CN112485168A - 一种留样带以及飞沫浓度实时监测装置 - Google Patents

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CN112485168A CN202011322863.2A CN202011322863A CN112485168A CN 112485168 A CN112485168 A CN 112485168A CN 202011322863 A CN202011322863 A CN 202011322863A CN 112485168 A CN112485168 A CN 112485168A
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Abstract

本发明涉及一种留样带以及飞沫浓度实时监测装置，留样带包括用于吸附飞沫的带体、释放留样带和收卷留样带的驱动机构，带体两端分别与驱动机构的留样带释放端和留样收卷端连接；飞沫浓度实时监测装置包括：激光、第一会聚透镜、第二会聚透镜、CCD光敏阵列、处理器、用于抽气的气泵、显示装置以及如上的留样带，第一会聚透镜和第二会聚透镜之间设置有样品腔，样品腔的进气口与外部空气连通，样品腔的出气口连接气泵，样品腔中间设置有监测腔，留样带穿设于监测腔与出气口之间；显示装置分别连接处理器。基于本发明的留样带以及飞沫浓度实时监测装置，可实现实时留样采样和飞沫浓度的实时监测。

Description

一种留样带以及飞沫浓度实时监测装置
技术领域
本发明属于环境监测领域，具体涉及一种留样带以及飞沫浓度实时监测装置。
背景技术
飞沫为空气中直径在微米级别的液体颗粒。飞沫一般通过人畜的呼吸产生，日常生活中，咳嗽、打喷嚏或说话等正常的人际交流都会产生大量飞沫。飞沫广泛地存在于超市、餐馆和公共交通工具等公共环境中。在其它场景下，比如医院或者护养院等人员密集环境下，实施呼吸道侵入性操作，如吸痰、支气管镜检查、气管插管、翻身、拍背、心肺复苏操作等，也会产生大量飞沫。飞沫可以通过一定的距离进入易感个体的粘膜表面；虽然多数的飞沫颗粒较大，不会长期悬浮在空气中，但是它们也可以附着于一般的物体表面，形成了一个病毒传播途径。易感个体通过接触飞沫聚集的表面，大大增大了被病毒传染的可能性，为控制传染病的传播，有必要对飞沫的浓度以及飞沫中的成分进行实时监测和采样，尤其是在特殊环境或特殊时期，对飞沫的浓度以及飞沫中病毒成分进行实时监测，以便及时对公共场所中的表面进行消毒处理，显得更加重要。
发明内容
本发明解决的技术问题为：提供一种留样带以及飞沫浓度实时监测装置，以解决现有技术中缺乏公共环境中飞沫浓度实时监测和飞沫成分行实时采样的问题。
本发明提供的具体解决方案包括如下步骤：
本发明提供了一种留样带，包括:用于吸附飞沫的带体、释放留样带和收卷留样带的驱动机构，所述带体两端分别与驱动机构的留样带释放端和留样收卷端连接。
由此，留样带的带体两端在驱动机构的作用下，分别进行释放和收卷，带动带体不停的移动，带体移动的同时吸收飞沫，实现实时留样采样。
在上述方案的基础上，本发明还可以进行如下改进：
进一步，所述带体包括亲水层和疏水层，所述亲水层的一面作为留样面，所述亲水层的另一面设置有所述疏水层。
由此，亲水层便于飞沫留样，疏水层可防止飞沫粘附，防止飞沫在带体两面进行粘附，导致样品交叉污染。
进一步，所述亲水层为纸基层，所述疏水层选自聚丙烯层、聚乙烯层或聚氟乙烯层的任意一种。
具体的，所述纸基层由棉质试纸制作，为窄形长条，所述纸基层的非留样面涂覆有所述聚丙烯层、聚乙烯层或聚氟乙烯层。
可选的，所述留样带只有一层疏水层，所述疏水层上设置有若干采样点，所述采样点粘附于疏水层表面，所述采样点为亲水材料。
进一步，所述驱动机构包括平行设置的第一转轴和第二转轴以及驱动所述第一转轴和第二转轴进行同向转动的驱动装置，所述带体两端分别卷设于所述第一转轴上和所述第二转轴上。
由此，驱动装置驱动所述第一转轴和第二转轴进行同向转动，带动所述留样带带体进行移动。
进一步，还包括壳体，所述第一转轴和所述第二转轴分别设置所述壳体内，所述驱动装置包括电机和传动组件，所述第一转轴与所述壳体转动连接，所述第二转轴固定于所述电机的输出轴上，所述第一转轴和所述第二转轴通过所述传动组件传动连接。
由此，留样带两端分别卷设在第一转轴上和第二转轴上，从而卷设在壳体内，减少外界污染。
进一步，所述传动组件包括设置于所述第一转轴上的第一齿轮、设置于所述第二转轴上的第二齿轮以及同步带，所述第一齿轮和第二齿轮通过所述同步带传动连接。
具体的，所述壳体为类似于磁带盒的盒体结构，所述盒体上开设有贯穿所述盒体的通孔，便于留样面对空气中的飞沫液体颗粒进行采样。
进一步，所述带体上设置有刻度。
因此，在转动采样的同时，结合带体释放和收卷的速度，可以实时采样时间记录。
本发明还提供了一种飞沫浓度实时监测装置，包括：激光、第一会聚透镜、第二会聚透镜、CCD光敏阵列、处理器、用于抽气的气泵、显示装置以及如上所述的留样带，所述第一会聚透镜和所述第二会聚透镜之间设置有样品腔，所述样品腔的进气口与外部空气连通，所述样品腔的出气口连接所述气泵，所述样品腔中间设置有监测腔，所述留样带穿设于所述监测腔与所述出气口之间；所述显示装置分别连接所述处理器；所述激光发出的光经过所述第一会聚透镜会聚后入射到监测腔中，然后经过第二会聚透镜会聚后由所述CCD光敏阵列接收，所述CCD光敏阵列将接收到的光强信息转化为光强数据并发送给处理器；所述处理器接收所述光强数据，并对满足飞沫液体颗粒衍射的衍射光强数据及其对应的检测时间以及气泵流量进行数据处理得到各时刻下的空气中的飞沫浓度，并将飞沫浓度发送给所述显示装置。
基于本发明的技术方案的具体检测原理和有益效果为：
1)衍射是指波遇到障碍物时偏离原来直线传播的物理现象。光在传播路径中，遇到不透明或透明的障碍物或者小孔(窄缝)，绕过障碍物，产生偏离直线传播的现象称为光的衍射。任何障碍物都可以使光发生衍射现象，但发生明显衍射现象的条件是“苛刻”的，当光的波长比孔或障碍物小得多时，光可看成沿直线传播；在孔或障碍物可以跟波长相比，甚至比波长还要小时，衍射就十分明显，由于可见光波长范围为4x10-7m至7.7x10-7m之间，由于光的波长很短，在日常生活中很难察觉出衍射现象。由于飞沫液体颗粒的直径在微米级别，而激光的波长一般在次微米级别，两者的尺寸可以比拟，这就意味着飞沫会对激光产生一个衍射效应，并且衍射花纹的尺寸，直接和飞沫液体颗粒尺寸相关，这就是上述CCD光强分布可以作为飞沫颗粒尺寸的监测原理，从而实现飞沫液体颗粒粒径的实时监测。
2)含有飞沫的空气，需要进入监测腔才能被监测到，而空气进入监测腔的方式，基本上有两种，一种为自由扩散方式，也就是对空气不做引导，任凭空气自由扰动，其中一部分空气经过监测腔，其中的飞沫液体颗粒的粒径及数量被监测到，采用这种方式，一般利用重力，重力会对飞沫有一个吸引力，飞沫因而会趋向于地表运动，监测腔上下通透，大部分含有飞沫的空气从上口进行监测腔，从下口出来，这种自由扩散的方式实现方便，成本低廉，结构可靠，但是容易受其它空气流动影响。而基于本发明的结构，在监测腔后面，设置一个引导空气流动的气泵，气泵带动空气以及空气中的飞沫流过监测腔，可减少外界空气气流的干扰。
3)处理器根据飞沫衍射图像计算飞沫液体颗粒的粒径，记录其检测时间并进行计数，从而可以知道，特定检测时间段内，流过样品腔的特定体积的空气中飞沫液体颗粒的粒径分布(即空气中飞沫液体颗粒的粒径分布)，积分便可得到该检测时间段内空气中飞沫液体颗粒的总体积V1，根据该检测时间段内飞沫的总体积V1与流过样品腔的特定空气的体积V得到空气中飞沫浓度(V1/V)。基于于本发明的飞沫浓度实时监测装置，可对公共环境/场所中的飞沫浓度的实时监测，通过设置各种警戒值，就可以针对性地给出公共环境消毒需求提示，截断飞沫传播主要途径。
4)在气泵的作用下，从检测腔出来的带有飞沫液体颗粒的空气经过留样带，飞沫液体颗粒便被吸附在转动的留样带表面，实现了飞沫样品的实时采集，以便在需要时进行病毒检测。
进一步，所述处理器包括获取模块、筛选模块和计算模块，所述获取模块用于获取气泵的流量并将其发送给计算模块；所述筛选模块用于接收所述CCD光敏阵列发送的光强数据，并对所述光强数据进行筛选，筛选得到满足飞沫液体颗粒衍射的衍射光强数据，最后将所述衍射光强数据及其对应的检测时间发送给计算模块；所述计算模块根据接收到所述衍射光强数据得到飞沫液体颗粒的粒径数据，然后根据检测时间和粒径数据统计得到单位时间内飞沫液体颗粒的粒径分布，根据所述粒径分布和气泵流量计算得到各时刻下的飞沫浓度，并将单位时间内飞沫液体颗粒的粒径分布和飞沫浓度发送给显示装置。
具体原理为，CCD光敏阵列，通常包含若干CCD敏感单元，在没有衍射的时候，特定位置(特定CCD敏感单元)可检测到光强信号，在产生衍射之后，在特定CCD敏感单元之外的CCD光敏阵列中会检测到光强信号，即可知道是否出现了衍射，通过光强在CCD光敏阵列上的位置、衍射图像或包含CCD敏感单元位置信息的衍射光强数据，就可知道衍射光斑的大小，对应飞沫的大小，由此，筛选模块在接收到所述CCD光敏阵列发送的光强数据后，根据所述光强数据携带的CCD敏感单元位置信息判断所述光强数据是否为飞沫液体颗粒的衍射光强数据，并将满足条件的衍射光强数据筛选出，最后将衍射光强数据及其对应的检测时间发送给计算模块。
具体的，所述计算模块包括粒径计算模块和去噪模块，所述粒径计算模块根据接收到的飞沫液体颗粒衍射的衍射光强数据，得到飞沫液体颗粒的粒径数据，然后将其发送给所述去噪模块；所述去噪模块用于接收所述粒径数据，保留粒径≥3mm的粒径数据，然后将保留的粒径数据及其对应的检测时间进行统计得到单位时间内飞沫液体颗粒的粒径分布，根据所述粒径分布和气泵流量计算得到各时刻下的飞沫浓度，并将单位时间内飞沫液体颗粒的粒径分布和飞沫浓度发送给显示装置。
空气中粉尘分布多在0.2-2.8微米，人的飞沫液体颗粒的粒径为0.1-10um，添加去噪单元可去除绝大多数的粉尘颗粒的干扰，提高监测的准确性；当然也可以不添加去噪单元，因为空气中的灰尘含量通常是固定的，其对于飞沫液体浓度的影响通常也是固定的，因此测出的含有灰尘颗粒的飞沫液体浓度从一定程度上也可以反映环境中的飞沫浓度。
具体的，在使用一段时间后，可采用雾化器产生已知半径范围的飞沫液体颗粒，然后对其进行粒径测试，用作飞沫液体颗粒的粒径大小的校准。
具体的，装置内的气泵可以采用固定流量，作为计算模块的固定的流量数值参与计算；气泵可以采用变量流量，即可以根据需要调节进入样品腔内的空气体积V，相应需要更改获取模块的流量数值。
具体的，所述气泵为市场上常见的器件，主要功能是对空气进行流动引导。
优选的，选用震动小、噪声低、能耗低，体积小的市售气泵。
优选的，所述带体上设置有贯穿所述亲水层和疏水层通孔。抽气时，便于气体快速流通，减小阻力。
具体的，所述处理器采用ARM系统或者其它的系统。ARM系统提供丰富的接口，很方便飞沫监测系统智能化、网络化。
具体的，所述显示装置选自手机、ipad或LED显示屏中的任意一种。
具体的，所述处理器与所述手机、ipad采用无线通讯连接。
具体的，所述处理器与LED显示屏有线连接。由此，为节省能量，减少体积，当客户需要直接操作的时候，可以接上屏幕。
优选的，所述显示装置为手机，手机作为移动客户端，方便查看数据。手机和处理器通讯连接后，手机作为系统的交互端，可以方便地进行各种设置、查看、文件传输等操作。
进一步，所述CCD光敏阵列包括CCD光敏阵列单元和AD转换单元，所述CCD光敏阵列单元将接收到的光强信息转化为电信号，所述AD转换单元获取所述电信号并将所述电信号转换为光强数据发送给所述处理器。
具体的，CCD光敏阵列由许多感光单位组成，通常以百万像素为单位，当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，可构成一幅完整的画面。
具体的，所述AD转换单元采用16位或者24位AD转换芯片，实现对一路或者多路半导体激光探测器输入光强信息进行AD转换，把其光强信息电信号转化为数字信号，通过接口上传给系统主机的处理器。
可选的，可直接采用处理器中的AD转换单元进行电信号和数字信号的转换。通常的系统主机的处理器中已经具备AD转换的接口，在这种情况下，可以直接采用处理器提供的AD转换功能，反而使系统能耗更低，成本更小，结构更简单。
具体的，CCD光敏阵列为CCD图像传感器，CCD图像传感器是电荷藕合器件图像传感器，它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存，因而可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手段，判断检测到的样品衍射图像判断是否为飞沫衍射图像，当拍摄到飞沫衍射图像，便根据飞沫衍射图像计算飞沫的液体颗粒尺寸，记录其检测时间并进行记录，从而可以知道，特定检测时间段内，流过样品腔的特定体积的空气中飞沫的粒径分布，积分便可得到该检测时间段内空气中飞沫液体颗粒的总体积V1，根据该检测时间段内飞沫的总体积V1与流过样品腔的空气的体积V得到飞沫浓度(V1/V)，从而可以实时监测的公共环境/场所中飞沫的浓度，通过设置各种警戒值，就可以针对性地给出公共环境消毒需求提示，截断飞沫传播主要途径；大直径的飞沫因为重力原因，会很快向下沉积在物体表面，由此，检测环境中大颗粒飞沫的数量，可以用于衡量监测环境中，物体表面上累积的飞沫量；同时，由于一部分飞沫会带静电，如果空气中飞沫浓度过高时，也会在异性电荷表面附着，从而很快积在物体表面，通过公共环境/场所中飞沫的浓度也可以衡量监测环境中物体表面上累积的飞沫量，由此，通过设置大颗粒飞沫警戒值和/飞沫浓度警戒值并进行预警，便可以及时进行物体表面消毒，擦洗。
基于本发明的飞沫浓度实时监测装置，可实现对飞沫浓度的实时监测，特别有利于医院、超市和公共交通中的飞沫数量的实时监测；基于本发明的装置可以预测检测环境中物体表面的累积量，从而针对性地给出公共环境消毒需求提示，截断飞沫传播主要途径。
基于本发明的飞沫浓度实时监测装置，可实现对飞沫浓度的实时监测，特别有利于医院、超市和公共交通中的飞沫数量的实时监测；基于本发明的装置可以预测检测环境中物体表面的累积量，从而针对性地给出公共环境消毒需求提示，截断飞沫传播主要途径。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为基于本发明的实施例的留样带主视结构示意图。
图2为基于本发明实施例的带体的结构示意图。
图3为基于本发明的实施例的俯视结构示意图。
图4为基于本发明实施例的留样带的内部结构示意图。
图5为基于本发明的飞沫浓度实时监测装置的结构示意图。
图6为基于本发明的飞沫浓度实时监测装置的原理框图。
附图1-6中，各标号所代表的部件如下：
带体1；亲水层11；疏水层12；通孔13；
驱动机构2；第一转轴21；第二转轴22；电机23；同步带24；
壳体3；
激光4；
第一会聚透镜5；
第二会聚透镜6；
CCD光敏阵列7；
气泵8；
样品腔9；进气口91；出气口92；监测腔93。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
结合附图1-5并参考具体实施例描述本发明。
如图1所示，基于本发明的留样带，包括:用于吸附飞沫的带体1、释放留样带和收卷留样带的驱动机构，所述带体1两端分别与驱动机构2的留样带释放端和留样收卷端连接。留样带的带体两端在驱动机构的作用下，分别进行释放和收卷，带动带体不停的移动，带体移动的同时吸收飞沫，实现实时留样采样。
如图2所示，基于本发明实施例的留样带，所述带体1包括亲水层11和疏水层12，所述亲水层11的一面作为留样面，所述亲水层11的另一面设置有所述疏水层12。亲水层便于飞沫留样，疏水层可防止飞沫粘附，防止飞沫在带体两面进行粘附，导致样品交叉污染。
基于本发明实施例的留样带，所述亲水层11为纸基层，所述疏水层12选自聚丙烯层、聚乙烯层或聚氟乙烯层的任意一种。
具体的，所述纸基层由棉质试纸制作，为窄形长条，所述纸基层的非留样面涂覆有所述聚丙烯层、聚乙烯层或聚氟乙烯层。
可选的，所述留样带只有一层疏水层，所述疏水层上设置有若干采样点，所述采样点粘附于疏水层表面，所述采样点为亲水材料。
如图1和图4所示，基于本发明实施例的留样带，所述驱动机构2包括平行设置的第一转轴21和第二转轴22以及驱动所述第一转轴21和第二转轴22进行同向转动的驱动装置，所述带体1两端分别卷设于所述第一转轴21上和所述第二转轴22上。
由此，驱动装置驱动所述第一转轴和第二转轴进行同向转动，带动所述留样带带体进行移动。
如图3所示，基于本发明实施例的留样带，还包括壳体3，所述第一转轴21和所述第二转轴22分别设置所述壳体3内，所述驱动装置包括电机23和传动组件，所述第一转轴21与所述壳体3转动连接，所述第二转轴22固定于所述电机23的输出轴上，所述第一转轴21和所述第二转轴22通过所述传动组件传动连接。由此，留样带两端分别卷设在第一转轴上和第二转轴上，从而卷设在壳体内，减少外界污染。
如图1所示，基于本发明实施例的留样带，所述传动组件包括设置于所述第一转轴21上的第一齿轮、设置于所述第二转轴22上的第二齿轮以及同步带24，所述第一齿轮和第二齿轮通过所述同步带24传动连接。
具体的，如图3所示，所述壳体为类似于磁带盒的盒体结构，所述盒体上开设有贯穿所述盒体的通孔13，便于留样面对空气中的飞沫液体颗粒进行采样。
进一步，所述带体1上设置有刻度。在转动采样的同时，结合带体释放和收卷的速度，可以实时采样时间记录。
如图5和6所示，基于本发明的飞沫浓度实时监测装置，激光4、第一会聚透镜5、第二会聚透镜6、CCD光敏阵列7、处理器、用于抽气的气泵8、显示装置以及如上所述的留样带1，所述第一会聚透镜和所述第二会聚透镜之间设置有样品腔9，所述样品腔9的进气口91与外部空气连通，所述样品腔9的出气口92连接所述气泵8，所述样品腔9中间设置有监测腔93，所述留样带1穿设于所述监测腔93与所述出气口92之间；所述显示装置分别连接所述处理器；所述激光发出的光经过所述第一会聚透镜会聚后入射到监测腔中，然后经过第二会聚透镜会聚后由所述CCD光敏阵列接收，所述CCD光敏阵列将接收到的光强信息转化为光强数据并发送给处理器；所述处理器接收所述光强数据，并对满足飞沫液体颗粒衍射的衍射光强数据及其对应的检测时间以及气泵流量进行数据处理得到各时刻下的空气中的飞沫浓度，并将飞沫浓度发送给所述显示装置。
基于于本发明的飞沫浓度实时监测装置，可对公共环境/场所中的飞沫浓度的实时监测，通过设置各种警戒值，就可以针对性地给出公共环境消毒需求提示，截断飞沫传播主要途径；在气泵的作用下，从检测腔出来的带有飞沫液体颗粒的空气经过留样带，飞沫液体颗粒便被吸附在转动的留样带表面，实现了飞沫样品的实时采集，以便在需要时进行病毒检测。
如图6所示，基于于本发明实施例的飞沫浓度实时监测装置，所述处理器包括获取模块、筛选模块和计算模块，所述获取模块用于获取气泵的流量并将其发送给计算模块；所述筛选模块用于接收所述CCD光敏阵列发送的光强数据，并对所述光强数据进行筛选，筛选得到满足飞沫液体颗粒衍射的衍射光强数据，最后将所述衍射光强数据及其对应的检测时间发送给计算模块；所述计算模块根据接收到所述衍射光强数据得到飞沫液体颗粒的粒径数据，然后根据检测时间和粒径数据统计得到单位时间内飞沫液体颗粒的粒径分布，根据所述粒径分布和气泵流量计算得到各时刻下的飞沫浓度，并将单位时间内飞沫液体颗粒的粒径分布和飞沫浓度发送给显示装置。具体的，筛选模块在接收到所述CCD光敏阵列发送的光强数据后，根据所述光强数据携带的CCD敏感单元位置信息判断所述光强数据是否为飞沫液体颗粒的衍射光强数据，并将满足条件的衍射光强数据筛选出，最后将筛选得到的衍射光强数据及其对应的检测时间发送给计算模块。
基于于本发明实施例的飞沫浓度实时监测装置，所述计算模块包括粒径计算模块和去噪模块，所述粒径计算模块根据接收到的飞沫液体颗粒衍射的衍射光强数据，得到飞沫液体颗粒的粒径数据，然后将其发送给所述去噪模块；所述去噪模块用于接收所述粒径数据，保留粒径≥3mm的粒径数据，然后将保留的粒径数据及其对应的检测时间进行统计得到单位时间内飞沫液体颗粒的粒径分布，根据所述粒径分布和气泵流量计算得到各时刻下的飞沫浓度，并将单位时间内飞沫液体颗粒的粒径分布和飞沫浓度发送给显示装置。空气中粉尘分布多在0.2-2.8微米，人的飞沫液体颗粒的粒径为0.1-10um，添加去噪单元可去除绝大多数的粉尘颗粒的干扰，提高监测的准确性；当然也可以不添加去噪单元，因为空气中的灰尘含量通常是固定的，其对于飞沫液体浓度的影响通常也是固定的，因此测出的含有灰尘颗粒的飞沫液体浓度从一定程度上也可以反映环境中的飞沫浓度。
基于于本发明实施例的飞沫浓度实时监测装置，装置内的气泵可以采用固定流量，作为计算模块的固定的流量数值参与计算；气泵可以采用变量流量，即可以根据需要调节进入样品腔内的空气体积V，相应需要更改获取模块的流量数值。
基于于本发明实施例的飞沫浓度实时监测装置，所述气泵为市场上常见的器件，主要功能是对空气进行流动引导。选用震动小、噪声低、能耗低，体积小的市售气泵。
基于于本发明实施例的飞沫浓度实时监测装置，所述带体上设置有贯穿所述亲水层和疏水层通孔。便于抽气时，气体快速流通，减小阻力。
基于于本发明实施例的飞沫浓度实时监测装置，所述处理器采用ARM系统或者其它的系统。ARM系统提供丰富的接口，很方便飞沫监测系统智能化、网络化。
基于于本发明实施例的飞沫浓度实时监测装置，所述显示装置选自手机、ipad或LED显示屏中的任意一种。所述处理器与所述手机、ipad采用无线通讯连接。所述处理器与LED显示屏有线连接。优选的，所述显示装置为手机，手机作为移动客户端，方便查看数据。手机和处理器通讯连接后，手机作为系统的交互端，可以方便地进行各种设置、查看、文件传输等操作。
基于于本发明的飞沫浓度实时监测装置，所述CCD光敏阵列模块包括CCD光敏阵列单元和AD转换单元，所述CCD光敏阵列单元将接收到的光强信息转化为电信号，所述AD转换单元获取所述电信号并将所述电信号转换为光强数据发送给所述处理器。CCD光敏阵列由许多感光单位组成，通常以百万像素为单位，当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，可构成一幅完整的画面。所述AD转换单元采用16位或者24位AD转换芯片，实现对一路或者多路半导体激光探测器输入光强信息进行AD转换，把其光强信息电信号转化为数字信号，通过接口上传给系统主机的处理器。可选的，可直接采用处理器中的AD转换单元进行电信号和数字信号的转换。通常的系统主机的处理器中已经具备AD转换的接口，在这种情况下，可以直接采用处理器提供的AD转换功能，反而使系统能耗更低，成本更小，结构更简单。
基于于本发明的飞沫浓度实时监测装置，CCD光敏阵列为CCD图像传感器。
基于本发明的飞沫浓度实时监测装置，可实现对飞沫浓度的实时监测，特别有利于医院、超市和公共交通中的飞沫数量的实时监测；基于本发明的装置可以预测检测环境中物体表面的累积量，从而针对性地给出公共环境消毒需求提示，截断飞沫传播主要途径。
飞沫液体颗粒的具体监测过程如下：
步骤一、开启仪器，气泵开始工作，对进气口附近的空气进行抽取，空气从样品腔的进气口流进监测腔；
步骤二、激光发出的光经过所述第一会聚透镜会聚后入射到监测腔中的飞沫液体颗粒上，发生衍射，衍射光经过第二会聚透镜会聚后由所述CCD传感器接收；
步骤四、CCD图像传感器将接收到的衍射光的光强信息转化为光强数据并发送给处理器，处理器接收所述光强数据并对其进行处理得到飞沫衍射图像，并通过飞沫颗粒衍射图像及其对应的检测时间以及气泵流量进行数据处理得到各时刻下的飞沫浓度；
步骤四、带有飞沫的空气从监测腔流出，经过留样带，飞沫被留样带吸附，空气从样品腔的出气口流出。
尽管上面已经详细描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种留样带，其特征在于，包括:用于吸附飞沫的带体(1)、释放留样带和收卷留样带的驱动机构，所述带体(1)两端分别与驱动机构(2)的留样带释放端和留样收卷端连接。
2.根据权利要求1所述的留样带，其特征在于，所述带体(1)包括亲水层(11)和疏水层(12)，所述亲水层(11)的一面作为留样面，所述亲水层(11)的另一面设置有所述疏水层(12)。
3.根据权利要求2所述的留样带，其特征在于，所述亲水层(11)为纸基层，所述疏水层(12)选自聚丙烯层、聚乙烯层或聚氟乙烯层的任意一种。
4.根据权利要求1所述的留样带，其特征在于，所述驱动机构(2)包括平行设置的第一转轴(21)和第二转轴(22)以及驱动所述第一转轴(21)和第二转轴(22)进行同向转动的驱动装置，所述带体(1)两端分别卷设于所述第一转轴(21)上和所述第二转轴(22)上。
5.根据权利要求4所述的留样带，其特征在于，还包括壳体(3)，所述第一转轴(21)和所述第二转轴(22)分别设置所述壳体(3)内，所述驱动装置包括电机(23)和传动组件，所述第一转轴(21)与所述壳体(3)转动连接，所述第二转轴(22)固定于所述电机(23)的输出轴上，所述第一转轴(21)和所述第二转轴(22)通过所述传动组件传动连接。
6.根据权利要求5所述的留样带，其特征在于，所述传动组件包括设置于所述第一转轴(21)上的第一齿轮、设置于所述第二转轴(22)上的第二齿轮以及同步带(24)，所述第一齿轮和第二齿轮通过所述同步带(24)传动连接。
7.根据权利要求1所述的留样带，其特征在于，所述带体(1)上设置有刻度。
8.一种飞沫浓度实时监测装置，其特征在于，包括：激光(4)、第一会聚透镜(5)、第二会聚透镜(6)、CCD光敏阵列(7)、处理器、用于抽气的气泵(8)、显示装置以及如权利要求1-7任一所述的留样带(1)，所述第一会聚透镜和所述第二会聚透镜之间设置有样品腔(9)，所述样品腔(9)的进气口(91)与外部空气连通，所述样品腔(9)的出气口(92)连接所述气泵(8)，所述样品腔(9)中间设置有监测腔(93)，所述留样带(1)穿设于所述监测腔(93)与所述出气口(92)之间；所述显示装置分别连接所述处理器；所述激光发出的光经过所述第一会聚透镜会聚后入射到监测腔中，然后经过第二会聚透镜会聚后由所述CCD光敏阵列接收，所述CCD光敏阵列将接收到的光强信息转化为光强数据并发送给处理器；所述处理器接收所述光强数据，并对满足飞沫液体颗粒衍射的衍射光强数据及其对应的检测时间以及气泵流量进行数据处理得到各时刻下的空气中的飞沫浓度，并将飞沫浓度发送给所述显示装置。
9.根据权利要求8所述的飞沫浓度实时监测装置，其特征在于，所述处理器包括获取模块、筛选模块和计算模块，所述获取模块用于获取气泵的流量并将其发送给计算模块；所述筛选模块用于接收所述CCD光敏阵列发送的光强数据，并对所述光强数据进行筛选，筛选得到满足飞沫液体颗粒衍射的衍射光强数据，最后将所述衍射光强数据及其对应的检测时间发送给计算模块；所述计算模块根据接收到所述衍射光强数据得到飞沫液体颗粒的粒径数据，然后根据检测时间和粒径数据统计得到单位时间内飞沫液体颗粒的粒径分布，根据所述粒径分布和气泵流量计算得到各时刻下的飞沫浓度，并将单位时间内飞沫液体颗粒的粒径分布和飞沫浓度发送给显示装置。
10.根据权利要求8所述的飞沫浓度实时监测装置，其特征在于，所述CCD光敏阵列模块包括CCD光敏阵列单元和AD转换单元，所述CCD光敏阵列单元将接收到的光强信息转化为电信号，所述AD转换单元获取所述电信号并将所述电信号转换为光强数据发送给所述处理器。
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