[實用新型]基于LIBS的大氣小粒徑顆粒物收集檢測裝置有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201921743313.0 | 申請日： | 2019-10-17 |
| 公開（公告）號： | CN210834367U | 公開（公告）日： | 2020-06-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 陳宇;劉玉柱;顏逸輝;張啟航 | 申請（專利權(quán)）人： | 南京信息工程大學(xué) |
| 主分類號： | G01N1/24 | 分類號： | G01N1/24;G01N15/00;G01N15/06;G01N21/71 |
| 代理公司： | 南京鐘山專利代理有限公司 32252 | 代理人： | 王磊 |
| 地址： | 210044 江蘇*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 libs 大氣 粒徑 顆粒 收集 檢測 裝置 | ||
本實用新型涉及一種基于LIBS的大氣小粒徑顆粒物收集檢測裝置，該裝置中，無人機可將軟管自由端攜帶至空中設(shè)定高度，檢測箱內(nèi)設(shè)置的若干層半透膜將檢測箱內(nèi)部分隔為左、右腔體，檢測箱上開設(shè)有與左腔體相連通的進氣口和與右腔體相連通的排氣口。若干層半透膜的孔徑沿著氣流方向依次減小，位于最右側(cè)的半透膜孔徑為2um。右腔體內(nèi)設(shè)置有Nd：YAG脈沖激光器、用于將Nd：YAG脈沖激光器發(fā)出的激光聚焦在半透膜上的聚焦透鏡和面向激光聚焦點設(shè)置的探測器。本實用新型的收集檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單，便攜性、靈活性好，操作方便，可快速準確地在線檢測出細顆粒物的化學(xué)組成元素及其含量等信息，進而實現(xiàn)大氣細顆粒物的成分和濃度測量。
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型屬于大氣污染檢測領(lǐng)域，涉及一種基于LIBS的大氣小粒徑顆粒物收集檢測裝置。
背景技術(shù)
激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)(LIBS)是一種新型的物質(zhì)成分檢測和分析技術(shù)，其利用激光聚焦在測試位點激發(fā)產(chǎn)生等離子體而發(fā)光，在激光脈沖作用結(jié)束之后，所形成的等離子體伴隨著溫度的降低不斷膨脹。在冷卻過程中，出于激發(fā)態(tài)的原子與離子發(fā)生向低能級或基態(tài)的躍遷，同時發(fā)射出特定頻率的光子，產(chǎn)生特征譜線，其頻率和強度分布代表了分析對象所包含的元素種類和濃度信息，通過分析譜圖中元素對應(yīng)的特征峰強度實現(xiàn)對樣品的定性和定量分析。
另一方面，大氣污染日趨嚴重，引起了相關(guān)部門和民眾對空氣質(zhì)量的高度重視。大氣污染物包括可吸入顆粒物、以及二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳等有毒有害氣體，其中，可吸入顆粒物(以PM2.5為代表)由于能持續(xù)地懸浮在空氣中，對人體健康和大氣能見度影響都很大。目前，對大氣中細顆粒物的成分、含量等進行快速在線檢測已經(jīng)成為一項熱門研究工作，在實際的研究過程中，由于細顆粒物的粒徑很小(一般在2.5um以下)，濃度較低，且分布高度較高，而現(xiàn)有的設(shè)備普遍結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作繁瑣，靈活性、便攜性較差，很難快速準確的檢測出細顆粒物的化學(xué)成分及濃度，配合相關(guān)部門及時地發(fā)出信息預(yù)報。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型提出一種結(jié)構(gòu)簡單，靈活性、便攜性較高的基于LIBS的大氣小粒徑顆粒物收集檢測裝置，實現(xiàn)粒徑2um以上細顆粒物的快速精準在線測量。
本實用新型所采用的技術(shù)方案為：
基于LIBS的大氣小粒徑顆粒物收集檢測裝置，包括收集裝置和檢測裝置，所述收集裝置包括軟管、與所述軟管相連的鼓風機和用于將所述軟管自由端攜帶至空中設(shè)定高度的無人機；
所述檢測裝置包括檢測箱、光譜儀和便攜式數(shù)據(jù)處理計算機，所述檢測箱內(nèi)設(shè)置有若干層用于過濾并收集顆粒物的半透膜，若干層半透膜將所述檢測箱內(nèi)部分隔為左腔體和右腔體，所述檢測箱上分別設(shè)置有與所述左腔體相連通的進氣口和與所述右腔體相連通的排氣口；所述若干層半透膜的孔徑沿著氣流方向依次減小，位于最右側(cè)的半透膜孔徑為2um；所述右腔體內(nèi)設(shè)置有Nd：YAG脈沖激光器、用于將所述Nd：YAG脈沖激光器發(fā)出的激光聚焦在最右側(cè)半透膜上的聚焦透鏡和面向激光聚焦點設(shè)置的探測器；所述探測器、所述光譜儀和所述便攜式數(shù)據(jù)處理計算機依次相連，所述鼓風機的出氣口與所述檢測箱的進氣口相連。
進一步地，半透膜的數(shù)量為一層。
進一步地，半透膜的數(shù)量為兩層，位于左側(cè)的半透膜孔徑為2.5um。
進一步地，所述收集裝置還包括壓縮機，所述壓縮機的進氣口與所述鼓風機的出氣口相連，所述壓縮機的出氣口與所述檢測箱的進氣口相連。
進一步地，所述探測器為光纖探頭，所述探測器、所述光譜儀和所述便攜式數(shù)據(jù)處理計算機依次通過光纖相連，所述檢測箱上開有供光纖穿過的通孔。
進一步地，所述檢測箱為鋁合金材質(zhì)。
本實用新型的有益效果在于：
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