[發(fā)明專利]一種用于大氣單顆粒物激光散射在線監(jiān)測的集成化系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210105031.8
• 申請日: 2022-01-28
• 公開（公告）號: CN114441391A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘小樂;姚維杰;田雨;王自發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大氣物理研究所
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00;G01N15/02
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 李晴;胡晶

本發(fā)明提供了一種用于大氣單顆粒物激光散射在線監(jiān)測的集成化系統(tǒng)，包括：測量腔模塊，其包括測量腔和設(shè)置在測量腔上的光源模塊、至少一前向散射信號探測模塊和至少一后向散射信號探測模塊，測量腔上開設(shè)有主通道和若干與主通道相通的側(cè)通道，所述光源模塊、前向散射信號探測模塊和后向散射信號探測模塊分別對應(yīng)設(shè)置在若干所述側(cè)通道上；氣路系統(tǒng)，基于鞘氣繞流原理，氣路系統(tǒng)分別與主通道的兩端口連接；若干APD光電轉(zhuǎn)化模塊；若干光纖耦合模塊，前向散射信號探測模塊和后向散射信號探測模塊通過若干光纖耦合模塊分別與若干APD光電轉(zhuǎn)化模塊連接；數(shù)據(jù)采集模塊，分別與若干APD光電轉(zhuǎn)化模塊連接；數(shù)據(jù)處理模塊，與數(shù)據(jù)采集模塊連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于大氣環(huán)境顆粒物理化性質(zhì)探測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于大氣單顆粒物激光散射在線監(jiān)測的集成化系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前對于大氣顆粒物的在線監(jiān)測主要集中在濃度、化學(xué)組分性質(zhì)等方面，對于單顆粒物的形貌特征識別較為準(zhǔn)確的方法是通過掃描電鏡進行分析，因此，要獲得較為全面的顆粒物形貌信息，工作量大且成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種用于大氣單顆粒物激光散射在線監(jiān)測的集成化系統(tǒng)，包括：

測量腔模塊，其包括測量腔和設(shè)置在所述測量腔上的光源模塊、至少一前向散射信號探測模塊和至少一后向散射信號探測模塊，所述測量腔上開設(shè)有主通道和若干側(cè)通道；所述主通道位于所述測量腔的中部，若干所述側(cè)通道均與所述主通道連通；所述光源模塊、前向散射信號探測模塊和后向散射信號探測模塊分別對應(yīng)設(shè)置在若干所述側(cè)通道上；

氣路系統(tǒng)，基于鞘氣繞流原理，所述氣路系統(tǒng)分別與所述主通道的兩端口連接；

若干APD光電轉(zhuǎn)化模塊；

若干光纖耦合模塊，所述前向散射信號探測模塊和所述后向散射信號探測模塊通過若干所述光纖耦合模塊分別與若干所述APD光電轉(zhuǎn)化模塊連接；

數(shù)據(jù)采集模塊，分別與若干所述APD光電轉(zhuǎn)化模塊連接；

數(shù)據(jù)處理模塊，與所述數(shù)據(jù)采集模塊連接。

較佳地，所述測量腔模塊包括至少兩個所述后向散射信號探測模塊，兩所述后向散射信號探測模塊軸對稱分布在所述光源模塊的兩側(cè)。

較佳地，所述測量腔模塊還包括激光耗散模塊，所述激光耗散模塊包括設(shè)置在所述測量腔內(nèi)的激光耗散腔，所述激光耗散腔的一端密封，另一端與所述主通道連通；

所述激光耗散腔正對著所述光源模塊，并與所述光源模塊分布在所述主通道的相對兩側(cè)。

較佳地，所述測量腔為正多邊形結(jié)構(gòu)，所述光源模塊、前向散射信號探測模塊、后向散射信號探測模塊和激光耗散模塊分別對應(yīng)此正多邊形結(jié)構(gòu)的若干側(cè)邊設(shè)置。

較佳地，在剩余的側(cè)通道內(nèi)設(shè)置遮光片。

較佳地，所述光源模塊包括激光二極管、第一準(zhǔn)直透鏡和平凸柱面透鏡，所述第一準(zhǔn)直透鏡和平凸柱面透鏡沿著對應(yīng)的側(cè)通道從外向內(nèi)間隔密封設(shè)置在對應(yīng)的側(cè)通道上，所述第一準(zhǔn)直透鏡和平凸柱面透鏡的凸面均朝向所述主通道；

所述激光二極管設(shè)置在對應(yīng)的側(cè)通道的外端口處。

較佳地，所述前向散射信號探測模塊和后向散射信號探測模塊均包括第二準(zhǔn)直透鏡和聚焦透鏡，所述第二準(zhǔn)直透鏡和聚焦透鏡沿著對應(yīng)的側(cè)通道從內(nèi)向外間隔密封設(shè)置在對應(yīng)的側(cè)通道上，所述第二準(zhǔn)直透鏡和聚焦透鏡的凸面均朝向所述主通道。

較佳地，所述APD光電轉(zhuǎn)化模塊包括調(diào)理電路和與所述調(diào)理電路連接的第二雪崩光電二極管。

較佳地，所述光纖耦合模塊包括耦合器和多模光纖，所述耦合器設(shè)置在對應(yīng)的側(cè)通道的外端口處，所述多模光纖通過光纖跳線分別與對應(yīng)的所述耦合器和調(diào)理電路連接。