本发明专利技术涉及一种用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置，包括激光室、传输室、接收室和压缩机构，激光室内设有激光器和降温机构，接收室内设有接收器，压缩机构包括压缩板、气管和升降组件，升降组件包括顶板、滑板、升降单元、固定单元和两个支撑单元，降温机构包括水箱、密封板、水泵、降温管、喷管、若干喷头和若干散热片，该用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置通过压缩机构对传输室内的空气进行压缩，增大了污染物气体的浓度和激光的衰减程度，提高了设备检测的灵敏度，不仅如此，通过降温机构对激光器进行持续吸热降温，使得激光器在低温状态下能够更稳定的输出，有利于设备的精确测量，提高了该设备的实用性。
A High Precision Lidar Device for Measuring the Concentration of Atmospheric Pollutants
【技术实现步骤摘要】
一种用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置
本专利技术涉及光电设备领域，特别涉及一种用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置。
技术介绍
激光雷达探测法的基本原理是差分吸收测量，即利用待测气体分子的吸收特性测量空气污染物浓度，差分吸收测量激光雷达向大气中的同一光路发射波长相近的两束脉冲光，其中一个波长正处于待测气体的吸收线上，它被待测气体较强地吸收，而另一波长处于待测气体吸收线的边缘或吸收线外，待测气体对它的吸收很小或者几乎没有，两束激光回波强度的差异仅由待测气体分子的吸收所引起，从而根据两个波长回波强度的差分，可以确定待测气体分子的浓度。激光雷达大气污染测量系统越来越多地应用于大气环境污染的监测和研究，已成为大范围快速监测大气环境的新一代高技术手段，在近地面大气污染监测中发挥了常规监测手段不可替代的作用。但是现有的激光雷达装置在测量大气污染物浓度时，当污染物气体的浓度较小时，由于激光传播路径有限，待测气体浓度低下，导致气体衰减程度降低，设备无法精确检测待测气体的浓度，不仅如此，由于设备依靠激光器运行，而激光器在工作时会产生大量热量，导致激光器的工作介质升温，从而影响激光器的波长、输出功率、模式稳定性等特性，对测量结果产生干扰影响，进一步降低了现有的激光雷达装置对大气污染物浓度的测量。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置，包括激光室、传输室、接收室、控制器和压缩机构，所述传输室固定在激光室和接收室之间，所述传输室的两侧的内壁上均设有开口，所述开口内设有滤镜，所述激光室内设有激光器和降温机构，所述接收室内设有接收器，所述控制器固定在接收室上，所述控制器内设有PLC，所述激光器和接收器均与PLC电连接；所述压缩机构包括压缩板、气管和升降组件，所述压缩板的外周与传输室的内壁密封连接，所述升降组件位于压缩板的上方，所述气管通过压缩板与传输室连通，所述气管内设有阀门，所述阀门与PLC电连接，所述升降组件包括顶板、滑板、升降单元、固定单元和两个支撑单元，所述顶板的两端分别通过两个支撑单元设置在激光室的上方和接收室的上方，所述滑板位于两个支撑单元之间，所述升降单元与压缩板传动连接，所述阀门与PLC电连接，所述固定单元位于顶板的上方；所述降温机构包括水箱、密封板、水泵、降温管、喷管、若干喷头和若干散热片，所述密封板的外周固定在激光室的内壁上，所述水箱固定在密封板的下方，所述降温管的一端与水箱的底部连通，所述降温管的另一端穿过密封板与水泵连通，所述降温管缠绕在激光器上，所述降温管沿着激光器的轴线螺旋分布，所述喷管位于密封板的上方，所述喷管与水泵连通，所述密封板上设有若干开孔，所述开孔位于水箱的正上方，所述散热片固定在密封板的上方，所述激光室的上方设有注水口，所述水泵与PLC电连接。作为优选，为了控制压缩板升降移动，所述升降单元包括电机、丝杆和套管，所述电机固定在滑板的上方，所述电机与丝杆的顶端传动连接，所述电机与PLC电连接，所述丝杆的底端设置在套管内，所述套管的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹，所述套管固定在压缩板的上方。作为优选，为了保证电机的驱动力，所述电机为直流伺服电机。作为优选，为了支撑滑板滑动，所述支撑单元包括竖板、滑轨和滑环，两个支撑单元中的竖板分别固定在激光室的上方和接收室的上方，所述竖板固定在顶板的下方，所述滑轨的形状为U形，所述滑轨的两端固定在竖板上，所述滑环套设在滑轨上，所述滑环与滑板固定连接。作为优选，为了检测空气的压缩程度，所述滑板的下方设有距离传感器，所述距离传感器与PLC电连接。作为优选，为了检测压缩板是否移动到传输室内的顶部，所述传输室内的顶部设有接触开关，所述接触开关与PLC电连接。作为优选，为了提高散热片的散热效率，所述散热片的竖向截面的形状为波浪形。作为优选，为了便于固定滑板的位置，所述固定单元包括气缸和插板，所述气缸的缸体固定在顶板的上方，所述插板垂直固定在滑板的上方，所述插板上设有插孔，所述顶板上设有条形口，所述插板的顶端穿过条形口，所述气缸朝向插板设置。作为优选，为了进一步固定滑板的位置，所述固定单元还包括插管，所述插管固定在顶板的上方，所述插板位于插板的远离气缸的一侧。作为优选，为了便于遥控操作设备，所述控制器内设有蓝牙，所述蓝牙与PLC电连接。本专利技术的有益效果是，该用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置通过压缩机构对传输室内的空气进行压缩，增大了污染物气体的浓度和激光的衰减程度，提高了设备检测的灵敏度，不仅如此，通过降温机构对激光器进行持续吸热降温，使得激光器在低温状态下能够更稳定的输出，有利于设备的精确测量，提高了该设备的实用性。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置的结构示意图；图2是本专利技术的用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置的激光室的结构示意图；图3是本专利技术的用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置的压缩组件的结构示意图；图4是图1的A部放大图；图中：1.激光室，2.传输室，3.接收室，4.控制器，5.滤镜，6.激光器，7.压缩板，8.气管，9.顶板，10.滑板，11.水箱，12.密封板，13.水泵，14.降温管，15.喷管，16.喷头，17.散热片，18.电机，19.丝杆，20.套管，21.竖板，22.滑轨，23.滑环，24.距离传感器，25.接触开关，26.气缸，27.插板，28.插管，29.接收器。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。如图1所示，一种用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置，包括激光室1、传输室2、接收室3、控制器4和压缩机构，所述传输室2固定在激光室1和接收室3之间，所述传输室2的两侧的内壁上均设有开口，所述开口内设有滤镜5，所述激光室1内设有激光器6和降温机构，所述接收室3内设有接收器29，所述控制器4固定在接收室3上，所述控制器4内设有PLC，所述激光器6和接收器29均与PLC电连接；用户在使用该设备进行大气污染物测量时，将待检测的空气通入到传输室2中，而后通过控制器4运行，由压缩机构带动压缩板7向下移动，压缩传输室2内的空气，增加传输室2中，大气的浓度，而后PLC控制激光器6启动，发出激光束，穿过其中一个滤镜5后，大气中提升浓度后的待检测气体吸收激光束，使得能量衰减的激光束穿过另一个滤镜5，辐射到接收器29上，利用接收器29接收衰减后的激光，接收器29将接收信号传递给PLC，PLC根据激光束的衰减情况可检测大气中待测污染气体的浓度，由于传输室2中预先提高了待测气体的浓度，从而增大了激光的衰减程度，进而使得检测更为灵敏，提高了精确度，不仅如此，利用降温机构对激光器6进行降温，使得激光器6进行稳定的输出，进一步保证了设备检测的准确性。如图3所示，所述压缩机构包括压缩板7、气管8和升降组件，所述压缩板7的外周与传输室2的内壁密封连接，所述升降组件位于压缩板7的上方，所述气管8通本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置，其特征在于，包括激光室(1)、传输室(2)、接收室(3)、控制器(4)和压缩机构，所述传输室(2)固定在激光室(1)和接收室(3)之间，所述传输室(2)的两侧的内壁上均设有开口，所述开口内设有滤镜(5)，所述激光室(1)内设有激光器(6)和降温机构，所述接收室(3)内设有接收器(29)，所述控制器(4)固定在接收室(3)上，所述控制器(4)内设有PLC，所述激光器(6)和接收器(29)均与PLC电连接；所述压缩机构包括压缩板(7)、气管(8)和升降组件，所述压缩板(7)的外周与传输室(2)的内壁密封连接，所述升降组件位于压缩板(7)的上方，所述气管(8)通过压缩板(7)与传输室(2)连通，所述气管(8)内设有阀门，所述阀门与PLC电连接，所述升降组件包括顶板(9)、滑板(10)、升降单元、固定单元和两个支撑单元，所述顶板(9)的两端分别通过两个支撑单元设置在激光室(1)的上方和接收室(3)的上方，所述滑板(10)位于两个支撑单元之间，所述升降单元与压缩板(7)传动连接，所述阀门与PLC电连接，所述固定单元位于顶板(9)的上方；所述降温机构包括水箱(11)、密封板(12)、水泵(13)、降温管(14)、喷管(15)、若干喷头(16)和若干散热片(17)，所述密封板(12)的外周固定在激光室(1)的内壁上，所述水箱(11)固定在密封板(12)的下方，所述降温管(14)的一端与水箱(11)的底部连通，所述降温管(14)的另一端穿过密封板(12)与水泵(13)连通，所述降温管(14)缠绕在激光器(6)上，所述降温管(14)沿着激光器(6)的轴线螺旋分布，所述喷管(15)位于密封板(12)的上方，所述喷管(15)与水泵(13)连通，所述密封板(12)上设有若干开孔，所述开孔位于水箱(11)的正上方，所述散热片(17)固定在密封板(12)的上方，所述激光室(1)的上方设有注水口，所述水泵(13)与PLC电连接。...
【技术特征摘要】
1.一种用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置，其特征在于，包括激光室(1)、传输室(2)、接收室(3)、控制器(4)和压缩机构，所述传输室(2)固定在激光室(1)和接收室(3)之间，所述传输室(2)的两侧的内壁上均设有开口，所述开口内设有滤镜(5)，所述激光室(1)内设有激光器(6)和降温机构，所述接收室(3)内设有接收器(29)，所述控制器(4)固定在接收室(3)上，所述控制器(4)内设有PLC，所述激光器(6)和接收器(29)均与PLC电连接；所述压缩机构包括压缩板(7)、气管(8)和升降组件，所述压缩板(7)的外周与传输室(2)的内壁密封连接，所述升降组件位于压缩板(7)的上方，所述气管(8)通过压缩板(7)与传输室(2)连通，所述气管(8)内设有阀门，所述阀门与PLC电连接，所述升降组件包括顶板(9)、滑板(10)、升降单元、固定单元和两个支撑单元，所述顶板(9)的两端分别通过两个支撑单元设置在激光室(1)的上方和接收室(3)的上方，所述滑板(10)位于两个支撑单元之间，所述升降单元与压缩板(7)传动连接，所述阀门与PLC电连接，所述固定单元位于顶板(9)的上方；所述降温机构包括水箱(11)、密封板(12)、水泵(13)、降温管(14)、喷管(15)、若干喷头(16)和若干散热片(17)，所述密封板(12)的外周固定在激光室(1)的内壁上，所述水箱(11)固定在密封板(12)的下方，所述降温管(14)的一端与水箱(11)的底部连通，所述降温管(14)的另一端穿过密封板(12)与水泵(13)连通，所述降温管(14)缠绕在激光器(6)上，所述降温管(14)沿着激光器(6)的轴线螺旋分布，所述喷管(15)位于密封板(12)的上方，所述喷管(15)与水泵(13)连通，所述密封板(12)上设有若干开孔，所述开孔位于水箱(11)的正上方，所述散热片(17)固定在密封板(12)的上方，所述激光室(1)的上方设有注水口，所述水泵(13)与PLC电连接。2.如权利要求1所述的用于大气污染物浓度测量的高精度激光雷达装置，其特征在于，所述升降单元包括电机(18)、丝杆(19)和套管(20)，所述电机(18)固定在滑板(10)的上方，所述电机(...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈科，
申请(专利权)人：陈科，
类型：发明
国别省市：广东,44
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