[發明專利]一種高精度累計揚塵量測定裝置及方法

在審

• 申請號: 202210543339.0
• 申請日: 2022-05-19
• 公開（公告）號: CN114993426A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 呂昊暾;孫帆
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G01G9/00
• 分類號: G01G9/00;G01N15/00
• 代理公司: 北京衛平智業專利代理事務所(普通合伙) 11392
• 代理人: 閆萍

1.一種高精度累計揚塵量測定方法，其特征在于，包括如下步驟：1)打開光源，光源發射的光線通過凸透鏡后變為平行光，然后豎直射向平凸透鏡；經過平凸透鏡后匯聚到位于平凸透鏡的焦點處的光強傳感器；

2)依據光強傳感器接收的光強與揚塵量的關系曲線，進行信號處理和數據處理后，在與光強傳感器所連接的顯示模塊上顯示出所需測得的累計揚塵量。

2.如權利要求1所述的高精度累計揚塵量測定方法，其特征在于，光強傳感器接收的光強與累計揚塵量的關系如下：

其中，為接收光強與初始光強比值；M為累計揚塵質量，單位為μg；k_i為每個粒子的消光系數，通過仿真測得，單位為m^-1；n_r(d_i)為粒子群的歸一化頻數分布函數，經實驗標定后測得；ρ為待測累計揚塵量粒子的密度；S為累計揚塵量接收裝置面積。

3.一種用于權利要求1或2所述高精度累計揚塵量測定方法的裝置，包括：光源、凸透鏡、用于匯聚光源的平凸透鏡、支撐座、光強傳感器、數據采集與處理模塊和顯示模塊；

所述光源、凸透鏡的主點、平凸透鏡的主點和光強傳感器依次從上到下處于同一豎直直線上；所述平凸透鏡的放置方向為平面向上、凸面向下，平凸透鏡的直徑與凸透鏡直徑相同；所述光源位于凸透鏡的焦點處，所述光強傳感器位于平凸透鏡的焦點處；所述支撐座用于固定平凸透鏡和光強傳感器的位置；所述支撐座在平凸透鏡至傳感器處采用遮光設計，僅留出光路；數據采集與處理模塊用于對光強傳感器傳輸來的信號進行信號處理和數據處理；顯示模塊與光強傳感器連接，顯示模塊用于顯示所測得的累計揚塵量。

4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于：所述光源使用高精度恒流LED點光源；光強穩定輸出為3000lux。

5.如權利要求3所述的裝置，其特征在于：所述支撐座將平凸透鏡和傳感器固定處于水平；支撐座采用輕量化設計，選擇黑色啞光材料。

6.如權利要求3所述的裝置，其特征在于：所述平凸透鏡為高透光玻璃，透光率在95％以上，焦距在60mm以內，使用高硼硅材料。

7.如權利要求3所述的裝置，其特征在于：光強傳感器的測量范圍在20000lux以上，精度為0.01lux；工作溫度為-20℃～85℃。

8.如權利要求3所述的裝置，其特征在于：所述凸透鏡用于將恒流點光源射向凸透鏡的光線轉換為平行光。

9.如權利要求3所述的裝置，其特征在于：所述裝置還包括光源控制器，光源控制器用于控制光源的開關。