[發(fā)明專利]一種生物氣溶膠粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)備及其監(jiān)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811000201.6
• 申請(qǐng)日: 2018-08-30
• 公開（公告）號(hào): CN110873678B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊勝軍;王辰;袁丁;夏征
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京華泰諾安探測(cè)技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01N15/02
• 分類號(hào): G01N15/02;G01N15/10;G01N21/64
• 代理公司: 北京名華博信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11453
• 代理人: 李冬梅;苗源

1.一種生物氣溶膠粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括：

進(jìn)氣管（1），用作特定粒徑的粒子通道，且所述進(jìn)氣管（1）中部設(shè)置有滅活區(qū)（10），所述滅活區(qū)（10）為透明石英玻璃管；

滅活輻射源（2），用于以預(yù)定角度照射所述滅活區(qū)（10），對(duì)所述進(jìn)氣管（1）內(nèi)的生物氣溶膠粒子進(jìn)行輻射滅活；

光學(xué)檢測(cè)室（3），所述光學(xué)檢測(cè)室（3）為氣密結(jié)構(gòu)，用于氣溶膠粒子的米散射探測(cè)和熒光探測(cè)；所述光學(xué)檢測(cè)室（3）的頂部與所述進(jìn)氣管（1）的出口相連通，所述光學(xué)檢測(cè)室（3）的側(cè)壁上設(shè)置有若干光學(xué)窗口，用于光束的傳輸與檢測(cè)；

出氣管（4）和氣泵（5），所述出氣管（4）的第一端與所述光學(xué)檢測(cè)室（3）的底端相連通，所述出氣管（4）的第二端與所述氣泵（5）的進(jìn)氣口相連通；

激發(fā)光源（6），設(shè)置在所述光學(xué)檢測(cè)室（3）的第一光學(xué)窗口處，用于發(fā)射熒光激發(fā)光束；

消光陷阱（7），設(shè)置在所述光學(xué)檢測(cè)室（3）的第二光學(xué)窗口處，與所述激發(fā)光源（6）相對(duì)設(shè)置，用于吸收激發(fā)光束；

第一光電探測(cè)器（81），設(shè)置在所述光學(xué)檢測(cè)室（3）的第三光學(xué)窗口處，用以探測(cè)米散射光信號(hào)，用于粒子計(jì)數(shù)及粒徑尺寸計(jì)算；

第二光電探測(cè)器（82），設(shè)置在所述光學(xué)檢測(cè)室（3）的第四光學(xué)窗口處，用以探測(cè)熒光信號(hào)，用于判別氣溶膠粒子是否為熒光粒子；

所述生物氣溶膠粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括：

激發(fā)光整形裝置（61），位于所述激發(fā)光源（6）與所述第一光學(xué)窗口之間，用于將所述熒光激發(fā)光束整形并匯聚投射到所述光學(xué)檢測(cè)室（3）內(nèi)的粒子束穿梭路徑上；

所述滅活輻射源（2）按照預(yù)設(shè)時(shí)間周期T調(diào)制開關(guān)，對(duì)生物氣溶膠粒子序列進(jìn)行周期性滅活。

2.如權(quán)利要求1所述的生物氣溶膠粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述生物氣溶膠粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括：

控制器，用于控制所述氣泵（5）、所述滅活輻射源（2）、所述激發(fā)光源（6）、所述第一光電探測(cè)器（81）和所述第二光電探測(cè)器（82）的啟停，還用于獲取所述第一光電探測(cè)器（81）和所述第二光電探測(cè)器（82）的檢測(cè)結(jié)果，對(duì)所述檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行處理后，判斷是否為生物氣溶膠粒子干擾，并計(jì)算粒子數(shù)熒光淬滅率。

3.如權(quán)利要求1所述的生物氣溶膠粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，

所述滅活區(qū)（10）的管內(nèi)壁或管外壁上鍍有反射膜（101），且朝向所述滅活輻射源（2）的一側(cè)設(shè)置有不鍍反射膜的光束入口。

4.如權(quán)利要求1所述的生物氣溶膠粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，

所述第一光電探測(cè)器（81）的入口處設(shè)置有米散射濾光片（811），用于阻隔熒光信號(hào)，通過米散射光信號(hào)；

所述第二光電探測(cè)器（82）的入口處設(shè)置有熒光濾波片（821），用于阻隔米散射光信號(hào)，通過熒光信號(hào)。

5.如權(quán)利要求4所述的生物氣溶膠粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，

所述米散射濾光片（811）為帶通濾光片，且所述米散射濾光片（811）的透射波段與所述激發(fā)光源（6）的激發(fā)光束波段相同；所述熒光濾波片（821）為熒光波段的帶通濾光片或長(zhǎng)波通濾光片。

6.如權(quán)利要求1所述的生物氣溶膠粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括位于所述進(jìn)氣管（1）輸入端的氣體過濾裝置和粒徑切割裝置，用于過濾及切割氣體中的粒子，形成預(yù)定粒徑的粒子通道。

7.一種生物氣溶膠粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)方法由權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的生物氣溶膠粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)執(zhí)行，所述監(jiān)測(cè)方法包括：

啟動(dòng)氣泵，令氣體通過進(jìn)氣管進(jìn)入光學(xué)檢測(cè)室形成氣路；

啟動(dòng)滅活輻射源，對(duì)所述進(jìn)氣管上的滅活區(qū)進(jìn)行輻射滅活；

開啟激發(fā)光源、第一光電探測(cè)器和第二光電探測(cè)器，對(duì)穿過所述光學(xué)檢測(cè)室的氣路進(jìn)行照射和檢測(cè)；

獲取所述第一光電探測(cè)器和所述第二光電探測(cè)器的檢測(cè)結(jié)果，形成氣溶膠熒光粒子數(shù)曲線；

其中，激光整形裝置位于所述激發(fā)光源與所述第一光學(xué)窗口之間，用于將所述熒光激發(fā)光束整形并匯聚投射到所述光學(xué)檢測(cè)室內(nèi)的粒子束穿梭路徑上；

所述滅活輻射源按照預(yù)設(shè)時(shí)間周期T對(duì)所述進(jìn)氣管上的滅活區(qū)進(jìn)行周期性輻射滅活；

根據(jù)所述氣溶膠熒光粒子數(shù)曲線，計(jì)算粒子數(shù)熒光淬滅率曲線：

η(t)=1-N_B(t+T/2)/N_A(t)；

式中，N_A(t)為t時(shí)段未經(jīng)滅活處理的氣溶膠熒光粒子數(shù)，N_B(t+T/2)為t+T/2時(shí)段經(jīng)滅活處理的氣溶膠熒光粒子數(shù)；

根據(jù)所述粒子數(shù)熒光淬滅率曲線判斷是否存在生物氣溶膠。