[发明专利]一种大气环境颗粒污染物检测设备

说明书

本申请提供一种大气环境颗粒污染物检测设备，其中发射光系统采用光纤扫描器对气流检测腔内的待测气流进行照射。由于光纤扫描器的出射光束大小由扫描光纤的规格确定，选定纤芯直径与目标颗粒直径匹配的扫描光纤，可以保证出射光束足够细，避免在气流检测腔内发生复散射，破坏PM2.5光电检测法的米氏散射理论前提。在此基础上，增设辅助光路管道内的辅助光电二极管用于获取从所述气流检测腔内散射出来的另一角度的散射光能量。结合光电二极管和辅助光电二极管所获取的数据进行目标颗粒浓度计算，可以避免单个角度的散射光无法有效辨识颗粒物各项参数的变化，造成检测结果不准确的问题。

技术领域

本申请涉及环境检测技术领域，特别涉及一种大气环境颗粒污染物检测设备。

背景技术

细颗粒物又称细粒、细颗粒、PM2.5。细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质(例如，重金属、微生物等)，且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。

光电检测法以其具有现场环境抗干扰能力强，智能化微型化程度较高，可连续实时测量、原理简单、比较实用、技术成熟等优点已经成为了现今应用最广泛的光学原理测量技术之一。现有的PM2.5光电检测装置中，为了能够充分照射检测室内的待检测气体，需要将激光器出射的光束整形得较粗，但是这容易引起待检测气体的颗粒之间发生相干的复散射，影响检测结果的精确程度。

发明内容

本申请的目的在于提供一种大气环境颗粒污染物检测设备，其能够改善上述问题。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请提供一种大气环境颗粒污染物检测设备，其包括：

垂直相交的待测气流管道和主光路管道，所述待测气流管道和所述主光路管道交汇于气流检测腔，所述待测气流管道和所述主光路管道所处的平面为交汇面；

垂直于所述交汇面的散射光路管道，所述散射光路管道与所述气流检测腔连通；

发射光系统，包括激光器、光纤扫描器和驱动电路；所述光纤扫描器设置于所述主光路管道内，所述激光器用于根据预设光功率为所述光纤扫描器提供光源，所述驱动电路用于按照预设频率驱动所述纤扫描器对所述气流检测腔进行扫描；

光电二极管，设置于所述散射光路管道末端，用于获取从所述气流检测腔内散射出来的散射光能量；

浓度计算装置，用于根据所述散射光能量、所述预设光功率和所述预设频率计算待测气流的目标颗粒浓度，所述目标颗粒即为PM2.5颗粒。

其中，扫描光纤的纤芯直径可以选择为2.5微米左右。

其中，主光路管道的末端设置有光陷阱，所述光陷阱朝向所述光纤扫描器的出射光设置，用于吸收经过所述气流检测腔后未被散射的光束。

可以理解，本申请提供一种大气环境颗粒污染物检测设备，其中发射光系统采用光纤扫描器对气流检测腔内的待测气流进行照射。由于光纤扫描器的出射光束大小由扫描光纤的规格确定，选定纤芯直径与目标颗粒直径匹配的扫描光纤，可以保证出射光束足够细，避免在气流检测腔内发生复散射，破坏PM2.5光电检测法的米氏散射理论前提。

其中，复散射即为照在第一颗粒的光发生散射，散射光又在第二颗粒物上又发生一次散射，甚至经第二颗粒物的散射光又返回到第一颗粒上又一次发生散射的情况，从而对测量的结果造成影响，产生误差。