.5濃度檢測裝置

有效

• 申請號: 201410596459.2
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN104359810B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 寧凱
• 申請（專利權）人: 儒亞科技（北京）有限公司
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06;G08C17/02;H04L29/06
• 代理公司: 北京華旭智信知識產權代理事務所(普通合伙)11583
• 代理人: 馮云

技術領域

一種遠程無線PM2.5濃度檢測裝置屬于環境自動化監測領域，具體涉及一種PM2.5濃度檢測裝置。

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，該裝置需要多個目標以及激光測距儀，不僅檢測成本高，而且測試步驟繁瑣，計算量大，實時性不理想。

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濃度檢測裝置，本發明不僅可以降低儀器成本，而且可以減少計算量，提高監測實時性，同時可以提高測量結果準確程度。

本發明的目的是這樣實現的：

一種遠程無線PM2.5濃度檢測裝置，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透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，設置在分光棱鏡反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間的距離為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。

上述遠程無線PM2.5濃度檢測裝置，所述的矩形光柵替換為正弦光柵。

上述遠程無線PM2.5濃度檢測裝置，所述的信號發射裝置和信號接收裝置使用GPRS網絡。

有益效果：

第一、由于采用了基于圖像的PM2.5濃度監測方法，同傳統霧霾監測器的方式相比，降低了檢測成本，操作更簡單。

第二、由于采用了矩形光柵作為測試目標，回避了無參考圖像的檢測方法，因此無需配置多個目標，也無需配置激光測距儀，因此同樣可以降低設備成本。

第三、由于只設置矩形光柵一個測試目標，因此無需對多個目標進行測量和運算，可以減少運算量，提高檢測實時性。

第四、由于采用了分光棱鏡、使兩路光基于同一被測矩形光柵，增加了測量結果的準確程度。

附圖說明

圖1是本發明遠程無線PM2.5濃度檢測裝置光路圖。

圖中：1激光器、2針孔、3準直物鏡、4矩形光柵、5分光棱鏡、6第一成像物鏡、7第一圖像傳感器、8信號發射裝置、9第二成像物鏡、10第二圖像傳感器、11信號接收裝置、12信號處理器。

具體實施方式

下面對本發明具體實施方式作進一步詳細描述。

具體實施例一

本實施例的遠程無線PM2.5濃度檢測裝置，包括沿光線傳播方向的激光器1，針孔2、準直物鏡3、矩形光柵4和分光棱鏡5；還包括設置在分光棱鏡5透射光路上的第一成像物鏡6，第一圖像傳感器7和信號發射裝置8，設置在分光棱鏡5反射光路上的第二成像物鏡9，第二圖像傳感器10，信號接收裝置11和信號處理器12；