CN116413180A - 一种克服覆盖损失的光学颗粒计数器及优化方法 - Google Patents

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CN116413180A CN202211592394.5A CN202211592394A CN116413180A CN 116413180 A CN116413180 A CN 116413180A CN 202211592394 A CN202211592394 A CN 202211592394A CN 116413180 A CN116413180 A CN 116413180A
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常刘勇
周泉
陈龙飞
陈亮
李袁昊
李光泽
张承林
崔博譞
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Abstract

本发明公开一种克服覆盖损失的光学颗粒计数器及优化方法，涉及纳米颗粒计数领域；包括：颗粒发生器、光敏腔、激光发生装置、观测单元、流量控制单元和分析计算单元；颗粒发生器向光敏腔内发射颗粒气流；流量控制单元检测光敏腔内颗粒气流的实际流速；激光发生装置向光敏腔内发射细线片光；观测单元观测颗粒气流中的纳米颗粒在细线片光照射下得到的散射光并根据散射光得到脉冲宽度信号；分析计算单元根据脉冲宽度信号和实际流速确定测量的纳米颗粒数目浓度曲线并根据优化后的损失曲线确定优化后的纳米颗粒数目浓度曲线，以得到颗粒气流在实际流速下的纳米颗粒数目；本发明能够提高纳米颗粒的计数测量准确性。

Description

一种克服覆盖损失的光学颗粒计数器及优化方法
技术领域
本发明涉及纳米颗粒计数领域，特别是涉及一种克服覆盖损失的光学颗粒计数器及优化方法。
背景技术
纳米颗粒广泛存在于自然及工业生活中。自然界中纳米颗粒的主要来源有土壤颗粒、海洋盐粒、火山灰以及光化学颗粒等。工业革命之后，人类日常活动及各类工业生产活动向大气中排放了大量的碳烟以及粉尘颗粒。颗粒直径越小，其在空气中的停留时间越长。纳米颗粒的停留时间可达数月甚至更长。城市中高楼林立减弱了地表通风，更不易于纳米颗粒的沉降。空气中纳米颗粒的浓度一般在50000至500000个/cm3，工业生产环境下纳米颗粒浓度更高。纳米颗粒容易深入人体肺部，50％以上会沉积在肺泡中，对人体造成不可逆的损伤，比如各种尘肺病。纳米颗粒浓度越高，对人体健康危害越大，纳米颗粒甚至能跟随血液流动进入大脑。因此，有效的监测空气中及各类生产活动环境下的纳米颗粒数目浓度显的十分重要。
然而，当前测量纳米颗粒数目的传统光学颗粒计数器是基于激光器激光直接开展的，纳米颗粒通过激光器发出的激光时产生光散射，光学颗粒计数器通过测量光散射强度分布来确定纳米颗粒的数目。其浓度上限在100000个/cm3左右，存在高浓度测量不准确的问题。所以现有装置不适用于高浓度纳米颗粒的测量，也不适用于高性能光学颗粒计数器的研究。
现有的方案不适用于高浓度的纳米颗粒的测量，原因为：
第一，传统激光器产生的激光长度和宽度一般都在毫米级，纳米颗粒在激光中停留时间较长，很容易发生多个颗粒同时出现在激光内的情况，影响光散射强度分布，只产生一个脉冲宽度信号，从而造成多个纳米颗粒计为一个纳米颗粒的覆盖损失，这种现象在高浓度纳米颗粒测量时尤为严重。
第二，光敏腔测量环境的压力、湿度、温度、气体流速存在较大波动，导致纳米颗粒测量不稳定，对后续覆盖损失的数据分析计算造成很大干扰。在高浓度纳米颗粒测量时，这种干扰对结果影响更为严重，不可忽略。
发明内容
本发明的目的是提供一种克服覆盖损失的光学颗粒计数器及优化方法，可提高纳米颗粒的计数测量准确性。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种克服覆盖损失的光学颗粒计数器，包括：颗粒发生器、光敏腔、激光发生装置、观测单元、流量控制单元和分析计算单元；所述分析计算单元分别与所述观测单元和所述流量控制单元连接；
所述颗粒发生器，用于：
向所述光敏腔内发射颗粒气流；所述颗粒气流为携带纳米颗粒的气流；
所述流量控制单元，用于：
检测所述光敏腔内所述颗粒气流的实际流速；
所述激光发生装置，用于：
向所述光敏腔内发射细线片光；所述细线片光为亚毫米级长度和微米级宽度的激光束；
所述观测单元，用于：
观测所述颗粒气流中的纳米颗粒在所述细线片光照射下得到的散射光，并根据所述散射光得到脉冲宽度信号；
所述分析计算单元，用于：
接收所述脉冲宽度信号；
根据所述脉冲宽度信号和所述实际流速确定测量的纳米颗粒数目浓度曲线；
根据所述测量的纳米颗粒数目浓度曲线和优化后的损失曲线，确定优化后的纳米颗粒数目浓度曲线，以得到所述颗粒气流在所述实际流速下的纳米颗粒数目；所述优化后的损失曲线根据设定的误差以及标准的纳米颗粒数目浓度曲线确定。
可选地，所述激光发生装置包括：激光器、鲍威尔棱镜和平凸柱面镜；
所述鲍威尔棱镜设置在所述激光器的出射光路上；所述平凸柱面镜设置在所述鲍威尔棱镜的出射光路上；所述平凸柱面镜的出射光路上设置有所述光敏腔；
所述激光器用于发射初始激光束；
所述鲍威尔棱镜用于将所述初始激光束转换成初始细线片光；所述初始细线片光为微米级宽度的激光束；
所述平凸柱面镜用于将所述初始细线片光转换成所述细线片光。
可选地，所述观测单元包括：第一环形透镜、第二环形透镜和光电探测器；
所述第一环形透镜设置在所述光敏腔的出射光路上；所述第二环形透镜设置在所述第一环形透镜的出射光路上；所述光电探测器设置在所述第二环形透镜的出射光路上；
所述第一环形透镜用于观测所述颗粒气流中的纳米颗粒在所述细线片光照射下得到的散射光，且将所述散射光转换成平行光；
所述第二环形透镜用于将所述平行光传输至所述光电探测器；
所述光电探测器用于根据接收的所述平行光得到脉冲宽度信号。
可选地，所述分析计算单元包括：存储器、处理器和信号传输器；
所述存储器和所述信号传输器均与所述处理器连接；所述信号传输器分别与所述流量控制单元和所述观测单元连接；
所述存储器用于存储标准的纳米颗粒数目浓度曲线；
所述信号传输器用于将所述实际流速和所述脉冲宽度信号传输至所述处理器；
所述处理器，用于：
根据所述脉冲宽度信号和所述实际流速确定测量的纳米颗粒数目浓度曲线；
根据所述测量的纳米颗粒数目浓度曲线和优化后的损失曲线，确定优化后的纳米颗粒数目浓度曲线，以得到所述颗粒气流在所述实际流速下的纳米颗粒数目。
可选地，还包括：压力控制器；
所述压力控制器与所述光敏腔连接；所述压力控制器用于控制所述光敏腔内部的压力。
可选地，还包括：温度控制器；
所述温度控制器与所述光敏腔连接；所述温度控制器用于控制所述光敏腔内部的温度。
可选地，还包括：湿度控制器；
所述湿度控制器与所述光敏腔连接；所述湿度控制器用于控制所述光敏腔内部的湿度。
可选地，还包括：防颗粒附着管道；
所述颗粒发生器经所述防颗粒附着管道与所述光敏腔连接。
一种克服覆盖损失的光学颗粒计数器优化方法，所述优化方法应用于上述任意一项所述的克服覆盖损失的光学颗粒计数器，所述优化方法包括：
获取脉冲宽度信号；所述脉冲宽度信号是根据颗粒气流中的纳米颗粒在细线片光照射下得到的散射光确定的；所述细线片光为亚毫米级长度和微米级宽度的激光束；
获取所述纳米颗粒的实际流速；
根据所述脉冲宽度信号和所述实际流速确定测量的纳米颗粒数目浓度曲线；
根据所述测量的纳米颗粒数目浓度曲线和优化后的损失曲线，确定优化后的纳米颗粒数目浓度曲线，以得到所述颗粒气流在所述实际流速下的纳米颗粒数目；所述优化后的损失曲线根据设定的误差以及标准的纳米颗粒数目浓度曲线确定。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明实施例提供了一种克服覆盖损失的光学颗粒计数器及优化方法，通过在细线片光下，使得纳米颗粒发生散射得到散射光，经观测单元将散射光转换成平行光，进而得到脉冲宽度信号；然后经分析计算单元根据由脉冲宽度信号与实际流速确定测量的纳米颗粒数目浓度曲线以及优化的损失曲线确定优化后的纳米颗粒数目浓度曲线；由于细线片光能够使得纳米颗粒通过计数器的时间缩短，使得覆盖损失减少，并且减少了光敏腔内部的光干扰，因此能够使得通过本申请提供的系统进行计数时，计数测量的准确性得以提高。又由于分析计算单元通过设定误差值以及标准的纳米颗粒数目浓度曲线确定优化后的损失曲线，进而对测量的纳米颗粒数目浓度曲线进行优化调节，同样能够提高计数的准确性；因此，本发明能够提高纳米颗粒的计数测量准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的克服覆盖损失的光学颗粒计数器的结构图；
图2为本发明实施例提供的克服覆盖损失的光学颗粒计数器优化方法的流程图。
符号说明：
颗粒发生器-1、光敏腔-2、激光发生装置-3、观测单元-4、流量控制单元-5、分析计算单元-6、激光器-7、鲍威尔棱镜-8、平凸柱面镜-9、纳米颗粒-10、细线片光-11、第一环形透镜-12、第二环形透镜-13、光电探测器-14、光陷阱-15、存储器-16、处理器-17、信号传输器-18、压力控制器-19、温度控制器-20、湿度控制器-21、防颗粒附着管道-22。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种克服覆盖损失的光学颗粒计数器及优化方法，可提高纳米颗粒的计数测量准确性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
如图1所示，本发明实施例提供了一种克服覆盖损失的光学颗粒计数器，包括：颗粒发生器1、光敏腔2、激光发生装置3、观测单元4、流量控制单元5和分析计算单元6。
所述颗粒发生器1用于向所述光敏腔2内发射颗粒气流；所述颗粒气流为携带纳米颗粒10的气流。
所述流量控制单元5用于检测所述光敏腔2内所述颗粒气流的实际流速。
该克服覆盖损失的光学颗粒计数器还包括：防颗粒附着管道22；所述颗粒发生器1经所述防颗粒附着管道22与所述光敏腔2连接。
在实际应用中，光敏腔2的左右两侧设有一定大小通孔，以使激光进入，光敏腔2的前后两侧有进气和出气喷嘴，以使纳米颗粒10进入。气溶胶发生器即颗粒发生器1，产生携带特定组分及特定粒径的纳米颗粒10的气流，通过防颗粒附着管道22将纳米颗粒10送入到光敏腔2内，纳米颗粒10在流量控制单元5的作用下以一定速度进入到光敏腔2中。
所述激光发生装置3用于向所述光敏腔2内发射细线片光11；所述细线片光11为亚毫米级长度和微米级宽度的激光束。
具体地，激光发生装置3包括：激光器7、鲍威尔棱镜8和平凸柱面镜9。
所述鲍威尔棱镜8设置在所述激光器7的出射光路上；所述平凸柱面镜9设置在所述鲍威尔棱镜8的出射光路上；所述平凸柱面镜9的出射光路上设置有所述光敏腔2。
所述激光器7用于发射初始激光束。
所述鲍威尔棱镜8用于将所述初始激光束转换成初始细线片光；所述初始细线片光为微米级宽度的激光束。
所述平凸柱面镜9用于将所述初始细线片光转换成所述细线片光11。
布置于光敏腔2最左侧的半导体激光器7产生特定波长(激光波长根据纳米颗粒10组分选取，要避开纳米颗粒10的吸收波段，避免激光被纳米颗粒10吸收，导致无散射光)及特定功率的激光束(激光的功率由半导体激光器7调整，实现激光光强持续均匀稳定)。
激光束通过鲍威尔棱镜8产生宽度为微米级的细线片光，微米级的宽度使得纳米颗粒10通过激光片光的时间缩短，覆盖损失减少，提高了光学颗粒计数器的纳米颗粒10计数性能。覆盖损失是指当有两个或多个纳米颗粒10同时处于片光中时，光电探测器14仍只产生一个脉冲宽度信号，造成两个或多个纳米颗粒10被计为一个纳米颗粒10时而产生的损失。
微米级宽度的细线片光通过平凸柱面镜9产生长度为亚毫米级的细线片光11，亚毫米级的长度使得光敏腔2中的光干扰减少，保证了纳米颗粒10的稳定捕捉，覆盖损失稳定，易于数据分析计算，提高了光学颗粒计数器的纳米颗粒10计数性能。
所述观测单元4用于观测所述颗粒气流中的纳米颗粒10在所述细线片光11照射下得到的散射光，并根据所述散射光得到脉冲宽度信号。
具体地，所述观测单元4包括：第一环形透镜12、第二环形透镜13和光电探测器14。
所述第一环形透镜12设置在所述光敏腔2的出射光路上；所述第二环形透镜13设置在所述第一环形透镜12的出射光路上；所述光电探测器14设置在所述第二环形透镜13的出射光路上。
所述第一环形透镜12用于观测所述颗粒气流中的纳米颗粒10在所述细线片光11照射下得到的散射光，且将所述散射光转换成平行光。
所述第二环形透镜13用于将所述平行光传输至所述光电探测器14。所述光电探测器14用于根据接收的所述平行光得到脉冲宽度信号。
在第一环形透镜12的出射光路和第二环形透镜13的入射光路之间，能够形成光陷阱15；光陷阱15用于捕捉光敏腔2内的干扰光；该干扰光为除却散射光外的其他干涉光。
即纳米颗粒10在通过微米级宽度、亚毫米级长度的细线片光11时，其前向散射光通过两个环形透镜汇聚到光电探测器14中。其中第一环形透镜12将散射光转换成平行光传输，第二环形透镜13将传输过来的平行光集中于光电探测器14上。在光敏腔2右侧的光陷阱15捕捉吸收通过纳米颗粒10的平行光及干扰光，保证纳米颗粒10的散射光稳定。
所述分析计算单元6分别与所述观测单元4和所述流量控制单元5连接。
所述分析计算单元6用于接收所述脉冲宽度信号，并根据所述脉冲宽度信号和所述实际流速确定测量的纳米颗粒数目浓度曲线；所述分析计算单元6还用于根据所述测量的纳米颗粒数目浓度曲线和优化后的损失曲线，确定优化后的纳米颗粒数目浓度曲线，以得到所述颗粒气流在所述实际流速下的纳米颗粒10数目；所述优化后的损失曲线根据设定的误差以及标准的纳米颗粒数目浓度曲线确定。
具体地，所述分析计算单元6包括：存储器16、处理器17和信号传输器18。
所述存储器16和所述信号传输器18均与所述处理器17连接；所述信号传输器18分别与所述流量控制单元5和所述观测单元4连接。
所述存储器16用于存储标准的纳米颗粒数目浓度曲线。
所述信号传输器18用于将所述实际流速和所述脉冲宽度信号传输至所述处理器17。
所述处理器17用于根据所述脉冲宽度信号和所述实际流速确定测量的纳米颗粒数目浓度曲线；所述处理器17还用于根据所述测量的纳米颗粒数目浓度曲线和优化后的损失曲线，确定优化后的纳米颗粒数目浓度曲线，以得到所述颗粒气流在所述实际流速下的纳米颗粒10数目。
作为一种可选的实施方式，该克服覆盖损失的光学颗粒计数器还包括：压力控制器19；所述压力控制器19与所述光敏腔2连接；所述压力控制器19用于控制所述光敏腔2内部的压力。
此外，该克服覆盖损失的光学颗粒计数器还包括：温度控制器20和湿度控制器21；所述温度控制器20与所述光敏腔2连接；所述温度控制器20用于控制所述光敏腔2内部的温度。
所述湿度控制器21与所述光敏腔2连接；所述湿度控制器21用于控制所述光敏腔2内部的湿度。
在实际应用中，光敏腔2在微型的压力控制器19、湿度控制器21和温度控制器20的作用下，产生一定压力P、湿度RH1、温度T1的测量环境。分析计算单元6通过微型的压力控制器19、湿度控制器21、温度控制器20、光电探测器14以及流量控制器获得纳米颗粒10的环境压力、环境湿度、环境温度、散射光强度以及气流速度等参数信息，并通过处理器17对纳米颗粒10及其检测环境属性参数进行优化。即，首先对于每一种颗粒(包含粒径、形状和材质等)及特定测量环境(温度、湿度、压力等)，建立OPC工作状态参数(如流量)与检测效率的数据库；然后，在实际测量时，依据被测颗粒属性及测量环境，从数据库中选取最优OPC工作状态，在该状态下进行测量。
通过标准实验仪器TSI测定获得各优化参数下的标准的纳米颗粒数目浓度曲线，通过分析计算光电探测器14传输的脉冲宽度信号得到光学颗粒计数器的测量曲线，即测量的纳米颗粒数目浓度曲线。
结合各优化参数、标准的纳米颗粒数目浓度曲线与测量曲线训练神经网络模型，获得各优化参数下的纳米颗粒覆盖损失曲线。通过处理器17获得测量的纳米颗粒数目浓度曲线，通过不断调整纳米颗粒覆盖损失曲线使得测量的纳米颗粒数目浓度曲线与标准的纳米颗粒数目浓度曲线吻合，从而获得光学颗粒计数器的真实纳米颗粒数目浓度即优化后的纳米颗粒数目浓度曲线。该优化过程指的是在获得的优化后的纳米颗粒数目浓度曲线时，需要先有一个预设的损失曲线，该损失曲线由上面的模型获得。预设的损失曲线适应大多数情况，考虑到实际情况下精密仪器的各种误差，因此需要对每一个仪器进行微调，进一步减小误差，使每个仪器尽可能的达到最佳测量性能，该操作是个体优化。
本发明采用光电技术，使一束激光通过鲍威尔棱镜8、平凸柱面镜9产生一条强度均匀的细线片光11，随气流运动的纳米颗粒10在经过细线片光11时会发生光散射，产生的光散射强度与气流速度、纳米颗粒粒径、片光形状、激光功率及波长等参数有关，纳米颗粒10的散射光通过两个环形透镜(即第一环形透镜12、第二环形透镜13)汇聚于光电探测器14上，产生一定的脉冲宽度信号。分析计算单元6通过信号传输器18、处理器17和存储器16分析计算纳米颗粒的覆盖损失，进而得到随气流运动的纳米颗粒10的真实数目。
实施例2
如图2所示，本发明实施例提供了一种克服覆盖损失的光学颗粒计数器优化方法，所述优化方法应用于实施例1中任意一项所述的克服覆盖损失的光学颗粒计数器，所述优化方法，包括：
步骤100：获取脉冲宽度信号；所述脉冲宽度信号是根据颗粒气流中的纳米颗粒在细线片光照射下得到的散射光确定的；所述细线片光为亚毫米级长度和微米级宽度的激光束。
步骤200：获取纳米颗粒的实际流速。
步骤300：根据脉冲宽度信号和实际流速确定测量的纳米颗粒数目浓度曲线。
步骤400：根据测量的纳米颗粒数目浓度曲线和优化后的损失曲线，确定优化后的纳米颗粒数目浓度曲线，以得到颗粒气流在实际流速下的纳米颗粒数目；所述优化后的损失曲线根据设定的误差以及标准的纳米颗粒数目浓度曲线确定。
在实际应用中，该优化方法还可以为：获取待优化的目标纳米颗粒及其检测环境属性参数(即获取光敏腔内部的环境参数，如温度、湿度、压力等)；对纳米颗粒及其检测环境属性进行预处理，获得优化参数(即对环境参数进行优化选择)；获取经标准实验仪器TSI测定的各优化参数下的纳米颗粒数目浓度真实曲线(即标准的纳米颗粒数目浓度曲线)；获取光学颗粒计数器在各优化参数下的测量的纳米颗粒数目浓度曲线；结合各优化参数、标准的纳米颗粒数目浓度曲线与测量曲线训练神经网络模型，获得各优化参数下的纳米颗粒覆盖损失曲线；然后，将覆盖损失曲线导入分析计算单元6的处理器17中，控制处理器17计算光学颗粒计数器的纳米颗粒数目浓度，获得各优化参数下的纳米颗粒数目浓度实际曲线，即优化后的纳米颗粒数目浓度曲线；将各优化参数下的实际曲线与真实曲线进行比对，获得比对结果；当比对结果表征纳米颗粒数目浓度实际曲线与真实曲线不吻合时，调整纳米颗粒覆盖损失曲线，并重新执行纳米颗粒数目浓度计算过程；当比对结果表征纳米颗粒数目浓度实际曲线和真实曲线吻合时，完成纳米颗粒数目浓度的优化过程。
传统的光学颗粒计数器针对纳米颗粒的数目检测是基于激光器7直接开展的，纳米颗粒通过激光器7发出的激光时产生光散射，光学颗粒计数器通过测量光散射强度分布来确定纳米颗粒的数目。然而该方法不适用于高浓度的纳米颗粒的测量，原因为：第一，传统激光器产生的激光长度和宽度一般都在毫米级，纳米颗粒在激光中停留时间较长，很容易发生多个颗粒同时出现在激光内的情况，影响光散射强度分布，只产生一个脉冲宽度信号，从而造成多个纳米颗粒计为一个纳米颗粒的覆盖损失，这种现象在高浓度纳米颗粒测量时尤为严重；第二，光敏腔2测量环境的压力、湿度、温度、气体流速存在较大波动，导致纳米颗粒测量不稳定，对后续覆盖损失的数据分析计算造成很大干扰。在高浓度纳米颗粒测量时这种干扰对结果影响更为严重，不可忽略。
本申请通过鲍威尔棱镜8和平凸柱面镜9创造微米级宽度和亚毫米级长度的细线片光，使得纳米颗粒在激光中的停留时间大大缩短，大幅度减小了纳米颗粒的覆盖损失。通过压力控制器19、湿度控制器21、温度控制器20、流量控制器创造了一个压力、湿度、温度和气体流速基本稳定的密封光敏腔，一定程度上减小了纳米颗粒的覆盖损失影响。通过分析计算单元6结合各优化参数、光学颗粒计数器的纳米颗粒数目浓度测量曲线与标准实验测定的纳米颗粒数目浓度真实曲线训练神经网络模型，获得光学颗粒计数器的覆盖损失曲线，进而得到光学颗粒计数器的真实纳米颗粒数目浓度曲线，进一步减小了纳米颗粒覆盖损失的影响，提高了光学颗粒计数器的纳米颗粒测量浓度上限。本发明实现了高浓度纳米颗粒的有效测量，极大的降低了纳米颗粒的覆盖损失影响，克服了高浓度纳米颗粒数目测量上限与不准的问题，对高性能光学颗粒计数器研究提供了有效手段，有着重要意义。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种克服覆盖损失的光学颗粒计数器，其特征在于，包括：颗粒发生器、光敏腔、激光发生装置、观测单元、流量控制单元和分析计算单元；所述分析计算单元分别与所述观测单元和所述流量控制单元连接；
所述颗粒发生器，用于：
向所述光敏腔内发射颗粒气流；所述颗粒气流为携带纳米颗粒的气流；
所述流量控制单元，用于：
检测所述光敏腔内所述颗粒气流的实际流速；
所述激光发生装置，用于：
向所述光敏腔内发射细线片光；所述细线片光为亚毫米级长度和微米级宽度的激光束；
所述观测单元，用于：
观测所述颗粒气流中的纳米颗粒在所述细线片光照射下得到的散射光，并根据所述散射光得到脉冲宽度信号；
所述分析计算单元，用于：
接收所述脉冲宽度信号；
根据所述脉冲宽度信号和所述实际流速确定测量的纳米颗粒数目浓度曲线；
根据所述测量的纳米颗粒数目浓度曲线和优化后的损失曲线，确定优化后的纳米颗粒数目浓度曲线，以得到所述颗粒气流在所述实际流速下的纳米颗粒数目；所述优化后的损失曲线根据设定的误差以及标准的纳米颗粒数目浓度曲线确定。
2.根据权利要求1所述的克服覆盖损失的光学颗粒计数器，其特征在于，所述激光发生装置包括：激光器、鲍威尔棱镜和平凸柱面镜；
所述鲍威尔棱镜设置在所述激光器的出射光路上；所述平凸柱面镜设置在所述鲍威尔棱镜的出射光路上；所述平凸柱面镜的出射光路上设置有所述光敏腔；
所述激光器用于发射初始激光束；
所述鲍威尔棱镜用于将所述初始激光束转换成初始细线片光；所述初始细线片光为微米级宽度的激光束；
所述平凸柱面镜用于将所述初始细线片光转换成所述细线片光。
3.根据权利要求1所述的克服覆盖损失的光学颗粒计数器，其特征在于，所述观测单元包括：第一环形透镜、第二环形透镜和光电探测器；
所述第一环形透镜设置在所述光敏腔的出射光路上；所述第二环形透镜设置在所述第一环形透镜的出射光路上；所述光电探测器设置在所述第二环形透镜的出射光路上；
所述第一环形透镜用于观测所述颗粒气流中的纳米颗粒在所述细线片光照射下得到的散射光，且将所述散射光转换成平行光；
所述第二环形透镜用于将所述平行光传输至所述光电探测器；
所述光电探测器用于根据接收的所述平行光得到脉冲宽度信号。
4.根据权利要求1所述的克服覆盖损失的光学颗粒计数器，其特征在于，所述分析计算单元包括：存储器、处理器和信号传输器；
所述存储器和所述信号传输器均与所述处理器连接；所述信号传输器分别与所述流量控制单元和所述观测单元连接；
所述存储器用于存储标准的纳米颗粒数目浓度曲线；
所述信号传输器用于将所述实际流速和所述脉冲宽度信号传输至所述处理器；
所述处理器，用于：
根据所述脉冲宽度信号和所述实际流速确定测量的纳米颗粒数目浓度曲线；
根据所述测量的纳米颗粒数目浓度曲线和优化后的损失曲线，确定优化后的纳米颗粒数目浓度曲线，以得到所述颗粒气流在所述实际流速下的纳米颗粒数目。
5.根据权利要求1所述的克服覆盖损失的光学颗粒计数器，其特征在于，还包括：压力控制器；
所述压力控制器与所述光敏腔连接；所述压力控制器用于控制所述光敏腔内部的压力。
6.根据权利要求1所述的克服覆盖损失的光学颗粒计数器，其特征在于，还包括：温度控制器；
所述温度控制器与所述光敏腔连接；所述温度控制器用于控制所述光敏腔内部的温度。
7.根据权利要求1所述的克服覆盖损失的光学颗粒计数器，其特征在于，还包括：湿度控制器；
所述湿度控制器与所述光敏腔连接；所述湿度控制器用于控制所述光敏腔内部的湿度。
8.根据权利要求1所述的克服覆盖损失的光学颗粒计数器，其特征在于，还包括：防颗粒附着管道；
所述颗粒发生器经所述防颗粒附着管道与所述光敏腔连接。
9.一种克服覆盖损失的光学颗粒计数器优化方法，其特征在于，所述优化方法应用于权利要求1-8中任意一项所述的克服覆盖损失的光学颗粒计数器，所述优化方法，包括：
获取脉冲宽度信号；所述脉冲宽度信号是根据颗粒气流中的纳米颗粒在细线片光照射下得到的散射光确定的；所述细线片光为亚毫米级长度和微米级宽度的激光束；
获取所述纳米颗粒的实际流速；
根据所述脉冲宽度信号和所述实际流速确定测量的纳米颗粒数目浓度曲线；
根据所述测量的纳米颗粒数目浓度曲线和优化后的损失曲线，确定优化后的纳米颗粒数目浓度曲线，以得到所述颗粒气流在所述实际流速下的纳米颗粒数目；所述优化后的损失曲线根据设定的误差以及标准的纳米颗粒数目浓度曲线确定。
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