[發明專利]一種大氣顆粒物尺度譜分布探測裝置及其工作方法

在審

• 申請號: 202211516901.7
• 申請日: 2022-11-29
• 公開（公告）號: CN115711837A
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 狄慧鴿;華燈鑫
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張宇鴿

1.一種大氣顆粒物尺度譜分布探測裝置，其特征在于，包括光源發射組件(1)和光信號探測及分析組件(2)；

光源發射組件(1)的外殼內設有紫外光束發射器(1-1)、短波近紅外光束發射器(1-2)、光束調整系統和光合束器(1-8)，光源發射組件(1)的外殼上開設有出射光孔(1-9)；所述光束調整系統設在紫外光束發射器(1-1)和短波近紅外光束發射器(1-2)發射光束的光路上，光合束器(1-8)設在所述光束調整系統的下游；

光信號探測及分析組件(2)的外殼內設有第一雙頻帶通濾波片(2-2)、第一透鏡(2-3)、第二雙頻帶通濾波片(2-6)、第二透鏡(2-7)、第三濾波片(2-13)、第三透鏡(2-14)、探測模塊和處理及分析模塊，光信號探測及分析組件(2)的外殼上開設有與出射光孔(1-9)相對的入射光孔(2-1)；經光合束器(1-8)的合束光由出射光孔(1-9)出射，經大氣空間射入入射光孔(2-1)；第二雙頻帶通濾波片(2-6)和第二透鏡(2-7)依次設在所述合束光的前向上；第一雙頻帶通濾波片(2-2)和第一透鏡(2-3)依次設在所述合束光的一個側向上；第三濾波片(2-13)和第三透鏡(2-14)依次設在所述合束光的另一個側向上；探測模塊分別接收第一透鏡(2-3)后第一焦面(2-4)上的側向散射光信號、第三透鏡(2-14)后第三焦面(2-15)上的側向散射光信號和第二透鏡(2-7)后第二焦面(2-8)上的兩個前向散射光信號；探測模塊與處理及分析模塊連接。

2.根據權利要求1所述的大氣顆粒物尺度譜分布探測裝置，其特征在于，紫外光束發射器(1-1)發射的光束的波長為200～400nm，短波近紅外光束發射器(1-2)發射光束的波長為900～1100nm。

3.根據權利要求2所述的大氣顆粒物尺度譜分布探測裝置，其特征在于，第一雙頻帶通濾波片(2-2)的中心波長為紫外波段和短波近紅外波段、帶寬為10nm；第二雙頻帶通濾波片(2-6)的中心波長為紫外波段和短波近紅外波段、帶寬為10nm；第三濾波片(2-13)的帶通波長為紫外波段、帶寬為10nm。

4.根據權利要求1所述的大氣顆粒物尺度譜分布探測裝置，其特征在于，所述光束調整系統包括第一光束擴束器(1-3)、第二光束擴束器(1-4)、第一光束反射器(1-5)、第二光束反射器(1-6)和第三光束反射器(1-7)；第一光束擴束器(1-3)和第一光束反射器(1-5)依次設在紫外光束發射器(1-1)發射光束的光路上，第二光束反射器(1-6)設在第一光束反射器(1-5)的反射光路上，第二光束反射器(1-6)的反射光路朝向光合束器(1-8)；第二光束擴束器(1-4)和第三光束反射器(1-7)依次設在短波近紅外光束發射器(1-2)發射光束的光路上，第三光束反射器(1-7)的反射光路朝向光合束器(1-8)。

5.根據權利要求1所述的大氣顆粒物尺度譜分布探測裝置，其特征在于，第一透鏡(2-3)為短焦正透鏡；第二透鏡(2-7)為長焦透鏡，焦距100mm；第三透鏡(2-14)為短焦正透鏡。

6.根據權利要求1所述的大氣顆粒物尺度譜分布探測裝置，其特征在于，第一雙頻帶通濾波片(2-2)和第一透鏡(2-3)與所述合束光的夾角為32°-38°；第三濾波片(2-13)和第三透鏡(2-14)與所述合束光的夾角為12°±1°；所述兩個前向散射光信號與所述合束光的夾角分別為1°±1°和2°±1°。

7.根據權利要求1所述的大氣顆粒物尺度譜分布探測裝置，其特征在于，所述探測模塊包括第一探測器(2-5)、光纖法蘭(2-9)、雙孔光纖(2-10)、第二探測器(2-11)、第三探測器(2-12)和第四探測器(2-16)；第一探測器(2-5)設在第一焦面(2-4)上；光纖法蘭(2-9)設在第二焦面(2-8)上，光纖法蘭(2-9)通過雙孔光纖(2-10)分別與第二探測器(2-11)和第三探測器(2-12)連接；第四探測器(2-16)設在第三焦面(2-15)上。