[發明專利]一種用于團霧報警的后向散射探測儀

在審

• 申請號: 201810838822.5
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN108645819A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 伍波;孫海鐸
• 申請（專利權）人: 成都信息工程大學;北京厚力德儀器設備有限公司
• 主分類號: G01N21/53
• 分類號: G01N21/53;G01N15/00
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所 11308
• 代理人: 常桑

本發明涉及一種用于團霧報警的后向散射探測儀，其包括外殼、激光發射模塊、后向散射光探測模塊和信號探測處理模塊；外殼一側壁設有光學玻璃窗口；激光發射模塊匹配位于光學玻璃窗口的上方一側，其包括激光器、圓偏振器和擴束鏡；后向散射光探測模塊匹配位于激光發射模塊的下方一側，其包括接收望遠鏡、聚焦透鏡、準直透鏡、四分之一波片、帶通濾光片、偏振分束棱鏡、S光聚焦透鏡和P光聚焦透鏡；信號探測處理模塊匹配位于后向散射光探測模塊的上方一側，其包括S光探測器、P光探測器、信號放大電路板和信號采集處理板。本發明通過分辨空氣中氣溶膠粒子相態的方法進行團霧探測，通過識別粒子相態、結合當前能見度準確實時進行團霧報警。

技術領域

本發明屬于環境監測技術領域，具體涉及一種用于團霧報警的后向散射探測儀。

背景技術

團霧通常出現在高速公路沿線，給行車帶來極大的安全隱患。為了避免因團霧引發的交通事故，需要在團霧出現后及時進行報警，控制行車的速度和流量。當前高速公路通常通過安裝能見度儀，在能見度低的時候進行報警。但是由于能見度低也可能是由于霾、沙塵引起，與團霧出現的規律和引起的效果并不一致，容易出現誤判，從而影響高速路的通行效率，造成一定的經濟損失。另外，由于霧的生消變化很快，有時能見度從幾千米降到幾十米只需幾分鐘，人工觀測很難及時發現并采取相應管理措施，需實現自動實時監測。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構設計簡單、合理，通過分辨空氣中氣溶膠粒子相態的方法進行團霧探測，通過識別粒子相態、結合當前能見度準確實時進行團霧報警的用于團霧報警的后向散射探測儀。

本發明的技術方案如下：

上述的用于團霧報警的后向散射探測儀，包括外殼以及安裝于所述外殼內部的激光發射模塊、后向散射光探測模塊和信號探測處理模塊；所述外殼一側壁設有光學玻璃窗口；所述激光發射模塊匹配位于所述光學玻璃窗口的上方一側，其包括激光器、圓偏振器和擴束鏡；所述圓偏振器匹配設置于所述激光源的光源發射口處；所述擴束鏡匹配設置于所述圓偏振器的光束輸出側；所述擴束鏡的光束透過所述光學玻璃窗口向外射出；

所述后向散射光探測模塊匹配位于所述激光發射模塊的下方一側，其包括接收望遠鏡、聚焦透鏡、準直透鏡、帶通濾光片、四分之一波片、偏振分束棱鏡、S光聚焦透鏡和P光聚焦透鏡；所述接收望遠鏡靠近所述光學玻璃窗口的下方內側；所述光源聚焦透鏡匹配設置于所述接收望遠鏡的光束輸出側；所述準直透鏡匹配設置于所述光源聚焦透鏡的光束輸出側；所述帶通濾光片匹配設置于所述準直透鏡的光束輸出側；所述四分之一波片匹配設置于所述帶通濾光片的光束輸出側；所述偏振分束棱鏡匹配設置于所述四分之一波片的光束輸出側；所述S光聚焦透鏡匹配設置于所述偏振分束棱鏡的上方光束輸出側；所述P光聚焦透鏡匹配設置于所述偏振分束棱鏡的水平光束輸出側；

所述信號探測處理模塊匹配位于所述后向散射光探測模塊的上方一側，其包括S光探測器、P光探測器、信號放大電路板和信號采集處理板；所述S光探測器匹配設置于所述S光聚焦透鏡的上方光束輸出側；所述P光探測器匹配設置于所述P光聚焦透鏡的水平光束輸出側；所述信號放大電路板分別與所述S光探測器和P光探測器電連接；所述信號采集處理板與所述信號放大電路板電連接。

所述用于團霧報警的后向散射探測儀，其中：所述激光源為850nm波長的二極管激光器，光譜寬度不大于2nm，光束準直輸出，輸出光功率不小于200mW。

所述用于團霧報警的后向散射探測儀，其中：所述圓偏振器由一片偏振片和一片四分之一波片組成。

所述用于團霧報警的后向散射探測儀，其中：所述帶通濾光片的中心波長850nm，帶寬10nm，透光率90％以上。

所述用于團霧報警的后向散射探測儀，其中：所述偏振分束棱鏡為薄膜干涉型偏振分束鏡。

所述用于團霧報警的后向散射探測儀，其中：所述S光探測器和P光探測器均采用PIN光電二極管或雪崩光電二極管。