[發明專利]灰霾垂直結構探測儀

在審

• 申請號: 201910302823.2
• 申請日: 2019-04-16
• 公開（公告）號: CN109916791A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 趙進平
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06;G01N21/53
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種灰霾垂直結構探測儀，涉及大氣探測技術領域，所述灰霾探測儀的上表面設置有光學傳感器，所述灰霾探測儀的下表面設置有數據通信組件。該灰霾垂直結構探測儀，通過設置光學傳感器、數據采集與處理系統、無線電通信系統、探測儀接收機、氣球和地面測量儀，采用自然光探測灰霾結構的儀器，給出能見度和氣溶膠濃度兩個參數，由氣球攜帶升空，用來探測灰霾的垂直結構，該發明將用于灰霾的探測和監測，有利于對灰霾的研究和治理。灰霾探測儀需要通過測量光在灰霾中的衰減進行灰霾探測，在上升的過程中進行垂直探測。

技術領域

本發明涉及大氣探測技術領域，具體為一種灰霾垂直結構探測儀。

背景技術

灰霾是懸浮在大氣中的大量微小塵粒、煙粒或鹽粒的集合體，在大氣相對濕度小于80％，水平能見度降低到10公里以下的一種天氣現象，由于灰霾現象的成因復雜，不同灰霾的化學成分也很不相同，因此，對灰霾的探測相當的困難。

描述灰霾的主要有兩種參數，一是視覺參數，就是灰霾的能見度，由于在嚴重灰霾發生時，能見度嚴重下降，可以用能見度作為表征灰霾的參數，用于對社會服務，另一方面是大氣化學參數，主要有4種：直徑小于2.5μm的氣溶膠質量濃度、直徑小于1μm的氣溶膠質量濃度、氣溶膠散射系數和氣溶膠吸收系數，這些參數主要用于研究灰霾的來源和成因。

灰霾的垂直結構主要是指這兩種參數在垂直方向上的分布和變化，一般而言，灰霾在垂直方向上很復雜，地面的濃度最大，以大粒徑氣溶膠為主；在幾十米高度上灰霾濃度降低，能見度增大；而在幾百米的高度上灰霾濃度會增大，形成以細顆粒為主的灰霾層，實際上的灰霾垂直結構更加復雜，由于目前沒有垂直結構的探測手段，人們對于灰霾的認知主要在地面，對空中的灰霾結構很不了解。本發明中灰霾的探測通過測量光在灰霾中的衰減來實現，由于灰霾在可見光和紅外譜段有很多吸收帶，吸收帶對測量的影響將嚴重影響測量精度，而不同來源的灰霾的吸收帶又有很大差別，是實現垂直探測的技術難點。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種灰霾垂直結構探測儀，通過測量光在灰霾中的衰減來實現對灰霾的探測，由于灰霾在可見光和紅外譜段有很多吸收帶，吸收帶對測量的影響將嚴重影響測量精度，而不同來源的灰霾的吸收帶又有很大差別，是實現垂直探測的技術難點的問題。

(二)技術方案

為達到以上目的，本發明采取的技術方案是：一種灰霾垂直結構探測儀，包括灰霾探測儀，所述灰霾探測儀的上表面設置有光學傳感器，所述灰霾探測儀的下表面設置有數據通信組件，所述數據通信組件的下表面設置有溫壓濕傳感及測量組件和通信天線，所述灰霾探測儀的正面開設有滑槽，所述滑槽內滑動連接有推拉滑塊，所述灰霾探測儀內設置有數據采樣板、數據放大板和數據通信板，所述數據通信板位于絕緣墊的上方，所述絕緣墊的設置在灰霾探測儀內，所述灰霾探測儀的上表面開設有溫壓濕傳感通道。

所述溫壓濕傳感通道內設置有電池盒和終端通信板，所述灰霾探測儀包括余弦散射光獲取裝置，所述余弦散射光獲取裝置的輸出端與若干個單色通道的輸入端電連接，所述單色通道的輸出端與多通道數據采集電路及多通道數據放大電路的輸入端電連接，所述多通道數據采集電路及多通道數據放大電路的輸出端與單片機A/D轉換電路的輸入端電連接，所述單片機A/D轉換電路的輸出端與第一高速無線數據傳輸系統輸入端電連接。

所述單片機A/D轉換電路的輸入端與溫壓濕傳感器的輸出端電連接，所述單片機A/D轉換電路的輸入端與第一時鐘同步接口的輸入端電連接，所述第一時鐘同步接口的輸入端與電源與控制的輸出端電連接，所述電源與控制的輸出端與單片機A/D轉換電路和第一高速無線數據傳輸系統的輸入端電連接。

優選的，所述光學傳感器的上表面與氣球連接，所述光學傳感器與探測儀接收機無線電連接，所述探測儀接收機的下表面與底座的上表面固定連接，所述探測儀接收機的輸出端通過導線與地面測量儀的輸入端電連接，所述地面測量儀的下表面與底板的上表面固定連接。