[实用新型]一种全方位全角度的气溶胶激光雷达

说明书

本实用新型公开了一种全方位全角度的气溶胶激光雷达，包括雷达主机和转动机构，所述雷达主机固接转动机构；所述雷达主机包括安装底座，所述安装底座上分别固接有光学机构和激光器，所述光学机构包括望远镜前窗片、反射镜固定座、凸面反射镜和凹面反射镜，所述凸面反射镜位于望远镜前窗片和凹面反射镜之间，并由反射镜固定座固定；所述沿激光器发射方向依次设有准直镜、平面反射镜一和平面反射镜二；所述凹面反射镜的中心位置为通孔，所述凹面反射镜的焦点F位于通孔后端的PMT上；所述PMT信号连接数据处理与分析系统和控制系统。本实用新型由于其方位及角度可以调整，因此能够有效消除盲区，扩大监测范围。

技术领域

本实用新型涉及高空空气质量监测领域，尤其涉及一种全方位全角度的气溶胶激光雷达。

背景技术

气溶胶是悬浮在空气中的固体或液体小质点，分为烟、雾和灰尘，是天空中雾霾的重要组成部分，对人类的健康有很大的危害。是国家环保部门重点监控的污染物。

激光雷达作为一种探测大气光学参数的主动遥感设备，具有方向性好，时空分辨率高，可连续观测的优点，已经被广泛应用于探测对流层或平流层的颗粒物浓度廓线。其工作原理是：由激光器所产生的激光为光源垂直发射到大气中，并与大气成分相互作用，产生物理、化学及光学信息等辐射信号，此辐射信号是反演大气成分相关信息的主要依据。由于激光器所产生的激光垂直发射到大气中，对其产生的回波信号进行采集与分析。也就是说一个雷达只能探测雷达所处位置正上方的空气质量状况，使得雷达具有很大的盲区，严重影响探测效率和监测效果。

目前也有少量解决上述问题的方案，比如公开号为CN107688171A的激光雷达消除盲区的方法，包括接收系统至少具有第一接收系统和第二接收系统，所述第一接收系统和第二接收系统之间具有偏转角度。通过合理设置两个接收系统的偏转角度消除激光雷达系统的测量盲区。该方案还是无法消除所有盲区，且由于增加了一套接收系统，不仅结构复杂且具有诸多限制。

又比如公开号为CN108693088A的一种高精度大气颗粒物监测扫描偏振激光雷达系统，包括收发系统、显示系统、取证系统、扫描系统、信号处理系统以及光学信号处理系统；所述收发系统、显示系统、信号处理系统和光学信号处理系统均位于壳体内，所述扫描系统包括水平旋转箱、垂直旋转箱和连动杆所述水平旋转箱与收发系统同轴设置，所述光学信号处理系统与收发系统的位置相配合。本实用新型可有效减小结构应变造成的光路偏移，整体监测性能和监测精度较高，受天气影响较小，同时可实现远距离监测，并且实现水平和垂直两个方向的旋转扫描，解决现今市场销售大气气溶胶激光雷达无法水平360°无限制旋转的问题和同步取证问题。但是显然该方案不仅系统庞大且还是具有盲区的存在。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有气溶胶激光雷达的盲区问题，提供一种全方位全角度的气溶胶激光雷达，从而消除盲区，提高雷达的探测效率。

本实用新型采用的技术方案是：一种全方位全角度的气溶胶激光雷达，包括雷达主机和转动机构，所述雷达主机固接转动机构；所述雷达主机包括安装底座，所述安装底座上分别固接有光学机构和激光器，所述光学机构包括望远镜前窗片、反射镜固定座、凸面反射镜和凹面反射镜，所述凸面反射镜位于望远镜前窗片和凹面反射镜之间，并由反射镜固定座固定；所述沿激光器发射方向依次设有准直镜、平面反射镜一和平面反射镜二；所述凹面反射镜的中心位置为通孔，所述凹面反射镜的焦点F位于通孔后端的PMT上；所述PMT信号连接数据处理与分析系统和控制系统。

作为本实用新型的进一步改进，所述转动机构包括支撑腿，所述支撑腿的顶部固接转动轴一和转动轴二，所述转动轴一连接传动齿轮一，所述转动轴二连接传动齿轮二，所述传动齿轮二齿轮连接传动齿轮一；所述支撑腿的底部固接转盘，所述转盘通过传动齿轮四、传动齿轮三齿轮连接转动轴三，所述转动轴的顶部固接手轮，其下部通过轴承一固接轴承座一；所述传动齿轮四通过轴承二和轴承座二相连。