【技术实现步骤摘要】
探测大气中雾滴和气溶胶粒径谱分布的探测仪及探测方法
本专利技术属于环境探测装置
,涉及一种用于探测大气中雾滴谱和气溶胶粒径谱分布的探测仪,本专利技术还公开了该用于探测大气中雾滴和气溶胶粒径谱分布的探测仪的使用方法。
技术介绍
随着工业、交通和社会经济的迅猛发展,人类的生产生活导致大气中的颗粒物含量增多,给大气环境产生了严重的影响。与日俱增的气溶胶导致我国大部分地区雾、霾天气发生频率剧增,持续时间增长,带来了严重的问题。由于雾霾在环境、气候、健康等很多方面都有很重要的作用,雾霾天气发生时,其影响情况主要取决于其颗粒物所具有的微物理特性,比如粒子数浓度、谱分布、有效半径、体积浓度、表面积浓度等。国家环保部们及研究机构采购了很多的气溶胶粒径谱仪用来对大气中气溶胶的粒径谱分布进行探测和研究分析。这些仪器大多为国外进口设备,价格昂贵。雾滴是已经活化的气溶胶形成的液滴,它们的直径都在数微米。无论能见度是多少,大气中有雾滴存在才可称为雾;而在霾中,气溶胶未被活化,粒子直径多在0.1-10微米之间,能见度的降低仅是气溶胶吸湿增长或气溶胶数浓度升高造成的。雾霾的微结构也存在小尺度变化特征,尽管有雾滴谱仪可以探测雾滴的微物理特征信息,但是它的探测区间在2μm以上,不能对霾进行同时探测。而且,当前大多数的气溶胶粒径谱仪都是通过采样将被探测大气抽取后进行研究分析,破坏了原本气溶胶的环境和状态,探测结果与气溶胶原有状态发生了变化。探测开放大气环境下雾霾粒子的粒子谱分布及微物理参量信息是很重要的,但是目前国内外没有相关技术和产品来探测开放环境下雾霾粒子谱分布。
技术实现思路
本专利 ...
【技术保护点】
1.探测大气中雾滴和气溶胶粒径谱分布的探测仪,其特征在于,包括光源(1)、光路控制器、光能量接收器和光谱分析器四部分;其中,光路控制器包括第一离轴反射式望远镜(4),所述第一离轴反射式望远镜(4)用于接收光源(1)发出的光束,并将光束调整为准直光后发出;所述光能量接收器包括第二离轴反射式望远镜(10),所述第二离轴反射式望远镜(10)用于接收到第一离轴反射式望远镜(4)发射的准直光,并将其汇聚至第二离轴反射式望远镜(10)的焦面上;所述光谱分析器包括第一光谱仪(12)和第二光谱仪(9),所述第一光谱仪(12)用于接收第二离轴反射式望远镜(10)在0°视场的光并对其进行分析,所述第二光谱仪(9)也用于第二离轴反射式望远镜(10)在1°视场的光并对其进行分析。
【技术特征摘要】
1.探测大气中雾滴和气溶胶粒径谱分布的探测仪,其特征在于,包括光源(1)、光路控制器、光能量接收器和光谱分析器四部分;其中,光路控制器包括第一离轴反射式望远镜(4),所述第一离轴反射式望远镜(4)用于接收光源(1)发出的光束,并将光束调整为准直光后发出;所述光能量接收器包括第二离轴反射式望远镜(10),所述第二离轴反射式望远镜(10)用于接收到第一离轴反射式望远镜(4)发射的准直光,并将其汇聚至第二离轴反射式望远镜(10)的焦面上;所述光谱分析器包括第一光谱仪(12)和第二光谱仪(9),所述第一光谱仪(12)用于接收第二离轴反射式望远镜(10)在0°视场的光并对其进行分析,所述第二光谱仪(9)也用于第二离轴反射式望远镜(10)在1°视场的光并对其进行分析。2.根据权利要求1所述的探测大气中雾滴和气溶胶粒径谱分布的探测仪,其特征在于,所述光源(1)上连接有第一光纤(2),所述第一光纤(2)的一端与光源(1)连接,所述第一光纤(2)的另一端与第一离轴反射式望远镜(4)的焦面相接,所述第一光纤(2)上配设有可调光纤衰减器(3),所述可调光纤衰减器(3)的端面位于第一离轴反射式望远镜(4)的焦面上。3.根据权利要求1所述的探测大气中雾滴和气溶胶粒径谱分布的探测仪,其特征在于,所述光路控制器还包括可变光阑(5)和两个固定光阑(8),所述可变光阑(5)沿着第一离轴反射式望远镜(4)发出的准直光的光路设置;两个所述固定光阑(8)均位于第二离轴反射式望远镜(10)接收的准直光的光路上。4.根据权利要求3所述的探测大气中雾滴和气溶胶粒径谱分布的探测仪,其特征在于,所述光路控制器还包括第一反射镜(6)和第二反射镜(7),所述第一反射镜(6)与第二反射镜(7)的距离为500mm,所述第一反射镜(6)与第二反射镜(7)的中心高度差为30mm,所述第一反射镜(6)位于靠近第二离轴反射式望远镜(10)处,所述第一反射镜(6)的法线与经过可变光阑(5)后的准直光光路的夹角为1°,所述第二反射镜(7)位于靠近第一离轴反射式望远镜(4)处,所述第二反射镜(7)的法线与经过可变光阑(5)后的准直光光路垂直。5.根据权利要求1所述的探测大气中雾滴和气溶胶粒径谱分布的探测仪,其特征在于,所述第一离轴反射式望远镜(4)包括次镜(4-1)和主镜(4-2)所述主镜(4-2)位于次镜(4-1)的斜上方,所述次镜(4-1)和主镜(4-2)的横向距离为233mm,所述次镜(4-1)和主镜(4-2)的中心高度差为20mm,所述次镜(4-1)是曲率为-300mm的非球面镜,所述主镜(4-2)是曲率为-666.5mm的非球面镜。6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员:狄慧鸽,华灯鑫,毛节泰,王指香,
申请(专利权)人:西安理工大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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