【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及大气检测，特别涉及一种大气颗粒物浓度检测系统、方法、计算机设备及存储介质。
技术介绍
1、细颗粒物是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，细颗粒物粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。研究表明，颗粒越小对人体健康的危害越大。细颗粒物能飘到较远的地方，因此影响范围较大。
2、单个粒子的物理特性和光学反应在大气中十分微弱，以群体为单位进行粒子讨论对于进一步开展大气、气象、环境等相关研究具有重要意义。粒子群研究的基础即是粒子谱分布。粒子谱分布可以简单概括为粒子群中不同大小的粒子分布情况，该分布决定了粒子群的物理以及光学特性，这些特性进一步影响大气环境。通过对粒子谱的分析，可以明晰大气中的主要污染粒子，有助于针对性的防治空气污染。
3、利用光散射法对气溶胶粒径谱进行探测主要原理是收集单个粒子的光散射信息，将光信号转化为电脉冲信号，脉冲幅度即是颗粒大小，脉冲频率即认为是颗粒个数，从而获得粒子谱分布。相较于其他测量方法，从大气光学角度来看待，光散射法是最具有吸引力的。
4、目前，使用光散射法探测颗粒物浓度通常需要设备大面积布控，设备运维困难，信号精确性低，一致性不高，尤其对不同粒径颗粒物浓度检测时，同一设备光路无法调节，精确性会随颗粒物粒径大小的不同而产生巨大误差，最终只能在算法上进行补偿，但是用同一设备光路检测不同粒径的颗粒物所产生的误差依然影响大气颗粒物浓度检测的精
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种大气颗粒物浓度检测系统，以解决现有技术中大气颗粒物浓度检测存在的精确性低的技术问题。该系统包括：
2、光学激光器，用于发出激光束，所述激光束具备准直性，所述激光束的波长范围为500纳米-1200纳米；
3、分束器，所述分束器在所述激光束的光路上设置，所述分束器用于将输入的激光束分为两束激光束输出，以得到至少两束用于检测颗粒物浓度的检测光束，其中，光强越大的所述检测光束用于检测颗粒物的粒径越小；
4、至少两个聚焦透镜，每个所述聚焦透镜对应一束检测光束，每个所述聚焦透镜用于对检测光束进行聚焦；
5、颗粒物分级器，用于根据待测气体中颗粒物的不同粒径将待测气体划分为不同的颗粒物气流，不同的颗粒物气流分别通过不同的气流通道，每束聚焦后的检测光束对应照射一个所述气流通道中的颗粒物气流，至少两束聚焦后的检测光束与至少两个气流通道一一对应；
6、至少两个光电探测器，至少两个所述光电探测器与至少两个所述气流通道一一对应，每个所述光电探测器用于采集所述颗粒物气流中颗粒物的光散射信号的电信号；其中，至少两个所述光电探测器采集的电信号用于综合确定所述待测气体的颗粒物浓度。
7、本专利技术实施例还提供了一种基于上述任意的大气颗粒物浓度检测系统的大气颗粒物浓度检测方法，以解决现有技术中大气颗粒物浓度检测存在的精确性低的技术问题。该方法包括：
8、在每个所述光电探测器中，根据对应粒径的颗粒物的散射光强确定每个所述光电探测器接收的散射光光通量；
9、根据每个所述光电探测器接收的散射光光通量确定每种粒径的颗粒物对应的脉冲电压信号；
10、根据至少两种粒径的颗粒物对应的脉冲电压信号综合确定所述待测气体的颗粒物浓度。
11、本专利技术实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意的大气颗粒物浓度检测方法，以解决现有技术中大气颗粒物浓度检测存在的精确性低的技术问题。
12、本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述任意的大气颗粒物浓度检测方法的计算机程序，以解决现有技术中大气颗粒物浓度检测存在的精确性低的技术问题。
13、与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：提出了根据待测气体中颗粒物的不同粒径将待测气体划分为不同的颗粒物气流，即得到多份不同粒径的单颗粒物气流，不同的颗粒物气流分别通过不同的气流通道；进而将同一光学激光器的激光束通过分束器分成至少两束用于检测颗粒物浓度的检测光束，至少两束聚焦后的检测光束与至少两个气流通道一一对应，每束聚焦后的检测光束对应照射一个所述气流通道中的颗粒物；最后，至少两个所述光电探测器与至少两个所述气流通道一一对应，通过每个所述光电探测器采集对应所述气流通道中颗粒物的光散射信号的电信号，并基于至少两个所述光电探测器采集的电信号综合确定待测气体的颗粒物浓度。通过颗粒物分流，激光束将光学激光器发出的激光束分为至少两束检测光束以分别对不同粒径的颗粒物单独的进行光散射法测量，并通过结合至少两种不同粒径的颗粒物的单独光散射法测量数据进行综合反演确定待测气体的颗粒物浓度，使得每束检测光束测量一种粒径的颗粒物，消除了单光束测量多粒径的颗粒物混合气流带来的误差，有利于提高设备测量的精确性，同时避免通过算法进行误差补偿，并基于多种粒径的颗粒物的单独测量数据进行综合的确定待测气体的颗粒物浓度，使得有利于较大提升大气颗粒物浓度的精确性；通过同一束激光束信号对分粒径的不同颗粒物浓度气流的多通道进行测量处理，使得设备的性能、利用率可以得到大幅度提高。
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1.一种大气颗粒物浓度检测系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的大气颗粒物浓度检测系统，其特征在于，所述分束器的数量为至少两个时，至少两个所述分束器在所述激光束的光路上连续设置，靠近所述光学激光器的所述分束器的分光比大于远离所述光学激光器的所述分束器的分光比。
3.如权利要求1所述的大气颗粒物浓度检测系统，其特征在于，所述光学激光器的工作功率根据所述待测气体的颗粒物粒径的大小进行调整，以调整所有所述检测光束的强度统一增强或减弱。
4.如权利要求1所述的大气颗粒物浓度检测系统，其特征在于，所述分束器的数量为两个，其中，第一分束器将所述激光束按照预设第一分光比分成第一反射光和第一透射光两束光束输出，所述第一透射光作为第一检测光束输出，所述第一反射光输入第二分束器，所述第二分束器将输入的光束按照预设第二分光比分成第二反射光和第二透射光，所述第二透射光作为第二检测光束输出，所述第二反射光作为第三检测光束输出。
5.如权利要求4所述的大气颗粒物浓度检测系统，其特征在于，所述第一检测光束聚焦后照射第一粒径的颗粒物气流；所述第二检测光束
6.一种基于权利要求1至5中任一项所述的大气颗粒物浓度检测系统的大气颗粒物浓度检测方法，其特征在于，包括：
7.如权利要求6所述的大气颗粒物浓度检测方法，其特征在于，根据对应粒径的颗粒物的散射光强确定每个所述光电探测器接收的散射光光通量，包括：
8.如权利要求6所述的大气颗粒物浓度检测方法，其特征在于，根据至少两种粒径的颗粒物对应的脉冲电压信号综合确定所述待测气体的颗粒物浓度，包括：
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求6至8中任一项所述的大气颗粒物浓度检测方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求6至8中任一项所述的大气颗粒物浓度检测方法的计算机程序。
...【技术特征摘要】
1.一种大气颗粒物浓度检测系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的大气颗粒物浓度检测系统，其特征在于，所述分束器的数量为至少两个时，至少两个所述分束器在所述激光束的光路上连续设置，靠近所述光学激光器的所述分束器的分光比大于远离所述光学激光器的所述分束器的分光比。
3.如权利要求1所述的大气颗粒物浓度检测系统，其特征在于，所述光学激光器的工作功率根据所述待测气体的颗粒物粒径的大小进行调整，以调整所有所述检测光束的强度统一增强或减弱。
4.如权利要求1所述的大气颗粒物浓度检测系统，其特征在于，所述分束器的数量为两个，其中，第一分束器将所述激光束按照预设第一分光比分成第一反射光和第一透射光两束光束输出，所述第一透射光作为第一检测光束输出，所述第一反射光输入第二分束器，所述第二分束器将输入的光束按照预设第二分光比分成第二反射光和第二透射光，所述第二透射光作为第二检测光束输出，所述第二反射光作为第三检测光束输出。
5.如权利要求4所述的大气颗粒物浓度检测系统，其特征在于，所述第一检测光束聚焦后照射第...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩佳成，代文帅，廖炳瑜，亓俊涛，张文仓，常鹏慧，郭东宸，
申请(专利权)人：北京英视睿达科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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