[发明专利]气溶胶质量浓度光学检测装置及其检测方法

摘要

本发明公开了一种气溶胶质量浓度光学检测装置及其检测方法。该检测装置包括光路模块、气路模块、信号处理模块和单片机，气路模块包括依次连接的气流干燥机（2）、进气口（9）、气路通道（5）、出气口（10）和气泵（7）；光电探测器（3）垂直置于气路通道（5）和光路通道（6）的相交处。检测方法含被测粒子的气体从进气口（9）抽入，经过湿度传感器（1）检测符合标准后，打开激光光源（4）检测，并将信号发送到单片机经处理后得到气溶胶质量浓度的检测结果。本发明专利拥有多个不同的量程选择，补偿了湿度的影响，使用环境多，成本低廉，可以准确测量气溶胶粒子的浓度，充分满足民用市场的需求。

主权项

气溶胶质量浓度光学检测装置的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：第一步，打开气泵(7)，将含被测粒子的气体从进气口(9)抽入，经过湿度传感器(1)检测是否符合标准；进气口(9)内的湿度传感器(1)检测的气体湿度如果小于或等于设定的阈值，则符合标准；如果大于设定的阈值，则用气流干燥机(2)进行干燥处理，直至气路通道(5)内的湿度传感器(1)检测的气体湿度小于或等于设定的阈值，则符合标准；第二步，湿度传感器(1)检测的气体湿度符合标准后，打开激光光源(4)，激光光源(4)发出的激光束通过光路通道(6)进入光电探测器(3)的光陷阱，含被测粒子的气体被激光束照射后发出散射光脉冲，所述的散射光脉冲被光电探测器(3)接收并转化为电脉冲信号发送到单片机；第三步，单片机利用电压脉冲信号幅度分布通过气溶胶质量浓度计算方程计算得到气溶胶质量浓度的检测结果；所述的单片机利用拟合函数CR(H,C)＝f(C干燥(C),H)对偏干气溶胶质量浓度进行实时补偿修正，所述拟合函数获得方法如下：步骤1：将气溶胶气体分为两份，第一份直接采用滤膜称重法测量，得到没有被干燥的气溶胶的质量浓度CR作为标准的精确测量值；第二份采用气溶胶质量浓度光学检测装置进行质量浓度测量，先测量气溶胶气体当前的湿度值H，然后开启气流干燥机进行干燥，得到湿度低于阈值时的气溶胶质量浓度C干燥；步骤2：利用加湿器改变气溶胶的湿度，重复步骤1，记录获取各个湿度下的滤膜称重法的测量结果CR(H)、气溶胶质量浓度光学检测装置的测量结果C干燥以及湿度H，并将收集到的浓度值C干燥和湿度值H作为CR(H)＝(C干燥,H)的输入变量；步骤3：通过气溶胶发生器改变气溶胶的质量浓度，重复步骤1和步骤2，记录获取不同浓度和各个湿度下的滤膜称重法的测量结果CR(H,C)，气溶胶质量浓度光学检测装置的测量结果C干燥(C)以及湿度H，并将收集到的浓度值C干燥(C)和湿度值H作为CR(H,C)＝(C干燥(C),H)的输入变量；步骤4:利用CR(H,C)＝(C干燥(C),H)曲面数据进行最小二乘曲面拟合，获得拟合函数CR(H,C)＝f(C干燥(C),H)。所述的气溶胶质量浓度光学检测装置，包括光路模块、气路模块、信号处理模块和单片机，光路模块、气路模块、信号处理模块分别和单片机连接，其特征在于：气路模块包括湿度传感器(1)以及依次连接的气流干燥机(2)、进气口(9)、气路通道(5)、出气口(10)和气泵(7)，湿度传感器(1)设有两个，分别设在进气口(9)内和气路通道(5)内；光路模块包括激光光源(4)和光路通道(6)，光路通道(6)一端和激光光源(4)相连，一端设在气路通道(5)内部，信号处理模块包括光电探测器(3)和信号处理电路，光电探测器(3)垂直置于气路通道(5)和光路通道(6)的相交处。