CN207742059U - 一种基于激光散射原理的大气监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于激光散射原理的大气监测装置，包括相机、激光器、嵌入式单元、显示屏和电池，所述的嵌入式单元包括微处理器、驱动电路和控制开关；所述的微处理器分别与驱动电路和控制开关耦接，所述的驱动电路分别与显示屏和激光器驱动连接；所述的相机、控制开关与微处理器线路连接，所述的电池用于为装置供电。虽然大气能见度、PM2.5、PM10等参数都能反映大气浑浊状态，但是他们是不同物理含义的表征，相互之间并没有直接的转换关系，本实用新型根据激光散射原理可以同时现大气能见度、和气溶胶粒径分布测量。

Description

一种基于激光散射原理的大气监测装置

技术领域

本实用新型属于环境监测领域，尤其是涉及一种基于激光散射原理的大气监测装置。

背景技术

大气环境质量测量，其表征的参数有很多，常用的有大气能见度、PM10、PM2.5浓度等。其中大气能见度是指视力正常的人能从背景(天空或地面)中识别出具有一定大小的目标物的最大距离，也称气象视程。大气能见度是表征大气光学性质的常用要素，与航空、航海、陆上交通、高空摄影、天文观测以及军事行动等都有直接关系。PM10又称为可吸入颗粒物，通常是指粒径在10微米以下的颗粒物，在空气中持续时间长，是大气能见度重要影响因素，且威胁着人类健康。PM2.5又称为细颗粒物，是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，空气中PM2.5浓度越高，空气污染越严重。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，覆盖面积大，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，能够进入人体的支气管和肺部，引发哮喘、支气管炎等方面的疾病，而且细颗粒物浓度上升，导致能见度下降，维护和改善大气环境质量需要了解污染物的粒度大小及浓度等。目前，对于这些不同的参数的测量均有不同的探测仪器，多种设备配合使用不仅成本高昂、而且使用繁琐，不适合大规模推广。传统的测量方法、测量仪器只能测量能见度、或PM2.5、PM10浓度，不能实现他们的同时测量；大气能见度、PM2.5、PM10等参数虽然都能反映大气浑浊状态，但是他们是不同物理含义的表征，相互之间并没有直接的转换关系，既不能根据能见度推测PM2.5、PM10浓度、也不能根据PM2.5、PM10浓度去推测大气能见度。因此急需研制一种低成本、便携兼具能见度、颗粒物监测能力的设备

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种能够同时测量大气能见度及PM10、PM2.5等气溶胶粒径分布的基于激光散射原理的大气监测装置。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种基于激光散射原理的大气监测装置，包括相机、激光器、嵌入式单元、显示屏和电池，所述的嵌入式单元包括微处理器、驱动电路和控制开关；所述的微处理器分别与驱动电路和控制开关耦接，所述的驱动电路分别与显示屏和激光器驱动连接；所述的相机、控制开关与微处理器线路连接，所述的电池用于为装置供电；所述的相机用于采集激光器发射的激光光束的散射光。

进一步的，所述的激光器发出的激光光束为绿色激光。

进一步的，所述的相机为CCD相机或COMS相机。

进一步的，所述的相机的镜头上安装有滤光片，所述的滤光片用于滤除背景光。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种基于激光散射原理的大气监测装置具有以下优势：

虽然大气能见度、PM2.5及PM10等参数都能反映大气浑浊状态，但是他们是不同物理含义的表征，相互之间并没有直接的转换关系，本实用新型根据激光散射原理可以同时现大气能见度、和气溶胶粒径分布测量。

本实用新型结构紧凑、安装简单、易于维护、测量范围广，在采用高度集成的绿光激光模组和CCD或COMS传感器的基础上，使结构更为简单、安装、使用更为方便；本实用新型系统结构紧凑，采用电池供电，便携易用；此外，本实用新型准确度较高、成本低廉。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例(一)所述的结构示意图；

图2为本实用新型实施例(二)所述的结构示意图；

图3为本实用新型实施例(三)所述的结构示意图。

附图标记说明：1-电池；2-嵌入式单元；3-微处理器；4-相机；5-激光器；6-驱动电路；7-显示屏；8-滤光片；9-激光光束。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种基于激光散射原理的大气监测装置，包括相机4、激光器5、嵌入式单元2、显示屏7和电池1，所述的嵌入式单元2包括微处理器3、驱动电路6和控制开关；所述的微处理器3分别与驱动电路6和控制开关耦接，所述的驱动电路6分别与显示屏7和激光器5驱动连接；所述的相机4、控制开关与微处理器3线路连接，所述的电池1用于为装置供电。

所述的相机4用于采集激光器5发射的激光光束9的散射光。

所述的激光器5发出的激光光束9为绿色激光。

所述的相机4为CCD相机4或COMS相机4。

所述的相机4的镜头上安装有滤光片8，所述的滤光片8用于滤除背景光。

实施例(一)具体的工作过程：如图1所示，首先，微处理器3向驱动电路6发送激光器5启动信号，驱动电路6开始工作输出驱动信号；驱动信号输入到激光器5，激光器5开始工作发射光束，激光光束9在大气中被气溶胶粒子散射，相机4对被大气散射后的激光光束9成像，将图像进行处理，提取灰度后进行分析处理，即可得到大气的能见度、PM10、PM2.5浓度参数，在计算出初步结果后与标定的参数比较进行校准，最后将结果输出到显示屏7上显示。

实施例(二)如图2所示，在相机4镜头前增加了滤光片8，可以滤除除激光外的其他背景光，其它部分与实施例(一)相同，此处不再赘述。

实施例(三)如图3所示，相机4镜头前增加了滤光片8，并且激光器5与相机4不再平行放置，有一定夹角，其它部分与实施例(一)相同，此处不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于激光散射原理的大气监测装置，其特征在于：包括相机、激光器、嵌入式单元、显示屏和电池，所述的嵌入式单元包括微处理器、驱动电路和控制开关；所述的微处理器分别与驱动电路和控制开关耦接，所述的驱动电路分别与显示屏和激光器驱动连接；所述的相机、控制开关与微处理器线路连接，所述的电池用于为装置供电；所述的相机用于采集激光器发射的激光光束的散射光。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光散射原理的大气监测装置，其特征在于：所述的激光器发出的激光光束为绿色激光。

3.根据权利要求1所述的一种基于激光散射原理的大气监测装置，其特征在于：所述的相机为CCD相机或COMS相机。

4.根据权利要求1所述的一种基于激光散射原理的大气监测装置，其特征在于：所述的相机的镜头上安装有滤光片，所述的滤光片用于滤除背景光。