[實用新型]一種用于VOCs監測的拉曼激光雷達

有效

• 申請號: 202022254553.3
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN212410860U
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 張志偉;張景秀;侯瓏斐
• 申請（專利權）人: 北京是卓科技有限公司
• 主分類號: G01S17/88
• 分類號: G01S17/88;G01N21/65
• 代理公司: 北京集智東方知識產權代理有限公司 11578
• 代理人: 陳亞斌;關兆輝

本實用新型公開了一種用于VOCs監測的拉曼激光雷達，包括脈沖激光光源，用于發射具有特定波長和特定脈寬的激光；激光發射光路，所述激光發射光路包括準直擴束光路，用于接收所述脈沖激光光源發射的激光并對所述激光進行準直擴束；光學接收光路，所述光學接收光路包括牛頓折返光路或卡塞格林折返光路，用于接收所述激光發射光路發射的激光被VOCs散射所產生的拉曼散射光；信號處理系統，所述信號處理系統包括光纖耦合器、光纖、拉曼光譜儀、通信線纜和工業計算機。本實用新型可高靈敏度、高精度地遙感監測大氣中的VOCs總濃度以及各成分的含量，有助于更好地分析大氣污染的成因。

技術領域

本說明書涉及VOCs監測領域，特別是一種用于VOCs監測的拉曼激光雷達。

背景技術

揮發性有機物(Volatile organic compounds，VOCs)是形成臭氧(O3)和細顆粒物(PM2.5) 污染的重要前體物，成分復雜、來源廣泛。大部分VOCs及其光化學產物具有生物毒性，有些還具有致癌、致畸、致突變效應，嚴重威脅人類生命安全。近年來，在NOx，SOx被大幅減排的大趨勢下，VOCs總排放量仍呈增長趨勢，對大氣環境影響日益突出。VOCs排放到大氣環境中之后，會引發一系列的氧化自由基導致的光化學反應，形成臭氧(O3)和細顆粒物(PM2.5)污染，且部分VOCs會產生惡臭。為進一步改善環境空氣質量，打好藍天保衛戰，迫切需要全面加強VOCs污染防治工作。但是目前的VOCs在線監測設備為點試吸收測量設備，只能測量設備所在位置的VOCs的濃度，而不能測量指定區域內連續空間的VOCs 的濃度的監測，導致很多地點因為設備無法安置而無法測量VOCs濃度。此外，目前VOCs 檢測設備主要有采用FID、PID等方法的場建、污染源設備，質譜儀原理的在線設備等，但是這些設備都有一個共性的缺點，就是只能測量設備吸入的氣體含有的VOCs的總量，并不能代表整個區域內的VOCs的含量及分布；目前VOCs監測設備中，FID均需要一定的時間 (一般10min左右)才能出一組數據，實時性慢，達不到實時分析VOCs的目的；目前廣泛使用的PID原理監測VOCs的設備，雖然價格便宜，但是數據漂移大，精準度極差，而且傳感器壽命有限，需要定期更換；目前的高端的VOCs的監測設備主要有質譜儀、FID等設備，該設備維護成本高，需要一定的耗材，因此只能適合專業人士使用；目前的質譜儀設備測量大氣中的VOCs的成分及濃度，具有高精度、實時性強等優點，但是其成本高，價格昂貴，導致普通用戶無法使用該設備。

實用新型內容

本說明書實施例提供了一種用于VOCs監測的拉曼激光雷達。

VOCs監測的拉曼激光雷達包括，脈沖激光光源，用于發射具有特定波長和特定脈寬的激光；激光發射光路，所述激光發射光路包括準直擴束光路，用于接收所述脈沖激光光源發射的激光并對所述激光進行準直擴束；光學接收光路，所述光學接收光路包括牛頓折返光路或卡塞格林折返光路，用于接收所述激光發射光路發射的激光被VOCs散射所產生的拉曼散射光；信號處理系統，所述信號處理系統包括光纖耦合器、光纖、拉曼光譜儀、通信線纜和工業計算機，所述光纖耦合器，用于將所述光纖接收光路接收的拉曼散射光耦合到所述光纖中，所述光纖，用于將所述拉曼散射光傳輸給所述拉曼光譜儀，所述拉曼光譜儀包括分光模塊和線陣檢測模塊，所述分光模塊用于對所述光纖傳輸的拉曼散射光進行分光處理，所述線陣檢測模塊用于檢測分光后的不同波長的拉曼散射光，所述通信線纜，用于將所述拉曼光譜儀的檢測數據傳送給所述工業計算機，所述工業計算機，用于對所述檢測數據進行解析。

由以上本說明書實施例提供的技術方案可見，本實用新型其使用了拉曼光學、TCSPC技術、高能激光技術、弱光監測技術等，可以高靈敏度、高精度地遙感監測大氣中的VOCs總濃度及各成分的含量，有助于更好地分析大氣污染的成因，進而找到更好的方法來治理大氣污染。

附圖說明

圖1為本說明書一些實施例的用于VOCs監測的拉曼激光雷達的結構示意圖。

圖2為本說明書一些實施例的光學接收光路的結構示意圖。