气溶胶计测装置及气溶胶计测方法制造方法及图纸

有关本发明专利技术的一技术方案的气溶胶计测装置，用于计测处于大气中的散射体中包含的气溶胶，具备：光源；光学元件，(i)将通过使从上述光源射出的射出光在内部干涉而产生的、具有以相互相等的频率间隔离开的多个峰值的干涉光向上述散射体照射，并且(ii)通过使由上述散射体产生的散射光在上述内部干涉而射出米氏散射光；以及受光器，接受上述米氏散射光，输出与受光强度相应的信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气溶胶计测装置及气溶胶计测方法
本专利技术涉及气溶胶计测装置及气溶胶计测方法。
技术介绍
以往，已知有利用激光雷达(LIDAR：LightDetectionandRanging)来计测大气中的气溶胶的技术。激光雷达是通过测量并解析射出到大气中的脉冲状的光的散射光来观测黄砂、花粉、灰尘或微小水滴等的悬浮在空气中的气溶胶的技术。散射光中通常包括米氏散射(Miescattering)光和瑞利散射(Rayleighscattering)光。米氏散射光是通过米氏散射产生的散射光，米氏散射指的是通过与射出光的波长同等以上的粒径的微粒子发生的散射现象。米氏散射光例如是来自作为计测对象物的气溶胶的散射光。瑞利散射是通过比射出光的波长小的微粒子及大气分子发生的散射现象。通过从散射光中排除瑞利散射光，能够得到米氏散射光。例如，在专利文献1中，公开了将由单一的激光带来的散射光使用滤波器分光分离为米氏散射光和瑞利散射光的技术。此外，例如在专利文献2中，公开了利用多纵模的激光的光谱的模间隔为一定的性质，使用有选择地使与射出的激光相同的光谱间隔的光透射的干涉仪将散射光进行分光的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2003/073127号专利文献2：日本特许第6243088号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，在上述的以往技术中，在因温度变化等而激光的峰值波长变化的情况下，需要一边将光路差以激光的1波长量进行扫描一边进行调谐。因此，需要使光路差可变的构造，有装置大型化、测量方法复杂化的问题。所以，本专利技术提供一种能够简单地计测气溶胶的小型的气溶胶计测装置、以及能够简单地计测气溶胶的气溶胶计测方法。用于解决课题的手段有关本专利技术的一技术方案的气溶胶计测装置，是用于计测处于大气中的散射体中包含的气溶胶的气溶胶计测装置，具备：光源；光学元件，(i)将通过使从上述光源射出的射出光在内部干涉而产生的、具有以相互相等的频率间隔离开的多个峰值的干涉光向上述散射体照射，并且(ii)通过使由上述散射体产生的散射光在上述内部干涉而射出米氏散射光；以及受光器，接受上述米氏散射光，输出与受光强度相应的信号。此外，有关本专利技术的另一技术方案的气溶胶计测装置，是用于计测处于大气中的散射体中包含的气溶胶的气溶胶计测装置，具备：光源；第1光学元件，将通过使从上述光源射出的射出光在内部干涉而产生的、具有以相互相等的频率间隔离开的多个峰值的干涉光向上述散射体照射；第2光学元件，通过使由上述散射体产生的散射光在上述内部干涉，射出米氏散射光；以及受光器，接受上述米氏散射光，输出与受光强度相应的信号。此外，有关本专利技术的一技术方案的气溶胶计测方法，是用于计测处于大气中的散射体中包含的气溶胶的气溶胶计测方法，包括：将通过使从光源入射的光在光学元件的内部干涉而产生的、具有以相互相等的频率间隔离开的多个峰值的干涉光向上述散射体照射；通过使由上述散射体产生的散射光在上述光学元件的上述内部干涉，从上述光学元件射出米氏散射光；以及接受上述米氏散射光，取得与受光强度相应的信号。此外，有关本专利技术的另一技术方案的气溶胶计测方法，是用于计测处于大气中的散射体中包含的气溶胶的气溶胶计测方法，包括：将通过使从光源入射的光在第1光学元件的内部干涉而产生的、具有以相互相等的频率间隔离开的多个峰值的干涉光向上述散射体照射；通过使由上述散射体产生的散射光在第2光学元件的内部干涉，从上述第2光学元件射出米氏散射光；以及接受上述米氏散射光，取得与受光强度相应的信号。此外，本专利技术的一技术方案能够作为用于使计算机执行上述气溶胶计测方法的程序实现。或者，能够作为保存有该程序的计算机可读取的非暂时性的记录介质实现。专利技术效果根据本专利技术，能够提供能够简单地计测气溶胶的的小型的气溶胶计测装置等。附图说明图1是表示有关实施方式1的气溶胶计测装置的结构的图。图2是表示有关实施方式1的气溶胶计测装置的动作的流程图。图3A是表示有关实施方式1的气溶胶计测装置射出的多激光的光谱的一例的图。图3B是表示有关实施方式1的气溶胶计测装置射出的多激光的光谱的一例的图。图4是用于说明穿过有关实施方式1的气溶胶计测装置的光学元件的第0透射光及第1透射光的图。图5是用于说明穿过有关实施方式1的气溶胶计测装置的光学元件的第0透射光及第2透射光的图。图6A是表示通过使有关实施方式1的气溶胶计测装置射出的多激光散射而产生的散射光的光谱的一例的图。图6B是表示通过使有关实施方式1的气溶胶计测装置射出的多激光散射而产生的散射光的光谱的一例的图。图7是表示由迈克尔逊(Michelson)干涉仪使包含米氏散射光和瑞利散射光的散射光干涉的情况下的干涉图的计算结果的图。图8是将图7的一部分放大表示的图。图9是用于说明没有由气溶胶带来的散射、仅考虑大气散射的情况下的由迈克尔逊干涉仪得到的干涉条纹的频率间隔的依赖性的图。图10是表示有关实施方式1的变形例的气溶胶计测装置的结构的图。图11是表示有关实施方式2的气溶胶计测装置的结构的图。图12是用于说明有关实施方式2的气溶胶计测装置的遮光部的动作的图。图13是表示有关实施方式3的气溶胶计测装置的结构的图。具体实施方式(本专利技术的概要)有关本专利技术的一技术方案的气溶胶计测装置，是用于计测处于大气中的散射体中包含的气溶胶的气溶胶计测装置，具备：光源；光学元件，(i)将通过使从上述光源射出的射出光在内部干涉而产生的、具有以相互相等的频率间隔离开的多个峰值的干涉光向上述散射体照射，并且(ii)通过使由上述散射体产生的散射光在上述内部干涉而射出米氏散射光；以及受光器，接受上述米氏散射光，输出与受光强度相应的信号。由此，由于不需要使光路长可变的结构，所以能够抑制气溶胶计测装置的大型化。此外，由于能够通过光学元件将瑞利散射光除去，所以不需要复杂的信号处理，能够基于受光器的受光强度简单地计测气溶胶。这样，根据本技术方案，能够实现能够简单地计测气溶胶的小型的气溶胶计测装置。此外，例如在有关本专利技术的一技术方案的气溶胶计测装置中，上述光学元件也可以是标准具。由此，由于光学元件是标准具，所以能够抑制气溶胶计测装置的大型化。此外，例如在有关本专利技术的一技术方案的气溶胶计测装置中，上述频率间隔也可以是3.9GHz以下。由此，由于光学元件能够抑制瑞利散射光的透射，所以能够使受光器接受基于气溶胶的米氏散射光。因而，能够容易地基于受光器的受光强度来计测气溶胶的有无及浓度。此外，例如在有关本专利技术的一技术方案的气溶胶计测装置中，也可以是，上述光学元件是单一的光学元件；上述光源经由上述单一的光学元件射出具有上述多个峰值的光；上述受光器接受穿过了上述单一的光学元件的上述米氏散射光。例如，标准具等光学元件在受到热的影响而膨胀的情况下光学特性也变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气溶胶计测装置，用于计测处于大气中的散射体中包含的气溶胶，其中，具备：/n光源；/n光学元件，(i)将通过使从上述光源射出的射出光在内部干涉而产生的、具有以相互相等的频率间隔离开的多个峰值的干涉光向上述散射体照射，并且(ii)通过使由上述散射体产生的散射光在上述内部干涉而射出米氏散射光；以及/n受光器，接受上述米氏散射光，输出与受光强度相应的信号。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190329 JP 2019-0654231.一种气溶胶计测装置，用于计测处于大气中的散射体中包含的气溶胶，其中，具备：
光源；
光学元件，(i)将通过使从上述光源射出的射出光在内部干涉而产生的、具有以相互相等的频率间隔离开的多个峰值的干涉光向上述散射体照射，并且(ii)通过使由上述散射体产生的散射光在上述内部干涉而射出米氏散射光；以及
受光器，接受上述米氏散射光，输出与受光强度相应的信号。


2.如权利要求1所述的气溶胶计测装置，其中，
上述光学元件是标准具。


3.如权利要求1或2所述的气溶胶计测装置，其中，
上述频率间隔是3.9GHz以下。


4.如权利要求1～3中任一项所述的气溶胶计测装置，其中，
上述光学元件具有：
第1部分，包括上述射出光穿过的路径；以及
第2部分，包括上述散射光穿过的路径，与上述第1部分不同。


5.如权利要求4所述的气溶胶计测装置，其中，
上述光学元件具有第1面和上述第1面的相反侧的第2面；
上述射出光及上述散射光从上述第1面向上述光学元件入射。


6.如权利要求4所述的气溶胶计测装置，其中，
上述光学元件具有第1面和上述第1面的相反侧的第2面；
上述射出光从上述第1面向上述光学元件入射；
上述散射光从上述第2面向上述光学元件入射。


7.如权利要求1～6中任一项所述的气溶胶计测装置，其中，
上述射出光是脉冲光；
上述受光器在从上述脉冲光被射出起到经过比上述脉冲光的时间宽度长的期间为止将受光截断后，接受上述米氏散射光。


8.如权利要求1～7中任一项所述的气溶胶计测装置，其中，
上述散射光相对于上述光学元件倾斜入射。


9.如权利要求1～8中任一项所述的气溶胶计测装置，其中，
上述光源是激光元件或发光二极管。


10.如权利要求1～9中任一项所述的气溶胶计测装置，其中，
还具备将上述散射光聚光的聚光部；
上述聚光部在上述散射光在上述光学元件的上述内部干涉之前将上述散射光聚光。


11.如权利要求1～10中任一项所述的气溶胶计测装置，其中，
还具备对上述信号进行处理的信号处理电路。


12.一种气溶胶计测装置，用于计测处于大气中的散射体中...

【专利技术属性】
技术研发人员：大山达史，宫下万里子，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP