[發明專利]氣體顆粒物測量方法及裝置

有效

• 申請號: 201710685506.4
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN107478555B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 尚祥;夏海云;竇賢康;上官明佳;王沖;裘家偉
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06;G01S17/95;G01S7/48
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張建;王寶筠

1.一種氣體顆粒物測量方法，通過激光雷達對氣體顆粒物進行測量以獲得雷達回波信號強度，以及確定分子的消光系數和分子的后向散射系數，其特征在于，包括：

將所述雷達回波信號強度、分子的消光系數和分子的后向散射系數輸入預設的離散化激光雷達方程中計算獲得本次測量過程對應的顆粒物濃度中間參量；

將所述本次測量過程對應的顆粒物濃度中間參量輸入預設的多項式回歸方程中，計算得到顆粒物濃度，其中，所述多項式回歸方程為顆粒物濃度與顆粒物濃度中間參量的多項式回歸方程。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預設的離散化激光雷達方程為：

其中，P(λ_i,r_j)為使用波長λ_i的激光雷達信號對氣體顆粒物進行測量時，距離激光光源r_j的探測點的雷達回波信號強度；λ_i為激光雷達信號的波長；r_j為探測點到激光光源的距離；A(λ_i)為儀器常數；β_π,m(λ_i,r_j)為分子的后向散射系數；g_π,a(λ_i)為同一探測點的氣溶膠的后向散射系數與氣溶膠的消光系數的比值；為分子的消光系數對數的平均值；h_k(r_j)為本次測量過程對應的顆粒物濃度中間參量；Ψ_k(λ_i)為本次測量過程對應的氣溶膠的消光系數的協方差矩陣的特征向量；σ_m(λ_i,r_l)為分子的消光系數；ω_l為數值積分中求積公式的系數，ω_l＝ln(r)_l+1-r_l；K為Ψ_k(λ_i)的維數；i、j、l均為自然數。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述多項式回歸方程為：

其中，c₀₀和c_km均為多項式回歸方程的系數；M是多項式的次數；lnPM為顆粒物濃度的對數。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述多項式回歸方程的系數c₀₀和c_km的確定過程，包括：

獲得多個歷史顆粒物濃度數據、與各歷史顆粒物濃度數據對應的環境數據及與各歷史顆粒物濃度數據對應的雷達回波信號強度；

根據獲得的與各歷史顆粒物濃度數據對應的環境數據及與各歷史顆粒物濃度數據對應的雷達回波信號強度，確定與各歷史顆粒物濃度數據對應的氣溶膠的消光系數的對數lnσ_a(λ_i,r)；

根據公式

確定與各歷史顆粒物濃度數據對應的顆粒物濃度中間參量h_k(r)和氣溶膠的消光系數的協方差矩陣的特征向量Ψ_k(λ_i)；

將各歷史顆粒物濃度數據及確定的與各歷史顆粒物濃度數據對應的h_k(r)和Ψ_k(λ_i)輸入公式

中，確定c₀₀和c_km。