[发明专利]基于光纤结构的PM10

权利要求书

1.一种基于光纤结构的PM₁₀和PM_2.5探测仪器装置，其特征在于，包括：光信号产生单元、探测阵列和光频转化单元；

所述光信号产生单元，与所述探测阵列相连接，用于产生光信号，并将所述光信号加载至所述探测阵列；

所述探测阵列，与所述光频转化单元相连接，用于发射所述光信号，并根据测量区的颗粒散射情况接收散射光信号，并将所述散射光信号发送至所述光频转化单元；

所述光频转化单元，用于根据所述散射光信号产生频率信号，并根据频率信号获知大气中不同粒子直径的分布及环境指标；

所述基于光纤结构的PM₁₀和PM_2.5探测仪器装置，还包括光纤耦合器，所述光纤耦合器包括第一光纤耦合器和第二光纤耦合器，所述探测阵列包括多个探头，所述探头包括发射光纤和接收光纤；

所述的基于光纤结构的PM₁₀和PM_2.5探测仪器装置还包括：

所述第一光纤耦合器，分别与所述光信号产生单元和所述探测阵列相连接，用于对所述光信号产生单元产生的所述光信号进行分光，生成测试光与参考光，并将分光后的所述测试光加载至所述探测阵列的所述发射光纤以及将所述参考光加载至所述第二光纤耦合器；

所述第二光纤耦合器，分别与所述探测阵列和所述光频转化单元相连接，用于对所述探测阵列发送的散射光信号进行合波，并将合波后的散射光信号发送至所述光频转化单元；

所述光信号产生单元包括激光器、强度调制器和调频连续波FMCW信号源，所述光频转化单元包括光电探测器、乘法器、滤波器和傅里叶变换单元；

所述激光器，与所述强度调制器相连接，用于产生光强不变的连续光输出至所述强度调制器；

所述FMCW信号源，与所述强度调制器相连接，用于产生第一电信号，并将所述第一电信号加载至所述强度调制器；

所述强度调制器，通过所述第一光纤耦合器与所述探测阵列相连接，用于根据所述电信号将所述连续光调制为FMCW光信号；

所述光电探测器，分别与所述第二光纤耦合器和所述乘法器相连接，用于将所述合波后的散射光信号转换为第二电信号，并将所述第二电信号发送至所述乘法器；

所述乘法器，分别与所述FMCW信号源和所述滤波器相连接，用于将所述第二电信号与所述FMCW信号源产生的所述第一电信号相乘得到第三电信号；

所述傅里叶变换单元，通过所述滤波器与所述乘法器相连接，用于对所述第三电信号进行傅里叶变换得到不同的频率信号，以根据所述不同的频率信号中的脉冲大小和个数确定所述粒子直径和所述环境指标。

2.根据权利要求1所述的基于光纤结构的PM₁₀和PM_2.5探测仪器装置，其特征在于，所述第一光纤耦合器为4个，所述第二光纤耦合器为1个。

3.根据权利要求2所述的基于光纤结构的PM₁₀和PM_2.5探测仪器装置，其特征在于，所述光信号经过所述第一光纤耦合器后产生4组测试光和1组参考光，且所述测试光被加载至所述发射光纤上，所述参考光被加载至所述第二光纤耦合器上，以与所述散射光信号合波。

4.根据权利要求1所述的基于光纤结构的PM₁₀和PM_2.5探测仪器装置，其特征在于，所述探头包括光纤球形透镜。

5.一种基于光纤结构的PM₁₀和PM_2.5探测仪器系统，其特征在于，包括如权利要求1至权利要求4任一项所述的基于光纤结构的环境PM₁₀和PM_2.5探测仪器装置，还包括仪器手柄。