CN117233054B - 一种修正光纤探头沾染干扰的方法、修正系统及传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于气溶胶及粉尘检测技术领域，具体涉及一种修正光纤探头沾染干扰的方法、修正系统及传感器。该方法包括如下步骤：S1：确定光纤探头在实际测量中的气溶胶/粉尘环境的最高浓度和测量沾染率。S2：设计和实施光纤探头的响应和恢复实验，以模拟测试过程光纤探头的沾染状态。结合模拟实验中的标定沾染率和测量过程的测量沾染率判断模拟是否合格。S3：在重新标定阶段，基于模拟实验获取的浓度变化函数、光强变化函数和初始光强重新建立透射率与气溶胶/粉尘浓度间的映射关系。S4：利用新的映射关系对光纤探头的检测信号进行处理，进而输出修正后的检测结果。本发明解决缺乏气流保护的小型化光纤探头易受沾染进而导致精度降低的问题。
Description
技术领域
本发明属于气溶胶及粉尘检测技术领域，具体涉及一种修正光纤探头沾染干扰的方法、一种气溶胶/粉尘传感器的修正系统，以及一种气溶胶/粉尘传感器。
背景技术
在流化床、反应器、飞机发动机舱等受限空间内，通常需要对局部存在粉尘或气溶胶的浓度进行实时监测，以避免可能存在的安全风险。为了实现准确测量，学者们通常采用基于小型化光纤探头的气溶胶传感器或粉尘传感器进行测量。这类传感器通过采集探头处光强度的变化，并将其利用光纤传输并转换为电脉冲，检测过程中随着时间的推移可以获取电信号的变化，进而通过电信号与浓度信号之间的转化关系，可以实现对局部的粉体或气溶胶的浓度进行定量测量。
探入式光纤测量方式由于具有小型化的探头设计和较高的安全性，因而非常适合应用于复杂环境和危险场景下的气溶胶或粉尘浓度监控。但是在实际测量过程中，光纤探头的测量范围和精度在很大程度上取决于所使用的校准技术。根据应用场景的不同，为提高光纤探头在粉体环境中测量校准的准确性，必须开发标定技术，以便准确和定量地测量对浓度变化的响应。小型化光纤探头缺乏复杂的气流保护结构，在进行粉体浓度标定由于粉体地沉降特性和静电效应造成光学镜窗前地粉体沾染，对测量信号会造成影响，进而显著降低气溶胶传感器或粉尘传感器的检测精度。
在一些大型检测设备中，技术人员通过配置气流保护装置的方式避免光纤探头发生沾染，进而保证检测精度；但这在小型化光纤探头中无法适用。另外，现有技术中也缺乏能够对气溶胶或粉尘颗粒物在光纤探头上的沾染的影响进行量化的有效手段，这些都制约了气溶胶传感器和粉尘传感器在高浓度和强粘染性场景下的应用，尤其给小型化探头的测量应用带来了严峻挑战。
发明内容
为了解决缺乏气流保护的小型化光纤探头在进行气溶胶和粉尘浓度检测时容易受沾染进而导致检测精度降低的问题，本发明提供一种修正光纤探头沾染干扰的方法、一种气溶胶/粉尘传感器的修正系统，以及一种气溶胶/粉尘传感器。
本发明采用以下技术方案实现：
一种修正光纤探头沾染干扰的方法，其用于修正采用光纤探头探测气溶胶/粉尘浓度的传感器中因沾染而产生的干扰。该方法包括如下步骤：
S1：利用未修正的光纤探头对指定的气溶胶/粉尘环境进行测量，并根据测量结果计算出测量沾染率P；其中，气溶胶/粉尘环境的最高浓度为Cmax。
S2：设计和实施光纤探头在气溶胶/粉尘环境下的响应和恢复的模拟实验，以模拟测试过程光纤探头的沾染状态。模拟实验过程如下：
S21：创建一个气溶胶/粉尘的浓度可控的标定环境，并将光纤探头置入标定环境内。
S22：获取标定环境内未通入气溶胶/粉尘时，在T1周期内测出的光纤探头的初始光强I0。
S23：以Cmax为气溶胶/粉尘浓度上限，向标定环境通入气溶胶/粉尘，使得气溶胶/粉尘浓度从0逐步升高至Cmax后停止通入，周期为T2。并根据记录的监测数据生成T2周期内气溶胶/粉尘的浓度变化函数C（t）和光强变化函数Im（t）。
S24：在停止通入气溶胶/粉尘后，继续获取光纤探头的光纤数据直至标定环境内的气溶胶/粉尘浓度从峰值降为0，周期为T3。并记录T3周期结束后光纤探头的恢复光强In。
S25：计算标定过程的标定沾染率W：W=In/I0；并根据标定沾染率W与测量沾染率P间的关系做出如下决策：
（1）当0.85P≤W≤1.15P时，则模拟实验结束，进入下步骤的重新标定阶段。
（2）当W＜0.85P时，上调实验过程的气溶胶/粉尘浓度上限，清洁或更换光纤探头，并重新实施模拟实验。
（3）当W＞1.15P时，下调实验过程的气溶胶/粉尘浓度上限，清洁或更换光纤探头，并重新实施模拟实验。
S3：在重新标定阶段，基于模拟实验获取的气溶胶/粉尘的浓度变化函数C（t）、光强变化函数Im（t）和初始光强I0重新建立透射率与气溶胶/粉尘浓度C间的映射关系：过程如下：
S31：根据光强变化函数Im（t）和初始光强I0生成标定过程的透射率变化函数，表达式如下：
；
S32：基于时域同步的浓度变化函数C（t）和透射率变化函数，利用如下的数学模型创建修正沾染干扰的新的气溶胶/粉尘浓度与透射率间的映射/>：
；
上式中，、b、k1、k2分别为气溶胶/粉尘浓度与透射率的映射中待求解的常数。其中，/>为表征浓度与透射率间映射关系类型的指数函数项；/>为表征气溶胶/粉尘沾染率对透射率影响的修正项，b为修正项中的常数。
S4：利用新的气溶胶/粉尘浓度与透射率间的映射对光纤探头的检测信号进行处理，进而输出修正后的检测结果。
作为本发明进一步的改进，步骤S1中，测量沾染率P为光纤探头检测后的沾染状态在非气溶胶/粉尘环境下的初始光强值与检测前在非气溶胶/粉尘环境下的初始光强值的比值。
作为本发明进一步的改进，步骤S21中，标定环境通过标定设备创建，标定设备包括一个具有出口和入口的管式容器，通过气溶胶/粉尘发生装置从入口向管式容器内注入生成的指定成分的气溶胶/粉尘；气溶胶/粉尘从管式容器的出口排出；光纤探头置于管式容器内。
作为本发明进一步的改进，标定设备还包括称重设备和气体流量计；气体流量计用于实时监测管式容器内的气流量q，称重设备用于计量生成气溶胶/粉尘过程中气溶胶/粉尘发生装置的原料减重量△m。
作为本发明进一步的改进，步骤S23中，标定环境中的气溶胶/粉尘浓度C采用称重设备和气体流量计联合监测；监测结果的表达式如下：
。
作为本发明进一步的改进，在步骤S2的模拟实验中，T1不少于120s，T3不少于180s。
作为本发明进一步的改进，步骤S22中，初始光强采用T1周期内光纤探头检测信号的均值。
作为本发明进一步的改进，在步骤S25中，重复实施模拟实验时，每次上调或下调实验过程的气溶胶/粉尘浓度上限的幅度为10%。
本发明还包括一种气溶胶/粉尘传感器的修正系统，其包括存储器、处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，采用如前述的修正光纤探头沾染干扰的方法，根据预先实施的模拟实验中获取的气溶胶/粉尘的浓度变化函数C（t）、光强变化函数Im（t）和初始光强I0，生成所需的修正气溶胶/粉尘沾染的透射率与气溶胶/粉尘浓度C间的映射关系；进而实现对气溶胶/粉尘传感器的数据处理单元中采用的透射率和气溶胶/粉尘浓度的映射进行修正。
本发明还包括一种气溶胶/粉尘传感器，其包括光纤探头、激光发射器、信号接收器、光纤和数据处理单元。其中，数据处理单元中采用如前述的修正光纤探头沾染干扰的方法中得到修正沾染干扰的新的映射来完成透射率和气溶胶/粉尘浓度的数据转换。
本发明提供的技术方案，具有如下有益效果：
本实施例设计了一种全新的模拟实验，实现了对实际工况下粉尘传感器或气溶胶传感器中的光纤探头的沾染状态的高仿真度模拟。同时，结合模拟实验获得光纤探头在同等沾染状态下的浓度和透射率数据，并利用模拟实验的数据对沾染状态下的光纤探头的检测数据进行重新标定。
在重新标定过程中，本发明采用了一种新的基于自然底数的指数函数的多项式模型。并在模型中引入修正项，最后得到一个修正后的透射率和浓度值的映射。创建的新的映射关系引入到传统的粉尘传感器或气溶胶传感器后可以对沾染导致的误差进行修正。
本发明提供的方案实现了对光纤探头中的沾染状态进行量化，并完成了对包含误差的检测结果进行修正。进而解决了缺乏气流保护的小型化光纤探头在进行气溶胶和粉尘浓度检测时容易受沾染进而导致检测精度降低的问题。
附图说明
图1为本发明实施例1中提供的一种修正光纤探头沾染干扰的方法的步骤流程图。
图2为本发明实施例1中设计的模拟实验的逻辑时序框图。
图3为本发明实施例1中光强与透射率的新映射关系的构建方法的流程图。
图4为性能测试实验中设计的标定设备的原理示意图。
图5为性能测试实验中，模拟实验中生成的浓度变化函数和透射率变化图像的函数图像。
图6为性能测试实验中重新标定的粉尘浓度和透射率的映射图像。
图中标记为：
1、粉尘发生器；2、管式容器；3、称重设备；4、气体流量计；5、粉尘传感器；21、入口；22、出口； 51、光纤探头。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步地详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供一种修正光纤探头沾染干扰的方法，其用于修正采用光纤探头探测气溶胶/粉尘浓度的传感器中因沾染而产生的干扰。如图1所示，该方法包括三大阶段，并分为如下的若干个步骤：
S1：在第一阶段，利用未修正的光纤探头对指定的气溶胶/粉尘环境进行测量，根据测量结果计算出测量沾染率P。其中，测量环境中的气溶胶/粉尘的最高浓度为Cmax。
在一个未修正的气溶胶/粉尘传感器中，随着监测时间的延迟，光纤探头通常已经发生不可避免的沾染，因此，此时其输入的气溶胶/粉尘的浓度检测结果应当存在因污染物沾染导致的误差。本实施例的方案主要用于消除这部分的误差，并输出一个更加精准的检测结果。为了分析错误检测结果中的误差数据，本实施例方案首先确定光纤探头在当前工况下的信号“衰减”程度和包含误差的检测结果。其中，测量沾染率P即为表征光纤探头在当前工况下的信号“衰减”程度的特征数据。测量环境中的气溶胶/粉尘的最高浓度为Cmax指的是气溶胶/粉尘传感器历史监测数据中的最大值，这可以作为包含误差的典型值，也作为模拟当前光纤探头工况的控制参数。
本实施例中，测量沾染率P指的是光纤探头检测后的沾染状态在非气溶胶/粉尘环境下的初始光强值与检测前在非气溶胶/粉尘环境下的初始光强值的比值。前者可以通过将被沾染的光纤探头从检测环境中取出，并置于不包含气溶胶/粉尘的自然环境中，然后测量光纤探头的回波信号的光强的方式得到。后者则是将光纤探头置入检测环境以前，在光纤探头没有沾染到污染物时，它在不包含气溶胶/粉尘的自然环境中的回波信号的光强。
S2：在本实施例方案的第二阶段中，需要设计和实施光纤探头在气溶胶/粉尘环境下的响应和恢复的模拟实验，模拟实验主要用于模拟第一阶段的测试过程光纤探头的沾染状态。
如图2所示，本实施例设计的模拟实验的详细过程如下：
S21：创建一个气溶胶/粉尘的浓度可控的标定环境，并将光纤探头置入标定环境内。
S22：获取标定环境内未通入气溶胶/粉尘时，在T1周期内测出的光纤探头的初始光强I0。
S23：以Cmax为气溶胶/粉尘浓度上限，向标定环境通入气溶胶/粉尘，使得气溶胶/粉尘浓度从0逐步升高至Cmax后停止通入，周期为T2。并根据记录的监测数据生成T2周期内气溶胶/粉尘的浓度变化函数C（t）和光强变化函数Im（t）。
S24：在停止通入气溶胶/粉尘后，继续获取光纤探头的光纤数据直至标定环境内的气溶胶/粉尘浓度从峰值降为0，周期为T3。并记录T3周期结束后光纤探头的恢复光强In。本实施例中，为了保证光纤探头能够重新恢复到无气溶胶/粉尘的检测状态，周期T3应当不少于180s。
S25：计算标定过程的标定沾染率W：W=In/I0；并根据标定沾染率W与测量沾染率P间的关系做出如下决策：
（1）当0.85P≤W≤1.15P时，则模拟实验结束，进入下步骤的重新标定阶段。
（2）当W＜0.85P时，上调实验过程的气溶胶/粉尘浓度上限，清洁或更换光纤探头，并重新实施模拟实验。
（3）当W＞1.15P时，下调实验过程的气溶胶/粉尘浓度上限，清洁或更换光纤探头，并重新实施模拟实验。
其中，重复实施模拟实验时，每次上调或下调实验过程的气溶胶/粉尘浓度上限的幅度为10%。
本实施例中的模拟实验的设计思想是：在一个可控的标定环境中，通过不断调整光纤探头所处环境中的气溶胶/粉尘，使得传感器遍历量程内的所有浓度范围，并同步获取对应的回波信号的光强变化函数。然后，在模拟实验结束后获取光纤探头的恢复光强，进而利用恢复光强和初始光强的比值确定模拟实验中光纤探头的信号“衰减”程度。最后，再比较光纤探头在实际工况和模拟实验中的信号“衰减”程度是否一致，若是，则判定模拟实验实现了对光纤探头真实工况的“全真模拟”，此时，可以将模拟实验中获得的新的监测数据作为对光纤探头进行重新标定的数据。若否，则说明模拟实验对光纤探头真实工况的模拟不准，需要调整模拟实现的参数，重新进行模拟。
在本实施例的范围中，将标定沾染率W与测量沾染率P作为评估两种状态的光纤探头所处工况的关键参数，当两个参数的偏差在15%的可允许范围内，则说明二者的工况已经足够接近。此时，认为模拟实验和实际测量对光纤探头造成的沾染状态相同，模拟实验中的光纤探头的干扰误差即为实际检测中的光纤探头存在的误差。
另外，当W＜0.85P时。则说明模拟实验对光纤探头造成的沾染程度相对于实际检测而言还不够恶劣，此时需要进一步提高模拟实验过程的设置的粉尘/气溶胶的上限浓度，使得模拟实验对光纤探头造成的沾染程度进一步加深。
当W＞1.15P时。则说明模拟实验对光纤探头造成的沾染程度相对于实际检测而言过于恶劣，此时需要进一步降低模拟实验过程的设置的粉尘/气溶胶的上限浓度，使得模拟实验对光纤探头造成的沾染程度进一步减弱。
需要强调的是：在本实施例方案每一次重新进行模拟实验时，需要对光纤探头进行更换或清洁，比避免前一轮模拟实验中光纤探头已经形成的沾染状态，对下一轮模拟实验的实验结果造成干扰。
S3：在完成上步骤的模拟实验，并获得模拟实验中对应的气溶胶/粉尘的浓度变化函数C（t）、光强变化函数Im（t）和初始光强I0等关键参数后，就进入到第三阶段，即：重新标定阶段。
在重新标定阶段，基于模拟实验中获得的实验数据，可以重新建立透射率与气溶胶/粉尘浓度C间的映射关系，并在新的映射关系中引入“量化”后的光纤探头的沾染对检测结果的影响。
具体地，本实施例中，如图3所示，新的映射关系的构建过程如下：
S31：根据光强变化函数Im（t）和初始光强I0生成标定过程的透射率变化函数，表达式如下：
；
在本实施例中，为了提高样本数据的精度，避免偶然误差，特别将未通入气溶胶/粉尘的全部检测周期T1获取的光强值的均值作为所需的初始光强I0。同时将周期T1的时长设置为不低于120s。
S32：在本实施例的方案中，结合前述模拟实验的流程可知，浓度变化函数C（t）、光强变化函数Im（t）和透射率变化函数在时域上是完全同步的。因此，可以时间特征为媒介将浓度，利用变化函数C（t）和透射率变化函数/>生成一个以气溶胶/粉尘浓度为自变量，以透射率的因变量为新的映射/>。
需要特别说明的是：本实施例方法中，气溶胶/粉尘浓度以及信号的光强值虽然在理论上是可以实时监测的，但是在工程，这些监测结果仍然是由一系列离散的数据点构成的。在方案的实施过程中，可以将光强信号和浓度信号的采样频率设置为相同的值，同时使得两类数据同步采样。此时，获得的一系列不同类型的离散的数据点也可以保持时域同步。并支持创建出所需的映射。
本实施例中，利用如下的多项式数学模型创建修正沾染干扰的新的气溶胶/粉尘浓度与透射率间的映射：
；
上式中，、b、k1、k2分别为气溶胶/粉尘浓度与透射率的映射中待求解的常数。其中，/>为表征浓度与透射率间映射关系类型的指数函数项；/>为表征气溶胶/粉尘沾染率对透射率影响的修正项，b为修正项中的常数。
S4：利用新的气溶胶/粉尘浓度与透射率间的映射对光纤探头的检测信号进行处理，进而输出修正后的检测结果。
实施例2
本实施例提供一种气溶胶/粉尘传感器的修正系统，其包括存储器、处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，采用如实施例1的修正光纤探头沾染干扰的方法，根据预先实施的模拟实验中获取的气溶胶/粉尘的浓度变化函数C（t）、光强变化函数Im（t）和初始光强I0，生成所需的修正气溶胶/粉尘沾染的透射率与气溶胶/粉尘浓度C间的映射关系。进而实现对气溶胶/粉尘传感器的数据处理单元中采用的透射率和气溶胶/粉尘浓度的映射进行修正。
本实施例提供的气溶胶/粉尘传感器的修正系统直接集成到现有传感器的数据处理单元，作为传感器的一部分，对原传感器的检测数据进行补偿。以保证输出更高精度的检测结果。另外，该型气溶胶/粉尘传感器的修正系统也可以作为大规模的神经元传感系统的一部分，作为神经元传感器系统后端的数据处理中心，对前端的所有传感器单元输出的检测结果进行统一校正。
本实施例提供的气溶胶/粉尘传感器的修正系统本质上是一种计算机设备。该计算机设备可以是能够执行程序的智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、机架式服务器、刀片式服务器、塔式服务器或机柜式服务器（包括独立的服务器，或者多个服务器所组成的服务器集群）等。
本实施例的计算机设备至少包括但不限于：可通过系统总线相互通信连接的存储器、处理器。本实施例中，存储器（即可读存储介质）包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如，SD或DX存储器等）、随机访问存储器（RAM）、静态随机访问存储器（SRAM）、只读存储器（ROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、可编程只读存储器（PROM）、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，存储器可以是计算机设备的内部存储单元，例如该计算机设备的硬盘或内存。在另一些实施例中，存储器也可以是计算机设备的外部存储设备，例如该计算机设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card，SMC），安全数字（SecureDigital ，SD）卡，闪存卡（Flash Card）等。当然，存储器还可以既包括计算机设备的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，存储器通常用于存储安装于计算机设备的操作系统和各类应用软件等。此外，存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。
处理器在一些实施例中可以是中央处理器（Central Processing Unit，CPU）、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。该处理器通常用于控制计算机设备的总体操作。
实施例3
本实施例提供一种气溶胶/粉尘传感器，其包括光纤探头、激光发射器、信号接收器、光纤和数据处理单元。其中，激光发射器用于通过光纤箱光学探头发生探测信号，信号接收器用于获取回波信号，数据处理设备用于分析回波信号并计算出检测过程的透射率，并根据预先标定的映射关系将透射率转换为所需的粉尘或气溶胶的浓度值。
特别地，本实施例的气溶胶/粉尘传感器的数据处理单元中采用如实施例1的修正光纤探头沾染干扰的方法中得到修正沾染干扰后的新的映射来完成透射率和气溶胶/粉尘浓度的数据转换。
性能测试
为了验证本发明实施例1中提供的修正光纤探头沾染干扰的方法的性能，本实验设计了模拟实验的标定设备，创建了标定环境，并执行了实施例1的完整方案。
1、标定设备与实验方法
本实验中用于对现有的飞行器中的消防系统中采用的碳酸氢钠超细干粉灭火系统的粉尘传感器5进行误差修正。在该实验中修正的传感器为采用USTC-OFM光纤探头构成的粉尘传感器5，粉尘传感器5由多个光纤探头51、Y型光纤、激光发生器、信号接收器以及数据处理单元等构成。
实验的标定环境通过标定设备创建，如图4所示，标定设备包括一个具有出口22和入口21的管式容器2，一个粉尘发生装置1，一个气体流量计4、以及一个称重设备。其中，粉尘传感器5中的光纤探头51置于管式容器2内。粉尘发生装置1可以根据需要按照不同的速率产生所需的粉尘，产生的粉尘通过管式容器2的入口21注入到管式容器2内。管式容器2内的粉尘从管式容器2的出口22排出。本实施例中采用碳酸氢钠超细干粉作为粉尘发生器的原料。
气体流量计4用于实时监测管式容器2内的气流量q，称重设备用于计量生成粉尘过程中粉尘发生装置1的原料减重量△m。本实验的标定设备创建的标定环境中的粉尘浓度C采用称重设备和气体流量计4联合监测；粉尘消耗的原料质量与管式容器2中的气体流量的比值即为管式容器2内的粉尘浓度，粉尘浓度C的监测结果的表达式如下：
。
本模拟实验中，设置Cmax=270g/m3；T1=120S，T2=600S；T3=180S。实验过程中得到的透射率和粉尘浓度的函数图像如图5所示。分析图5中数据可知：在通入待测碳酸氢钠粉尘以前，标定环境中的粉尘浓度为0，透射率稳维持在1。通入待测碳酸氢钠粉尘时透射率开始下降，并随着待测碳酸氢钠粉尘的浓度升高，透射率也逐渐降低。透射率的实时值与气溶胶粉体浓度导致呈反比。停止通入待测碳酸氢钠粉尘时，标定环境中的碳酸氢钠粉尘的浓度也迅速降低，透射率逐渐升高。但是，由于粉体沾染现象的发生，最终恢复的透射率并不能恢复到在未通入气溶胶粉体前水平。这说明本实施例方案可以实现对真实检测环境进行工况模拟。
结合图5模拟过程的实验数据，本实验进一步得到如图6所示的重新标定后的透射率与浓度值函数模型拟合数据图。图中的各个离散的数据点即为图5的实验中采样得到的各个原始数据转换得到的数据，每个数据点的横坐标即为测得的粉尘浓度，纵坐标即为对应时刻的透射率，透射率为实时光强与初始光强的比值。
最后分析图6中数据可知：本实验得到的修正粉体沾染的新的数学模型与标定过程的数据拟合较好，较为突出的拟合效果充分验证了在高浓度测量下透射率与气溶胶粉体浓度之间仍然存在可量化的关系。本实验拟合后的映射可以实现对沾染干扰导致的误差进行补偿，进而得到更高精度的粉尘浓度检测结果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种修正光纤探头沾染干扰的方法，其用于修正采用光纤探头探测气溶胶/粉尘浓度的传感器中因沾染而产生的干扰，其特征在于，其包括如下步骤：
S1：利用未修正的光纤探头对指定的气溶胶/粉尘环境进行测量，并根据测量结果计算出测量沾染率P；所述测量沾染率P为光纤探头检测后的沾染状态在非气溶胶/粉尘环境下的初始光强值与检测前在非气溶胶/粉尘环境下的初始光强值的比值；其中，气溶胶/粉尘环境的最高浓度为Cmax；
S2：设计和实施光纤探头在气溶胶/粉尘环境下的响应和恢复的模拟实验，以模拟测试过程光纤探头的沾染状态；所述模拟实验过程如下：
S21：创建一个气溶胶/粉尘的浓度可控的标定环境，并将光纤探头置入标定环境内；
S22：获取标定环境内未通入气溶胶/粉尘时，在T1周期内测出的光纤探头的初始光强I0；
S23：以Cmax为气溶胶/粉尘浓度上限，向标定环境通入气溶胶/粉尘，使得气溶胶/粉尘浓度从0逐步升高至Cmax后停止通入，周期为T2；并根据记录的监测数据生成T2周期内气溶胶/粉尘的浓度变化函数C（t）和光强变化函数Im（t）；
S24：在停止通入气溶胶/粉尘后，继续获取光纤探头的光纤数据直至标定环境内的气溶胶/粉尘浓度从峰值降为0，周期为T3；并记录T3周期结束后光纤探头的恢复光强In；
S25：计算标定过程的标定沾染率W：W=In/I0；并根据标定沾染率W与测量沾染率P间的关系做出如下决策：
（1）当0.85P≤W≤1.15P时，则模拟实验结束，进入重新标定阶段；
（2）当W＜0.85P时，上调实验过程的气溶胶/粉尘浓度上限，清洁或更换光纤探头，并重新实施模拟实验；
（3）当W＞1.15P时，下调实验过程的气溶胶/粉尘浓度上限，清洁或更换光纤探头，并重新实施模拟实验；
S3：在重新标定阶段，基于模拟实验获取的气溶胶/粉尘的浓度变化函数C（t）、光强变化函数Im（t）和初始光强I0重新建立透射率τ与气溶胶/粉尘浓度C间的映射关系：过程如下：
S31：根据光强变化函数Im（t）和初始光强I0生成标定过程的透射率变化函数，表达式如下：
；
S32：基于时域同步的浓度变化函数C（t）和透射率变化函数，利用如下的数学模型创建修正沾染干扰的新的气溶胶/粉尘浓度与透射率间的映射/>：
上式中，、b、k1、k2分别为气溶胶/粉尘浓度与透射率的映射中待求解的常数；
S4：利用新的气溶胶/粉尘浓度与透射率间的映射对光纤探头的检测信号进行处理，进而输出修正后的检测结果。
2.如权利要求1所述的修正光纤探头沾染干扰的方法，其特征在于：步骤S21中，所述标定环境通过标定设备创建，所述标定设备包括一个具有出口和入口的管式容器，通过气溶胶/粉尘发生装置从入口向管式容器内注入生成的指定成分的气溶胶/粉尘；气溶胶/粉尘从管式容器的出口排出；所述光纤探头置于管式容器内。
3.如权利要求2所述的修正光纤探头沾染干扰的方法，其特征在于：所述标定设备还包括称重设备和气体流量计；所述气体流量计用于实时监测管式容器内的气流量q，所述称重设备用于计量生成气溶胶/粉尘过程中所述气溶胶/粉尘发生装置的原料减重量△m。
4.如权利要求3所述的修正光纤探头沾染干扰的方法，其特征在于：步骤S23中，标定环境中的气溶胶/粉尘浓度C采用所述称重设备和气体流量计联合监测；监测结果的表达式如下：
。
5.如权利要求1所述的修正光纤探头沾染干扰的方法，其特征在于：在步骤S2的模拟实验中，T1不少于120s，T3不少于180s。
6.如权利要求1所述的修正光纤探头沾染干扰的方法，其特征在于：步骤S22中，初始光强采用T1周期内光纤探头检测信号的均值。
7.如权利要求1所述的修正光纤探头沾染干扰的方法，其特征在于：在步骤S25中，每次上调或下调实验过程的气溶胶/粉尘浓度上限的幅度为10%。
8.一种气溶胶/粉尘传感器的修正系统，其包括存储器、处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行计算机程序时，采用如权利要求1-7中任意一项所述的修正光纤探头沾染干扰的方法，根据预先实施的模拟实验中获取的气溶胶/粉尘的浓度变化函数C（t）、光强变化函数Im（t）和初始光强I0，生成所需的修正气溶胶/粉尘沾染的透射率τ与气溶胶/粉尘浓度C间的映射关系；进而实现对气溶胶/粉尘传感器的数据处理单元中采用的透射率和气溶胶/粉尘浓度的映射进行修正。
9.一种气溶胶/粉尘传感器，其包括光纤探头、激光发射器、信号接收器、光纤和数据处理单元，其特征在于；所述数据处理单元中采用如权利要求1-7中任意一项所述的修正光纤探头沾染干扰的方法中得到修正沾染干扰的新的映射来完成透射率和气溶胶/粉尘浓度的数据转换。
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