[发明专利]基于光谱法的无机物灰尘成份在线测量系统

说明书

技术领域

本发明属于环境在线监测技术领域，涉及一种无机物灰尘成份在线测量系统，尤其涉及一种基于光谱法的无机物灰尘成份在线测量系统。

技术背景

随着我国工业化的高速发展，城市人口和规模越来越大，城市的环境污染也越来越严重，已经引起了广泛关注，而在城市环境中，城市灰尘是一重要研究领域，在环境监测领域，城市灰尘对环境的影响主要表现在以下两个方面：首先，城市灰尘在风和过往机动车辆产生的气流扰动作用下，会再次悬浮进入空气中成为气溶胶的一部分，并随空气流动发生迁移，从而对城市的大气造成污染，城市大气颗粒物在风力、水力及重力作用下，降落到城市地表或表土，从而对土壤环境造成污染；其次，在风、机动车气流扰动和雨水冲洗过程中，城市灰尘又会通过路街下水道进入地表或地下水体系，使城市及周边地区水体和沉积物受到污染因此，城市灰尘是大城市地区各个污染源排放的污染物聚集的汇，又是造成都市地区及周边大气、水体和沉积物再次污染的源，所以说，灰尘的最终污染对象是土壤、水体、沉积物，一般灰尘中含有的有毒有害元素，对城市环境质量和人体健康产生较大危害，尤其是通过手，口和其他途径危害儿童健康。因此开展城市灰尘的研究和控制对大气、土壤、水体和沉积物等环境的保护均有重要意义。

目前，在环境监测领域，对于灰尘的成份分析只能通过现场取样，然后通过实验室设备进行分析测量。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种功耗低以及测量精度高的基于光谱法的无机物灰尘成份在线测量系统。

本发明的技术解决方案是：本发明提供了一种基于光谱法的无机物灰尘成份在线测量系统，其特殊之处在于：所述基于光谱法的无机物灰尘成份在线测量系统包括对无机物灰尘进行实时展现的光学子系统以及与光学子系统相连的用于测量无机物灰尘成份的数据检测子系统。

上述光学子系统包括包括光源、第一透镜、滤光片、光纤耦合器、光纤探头、第二透镜以及取样镜；所述第一透镜以及滤光片依次设置在光源的出射光路上；所述光纤耦合器设置在光源经第一透镜以及滤光片后的出射光路上；所述光纤耦合器接入光纤探头；所述第二透镜以及取样镜依次置于经光纤探头后的出射光路上；所述数据检测子系统与光纤耦合器相连。

上述数据检测子系统包括至少一个数据检测单元；所述数据检测单元包括第二滤光片、快门、光电倍增探测器以及用于监测环境温湿度的温湿度传感器；所述光纤耦合器依次通过第二滤光片以及快门与光电倍增探测器相连。

上述数据检测单元是多个时，所述多个数据检测单元相互并联；所述光纤耦合器分别接入多个数据检测单元。

上述光源是氙气灯光源。

上述基于光谱法的无机物灰尘成份在线测量系统还包括与数据检测子系统相连的用于控制光学子系统以及数据检测子系统进行工作的控制子系统；所述控制子系统分别与光学子系统以及数据检测子系统相连。

上述控制子系统包括DSP处理芯片、电源以及A/D转换器；所述电源接入DSP处理芯片；所述光电倍增探测器以及温湿度传感器分别通过A/D转换器接入DSP处理芯片；所述快门接入DSP处理芯片。

上述控制子系统还包括GPRS模块以及与GPRS模块相连的监控设备；所述GPRS模块接入DSP芯片。

本发明的优点是：

本发明所提供的基于光谱法的无机物灰尘成份在线测量系统，该系统置在于待测环境，由紫外光源发出近紫外光，照射在取样镜上，使取样镜上的灰尘产生荧光，荧光反射到探测器上，探测器完成对物质特征谱线荧光强度的测量，根据物质特定波段测量特征谱线的强度计算出其物质成份含量，测量结果经过控制系统的GPRS模块传输到控制中心。采用荧光光谱法，利用光谱分析来确定物质成份的含量，实现了灰尘特定成份的在线测量，把光谱分析技术应用于环境在线监测领域中，成本低，低功耗，测量精度较高，具备预警提示功能。本发明提出了一种基于光谱法的灰尘在线测量系统，是通过测量灰尘的光谱，来分析得到灰尘的物质成份，从而对环境监测和环境治理提供一定依据。

附图说明

图1是本发明所提供无机物灰尘成份在线测量系统的结构示意图；

图2是本发明所采用的探测器光学示意图；

图3是本发明所采用的控制系统的结构框图；

其中：

1-光源；2-第一透镜；3-滤光片；4-光纤耦合器；5-光纤探头；6-第二透镜；7-取样镜；8-光电倍增探测器；9-DSP处理芯片；10-A/D转换器；11-GPRS模块；12-监控设备；13-电源；14-温湿度传感器。